• 제목/요약/키워드: 첨단 신소재

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이차 전지용 후막 전극 연구 동향 (Recent Research Trend in Ultra-thick Electrodes for Rechargeable Batteries)

  • 이정태
    • 공업화학전망
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    • 제23권1호
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    • pp.18-29
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    • 2020
  • 배터리 구동 기기의 사용이 계속적으로 증가하고 첨단화, 다기능화, 융합화가 되면서 고에너지 밀도 배터리에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 배터리의 에너지 밀도를 높이는 여러 가지 전략 중에서 활물질 코팅 두께를 늘려 에너지를 저장하지 않는 집전체와 분리막의 사용량을 줄이고 배터리의 중량, 부피, 그리고 가격을 동시에 줄이는 전략은 간단하면서도 매우 효율적인 방법이다. 하지만 기존 전극 제작 방법으로 후막 전극을 제작할 경우 전극 제작 자체가 쉽지 않고 만들었다고 해도 전자와 이온의 두께 방향 이동 지연으로 인해 전극의 전기화학 특성이 좋지 않다. 이러한 문제점을 극복하고자 이차 전지용 첨단 후막 전극에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 기고문에서는 이차 전지용 후막 전극의 구조, 제조방법, 전기화학 특성에 관한 연구동향을 소개하고자 한다.

Sc 첨가에 따른 Al-6Si-2Cu 합금의 미세조직 개량화 (Effect of Sc Addition on the Microstructure Modification of Al-6Si-2Cu Alloy)

  • 안성빈;김정석
    • 열처리공학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.150-158
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    • 2022
  • The effects of scandium addition on the Al-6Si-2Cu Alloy were investigated. The Al-6Si-2Cu-Sc alloy was prepared by gravity die casting process. In this study, scandium was added at 0.2 wt%, 0.4 wt%, 0.8 wt%, and 1.0 wt%. The microstructure of Al-6Si-2Cu-Sc alloy was investigated using Optical Microscope, Field Emission Scanning Electron Microscope, Electron Back Scatter Diffraction, and Transmission Electron microscope. The microstructure of Al-6Si-2Cu alloy with scandium added changed from dendrite structure to equiaxed crystal structure in specimens of 0.4 wt% Sc or more, and coarse needle-shape eutectic Si and β-Al5FeSi phases were segmented and refined. The nanosized Al3Sc intermetallic compound was observed to be uniformly distributed in the modified Al matrix.

LDH 나노입자 기반의 바이오 이미징 소재 (Layered Double Hydroxide Nanoparticles for Bio-Imaging Applications)

  • 김문희;하성진;이동기;박대환
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권4호
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    • pp.445-454
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    • 2019
  • Layered double hydroxides (LDHs) 나노입자는 특유의 층상형 결정구조에서 기인된 물리화학적 물성 및 생체친화성을 바탕으로 나노-바이오 분야에서 주목을 받고 있다. 바이오 이미징은 질병의 진단과 치료(테라노스틱스, theranostics=therapy+diagnosis)에 다양하게 활용될 수 있는 핵심적인 분야로 차세대 맞춤의학으로의 새로운 패러다임 실현을 위해서 보다 정확하고 빠른 진단기술이 절실히 요구되고 있다. 이를 실현하기 위한 대안으로 나노기술이 접목된 고감도 분자영상 관련 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 LDH 나노입자를 기반으로 하는 바이오 이미징 시스템의 개발동향에 관하여 소개하고 바이오 이미징에 적합한 나노소재의 구조 및 합성 방법에 대하여 설명하였다. 또한 임상 의학에서 현재 많이 사용되고 있는 형광을 이용한 광학영상, 자기공명영상(MRI), 핵의학영상(PET), 컴퓨터 단층 촬영(CT) 등 다양한 분야에서 어떻게 LDH 나노입자를 이용하여 나노 프로브 개발을 할 수 있는지 연구사례를 기술하면서 나노기술과 첨단영상기술이 융합된 획기적인 고감도 나노 바이오 이미징 시스템 개발 및 그 잠재력에 대하여 전망해 보았다.

복합신소재구조물의 고유진동수에 대한 하중크기의 영향 (The Influence of the Loading Sizes on Natural Frequency of the Advanced Composite Material Structures)

  • 한봉구
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.20-27
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    • 2013
  • 본 논문에서는 고유진동수를 구하기 Simple Iteration Method을 제시하였다. 이 방법은 임의의 단면과 지점을 갖고 임의의 하중을 받는 보나 탑의 진동모드와 관련된 고유진동수를 간편하면서도 정확하게 계산할 수 있는 획기적인 방법이다. 이 방법에는 공진상태에서 관성력에 기인한 부재의 처짐 모드를 구하게 된다. 진동해석을 위하여 처짐의 영향을 고려한 다양한 방법이 검토되었다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 $D_{22}$ 휨강성의 영향을 철저하게 검토하였다. 본 논문에서는 구조 요소의 하중 분포 또는 상이한 단면에 따른 고유진동수에 대한 영향을 연구하였으며 그 결과를 제시하였다. 이 방법은 첨단복합재료를 포함한 2차원 문제에도 적용할 수 있다.

다양한 적층 배열을 갖는 복합 신소재 판 구조물의 유한차분 비선형 해석 (Finite Difference Nonlinear Analysis of Composite Plate Structures with Various Layer Sequences)

  • 이상범;이상열;이래철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.159-168
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    • 2005
  • 본 연구는 다양한 적층 배열을 갖는 비등방성을 보이는 첨단 복합 신소재 판구조물의 유한 차분 비선형 해석을 수행한다. 복잡한 편미분 방정식으로 표현되는 역학문제들을 수치해석 하는 경우 본 연구에서 사용한 유한차분법은 유한요소법에 비하여 체눈 생성 및 수치적분 과정을 피할 수 장점을 갖는다. 유한차분법을 이용한 많은 연구들은 단지 에너지 방법을 사용한 고정 혹은 단순 경계조건에 대하여 수행되었다. 그러나 이러한 접근방법은 자유경계에 대하여 불가피하게 발생하는 가상점 문제를 충분히 만족시킬 수 없다. 그러므로 본 연구에서는 임의의 경계조건을 갖는 비등방성 복합 적층한의 비선형 거동 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있는 유한차분식을 정식화 하였다. 적층 배열 변화를 비롯한 다양한 매개변수에 대하여 본 연구에서 제안한 접근방법을 사용하여 적층판의 복잡한 비선형 거동을 분석하였다.

인체의 물리적 성질을 이용한 인공장기 개발 연구 (Research on the Development of Artificial Organs based on the Physical Properties of the Human Body)

  • 이승복
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.670-675
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    • 2022
  • 4차 산업혁명의 시대는 모든 것이 데이터 중심이다. 데이터의 종류와 양이 중심이 될 수도 있고, 특수한 상황에서 요구하는 새로운 데이터가 필요할 때도 있다. 3D프린터가 다양한 분야에 활용되면서 새롭게 도전을 받는 분야들이 있다. 특히 의료 관련 분야에서 그동안 생각도 하지 못했던 새로운 시도가 일어나고 있다. 본 논문에서는 인체 데이터 중에도 인체 물성이 요구되는 분야에 연구를 가능하게 하기 위한 연구이다. 그동안 인체 장기를 활용한 연구에서는 주로 실리콘 소재로 만들어진 데이터를 활용하였다. 시신으로부터 인체 물성을 측정하고, 이 물성을 반영한 신소재를 개발하고, 3D프린터로 인공 장기를 개발한다. 이렇게 만들어진 인공장기를 활용하여 신장결석 제거용 로봇으로 수술하는 연습을 할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 사람의 실제 장기와 유사한 첨단 소재를 개발하기 위한 일련의 연구 과정을 소개하고자 한다.

여러 가지 모노머와 첨가제를 가지고 전기환원법에 의해 제조된 폴리실란의 반응속도 (The reaction rate of polysilanes prepared by electroreduction with different monomers and additives)

  • 장봉군;진명량;오원춘
    • 분석과학
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    • 제21권5호
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    • pp.432-437
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    • 2008
  • 본 연구에서 초음파 조사하에서 Mg 전극을 사용하여 $CH_3HSiCl_2$, $PhSiCl_3$, $CH_3SiCl_3$$(CH_3)_2SiCl_2$와 같은 여러 가지 모노머를 가지고 전기환원법에 의하여 폴리실란을 합성하였다. 또한 반응속도에 있어서 모노머와 첨가제 (p-dibromobenzene (DBB), naphthalene (NAPH) 및 anthracene (ANTH))의 효과를 연구하였다. 네 종류의 모노머중에서 $PhSiCl_3$의 고분자화 반응은 아주 높은 반응속도를 보였다. 또한, p-dibromobenzene(DBB)는 가장 좋은 첨가제로 입증되었다. 이들 관찰에 근거하여 이들의 고분자화 반응에서 가능한 반응 메커니즘을 제시하였다.

유한요소해석을 통한 유연기판 위의 금속 박막의 최대 굽힘 변형률 예측 (Prediction of Maximum Bending Strain of a Metal Thin Film on a Flexible Substrate Using Finite Element Analysis)

  • 이종협;김영천
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.23-28
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    • 2024
  • 유연소자를 이용한 전자제품은 실사용환경에서 가혹한 기계적 변형을 경험한다. 이에 따라 유연소자의 기계적 신뢰성에 대한 연구가 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 유연기판에 증착된 금속 박막의 최대 굽힘 변형률을 예측하기 위하여 기존에 사용하는 굽힘 변형률 모델과 유한요소해석을 이용하였다. 박막의 소재 및 두께, 기판의 두께를 달리하여 유한요소해석으로 굽힘 실험을 모사하였고, 기존 모델로 예측된 변형률과 해석결과를 서로 비교하였다. 굽힘 변형 시 박막 첨단과 주위의 변형률 분포를 확인하였고, 굽힘 정도에 따른 기존 모델의 오차율을 정리하였다. 신규수학적 모델을 제시하여 각 경우의 수에 따른 상수를 제시하였다.

전해질 유전막을 이용한 신축가능 투명 그래핀 트렌지스터

  • 이승기;김범준;조정호;안종현
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.77.2-77.2
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    • 2012
  • 급속한 첨단기술의 발전으로 인해 차세대 정보산업의 핵심 기술은 사용자의 편의를 바탕으로 필요에 따라 형태가 변환되어 휴대 또는 착용이 가능하고 다양한 기능이 융합된 전자소자의 기술을 개발 하는 것이다. 현재까지는 이를 구현하기 위해 저분자, 고분자 반도체 및 박막형 무기 반도체를 이용하여 신축 가능한 소자를 구현 하였으나 기존 소재들의 제한적인 물성으로 인해 그 연구가 한계를 다다르고 있다. 이에 반해 신소재 그래핀은 우수한 기계적, 전기적 및 광학적 특징을 동시에 가지고 있는 물질로써 유연 소자분야에 적합한 재료로 각광받고 있다. 하지만 뛰어난 그래핀의 특성에도 불구하고 소자를 구성하는 다른 요소인 기판, 유전막 등의 물성적 한계로 인하여 신축 가능한 소자제작을 위해서는 아직도 많은 과제가 남아있다. 본 연구에서는 Polydimethylsiloxane (PDMS) 고무기판 위에 전해질 유전막을 도입하여 신축 가능하고 투명한 그래핀 트렌지스터를 구현하였다. 에어로졸 프린팅 방법으로 상온에서 형성 된 전해질 유전막은 높은 정전용량으로 인해 3V이하의 낮은 전압에서도 소자가 구동하는 것을 확인할 수 있었으며, 1100 과 420 $cm^2/Vs$의 높은 정공과 전자의 이동도를 나타내었다. 뿐만 아니라 이러한 전기적 특성은 외부에 가해지는 5%의 응력 및 1000회의 피로도 테스트 후에도 안정적인 거동을 보이는 매우 우수한 탄성특성을 보였다.

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석재복합 신제품 개발전략 탐색 (New Produce Development Strategies : The Case of the Advanced Mineral Aggregate Composite Industry)

  • 김재명
    • 산학경영연구
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    • 제11권
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    • pp.173-194
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    • 1998
  • 본 연구는 신제품 개발이론에 대한 이론적 틀을 연구하고, 이에 기초하여 석재복합 관련제품의 신제품 개발 노선, 기술, 신제품 개발전략 구축과 선택 방안을 제시하였다. 석재복합 관련 제품의 대부분은 첨단 고도기술을 필요로 하는 영역이 한정되어 있기 때문에 이 산업 분야에서의 신제품 개발은 신제품 개발계획과 지침을 마련할 필요가 있다. 또한 유망 신제품 안건을 계층화하여 신제품 개발의 기본전략을 구축하는 신규사업 시나리오를 작성하여 신제품 개발전략을 구축하는 것이 효과적이다. 이러한 과정을 거쳐 중소기업의 경우는 현존하는 시장, 제품, 그리고 기술 우위에 기반을 둔 신제품을 개발할 경우 성공 가능성이 클 것이다. 이 이외에도 석재복합제품 개발은 석재자원과 신소재 개발에 바탕을 둔 신제품 개발에 필요한 기술 진전 사항, 즉 기술개발-제품개발-시장진입 활동간 상호 연계성을 고려해야 한다.

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