• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.759-764
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• 2018

내재적 미세 다공성 고분자(polymer of intrinsic microporosity, PIM-1)를 사용하여 빈용매 유도 상전이법으로부터 3차원 다공성 구조를 가지는 필름을 형성하고, 이를 탄화하여 3차원 다공성 탄소(cNPIM)를 제조하였다. 전자주사현미경 분석을 통해 상전이 공정을 적용한 탄소소재가 마이크로, 메조, 매크로 기공을 모두 가지면서 서로 연결된 계층적 3차원 다공구조를 나타냄을 확인하였다. 특히 상전이 공정의 용매의 함량비를 조절함으로써 기공구조를 제어할 수 있었으며, 결과적으로 평균 0.75 nm의 기공 크기와 $2101.1m^2/g$의 높은 비표면적을 가지면서 약 30%의 메조, 마크로 기공구조를 겸비한 최적화된 다공성 탄소 전극을 제조할 수 있었다. 제조된 3차원 다공성 탄소소재를 전기이중층 캐퍼시터용 전극물질로 사용하여 수계전해질에서 측정한 결과, 높은 비표면적을 가지는 탄소 소재 내의 비약적 이온 이동속도 향상 효과로 높은 비축전용량(304.8 F/g@10 mV/s)과 우수한 충 방전 속도(77% 용량유지율@100 mV/s)를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.23-28
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• 2019

탄소 실의 표면에 코팅 된 3차원 다공성 그래핀으로 구성된 슈퍼커패시터 케이블 소자를 보고하고자 한다. 그래핀의 3D 다공성 구조는 그래핀옥사이드로 코팅된 탄소 실을 사용하여 마이크로웨이브 활성화 방법에 의해 제작하였다. 마이크로파 조사의 사용은 환원제 없이 그래핀옥사이드를 환원된 그래핀옥사이드로 전환시키고 그래핀 시트를 박리 및 다공성 그래핀 시트로 활성화시켰다. 두 개의 와이어 전극을 고분자 겔 전해질과 결합하여 성공적으로 케이블 구조 형태의 슈퍼커패시터 소자를 제작하였다. 슈퍼커패시터 케이블은 매우 유연하기 때문에 다양한 형태의 장치로 변형될 수 있고 섬유 품목으로 통합될 수 있다. 주사 속도 10 mV/s에서 38.1 mF/cm의 높은 정전용량이 얻어졌다. 이용량은 500 mV/s에서 원래 값의 88%를 유지하였다. 장수명특성은 구부러진 형태에서도 10,000회 동안 충전/방전 과정을 반복함으로써 96.5%의 높은 정전용량 유지율을 증명하였다.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.1-42
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• 2017

금속유기구조체(metal-organic framework)는 유기물와 무기물로 구성된 나노다공성 결정물질로서 일정한 세공 구조를 가지고 있다. 합성시 유기 리간드의 다양한 선택이 가능함으로 인해 다양한 세공 사이즈와 물리적/화학적 성질들을 나타내는 금속유기구조체가 가능하다. 이러한 특성들로 인해 다공성 금속유기구조체는 새로운 기체분리용 막 재료로 각광받고 있다. 그러나 고품질의 다결정 금속유기구조체막을 재조하는 것은 상당히 어려운 일인데, 이것은 지지체 표면에 금속유기구조체 결정을 자라게 하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 지난 이십여 년 동안 마이크로 전자파를 이용한 물질 합성에 대한 연구가 상당히 진행되었는데 특히 마이크로 전자파를 이용하면 전통적인 합성법에 비해 금속유기구조체 분리막을 제조하는 과정에서의 어려움들을 극복할 수 있다. 마이크로 전자파를 이용한 다결정 분리막 제조 공정은 단시간 합성, 복잡한 구조체 합성 및 나노 결정체 합성 등의 장점이 있다. 본 총설에서는 금속유기구조체 분리막 제조 및 기체 분리에 관한 최근 연구성과들을 살펴보고 특히 마이크로 전자파를 이용한 분리막 제조 공정을 중심으로 정리한다.

• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.151-155
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• 2016

그래핀은 저차원 구조에서 기인하는 우수한 특성으로 인해 슈퍼커패시터의 전극소재로 응용이 가능한 소재이다. 본 연구에서는 2차원 구조인 그래핀의 비 표면적 향상을 위해 다공성 니켈 나노구조체 표면에 열 화학기상증착법과 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 3차원의 그래핀을 합성하였다. 주사전자현미경, 라만 분광법, X-선 광전자 분광법을 통해 합성된 그래핀의 구조적, 화학적 특성을 분석한 결과, 3차원 구조의 우수한 결정성을 지니는 다중층 그래핀이 다양한 기판 위에 합성된 것을 확인할 수 있었다.

• 대한화장품학회지
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• 제21권2호
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• pp.49-56
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• 1995

키토산 마이크로캡슐 및 마이크로비드를 W/O emulsion법에 의해 제조하였으며, SEM을 통해 이들의 morphology를 관찰하였다. 마이크로캡슐은 SEM을 통해 관찰한 결과 약 8$mu extrm{m}$ 정도의 표피층을 가지고 있었으며, 평균 입자의 크기는 약 250$\mu\textrm{m}$ 이였다. 마이크로캡슐의 팽윤부피를 측정한 결과 양성자성 용매가 비양성자성 용매에 비해 상대적으로 높은 팽윤성을 보였다. 또한 메칠바이올렛을 함유시킨 후 그 방출거동을 pH 변화 및 라이소자임 첨가에 따라 관찰한 결과, pH 5.1에서 라이소자임 첨가시 방출속도가 높게 나타났다. 한편 W/O emulsion법에 의해 제조한 마이크로비드의 경우 70$\mu\textrm{m}$정도의 크기를 보였으며 다공성의 표면구조를 나타내었다. 용매 종류별 팽윤성을 측정한 결과 수용액에서 마이크로캡슐에 비해 2배 이상의 팽윤부피를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권1호
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• pp.35-39
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• 2019

현재까지 다공성 알루미나 구조물은 대표적으로 양극산화 방법으로 구현되어 오고 있다. 양극산화 방법을 통해 규칙적인 배열을 가진 알루미늄 산화 피막은 쉽게 만들 수 있지만, 복합 구조물 형태를 가진 산화피막은 상대적으로 구현하기가 어렵다. 본 연구는 인산용액에서 양극산화 인가전압에 따른 피막 기공 크기, 두께 및 구조물 형태 변화를 관찰하고자 한다. 다층 복합 산화물 구조물 구현을 위해 양극산화 인가전압 조건을 조절하였고, 실험 조건은 10% 인산용액에서 양극산화 인가전압 100 V와 120 V로 각각 수행하였다. 실험 결과는 각 조건에 따라 다공성 구조물과 복합 구조물 형태의 산화물 구조를 구현할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.75-80
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• 2010

다공성 탄소전극기지 위의 무전해 니켈도금에 관한 연구를 하였다. 다공성 탄소전극기지로는 다공도가 20 ${\mu}m$ 이상인 것과 16~20 ${\mu}m$ 인 것을 사용하였다. 소수성인 탄소 표면은 $60^{\circ}C$ 이상의 암모니아 용액에 침적함으로써 그 표면 성질이 친수성으로 변화 되었고, 40분 이상 침적 시 접촉각이 $20^{\circ}$ 이하까지 측정 되었다. 도금욕의 pH가 증가됨에 따라 탄소기지 위에 도금된 니켈 도금층의 인의 석출량은 감소하였으며 니켈 도금층이 결정질 구조를 갖는 현상이 관찰되었다. 도금층의 두께는 pH가 증가함에 따라 증가하였다. 활성화 처리를 위한 $PdCl_2$의 농도에 따른 도금층의 두께 변화는 없었으나, 도금에 필요한 $PdCl_2$의 최소농도는 5 ppm 이상인 것으로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.100-107
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• 2004

다공성 멤브레인 필터를 템플레이트로 이용하여 전도성 고분자를 중합하면 템플레이트의 형태대로 나노 또는 마이크로 사이즈의 전도성 고분자 구조물을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 전기화학 중합법을 템플레이트 합성 과정에 이용하여 전극에 고착된 전도성 고분자 미세 구조물을 얻었다. 이 전기화학 템플레이트 합성 방법에서의 관건은 플라스틱 템플레이트를 ITO 또는 금속 전극위에 부착시키는 일이다, 이 때 전극은 전기화학 특성을 보지하여야 한다 이를 위하여 PEDiTT(poly-3,4-ethylenedithiathiophene) 용액과 PVA (polyvinyl alcohol) 용액을 블랜딩히여 얻은 복합체(composite)를 접착제로 이용하여 다공성 멤브레인 필터를 전극에 부착시켜 템플레이트 전극을 제작하였다. 이 전극을 피롤농도가 0.5M인 중합용액에 넣은 후 전해반응으로 템플레이트의 기공 안으로 폴리피롤이 합성되도록 하였다. 폴리피를 형성여부를 확인하기 위하여 템플레이트의 제거 전과 후의 전극 모습을 SEM이미지로 얻어서 확인하였다 또한 순환전압전류댑으로 전류 곡선을 얻어 확인하였다. 비교적 면적이 큰 작업 전극과 매우 작은 미소전극을 상대전극으로 구성한 전해 중합계를 이용하여 큰 작업 전극의 국소 부분에만 전도성 고분자의 전해중합을 시도하였다. 이를 위하여 마이크로 크기의 전극을 상대전극(Counter Electrode)으로, 그리고 템플레이트가 부착된 전극을 작업 전극(Working Electrode)으로 하는 2전극계를 구성하여 이용하였다. 이 전해계를 이용하여 얻은 미세구조물은 템플레이트의 동공 크기와 같은 크기로 성장하였고 형태는 튜브나 막대기 형태를 보였다. 특히 상대전극의 위치를 조정하여 원하는 위치에 튜브형태의 미세구조물을 합성하였다. 최종 합성조건으로는 $250{\mu}m$ 전극은 인가전위 4V로 100초간 중합시간, 그리고 $10{\mu}m$전극의 경우는 인가 전위 6V에 시간은 30초 동안 중합할 때 고분자가 멤브레인 동공 밖으로 넘쳐나지 않는 만큼 성장함을 알았다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권5호
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• pp.333-339
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• 2016

In this paper, a fundamental experiment regarding the formation of porous 3D structures for personal safety products using 3D PPP (Porous Polymer Printing) was introduced for the first time. The filament was manufactured by mixing PP (Polypropylene) and CBA (Chemical Blowing Agent) with polymer extruder, and the diameter of the filament was approximately 1.75mm. The proposed 3D PPP method, combined with the conventional FDM (Fused Deposition Modeling) procedure, was influenced by process parameters, such as the nozzle temperature, printing speed and CBA density. In order to verify the best processing conditions, the depositing parameters were experimentally investigated for the porous polymer structure. These results provide parameters under which to form a multiple of 3D porous polymer structures, as well as various other 3D structures, and help to improve the mechanical shock absorption for personal safety products.

• 멤브레인
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• 제29권2호
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• pp.105-110
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• 2019

다공성 분리막은 입자성 물질을 제거하는데 산업적으로 다양하게 응용되고 있다. 기존 다공성 분리막 제작 방법과 다르게, 용액퍼짐 상분리법은 매우 간단하게 기공을 형성할 수 있다. 먼저 지지층으로 메쉬 위에 물을 적신 후, 물과 혼합되지 않은 용매에 폴리설폰 용액을 흘려준다. 이때 물과 혼합되지 않은 용매는 쉽게 기화되어 폴리설폰은 얇은 막으로 만들어지게 된다. 기공을 형성하기 위해 폴리설폰 용액에 물과 혼합할 수 있는 물질을 넣게 되면, 넣어주는 농도 비율에 따라 기공크기를 조절할 수 있게 된다. 막의 두께는 쉽게 용액의 농도로 조절이 된다. 다공성 분리막은 메쉬의 형성을 그대로 유지하고 있어 3차원 구조체를 형성하는데 매우 유용하다. 본 연구에서 제시된 용액 퍼짐 상분리법은 매우 낮은 생산단가와 쉬운 공정조절에 의해 기존 분리막에 비해 높은 가격경쟁력을 가질 수 있는 특징을 보이고 있다.