• 멤브레인
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• 제8권1호
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• pp.1-10
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• 1998

액체 상태에서 물질이 확산되는 현상을 자유 부피의 개념으로 해석하고자 하는 노력은 1959년에 Cohen과 Turnbull에 의해서 시작되었다. 그들은 액체의 부피를 두 부분으로 나누었는데, 하나는 분자가 차지하고 있는 점유 부피(Occupied volume)이고, 다른 하나는 자유 부피(Free-volume)로서 무작정한 열적 유동에 의해서 재분배된다. 온도의 변화에 의해 부피가 변하는 것은 이 자유 부피의 변화때문이며, 점유 부피는 온도에는 무관함 것으로 갖주하였다. 분자가 액체 상태에서 이동하려면 이웃에 충분한 크기의 자유 부피 공간이 존재해야한다. 따라서, 분자의 확산은 분자가 이들 자유 부피 공간들로 도약하는 것이다. Cohen-Turnbull의 이론에서는 순수한 액체의 자기 확산 계수(Self-diffusion conefficient)는 자유 부피의 무작정한 유동에 의하여 임계 크기의 공간이 생성되는 확률과 관련이 있다. Cohen-Turnbull 자유 부피 이론은 그 후 많은 사람들에 의해서 수정되었고, 그중에서 현재 가장 널리 사용되는 것은 Fujita의 이론과 Vrentas-Duda의 이론이다. 두 이론 모두 확산 데이터를 correlation하는데는 문제가 없으나, Vrentas-Duda의 이론만이 확산계수를 예측할 수 있는 능력이 있다. 또한, 고분자와 용매의 도약 단위의 몰 질량이 같을때에 Vrentas-Duda의 이론은 Fujita의 이론과 같아지므로, Fujita의 이론은 Vrentas-Duda의 이론의 특수한 경우라고 할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 Vrentas-Duda 자유 부피 이론만을 다루기로 하겠다.

• 멤브레인
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• 제22권5호
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• pp.352-358
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• 2012

본 연구는 pressure retarded osmosis (PRO) 분리막의 구조적 특성이 미치는 영향에 대하여 수행되었다. 이를 위해, 유사 분자구조를 가지며 자유부피는 차이가 나는 BPS-XX, BisA-XX가 선택되었다. BPS-XX와 BisA-XX는 축중합 반응을 통해 합성되었으며, 또한 더 세분화된 결과를 위해서 20~60 mol.%로 술폰화되었다. 자유부피의 변화에 따른 분리막의 특성을 입증하기 위해서 몇 가지 특성평가가 진행되었다. 연구 결과에서 동일 분자구조에서 자유부피가 증가하면 막의 투과도가 증가하였고, 선택도는 감소하였다. 본 연구의 투과도-선택도 결과에서, 분자의 기본 구조와 자유부피 조절에 따라서, 고 투과도와 선택도를 가진 막을 제조 가능함을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.489-493
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• 2012

양전자소멸법은 양전자와 전자가 만나 소멸하면서 발생하는 광자로부터 물질의 상태를 간접적으로 파악하는 실험 방법이다. 본 연구에서는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 폴리머인 CR, EPDM, NBR에 대하여 양전자소멸법을 통해 양전자 소멸시간을 측정하였다. 한국원자력연구원의 Na-22 선원을 이용한 양전자소멸시간측정장치를 통해 양전자소멸시간의 세가지 수명과 세기를 측정하였다. 이중 세 번째 수명성분은 폴리머의 자유부피와 직접적으로 관계된다. Tao-Eldrup 모델을 이용하여 3가지 폴리머에 대한 자유부피를 측정하였다. 그 결과 CR, EPDM, NBR의 자유부피와 상대비율은 각각 $0.1217nm^3$(1.910%), $0.1478nm^3$(5.315%), $0.1216nm^3$(2.638%)로 나타났다. 이를 통해 양전자소멸법의 폴리머에 대한 적용성을 확인할 수 있었으며 향후 비파괴적으로 폴리머의 특성변화를 분석하는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 멤브레인
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• 제29권4호
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• pp.191-201
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• 2019

산업 응용에 적용할 수 있는 중합체 막의 상용화 전에, 고성능 중합체가 실질적인 도전, 즉 연장된 서비스 시간에 대한 장기 안정성을 극복해야하는 과제가 남아있다. 매우 높은 분수 자유 부피(fractional free volume) 및 높은 투과성을 나타내는 고유한 미세 다공성 중합체(polymers of intrinsic microporosity)는 비효율적 무작위 패킹에 의해 생성된 여분의 부피가 물질의 부피적 평형에서 멀어짐과 동시에, 다시 부피적 평형 상태로 복귀하려는 특성, 즉 자유 부피를 줄여가는 특정으로 인해 투과성을 감소시키는 물리적 노화에 영향을 받기 쉽다. 본 논문에서 우리는 미세 다공성 고분자의 물리적 노화를 재검토하고 PIM에서 물리적 노화를 완화하려는 가장 두드러진 시도 중 일부를 논의할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제5권1호
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• pp.29-36
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• 2001

Poylsulfone의 phenyl 고리에 각각 -Br과 $-Si(CH_{3})_{3}$ 기능기를 치환시킨 BPSf와 TMSPSf을 합성하고, BPSf막, TMSPSf막 그리고 BPSf/TMSPSf 블렌드막에 대한 $O_{2}$와 $N_{2}$의 투과특성을 조사 $\cdot$ 비교하였다. BPSf막은 PSf막에 비해 높은 이상분리인자를 보였는데, 이는 유도 쌍극자에 의한 사슬간의 극성 상호작용 때문에 사슬간의 인력이 증가하고 따라서 사슬간의 거리가 감소하기 때문이라고 설명할 수 있다. 반면 TMSPSf막의 경우 부피가 큰 $-Si(CH_{3})_{3}$ 의 치환으로 인해 자유부피가 커져 PSf 보다 높은 투과도 계수를 나타내었다. 이러한 상반된 경향을 보이는 BPSf와 TMSPSf을 블렌드하여 제조한 BPSf/TMSPSf막의 경우 PSf보다 이상분리인자는 약간 감소한 반면 높은 투과도 계수를 나타내었다. 고분자의 구조와 투과 특성과의 상관관계를 밝히기 위해 고분자의 자유부피와 투과도 계수를 플로트한 결과, 투과도 계수가 자유부피에 잘 연관됨을 알 수 있었으며, 특히 specific free volme(SFV)과의 연관성이 보다 우수함을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.696-701
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• 1999

본 연구에서는 lipase를 이용해서 ricinoleic acid를 대량생산하기 위해 피마자유의 완전가수분해 조건을 찾고자 하였다. 널리 알려진 lipase CR, lipase CC, lipase PP를 대상으로 피마자유의 가수분해의 가능성을 시험하고, 유기용매를 사용함으로써 가수분해도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 일반적으로 lipase의 활성을 감소시키는 극성용매의 경우 피마자유의 가수분해에 있어서도 효소의 활성을 감소시켰고, 물과 섞이지 않는 hydrophobic solvent가 피마자유의 가수분해도를 크게 증가시키는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 isopropyl ether의 효과가 가장 크며, 조건에 따라 가수분해도를 두 배 이상 증가시킨다는 것을 확인하였다. 그리고 유기용매를 사용함으로써 pH의 영향을 바꾸거나 감소시킬 수 있다는 사실도 확인하였다. 용매와 물의 부피비에 의해서 가수분해가 영향을 받는다는 사실과 특히 유기용매보다는 물의 양에 절대적으로 영향받는다는 사실을 발견하였다. 하지만, 물과 유기용매의 부피비와 함께 lipase와 피마자유의 무게비도 매우 중요하다는 것을 확인하였다. 30$^{\circ}C$에서 isopropyl ether를 사용할 경우 무게 비로 2 wt%일 때는 약 82%, 4 wt% 이상의 lipase CC나 lipase CR을 사용하면 피마자유가 완전히 가수분해되는 사실을 발견하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권12호
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• pp.1003-1009
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• 1993

여러 온도와 압력에서 벤젠의 점성도를 결정하여, 액체 벤젠의 점성도에 미치는 온도와 압력의 영향에 대하여 연구하였다. 여러 온도와 압력으로 유지되고 있는 일정한 밀도의 벤젠 속에서 공 낙하 시간을 측정함으로써 벤젠의 점성도를 산출할 수 있었다. 그 결과로부터 벤젠의 비부피에 미치는 온도와 압력의 영향, 자유부피에 미치는 온도와 압력의 영향에 대해서 알아보았으며, 결론적으로 벤젠의 점성도에 대한 온도와 압력의 영향을 온도와 압력의 변화에 따르는 자유부피의 변화에 의하여 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.112-115
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• 2011

본 연구는 분자동역학 전산모사를 통하여 나일론 6 고분자재료 및 나이론 6 고분자재료를 기지재료로 사용하는 나노복합재에 대하여 인장하중을 부여하고, 인장에 의하여 발생하는 구조적 변화 및 물질의 구조적 특성과 열전도 특성 사이의 상관관계를 규명하였다. 나노복합재의 열전도특성을 변화시키는 주요 인자로는 나노입자, 인장에 의한 고분자 사슬의 배열 변화, 자유부피(free volume)의 변화이다. 고분자 사슬이 열전달 방향으로 배열될 경우 음양자(phonon)의 흐름을 가속화하여 열전도특성이 증가하며, 반면 자유부피의 증가는 음양자의 산란을 증가시켜 열전도특성이 저하된다. 따라서 서로 상반작용을 하는 두 인자가 복합적으로 작용하여 열전도 특성을 결정한다. 인장 하중이 부여됨에 따라 시스템의 열전도특성이 증가하며, 각 시스템의 증가 정도는 시스템의 구조적 특성에 따라 서로 다르다.

• 대한화학회지
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• 제10권2호
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• pp.91-97
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• 1966

박형석, 안운선과 장세헌이 제안한 액체구조에 관한 천이상태이론을 물에 적용시켜 액체상태에 있는 물의 상태합을 구했다. 이 이론은 액체의 분자가 고체와 같은 자유도, 천이상태의 자유도 및 기체와 같은 자유도를 갖는다는 것이다. 물은 4^{\circ}C$에서 그의 부피가 최소로 되는 등 특유한 성질들을 가졌지만 이 액체이론이 잘 적용된다. 이 이론을 써서 계산한 물의 몰부피, 증가압, 엔트로피, 증발열 및 일정한 압력에서의 비열 그리고 임계점에서의 성질 등은 실측치와의 좋은 일치를 보여준다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.395-396
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• 2001

고온의 산업공정에서 발생하는 에어로졸 입자들은 많은 기본입자(primary particle)들로 이루어진 불규칙한 사슬구조를 가진다 (Matsoukas and Friedlander, 1991). 이러한 비구형 프랙탈 입자들의 거동은 구형 입자들과 비교할 때 큰 차이를 보인다. 프랙탈 입자들의 부피는 충돌반경의 거듭제곱으로 나타낼 수 있으며, 프랙탈 차원이라 불리는 그 지수는 1에서 3 사이의 값을 가진다. 자유분자영역에서의 브라운 응집에 대한 해석해는 Lee et al.(1990)에 의해 제시된 바 있으나, 이는 구형입자를 가정한 결과였고, 비구형 프랙탈 입자의 거동을 해석하려 할 때는 이로 인한 오차가 발생하게 된다. (중략)