Nano/micro-scale studies on friction properties were conducted on Si (100) and three self-assembled monolayers (SAMs) (PFOTC, DMDM, DPDM) coated on Si-wafer by chemical vapor deposition technique. Experiments were conducted at ambient temperature $(24{\pm}1^{\circ}C)$ and humidity $(45{\pm}5\%)$. Nano-friction was evaluated using Atomic Force Microscopy (AFM) in the range of 0-40nN normal loads. In both Si-wafer and SAMs, friction increased linearly as a function of applied normal load. Results showed that friction was affected by the inherent adhesion in Si-wafer, and in the case of SAMs the physical/chemical structures had a major influence. Coefficient of friction of these test samples was also evaluated at the micro-scale using a micro-tribotester. It was observed that SAMs had superior frictional property due to their low interfacial energies. In order to study of the effect of contact area on friction coefficient at the micro-scale, friction was measured for Si-wafer and DPDM against Soda Lime balls (Duke Scientific Corporation) of different radii 0.25 mm, 0.5 mm and 1 mm at different applied normal loads $(1500,\;3000\;and\;4800{\mu}N)$. Results showed that Si-wafer had higher friction coefficient than DPDM. Furthermore, unlike that in the case of DPDM, friction was severely influenced by wear in the case of Si-wafer. SEM evidences showed that solid-solid adhesion to be the wear mechanism in Si-wafer.
Abstract : Nano/micro-scale friction properties were investigated on Si (100) and three self-assembled monolayers (SAMs) (PFOTC, DMDM, DPDM) coated on Si-wafer by chemical vapor deposition technique. Experiments were conducted at ambient temperature(24$pm$1$circ$C) and humidity(45$pm$5%). Friction at nano-scale was measured using Atomic Force Microscopy (AFM) in the range of 0-40nN normal loads. In both Si-wafer and SAMs, friction increased linearly as a function of applied normal load. Results showed that friction was affected by the inherent adhesion in Ssi-wafer, and in the case of SAMs the physical/chemical structures had a major influence. Coefficient of friction of these test samples at the micro-scale was also energies. In order to study the effect of contact area on coefficient of friction at the micro-scale, friction was measured for Si-wafer and DPDM against Soda Lime balls (Duke Scientiffic Corporation) of different radii (0.25 mm, 0.5 mm and 1 mm) at different applied normal loads (1500, 3000 and 4800 mN). Results showed that Si-wafer had higher coefficient of friction than DPDM. Further, unlike that in the case of DPDM, friction in Si-wafer was severely influenced by its wear. SEM evidences showed that solid-solid adhesion was the wear mechanism in Si-wafer.
Teflon like fluorocarbon thin films have been deposited on silicon and oxide molds as an antistiction layer for the hot embossing process by an inductively coupled plasma (ICP) chemical vapor deposition (CVD) method. The process was performed at $C_4F_8$ gas flow rate of 2 sccm and 30 W of plasma power as a function of substrate temperature. The thickness of film was measured by a spectroscopic ellipsometry. These films were left in a vacuum oven of 100, 200 and $300^{\circ}C$ for a week. The change of film thickness, contact angle and adhesion and friction force was measured before and after the thermal test. No degradation of film was observed when films were treated at $100^{\circ}C$. The heat treatment of films at 200 and $300^{\circ}C$ caused the reduction of contact angles and film thickness in both silicon and oxide samples. Higher adhesion and friction forces of films were also measured on films treated at higher temperatures than $100^{\circ}C$. No differences on film properties were found when films were deposited on either silicon or oxide. A 100 nm silicon template with 1 to $500\;{\mu}m$ patterns was used for the hot embossing process on $4.5\;{\mu}m$ thick PMMA spun coated silicon wafers. The antistiction layer of 10 nm was deposited on the silicon mold. No stiction or damages were found on PMMA surfaces even after 30 times of hot embossing at $200^{\circ}C$ and 10 kN.
Park, Heonyong;Shin, Jaeyoung;Lee, Jung Weon;Jo, Hanjoong
Animal cells and systems
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제8권1호
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pp.27-32
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2004
Endothellial cells are subjected to hemodynamic shear stress, the dragging force generated by blood flow. Shear stress regulates endothelial cell shape, structure, and function, including gene expression. Since endothelial cells must be anchored to their extracellular matrices(ECM) for their survival and growth, we hypothesized that ECMs are crucial for shear-dependent activation of extracellular signalactivated regulated kinase(ERK) that is important for cell proliferation. Shear stress-dependent activation of ERK was observed in cells plated on two different matrices, fibronectin and vitronectin(the two most physiologically relevant ECM in endothelial cells). We then treated bovine aortic endothelial cells(BAECs) with Arg-Gly-Asp(RGD) peptides that block the functional activation of integrin binding to fibronectin and vitronectin, and a nonfunctional peptide as a control. Treatment of cells with the RGD peptides, but not the control peptide, significantly inhibited ERK activity in a concentration-dependent manner. This supports the idea that integrin adhesion to the ligands, fibronectin and vitronectin, mediates shear stress-dependent activation of ERK. Subsequently, whereas antagonists of vitronectin(LM 609, an antibody for integrin ${\alpha}_{\gamma}$/${\beta}_3$ and XT 199, an antagonist specific for integrin ${\alpha}_{\gamma}$/${\beta}_3$) did not have any effect on shear-dependent activation of ERK, antagonists of fibronectin(a neutralizing antibody for integrin ${\alpha}_5$/${\beta}_1$or ${\alpha}_4$${\beta}_1$ and SM256) had an inhibitory effect. These results clearly demonstrate that mechanoactivation of ERK requires anchoring of endothelial cells to fibronectin through integrins.
Polyurethanes containing z-Iysine segments in the main chain (PULL) were synthesized from 4,4'-diphe-nylmethyl diisocyanate, poly(tetramethylene glycol), and z-Iysine oligomer as a chain extender. The PULL film was treated first with a $10\%$ HBr-acetic acid solution and subsequently with a saturated sodium bicarbonate aqueous solution to produce a primary amine group on the surface (PULL-N). Lactobionic acid (LA)-immobilized PULL (PULL-L) was prepared by the coupling reaction of the PULL surface amine groups and the LA carboxylic acid groups. The surface-modified PULLs were then characterized by attenuated total reflection-Fourier transform infra-red spectroscopy, electron spectroscopy for chemical analysis, atomic force microscopy, and contact angle goniometry. In the hepatocytes adhesion experiment, the cells poorly adhered to the PULL surface, although they adhered moderately well to the PULL-N surface. On the other hand, the cells adhered well to the PULL-L surface, suggesting the good affinity of the surface $\beta$-galactose moieties for hepatocytes. When hepatocytes were cultured in the presence of epidermal growth factor for 48 h, the cells rapidly aggregated on the PULL-L surface, whereas they aggregated only slowly on the other surfaces. The PULL prepared in this study has the potential to be used as a coating material for the enhancement of hepatocyte adhesion.
This experiment was performed to observe the adhesion pattern and microleakage in the gingival margin according to variation in the resin cement thickness which results from thickness of Die spacer. which is considered to effect the adaptability of the composite resin inlays. Clearfil CR inlays were fabricated on stone models with CR Sep applicated once and Nice fit twice, 4 times, and 6 times each. After 2nd curing within the CRC-100 oven, CR inlays were cemented with CR inlay cement. Dye(2% methylene blue) penetration and adhesion pattern were evaluated after sectioning of gingival margin into :3 pieces. The results were as follows ; 1. The thickness of resin cement showed unevenchanging pattern with that of die spacer, namely, it was increased until 4 times' application of Nice-Fit but was decreased with 6 times' application of that. 2. The degree of dye penetration wasn't affected by cement thickness within a limited value. 3. Most of dye penetration was shown through the interface between cement and enamel rather than the interface between cement and CR inlay. This shows that the affinity of resin cement for CR inlay was superior to the adhesive strength with tooth structure. 4. No gap was found at the interface between enamel and cement but some showed separation between dentin and cement. It is concidered that the contraction force of cement was less than the bond strength with the enamel. 5. Lots of voids were found in the CR inlay and resin cement. There was a pooling tendency of bonding agent and cement in the axiogingival line angle portion. 6. In some specimens, cracks were shown in enamel margin. From this it could be considered that cavity preparation and surface treatment weakened the tooth structure.
Fecralloy coating layer with large surface area is suitable for use as a filter media for efficient removal of hot gaseous pollutants exhausted from combustion processes. For uniform preparation of a Fecralloy coating layer with large surface area and strong adhesion to substrate, electrospray coating and thermal treatment processes are experimentally optimized in this study. A nano-colloidal solution with 0.05 wt% Fecralloy nanoparticles is successfully prepared. Optimized electrospraying conditions are experimentally discovered to prepare a uniform coating layer of Fecralloy nano-colloidal solution on a substrate. Drying the electrospray coated Fecralloy nano-colloidal solution layer at $120^{\circ}C$ and subsequent heating at $600^{\circ}C$ are the best post-treatment for enhancing the adhesion force and surface roughness of the Fecralloy coating layer on a substrate. An electrospray coating system, consisting of several multi-groove nozzles, is also experimentally confirmed as a reasonable device for uniform coating of Fecralloy nano-colloid on a large area substrate.
본 논문에서는 지표면 경사각, 벽면 경사각, 벽면 마찰각, 선하중, 등분포하중, 점착력, 부착력의 영향을 고려할 수 있는 주동토압공식을 힘의 평형이론을 근거로 도출하였다. 이 제안식의 정확성을 검증하기 위하여, 도해법에 의해 산정된 토압과 비교하였으며, Coulomb, Rankine, Mazindrani 공식에 의한 산정 결과와도 비교하였다. 산정 결과는 도해법 결과뿐만 아니라 Coulomb, Rankine, Mazindrani 공식의 3가지 방법에 의한 결과와 잘 일치되었다. 또한, 제안식에 의한 주동토압은 Fang 등의 실험연구 결과와 일치하는 경향을 나타내었다. 이 일반화된 공식은 Coulomb, Rankine, Mazindrani 의 주동토압공식의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 외부하중조건을 고려할 수 있는 것으로 평가되었다.
폴리우레탄 접착제의 내가수 분해성 향상을 위하여 실란 커플링제를 첨가하여 특성을 고찰 하였다. 실란 커플링제는 사슬 내에 2종 이상의 다른 기능성기를 가지고 있는 3-isocyanatopropyl triethoxy silane (ITS)을 사용하였는데 일반적으로 고분자와 무기, 유기 또는 금속소재와의 복합계에서 계면결합으로 접착성 개선을 가져올 수 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄 접착제 제조에서 ITS의 양을 0, 0.3, 0.5, 0.7 및 1 wt%로 첨가하여 샘플을 제조하고 가사시간, modulus, 내열성 및 접착력을 평가하였다. ITS가 첨가된 샘플은 대부분의 물성에서 우수한 특성을 나타내었다.
Several in-situ testing methods of adhesively bonded joints under static short-time tensile loading are critically analyzed in terms of experimental procedure and data evaluation. Due to its rather homogeneous stress state across the glue line, the tensile-shear test with thick single-lap specimens, according to ISO 11003-2, has become the most important test process for the determination of realistic materials parameters. This basic method, which was improved in both, the experimental part by stepped adherends and easily attachable extensometers and the evaluation procedure by numeric substrate deformation correction and test simulation based on the finite element method (FEM), is therefore demonstrated by application to several kinds of adhesives and metallic adherends. Multi-axial load decreases the strength of a joint. This effect, which is illustrated by an experimental comparison, impedes the derivation of realistic mechanical characteristics from measured force-displacement curves. It is shown by numeric modeling that tensile-shear tests with thin plate substrates according to ISO 4587, which are widely used for quick industrial quality assurance, reveal an inhomogeneous stress state, especially because of relatively large adherend deformation. Complete experimental determination of the elastic properties of bonded joints requires independent measurement of at least two characteristics. As the thick-adherend tensile-shear test directly yields the shear modulus, the tensile butt-joint test according to ISO 6922 represents the most obvious complement of the test programme. Thus, validity of analytical correction formulae proposed in literature for the derivation of realistic materials characteristics is verified by numeric simulation. Moreover, the influence of the substrate deformation is examined and a FEM correction method introduced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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