• 멤브레인
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• 제26권5호
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• pp.372-380
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• 2016

본 연구에서는 입자크기가 다른 3가지 ${\alpha}$-알루미나 분체로부터 주입성형법과 소결법을 혼용하여 튜브형 ${\alpha}$-알루미나 지지체를 제조하여 초기 ${\alpha}$-알루미나 분체의 입자크기와 소결 온도가 지지체의 기공구조와 기체투과 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 평균입경이 0.2, 0.5, $1.7{\mu}m$인 ${\alpha}$-알루미나 분체를 사용했을 시 제조된 ${\alpha}$-알루미나 지지체는 각각 약 80, 130, 200 nm의 평균 기공경을 가졌으며 평균 기공경은 소결 온도 보다는 초기 알루미나 분체의 입자크기에 의존하였다. 모든 시편에서 소결 온도가 증가할수록 지지체의 부피 밀도는 증가하였고 겉보기 기공률은 감소하였다. He, $N_2$, $O_2$, $CO_2$에 대하여 $30^{\circ}C$에서 단일기체 투과 특성을 평가한 결과, 기체 투과도는 기공경 제곱에 비례하여 증가하였고 기공률이 증가함에 따라서 직선적으로 증가하였다. 이를 토대로 제조된 ${\alpha}$-알루미나 지지체의 기체 투과는 점성유동(viscous flow)에 의하여 이루어지며, ${\alpha}$-알루미나 지지체의 기체 투과 특성은 초기 ${\alpha}$-알루미나 분체의 입자크기와 소결온도를 제어함으로써 조절될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제29권3호
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• pp.105-113
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• 2016

고정화 지지체로 사용된 실리카 나노입자와 실리카 코팅된 자성 나노입자에 작용기를 부착시켜 기능성을 부가한 후 효소인 리파아제를 고정화하여 리파아제의 안정성을 향상시키고자 연구를 수행하였다. 지지체에 부착하는 작용기가 고정화된 효소의 활성과 안정성에 미치는 영향도 살펴보았다. 실리카 나노입자와 실리카 코팅된 자성 나노입자에 부착한 작용기인 epoxy group과 amine group은 glycidyl methacrylate과 aminopropyl triethoxysilane을 통해 실리카 나노입자와 실리카 코팅된 자성 나노입자 표면에 각각 부착하였다. 작용기가 부착된 실리카 나노입자와 실리카 코팅된 자성 나노입자에 고정화한 Candida rugosa lipase는 자유효소에 비해 초기반응속도는 다소 낮았지만, 3 회 재사용한 후 측정한 활성이 최초 활성 대비 92 % 이상의 활성을 유지하였다. 또한, 실리카 코팅된 자성 나노입자에 glutaraldehyde를 이용한 cross-linked enzyme aggregate (CLEA) 방법과 공유결합법을 통해 라파아제를 각각 고정화한 연구를 수행한 결과, 실리카 나노입자와 실리카 코팅된 자성 나노입자에 CLEA 방법과 공유결합법으로 각각 고정화한 Candida rugosa lipase는 자유효소에 비해 초기반응속도 뿐만 아니라 최종 활성도 높았고, 5 회 재사용한 후 측정한 활성이 최초 활성 대비 73 % 이상의 활성을 유지하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.10-10
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제7권4호
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• pp.27-34
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• 1998

본 연구에서는 NiCuZn Ferrite(NCZF) 제조공정의 제어에 대하여 연구하였다. $700^{\circ}C$, 3시간 하소한 NCZF를 약 60시간 볼밀링하여 약 $0.5\mu\;extrm{m}$ 입자크기로 분쇄한 후 분무 건조하여 과립화하였다. NCZF의 충전율에 따른 겉보기 고화속도 및 초기투자율에 미치는 영향을 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 성형압력 유지시간 1분에서 성형압력을 약 20~170 ㎫로 변화시켜 제조한 NCZF 토로이달 상의 출발시편은 성형압이 증가하면서 입자의 충전율은 48.6%에서 56.8%로 증가하였다. 2. 일정 소성온도에서 NCZF의 충전율이 높아질수록 고화속도가 높아지고, 일정 성형압력에서 소성온도가 높아질수록 NCZF의 겉보기 고화속도는 빨라졌다. NCZF의 충전율과 소성온도가 높고, 소성시간이 길어지면 bulk density는 증가하였다. 3. 고정된 조성에서 소성온도($875~925^{\circ}C$)와 소성시간(0~5시간)의 조합에 의해 제조된 NCZF의 초기투자율은 bulk density와 semi-log상에서 직선적인 비례관계를 가지며 NCZF입자의 충전율에 크게 의존하였다. NCZF입자의 충전율과 이들을 소성하였을 때의 bulk density를 알면 초기투자율을 예측할 수 있었다. log $\mu$i=$G1{\times}BD$+$G2{\times}충전율$+b(0), G1;0.8394, G2;-3.6233, (b);0.7053.

• 한국물환경학회지
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• 제20권6호
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• pp.625-630
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• 2004

입상여과는 표준식 정수처리 공정에서 입자물질 제거의 최종공정으로 대부분 사용되고 있다. 따라서 양질의 수돗물을 만들기 위해서는 입상여과에서 높은 수준의 입자물질 제거가 요구되고 있다. 그러나 여과공정에서 모든 입자물질을 제거할 수 없으며, 또한 입자물질의 부착특성은 입자와 용액의 물리화학적 특성에 따라 달라진다. 실험실규모의 여과칼럼과 입경 0.55mm의 유리구슬을 여재로 한 여과실험이 수행되었다. Min-U-Sil 5가 입자물질로 사용되었으며 입자물질을 불안정화하기 위하여 액반을 사용하였다. 운전조건은 표준입상여과와 동일하였으며 여과속도는 5m/h 였다. 입자와 여재가 모두 음의 표면전하를 갖을 경우 작은 표면 전하를 갖는 입자가 여과초기에 여재에 잘 부착되었다. 작은 표면전하를 갖는 입자의 선택적 부착은 유출수의 제타 전위분포를 더 음인 방향으로 이동시켰다. 한편 입자의 표면전하가 양의 값을 갖을 경우는 여과수 입자의 표면전하가 양의 큰 값에서 작은 값으로 변하였는데 이는 입자와 여재사이의 이온전이에 기인하는 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.583-587
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• 2006

국부세굴의 발생은 일반적으로 흐름조건, 구조물 조건과 하상재료 세 가지의 주 원인으로 구분할 수 있다. 흐름조건의 경우 구조물 영향으로 발생되는 3차원적인 와류가 주요원인이며 하상재료의 경우 여러 요인이 있겠지만 비중이 같은 입자라 가정할 경우 입자의 크기를 주요 변수로 정할 수 있다. 교각 국부세굴에 관한 연구는 1960년대 이후 연구자들에 의해 매우 다양하게 수행되어 졌으며 많은 산정공식도 제시되었다. 하지만 기존 연구는 최대세굴심 조건으로 다양한 하상재료와 시간에 대한 세굴변동(홍수사상 등)에 대한 영향을 고려하는데 어려움이 있다. 특히 국내의 경우 다양한 하상재료와 홍수빈도를 고려할 때 이에 대한 세굴적용은 매우 중요한 인자라 할 수 있다. 따라서 교각세굴에 대한 궁극적인 목적은 다양한 하상재료와 홍수빈도를 고려할 수 있는 세굴평가를 제안하는데 있다. 이를 위해 본 연구에서는 우선적인 연구로 입자의 다양성과 이미지 기법을 이용한 실시간 측정을 통해 보완하여 입자에 따른 시간적 변화를 분석하였다. 현재 4가지의 하상재료의 입경차이에 따른 국부세굴의 시간적 변화와 초기세굴 발생의 수리적 조건을 파악하고 기존연구와 비교분석하였으며, 이를 기초자료로 세굴심$(S,\;S_{max})$, 교량주변 전단력$({\tau}_p,\;{\tau}_{pc})$, 접근수로부 전단력$({\tau}_a)$와 입자한계전단력$({\tau}_c)$에 대한 시간분석 (time effect)을 통해 다양한 하상재료와 홍수빈도를 해석을 위한 초기분석을 수행하는데 목적이 있다. 수리모형실험에 사용된 가변경사수로의 제원은 $0.6m(W){\times}20m(L){\times}2m(H)$이며 모형구조물은 투명한 아크릴로 제작하였다. 실험방법은 교각 내부에 CC카메라를 전 후면 및 상측면에 설치하여 세굴 발생을 실시간으로 촬영한 후 이미지 분석을 통해 분석하였다.

• 멤브레인
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• 제30권2호
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• pp.131-137
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• 2020

본 연구에서는 가압식 분리막 여과에서 무기입자의 존재가 유기파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 유기파울링의 유발을 위해 알긴산나트륨(sodium alginate, SA)를 이용한 정밀여과 실험에서 무기 실리카(SiO₂) 입자의 존재 유무와 상관없이 분리막 파울링은 여과초기 완전공극막힘에서 여과시간이 경과할수록 케이크 형성에 의해 주로 지배되었다. 그러나 무기입자의 존재 시 정압여과에서 알긴산나트륨 파울링 케이크 비저항값과 압축성은 상대적으로 낮게 관찰되었고 이로 인해 낮은 파울링 속도가 관찰되었다. 동일한 시료를 이용한 정량여과 실험을 수행한 결과 정압여과에 비해 정량여과에서 여과초기 공극막힘현상 및 파울링 속도는 더욱 증가하였다. 이와 같은 현상은 파울링층이 지닌 압축성으로 막간차압의 증가 시 케이크 비저항값이 함께 증가하였기 때문인 것으로 판단된다. 알긴산나트륨과 실리카 입자가 함께 존재 시 알긴산나트륨이 단독으로 존재하는 것보다 수리학적 세정을 통한 파울링 제거효과는 더욱 좋은 것으로 관찰되었다.

• KSBB Journal
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• 제23권5호
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• pp.408-412
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• 2008

본 연구에서는 당뇨병치료제인 로시글리타존약물를 생분해성 PLGA 나노입자에 봉입시킴으로서 위장흡수율과 물에 대한 용해도를 증가시키기 위한 나노제제 개발에 기반을 두고 있다. 특히 제조조건에 따라 형태 및 크기가 조절가능한 나노입자를 제조하고자 하였고, 실험결과 Emulsion-evaporation방법을 사용하여 100-150 nm 크기의 고른 입자분포를 가진 나노입자를 제조하였다. 다양한 농도의 약물 존재하에서 나노입자를 제조함으로서 1%까지의 약물이 80% 이상의 봉입율로 제조될 수 있음을 확인하였다. 또한 나노입자의 크기는 PVA양을 조절하면서 크기분포를 제어하였다. 36시간 동안의 용출실험 결과 초기 약간의 Burst effect가 있었으나 36시간동안 일정하게 약물이 용출되어 나옴을 확인하였다. 앞으로의 연구를 통해, 고효율의 경구제제용 당뇨병치료제 운반체 개발에 중점을 둘 예정이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2011

이성분 산화물인 ZnO/$TiO_2$ core-shell 나노입자는 core-shell 구조의 특성과 이성분 산화물의 상호작용에 의해서 염료감응형 태양전지의 효율향상을 기대할 수 있다. Znic acetate($Zn_2(CH_3COO)$)와 Titanium(IV) butoxide($Ti(OBu)_4$)를 이용하여 ZnO 나노입자를 수열합성하고 그 주의에 $TiO_2$을 가수분해 반응을 이용하여 둘러싸는 core-shell형태의 물질을 합성하였다. 그 이후 결정성 및 유기물 제거를 위해서 4시간 동안 고온에서 소성하였다. SEM 결과에 따르면 소성 온도를 600도까지 증가시키면 ZnO의 경우 나노입자의 크기가 증가하는 경향을 확인하였다. 하지만 core-shell의 경우는 ZnO의 뭉침현상을 $TiO_2$이 방해하여 초기합성된 크기와 동일한 크기를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 XRD 결과에 따르면 주변에 형성된 $TiO_2$ 이외에 $Zn_2TiO_4$의 spinel 구조를 가지는 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 합성된 core-shell 구조의 나노입자는 약 40~50 nm의 크기를 가지고 600도에서 소성된 입자의 경우 산소 정공이 거의 없는 약 3 eV의 밴드갭을 가지는 물질로 합성이 되었다. Core-shell 나노입자의 경우 염료 감응형 태양전지의 반도체 물질로 응용 가능할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권6호
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• pp.47-54
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• 2002

내경 2.8cm, 높이 65cm의 반응관을 이용하여 1000∼1400 K에서 산소-질소 혼합 가스류 중을 낙하하는 동정광 입자의 1차원 비등온 산화반응의 초기거동에 대하여 검토하였다. 동 정광은 반응관을 낙하하면서 매우 빠르게 산화 용융되었다. 입자 온도는 미 반응핵 모델과 가스-입자간의 물질전달 및 가스-입자-관벽 사이의 열전달을 조합하여 계산하였다. 계산에 의한 입자 온도는 반응관 상단에서 20∼30cm의 위치에서 최고온도에 도달하였으며, 고 산소분압에서는 약 1700 K에 도달하였다. 산소분압이 0.2 atm 이상인 경우 대부분의 입자는 용융되었다.