• KSBB Journal
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• v.15 no.6
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• pp.594-599
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• 2000

The adsorption of the antimicrobial agents and their heat-resistance were investigated for the packaging film manufacture, wherein, the antimicrobial agents were adsorbed on a ceramic component. The naturally sourced antimicrobial agents were produced by methylotropic actinomycetes strains MO-16 and MO-17, extracted with ethylacetate. Antimicrobial action was stable to $121^{\circ}C$ and 1 atm. for 30 min., showing wide-ranging activity to the Gram(+) and the Gram(-) bacteria. Antimicrobial agents, adsorbed on ceramic Ce-1, retained activity to the Gram(+) and the Gram(-) species at $105^{\circ}C$ and $230^{\circ}C$ heat treatment, and methanol extracted antimicrobial agents from Ce-1 treated at $230^{\circ}C$ for 30min., retained activity to Gram(+) bacteria. In the presence of oxygen during the heat treatment process, antimicrobial agents adsorbed on ceramic Ce-1 showed antimicrobial activity to Gram(+) and the Gram(-) bacteria.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Ceramist
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• v.22 no.3
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• pp.301-315
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• 2019

We prepared hybrids between layered double hydroxide (LDH) and natural plant extract such as Peaonia suffruticosa Andrews (PS) and Peaonia Japonica (PJ) which was confirmed anti-bacterial activity through paper disc diffusion assay. According to X-ray diffractometer, scanning electron microscope, zeta-potential measurement and quantification of extract loading amount in hybrids, we confirmed that similar amount of PS and PJ loaded on inter-particle pore of LDH with partial adsorption on surface of LDH through reconstruction process. We also evaluated the bacterial colony forming inhibition of PS extract, PJ extract, PS-LDH and PJ-LDH hybrids against Escherichia coli as gram negative bacterium and Bacillus subtilis as gram positive bacterium, suggesting that both hybrids have enhanced anti-bacterial activity compared with extract itself.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.5
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• pp.326-333
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• 1994

신소재의 보편적인 정의는 "재료의 원료를 새로 개발하거나, 종래의 원료에 개선된 제조기술 또는 응용기술을 적용시켜 종래에 없던 우수한 특성, 기능을 갖게 하는 소재"라고 한다. 즉, 고 부가 가치의 금속, 세라믹스, 폴리머, 복합재료를 총칭하여 신소재 또는 첨단소재(advanced materials) 라고 하며, 산업기기의 중요한 기능소재로서 기계공업의 발전에 필수적이다. 1970년대부터 1980 년대 초반에 걸쳐 본격적으로 시작된 세라믹스에 관한 연구는 제조 및 사용분야 전반에 걸쳐 기술혁신을 가져왔다. 그후 천연 광석분말만이 아니라 새로운 화학적 방법으로 제조된 분말을 사용하여 창출된 재료라는 뜻으로 "뉴(new)세라믹스"라고 불려지거나, 개선된 제조기술을 통하여 재료의 섬세한 미세조직을 얻음으로 우수한 특성을 갖는 재료라는 뜻으로 "파인(fine)세라믹스" 등의 이름이 붙여지게 되었다. 이제 센서용 소재는 물론이고, 가위, 손목시계 케이스, 바이오 세라믹스 등에 이르기까지 10년 전보다 훨씬 다양하게 세라믹스를 사용한 물체를 발견할 수 있다. 이들 세라믹스 중 기계적, 또는 열 응력을 받는 구조물에 적용되는 것을 구조 세라믹 스(structural ceramics)라고 한다. 이 글에서는 차세대 자동차 및 항공기에까지 적용이 시도되고 있는 이들 구조세라믹스를 대상으로 하여 일반적으로 제조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.5
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• pp.501-507
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• 2011

To develop environmental-friendly insulating composite materials, natural cellulose and porous ceramic balls were used as core materials and activated Hwangtoh was used as a binder. Various specimens were prepared with different water/binder ratios and core material/binder ratios. The physical properties of these specimens were then investigated through compressive strengths, flexural strengths, absorption test, hot water resistance test, pore analysis, thermal conductivity, and observation of micro-structures using scanning electron microscope. Results showed that the maximum compressive strength varied appreciably with the water/binder ratios and core material/binder ratios, but the flexural strength increased with the core material/binder ratios regardless of water/binder ratios. The compressive strength and the flexural strength measured after the hot water resistance test decreased remarkably compared to those measured before test. The pore analysis measured after the hot water resistance test showed that total pore volume, porosity and average pore diameter decreased, while bulk density increased by the acceleration of hydration reaction of binder in the hot water. The thermal conductivity decreased gradually with an increase of core material/binder ratios. It can be evaluated that the composite insulation materials having good insulating properties and mechanical strengths can be used in the field.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05d
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• pp.113-118
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• 2003

투어멀린(Tourmaline)은 비대칭 쌍극자를 가진 천연 유극성 결정체로 광물 중에서 영구전기분극을 띄고 있는 유일한 물질로써 일명 "전기석"이라고 알려져 있다. 분극에 의한 자체 미약전류(약 $60{\mu}A$)와 함께 음이온 및 원적외선의 발생으로 최근 우리주변에서 건강과 환경을 위한 관심고조의 대상인 육방정계의 압전성 및 초전성을 띄는 붕규산염(주요성분: Mg, Fe, B, Si, Ca)으로, 투어멀린 원석이나 그 복합세라믹체의 면역지수가 ~1000에서 ~400,000 이상인 점을 비롯하여 그 유용성을 이용하려는 새로운 아이디어 신상품들이 계속 개발되고 있다. 뿐만 아니라 물분자를 만나면 수소$(H^+)$와 수산기 $(OH^-)$로 전기분해 하여 친수기와 소수기 부분으로 구분하며, $H^+$와 $OH^-$는 각각 $H_2O$와 결합하여 활성이 강한 hydronium ion$(H_3O^+)$을 생성하고, 물 속에서 계속 불안정한 상태로 존재하는 수산기는 계면활성 작용이 있는 hydroxyl ion$(H_3O_2^-)$을 형성하여 물을 약 알카리성 (pH~7.4)으로 바꿔주며, 물분자 클러스터 세분화와 미네랄을 용출, 공급하여 이 물이 체내에 흡수되면 살균, 항균성의 면역기능을 갖게 되며, 혈액정화 기능과 자율신경 자극으로 교감신경의 흥분을 억제해 준다. 이와 함께 전기분극을 띈 투어멀린 입자는 다른 물질에 비하여 경이적 수치의 원적외선을 발생하여 강력한 열 효과와 높은 침투력으로 인체의 혈액순환 촉진과 혈전용해 작용을 주어 건강과 활력에 도움을 주는 것으로 확인되어 많은 관심을 끌고 있다. 따라서 유익한 이용가치를 인정받고 있는 천연 투어멀린을 단독 형태나 또는 서로 상승효과를 줄 수 있는 유용한 타 물질과 혼합물을 구성하여 성형 또는 EPD 방법으로 전착한 후 소결 처리하여, 소결체의 특성 분석과 함께 물에 대한 전기 화학적 작용 및 항균 효과를 조사, 확인하여 수질개선 효과를 분석하고 그 응용성을 개발, 확보하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.11
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• pp.1103-1107
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• 2002

Biocompatible ${\beta}$-Tricalcium Phosphate(${\beta}$-TCP) powder was successfully synthesized by using a re-cycled eggshell and phosphoric acid. The crystallization behavior of the synthesized powder was dependent on the mixing ratio between the eggshell and phosphoric acid, the starting condition of the eggshell and calcination temperature. The ${\beta}$-TCP was stably synthesized in the 1:1.3~1:1.5 (wt%) mixing ratios of calcined eggshell and phosphoric acid. The synthesis was achieved at about $900{\circ}$ for 1h in an air atmosphere. The crystalline development and microstructure of the synthesized powder were examined by X-ray diffractometer and scanning electron microscopy.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.8
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• pp.628-632
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• 2004

A porous hydroxyapatite has been prepared using natural coral which resembles human cancellous bone in microstructure. To obtain a biomaterial having a good biocompatibility, substitution of silicon into the hydroxyapatite framework has been attempted. Si substituted hydroxyapatite has been prepared by hydrothermal treatment and solvothermal treatment of the natural coral repeatedly. Si concentration and phase of the Si substituted hydroxyapatite derived from coral have been characterized using a XRD, ICP, and EDS etc. EDS investigation confirmed the presence of silicon in the framework of hydroxyapatite structure.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.18 no.1
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• pp.3-12
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• 1981

A glass-ceramics based on blast-furnace slag, with some additives to the theoretical composition in order to control properties of mother glass and the heat treatment conditions, has been investigated. The raw materials in this study were blast-furnace slag, serpentine, feldspar and quartz as mother glass ingredients. Titanium dioxide and chromite were used as the nucleating agents. Batch compositions of the prepared glasses and ceraming conditions were found by trial and error method. The optimum conditions were confirmed by analyzing several measured physical properties such as density change during heat treatment, microhardness of slag-ceramics prepared, viscosity change of glass at heat treatment temperatures, nucleation density change, dilatometric properties, differential thermal analysis, identification of the grown crystal and crystal sizes. The batch composition feasible to prepare slag-ceramics was 40% of blast-furnace slag, 25% of serpentine, 18% of feldspar and 17% of silica sand. Three percent titanium dioxide and 1% chromite of the mother glass were added as nucleating agents. The ceraming conditions under which the slag-ceramics having considerably good properties can be developed found as: "The glass was heated at 75$0^{\circ}C$ for 2 hours for nucleation, and the temperature was raised up to 1, 00$0^{\circ}C$ with a rate of 0.75$^{\circ}C$/min for crystal growth.owth.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.8
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• pp.811-817
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• 2003

Recently, application fields of non-metallic minerals by utilizing their structure properties are broadening. Especially, layered minerals have not only excellent shielding or covering ability but also absorbing and storing characteristics of chemical elements between a layers. We considered about the above mentioned characteristics and added functional substances onto their surfaces for the preparation of new environmentally friendly functional materials. In this study, natural graphite and sericite were mainly used to produce for the new environmentally friendly functional building materials. Graphite surfaces were modified with a surfactant (Alkyl Benzyle Demethyle Ammonium Chloride) for anti-bacillus and penicillium. Surface modification mechanism are that primary adsorption by differential zeta potential between graphite and ABDM and secondary adsorption by interaction between surfactant chains take place. Surfactant layers were fully formed and it was expected up to 99.7% up the efficiency of anti-bacillus and penicillium. Also the prepared functional samples have a effect to improve a various efficiency such as electromagnetic wave shield(up to 95%), deodorization(up to 80%), heat storage(5%) etc.