• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1237-1238
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• 2011

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.357-372
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• 2021

에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.

• Composites Research
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2010

본 논문에서는 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS 6.71을 이용하여 수술 직후 골절부 거동을 예측할 수 있는 해석을 수행하였다. 스테인리스 고정판과 적층순서를 달리한 복합재료 고정판을 대상으로 대퇴골의 골절치료에 대한 효과를 비교 분석 하였다. 실제 상태를 모사하기 위해 고정판과 골절뼈 및 골절부간 접촉조건을 부여하였으며, 스크류 체결과정과 하중부가 과정을 두 단계로 나누어 해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통하여 스테인리스 고정판과 복합재료 고정판이 체결된 경우에 대한 골절부 틈새의 변화 및 응력분포 등을 계산하고 그 차이를 비교하였다. 복합재료 고정판은 골절뼈와의 접촉에 의한 불필요한 응력 증가를 감소시키고 골절부위의 응력은 증가시켜 골절치료에 더 효과적인 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제2권1호
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• pp.65-70
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• 1989

우리는 생활주변에서 파이프의 사용을 흔히 볼 수 있다. 그 만큼 파이프의 소요량은 우리 생활에서 엄청난 양이라 할 수 있는데 그것이 기존 재료로는 콘크리트나 철강제품이 대부분을 차지하고 있다. 요즈음 대체 재료로써 복합재료가 여러 산업분야에서 각광을 받고 있다. 처음 항공분야에서 사용이 시작되어 제품의 우수성 뿐 아니라, 그 값이 점차 낮아짐에 따라 여러 분야에서 사용되고 있다. 복합재료는 내구성, 내열성, 내부식성 등 다른 어느 재료보다 좋은 성질을 가지고 있으며 특히 중량이 가볍다. 파이프 매설 공사에 있어서 운반비의 비중은 전체 공사비에 약 20-40%에 달할 만큼 크다. 따라서 복합재료의 선택은 그 비용을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 내구성, 내열성 등 복합재료의 여러가지 우수성을 동시에 가질 수 있다. 그리고 재료의 발달이 가속되고 있어 앞으로 유용성은 더욱 커질 것이다. 지하매설 파이프로써 반경에 비해 두께가 얇은 관인 경우 큰 변형이 발생할 것이다. 따라서 기하학적 비선형성을 고려하여야 한다. 이를 위해 변형 후의 형상에 대해 평형방정식을 세웠으며, 이를 Galerkin's method에 의해 풀었다. 하중조건은 파이프가 땅속에 묻히게 되므로 수직하중은 매설깊이에 비례하며 수평하중은 수평변위에 비례하게 가정하였다. 복합재료로 만들어진 파이프는 층(layer)수와 fiber 방향 등에 따라 강성이 틀려지며 또한 흙의 종류와 발생되는 변위에 따라 파이프-흙간의 상호작용이 달라진다. 본 연구에서는 복합재료로 만들어진 파이프가 지하에 매설된 경우 기하학적 비선형을 고려한 해석방법을 제시하며 파이프 강성에 미치는 여러 인자에 대해 고찰해 보았다. 결과가 유한요소법에 의해 검증되었다. 기술고도화를 위한 과감한 측정관련 투자 결과가 제품의 불량감소에 크게 영향을 준다는 사실이 밝혀졌다. 연구결과에 따른 주요내용과 평가분석 모형을 제시한다.을 나타냄으로써 누에소화액 protease에 의하여 용해되지 않았음을 보여 주었다. 4. 결정성독소의 amino산 조성은 subsp. israelensis에서는 aspartic산이 14.5%로 가장 많은 비율을 차지하였고 그외 4개의 subsp.에서는 glutamic산이 13.9-14.6%로 가장 많았다. 5. 결정성독소의 면역학적 특성을 보면 subsp. israelensis의 항체는 그것의 항원과만 반응하고 그외 4개의 subsp.의 항체는 각각의 항원과 그리고 서로 다른 항원과 교호하여 반응하였다.화지방산을 다량으로 함유한 칠성장어유 및 옥수수유는 동맥경화증 랫트에 있어 생체내 지질대사에 영향을 미침으로써 혈청지질치를 저하시키고 동맥벽내에 지방침착을 억제시켰으며, 이러한 효과는 n-6계 다불포화지방산을 많이 함유하고 있는 옥수수유보다 n-3rP 다불포화지방산을 다량으로 함유한 칠성장어유에 더욱 크게 나타났다isozyme but not with p. esocinus B4 isogyme, reflecting that subunit B is less conservative in its evolution.e bands (fractions) with 290 Kd to 23 Kd molecular weight, and 8 bands of these detected bands developed strongly by silver stain. In serological test, ELISA, we recognized the cross-reaction

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.211-215
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• 2019

정적인 상태인 체외 환경(in vitro)에서의 세포배양 과정은 실제 생체 내 환경에서의 세포발달과정과는 많은 차이가 존재한다. 따라서, 체내 환경의 정밀한 모사를 위해서는, 기계적인 자극을 세포에 전달하여 줄 수 있는 동적 세포배양장치가 필수적이다. 하지만 기존의 동적 세포배양장치에는 튜브, 펌프, 모터 등의 비교적 복잡한 장치들을 필요로 하였으며, 전달되는 기계적 자극도 단순한 형태였다. 본 연구에서는 단순한 장치로 구동되는 동적 세포배양장치를 위하여 전기활성고분자(EAP) 구동기를 동력원으로 하는 소형 동적 세포배양장치를 설계하였다. 이 장치는 다양한 기계적 자극을 세포에 전달하는 것이 가능하다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권5호
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• pp.401-406
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• 2012

When viewed using a magnetic resonance imaging (MRI) system, invasive materials inside the human body, in many cases, severely distort the MR image of human tissues. The degree of the MR image distortion increases in proportion not only to the difference in the susceptibility between the invasive material and the human tissue, but also to the intensity of the magnetic field induced by the MRI system. In this study, by blending paramagnetic Ti particles with diamagnetic graphite, we synthesized $Ti_{100-x}C_x$ composites that can reduce the artifact in the MR image under the high-strength magnetic field. Of the developed composites, $Ti_{70}C_{30}$ showed the magnetic susceptibility of ${\chi}=67.6{\times}10^{-6}$, which corresponds to 30% of those of commercially available Ti alloys, the lowest reported in the literature. The level of the MR image distortion in the vicinity of the $Ti_{70}C_{30}$ composite insert was nearly negligible even under the high magnetic field of 4.7 T. In this paper, we reported on a methodology of designing new structural materials for bio-applications, their synthesis, experimental confirmation and measurement of MR images.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권6호
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• pp.469-475
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• 2012

A high-energy mechanical milling (HEMM) process was introduced to improve sinter-ability, and rapid sintering of spark plasma sintering (SPS) under pressure was used to make ultra fine grain (UFG) of Ti-Nb-Mo-CPP composites, which have bio-attractive elements, for increasing mechanical properties. Ti-Nb-Mo-CPP composites were successfully fabricated by SPS at $1000^{\circ}C$ within 5 minutes under 70 MPa using HEMMed powders. The Vickers hardness of the composites increased with increased milling time and addition of CPP contents. Biocompatibility and corrosion resistance of the Ti-Nb-Mo alloys were improved by addition of CPP, and the Ti-35%Nb-10%Mo-10%CPP alloy had better biocompatibility and corrosion resistance than the Ti-6Al-4V ELI alloy.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.108-115
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• 2020

본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

• 폴리머
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• 제31권3호
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• pp.228-232
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• 2007

본 연구에서는 의료용 흡수성 재료 및 환경적합성 재료의 개발을 목적으로 생체흡수성의 poly(glycolic acid)(PGA)를 심선(芯線)에 제작하고, 환경분해성의 poly(butylene succinate-co-L-lactate)(PBSL) 및 poly [(R)-3-hydroxybutylate] (PHB)를 외층(外層)에 지닌 복합섬유를 제작하여, PGA의 가수분해에 의해 발생되는 glycolic acid에 의한 PBSL 및 PHB의 가수분해성의 향상을 도모하고자 하였다. 그 결과 PBSL/PGA 복합섬유에 대한 연신은 $65^{\circ}C$에서 실시함에 의해 결정배향이 잘 배열된 섬유를 얻었다. 그러나 PHB/PGA 복합섬유는 $50^{\circ}C$에서는 결정배향이 양호한 섬유를 얻을 수 없었기 때문에 $50^{\circ}C$ 이상의 온도에서 연신을 실시해야 양호한 복합섬유를 얻을 수 있음을 알았다. 또한 in-line 연신에서는 섬유표면에 요철이 발생되기 때문에 on-line 연신을 실시하는 것이 매끄러운 표면을 얻을 수 있음을 알았다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-83
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• 2017

생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.