• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1641-1646
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• 2011

자기연마공정은 유동성이 높은 연마입자를 활용하기 때문에 곡면 및 그루브 형상에도 적용이 가능한 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 제 2세대 자기연마법을 활용하여 그루브 형상에 대한 자기연마가공 특성을 평가하여, 이를 향후 연료전지 채널과 같은 3차원 형상의 자기연마에 활용하고자 한다. 실험은 최대 1.5mm 깊이의 그루브에 대해 자기연마가공 후 슬롯부 및 랜드부의 표면거칠기 변화를 관찰하였다. 그 결과 랜드부의 길이가 증가하고 그루브의 깊이가 깊어질수록 랜드부의 표면거칠기 향상정도는 높아졌다. 또한 슬롯부의 표면거칠기 향상정도는 랜드부와 슬롯부의 길이비가 증가하고 그루브의 깊이가 깊어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 마지막으로 자기연마가공을 통해서 그루브의 형상에는 큰 변화없이, 그루브의 모서리에 생성된 버를 효과적으로 제거할 수 있었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 제3회 금형가공 심포지엄
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• pp.249-254
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• 2004

광의 효율적 사용을 위해 표면에 마이크로 그루브가 새겨진 고성능 광학 부품의 개발이 활발하고, 이들 부품의 다량 생산을 위한 초정밀 금형제조기술이 각광을 받고 있다. 최근의 초정밀 미세 기계가공의 경우 간단한 공정으로 이러한 마이크로 그루브 금형을 제작할 수 있다. 특히 조명각 변조용 렌티큘러 렌즈와 같이 실린더형 그루브 금형의 경우에는 기존의 Lithography, MEMS, LIGA 등 광 에너지를 이용한 다른 제조방법들에서는 가공하기 어려운 점이 있으나, 기계가공에서는 쉽게 제작가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 이러한 미세기계가공기술의 장점을 활용하여 U 형 마이크로 그루브를 가진 Lenticular 렌즈용 금형을 가공하고자 하였다. 가공에는 3 축 구동의 초정밀 미세 복합가공기와 단결정 천연 다이아몬드공구가 사용되었고, 가공방식은 마이크로 세이핑 공정을 적용하였으며, 가공 금형 재료에는 Brass와 무전해 Nickel이 사용되었다. 실험을 통하여 금형가공시의 절삭력, 칩 형상, 가공표면 등의 분석이 수행되었으며 이를 기반으로 여러 가지 가공문제점을 해결하고, 최종적으로 양호한 렌티큘러렌즈용 금형을 가공하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제55권4호
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• pp.361-371
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• 2017

목적: 마이크로그루브 상 인간치은섬유아세포의 유전자발현감식을 DNA microarray를 이용하여 연구하는 것이다. 재료 및 방법: Grade II 티타늄 시편을 이용하여 표면에 마이크로그루브(폭/깊이: $60{\mu}m/10{\mu}m$, E60/10)를 형성하고 불산으로 산에칭하여 실험군으로 사용하였다. 표면처리를 하지 않은 평활한 티타늄 표면(NE0)을 대조군으로 사용하였다. 실험군과 대조군에 인간치은섬유아세포를 배양한 후 total RNA를 추출하였다. Oligonucleotide microarray를 시행하여 실험군과 대조군 간 다양한 유전자 발현량의 변화를 확인하였다. KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway analysis를 통해 DNA chip의 발현 결과를 mapping하여 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 pathway 수준에서 파악하였다. 결과: E60/10 마이크로그루브 표면과 NE0 표면에 대한 유전자 발현량 비교분석 결과, NE0 표면에 비하여 E60/10 마이크로그루브 표면에서 1.5배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 123개, 2배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 19개였다. 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 KEGG pathway analysis를 통하여 확인하였고, 다양한 유전자 발현 결과들 중 대표적인 세포접착, 증식, 활성 관련 세포신호전달을 규명하였다. 결론: 마이크로그루브 표면은 다양한 유전자 발현 변화를 유도하고 관련 세포신호 전달을 유도한다. 본 연구의 결과에 따라서, 마이크로그루브는 유전자 발현 변화 및 세포신호 전달 활성화 등을 통한 세포활성도 증진을 필요로 하는 다양한 생체재료들의 표면으로 사용될 수 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제53권3호
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• pp.198-206
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• 2015

목적: 다양한 크기의 마이크로그루브가 형성된 티타늄 표면에 열산화 처리를 한 복합 표면의 표면특성을 규명하고, 인간치주인대세포 배양 시 표면에 따른 다양한 세포행동들간 차이와 상관관계를 분석하고자 하였다. 재료 및 방법: Grade II 티타늄 디스크를 시편으로 제작하였다. 포토리소그라피를 이용하여 티타늄 시편의 마이크로그루브 크기를 폭/깊이 $0/0{{\mu}m}$, $15/3.5{{\mu}m}$, $30/10{{\mu}m}$, $60/10{{\mu}m}$로 각각 형성하였다. 평활한 티타늄 표면인 대조군(ST)을 제외한 모든 실험군(ST/TO, Gr15-TO, Gr30-TO, Gr60-TO)에 $700^{\circ}C$에서 3시간동안 열산화 처리하고, 주사현미경 사진을 사용하여 표면특성을 평가하였다. 인간치주인대세포를 배양한 후 BrdU (Bromdeoxyuridine) 실험, 알칼리성 인산가수분해효소 활성 실험, 세포외 칼슘 침착 실험을 통해 세포접착, 세포분화 및 골광화를 평가하였다. 통계분석으로는 일요인분산분석과 피어슨상관관계분석(SPSS version 17.0)을 사용하였다. 결과: 열산화를 동반한 마이크로그루브가 형성된 실험군(Gr15-TO, Gr30-TO, Gr60-TO)들은 평활한 대조군(ST)과 단순 열산화 처리 실험군(ST-TO)에 비하여 BrdU 실험, 알칼리성 인산가수분해효소 활성 실험, 세포 외 칼슘 침착 실험 모두에서 유의하게 증가된 활성도를 나타내었다. 특히, Gr60-TO군은 대조군 및 Gr15-TO, Gr30-TO, Gr60-TO 군 등에 비해 가장 증진된 세포접착 및 골아세포분화/골광화를 나타냈다. 결론: 본 연구의 한계 내에서, 열산화 처리 및 마이크로그루브 복합 티타늄 표면은 골아세포분화에 효과적 방법임이 확인되었다. 본 연구에서 규명 된 적정한 마이크로그루브 크기와 열산화 처리 조건은 마이크로그루브-열산화 복합 표면 티타늄 임플란트 개발의 기초 확립에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2017년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.489-490
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• 2017

골유착은 비골조직의 삽입없이 뼈와 금속간의 직접적인 접합으로 치과 임플란트나 정형외과적 기구의 임상적 성공여부를 판가름 짓는 중요한 요소이다. 현재까지 골유착을 향상시킨다 알려진 패턴은 일부 알려져 있지만, 표면패턴이 제한적이라 기대만큼 큰 발전을 이루지 못했다. 본 연구는 특정 그루브 패턴이 조골세포의 분화를 조절할 수 있음을 보여주면, 특정 패턴에서 조골세포의 분화를 강화시킬 수 있다는 계념은 치과의 임플란트나 정형외과 의료기기에 개발에 중요한 기초를 제공할 수 있으리라 사료된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.33.2-33.2
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• 2011

CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.

• 폴리머
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• 제34권1호
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• pp.32-37
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• 2010

액정표시소자의 광배향막으로 적용하기 위하여 올리고머 신나메이트와 폴리(비닐 신나메이트) (PVCi)의 블렌드를 이용하여 그루브 패턴을 형성하고 광배향 특성을 관찰하였다. UV-vis 스펙트럼 분광계를 이용하여 자외선 조사 시간에 따른 광반응 속도를 평가한 결과 올리고머 신나메이트는 폴리(비닐 신나메이트)에 비해 빠른 반응속도를 나타내었다. 폴리(비닐 신나메이트)를 주성분으로 하여 올리고머 신나메이트를 블렌드한 경우 반응속도가 약간 향상되는 특성을 확인하였다. 올리고머 신나메이트는 높은 결정성으로 인해 표면 그루브 패턴을 단독으로 형성할 수 없었지만 폴리(비닐 신나메이트)와의 블렌드를 통하여 그루브 패턴을 형성할 수 있었으며 그루브 패턴에서도 polar plot에 의해 분자 배향성을 나타냄을 확인하였다. 올리고머 신나메이트와 고분자계 신나메이트의 블렌드를 통하여 반응속도의 향상과 박막 구조의 패턴을 형성하기에 적합함의 확인을 통해 새로운 광배향막 재료로 적용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.19-24
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• 2009

구조물 동특성 변경법이란 부가 구조물의 첨가나 삭제, 재료 물성치의 변경, 구조물의 형상변경 등을 이용해 구조물의 동특성을 향상시킬 수 있는 매우 효과적인 방법이다. 하지만 이러한 구조물 동특성 변경법 중 구조물의 형상 변경을 통해 그 구조물의 동특성을 향상시키는 방법은 지금까지는 주로 엔지니어의 경험이나 많은 시간을 요하는 시행착오법에 의존해 왔다. 따라서, 앞선 연구를 통해 이러한 구조물의 형상 변경을 통한 동특성변경법에 있어서 기존의 경험이나 시행착오법에 의존하는 방법이 아닌, 체계화된 방법론을 제안하게 되었으며 하드디스크 드라이브 (HDD)에 성공적으로 적용하였다. 제안된 그루브를 통한 표면형상변형 동특성변경법을 검증해 보기 위하여, 본 연구에서는 모든 요소가 엠보싱 되어 있는 극한의 경우로부터 최적화를 수행하고 앞선 연구에서 얻어진 최적화 결과와 비교함으로써 제안된 방법론의 효과를 검토해 볼 수 있었으며, 1차 고유진동수를 높이기 위한 최적화 결과 그루브의 형상은 앞선 연구결과와 같음을 알 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.95-97
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• 2006

• 구강회복응용과학지
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• 제38권3호
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• pp.150-161
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• 2022

목적:인간 치은섬유아세포의 세포활동에 관련된 다양한 유전자들의 발현에 마이크로그루브-파이브로넥틴 복합 표면이 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 평활한 티타늄시편(NE0), 산처리만 시행한 티타늄시편(E0), 마이크로그루브 및 산처리된 티타늄시편(E60/10), 파이브로넥틴을 고정시킨 평활한 티타늄시편(NE0FN), 산처리 및 파이브로넥틴을 고정시킨 티타늄시편(E0FN), 그리고 마이크로그루브 및 산처리 후 파이브로넥틴을 고정시킨 티타늄시편(E60/10FN) 실험군 제작 후 인간 치은섬유아세포의 세포행동 관련 44개 유전자에 대한 실시간 중합효소연쇄반응 실험을 진행하였다. 결과: 인간치은섬유아세포 부착과 증식 등에 관여하는 4종류 신호전달 경로가 활성화되었다. Focal adhesion 경로에 속하는 Integrin α5, Integrin β1, Integrin β3, Talin-2 유전자들, PI3K-AKT 신호 전달 경로에 속하는 AKT1, AKT2, NF-κB 유전자들, MAPK 신호전달 경로에 속하는 MEK2, ERK1, ERK2 유전자들, 세포주기 신호 전달 경로에 속하는 cyclin D1, CDK4, CDK6 유전자들이 마이크로그루브-파이브로넥틴 복합 티타늄표면(E60/10FN)에서 상향조절되었다. 결론: 마이크로그루브-파이브로넥틴 복합 티타늄표면이 세포행동에 관여하는 다양한 유전자들을 상향조절할 수 있다.