• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.325-335
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• 2014

원자 힘 현미경 (Atomic Force Microscopy, AFM) 탐침과 표면 사이의 좁은 공간에서 형성되는 나노미터 크기의 메니스커스는 AFM으로 측정하는 표면 이미지에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 격자 기체 기반의 몬테카를로 방법을 이용하여 계의 상대습도 변화에 따른 시스템의 크기와 표면의 곡률이 메니스커스의 모양 및 이로 인해 발생하는 모세관 힘에 미치는 영향을 알아 보았다. 일반적으로 시스템의 크기가 작을수록, 표면의 곡률이 클수록 (표면이 거칠수록), 메니스커스 폭은 좁아지고 모세관 힘이 줄어드는 것을 확인 하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.167-177
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• 2013

원자 힘 현미경(Atomic Force Microscopy, AFM) 탐침과 표면 사이의 좁은 틈에서 형성되는 나노미터 크기의 물 메니스커스는 AFM을 사용하여 측정하는 이미지에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 격자 기체 기반의 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 탐침의 곡률과 결합 에너지 특성이 메니스커스의 형상과 그로 인해 발생하는 모세관 힘에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 일반적으로 탐침의 곡률이 커질수록, 친수성이 작아질수록 메니스커스 폭은 좁아지고 모세관 힘이 줄어드는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.823-829
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• 2014

본 연구에서는 계면활성제를 첨가한 사각 PDMS(polydimethylsiloxane) 마이크로 채널에서의 모세관 흐름에 의한 충전 길이를 예측하기 위한 모델들을 제안하였다. 일반적으로 PDMS 의 소수성 특성 때문에 모세관 힘만을 이용한 PDMS 마이크로 채널에서의 물의 이동에는 어려움이 따르게 된다. 따라서 본 연구에서는 계면활성제를 첨가하여 친수성을 가지는 PDMS 표면을 제작하고, 이 표면에서의 물의 접촉각 변화 측정 및 단순 모델을 수립하였다. 또한 친수성 PDMS 마이크로 채널에서의 모세관 힘에 따른 충전 길이를 예측하기 위해서 Washburn 방정식을 바탕으로 한 단순 모델을 수립하였다. 그 결과 유체의 충전 길이는 접촉각의 초기변화속도의 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 대표적인 세가지 경우에 대한 모델을 제안하였으며, 이들은 MIMIC(MIcroMolding In Capillaries)과 같은 마이크로 유체 기반의 생산공정의 설계와 개발에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.47-54
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• 2012

본 연구는 전통적인 픽-엔-플레이스 방법을 대체하기 위한 새로운 유체 자가-조립 방법을 개발하였다. 이 방법은 종래의 연구보다 경제적이고 효과적인 방법이다. 이를 위해, 중요한 변수인 항력, 모세관 힘, 복원력을 선정하여 이들이 칩과 기판의 부착 및 정렬에 미치는 영향을 알아보기 위해 이론값과 실험값을 비교하였다. 유체 자가-조립 실험에서는 $500{\mu}m$ 솔드 볼에서 96.5% 부착률과 미정렬 $5^{\circ}$ 인 우수한 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.77-82
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• 2010

소형분석시스템에서 미세채널의 상판이 제거되면 상판에 의한 빛 에너지 손실이 대폭 감소되어 광학측정법으로 대상을 분석할 때 장점을 갖는다. 본 연구에서는 상판이 없는 사각단면 미세채널 내 액체유동을 이해하려는 목적으로 실험과 전산유체역학 해석을 수행하였다. 개방형 사각단면 미세채널에서 입자추적기법으로 유속을 측정하였고, 채널의 단면적 변화에 따른 모세관 유동현상을 이론적으로 해석하였다. 단면의 너비와 높이가 각각 20 ${\mu}m$로 제작된 미세채널의 주입부에 물을 떨어뜨렸을 때 물은 오직 모세관 힘에 의해 미세채널을 따라 이동하였다. 액체의 젖음현상에 영향을 미치는 중요한 유동 파라미터는 채널의 크기와 표면장력, 점성 등으로 볼 수 있으며, 미세채널에서 액체 유동을 조절하는데 이용될 수 있다.

• 한국수학사학회지
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• 제21권3호
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• pp.1-30
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• 2008

뉴턴의 중력이론의 성공은 수학물리학을 태동시키는 바, 최초로 19세기 초의 분자력의 모델성립에 중요한 요소로 등장하였다. 라플라스는 여기서 회전타원체의 작용이라는 모델을 이용하였고 회전타원체의 작용은 이계편미분방정식으로 표현이 되었다. 이것을 풀어서 유체를 담은 용기의 기하학적 모습과 와 유체와 고체의 접촉각에 대응시켰다. 알 수 없는 분자간거리는 추상적이고 미지의 힘 함수 $\varphi(f)$를 써서 표현하여, 분자 작용반경이라는 개념을 도입하여 이론적인 포텐셜 함수의 이론적인 토대를 구축하였다. 뉴턴의 중력이론은 라플라스이론에서 완성을 이루었고, 이후 분자력의 모델로서 작용을 하였다. 라플라스-영의 모세관이론은 수학적으로는 극소 곡면론에서 물리학적으로는 표면장력현상으로 설명이 된다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제5권
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• pp.9-12
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• 1998

공기경계층을 갖는 유리평판에서 힘의 크기가 10N이고 상승시간이 약 280ns 인 경사 점하중이 인가된 경우에 대하여 진앙점에서 입자 변위와 입자 속도를 계산하였다. 이론적으로 계산된 수직성분이 입자속도가 PZT변환자에 입사한다고 가정하여 PZT 변환자의 과도 응답특성을 Mason 등가회로와 격자점을 이용하여 계산하였다. 유리모세관의 파과시에 방출괴는 과도탄성파를 이용하여 유리평판의 진앙점에서 PZT 변환기의 응답을 조사하였고, 이론과 비교한 결과 상당히 일치하였다. 이를 이용하여 음향방출 시스템인 발생원, 전파매질, 변환자 및 신호분석시스템을 수학적으로 모형화할 수 있는 기초를 마련하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.465-466
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• 2006

A single-wall carbon nanotube (SWCNT) has been studied as a material of Nano-Eletro-Mechanical-System (NEMS) device together with various nanowires. In order for oscillation of a multi-wall carbon nanotube (MWCNT) or a single-walled carbon nanotube (SWCNT) on plane surface, it needs suspension of a CNT across trench electrodes. So we propose fabrication method of a MWCNT resonator using dielectrophoresis and show successful results of suspeneded MWNT. Thin electrodes with large gaps could not suspend small diameter MWNT but thicker electrodes could. Thin MWNT could be suspended only when the electrode gap was reduced.

• 보존과학회지
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• 제23권
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• pp.1-10
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• 2008

풍화된 석재 조직을 강화시키기 위해 사용되고 있는 점도가 낮은 tetraethoxysilane (TEOS)과 같은 알콕시실란(alkoxysilane)계 강화제는 석재 내부로 쉽게 침투하여, 솔-젤 반응을 통해 석재를 구성하고 있는 실리카와 같은 특성을 가진 망목상 구조인 젤을 형성하여 석재를 강화해 준다. 그러나 석재 내부에서 형성된 젤이 TEOS와 같이 딱딱하고 부서지기 쉬운 젤인 경우 건조 중에 균열이 일어나면서, 약한 석재 조직에서 2차 박리를 유도하는 문제점을 갖고 있다. 용매가 남아있는 젤을 건조시킬 때 발생하는 모세관 힘에 의해 생기는 균열을 방지하기 위한 방법으로 실리카 나노 입자나 polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS)를 첨가해 망목상 구조에 의해 형성된 세공의 크기를 크게 하여 모세관 힘을 작게 하거나, 유연한 세그먼트를 갖고 있는 (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS)를 도입하여, 젤 구조에 유연성을 도입하여 균열을 감소시킨 강화제가 개발되었다. 석재 강화제는 실제 석재를 구성하는 입자들의 표면에 잘 분산하여 솔-젤 반응 통해 입자들을 서로 연결해 주어야 하는 강화제들은 석재 성분들과 상호작용이 있어야 높은 강화효과를 기대할 있다. 본 연구에서는 석재를 구성하는 각 성분들과 강화제와의 상호작용을 거시적 ISO 2409 cross cutting test 방법을 이용한 점착력으로부터 유추하였다. 상업화된 TEOS계 석재 강화제와, 젤이 건조되는 동안 일어난 균열을 막기 위해 개발된 나노입자와 유기계 세그먼트가 첨가된 강화제를 화강암에 처리한 후 점착력을 비교 연구하였다. 나노미터 크기의 실리카나 POSS와 같은 나노입자가 첨가되면 석재와의 점착력이 감소하고, 유기계 세그먼트를 갖는 GPTMS를 첨가할수록 석재와의 점착력이 증가함을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제7권2호
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• pp.1-11
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• 2002

눈물 층을 사이에 두고 각막 위에 부착되어 있는 콘택트 렌즈(하드렌즈)에는 모세관 현상에 따른 장력이 렌즈 가장 자리에 균일하게 방사형으로 작용한다. 이러한 장력은 렌즈가 각막에 부착되는 힘의 근원이 된다. 렌즈착용 시 자체 무게에 의한 렌즈의 회전과 렌즈가 평형상태에 도달 한 후 각막에 부착되는 힘을 계산할 수 있는 방정식과 이의 수치 계산 컴퓨터 프로그램을 수립하였으며 이 컴퓨터 모델을 사용하여 렌즈 구경, 렌즈 B.C, 눈물의 점성, 눈물 층의 두께 등의 변수가 렌즈의 평형 위치 및 부착력에 미치는 영향을 모사(simulation)하였다. 일정 각막 B.C에서 렌즈 B.C 증가에 따라 눈물 충의 간격은 급격히 증가하는데 비해 렌즈의 직경 증가는 완만한 간격 증가를 수반한다. 렌즈의 B.C가 증가할수록, 즉 렌즈의 곡률이 완만할수록, 렌즈가 각막에 fitting되는 부착력은 급격하게 감소하며 직경 감소는 완만한 부착력 감소를 초래한다. 렌즈가 각막에 부착되는 순간 렌즈의 무게로 인하여 아래 방향으로의 회전 모멘트가 발생하게 되며 이와 동시에 렌즈 위 부분 눈물 층의 간격이 아래 부분보다 좁아지게 되어 위 방향으로 알짜 힘이 작용하게 되며 이에 따른 역방향 모멘트는 중력에 의한 모멘트를 상쇄하게 되어 렌즈는 일정 위치에서 평형 상태에 도달하게 된다. 렌즈 착용에 수반되는 초기 회전각 또는 회전 변위는 렌즈의 B.C가 증가할수록 급격히 증가하는데 비해 렌즈 구경 증가는 변위 증가율이 완만하다.