• 폴리머
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• 제35권5호
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• pp.438-443
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• 2011

소수성 막의 파울링 현상 개선, 젖음성 향상을 통한 투과도 증가 등을 위하여 poly(vinyl amine), poly(styrene sulfonic acid), poly(vinyl sulfonic acid), 그리고 poly(acrylamide-co-acrylic acid) 등의 다양한 흡착소재를 polyethylene(PE) 다공성막 표면에 흡착용액 농도, 흡착시간, 염의 종류, 이온세기 등을 변화시키면서 순수 투과도를 측정하였다. 일반적으로 흡착용액의 농도, 흡착시간, 그리고 이온세기가 증가하면 투과도는 초기에 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. Poly(vinyl sulfonic acid) 1000 ppm, $Mg(NO_3)_2$의 이온세기 0.1, 그리고 흡착시간 150초 조건에서 순수투과도가 35% 향상된 375 $L/m^2h$(LMH)를 얻었으며, poly(styrene sulfonic acid) 1000 ppm, NaCl의 이온세기 0.1과 0.2, 그리고 흡착시간 60초에서 각각 50%(411 LMH), 35%(374 LMH)의 순수 투과도 증가율을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.388-393
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• 2013

본 연구에서는 물리적 강도가 강한 천연 고분자인 박테리아 셀룰로오스(BC)를 기반으로 전기적 성질이 매우 뛰어난 그래핀을 결합시켜 터치 스크린과 같은 투명 전도성 필름을 제조할 수 있는 가능성을 확인하고자 한다. 그래핀을 BC와 결합하기 위해서 라디오파의 인가강도와 처리시간을 달리하여 상온에서 산소 플라즈마 처리를 통해 표면을 개질시켰다. 개질된 그래핀의 물에 대한 접촉각이 $130^{\circ}$에서 $12^{\circ}$로 매우 작아진 것으로 친수성이 향상되었다. 또한, XPS분석에서는 graphene 처리 전 산소함유량 2.99%에서 10.98%로 크게 증가하였다. 그래핀의 손상은 Raman 분석에서 $I_D/I_G$ 비로 정도를 알 수 있다. 처리 전 $I_D/I_G$ 비가 0.11로 손상 정도가 가장 낮았고, 처리 후 0.36~0.43으로 처리 전에 비해 그래핀의 구조적 결함이 증가하였다. 용해시킨 BC에 그래핀을 0~0.04 wt% 첨가하여 제조한 막의 XRD 분석에 의하면 BC막과 plasma 처리된 graphene이 함유된 결합막이 동일한 $2{\theta}$로서 화학적으로 잘 결합되었음을 확인하였다. 이는 SEM 이미지에서 BC와 그래핀의 결합 상태를 확인한 것과 일치하였다. FT-IR 분석에서 플라즈마 처리한 그래핀이 함유된 결합막의 1,000~1,300 $cm^{-1}$ (C=O)에서의 피크가 커진 것으로 보아 plasma 처리된 graphene에서 산소기가 생성되었음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 BC의 물리적인 강점을 기반으로 하여 그래핀을 결합시킨다면 신규의 투명 전도성 소재를 개발할 수 있으리라 사료된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권4호
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• pp.328-334
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• 2019

목적: 0.9% NaCl solution 에 2주간 담근 레이저 처리 임플란트 표면의 친수성 증가현상을 확인하고 그것이 각 임플란트의 초기 치유기간 10일 후에 임플란트의 회전 제거력에 미치는 영향을 확인하고자 한다. 재료 및 방법: 지름 3 mm, 길이 8 mm 되는 10개의 선반 가공된 티타늄 임플란트를 대조군은 레이저 처리하고, 다른 실험군 10개는 레이저 처리 후 2주간 0.9% 생리적 식염수에 담근 후 뉴질랜드산 흰 토끼의 경골에 식립한후, 10일 후에 각각 회전 제거력을 측정하였다. 각 시편의 젖음각과 표면조성 및 형태를 분석하였다. 결과: 10일 후에 실험군의 회전 제거력이 대조군보다 의미있는 증가세를 보였다 (P = .002, < .05). 주사전자 현미경 성분분석과, 형태는 별다른 차이를 보이지 않았다. 결론: 식염수에 담그는 과정은 의미있는 회전 제거력의 증진을 초기기간(10일 후)에 나타낼 수 있다.

• 멤브레인
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• 제29권1호
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• pp.51-60
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• 2019

분리막 소재의 투과도와 선택도 사이의 trade-off 관계로 인해 여전히 많은 연구가 필요하다. 특히 고분자 분리막에 무기물 나노입자가 들어가 있을 때, 기체투과 거동의 학문적 이해는 여전히 부족하다. 따라서 본 연구에서는 분리막 소재로 가장 많이 사용되는 PDMS에 2~5 nm의 기공을 가지고 있으며 직경이 약 5 nm 크기의 aluminosilicate hollow nanoparticles인 allophane을 이용하여 복합매질 분리막을 제조하여 기체투과특성을 연구하였다. 대표적인 분리막 소재인 PDMS에 친수성 allophane, 그리고 나노입자에 undecylenic acid로 표면을 개질한 allophane을 막 내부에 고르게 분산시켜 함량 별로 복합매질 분리막을 제조하였다. 나노입자가 분산된 혼합매질 분리막 내에서 기체의 투과 특성을 파악하고, 이에 따른 기체투과 거동과 나노입자가 가지고 있는 기공의 역할을 평가하고자 하였다. 표면개질된 allophane을 첨가함에 따라 기체 투과도와 산소/질소 그리고 이산화탄소/메탄의 선택도가 동시에 점진적으로 향상되는 결과를 얻었다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.74-80
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• 2019

저가습 작동을 위한 수소 이온 교환막 연료전지용 $Nafion/TiO_2$ 복합막을 졸-겔 법을 이용하여 제조하였다. 이때 Nafion막에 $TiO_2$ 나노 입자를 함침시키기 위하여 $TiO_2$ 전구체 용액에 1일부터 7일까지 함침 시간을 달리하여 복합막을 제조하였다. 담금 시간이 증가할수록 Nafion막 내에 함침되는 $TiO_2$ 함량이 증가하였다. $TiO_2$ 함량이 증가함에 따라 막의 표면의 친수성이 증가하면서 접촉각은 감소하는 것을 보여주었다. 물 흡수력(water uptake)과 복합막을 통한 수소 이온 전도도는 담금 시간이 4일인 경우 가장 높게 나타났고 4일 이상인 경우에는 오히려 감소하는 경향을 보여주었다. 담금 시간이 7일인 경우에는 큰 $TiO_2$ 입자들이 막의 표면과 내부에 생성되어 애노드에서 캐소드로의 수소 이온 전도를 방해하게 되는 결과를 초래하였다. 전지 성능 시험 결과 물 흡수력 및 수소 이온 전도도의 결과와 상당히 일치하는 것을 보여주었다. 즉, 0.6 V에서 담금 시간이 1일, 3일, 4일 및 7일인 경우 전류 밀도가 상대 습도(relative humidity, RH) 40%에서 각각 0.54, 0.6, $0.63A/cm^2$ 및 $0.49A/cm^2$를 나타내었다. Nafion 분산액과 $TiO_2$ 입자를 혼합하여 제작한 막과 Nafion 115를 이용하여 RH 40%에서 수행한 전지 성능 결과와 비교할 때 졸-겔 법을 이용하여 제조한 복합막의 경우 약 66%의 전지 성능 향상을 얻을 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.150-171
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• 2013

흙벽화 보존처리에 있어 가장 중요한 부분은 채색층에 균열이 발생되어 결속력을 잃었을 때, 또는 안료의 분말화가 일어났을 때, 고착제를 주입하여 손실위험에 처해진 벽화를 보존하는 것이다. 그러나 흙벽화 채색층에 사용되는 고착제의 안정성에 관한 연구는 미흡한 실정이라 할 수 있다. 본 연구에서는 흙벽체 시료를 제작하여 총 4종의 합분, 주사, 석록, 황토안료를 채색하고 Paraloid $B-72^{(R)}$, Caparol-$binder^{(R)}$, 우피아교(牛皮阿膠), Hydoxypropyl $cellulose^{(R)}$ 총 4종의 고착제를 도포하여 보존처리 후 발생할 수 있는 환경변화 요인인 온도, 습도, 자외선을 인공적으로 부여하였다. 안료별로 도포된 고착제의 보존환경에 따른 물성변화는 색안정성, 접촉각, 광택도, 접착력, 표면관찰을 통해 다각적으로 관찰하였다. 그 결과, 자외선 및 고온다습한 환경은 합분을 제외한 고착제가 도포된 모든 채색층에서 명도와 채도의 변화가 일어나는 등 색안정성에 많은 영향을 미치며, 고착제의 노화가속에 영향을 주어 결국 분해시키는 요인으로 파악되었다. 그중 전통재료인 아교는 함께 실험한 합성수지들과 비교하여 볼 때, 채색층 표면에 대한 색안정성과 영향력(보존성) 유지, 친수성 면에서 양호한 결과를 나타내었다. 특히 접착력 부분에서는 모든 채색층에서 우수한 특성이 확인되었기에, 흙벽화 채색층 고착처리 시 안정성이 높다고 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권3호
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• pp.237-254
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• 2019

본 연구는 친수성 겔화제인 sodium stearate가 수분이 다량 함유된 수중유형의 고형화 자외선 차단제의 경도에 미치는 영향에 관한 연구이다. O/W (oil in water) type의 자외선 차단제는 안정성 및 사용감이 우수하며, W/O (water in oil) type의 자외선 차단제보다 상대적으로 안정화가 용이하다. 고형화 자외선 차단제를 위해 유화제 종류, 전해질과 왁스나 오일 등을 이용하여 안정도를 높이는 방법 등이 연구된 바가 있다. 본 연구에서의 고형화 자외선 차단제 개발은 수분이 40% 이상 함유된 수중유형으로 sodium stearate를 활용하여 경도를 향상시켜 안정화시키고자 하였다. 자외선차단 화장료 경도에 영향을 주는 요인을 분석하기 위하여 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 사용하였으며, sodium stearate, 폴리올 및 오일을 각 요인으로 하였다. 반응값인 경도는 경도계를 이용하여 측정하였다. 결과적으로 경도에 영향을 주는 3가지 요인 중 특히 sodium stearate가 유의미한 값(p < 0.05)을 보였다. 또한 sodium stearate 함유로 고형화 자외선 차단제의 사용성과 안정성이 증가하는 효과를 보였다.

• 멤브레인
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• 제31권1호
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• pp.16-34
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• 2021

물 공급은 늘어나는 담수 수요와 다르게 줄어들고 있다. 담수의 수요를 충당하기 위해서 나노여과법은 가장 효율적이고 경제적인 방법이라고 할 수 있다. 해수담수화를 위한 나노여과법의 일반적인 방법으로는 나노여과 멤브레인을 이용한 역삼투압 방식이다. 하지만 기존의 멤브레인들은 주요 특성인 안정성, 경제성, 그리고 살균 및 방오특성이 부족하다. 기존의 나노여과 멤브레인을 향상시키기 위해서 친수성과 방오성이 높은 흑연 산화물이 가장 향상성이 높으며 널리 연구되고 있는 재료이다. 멤브레인 변형은 다른 레이어에 적용될 수 있다. 얇은 막으로 이루어진 멤브레인은 다른 세 레이어로 구성되어 있다, 표면의 폴리아미드 레이어, 기공 레이어, 그리고 전체적인 구조를 구성하는 지원 직물이다. 정삼투압 토한 에너지 효율적인 해수담수화 방식이지만 효율이 생물 오염 때문에 떨어진다. 산화그래핀 결합은 향균 기능을 향상할 수 있으며 멤브레인 표면에 바이오필름 생성을 억제할 수 있다. 압력지연삼투는 해수에서 청정에너지를 발전시키는 최고의 방법 중 하나이다. 멤브레인의 생물 오염은 합성 폴리머 멤브레인의 합성 레이어에 산화 그래핀을 합성하여 줄일 수 있다. 나노여과 멤브레인을 개량하는 여러 연구가 각자의 장단점을 가지고 이루어지고 있다. 이 보고서는 나노여과 멤브레인의 개량, 성질, 그리고 성능에 대해 논의한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.282-288
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• 2022

코로나 팬데믹 시대에서 비말(respiratory droplet)을 통한 감염 및 확산을 막기 위해 마스크는 없어서는 안 될 생활 필수품이 되었다. 본 연구에서는 두 가지 다른 타입의 마스크(KF-94 마스크와 덴탈 마스크)가 비말 차단에 얼마나 효과적인지를 파악하기 위하여, i) 각각의 마스크를 구성하고 있는 필터의 젖음성(wettability) 특성을 분석하고, ii) 필터 표면에 빠른 속도로 충돌하는 미소 액적의 동적 거동 특성을 실험적으로 관찰하였다. 각 필터의 구성 재료에 따라 상반된 젖음성 특성, 소수성(hydrophobicity) 또는 친수성(hydrophilicity)을 보임을 확인하였다. 또한, 일정 체적을 갖는 미소 액적을 안정적으로 토출하는 공압 조건을 탐색하고 액적의 충돌 속도 변화에 따른 액적 충돌 거동 변화를 분석하였다. 마스크를 구성하고 있는 필터의 종류와 액적 충돌 속도에 따라 i) 필터를 통과하지 못하거나(no penetration), ii) 필터에 포획(capture)되거나, iii) 필터를 통과(penetration)하는 등의 다른 충돌 후 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 결과들은 비말 차단용 마스크 디자인에 있어 매우 기본적이고 유용한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 다양한 다공성 표면에서의 액적 거동에 대한 학문적 연구에도 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.120-129
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• 2023

해양구조물은 염분에 의한 손상뿐만 아니라 해양미생물과 부유물질의 착상 등에 의해 추가적인 손상이 발생하게 되며, 이를 억제하기 위하여 선박등의 경우에는 주기적인 도장을 통하여 필요성능을 유지하고 있다. 그러나 콘크리트 또는 강재지지구조는 주기적인 도장이 어렵고 해양환경의 오염위험이 존재하는 것이 사실이다. 본 연구에서는 친수성 셀룰로오스 나노섬유와 AKD를 사용하여 소수성능을 갖는 친환경 재료를 사용하여 방오코팅제를 개발하였다. 균질한 배합을 위해 나노섬유의 함량을 1 %로 고정하고, AKD, 증류수와 폐유리를 디지털 교반기와 호모게나이져로 교반 제작하였다. 제작된 코팅제의 접촉각은 130°이상으로 나타났으며, 15°기울기의 물방울 흐름시험에서도 충분한 성능을 갖추고 있어 자가세척기능을 갖춘 것으로 판단된다. 또한 온도에 따른 점성 특성 분석을 통해 상온에서 시공이 가능한 것을 확인하였으며, 미세구조 분석을 통해 콘크리트표면에 코팅제가 균질하게 도포되는 것을 확인하였다.