• 한국재료학회지
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• 제21권7호
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• pp.384-390
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• 2011

Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) alloy has been widely used as an alternative to bone due to its excellent biocompatibility. However, it still has many problems, including a high elastic modulus and toxicity. Therefore, nontoxic biomaterials with a low elastic modulus should be developed. However, the fabrication of a uniform coating is challenging. Moreover, the coating layer on Ti and Ti alloy substrates can be peeled off after implantation. To overcome these problems, it is necessary to produce bulk Ti and Ti alloy with hydroxyapatite (HA) composites. In this study, Ti, Nb, and Zr powders, which are biocompatible elements, were milled in a mixing machine (24h) and by planetary mechanical ball milling (1h, 4h, and 6h), respectively. Ti-35%Nb-7%Zr and Ti-35%Nb-7%Zr-10%HA composites were fabricated by spark plasma sintering (SPS) at $1000^{\circ}C$ under 70MPa using mixed and milled powders. The effects of HA addition and milling time on the biocompatibility and physical and mechanical properties of the Ti-35%Nb-7%Zr-(10%HA) alloys have been investigated. $Ti_2O$, CaO, $CaTiO_3$, and $Ti_xP_y$ phases were formed by chemical reaction during sintering. Vickers hardness of the sintered composites increases with increased milling time and by the addition of HA. The biocompatibilty of the HA added Ti-Nb-Zr alloys was improved, but the sintering ability was decreased.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.238-245
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• 2024

젖산 전극은 환자의 건강상태와 스트레스 수준, 및 운동선수의 피로도를 실시간으로 모니터링하는 젖산 센서 또는 젖산 연료전지 전극으로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 젖산 산화효소, 카탈라아제, 미토콘드리아로 구성된 고성능 전극을 제작하고 전극의 표면분석 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이(CPSWCNT)는 개질 전보다 전기 전도성이 크게 향상되었다. 젖산 산화효소, 카탈라아제, 그리고 미토콘드리아가 부착된 전극(CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito)은 젖산 산화효소와 카탈라아제가 부착된 전극에 비하여 많은 전류를 생산하였다. 빌리루빈 산화효소(BOD)가 부착된 전극(CP-SWCNT-BOD)이 생산하는 환원전류량은 전해질의 산소 존재 유무에 따라 크게 영향을 받았다. CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito (anode)와 CP-SWCNT-BOD (cathode)로 구성된 연료전지는 133 ㎂/cm²로 방전 시 0.2 V의 셀 전위를 유지하며 29 ㎼/cm²의 전력을 생산하였다. 본 연구결과는 미토콘드리아가 젖산 센서 및 연료전지 성능 향상에 필수적인 생체물질임을 시사한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.30-38
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• 2008

현재 국내에서 목질계 판상재를 생산하기 위해 사용되고 있는 석유화학계 접착제의 제조비용 상승과 포름알데히드 방산 문제로 대체 접착제의 개발이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 대체 접착제 개발 방안의 하나인 bio-based 접착제 개발을 위하여 유기폐기물인 두부비지의 원료화 가능성을 확인하였다. 먼저 두부비지의 이화학적 성질을 조사하였고, 두부비지를 황산 또는/그리고 가성소다로 화학적으로 개량한 후 phenol formaldehyde (PF) prepolymer와 혼합하여 접착제를 조제하였으며, 그 접착제를 합판 제조에 사용하였다. 또한 제조된 합판의 접착강도 및 포름알데히드 방산량을 측정하여 합판용 접착제로서 사용가능성을 확인하였다. 본 연구에서 원료로 사용된 두부비지의 고형분 함량 및 pH는 각각 20% 내외, 약산성이었으며, 화학적 조성은 탄수화물의 함량이 가장 높았으며 다음으로 단백질을 많이 함유하고 있었다. 두부비지를 이용하여 조제된 접착제를 이용하여 제조된 합판의 인장전단강도는 KS 규격의 보통합판 품질기준을 상회하였으나, 목파율은 기준에 비해 낮은 것으로 조사되었다. 또한 포름알데히드 방산량도 KS 규격의 E1 기준보다 높은 것으로 나타났다. 따라서 두부비지가 환경친화적인 목질계 판상재료용 접착제의 원료로서 사용될 수 있다는 가능성을 보여 주었으나 접착강도의 향상과 포름알데히드 방산량 저감을 위해 두부비지의 생물학적 개량방안과 가교제로 사용된 PF prepolymer에 대한 좀 더 많은 연구가 필요하다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권2호
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• pp.203-215
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• 2007

Statement of problem: Titanium and its alloy, with their excellent bio-compatibility and above average resistance to corrosion, have been widely used in the field of dentistry. However, the excessive oxidization of titanium which occurs during the process of firing on porcelain makes the bonding of titanium and porcelain more difficult than that of the conventional metal-porcelain bonding. To solve this problem related to titanium-porcelain bonding, several methods which modify the surfaces, coat the surfaces of titanium with various pure metals and ceramics, to enable the porcelain adhesive by limiting the diffusion of oxygen and forming the adhesive oxides surfaces, have been investigated. Purpose: The purpose of this study was to know whether the titanium-porcelain bonding strength could be enhanced by treating the titanium surface with gold and TiN followed by fabrication of clinically applicable porcelain-fused-to-titanium crown Material and method: The porcelain-fused-to-titanium crown was fabricated after sandblasting the surface of the casting titanium coping with $Al_2O_3$ and treating the surface with gold and TiN coating followed by condensation and firing of ultra-low fusing porcelain. To compare with porcelain-fused-to-titanium crowns, porcelain-fused-to-gold crowns were fabricated and used as control groups. The bonding strengths of porcelain-fused-to-gold crowns and porcelain-fused-totitanium crowns were set for comparison when the porcelain was fractured on purpose to get the experimental value of fracture strength. Then, the surface were examined by SEM and each fracturing pattern were compared with each other Result:Those results are as follows. 1. The highest value of fracture strength of porcelain-fused-to-titanium crowns was in the order of group with gold coating, group with TiN coating, group with $Al_2O_3$ sandblasting. No statistically significant difference was found among the three (P>.05). 2. The porcelain-fused-to-gold crowns showed the highest value in bonding strength. The bonding strength of crowns porcelain-fused-to-titanium crowns of rest groups showed bonding strength reaching only 85%-94% of that of PFG, though simple comparision seemed unacceptable due to the difference in materials used. 3. The fracturing patterns between metal and porcelain showed mixed type of failure behavior including cohesive failure and adhesive failure as a similar patterns by examination with the naked eye and SEM. But porcelain-fused-to-gold crowns showed high incidence of adhesive failure and porcelain-fused-to-titanium crowns showed high incidence of cohesive failure. Conclusion: Above results proved that when fabricating porcelain-fused-to-titanium crowns, treating casting titanium surface with gold or TiN was able to enhance the bonding strength between titanium and porcelain. Mean value of masticatory force was found to showed clinically acceptable values in porcelain bonding strength in all three groups. However, more experimental studies and evaluations should be done in order to get better porcelain bonding strength and various surface coating methods that can be applied on titanium surface with ease.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권2호
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• pp.59-66
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• 2004

본 연구에서는 유리기판을 통한 SU-8의 이중층을 후면 노광을 통하여 테이퍼지고 속이 빈 형태의 마이크로니들 배열구조물을 만드는 새로운 방법을 제안하였으며 테이퍼지고 속이 빈 형태의 원형축의 Buckling현상에 관한 해석해를 구하였다. Pyrex 7740을 유리기판으로 사용하고 이중층 구조의 SU-8 막을 후면 노광으로 금형 구조물을 제작하는 공정을 개발하였다. $200\;{\mu}m$ 높이의 SU-8기둥들에서 $4.37{\sim}5^{\circ}$범위의 테이퍼 각도를 $400\;{\mu}m$ 높이의 SU-8기둥에서는 $3.08{\sim}4.48^{\circ}$범위 내의 테이퍼 각을 보여주고 있다. 후면 유체저장소와 가로세로 각각 10개의 테이퍼 형태로 전기도금된 니켈 마이크로니들 어레이를 유리 기판을 통해 이중층 구조의 SU-8막을 후면 노광하고. 니켈을 전기도금 함으로서 실현시켰다. $200\;{\mu}m$와 $400\;{\mu}m$ 높이의 벽두께 $10{\mu}m-20{\mu}m$ 및 내경 $33.6{\mu}m-101{\mu}m$인 마이크로니들 어레이를 제작하였다. 또한 $400\;{\mu}m$ 높이의 벽두께 $20\;{\mu}m$ 및 내경 $33.6\;{\mu}m$인 $3.08^{\circ}$의 테이퍼 각 마이크로니들의 임계 버클링힘은 1.8N이었다. 이 해는 차후의 테이퍼 형태의 마이크로니들의 설계시 많은 도움을 주리라 생각한다.