• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.15-18
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• 2006

최근 미소기전시스템(MEMS)를 개발함에 있어 마이크로 크기의 유동가시화는 중요한 문제이다. 특히 유체와 고체표면의 상호작용에 있어 표면의 친수성과 소수성의 성질은 미소유체를 조절 가능케 하는 핵심적인 역할이다. 본 연구에서는 마이크로 채널 내 표면을 개질하여 친수성 및 소수성의 벽면 경계조건 습윤도를 측정하였고, 또한 micro-PIV를 이용하여 벽면 근처에서의 속도 분포를 분석하였다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.308-312
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• 2019

양친매성 금입자는 그 표면에 소수성 및 친수성 리간드를 결합시켜 합성된다. 이러한 양친매성 입자들은 바이오, 에너지, 광학, 전자 공학 분야 등에 다양하게 활용될 수 있다. 입자 표면의 소수성/친수성 비율은 양친매성 금입자의 물리화학적 특성과 밀접한 관계가 있어 양친매성 금입자를 활용하는데 있어서 상당히 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 양친매성 금입자 합성 과정(리간드 치환반응)에서 온도 변화에 대한 표면의 소수성과 친수성 리간드 비율의 영향을 알아보았다. 치환 반응의 온도가 증가함에 따라서 표면의 친수성 리간드의 비율이 증가하고, 또한 더 적은 친수성 리간드의 비율에서도 양친매성 금입자가 수용액상에 개별적으로 잘 분산되는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.327-327
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• 2011

DLC 필름은 바이오 적합성, 특히 생체 적합성이 뛰어나기 때문에 바이오 코팅분야에서 널리 이용된다. 많은 연구 결과에 의하면 세포와 장기 등이 바이오 재료 표면에 적절히 접합할 수 있도록, 재료 표면을 산소나 질소를 이용하여 플라즈마 처리로 초친수성 표면으로 개질하고 있다. 하지만, 시간이 지남에 따라서 친수성 표면은 점차 재료의 표면 처리 전의 성질인 소수성을 회복하게 된다. D실제 생체에 적용하기 위해서 이러한 시효 효과에 대한 정확한 평가가 이루어져야 한다. 따라서 산소와 질소 플라즈마 처리 후의 친수성 성질이 소수성 성질로 변해가는 거동을 조사하는게 중요하다. 13.56 MHz의 plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) 법을 이용하여 DLC와 Si-DLC를 500 ${\mu}m$ 두께의 P-type 실리콘(100) 기판에 증착하였다. 박막 증착 과정에 사용한 기체는 벤젠과 희석된 silane이 사용되었다(SiH4/H2=10:90). 박막 증착은 -400 V의 바이어스 전압을 인가하였으며, 이때 증착 압력은 1.33Pa으로 일정하게 유지하여, 두께 $0.55{\pm}0.01{\mu}m$로 증착하였다. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 법을 이용하여 실리콘 함량을 측정하였으며, 증착 된 Si-DLC의 실리콘 함량은 0~4.88 at. %였다. 이후에 질소와 산소 플라즈마를 이용하여 챔버 압력을 1.33 Pa로 유지하여, -400 V의 바이어스 전압을 인가하여 10분간 표면 처리를 하였다. 표면 처리된 DLC와 Si-DLC 표면 위에서의 물방울(water droplet)의 젖음각을 20일간 측정하였다. 플라즈마 표면 처리 된 모든 시편에서 초기 젖음각은 $10{\sim}20^{\circ}$의 친수성 성질을 보였지만, 점차 젖음각이 상승하여 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC를 제외하고는 5일이 지나면서 거의 소수성 표면으로 회복되었다. 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC의 경우, 젖음 각 측정 기간(20일) 동안 $15^{\circ}$ 미만의 친수성 성질을 유지하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권1호
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• pp.57-65
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• 2020

세정 과정에서 물에 의한 단백질 소실을 차폐막을 통해서 방지 하고자 먼저 모발 내부의 물 거동 경로를 파악하였다. 이를 위해서 소수성을 가지는 건강한 모발과, 모발 내부는 정상이지만 표면의 최외곽 지질층에서 18-methyleicosanoic acid (18-MEA)만 소실시켜 친수성이 된 모발과, 다시 표면에 18-MEA를 결합시킨 회복모를 이용해서 모발 수분의 거동을 파악하였다. 모발에 열을 가할 때 일어나는 수분 증발에 따른 질량 변화를 관찰한 결과 표면이 소수성인 모발들은 39 s와 151 s의 두개의 시간 상수로 감소하였다. 이에 반해 표면이 친수성으로 변한 손상 모발에서는 83 s의 하나의 빠른 시간 상수로 감소함을 확인하였는데, 이는 모발 내부에 있는 비결합과 결합 수분들이 외곽으로 빠져나올때 모발 표면에 소수성 막이 없음으로써 바로 용출됨을 반증한다. 따라서 세정과정에서 모발 내부의 단백질 용출을 효율적으로 방지하기 위해서는 모발 표면을 소수성 코팅하여 물분자의 거동을 저지시킬 필요가 있을 것이라는 가정한 결과 친수성 polyethylene glycol (PEG)를 코팅한 경우 179 ㎍/mL의 단백질이 용출한데 반해서 소수성 polydimethylsiloxane (PDMS)를 코팅한 모발은 보다 적은 148 ㎍/mL를 용출하였으며, 표면을 소수성 및 친수성으로 코팅하여 모발 내부 단백질을 검량하여 비교하였다. 마침내 소수성 차폐막이 세정 과정에서 모발 단백질 소실을 방어하는 방법이 됨을 확인하였고, 이 소수성 지표를 lateral force microscopy (LFM) 값으로 환산하여 정리하였다. 마침내 이 연구 결과물은 세정 과정에서 발생하는 단백질 소실을 소수성 코팅막을 부여함으로써 막을 수 있는 모발 세정제품 개발에 기여할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.263-270
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 논문에서는 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 수치해석을 통해 증명하였다. 제안된 장치는 표면을 단순하게 친수성과 소수성 표면의 복합표면으로 구성하는 것이다. 새로운 개념을 입증하기 위한 수치해석은 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있는 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하였다. 연구결과 본 연구에서 제안된 개념이 마이크로 유체시스템에서 액적이송에 대해 우수한 성능을 나타내는 것으로 확인되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2096-2098
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• 2004

본 논문은 마이크로 유체 소자의 소재로서 많이 쓰이고 있는 poly(dimethyl-siloxane) (PDMS)의 친수성 유지를 위한 표면 개질에 대한 연구이다. PDMS는 유연성, 투명성 등의 다양한 장점을 가지고 있으나, 높은 소수성으로 인하여 유체 소자로의 응용에 제한을 갖는다. 기존 연구에서 수행한 산소 플라즈마 후 2-Hydroxyethyl methacrylate (HEMA) 처리에 의한 PDMS의 표면 개질은 친수성 유지 시간에 한계가 있었다. 이에 친수성 유지 시간을 증가시키기 위하여 경화된 PDMS에 두 시간의 오존 처리 후, 6시간 동안 monomethyl ether hydroquinone (MEHQ)가 제거된 HEMA로 표면을 개질한다. 표면 처리된 PDMS의 친수성 특성을 확인하기 위해 접촉각을 측정하였다. 측정 결과, 오존을 이용하였을 때 $60^{\circ}$ 이하의 낮은 접촉각이 900시간 이상 유지됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.103-104
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• 2005

본 논문에서는 Nd:YAG($\lambda$=266 nm, pulse) 레이저빔을 PDMS 표면에 조사하여, 소수성 물질인 PDMS를 친수성 물질로 개질하였다. 이미 산소 플라즈마를 이용한 것과 오존을 이용한 PDMS 표면 개질에 관한 논문이 발표되었는데, 레이저를 이용한 표면 개질은 간단한 레이저 빛의 조사만으로 표면을 개질할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 레이저를 이용하여 PDMS 를 표면처리한 후에 접촉각 측정기를 이용해서 측정한 결과 접촉각 감소가 있었다. 묘면에 산소 함유량이 증가한 것을 확인함으로써 친수성 물질로의 표면 개질됨을 확인할 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.82-87
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• 2013

본 논문에서는 해수에 잠겨있는 물체표면의 물리적 성질과 생물오손현상 간의 상관관계를 관찰하기 위하여 생물오손에 미치는 소수성(hydrophobic) 표면의 효과에 대해 실험해석을 수행하였다. 시편으로서, 일반알루미늄, 소수성표면을 가진 알루미늄, 친수성(hydrophilic)표면을 가진 알루미늄 등 세 종류를 사용하였으며, 단, 소수성시편의 경우, AAO(Anodic Aluminum Oxide)기법으로 제작한 것과 HDFS(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyltricholorosilane)코팅처리하여 제작한 것, 두 종류를 사용하였다. 세 종류, 네 개의 시편에서 확인된 생물오손정도는 중장기적인 면에서는 시편 간에 큰 차이가 없지만, 오손초기에는 괄목할 만한 차이가 관찰되었다. 생물 부착물의 두께가 소수성표면의 미세돌기 높이에 다다를 때 까지는 소수성표면의 오손지연효과가 현저하게 나타나나, 일단 이를 초과하면 소수성표면의 오손방지효과는 소멸됨을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.500-505
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• 2007

본 연구에서는 막의 재질에 따른 막오염 특성과 물리 화학적 세척에 대한 영향을 살펴보았다. 막의 재질에 대한 막오염 특성을 조사하기 위하여 정적흡착실험과 일정 압력하에서 흡착실험을 병행하여 실험을 수행하였다. UF 막의 재질특성에 따른 정적흡착 실험값을 회귀분석한 결과, 소수성과 친수성 유기물질의 시간에 따른 흡착 특성은 소수성 재질의 막이 친수성 재질의 막보다 빠른 흡착특성을 보였다. 막의 재질에 따른 유기물 성상별 흡착실험 결과, 막의 재질에 상관없이 소수성 유기물질의 흡착율이 친수성 유기물질보다 더 빠른 흡착율을 보였다. 또한 막의 표면과 공극속에서 발생하는 유기물의 흡착 특성을 살펴보기 위하여 일정한 압력하에서 시간에 따른 흡착 특성을 살펴본 결과 정적흡착실험 결과와 유사하게 친수성 재질의 막보다 소수성 재질의 막에서 더 빠른 흡착율을 보이고 있다. 막에 재질에 따른 흡착실험 후 투과 flux 변화와 flux 회복율에 대한 실험결과, 친수성 재질의 막의 경우 소수성 재질의 막에 비하여 투과 flux 감소율은 낮게 나타났으며 물리 화학적 세척의 영향에서도 물리적인 세척후 효과적인 회복율을 나타내었으며 화학적인 세척의 영향은 거의 없었다. 친수성 재질의 막의 경우 막자체의 고유저항(Rm)이 크게 나타나고 있으며 소수성 재질의 막의 경우 케이크에 의한 저항과 물리 화학적 세척에도 회복되지 않는 비가역적 저항이 크게 나타나고 있다. 따라서 친수성 재질의 막의 경우 막표면 오염이 주가 되며 소수성 재질의 막의 경우 막표면 오염과 공극 오염이 동시에 발생함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.513-523
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 최근 저자가 제안한 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념인 친수성/소수성 수평 표면에서의 액적이송을 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 액적 내 및 주위의 속도벡터, 압력분포 및 전체운동에너지와 같은 수치해석 결과를 제시하고 이 결과들을 통해 액적이송 메커니즘을 규명하였다.