• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.12
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• pp.1229-1235
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• 2015

Scaffold fabrication technology using a 3D printer was developed for damaged bone tissue regeneration. A scaffold for bone tissue regeneration application should be biocompatible, biodegradable, and have an adequate mechanical strength. Moreover, the scaffold should have pores of satisfactory quantity and interconnection. In this study, we used the polymer deposition system (PDS) based on fused deposition modeling (FDM) to fabricate a 3D scaffold. The materials used were polycaprolactone (PCL) and alginic acid sodium salt (sodium alginate, SA). The salt-leaching method was used to fabricate dual pores on the 3D scaffold. The 3D scaffold with dual pores was observed using SEM-EDS (scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy) and evaluated through in-vitro tests using MG63 cells.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.319-326
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• 1985

본 연구에서는 준 3차원 유한요소법(quasi 3-D finite element method)을 사 용하여 균일한 변위하중뿐 아니라 적층판의 제작 공정상 필연적인 열하중(thermal loading)의 영향을 동시에 고려하여 층간균열의 발생 및 성장에 대한 특성을 밝히고자 한다. 끝으로 층간 균열이 인장강도에 미치는 영향을 혼합법칙(rule of mixtures)의 개념을 사용하여 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.120-120
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• 2010

유기 발광 소자는 차세대 디스플레이 소자와 조명 광원으로서 많은 응용성 때문에 활발한 연구가 진행되고 있다. 백색광을 구현하는 대표적인 방법으로는 밴드갭이 큰 고분자 물질에 염료를 넣는 방법, 적 녹 청을 순차적으로 증착하는 방법을 사용하지만 인가 전압의 증가 및 효율 저하, 유기물질의 수명감소, 색 안정성 감소, 제조공정의 복잡화의 문제가 발생된다. 이 문제를 해결하기 위하여 발광효율 및 안정성이 향상된 유기발광 재료 개발, 다층 이종구조 및 형광/인광성 물질의 도핑에 대한 연구가 진행되고 있다. 이와 더불어 기존의 수직 적층 구조에서 벗어난 평행하게 적 녹 청을 배열한 백색 유기 발광 소자 및 색변환 물질을 사용한 백색 유기발광소자가 제시되고 있다. 본 연구에서는 고분자 물질의 용해도가 다른 선택적 식각 방법을 이용하여 제조 공정이 간단하며 동일평면에서 적색 및 청색을 발광하여 백색을 발생하는 백색 유기발광소자를 제작하였다. 두 가지 유기물을 일정 성분비로 용매에 용해하여 적색 발광 고분자 발광층을 제작하였다. 이렇게 형성한 박막층을 한 가지 유기물만을 선택적으로 용해시켜 다공성 고분자 박막층을 형성 한 후 열 진공 증착법에 의해 청색 빛을 내는 저분자 유기물을 증착하여 적색과 청색이 동시에 발광하는 백색 유기 발광 소자를 제작하였다. 다공성고분자/저분자 층이, 수직 적층된 구조와 비교하였을 때 수직 적층된 구조는 높은 highest occupied molecular orbital 준위를 가진 저분자층으로 인해 적색에서 청색 발광층으로 정공의 주입이 일어나지 않는다. 그러나 적색과 청색이 평행한 적층 구조를 가진 발광소자인 경우 정공이 적색층과 청색층에 동시에 주입되기 때문에 문턱전압의 감소하고 백색의 빛을 발광하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.10
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• pp.865-871
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• 2016

In recent years, traditional scaffold fabrication techniques such as gas foaming, salt leaching, sponge replica, and freeze casting in tissue engineering have significantly limited sufficient mechanical property and cell interaction effect due to only random pores. Fused deposition modeling is the most apposite technology for fabricating the 3D scaffolds using the polymeric materials in tissue engineering application. In this study, 3D slurry mould was fabricated with a blended biphasic calcium phosphate (BCP)/Silica/Alginic acid sodium salt slurry in PCL mould and heated for two hours at $100^{\circ}C$ to harden the blended slurry. 3D dual-pore BCP/Silica scaffold, composed of macro pores interconnected with micro pores, was successfully fabricated by sintering at furnace of $1100^{\circ}C$. Surface morphology and 3D shape of dual-pore BCP/Silica scaffold from scanning electron microscopy were observed. Also, the mechanical properties of 3D BCP/Silica scaffold, according to blending ratio of alginic acid sodium salt, were evaluated through compression test.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.86-92
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• 2016

In this study, we used a polymer deposition system, based on fused deposition modeling, to fabricate the 3D scaffold and then fabricated micro-pores on a 3D scaffold using a salt leaching method. Materials included polycaprolactone (PCL) and sodium chloride (NaCl). The 3D porous scaffolds were fabricated according to blending ratio such as PCL (70 wt%)/NaCl (30 wt%) and PCL (50 wt%)/NaCl (50 wt%). The 3D porous scaffolds were observed by scanning electron microscopy. The results showed that 3D porous scaffolds had a deposition width of $500{\mu}m$, contained a pore size of $500{\mu}m$ and below $100{\mu}m$. To evaluate the 3D porous scaffolds for bone tissue engineering, we carried out the cell proliferation experiment using a CCK-8 and a mechanical strength test using a universal testing machine. In summary, the 3D porous scaffold was found to be suitable for cancellous bone of human in accordance with the result of in-vitro cell proliferation and mechanical strength. Thus, a 3D porous scaffold could be a promising approach for effective bone regeneration.

• Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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• 1994.04a
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• pp.308-308
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• 1994

열분석 (DSC, TG/DTA)을 통해 Q-35는 A, B, C의 세가지 다형이 존재함을 알수 있었으며 이중 상대습도에 따른 흡습성의 변화가 적고, 가습에 의해 다형전환이 일어나지 않는 C형이 제제에 유리하다고 사료된다. 또한C형은 분쇄, 연합 및 타정에 의한 다형의 전환이 없었다. Q-35의 용해도는 물, 메탄올, 에탄올에 각각 0.30.3.55,6.31mg/m1 이었으며 PH5이상에서는 급격히 용해도가 감소하고 산성에서는 용해도가 크게 증가하는 양상을 나타냈다. 적층시험, 배합시험을 통해 선정한부형제의 표준 처방 혼합물로 정제를 저조한 결과Q-35의 성형성은 양호하였고 Q-35의 함량이 증가함에 따라 붕해시간이 다소 지 연됨을 알수 있었다. 그러나 Q-35원료는 유동성이 적어 직타법이 적합하지 않았으며, 습식 과립압축법에 따라 저조한 정제의 붕해시간은 5-9분, 15분 후 용출은 91.$\pm$5.0% 이었다. Q-35정제를 4$0^{\circ}C$, 4$0^{\circ}C$ ㆍ 75%RH에서 6개월, 6$0^{\circ}C$에서 3개월 보존후 함량을 측정한 결과 각각 100.0, 98.7, 98.9%이었으며 그밖의 항목에서도 안정한 결과를 얻어 Q-35정제는 온도 및 습도어 안정한 것으로 사료된다. 대량생산 연구결과 Q-35의 결정수가 이탈되지 않도록 건조, 코팅 공정 중 정제의 온도를 5$0^{\circ}C$ 이하로 유지시켰다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.25 no.11
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• pp.1785-1795
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• 2001

A multi-layered brick element fur the finite element method is developed for analyzing the three-dim-ensionally layered composite structures subjected to both thermal and mechanical boundary conditions. The element has eight nodes with one degree of freedom for the temperature and three for the display-ements at each node, and can contain arbitrary number of layers with different material properties with-in the element; the conventional element should contain one material within an element. Thus the total number of nodes and elements, which are needed to analyze the multi-layered composite structures, can be tremendously reduced. In solving the global equation, a partitioning technique is used to obtain the temperature and the displacements which are caused by both the mechanical boundary conditions and temperature distributions. The results by using the developed element are compared wish the commercial package, ANSYS and the conventional finite element methods, and they are in good agreement. It is also shown that the Number of nodes and elements can be tremendously reduced using the element without losing the numerical accuracies.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.193.2-193.2
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• 2014

열차폐 코팅(Thermal Barrier Coating)은 주로 항공기 엔진이나 화력발전용 터빈 등의 $1300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 사용되는 부품에 적용되어 모재(내열합금)의 손상 방지 및 에너지 효율 향상을 위해 사용되고 있다. 열차폐 코팅의 경우 Plasma Spray 공법과 EB-PVD(전자빔 물리 증착법) 공법이 가장 많이 사용되고 있다. Plasma Spray에 의한 열차폐 코팅 공정은 생산 비용이 저렴하고 수평형 적층 구조를 통한 높은 열전도율을 가지는 장점이 있으며, EB-PVD 공정은 수직형 구조의 열차폐막을 통해 내열 충격성과 내열 사이클성이 양호하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열 사이클의 내구성이 뛰어난EB-PVD를 이용하여 열차폐 코팅 공정연구를 진행하였다. 본 연구소에서 사용하고 있는 EB-PVD 는 종래의 장치와는 달리 70 kW급 전자총 5기가 장착 되어 있으며, 각각 시편 가열용 전자총 2기 및 피코팅용 가열 전자총 3기로 구성되어 있다. 이런 구성을 통해 다양한 종류의 열차폐 박막과 높은 결정성과 치밀도를 가지는 박막 형성할 수 있을 것이다. 본 발표에서는 EB-PVD 공정 연구결과 및 향후 실용화를 위한 개발 연구 방향에 대해서 기술하였다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.185-217
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• 1996

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3은 높은 유전율과 전기저항 및 유전율의 온도변화율이 적은 Pb계 relaxor의 대표적인 재료로서 적층 세라믹 콘덴서 재료에의 응용이 크게 기대되고 있다. 그러나 산화물 분말을 이용하는 일반적인 세라믹스 합성방법으로는 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3의 단일상의 합성이 어렵고, 합성과정에서 저유전율상인 pyrochlore상이 합성이 어렵고, 합성과정에서 저유전율상인 pyrochlore상이 공존하여 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3의 전기적 특성을 저하시킨다. 본연구에서는 용액을 이용하여 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3의 단일상을 합성하고자 하였다. 출발물질로는 값싼 금속염인 Niobium Oxalate, magnesium Nitrate 및 Lead Nitrate를 선정하고 증류수에 용해하여 혼합용액을 제좋고, 합성방법으로는 초음파 분무 열분해법과 에멀젼법을 이용하였다. 초음파 분무 열분해법에서는 75$0^{\circ}C$에서 합성한 분말을 다시 75$0^{\circ}C$에서 하소하여 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 단일상을 합성할 수 있었으며, 에멀젼법에서는 80$0^{\circ}C$에서 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 단일상을 합성할 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.43.1-43.1
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• 2009

Bone plate는 골절된 뼈의 골 유합을 지지하기 위해서 정형외과, 신경외과, 성형외과 및 치과 등에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존의 bone plate는 대부분 금속으로 제작되어 있어 장기간 이식에 따른 부식 및 천연골 강도저하 등으로 인해 1~2년 후 재수술을 해야 하는 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는이런 금속 bone plate의 단점을 개선하고자 생체적합성이 우수한 생분해성 고분자 bone plate를 제작하였다. 사용된 고분자는 생체적합성과 생분해성이우수한 PVA(polyvinly alcohol)와 강도를 유지하기 위한 PMMA(poly methyl methacrylate)를 사용였다. Electrospinning 법으로 PVA와 PMMA fibrous mat를 제작하여 각 mat를 적층시킨 후 열압착을 하여 강도를 증가시킨 PMMA/PVA Mutlilayer bone plate을 제작하였다. 제작된 PMMA/PVA Mutlilayer bone plate의 생체적합성 평가를 위해 MTT assay, 생분해 특성을 관찰하기 위해 Micro-CT와 SBF(simulated body fluid) 내에서의 용해도를 관찰하였다. 또한조골세포의 부착과 분화에 미치는 영향을 SEM(scanning electron microscope)을통해 관찰하였고, 조골세포의 유전자 발현에 미치는 영향을 RT-PCR을통해 확인하였다.