• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.217-223
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• 2015

유체채널 내에서의 미세입자의 패터닝은 생물 및 의료 응용분야에서 활용될 가치가 높은 응용 기술이다. 본 연구는 미세유체 채널 내에서 구조물 없이 외부 자석의 배열만을 이용한 미세입자 패터닝 방법을 제안한다. 자석의 같은 극과 서로 다른 극끼리의 배열을 이용한 일렬 배열, 적층 배열 등을 고안하여, 다양한 미세입자 패터닝에 실험적으로 적용하였다. 서로 같은 극끼리의 배열은 입자 포획에 쉽게 적용 가능하여, 독립적 배열이 가능하였다. 특히 적층 배열은 다양한 패터닝을 할 수 있음을 확인할 수 있었다. 자기력 1.08mT 수준에서까지 자석 배열에 의한 일정한 패턴을 관찰할 수 있었고, 패터닝된 입자들은 20 ml/hr 의 유체 속도에서도 안정하게 유지되었다. 본 연구는 간단하면서도 자성 입자의 다양한 패터닝을 가능케 하는 방법으로 면역자기성 입자를 이용한 의학/바이오 분야로의 폭넓은 응용을 기대케 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.41-41
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• 2008

제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 저수조와 오랜 침강 시간이 요구되어 제한된 공장 내에서의 처리에 어려움이 많다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완하면서도 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기문리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획됨으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 솔레노이드 마그네트로 초전도마그네트를 적용하게 되면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation) 을 발생시킬 수 있다. 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬 수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성 플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 전자석 시스템을 제작하였으며 배치타입의 자기필터를 설계 제작하였다. 또한 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, SS 등의 특성을 분석하였다. 그림 1은 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 제작한 전자석 시스템을 나타내고 있으며 전자석의 자장해석 결과를 보이고 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.298-298
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• 2008

제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 공간과 오랜 시간이 요구되어 처리비용이 비교적 많이 드는 단점이 있다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완할 수 있는 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기분리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획될으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 전자석으로서는 아주 이상적으로 이러한 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 결합시키면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation)을 발생 시킬 수 있다. 초전도마그네트를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, COD 등의 특성을 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.21-21
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• 2010

현재 시대에는 자원의 부족으로 인하여 원재료의 낮은 등급을 정제하는 것이 중요하다. 자기분리 기술이 산업 계 원재료들의 정제에 적용되는 것이 기대된다. 예를 들면 고순도의 유리나 절연체를 제작하기 위한 원재료에서 철산화물의 제거는 매우 중요하다. 자기를 띠는 입자들과 자기분리 필터 와이어 사이에 발생하는 끌어당기는 힘은 다른 자기분리와 비교 할 때 초전도 자기분리에서 훨씬 강하다. 초전도 마그네트를 이용하여 높은 자기장을 형성하기 때문에 일반 자기분리의 자성 입자 포획력을 능가한다. 본 연구에서는 습식 조건에서 산업계 원재료로부터 철계 산화물을 제거하기 위해서 초전도 자기문리를 사용하여 실험하였다. 실험에 사용된 시료는 유리원료로 사용되는 2종류로 시료A는 0.1 ~ 0.3 mm의 평균입도를 갖는 모래형상이며 시료B는 평균입도 0.03 ~ 0.1 mm의 고운모래 형태이다. 자기분리를 위해 상온에서 100 mm의 직경을 갖는 600 mm의 높이의 전도냉각형 Nb-Ti 초전도 마그네트를 사용하였으며 시료를 위에서 공급하고 아래로 배출되도록 수직형으로 설치하였다. 시료 500 g과 증류수 2 L를 혼합하여 교반시키고 6 T의 자기장 하에서 실험하였다. 자기분리 필터는 초전도 마그네트에서의 자기장의 분포를 해석하여 디자인하였다. 자기분리 필터의 자기적 특성을 알아보기 위해 진동시료형 자력계를 사용하였다. 산업계 원재료는 X선 형광분석기를 사용하여 성분을 분석하였다. 산업계 원재료를 이용하여 초전도 자기분리를 실시한 결과 철계 산화물은 시료A에서 43.5 %제거되었으며 시료B에서는 77.3%제거되었다.