• 대한기계학회논문집A
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• 제40권8호
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• pp.737-742
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• 2016

다공성 탄성체는 기름유출과 같은 상황에서 적용 가능한 선택적 흡수재로 각광을 받고 있다. 다공성 탄성체의 선택적 흡수효율은 표면 거칠기, 물리화학적 처리기법, 수압안정성 등의 영향을 받는다. 본 연구에서는 PDMS(polydimethylsiloxane), 미소 소금입자 및 계면활성제(silwet L-77)를 이용하여 다공성 PDMS를 제작하는 방법에 대해 설명한 후, 제작과정 중 물리화학적 처리를 통해 상기 다공성 PDMS의 소수성을 강화하거나 혹은 그 특성을 친수성으로 만드는 방법에 대해 기술한다. 물리적 처리방법으로는 소금입자의 크기조절을 통해 공극 크기(혹은 표면 거칠기)를 조절하고 화학적 처리방법으로는 계면활성제의 혼합비를 조절하여 표면 에너지를 변화시킨다. 제작된 다공성 PDMS를 이용하여 접촉각 및 흡수율을 측정함으로써 소금입자의 직경과 계면활성제의 혼합비가 다공성 PDMS의 접촉각과 흡수율에 미치는 영향을 정량적으로 측정한다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.387-393
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• 2021

본 논문에서는 습식 식각으로 제작된 구리 전극을 가진 다중벽 탄소나노튜브 PDMS 복합재료 변형율 센서의 전기적 특성을 고찰하였다. MWCNT의 질량분율에 따라 MWCNT-PDMS 변형율 센서를 제작한 후, 전극 부착 표면을 습식 식각한 후 은-에폭시 전도성 접착제를 이용하여 구리 박판을 부착하였다. 2-프로브 방법으로 변형율 센서의 전기 전도성을 측정한 결과, 초기 저항은 MWCNT 함량과 식각 시간에 반비례하였지만 30% 변형율에 대한 저항 변화율은 MWCNT 함량과식각 시간에 비례하였다. 100회 반복 하중 시험 후 저항 변형율 감소는 MWCNT 함량이 증가할수록 식각 시간이 짧아질수록 상대적으로 작게 나타났다. 이는 식각에 의해 MWCNT-PDMS 변형율 센서의 초기 저항 감소에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제24권4호
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• pp.184-188
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• 2013

본 논문에서는 스마트 홈 네트워크, 자동차용 광네트워크, 선박용 광네트워크 등의 멀티모드 광네트워크 구성을 위한 멀티모드 광분배기를 제작하였다. 멀티모드 광분배기는 폴리머 기반의 자외선 임프린트(ultra violet imprint, UV-imprint) 공정에 의해 $200{\mu}m$ 코어 사이즈를 갖는 대구경으로 제작하였으며, 신호 분기를 위한 1:1 균등 분배기 및 네트워크 모니터링을 위한 9:1 비균등 분배기를 제작하였다. 대구경 광분배기를 제작하기 위해 실리콘 웨이퍼에 Bosch process에 의한 광분배기 패턴을 식각하여 imprint 마스터를 제작 후 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 이용한 탄성체 몰드를 역상 복제 하였다. 역상 복제된 PDMS 몰드를 이용해 UV-imprint 공정에 의한 대구경 광분배기 칩을 제작하였다. 또한, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 광섬유 블록을 제작하고 광분배기 칩의 입출력 단에 광섬유를 정렬 부착하여, 최종적으로 광분배기는 광분배기 칩과 패키징을 위한 광섬유 블록을 폴리머 기반의 저가형으로 제작하였다. 제작된 폴리머 기반 광분배기의 도파손실, 삽입손실 및 출력 균일도를 측정하고, 내환경 특성 평가를 위해 $-40^{\circ}C{\sim}+60^{\circ}C$ 주기의 temperature cycling test 후 삽입손실 변화를 측정하였다.

• 접착 및 계면
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• 제20권1호
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• pp.23-28
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• 2019

본 연구에서는 마이크로 또는 나노 입자 형상을 폴리디메틸실록산 (PDMS)에 전사시켜 건식접착제를 제조하고 특성에 대하여 고찰하였다. 20 nm, 40 nm, 70 nm의 직경을 가지는 구리 나노 입자형상과 $5{\mu}m$의 직경을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA) 마이크로 입자 형상을 전사시켜 PDMS 건식 접착제를 제조하였다. 입자의 종류 및 크기가 변화함에 따라 건식 접착제의 기계적 특성, 인장 접착강도, 표면 형상, 접촉각, 광학적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 20 nm 직경을 가지는 구리 나노 입자를 전사시켜 얻은 건식 접착제는 bare PDMS 필름에 비하여 300% 이상 향상된 인장 접착강도를 가졌다. 나노 입자를 전사시켜 얻은 큰 표면적 건식 접착제 구조가 높은 인장 접착강도를 부여하는 원인으로 추정된다. 본 연구결과는 나노 입자를 전사시키는 방법이 PDMS 건식 접착제의 제조에 있어 쉽고 효과적임을 시사한다.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.357-372
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• 2021

에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제23권1호
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• pp.12-16
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• 2012

본 논문에서는 연성 광 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 개발을 위한 핵심 부품인 연성 광도파로를 자외선 임프린트(ultra violet imprint, UV-imprint) 공정에 의해 제작하고 도파손실, 굴곡손실, 반사손실 및 반복굴곡에 대한 내구성을 측정하였다. 먼저, 초정밀 기계가공에 의해 광도파로 패턴과 $45^{\circ}$ 미러 구조를 포함하는 니켈 마스터를 제작 후 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 이용하여 탄성체 몰드를 역상 복제 하였다. 역상 복제된 PDMS 몰드를 이용해 UV-imprint 공정에 의한 광도파로의 코어패턴과 $45^{\circ}$ 미러면을 동시 형성하여, $45^{\circ}$ 미러가 내장된 광도파로를 제작하였다. 또한, 광도파로의 끝단을 통상적 방법인 V-sawing 공정으로 $45^{\circ}$ 미러 구조를 가공하여 미러 내장형 광도파로와 미러 특성을 비교하였다. 제작된 연성 광도파로는 단위 길이당 0.035 dB/cm의 도파손실을 나타내었으며, 반경 1 mm의 $180^{\circ}$ 굴곡 조건에서 0.77 dB의 굴곡손실을 나타내었다. 또한, 굴곡각도 $135^{\circ}$, 굴곡반경 2.5 mm의 반복굴곡 실험에서 10 만회 이상의 반복굴곡에 대한 우수한 내구성을 확인하였다. 내장된 $45^{\circ}$ 미러의 반사효율을 향상시키기 위해 미러면에 Ni-Au 이중 박막을 증착하여 2.18 dB의 반사손실을 가진 미러내장형 연성 광도파로를 제작하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.225-232
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• 2013

규석, 시멘트, 생석회 및 소량의 무수석고에 알루미늄 분말과 물을 첨가 혼합하여 오토클레이브 중에서 고온 고압 증기양생으로 미네랄 하이드레이트 소재를 제조하였다. 수열 합성된 미네랄 하이드레이트 소재는 균일한 세포조직을 갖는 다공질 경량 기포 콘크리트이다. 미네랄 하이드레이트 소재의 대표적인 특성으로는 다수의 기공으로 인해 뛰어난 경량성 및 단열성능을 들 수 있다. 제조된 미네랄 하이드레이트 소재의 특성은 각각 밀도 $0.26g/cm^3$, 압축강도 0.4MPa, 열전도율 0.064W/mK로 나타났다. 본 연구에서는 상기의 소재 특성을 증진시키기 위하여 "기포제의 종류 및 함량, 규석 및 시멘트의 입도 조건, 기능성 첨가제 종류 및 함량"에 따른 특성 평가 및 분석을 실시하였다. 그 결과 소재의 열적 특성을 개선할 수 있었으며, 특히 기능성 첨가제인 폴리디메틸실록산 혼화제를 첨가할 경우 밀도 및 열전도율을 개선하는 동시에 탁월한 강도 증진 효과를 나타내었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제45차 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2011

국내 염색가공업에 종사하는 중소기업은 약 1,700여개 업체로써, 평균 50억/년 매출을 하고 있으며, 생산의 대부분을 임가공에만 의존하고 있는 실정이다. 이들 염색가공업체들은 섬유제품의 품질 향상 등을 위해 전처리, 염색, 가공이라는 섬유습식공정을 행하게 되는데 그 공정이 따로 분리되어 있어 임가공 업체 입장에서는 시간과 비용 차원에서 비효율적인 면이 존재하여 왔다. 따라서 공정합리화, 원가합리화를 위해 따로 분리되어 있는 위 공정을 통합하려는 시도를 많이 했지만 전처리/염색 공정의 통합에서 일부 성과가 있었을 뿐 효과면에서는 아직 미흡한 실정이다. 또한 가공이란 공정은 그사용 약제의 특수성에 따라 기존 Padding-Drying-Curing이라는 3 step process를 반드시 필요로 하고 있기 때문에 가공 공정의 통합은 시도조차 이루어지지 않고 있는 것이 현실이다. 따라서 염색공정과 가공공정의 통합을 시도하기 위해서는 관련 약제 개발이 출발이라 할 수 있으며 그 첫 대상은 염색 공정의 소핑과 가공공정의 유연처리를 동시에 행할 수 있는 소핑유연제로 선정하려 한다. 즉 셀룰로오스계 섬유의 반응성 염색 후 소핑 공정에서 일액형 소핑유연제, 한가지 제품만을 간편하게 사용해도 소핑효과와 유연효과를 동시에 얻어 후속 유연처리 공정을 생략할 수 있는 것이다. 그렇게 되면 시간적으로나 비용적으로 큰 절감 효과를 가져와 임가공 업체의 부담을 덜어 줄 수 있을 뿐만 아니라 공정 통합을 통해 배출되는 폐수의 양도 상당량 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구 결과, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르 타입의 계면활성제와 개질된 디메틸폴리실록산 계열의 실리콘 오일, 그리고 이들의 상용성을 확보하기 위한 특수 용제 및 첨가제를 최적의 비율로 배합하여 안정한 일액형 복합 소핑유연제를 제조할 수 있었다. 제조된 소핑유연제는 유백색 반투명 액상의 외관을 가지며 pH(10%solution)는 $7{\pm}1$, 고형분은 $13.5{\pm}0.5%$이었다. 이 소핑유연제의 성능 평가결과, 소핑력은 기존의 소핑제와 동등 수준으로 세탁견뢰도 4급이상의 성능을 보였고, 유연성 면에서도 기존의 유연제와 동등 수준으로 평가되었다. 이로써 기존의 분리된 소핑 공정과 유연공정을 개발된 제품을 이용하여 통합할 수 있어 염색현장의 비용절감, 공정단축의 효과를 기대할 수 있게 되었다.

• 공업화학
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• 제33권3호
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• pp.296-301
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• 2022

UiO-66과 같은 지르코늄 기반 금속유기골격체(Zr-MOFs)는 비표면적이 넓고 선택적 흡착 능력이 뛰어나 전장환경에서 화학작용제 방호 물질로써 주목받고 있다. 하지만 대부분의 금속유기골격체는 약한 금속-유기 리간드 결합과 공극의 존재로 인하여 대기 중에 노출 시 물 분자와의 반응으로 선택적 흡착 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 대표적인 소수성 고분자 물질인 폴리디메틸실록산(PDMS)을 지르코늄 기반 금속유기골격체인 UiO-66 표면에 코팅하였고, 전장환경에서 적용 가능성을 평가하기 위해 고습 환경에서 diisopropyl methylphosphonate (DIMP)와 같은 유사 화학작용제의 흡착 성능 지속성을 코팅 전과 비교하였다. PDMS를 코팅한 UiO-66의 표면 구조와 유기 작용기 분포를 분석한 결과 실리콘이 고르게 도포된 것을 확인하였으며, 접촉각을 측정한 결과 PDMS를 코팅한 UiO-66에서 30° 이상 접촉각이 증가하여 소수성이 증대한 것을 확인하였다. 또한 UiO-66과 PDMS를 코팅한 UiO-66을 흡착제로 사용하여 고습 환경에서 유사 화학작용제인 DIMP의 흡착 성능 지속성을 확인한 결과 PDMS를 코팅한 UiO-66가 기존의 UiO-66에 비하여 높은 DIMP 흡착 성능 지속성을 나타내는 것을 알 수 있었다.