• 대한환경공학회지
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• 제36권11호
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• pp.771-780
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• 2014

본 연구에서는 광촉매 nano-ZnO 분말을 수질정화에 사용 후 회수 공정을 생략하기 위해 지지체에 고정화/안정화 시 발생하는 효율 저하를 유기오염물의 수착(sorption)으로 극복하고 복합체로부터 nano-ZnO의 탈리(detachment) 현상을 방지 하고자 실리콘(silicone), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene), 에폭시(epoxy), 부타디엔 고무(butadiene rubber)를 선정하여 nano-ZnO/Organic composites (NZOCs)를 제조하였다. 또한, 개발된 다양한 NZOCs의 수중 안정성을 규명 하고, 지하수 내 대표적인 난분해성 유기오염물인 1,1,2-trichloroethylene (TCE)를 대상으로 액상에서 제거 실험을 통해 NZOCs의 활용 타당성을 검증하였다. 연구 결과, 내수성실험을 통해 개발된 NZOCs는 수질정화 용도로 장기간 사용이 타당함을 확인하였다. 또한, FE-SEM, EDX, imaging 분석을 통해 Nano-ZnO/Butadiene rubber Composite (NZBC)는 다양한 공극과 균열에 nano-ZnO 분말이 비교적 균질하게 부착된 반면, Nano-ZnO/Silicone Composite (NZSC), Nano-ZnO/ABS Composite (NZAC), Nano-ZnO/Epoxy Composite (NZEC)는 표면에 공극과 균열이 발달되지 않아 불균질한 부착이 이뤄졌음을 확인할 수 있었다. 또한, NZBC는 초기농도 대비 60%의 TCE 수착 능을 보였는데 이는 다른 유기계 지지체와 달리 비결정성 고분자이며, TCE 분자의 소수성 분배가 활발히 발생하였기 때문으로 판단된다. 액상에서 TCE의 제거효율(수착+광분해)은 NZBC가 99% 제거 효율로 가장 우수했으며, 복합체 주입량이 증가할수록 TCE 제거효율이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 butadiene rubber의 우수한 수착능과 nano-ZnO의 광촉매 기작이 동시에 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 마지막으로 액상에서 TCE 제거는 선형모델을 활용해서 비교적 잘 모사할 수 있었으며($R^2{\geq}0.936$), NZBC의 총 반응상수($K_{app}$)는 UV에 의한 TCE 분해상수($K_{photolysis}$) 대비 2.64~3.85배로 높은 값으로 확인되어 butadiene rubber가 TCE 수착 효율이 우수하며, 광분해 기작을 억제하지 않는 지지체로 활용 가능한 것으로 판단하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.353-353
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• 2012

InAs nanowires (NWs)는 나노소자스케일의 전자소자나 광전자소자를 위한 기본 단위(building block)로 사용될 수 있고, 1차원적 나노구조를 가지면서 나타나는 특별한 전기적, 광학적 특성으로 인해 전계효과 트랜지스터, 레이저, 광발광 다이오드, 가스 검출 센서 등의 많은 응용소자로 활용을 위한 연구가 진행되 있으며 주로 실리콘, 갈륨비소 기판 위에 금속유기기상 증착(MOCVD) 또는 분자선 증착 (MBE)을 이용하여 선택적 수직배열 성장 조절을 위한 연구와 특성 평가 연구가 주로 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 InAs NWs를 MBE 장치를 이용하여 Si(111) 기판 위에 Au와 같은 촉매를 사용하지 않고 Si과 InAs의 큰 격자 불일치로 인하여 성장되는 Volmer-weber 성장 모드를 이용 하였다. InAs NW 성장모드는 Si ($5.4309{\AA}$)과 InAs ($6.0584{\AA}$) 사이에 큰 격자상수 차이를 이용하게 되는데 촉매를 사용하여 성장하는 일반적인 이종 화합물 반도체 성장 모드와 달리 액상상태가 존재하지 않고 바로 In과 As이 Si 기판 위를 이동하여 수직방향으로 성장이 이루어지는 vaporsolid(VS) 모드이다. InAs NW V-S 성장 모드는 Si 기판과의 격자 상수차에 의한 스트레스를 이용해야 하므로 Si기판 위에 존재하는 native oxide는 완벽히 제거되어야 한다. InAs NW 최적 성장 조건을 찾기위해 V/III raitio, 성장 온도, 기판표면처리 등의 성장 변수를 변화 시켜가며 실험을 수행하였다. Native oxide를 제거하기 위하여 HF와 buffered oxide etchant (BOE)를 사용하였다. InAs NWs 성장조건은 Indium flux를 고정 시키고 V/III ratio는 50~400까지 변화를 주었다. V/III ratio를 200으로 고정을 시키고 성장온도를 $375{\sim}470^{\circ}C$에서 성장 하였다. 이 때 InAs NWs는 $430^{\circ}C$에서 가장 높은 밀도와 aspect ratio를 얻을 수 있었다. Arsenic flux에 대해서는 많을 수록 좋은 aspect ratio를 얻을 수 있었다. 하지만 InAs 구조의 절대 부피는 거의 같다는 것을 확인 할 수 있었고 이는 온도와 V/III ratio가 Indium adatom의 surface migration length에 대하여 중요한 요소로 작용되는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.84-93
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• 2017

본 논문에서는 탄화규소 섬유강화 탄화규소 복합재료에 내환경 코팅을 수행한 후, 열 기계적 특성평가에 대한 연구를 수행하였다. 초기분말은 성형공정도중 흐름성을 좋게 하기 위해 분무건조법으로 구형의 분말을 제조하였다. 내환경 코팅재는 복합재료가 산화되거나 고온 수증기와 반응하는 것을 방지하기 위해 행하여 지는데, 본 연구에서는 액상침투법(LSI)으로 제조한 복합재에 실리콘으로 본드코팅을 하고 그 위에 대기플라즈마용사법으로 뮬라이트(mullite)와 무게비로 12% 이터븀 실리케이트(ytterbium silicate)가 혼합된 복합재를 코팅하였다. 대기플라즈마 코팅공정 시 성형변수로서 분무거리를 100, 120 그리고 140 mm로 변화시켰다. 그 후 $1100^{\circ}C$의 온도에서 100시간동안 유지하는 실험과 $1200^{\circ}C$의 온도에서 열충격을 가하는 싸이클을 3000회 반복하였다. 열내구성 시험동안 계면 박리는 일어나지 않았지만, 현저한 균열들이 코팅층 내에서 발견되었다. 균열밀도와 균열의 길이는 코팅도중의 분무거리에 의존하여 변화하였다. 열 내구성 시험 후, 압흔 시험을 통해 기계적 열화거동을 분석하였는데, 시험의 방식이나 조건들이 하중-변위 곡선의 거동에 영향을 주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.477-484
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• 2004

콘크리트 구조물의 내구성 향상을 위한 대책의 일환으로 "면도포용 액상형 흡수방지재"가 적용되고 있으며, 이의 품질관리 차원에서 "내흡수성" 및 "침투깊이"에 관한 최저 요구성능이 규정되어 있다. 그러나 이 규정은 시간경과에 따른 성능변화 및 콘크리트 구조물에 미치는 외부환경요인을 배제한, 즉 흡수방지재의 초기 정착상태를 전제로 하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 흡수방지재의 재령에 따른 내흡수성능 변화 측정을 위해 외부폭로 상태에 시험체를 방치하고, 일정기간 간격으로 침투깊이와 물흡수량을 측정하였으며, 이를 일반기건 시험체와 수침지 시험체의 측정값과 비교 $\cdot$분석하였다. 또한 복합용도 차원에서 흡수방지재 도포 후 폴리머 시멘트 도막재를 시공할 경우의 부착강도로 측정하였다. 이때 사용된 흡수방지재는 침투깊이가 우수하고 환경친화적인 수성의 실리론 유화제품으로 하였다. 실험결과 흡수방지재는 동일 재령에서 도포량, 고형분 함량이 클수록 침투깊이가 크고 물흡수량은 작게 나타나지만, 재령이 증가함에 따라 그리고 수분이 공급되는 경우에 보다 원활히 내부로 이동하여 침투깊이는 증가한다. 그러나 이에 반해 물흡수량은 점차 증가하는데, 이는 내흡수성을 발현하는 활성성분이 내부로 용해 이동하여 콘크리트 표면의 활성성분 함량이 감소되기 때문으로 판단된다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제45차 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2011

국내 염색가공업에 종사하는 중소기업은 약 1,700여개 업체로써, 평균 50억/년 매출을 하고 있으며, 생산의 대부분을 임가공에만 의존하고 있는 실정이다. 이들 염색가공업체들은 섬유제품의 품질 향상 등을 위해 전처리, 염색, 가공이라는 섬유습식공정을 행하게 되는데 그 공정이 따로 분리되어 있어 임가공 업체 입장에서는 시간과 비용 차원에서 비효율적인 면이 존재하여 왔다. 따라서 공정합리화, 원가합리화를 위해 따로 분리되어 있는 위 공정을 통합하려는 시도를 많이 했지만 전처리/염색 공정의 통합에서 일부 성과가 있었을 뿐 효과면에서는 아직 미흡한 실정이다. 또한 가공이란 공정은 그사용 약제의 특수성에 따라 기존 Padding-Drying-Curing이라는 3 step process를 반드시 필요로 하고 있기 때문에 가공 공정의 통합은 시도조차 이루어지지 않고 있는 것이 현실이다. 따라서 염색공정과 가공공정의 통합을 시도하기 위해서는 관련 약제 개발이 출발이라 할 수 있으며 그 첫 대상은 염색 공정의 소핑과 가공공정의 유연처리를 동시에 행할 수 있는 소핑유연제로 선정하려 한다. 즉 셀룰로오스계 섬유의 반응성 염색 후 소핑 공정에서 일액형 소핑유연제, 한가지 제품만을 간편하게 사용해도 소핑효과와 유연효과를 동시에 얻어 후속 유연처리 공정을 생략할 수 있는 것이다. 그렇게 되면 시간적으로나 비용적으로 큰 절감 효과를 가져와 임가공 업체의 부담을 덜어 줄 수 있을 뿐만 아니라 공정 통합을 통해 배출되는 폐수의 양도 상당량 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구 결과, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르 타입의 계면활성제와 개질된 디메틸폴리실록산 계열의 실리콘 오일, 그리고 이들의 상용성을 확보하기 위한 특수 용제 및 첨가제를 최적의 비율로 배합하여 안정한 일액형 복합 소핑유연제를 제조할 수 있었다. 제조된 소핑유연제는 유백색 반투명 액상의 외관을 가지며 pH(10%solution)는 $7{\pm}1$, 고형분은 $13.5{\pm}0.5%$이었다. 이 소핑유연제의 성능 평가결과, 소핑력은 기존의 소핑제와 동등 수준으로 세탁견뢰도 4급이상의 성능을 보였고, 유연성 면에서도 기존의 유연제와 동등 수준으로 평가되었다. 이로써 기존의 분리된 소핑 공정과 유연공정을 개발된 제품을 이용하여 통합할 수 있어 염색현장의 비용절감, 공정단축의 효과를 기대할 수 있게 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.458-463
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• 2019

팔라듐 (Pd)은 촉매 또는 유해 가스 감지물질로서 널리 활용되고 있다. 특히 자체 부피의 900배까지 수소를 흡착할 수 있는 특성 때문에 수소가스 센서로서의 다양한 연구가 이루어졌다. 본 연구에서는 팔라듐 옥사이드 (PdO) 나노구조물을 실리콘 기판 ($SiO_2(300nm)/Si$) 위에 열화학기상증착 장비를 이용하여 $230^{\circ}C{\sim}440^{\circ}C$ 영역에서 3시간 ~ 5시간 동안 성장시켰다. 원료물질인 Pd 파우더는 $950^{\circ}C$에서 기상화시켰고, 이송가스인 고순도 아르곤 가스를 200 sccm으로 흘려주었다. 성장된 팔라듐 옥사이드 나노구조물의 형상을 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 분석하였다. 그 결과 성장된 나노구조물은 PdO 상을 가지고 있었으며, 특정한 기판 온도와 성장 시간에서 나노큐브 형태의 PdO 나노구조물이 성장되었다. 특히 5시간 동안 성장된 $370^{\circ}C$ 영역에서 균일한 형태의 나노큐브 PdO 나노구조물이 성장되었다. 이러한 PdO 나노큐브는 기상-액상-고상 공정으로 성장된 것으로 판단되며, 그래핀 위에 성장되는 PdO 나노큐브 구조는 고감도 수소가스 감지 센서로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권4호
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• pp.27-32
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• 2003

중재 시술용 기능성 기관-기관지 팬텀을 제작하고, 스텐트 삽입술을 시행하여 그 유용성을 평가하고자 한다. 중재 시술용 기능성 기관-기관지 팬텀은 실리콘으로 제작하였으며, 기관을 통하여 스텐트 삽입술이 가능하도록 삽입구를 제작하였다. 팬텀은 지점토를 이용하여 인체와 동일한 형태로 기관, 기관지 분지부와 양쪽 상부 기관지를 재현하였고, 사각형의 틀에 지점토를 고정시킨 후 액상의 실리콘을 채워 건조시킨 후 지점토를 제거하여 제작하였다. 인체, 동물, 팬텀에서 기관지스텐트 삽입 후 흉부 촬영 필름의 농도와 기관지 분지부의 각도를 측정하여 비교하였다. 기관지스텐트는 세선의 교차가 다른 2가지(X-type, Y-type) 형태를 삽입하였으며, 스텐트 삽입술 후 기관 상부, 기관 분지부, 좌기관지, 우기관지, 스텐트 삽입부의 필름농도를 측정하였다. 필름농도는 기관 상부의 경우, 인체 0.76(${\pm}0.011$), 동물 0.97(${\pm}0.015$), 팬텀 0.45(${\pm}0.016$)이었고, 기관 분지부의 경우는 인체 0.51(${\pm}0.006$), 동물 0.65(${\pm}0.005$), 팬텀 0.65(${\pm}0.008$)이었고, 우기관지의 경우는 인체 0.14(${\pm}0.008$), 동물 0.59(${\pm}0.014$), 팬텀 0.04(${\pm}0.007$)이었고, 좌기관지의 경우는 인체 0.54(${\pm}0.004$), 동물 0.54(${\pm}0.008$)로 팬텀 0.08(${\pm}0.008$)이었고, 스텐트 삽입부의 경우는 인체 0.54(${\pm}0.004$), 동물 0.59(${\pm}0.011$), 팬텀 0.04(${\pm}0.007$)이었다. 기관 분지부가 이루는 각도는 인체의 좌기관지에서 $42.6({\pm}2.07)^{\circ}$, 우기관지에서 $32.8({\pm}2.77)^{\circ}$이었으며, 동물에서 각각 $43.4({\pm}2.40)^{\circ},\;34.6({\pm}1.94)^{\circ}$, 팬텀에서 각각 $35({\pm}2.00)^{\circ},\;50.2({\pm}1.30)^{\circ}$이었다. 본 연구팀이 제작한 기관-기관지 팬텀은 기관지 스텐트 삽입술의 재현이 가능하여 중재시술의 술기연습용이나 스텐트를 평가하기 위한 체외실험에 사용이 가능할 것으로 사료된다.