• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.76-82
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• 2015

Active matter는 스스로 에너지를 가지고 움직이는 개체들이 서로 상호작용을 하여 집단적인 움직임을 보이는 물질이다. Rotational noise model은 반발 상호작용과 rotational noise를 가지고 있는 self-propelled particle로 active matter를 설명한다. 이 연구에서는 rotational noise model에서의 상 도표와 클러스터 형성을 알아보고 입자들의 집단적인 운동을 도와주거나 방해할 수 있는 leader 입자와 seed가 클러스터의 운동에 어떠한 영향을 주는지 알아본다.

• 한국축산식품학회지
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• 제23권4호
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• pp.350-355
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• 2003

원유를 이용하여 탈지유와 콜로이드성 인산칼슘이 제거된 우유에 TGase를 첨가하여 반응시킨 다음 초고속 원심분리를 실시하여 침전된 카제인 입자들을 동결건조하여 조직의 성상을 주사 전자 현미경을 이용해 관찰, 비교하였다. 탈지유와 탈지유에 TGase를 처리하고 1시간 반응시킨 경우에서 카제인 입자들의 성상은 초고속 원심분리 속도 증가에 따라 불규칙적으로 혹은 규칙적으로 변형되면서 입자들이 넓어지다가 다시 규칙적으로 카제인 입자들이 회합층을 이루었다. 탈지유에 TGase를 처리하고 8시간 반응시킨 경우 카제인 입자들의 성상은 불규칙적으로 모여서 덩어리 형태를 나타내다가 다시 규칙적으로 회합하였으며, 원심분리 속도의(20,000∼40,000 ${\times}$g)증가에 따라 조직이 넓어지면서 층을 이루다가 다시 불규칙으로 회합하여 분산되는 현상이 관찰되었다. 콜로이드성 인산칼슘이 제거된 우유와 콜로이드성 인산칼슘이 제거된 우유에 TGase를 첨가하여 1시간 반응시킨 경우에서는 카제인 입자들이 거의 침전하지 않았다. 반면에 8시간 반응시킨 경우에서는 카제인 입자들이 초고속 원심분리 속도 증가에 따라 모여서 회합층을 이루다가 점차적으로 조직이 넓어지는 현상을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 주사 전자 현미경에 의한 카제인 입자들의 조직 성상은 TGase를 처리하고 반응시간과 초고속 원심분리 속도를 증가했을때 입자들이 모여 불규칙하게 분산되거나 혹은 넓게 회합층을 형성하였다. 이러한 현상은 TGase가 우유 단백질에 작용하여 교차결합을 촉매함으로써 단백질의 분자구조가 변형되어 카제인 입자들의 조직이 다양하게 나타난 것으로 생각된다.

• 멤브레인
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• 제20권2호
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• pp.120-126
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• 2010

본 연구에서는 $TiO_2$ 나노입자로 표면침적된 polyethersulfone (PES) 정밀여과 분리막이 자연유기물로 인한 분리막 막힘현상(파울링)에 미치는 영향을 관찰하였다. $TiO_2$ 나노입자로 표면침적된 PES 정밀여과 분리막의 자연유기물 파울링 거동에 $TiO_2$ 나노입자의 결정구조와 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$이 미치는 영향을 관찰하였다. 연구결과, $TiO_2$ 나노입자로 표면 개질된 정밀여과 분리막은 자연유기물에 의한 파울링 현상을 현저하게 감소시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다. 그러나 이와같은 현상은 $TiO_2$ 나노입자의 결정구조와 용액의 성상에 매우 의존하는 것으로 나타났다. 자연유기물 파울링의 감소는 결정구조가 상대적으로 불안정한 anatase $TiO_2$ 나노입자를 분리막에 표면침적 시, 용액 중 $Ca^{+2}$이 존재하지 않을 때 상대적으로 높은 pH에서 효과적인 것으로 관찰되었다. 그러나 $Ca^{+2}$의 첨가 시 이와 같은 효과는 높은 pH에서 더욱 증가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 반면, 결정구조가 상대적으로 안정한 rutile $TiO_2$ 나노입자의 경우 자연유기물의 파울링 감소는 용액의 조성에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권2호
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• pp.28-35
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• 2002

충격형 분채기에 의한 폐프린트배선기판(PCBs)의 분쇄과정에서 일어나는 금속성분의 분쇄특성에 대한 연구가 수행되었다. PCBs로부터 금속성분들을 단체분리하기 위하여 -3 mm로 파쇄한 다음 충격형 분쇄기를 사용하여 분쇄하였으며 햄머의 회전속도가 금속성분의 분쇄에 미치는 영향을 관찰하였다. 동과 땜납 등과 같은 금속성분들의 입도분포 및 단체분리도를 조사하였다. 경사진동판을 사용하는 PCBs 분쇄물로부터 금속입자들의 형상분리에서 햄머의 회전속도와 입자크기가 미치는 영향을 검토하였다 61.3 m/s 햄머속도에서 동 성분은 +297$\mu$m 입자가 80% 이었지만 땜납성분은 -297$\mu$m 입자가 90%에 달했다. 형상분리법에 의한 금속입자의분리 시 햄머의 회전속도가 클수록 회수위치가 짧았으며 +297 $\mu$m 입자의 회수위치가 -297~+149$\mu$m 입자보다 짧았다. 회수위치가 짧을수록 금속입자의 구형도가 좋았으며 KI 값은 KI=1 로 증가하고, $\phi_{c}$ 값은 $\phi_{c}$ =1로 감소하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권4호
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• pp.28-36
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• 2000

본 연구는 입자가 혼합된 용제를 이중판형 열교환기 내에서 가열 및 증발과정을 통해 건조이자와 용제로 분리하여 회수하기 위한 연속식 순간 진공건조 시스템 해석에관한 것이다. 진공건조시스템은 용제 공급펌프, 이중관형 열교환기, 진공 스프레이 챔버 및 응축기로 구성된다. 연속적으로 공급되는 용제는 이중관형 열교환기 내에서 가열, 팽창 및 증발되며 관 출구부에서 팽창된 증기가 진공 스프레이 챔버 내로 분사되고 증기는 응축기로 수송되어 용제로 회수되고 입자는 관성력에 의해 증기로부터 분리되어 건조된다ㅣ. 안료입자가 함유된 벤젠 및 알킬벤젠의 분리 및 회수성능 실험을 수행한 결과, 습분양 1.1%로 건조된 안료입자를 94% 회수하였고, 99.9 wt%의 고순도 벤젠을 88% 회수하였다. 평균직경이 $6.5\mu\textrm{m}$인 안료입자를 진공건조시스템의 이중관형 열교환기에서 관출구부의 고속 분사에 의한 폭발적 분산력에 의해 입경이 14%감소된 $5.6\mu\textrm{m}$ 크기의 건조 안료입자를 회수하였다. 따라서 진공건조시스템은 용제에 함유된 입자를 건조 및 분리하여 미분제 제품으로 히수하는데 효율적이며 폐용제 정제용으로 적용이 가능하다.

• 멤브레인
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• 제32권1호
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• pp.74-82
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• 2022

본 연구에서는 순수 PEBAX^® 분리막의 투과특성을 향상시키기 위해 개질된 fumed silica 나노입자를 혼합한 MMMs (mixed matrix membranes) 타입의 PEBAX®/fumed silica 하이브리드 분리막을 제조하고, 이산화탄소와 메탄의 투과 특성을 측정하였다. PEBAX^®-1657/TS-530 하이브리드 소재의 경우, FT-IR과 XRD 분석을 통해 PEBAX^® 고분자에 무기입자가 비교적 잘 분산되었음을 확인하였다. 기체투과특성 측정 결과 TS-530을 10 wt% 혼합한 분리막의 경우, 순수 PEBAX^® 분리막과 비교하여 투과도 계수는 약간 감소하나 이상분리인자는 약간 증가하였다. 이는 비투과성 silica 입자의 도입에 따라 기체 확산 경로가 줄어들고, 경로의 비틀림이 증가하기 때문으로 볼 수 있다. TS-530 함량이 증가함에 따라서는 투과도 계수와 이상분리인자 간에 전형적인 trade-off 경향을 보였다. 이는 TS-530 함량이 증가함에 따라 결정성이 감소하고, 고분자 사슬 간 충전 억제에 따라 자유부피가 증가하기 때문으로 볼 수 있다. 또한 무기입자 함량 증가에 나노간극의 형성 가능성이 높아지고, 이에 따라 기체 확산도가 커지기 때문으로 판단된다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.399-400
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• 2003

싸이클론은 대기오염물질의 샘플링과 여러 산업공정에서 분진을 제어, 분리하는데 널리 사용되고 있다. 이는 싸이클론의 구조 및 형태가 간단하여, 제작과 운전이 쉽고 비용이 적게 들기 때문이다 하지만 작은 입자에 대한 분리효율이 낮기 때문에 싸이클론의 구조 및 형태를 변화시키거나 싸이클론내에 운전 조건을 변화시켜 높은 분리효율을 얻으려는 연구가 수행되어 왔다. 특히, 싸이클론내에 이중으로 원심력이 작용하게 한 double cyclone(Zhu et al., 2001)과 입자 하전 및 전기장 형성을 위해 고전압을 인가하는 전기싸이클론이(Lim et al., 2001) 최근에 연구가 되어지고 있다. (중략)

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.169-182
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• 2014

이 연구에서는 Lennard-Jones (LJ) particle을 이용하여 상분리 현상을 이해하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 초기에 균일하게 분포되어 있는 LJ 입자들을 시뮬레이션 하면 상대적으로 dense phase와 dilute phase로 상분리 현상이 일어나게 된다. 상분리 현상의 첫 번째 단계를 핵 생성 (nucleation) 이라고 한다. 본 연구에서는 Brownian Dynamics (BD) Simulation과 Molecular Dynamics (MD) Simulation을 이용하여 상평형 그림을 구하고 초기에 일어나는 LJ 입자들의 nucleation rates를 구하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.787-791
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• 2012

실험실 규모의 음향정재파 장치를 이용하여 수체에 포함된 입자의 분리특성을 알아보았다. 음향정재파는 음파 또는 초음파와 유사한 파장으로 반사벽에 의해 발생된 파가 돌아오면서 일정한 파장을 형성한다. 이때 수중에 분산되어 있던 미세한 입자들은 음압이 0인 파장의 절점(node) 부분에 모이게 된다. 주파수 28.0 kHz와 1.0 MHz의 음향정재파 트랜스듀서를 이용하였고, 수체에 포함된 입자는 평균 입경 $6.8{\mu}m$의 카올린과 $100.5{\mu}m$의 레드머드를 사용하였다. 수체 내에 음향정재파가 형성되면 발생된 파장에 의한 음압으로 수온이 $0.15{\sim}0.20^{\circ}C/min $ 정도 상승된다. 카올린과 레드머드의 초기 농도는 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g/L로 동일하게 제조하였다. 1.0 MHz의 주파수에서 5분경과 후 음향정재파가 가장 뚜렷하게 형성되었을 때의 반응조내의 탁도 제거율은 카올린은 18.2%~56.2%로, 입경이 큰 레드머드는 23.0%~53.6%의 분리효율을 나타내었다. 28.0 kHz 주파수에서는 입자분리가 이루어지지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.98-105
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• 2013

NaA 제올라이트 입자들을 폴리비닐알콜(PVA) 고분자에 분산시키어 복합막을 제조하였다. 나노 크기의 NaA 입자들을 연구실에서 합성하였으며, 그 평균 크기는 대략 60 nm이었다. 제조한 혼합 매트릭스 분리막을 이용하여 0.01 부터 0.05 몰분율 농도 범위의 에탄올 수용액으로부터 물을 선택적으로 분리하고자 공급 수용액의 농도 및 첨가한 제올라이트 함유량을 0 에서 5 wt% 내에서 조절하면서 투과증발 특성을 고찰하였다. 상호 비교 목적으로 평균 $5{\mu}m$ 크기의 NaA 입자들을 분산시킨 복합막의 투과 증발 특성도 함께 조사하였다. 공급된 에탄올 농도가 0.01 몰분율인 실험조건에서 분리막 내의 나노 NaA 입자들의 첨가량이 0 wt%에서 5 wt%로 증가함에 따라 물의 투과플럭스는 $600g/m^2/hr$에서 $2,000g/m^2/hr$로 크게 증가하였으며, 물 선택성은 1.5에서 7.9로 5배 이상 증가함을 알 수 있었다. 또한, 나노 입자들이 분산된 분리막을 통한 물 투과플럭스는 마이크로 입자들이 분산된 분리막을 통한 물 투과플럭스보다 전반적으로 약 15% 이상 증가한 반면, 선택도는 약 5% 정도 증가한 것으로 관찰되었다. 따라서, 마이크로 입자보다는 나노 입자의 혼합으로 인한 투과플럭스나 선택도에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 나노 입자가 더 효율적이라고 사료된다.