• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.7
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• pp.555-559
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• 2004

Ceramic foams were prepared by a self-blowing process of a polysiloxane with A1$_2$O$_3$ as a filler. The release of water and ethanol vapor during the condensation reaction of the polymer triggered the pores in the polymer melt. The size. interconnectivity and shape of the pores in the ceramic foams were strongly dependent on the viscosity of the polymer melt, which could be varied by the content and size oi the filler. When the content of the filler inceased and the size of the filler decreased. the size of the pores were decreased and the thickness between the pores were increased. In the addition, the viscosity of polymer melt increased by the pretreatment at 130$^{\circ}C$ for Ire intermolecular cross linking thereby stabilizing the foam structure. The density and compressive strength of the ceramic foams were affected by the heating rate during the blowing process.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.2003-2005
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• 2002

바이오 마이크로 시스템 및 바이오 MEMS 분야, 특히 실리콘을 기질로 하는 바이오 센서 제작에서 반도체 공정 기술은 센서의 대량 생산과 초소형화를 위해서 반드시 필요한 기술이다. 그러나, 감지전극의 마이크로화에 따른 센서의 감도 및 안정성 저하 문제는 해결해야 할 과제이다. 최근, 다공질 실리콘이 갖는 대면적이 실리콘 기질과 생체 고분자 (예: 단백질, 핵산 등) 간의 결합력을 향상시킬 수 있음이 알려지면서, 바이오 센서 분야에서, 새로운 형태의 드랜스듀서 재료로서의 다공질 실리콘에 대한 논의가 활발히 전개되고 있으며 또한, ISFET (Ion-Selective Field-Effect Transistors) 와는 달리 다공질 실리콘 층은 저항이 크기 때문에 센서 제작 과정에서의 부가적인 절연막을 필요로 하지 않는다. 본 연구에서는, 백금을 증착한 다공질 실리콘 표면에 전도성 고분자로서 Polypyrrole (PPy) 필름과 생체 고분자 물질로서 Urease를 각각 전기화학적으로 흡착하였다. 다공질 실리콘 층의 형성을 위해 테플론 소재의 전기화학 전지에 불산 (49%), 에탄올 (95%), $H_2O$ 혼합 용액을 넣고 실리콘 웨이퍼에 일정시간 수 mA의 산화 전류를 흘려주었으며, 약 $200{\AA}$의 티타늄 박막과 $200{\AA}$의 백금 박막을 RF 스퍼터링하여 작업 전극을 제작하였고, 백금 박막 및 Ag를 기화 증착하여 제작한 Ag/AgCl 박막을 각각 상대 전극과 기준전극으로 하였다. 박막 전극의 표면 분석을 위해 SEM (Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) 등을 이용하였다. 제작된 요소 센서로부터 요소 농도 범위 0.01 mmol/L ${\sim}$ 100 mmol/L에서 약 0.2 mA/decade의 감도를 얻었다.

• Composites Research
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• v.22 no.4
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• pp.27-32
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• 2009

Characterisation of the stress-strain relationship as well as crashworthiness of cellular polymer was investigated under constant impact energy with different velocities, considering inertia and strain rate effects simultaneously during the impact testing. Quasi-static and impact tests were carried out for two different density (64 $kg/m^3$, 89 $kg/m^3$) cellular polymer specimens. Also, the equations, coupled with the Sherwood-Frost model and the Impulse-Momentum theory, were employed to build the constitutive relation of the cellular polymer. The nominal stress-strain curves obtained from the constitutive relation were compared with results from impact tests and showed to be in good agreement.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1938-1940
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• 2003

본 연구는 요소 센서 제작을 위한 과정으로서, 전기화학적 방법을 이용한 다공질 실리콘 구조 형성과, PDV(Physical Vapor Deposition) 법에 의한 백금 박막 코팅 및 전기화학적 전도성 고분자 코팅과 urease 고정화 단계를 고찰하고 감도 특성을 제시 하였다. 전극 기질로서 B을 도우핑한 p-type 실리콘웨이퍼를 사용하였고, HF:$C_2H_5OH:H_2O$=1:2:1의 부피비를 갖는 에칭 용액에서 5분간 -7 $mA/cm^2$의 일정 전류를 가하여 폭 2 ${\mu}m$, 깊이 10 ${\mu}m$의 다공질 실리콘(PS) 충을 형성하였다. 그 위에 200 ${\AA}$의 Ti 층을 underlayer로서 증착하고, 2000 ${\AA}$의 Pt를 중착하여 PS/Pt 박막 전극을 제작하고, 전도성 고분자로서 polypyrrole (PPy), 또는 poly(3-mehylthiophene) (P3MT)을 전기화학적으로 코팅한 후, urease(EC 3.5.1.5, type III, Jack Bean, Sigma)를 고정화 하였다. 고정화 시 전해질 수용액의 pH는 7.4로 하여 urease표면이 음전하를 갖도록 하고, 전극에 0.6 V (vs. SCE(Saturated Calomel Electrode))의 일정 전압을 가함으로써 urease가 전도성 고분자 표면에 전기적으로 흡착되도록 하였다. 이상의 방법으로 제작한 요소 센서의 감도는 PPy와 P3MT를 전자 전달 매질로 사용한 경우, 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.71.2-71
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• 2003

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.7
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• pp.513-517
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• 2004

Porous alumina ceramics with aligned plate-shaped pores were fabricated by using thermoplastic microsphere in order to show the anisotropy in thermal conductivity. The mixed powder of alumina and microsphere was pressed under 15 MPa till 20$0^{\circ}C$ to deform polymer into platelet-shape and sintered at 1,00$0^{\circ}C$ for 1 h. The sintered specimen with 10 wt% microsphere has 45.3% porosity and the bending strength of 44 MPa. The microstructural investigation confirmed the pore structure of platelet-shape, the thermal conductivities for vertical and parallel directions are 3.803 W/mK and 7.818 W/mK, respectively, the ratio between two directions exceeds 2.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1788-1790
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• 2000

본 논문에서는 마이크로 바이오 센서에 응용하기 위한 기초 실험으로서 다공성 실리콘을 이용한 요소 센서의 특성을 고찰하였다. 센서의 감도나 내구성 측면에서 보면 전도성 고분자를 전기중합(electropolymerization)한 후 효소를 전착(electrodeposition)하여 고정화하는 것보다는 PSi 표면에 효소를 코팅한 후 그 위에 고분자를 전기 중합하는 것이 유리하였다. SEM 이미지와 EDX 스펙트럼 분석 결과로부터 urease와 polypyrrole(PPy)이 다공질 실리콘 표면에 코팅되었음을 알 수 있었으며, 요소 농도가 1mM$\sim$1M 영역(일반적인 혈중 요소 농도는 $20{\mu}M{\sim}30{\mu}M$)에서 감도는 $30{\mu}A/decade$ 였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1415-1417
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• 2003

Yoneyama 등이 2001년 기존의 potentiometry 형의 요소 센서보다 우수한 성능을 갖는ampeometry 정의 요소 센서를 제안한 이후, 전자 전달 메커니즘에 관한 관심이 집중되어 왔으나, urease로부터 전극 기질까지의 전자 전달 매질로서 전도성 고분자보다 쉽고 단순한 공정은 아직까지 제시된 바 없다. 본 논문에서는 전도성 고분자로서 polypyrrole(PPy)과 poly(3-methylthiophene)(P3MT)을 이용하여 다공성 실리콘(PS) 요소 센서를 제작하고 각각의 특성을 전기화학적으로 분석하였다. Urease 고정화 전압, 고정화 시간, 고정화 시의 효소 농도, 수소이온 농도 등이 감도에 미치는 영향은 PPy 와 P3MT 각각의 경우 유사한 경향성을 보였다. 감도 특성의 경우, PPy는 다공질 실리콘 전극과 평면 전극 각각에 대하여 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 0.91 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였고, P3MT의 경우는 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 4.28 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다. 즉, PPy가 P3MT 보다 일반적으로 높은 감도를 보였고, 다공질 실리콘 전극을 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우보다 약 2배외 감도 향상 효과를 기대할 수 있었다. 재현성이나 안정성의 경우는 P3MT 가 PPy 보다 우수하였다. 사용 빈도에 따른 감도 저하는 다공질 실리콘 전극의 경우 직선적으로 감소하셨으나 평면 전극의 경우는 지수함수적으로 감소하였다 시간에 따른 감도 저하 현상은 만15일 이후의 감도를 기준으로 하여, 10% 미만의 감도저하를 보임으로써 PPy, P3MT 모두 우수한 특성을 보였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.7
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• pp.560-566
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• 2004

To fabricate the continuously porous alumina bodies by multi-extrusion process, carbon powder and ethylene vinyl acetate were used as a pore forming agent and a binder, respectively. As the change of extrusion pass number, reduction ratio as well as the volume fraction of core and tube, the porous alumina bodies having various kind of pore size and porosity could be obtained. The porous bodies showed continuous pore shape, high specific surface as well as high bending strength, which were compared with those of commercial alumina bodies. In-vitro study was carried out using MG-63 osteoblast cells to investigate of their biocompatibility. As a result, the cells grew well on top and bottom as well as inside surface of pore. From the result of in-vivo study of 3-dimensional porous alumina bodies using rats, it was confirmed that any inflammatory response was not found in the subcutaneous tissue around porous body. Also the porous bodies removed from the rats were fully covered with well-developed fibrous tissues and showed the formation of new capillary blood vessels.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.3
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• pp.103-110
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• 1997

고분자 복합재료 제조방법의 하나인 수지이동성형의 충전공정을 모사하기 위한 수 치모사 코드를 개발하였다. 수지이동성형의 충정공정문제를 수학적 공식으로 표현하기 위하 여 비등방성 다공질체를 통과하는 유동에 대한 이론을 사용하였다. 과도상태로 진행하는 자 유표면의 동적 충전거동을 묘사하기 위하여 수치격자 생성을 포괄하는 경계적합 좌표계의 계산기법을 적용하였다. 이와 아울러 불규칙적인 구저와 다중으로 연결된 금형면의 충전모 사에 저합한 복합격자의 개념을 도입하였다. 복합격자들 간의 가상의 경계에 대해서는 검사 체적 기법을 이용하여 물질보존을 만족시켜 주었다. 임의의 금형 두께와 투과도를 가지는 다수의 금형면이 결합된 두 개의 입구를 지닌 금형을 대상으로 하여 몇가지 예를 시험해 보 았다. 수치모사의결과 복합격자의 개념을 도입한 수치모사 코드는 수지이동성형의 복잡한 충전공정을 보다 정교하게 모사하는데 응용될수 있음을 보여주었다.