• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.13.1-13.1
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• 2009

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• Membrane Journal
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• v.21 no.3
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• pp.229-235
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• 2011

In this study, mesoporous titania/alumina membranes were prepared by sol-gel method. Pore structure and phase composition of titania/alumina membranes could be changed by calcination temperature. The addition of alumina into titania membranes retarded anatase-to-rutile phase transformation, resulting in stabilization of pore structures. The 5 time dip-coated membrane calcined at $450^{\circ}C$ is about $10.3{\mu}m$ in thickness with an average pore size of 5 nm. Hydrogen and nitrogen permeances through the membrane were $17.1{\times}10^{-7}mol/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$ and $4.7{\times}10^{-7}mol/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$, respectively. These data were explained by the Knudsen diffusion mechanism.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.525-530
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• 2019

The performance and stability of solid oxide fuel cells (SOFCs) depend on the microstructure of the electrode and electrolyte. In anode, porosity and pore distribution affect the active site and fuel gas transfer. In an electrolyte, density and thickness determine the ohmic resistance. To optimizing these conditions, using costly method cannot be a suitable research plan for aiming at commercialization. To solve these drawbacks, we made high performance unit cells with low cost and highly efficient ceramic processes. We selected the NiO-YSZ cermet that is a commercial anode material and used facile methods like die pressing and dip coating process. The porosity of anode was controlled by the amount of carbon black (CB) pore former from 10 wt% to 20 wt% and final sintering temperature from $1350^{\circ}C$ to $1450^{\circ}C$. To achieve a dense thin film electrolyte, the thickness and microstructure of electrolyte were controlled by changing the YSZ loading (vol%) of the slurry from 1 vol% to 5 vol. From results, we achieved the 40% porosity that is well known as an optimum value in Ni-YSZ anode, by adding 15wt% of CB and sintering at $1350^{\circ}C$. YSZ electrolyte thickness was controllable from $2{\mu}m$ to $28{\mu}m$ and dense microstructure is formed at 3vol% of YSZ loading via dip coating process. Finally, a unit cell composed of Ni-YSZ anode with 40% porosity, YSZ electrolyte with a $22{\mu}m$ thickness and LSM-YSZ cathode had a maximum power density of $1.426Wcm^{-2}$ at $800^{\circ}C$.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.227-227
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• 2003

흑연(graphite), 석탄(coal), 숯(char), soot(검댕이) 등의 탄소로 이루어진 재료들은 비정질부터 완전한 흑연결정까지 다양한 구조를 나타낸다. 이러한 탄소재료의 구조의 출발물질 뿐 아니라 열처리에 따라 강한 영향을 받는다 이러한 구조는 여러 구조인자에 의해 특성화되는데, 구조인자로는 층간거리 d, 결정립 크기 Lc 그리고 결정립 직경 La이다. 이런 구조 인자의 지식은 흑연화, 탄소화, 가스화 등과 같은 다양한 공정을 이해하는데 매우 중요하다. 많은 연구자들은 XRD, Raman 분광, 고분해능 TEM 등과 같은 여러 기술을 통하여 이러한 구조인자에 대한 해석을 시도하였다. 그 중 XRD는 정량적 분석에 있어서 가장 많이 이용되는 기술이다. XRD 회절피크의 위치로부터 층간거리 d를 구할 수 있으며, 결정립 크기 Lc 및 결정립 직경 La는 피크의 line 퍼짐(반가폭)으로 직접 구할 수 있다. 한편 섬유상 흡착제로 이용되는 등방성 탄소섬유는 이산화탄소 또는 수증기에 의해 쉽게 활성화되어 최고 약 2,500 $m^2$/g의 고 비 표면적을 얻을 수 있다. 이렇게 활성화 후 고 비표면적을 나타내는 이유는 좁은 분포를 나타내는 미세기공의 기공구조 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다.

• Cement
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• s.100
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• pp.76-83
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• 1985

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1991.04a
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• pp.35-37
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• 1991

무기 분말과 고분자 용액을 함께 습식방사하여 제조된 중공사를 소결하여 이방성 구조를 갖는 Alumina 와 Alumina/Silica 중공사막을 제조 하였다. 중공사 제조 용액의 조성과 소결 온도에 따른 다공성 지지체막의 기공도 및 미세구조를 Mercury Porosimeter와 Surface Analyzer(Autosorb-1)를 이용하여 살펴 보았다. 무기 분말(Alumina, Silica)이 충진된 고분자 용액의 적정한 조성에 따라 소결 후에도 이방성 구조를 유지할 수 있었고 방사 조건에 따라서도 양쪽지상구조, 한쪽지상구조, 또는 망사구조를 가지고 있으며 제조시 소결 온도에 따라 기체 투과도가 감소 하였다. 다공도는 소결 온도가 증가함에 따라 급격히 줄어들고 있으나 평균 기공의 크기는 약간 증가 하였다. 전체적으로 투과 실험 조건하에서 기체 투과가 knudsen flow 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.58-59
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• 1995

기체 분리용 무기분리막은 고분자막과 비교하여 열 및 구조적 안정성이 우수하므로, 석탄가스화반응 혼합기체중의 기체분리 등 고온 또는 고압공정에 적합한 분리방법으로서 주목되고 있다. 기체의 분리를 위한 무기재료막은 크게 다공성막과 비다공성막으로 나눌 수 있으며, 이 중 비기공 성막의 경우 높은 선택도를 가지나 투과도가 낮아 경제성이 떨어지는 것으로 평가되고 있다. 한편, 기존의 다공성막의 경우 투과도는 높으나 기체의 분리가 혼합기체중 각 기체의 분자량의 차이에 의존하는 Knudsen 확산에 제한되는 낮은 선택도를 갖는 단점이 있다. 따라서 다공성막의 기공을 특정기체의 선택도가 우수한 촉매물질등으로 개선하여 비기공성막에 비해 우수한 투과도를 갖고, 기공성막에 비해 향상된 선택도를 보이는 복합막의 연구가 활발히 추진되고 이\ulcorner. 본 연구는 솔젤법에 의해 제조된 팔라듐 함침 알루미나 지지막의 기공을 침투$\cdot$증착(Soaking and Vapor-deposition)법에 의해 개선하여 기체의 투과도를 높게 유지하면서 수소의 선택성을 향상시키는 것을 목적으로 하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.12 s.271
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• pp.900-906
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• 2004

Solid oxide fuel cells have a limitation in their low-temperature application due to the low ionic conductivity of electrolyte materials and difficulties in thin film formation on porous gas diffusion layer. These problems can be solved by improvement of ionic conductivity through controlled nanostructure of electrolyte and adopting nanoporous electrodes as substrates which have homogeneous submicron pore size and highly flattened surface. In this study, ultra-thin oxide films having submicron thickness without gas leakage are deposited on nanoporous substrates. By oxidation of metal thin films deposited onto nanoporous anodic alumina substrates with pore size of $20nm{\sim}200nm$ using dc-magnetron sputtering at room temperature, ultra-thin and dense ionic conducting oxide films with submicron thickness are realized. The specific material properties of the thin films including gas permeation, grain/gran boundaries formation, change of crystalline structure/microstructure by phase transition are investigated for optimization of ultra thin film deposition process.

• Journal of Plant Biology
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• v.38 no.1
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• pp.79-86
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• 1995

Visible injury symptoms such as necrosis, chlorosis and premature senscence in the leaves of Ginkgo bloba and Pinus thunbergii treated with acid rain of pH 3.2 or below were observed. The epicuticular wax erosions were observed by SEM after exposure to acid rain of pH 2.4 and 3.2 in G. biloba and pH 4.0 below in P. thunbergii. The adaxial epidennal cells and sponge parenchyma cells were compressed, and those were distorted in the leaves of G. biloba treated with simulated acid rain of pH 3.2 or below. However, vascular tissue was intact. With increase of acidity, mesophyll cells were smaller than those of control while intercellular space in mesophyU was increased. In P. thunbergii, sponge parenchyma cells and vascular tissue except epidennis were distorted after exposure to acid rain of pH 2.4. The size change of stomata in foliar injury was not observed, but the stomatal index and size of stomatal aperture in leaves treated with acid rain increased. The stomata of injured leaf were opened in both species examined.amined.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.14 no.2
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• pp.90-100
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• 1994

Ultrasonic velocities are widely used in the investigation of material properties. In this paper, a micromechanics model and the ultrasonic velocity were used to develop a nondestructive method to determine the density variation due to porosity in structural SiC. The micromechanics model developed can consider the pore shape and orientation. The model also takes into account the interaction between pores so that it can be applied to the material with high porosity content. A contact pulse overlap method was used to measure the ultrasonic velocities of porous SiC samples, and there was a linear correlation between the velocity and density (or porosity). Using the model and the measured velocity, the bulk density can be easily calculated. The calculated density was in good agreement with that obtained by Archimedes' method.