• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.2
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• pp.23-39
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• 2020

4차 산업혁명의 초연결/초지능 사회가 현실화 되면서 모든 제품이 배터리에 연결되는 사물배터리(battery of things) 시대가 열리고 있다. 이에 따라 기존의 정형화된 에너지 저장 장치를 넘어 전자기기 각각에 걸맞은 스펙과 기능을 갖는 맞춤형 전지 개발이 화두이다. 특히 구부러지거나 변형될 수 있는 웨어러블 전자기기를 구동하기 위해서는 기계적인 변형에 안정한 에너지 저장 장치가 필요하다. 또한 다양한 기능(투명성, 전기변색, 자가치유형, 친환경 등)을 갖는 지능형 전자기기가 개발됨에 따라, 이와 동등한 기능을 갖는 에너지 저장 장치도 요구되고 있다. 나아가 각각 개발된 웨어러블/다기능성 전자기기와 에너지 저장 장치를 어떻게 통합시킬지에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 기고문에서는 기계적 안정성, 기존 소자와의 적합성, 나아가 신기능성까지 갖춘 차세대 다기능성 웨어러블 에너지 저장 장치를 소개하고 이를 위한 복합나노구조 합성 및 소자 디자인 전략에 관한 최근 연구 동향을 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.36 no.1
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• pp.333-340
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• 2019

This paper was described about the preparation of the multi-functional mask pack and its evaluation. Here, the multi-functional effects means the far-infrared emissivity effect due to polyphosphoric acid, the freckles treatment effect and peeling effects due to inclusion complexes, and the skin temperature decreasing effect due to Lavender-extraction compounds. The the hazardous chemicals, viscosity, and pH were determined blow 0.01%, 280 cP, and pH=6.92 in the prepared multi-functional mask pack solution, respectively. The multi-functional mask pack prepared with dipping method in the solution were showed the value of $0.882{\mu}m$ (Far-infrared emissivity) and $3.40{\times}10^2W/m$ at $37^{\circ}C$ (Far-infrared radiation energy), respectively. After taking multi-functional mask pack, the skin moisturizing rate was indicated 35.5%, and the skin temperature was showed in the range of $24{\sim}26^{\circ}C$. The skin stimulation test for the 30 volunteer was showed very strong stability.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.379-379
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• 2011

차세대 저항메모리(resistive switching random access memory; ReRAM)의 개발을 위해 다양한 산화 물질들의 저항 변화 특성이 연구되고 있다. 본 연구에서는 저항 변화 물질로 잘 알려진 ZnO 박막을 이용하여 저항 변화 특성을 평가하였다. ZnO 박막은 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 스퍼터링 시스템을 이용하여 약 50 nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막 위에 전극을 evaporator를 이용하여 패턴닝함으로써 전극-반도체-전극 구조의 소자를 만들고 이의 전기적 특성을 평가하였다. Compliance current를 설정하여 저항 변화 특성을 측정한 결과 가해진 전압의 극성에 관계 없이 저항이 변화하는, dielectric breakdown에 의해 박막내 전도성 필라멘트라 불리는 전도성 길이 생성되었다가 joule-heating에 의해 필라멘트가 파열되는, 전형적인 unipolar 저항 변화특성이 나타났다. 다기능성 소자 개발을 위해 위 소자 구조를 투명한 고분자 기판위에 형성하고 표면에 초발수성 ZnO 나노막대 구조를 합성하였다. 그 결과 투명하면서 유연하고, 수분에도 안정적인 다기능성 저항 변화 소자 특성을 평가할 수 있었다. 본 결과를 바탕으로 필라멘트 이론에 기초한 저항 변화 메커니즘을 설명하는 모델이 제시되었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.2 no.1
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• pp.37-42
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• 2001

Multi funtional spectacles-cases were designed and manufactured. And folding jointed fishing box-tools were designed and manufactured. Also improments of products by color mathing and ceramic adding were presented.

• The Science & Technology
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• v.32 no.6 s.361
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• pp.22-23
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• 1999

21세기 첨단기술로 다기능성 금속과 세라믹 나노입자 재료기술이 부상하고 있다. 한양대 금속재료공학과 이재성교수는 활발한 국제적 협력을 바탕으로 나누구조재료에 관한 연구를 계속하고 있다. 현재 국제 나노구조재료학회 국제상임위원으로 한국을 대표하고 있는 이교수는 '나노입자분말 합성기술 및 치밀화 기술개발과 다기능성 나노벌크재료기술을 핵심기술로 발전시켜 나갈 계획"이라고 강조했다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2002.05a
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• pp.65-70
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• 2002

난연$\cdot$다기능성 복합성형체는 기계부품, 구조물, 차량, 선박, 항공기 및 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 안전성이 확보된 신소재 개발의 일환으로서 본 연구진은 난연특성, 정전기 방지특성, 내식특성의 기능성 복합성형체 개발을 수행해 왔으며, 본 연구에서는 Recycled PE, Phenolic resin 및 PPS resin과 같은 재활용 제품에 고기능성을 부여하기 위하여 용도에 따라 alumina, silica, flyash 등의 무기질 filler를 최대 70wt(%) 이상으로 고충진한 복합 폴리머 성형체를 개발하고자 하였다.(중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.121-121
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• 2012

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 진행이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분과 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조의 형성이 가능하도록 하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 통해 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 정리된 기존 코팅재에서 결여된 특성을 포함한 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)의 구현이 가능한 복잡한 형태의 나노 복합 코팅층 소재 개발이 가능하도록 하는 기술이다. 또한 기존 코팅재의 구조적 결함을 통해 발생하는 내식성 문제를 방지할 수 있는 기술이다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 개발하고자한다. 또한 다수의 타겟을 이용하여 균일한 다성분 코팅층 형성하는 기존의 PVD 코팅방법으로는 다수의 성분타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있다. 이를 위한 해결방법으로 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술의 개발 진행 사항에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.91-92
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• 2013

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 코팅공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분상이 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조로 형성되도록 하는 기술을 개발하고자 하는 것이다. 이는 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 명시되어 있는 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)이 구현되도록 하는 소재 개발과 원하는 물성을 구현할 수 있는 나노 복합 코팅층의 형성 공정으로 구성된다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 제시하고자한다. 이러한 연구는 다수의 성분 타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있는 기존 PVD 공정의 문제점을 해결하기 위한 최적의 대안이라할 수 있다. 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술과 제조된 모물질을 이용하여 제조된 저마찰 코팅층과 그 물성에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.504-504
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• 2011

최근 디지털 프린팅 기술의 핵심기술로 떠오르고 있는 잉크젯 프린팅 기술은 최근 기존의 문서인쇄 뿐 아니라, 직물 인쇄, 태양전지 등의 다양한 반도체 소자 제조에 널리 활용되고 있으며, 점차 그 응용 분야를 넓혀가고 있다. 특히 thermal 방식의 잉크젯 피린팅 기술은 etching, thin film process, lithography등의 반도체 공정 기술을 이용하여 제작할 수 있기 때문에, 현재 잉크젯 프린팅 기술은 대부분 thermal 방식을 체택하고 있다. 이러한 thermal 잉크젯 프린팅 방법에서는 잉크를 토출시키기 위하여, 전기적 에너지를 열에너지로 전환하는 전자저항막층이 필수적으로 필요하게 되는데, 이러한 전자저항막층은 수백도가 넘는 고온 및 잉크와 접촉으로 인한 부식 및 산화 문제가 발생할 수 있는 열악한 환경에서 사용되므로, Ta, SiN과 같은 보호층을 필수적으로 필요로 한다. 그러나 최근 잉크젯 프린터의 고해상도 고속화, 대면적 인쇄성 등과 같은 다양한 요구 증가에 따라, 잉크젯 프린터의 저전력 구동이 이슈로 떠올라 열효율에 방해가 되는 보호층을 제거할 필요성이 제기되고 있다. 지금까지는 Poly-Si, $HfB_2$, TiN, TaAl, TaN _0.8 등의 물질들이 잉크젯 프린터용 전자저항막 물질로 연구되거나 실제로 사용되어져 왔으나, 이러한 물질들을 보호층을 제거하는 경우 쉽게 산화되거나, 부식되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 기존 전자저항막의 기능을 만족시키면서, 산화나 부식에 대한 강한 내성을 가져 보호층을 제거하더라도 안정적으로 구동이 가능한 하이브리드 기능성(히터 + 보호층)을 가지는 잉크젯 프린터용 전자저항막 물질의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 자기조립특성을 가져 정밀제어가 가능한 원자층증착법(Atomic Layer Deposition)을 이용하여 원자/나노 단위의 미세 구조 컨트롤을 통해 내열 내산화 내부식성 저온도저항계수를 동시에 가지는 다기능성 전자저항막을 설계 및 개발하고자 하였다. 전자저항막 개발을 위하여 우수한 내부식 내산화성을 가지고 결정립 크기에 따른 온도저항계수 조절이 가능한 platinum group metal들과 전기 저항 및 내열성 향상을 위한 물질의 복합구조막을 원자증증착법으로 증착하였다. 또한, 전자저항막 증착시 미세구조와 공정 변수가 내부식성, 내산화성, 그리고 온도저항계수에 미치는 영향을 체계적으로 연구하여, proto-type의 inkjet printhead를 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2011.11a
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• pp.32-32
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• 2011

Cold Pad batch(CPB)처리에 의한 직물 전처리 공정은 특히 저온처리방식이라 에너지 소모가 적으며, 발생되는 대기오염 및 용수사용량이 연속식 방법에 비해 약 30%이상 절감되는 경제적 친환경적인 기술로 특히 정련과 표백을 동시에 수행할 수 있다. CPB 전처리는 호발, 정련, 표백을 포함하는 공정으로 일욕으로 처리시 패딩, 수세, 와인딩 공정을 단축시키기 때문에 약품 소비량 감소와 에너지 사용 절감 효과가 있어 전 세계적으로 확산되고 있는 Green Technology이다. 본 연구에서는 CPB용 다기능성 일욕형 조제에 개발하기 위해 전처리시 정련, 표백성에 대한 연구를 진행하였다. 시료는 NP/C 교직물을 사용하였고, CPB 처리액은 원료 및 첨가용제를 여러 비율로 조합하여 조제를 formulation 하였다. 이를 사용하여 패딩, 배칭, 수세 및 건조하여 전처리를 하였다. 표백된 정도를 파악하기 위해 Macbeth Color Eye-3100을 사용하여 백도(whiteness(CIE))를 5회 평균값을 구하여 측정 하였다. 정련된 정도를 비교하기 위해 C.I.Reactive Red 238의 2g/l 용액을 사용하여 wicking test를 하였다. 1분간 흡수높이를 측정하여 정련성을 확인하였다. 각각의 첨가용제를 비교한 결과 isopropyl alcohol을 첨가 시 hexylene glycol, butyl diglycol를 첨가한 경우에 비해 높은 흡수높이를 나타내었다. isopropyl alcohol의 농도별 정련성을 알아보기 위해 0%, 5%, 10%의 농도로 처리하였다. 그 결과 isopropyl alcohol 첨가량이 많을수록 정련성이 증가하였다. 다기능성 일욕조제의 문제점인 알칼리 안정성 부족을 보완하기 위해 polyoxyethlylene tridecyl ether derivatieves(LAP300)의 인화물을 첨가하였다. LAP300의 첨가량이 증가할수록 정련성이 증가하는 경향을 나타내었다. 알칼리 안정성 및 타 성능(정련성, 백도, 킬레이트 성)을 종합적으로 평가하여 향후, CPB용 다기능성 일욕형 조제의 개발에 대한 연구를 진행할 계획이다.