• 한국표면공학회지
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• 제50권1호
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• pp.46-54
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• 2017

Marcel Pourbaix에 의해 만들어진 Eh-pH 도표는 화학적으로 안정한 상을 pH와 전위 (Potential or Eh)의 관점으로 도시한 것으로서 수용액 내에서 일어나는 화학반응을 부식-방식의 관점에서 이해하데 유용하게 사용되어 왔다. pH (potential of hydrogen)는 수소이온의 농도의 함수이며, Eh는 표준수소전극 (SHE, standard hydrogen electrode) 에 대한 전위를 나타낸다. 수용액에서의 도금 반응은 부식반응의 역반응이라 할 수 있으므로 도금반응도 이 도표를 이용하면 반응에 대한 열역학적 예측이 가능하다. 국내외 전기화학 및 표면공학 관련 교재들을 보면 Eh-pH 도표로 대표되는 열역학이나 분극곡선으로 대표되는 속도론에 대한 설명은 주로 부식의 관점에서 설명이 되어있어 도금을 공부하는 학생들에게는 직접적인 이해가 쉽지 않은 것이 사실이다. 저자는 출연연구소에 근무하면서 새로 들어오는 학연생(대학원생)들의 Eh-pH 도표에 대한 이해도를 알아보면 이 도표를 이해하고 이용할 줄 아는 학생이 거의 없다는 점을 안타깝게 여겨왔다. 최근에는 단순한 금속 도금이 아니라 나노 분말 합성, 반도체 물질 합성 등 여러 가지 공정기술과 응용기술이 수용액에서의 산화-환원 반응을 이용하고 있기 때문에 Eh-pH 도표의 중요성은 더해가고 있음을 느끼고 있었다. 그러던 중, 일본의 표면 처리 학술지인 표면기술(表面技術) (2013년, 64권 2호)에 'Eh-pH 도표의 표면기술에의 응용'이라는 제하의 소특집이 발간되었다. 이 소특집은 6편의 논문으로 되어 있었다. 저자는 이 소특집을 읽는 순간 이 논문들을 번역하여 표면공학회지에 소개를 하면 도금이나 전기화학을 공부하는 학생들에게 큰 도움이 될 것이라는 생각을 하였다. 본 기술해설 논문은 저자가 이 소특집에 게재된 논문을 번역하고 일부 내용은 저자의 의견으로 가감하여 표면공학회 학생 회원 및 기업의 연구원들에게 소개하기 위하여 저역을 한 것이다. 이 논문은 매 호 한편씩 소개할 예정이며, 원문을 읽고 싶다면 표면기술(表面技術)을 참조하길 바란다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권4호
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• pp.632-637
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• 2003

In this study, the effect of surface treatment of CFRP and aluminum on the fracture toughness of CFRP/aluminum composites was investigated. CFRP was surface-treated by Ar$^{+}$ ion beam under oxygen environment, and the aluminum was surface-treated by DC plasma. CFRP was adhesively bonded to aluminum using the secondary bonding procedure. Cracked lap shear specimens were used to determine fracture toughness. Three cases of cracked lap shear specimens were made depending on the surface treatment. The values of fracture toughness of three cases were compared to each other It was found that the fracture toughness of ion beam-treated CFRP/aluminum composites was almost 72 % higher than that of unrented CFRP/aluminum composites. The fracture toughness of CFRP/plasma-treated aluminum composites was 50 % higher than that of untreated CFRP/aluminum composites.s.

• 대한화학회지
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• 제58권6호
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• pp.580-589
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• 2014

학생들이 특정 내용 영역을 설명할 때 사용하는 개념은 맥락의 영향을 받기도 하며, 맥락과 관계없이 일관적으로 유지되기도 한다. 이 연구의 목적은 중학생들이 특정 내용 영역에서 사용하는 입자 개념을 살펴보고, 학생들의 입자 개념에 미치는 맥락의 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 학생들이 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명할 때와 수용액 상태의 서로 다른 전해질이 혼합되어 고체 상태의 앙금을 형성하는 현상을 설명할 때 입자를 어떻게 표현하는지 알아볼 수 있도록 검사지를 제작하였다. 중학교 3학년 학생들을 대상으로 '전해질과 이온' 단원의 수업이 끝난 후에 검사를 실행하고, 개발한 분류틀에 따라 학생들의 응답을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명한 응답의 분석을 통해 학생들이 다양한 입자 개념을 가지고 각각을 설명하고 있음을 알 수 있었다. 둘째, 앙금 생성 반응을 설명하기 위해 학생들이 사용하는 입자 개념을 파악할 수 있었으며, 많은 학생들이 화학기호를 표현하는데 어려움을 갖고 있다는 것을 알 수 있었다. 셋째, 약 57%의 학생들이 과학적 개념을 일관적으로 적용하여 수용액 상태의 입자에 대해 전해질과 앙금 생성 반응을 설명하였고, 비과학적 개념을 가지고 있는 학생을 모두 포함했을 때 일관성 있는 설명을 제시한 학생들은 전체의 약 79%였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들이 여러 맥락에서 입자에 대한 과학적 개념을 습득하는데 도움이 될 수 있는 방안을 제안하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권8호
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• pp.122-128
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• 2001

The objective of the present study was to investigate the characteristics of the friction and wear according to the amount of ion-irradiation for the carbon fiber reinforced plastic(CFRP). Unidirectional carbon fiber reinforced composites were fabricated with epoxy resin as a matrix and carbon fiber as a reinforcement, and its surface was modified by the ion-assisted reaction. When the amount of ion-irradiation was $1{\times}10^{16}$ ions/$cm^2$, the friction coefficients of composites were about 0.1 and the wear mode was stable, whereas, the friction coefficient of non-treatment composites were about 0.16 and the wear mode was very unstable. But if the amount of ion-irradiation was $5{\times}10^{16}$ ions/$cm^2$, the friction coefficients were higher rather than that of $1{\times}10^{16}$ ions/$cm^2$. Consequently, the amount of ion-irradiation was not in proportion to the friction coefficients, and it was conformed that the optimal conditions would exist between broth of them.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2771-2776
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• 2000

In this work, the effect of surface treatment of prepreg on the mode I fracture behavior was studied. Unidirectional (0-deg) double cantilever beam (DCB) specimens were used for fracture tests. Two groups of DCB specimens were made: the first group was made of prepregs surface-treated by Ar(sup)+ ion beam under oxygen environment and the second group was made of regular prepregs. For both groups, fracture resistance curve (R-curve) was determined and compared to each other, Results showed that resistance behavior of the first group is better than that of the second group. That is, mode I fracture toughness, G(sub)Ic of the first group is 24% larger than that of the second group. SEM examination shows that the improvement of G(sub)Ic is due to the increase of interfacial strength between plies.

• 한국표면공학회지
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• 제35권5호
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• pp.319-324
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• 2002

It is known that ion-assisted reaction method is effective for the surface modification of polymers. The surface treatment of Spectra fibers using the ion-assisted reaction method was investigated in the present study The Spectra fibers were treated by $Ar^{+}$ / ion irradiation under oxygen environment. The treatment was carried out at different $Ar^{+}$ ion doses. The$ Ar^{+ }$ /ion doses used were $6$\times$10^{15}$ , $1$\times$10^{16}$ , $5$\times$10^{16}$ , $1$\times$10^{17}$ / ions/$\m^2$. Optimal $Ar^{+}$ ion dose in the treatment of Spectra fibers was determined by measuring the tensile strength and modulus of Spectra/vinylester composites as a function of ion dose. It was found that the optimal ion dose was $1$\times$10^{16}$ions/$\m^2$. It was also found from the scanning electron microscope examination that the surface-treatment improved adhesion between fibers and vinylester resin.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.23-32
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• 1994

태백 탄전 지대에서 산출되는 비정질 철 수산화물 (AIO)에 대한 회귀 원소 흡착 반응의 총체적 평형 상수 $K_{ad,app}$를 계산하기 위해 시간-흡착 실험 및 pH-흡착 실험을 실시하였다. 이와 같은 두 실험 결과에 의하면, Pb을 제외한 모든 원소의 흡착 반응이 평형에 도달하여 계산된 $K_{ad,app}$값이 실제의 값일 가능성이 높음을 알 수 있다. 희귀 원소와AIO간의 흡착 반응에 대한 $K_{ad,app}$와 수소 이온의 반응 계수 x는 pH-흡착 실험 결과로부터 얻어진 log($\Gamma$/ ［ $M^{2＋}$］$_{aq}$ )와 pH에 대한 선형 희귀 식의 절편과 기울기로부터 계산되었다. 이 연구에서 계산된 $K_{ad,app}$는 $10^{－4.5}$에서 $10^{2.75}$ 범위의 값을 갖는데, 이는 다른 연구자들에 의한 단순 조성계에 대한 실험 결과와 많은 차이를 보인다. 이 연구에 의한 $K_{ad,app}$는 자연계의 다른 환경에서 평가된 것과 어느 정도 비슷한 값을 보이지만 정확히 일치하지는 않는다 이러한 사실은 연구 지역의 수계에서 $K_{ad,app}$가 독특한 그만의 값을 갖는 것을 나타내므로, 흡착 모델링 전에 반드시 연구 지역의 수계에 맞는 정확한 $K_{ad,app}$값이 평가되어야 함을 의미한다. 이 연구에 의한 x는 -0.3 내지 0.7의 값을 갖는데, 이 또한 일반적으로 지구화학자들 사이에서 받아들여지는 값과는 상당히 다른 것이다. 이러한 x값의 차이는 아마도 흡착 자리에 대한 다른 이온종간의 경쟁 또는 종류가 다른 여러 흡착 반응의 동시 진행에 의한 것으로 생각된다. 이 연구의 결과는 태백 지역에서의 탄광 폐수에 오염된 수계 내에서의 적절한 흡착 모델을 세우는데 도움을 줄 것이다. 이렇게 세워진 흡착 모델을 이용하여 수계 내에서의 흡착에 따른 금속 원소 함량 변화를 기술할 수 있을 것이며, 이는 태백 탄전 지역에서의 광산 폐수가 수질에 미치는 영향에 대한 연구에 중요한 부분이 될 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.186-186
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• 2012

최근 Flexible organic electronics 분야에 대한 관심과 더불어 소자의 산소 및 수분의 침투를 방지하기 위한 투습방지막 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 Closed Drift Linear Source(CDLPS) 플라즈마 공정을 이용하여 저온 고속의 $SiO_xC_yH_z$ barrier flims 형성 연구를 진행하였다. HMDSO(hexamethyldisiloxane), TMS(trimethylsilane)와 산소를 기반으로 HMDSO/HMDSO+산소의 비율에 따라 $Si(-O_x)$ 변화에 따른 특성 평가를 진행하였다. X-ray photoelectrom spectroscopy(XPS) 및 Ft-IR spectrometer 측정 시 3.7% 비율에서 실리콘 원소가 산소 라디칼과 효율적인 반응을 함으로써 단일한 $SiO_2$ 박막이 형성됨을 확인 하였다. 그와 반면에 비율의 증가로 인해 다량의 HMDSO 물질이 주입 되었을 시 산소 라디칼과 충분히 반응 되지 못하여 $SiO_2$에 비해 $Si(CH)_x$ 가 많이 함량 된 Polymer like한 $SiO_x$가 많이 형성되었다. 박막의 증착율의 경우에는 3.7%에서 18%로 증가함에 따라 35 nm/min에서 180 nm/min의 증착율을 가지는 것을 확인 하였다. 3.7% 비율의 단일 $SiO_2$ 공정 조건으로 유기태양전지에 형성 하였을 시 소자의 에너지 변환 효율(PCE)이 변화 없는 것을 확인하였다. 이는 기존 공정에 비해 CDLPS 플라즈마 공정의 경우 유기소자에 플라즈마로 인한 열에너지나 이온 충격 에너지로 인한 영향 없는 것을 확인 할 수 있다. 이런 장점을 통해 CDSPS를 이용한 공정 기술은 다양한 유기 소자의 barrier 형성 연구에 큰 도움이 될 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권12호
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• pp.8-13
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• 2001

$CeO_2$ 박막은 강유전체 메모리 디바이스 응용을 위한 금속-강유전체-절연체-실리콘 전계효과 트랜지스터 구조에서의 강유전체 박막과 실리콘 기판 사이의 완충층으로서 제안되어지고 있다. 본 논문에서는 $CeO_2$ 박막을 유도 결합 플라즈마를 이용하여 $Cl_2$/Ar 가스 혼합비에 따라 식각하였다. 식각 특성을 알아보기 위한 실험조건으로는 RF 전력 600 W, dc 바이어스 전압 -200 V, 반응로 압력 15 mTorr로 고정하였고 $Cl_2$($Cl_2$+Ar) 가스 혼합비를 변화시키면서 실험하였다. $Cl_2$/($Cl_2$+Ar) 가스 혼합비가 0.2일때 $CeO_2$ 박막의 식각속도는 230 ${\AA}$/min으로 가장 높았으며 또한 $YMnO_3$에 대한 $CeO_2$의 선택비는 1.83이였다. 식각된 $CeO_2$ 박막의 표면반응은 XPS와 SIMS를 통해서 분석하였다. XPS 분석 결과 $CeO_2$ 박막의 표면에 Ce와 Cl의 화학적 반응에 의해 CeCl 결합이 존재함을 확인하였고, 또한 SIMS 분석 결과로 CeCl 결합을 확인하였다. $CeO_2$ 박막의 식각은 Cl 라디칼의 화학적 반응의 도움을 받으며 Ce 원자는 Cl과 반응을 하여 CeCl과 같은 혼합물로 $CeO_2$ 박막 표면에 존재하며 이들 CeCl 혼합물은 Ar 이온들의 충격에 의해 물리적으로 식각 되어진다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권3호
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• pp.331-337
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• 2013

Formate dehydrogenase(FDH)는 포름산이온을 이산화탄소로 산화하는 반응을 촉매하는 효소로서, 건조와 저온 그리고 병원균 감염 등에 반응하는 스트레스 단백질로 알려져 있다. 본 연구에서는 현사시나무에서 FDH의 cDNA를 분리하여 구조와 발현 특성 등을 조사하였다. 현사시나무의 FDH cDNA(PagFDH1)는 1,499개의 염기쌍으로 이루어져 있으며, 388개의 아미노산으로 구성되는 예상 분자량 42.5 kDa의 단백질을 암호화한다. PagFDH1 단백질은 미토콘드리아 신호펩티드와 $NAD^+$ 결합부위를 가지고 있다. PagFDH1은 현사시나무의 염색체에 1 copy가 존재하며, 배양세포에서 가장 높게 발현되고 뿌리와 꽃 그리고 잎에서도 발현되었다. 현탁배양세포의 생장주기에서 유도기와 초기 지수생장기에 높게 발현하였다. PagFDH1은 건조와 염 스트레스에 반응하여 ABA를 경유한 신호전달경로에 의해 발현이 유도되는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 FDH 유전자의 도입과 발현조절을 통한 환경 스트레스 저항성나무의 개발에 도움을 줄 것으로 생각된다.