• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.11
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• pp.1355-1360
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• 2011

The interaction between the cell and the substrate is the most prominent feature affecting the migration of a crawling cell. This paper proposes a three-dimensional dynamic model using the diffuse interface description that reveals the effects of the interaction between a single crawling cell and the substrate during chemotactic migration. To illustrate the effects of interaction between the cell and the substrate, we consider the interfacial energy between the coexistent materials. Multiple mechanisms including the interface energy, chemotaxis effect, and diffusion, are addressed by employing a diffuse interface model.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.388-388
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• 2012

친수성 기판과 소수성 그래핀(graphene) 계면에서의 물의 확산 현상은 호기심을 자극할 뿐만 아니라 그래핀 소자의 특성을 좌우하는 전하도핑(charge doping) 현상을 이해하는데 중요한 모델이 된다. 본 연구에서는 라만 분광법을 이용하여 그래핀/$SiO_2$ 계면에서의 물의 확산 현상을 탐구하였다. 열처리된 그래핀은 기판과의 상호작용에 의해 높은 밀도의 정공(electron hole)으로 도핑되어 있기 때문에, 물이 계면을 통해 확산하게 되면 정공의 밀도를 감소시킬 수 있게 된다. 본 실험에서는 이차원 라만 분광법을 통해 물 속에 담겨진 그래핀의 정공 밀도의 공간적인 분포를 확산 시간에 따라 조사하였다. 물의 확산은 시료에 따라 수 시간에서 수 일의 시간대에 걸쳐 그래핀 가장자리에서 중앙으로 이루어진다는 사실을 확인하였다. 또한 물의 계면확산으로 인해서 전하 밀도가 감소한다는 사실은 열처리된 그래핀의 정공 도핑을 유발하는 산소가 그래핀/$SiO_2$ 계면에 존재한다는 것을 증명한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.211-211
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• 2013

나노 크기의 공간에서의 물질의 이동은 표면의 환경에 의해 영향을 받을 수 있다. 소수성그래핀과 친수성 실리콘 기판 사이의 계면에서의 물의 확산은 호기심을 자극할 뿐만 아니라 그래핀 소자의 특성을 좌우하는 전하도핑(charge doping) 현상을 이해하는데 중요한 모델이 된다. 본 연구에서는 라만 분광법과 원자 힘 현미경을 사용하여 그래핀/SiO2 계면 사이의 물의 확산 현상과 그에 따른 정공 밀도 변화를 탐구하였다. 열처리 된 그래핀은 기판과의 상호 작용에 의해 높은 밀도의 정공(electron hole)으로 도핑 되어 있으며, 이를 물에 담지 하였다. 본 실험에서는 이차원 라만 분광법을 통해 물 속에 담겨진 그래핀의 정공 밀도의 공간적인 분포를 확산 시간에 따라 조사하였다. 물의 확산은 시료에 따라 수 시간에서 수 일의 시간대에 걸쳐 그래핀 가장자리에서 중앙으로 이루어진다는 사실을 확인하였다. 또한 물의 계면 확산으로 인하여 전하 밀도가 감소한다는 사실은 열처리 된 그래핀의 정공 도핑을 유발하는 산소가 계면에 존재한다는 것을 증명한다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.16 no.1
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• pp.1-14
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• 1999

계면활성제는 수용액에서 미셀을 형성함에 있어서 자기확산이 분자 운동과 상변화에 대하여 자세한 정보를 제공하고 공업적으로 응용할 수 있는 기술이 점차 증가하고 있다. 계면활성제가 미셀을 형성함에 있어 자기확산 정도는 화학구조의 변화성과 상호 결합 및 회합현상에 매우 민감한 것은 사실이다. 특히 계면활성제 용액의 넓은 범위의 분자 시스템과 콜로이드 상태의 변화성은 다향한 물리, 화학적 성질에 기여됨이 많다. 더욱이 미셀 형성에서 자기확산 계수는 분자 치환에 직간접적으로 상호관계가 있어 NMR 분광학에서 스핀 이완속도의 해석과 분자의 재배열, 스핀 이완에 대한 모델선정 등에 많은 관심을 갖는다. 그중 미셀형성에 있어서 자기확산에 대한 측정 방법중 가장 많이 이용되고 있는 Fourier Transform Pulsed Gradient Spin Echo(FT-PGSE) 측정법은 계면활성제의 미셀형성에 대한 상변화성 및 물리, 화학적 성질을 다루는데 새로운 도구로 제공되고 있다. 이는 이 계통의 기술적 측정방법에 있어서 적절한 개선과 새로운 응용분야를 확장하는데 있어서 많은 가능성을 갖고있다. 그리하여 이들에 대한 역사적 배경과 기초적인 이론을 가지고 미셀 형성에 있어 자기확산에 대한 개념을 말하고 그에 대한 응용성을 계통적으로 설명하고자 한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2010.05a
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• pp.556-561
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• 2010

This paper proposes a three-dimensional haptotaxis model to simulate the migration of the population of cancer cells. The invasion of the cancer cells relates with the hapto- and the effect of the energy between cells and (ECM). The diffuse interface model is employed, which incorporates haptotaxis mechanism and interface energies. The semi-implicit Fourier spectral scheme is adopted for efficient complications. The simulation results reveal rich dynamics of cancer cells migration.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.76-79
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• 2005

대수층 폭기법(aquifer air sparging)은 대수층에 가압공기를 주입하여 휘발성 유기오염물질을 제거하는 지반환경복원 기술의 하나이다. 본 연구는 전통적인 지하 대수층 폭기기술 시행에 있어서 특정층에 미리 수용액상 계면활성제를 수평방향으로 도입함으로써 오염물질이 실제로 존재하는 층에 선택적으로 폭기 되도록 하여 최소한의 공기량으로 제거 효율을 극대화 하는 기술을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 균일질 모래로 충진된 2차원 상자 모델을 사용하였으며, 표면장력 조절을 위하여 저농도(100mg/L) 음이온계 계면활성제(sodium dodecyl benzene sulfonate) 수용액이 사용되었다. 실험은 계면활성제가 처방되지 않은 경우, 공기도입부 근처에 계면활성제 용액이 도입된 경우, 공기도입부와 토양표면의 중간부분에 계면활성제 용액이 도입된 경우의 세 가지 방법으로 실시되었다. 실험 결과, 계면활성제가 도입된 경우는 투입되지 않은 경우에 비하여 최고 5배에 해당하는 폭기영향권의 확대가 관찰되었으며 폭기영향권이 계면활성제가 도입된 수평층을 중심으로 형성되어 이 부분에 집중되어 존재하는 오염물질의 제거에 매우 유리할 수 있다는 점이다. 대수층 도입공기의 수평확산을 유도하는 기술로 본 연구는 기존의 대수층 폭기 복원기술의 효율을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.33 no.1
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• pp.56-63
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• 2009

Cell migration is one of the essential mechanisms responsible for complex biological processes. Intensive researches have begun to elucidate the mechanisms and search intriguing conditions for efficient control of cell migration. One general mechanism that is widely applicable for cells including Escherichia coli, amoebae and endothelial cell is chemotaxis. The single cell study for bacterial chemotaxis has an advantage over studies with the population of cells in providing a clearer observation of cell migration, which leads to more accurate assessments of chemotaxis. In this paper, we propose a three-dimensional model considering a single bacterium to study its chemotaxis. The semi-implicit Fourier spectral method is applied for high efficiency and numerical stability. The simulation results reveal rich dynamics of cell migration and provide quantitative assessments of bacterial chemotaxis with various chemoattractant gradient fields.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.1638-1642
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• 2008

Cell migration is one of the essential mechanisms responsible for complex biological processes. Intensive researches have begun to elucidate the mechanisms and search intriguing conditions for efficient control of cell migration. One general mechanism which is widely applicable for cells including neutrophil, Escherichia coli and endothelial cell is chemotaxis. Especially, understanding the chemotactic mechanics of cell crawling has important implications for various medical and biological applications. The single cell study for chemotaxis has an advantage over studies with the population of cells in providing a clearer observation of cell migration, which leads to more accurate assessments of chemotaxis. In this paper, we propose a three-dimensional model considering a single crawling cell to study its chemotaxis. The semi-implicit Fourier spectral method is applied for high efficiency and numerical stability. The simulation results reveal rich dynamics of cell.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.13 no.6
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• pp.23-30
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• 2008

Air sparging technique has been used for remediation of VOC(volatile organic compound)-contaminated aquifer. The aim of this study was to develop an innovative air sparging technique that enhances the efficiency of air intrusion into a specific horizontal layer of aquifer where the contaminants exist with the help of water-soluble surfactant. A twodimensional physical box model, packed with homogeneous sand, was used for simulating the aquifer in this study. Aqueous solution of anionic surfactant (100 mg/L, sodium dodecylbenzene sulfonate) was used to suppress the surface tension of groundwater. Three sets of experiments were conducted: air sparging experiment without surfactant application, air sparging experiments for box model where the surfactant solution was applied right above the air injection point, and air sparging experiments with surfactant solution layer formed in the middle of the box. It was found that the sparging influence zone was expanded up to five times of that formed by sparging without surfactant application. The size of sparging influence zone was more sensitive to the air flow (injection) rate with surfactant application than that without surfactant. More importantly, injection of air into the target aquifer layer was successful with surfactant application. Findings in this study are expected to provide more options for designing remediation processes using air sparging.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.8 no.1
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• pp.1-7
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• 2010

In the present work, an electrowinning process in the LiCl-KCl/Cd system is considered to model and analyze the electrotransport of the actinide and rare-earth elements. A simple dynamic modeling of this process was performed by taking into account the material balances and diffusion-controlled electrochemical reactions in a diffusion boundary layer at an electrode interface between the molten salt electrolyte and liquid cadmium cathode. The proposed modeling approach was based on the half-cell reduction reactions of metal chloride occurring on the cathode. This model demonstrated a capability for the prediction of the concentration behaviors, a faradic current of each element and an electrochemical potential as function of the time up to the corresponding electrotransport satisfying a given applied current based on a galvanostatic electrolysis. The results of selected case studies including five elements (U, Pu, Am, La, Nd) system are shown, and a preliminary simulation is carried out to show how the model can be used to understand the electrochemical characteristics and provide better information for developing an advanced electrowinner.