• 방사선산업학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-7
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• 2008

Active polymer gels expand and contract in response to certain environmental stimuli, such as the application of an electric field or a change in the pH level of the surroundings. This ability to achieve large, reversible deformations with no external mechanical loading has generated much interest in the use of these gels as biomimetic actuators and artificial muscles. In this study, poly (vinyl alcohol)(PVA) grafted acrylic acid monomer (PVA-g-AAc) hydrogels were prepared by $^{60}Co$ ${\gamma}-ray$ irradiation and their properties such as degree of grafting and weight swelling in electrostimulation as an artificial muscle and actuator were investigated.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.378-393
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• 2022

마찰전기 나노발전기(이하 TENG)의 새로운 발전 기술은 에너지 수집 및 자가 전력 공급 감지 응용 분야의 긍정적 전망으로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있다. 또한 최근 소프트로봇의 부상은 플렉시블과 소프트센서, 액추에이터 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러 일으키고 있다. TENG는 액추에이터와 자가 전력 공급 센서를 구동하는 유망한 전원으로 간주되어 소프트웨어 로봇, 소프트 센서 및 액추에이터 개발을 위한 독창적인 방법을 제공한다. 이 리뷰에서는 TENG를 기반으로 다양한 형태와 기능을 가진 소프트웨어 로봇을 소개하려 한다. 그 중 자연계의 구조, 표면 형태, 재료 특성과 센싱/발전 메커니즘을 모방한 바이오닉 소프트 로봇의 설계는 TENG 성능 향상에 큰 도움이 되었다. 또한 다양한 바이오닉 소프트 로봇은 TENG의 간단한 구조, 자체 전력 공급 특성 및 조정 가능한 출력으로 인해 이전 구동 방식보다 향상되었다. 그리하여 이 리뷰에서는 TENG가 활성화한 소프트 로봇 응용의 특정 핵심 영역에서 다양한 연구를 종합적으로 검토하려 한다. 리뷰를 요약하자면 먼저 최근 개발된 다양한 TENG 기반 소프트웨어 로봇을 정리하고 다양한 장비 구조, 표면 형태 및 자연적으로 영감을 받은 재료를 비교 분석하여 그에 따른 TENG 성능 개선을 수행한다. 자연계에 사용되는 다양한 유비쿼터스 감지 원리와 발전 메커니즘 및 유사한 인공 TENG 설계가 확인되었고 촉각 디스플레이 및 웨어러블 기기, 인공 전자 피부 등의 기기에 TENG를 활성화하는 바이오닉 응용에 대해 논의한다. 마지막으로 TENG 기반 센서 및 구동 장비의 로봇 실제 적용에 대한 발전 기회, 도전 및 미래 전망을 분석한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.817-829
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• 2014

조직공학 분야에서의 3 차원 구조체는 세포의 성장과 분화를 유도하기 위한 미세 환경을 제공하고, 재생하고자 하는 조직의 형태를 유지할 수 있도록 지탱해 주는 역할을 수행한다. 현재까지 다양한 생체재료 및 이의 가공 기법들이 이러한 3 차원 구조체를 제작하는데 적용되고 있다. 특히, 3 차원 프린팅 기술은 다양한 재료를 이용하여 원하는 외부 형상과 내부 구조를 제작할 수 있기 때문에 오늘날 조직공학 분야에 많이 이용되고 있고, 이 기술을 통해 새로운 조직공학적 접근 방법도 시도되고 있다. 본 논문에서는, 현재 조직공학 분야에 적용되고 있는 3 차원 프린팅 기술과, 이를 통해 제작된 기능성 인공지지체 및 세포 프린팅 구조체, 그리고 이의 다양한 조직공학적 적용에 대해서 서술하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.337-343
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• 2020

지난 수십 년간, 소형 로봇 가운데 동물과 곤충을 모방한 생체모방 로봇은 인간이 신체적으로 접근할 수 없는 영역에서 특별한 임무를 위해 개발되어 왔다. 최근 들어, 사람의 접근이 제한되는 공간(예 : 고농축 방사능 보관지역, 바이러스 지역, 대테러 위험지역 등)이 늘어나면서 로봇의 활용범위가 더욱 다양해지고 있으며, 과거에는 사람만 가능했던 많은 행위들이 소형 로봇으로의 대체가 시도 되고 있다. 그 중에서도 보행 로봇의 최적 움직임은 이동하는 표면의 특성(예: 거칠기, 곡률, 경사, 재료 등)에 의해 결정될 수 있다. 본 연구에서는 소형 보행 로봇에 적용하기 위한 구조가 간단하고 효율적으로 구동 가능한 압전세라믹 벤더 엑츄에이터를 제안하였다. 유한요소 해석법을 활용한 동적 모델링을 통해 구동원의 형상을 최적화하여 로봇의 이동 성능을 극대화 하였고, 제작과 실험을 통하여 그 결과를 검증하였다. 제작된 엑츄에이터는 무부하 조건에서 최대속도 236mm/s로 이동 하였고, 5g의 부하를 적재하고 156mm/s의 속도로 이동 가능함을 확인 하였다. 제안된 다족형 액추에이터는 수행해야 할 임무와 요구 성능에 따라 모듈식으로 추가가 가능한 장점이 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.507-514
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• 2015

사람과 사람 사이의 통신을 넘어 사람과 사물, 사물과 사물 간에 정보를 주고받는 사물인터넷 시대가 다가오고 있다. 스마트 센서는 지능화에 의해 스마트폰, 지능형 자동차, 스마트홈 시스템, 착용형 전자기기, 원격진료 시스템, 대규모의 환경 감시 시스템 등으로 활용영역을 넓히고 있다. 최신 스마트폰에는 이미지센서, 터치센서, 마이크로폰, GPS, 모션센서, 지자기센서, 조도센서, 근접센서, 지문센서 등 다양한 스마트 센서가 적용되고 있다. 센서 기술은 기존 센서에 제어 판단 저장 통신 등 다양한 기능이 결합되어 기존 산업과 IT 산업을 융합하는 차세대 유망기술로 주목을 받는다. 특히 촉각 시각 청각 미각 후각 등 인간의 감각을 모방하는 오감인식 기술이 부상하고 있다. 본 연구보고서에서는 인간의 오감에 대한 생물학적 원리와 오감센서의 동작 원리, 국내외 연구개발 현황, 기술 및 시장 동향을 정리하였다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제7권6호
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• pp.484-495
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• 2015

PURPOSE. This study was to evaluate the effects of bacterial cellulose (BC) membranes as a barrier membrane on guided bone regeneration (GBR) in comparison with those of the resorbable collagen membranes. MATERIALS AND METHODS. BC membranes were fabricated using biomimetic technology. Surface properties were analyzed, Mechanical properties were measured, in vitro cell proliferation test were performed with NIH3T3 cells and in vivo study were performed with rat calvarial defect and histomorphometric analysis was done. The Mann-Whitney U test and the Wilcoxon signed rank test was used (${\alpha}<.05$). RESULTS. BC membrane showed significantly higher mechanical properties such as wet tensile strength than collagen membrane and represented a three-dimensional multilayered structure cross-linked by nano-fibers with 60 % porosity. In vitro study, cell adhesion and proliferation were observed on BC membrane. However, morphology of the cells was found to be less differentiated, and the cell proliferation rate was lower than those of the cells on collagen membrane. In vivo study, the grafted BC membrane did not induce inflammatory response, and maintained adequate space for bone regeneration. An amount of new bone formation in defect region loaded with BC membrane was significantly similar to that of collagen membrane application. CONCLUSION. BC membrane has potential to be used as a barrier membrane, and efficacy of the membrane on GBR is comparable to that of collagen membrane.

• 방사선산업학회지
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• 제7권1호
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• pp.45-49
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• 2013

In tissue engineering application, a fibrous structure of scaffolds has been issued as an alternative system to regulate cell survival and tissue regeneration, and electrospinning technique has been popularly used to generate fibrous meshes or sheets mimicking the structure of native extracellular matrix (ECM). However, recent strategy in the scaffold development is expanded to provide the structural property as well as a biological property of native ECM, a variety of surface modification techniques have been used to introduce biological property. In this study, we developed biomimetic poly(L-lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL) nano- and micro-fibrous scaffolds as a unique platform with structural and biological properties with native ECM using electrospinning method and gamma-ray irradiation. Surface morphology of the scaffolds was observed by scanning electron microscopy, and alteration of surface property was evaluated with toluidine blue O staining, water contact angle measurement and ATR-FTIR analysis.

• 접착 및 계면
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• 제20권3호
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• pp.110-115
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• 2019

그래핀으로 박리시키기 위한 한 가지 방법으로 산화그래핀이 많은 관심이 집중되고 있다. 산화그래핀의 산화그룹은 다양한 기능기와 수소결합을 시킬 수 있어 여러 응용분야에 이를 적용시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 산화그래핀 자체만으로는 실질적으로 응용에 요구되어지는 기계적 물성을 만족시킬 수 없다. 따라서 본 연구에서는 홍합 단백질을 생체모사한 폴리도파민을 이용하여 산화그래핀과 결합시키고 액체-기체 계면에서 대면적의 복합체막을 형성 시켰다. 또한 폴리도파민-산화그래핀 복합체 박막의 모폴로지 구조도 제어하여 나노 링클 구조를 가지는 복합체 막을 얻었다. 기계적으로 우수하며 정교한 나노 구조를 형성할 수 있어 차세대 해수담수화 멤브레인 또는 탄소 복합재료에 이용될 수 있을 것으로 기대될 수 있다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.371-378
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• 2021

고체 표면의 박테리아 부착억제를 목적으로 고분자를 이용한 친수성 표면 개질 연구가 주목을 받고 있다. 부착억제기능은 세포독성이 아닌 작용으로 바이오필름 형성의 초기단계 방지를 목적으로 하며 친수성 또는 이온성 고분자가 도입된 고체 표면은 단백질, 박테리아 등 생물 개체의 부착방지에 효과적이다. 이는 표면에서의 친수층 형성으로 인한 표면 장벽 형성, 고분자 사슬에 의한 반발력과 삼투압성 응력 작용, 그리고 이온성 고분자와 세포 표면의 정전기적 상호작용에 기인한다. 부착억제를 위한 고분자의 표면 도입은 주로 표면 기능기와의 결합을 이용한 접합 방식과 자연모방 접착 기능기를 활용한 침적 방식으로 이루어지고 있다. 본 총설에서는 표면 도입 시 부착억제 기능을 보이는 대표적인 고분자의 종류, 코팅방법, 및 항균 특성을 소개하고 향후 공공시설, 산업 등으로의 대면적 응용을 위한 고려사항들을 다루고자 한다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제48권2호
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• pp.13.1-13.11
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• 2023

Objectives: Natural extracts have been investigated as a biomimetic strategy to mechanically strengthen the collagen network and control the biodegradation of extracellular matrix. This study evaluated the effect of epigallocatechin-3-gallate (EGCG) on abfraction lesions prior to the composite resin. Materials and Methods: The sample consisted of 30 patients (aged between 28 and 60 years) with abfraction lesions located in 2 homologous premolars. The teeth were randomly assigned according to dentin treatment: 0.02% EGCG solution or distilled water (control). After enamel acid etching, the solutions were applied immediately for 1 minute. The teeth were restored with Universal Adhesive (3M) and Filtek Z350 XT (3M). Analyzes were done by 2 independent examiners using modified USPHS (retention, secondary caries, marginal adaptation, and postoperative sensitivity) and photographic (color, marginal pigmentation, and anatomical form) criteria at baseline (7 days) and final (18 months). The data analysis used Friedman and Wilcoxon signed-rank tests (α = 0.05). Results: At baseline, all restorations were evaluated as alpha for all criteria. After 18 months, restorations were evaluated as alpha for secondary caries, color, and marginal pigmentation. There was significant difference between baseline and 18 months (p = 0.009) for marginal adaptation and postoperative sensitivity (p = 0.029), but no significant difference were verified between treatments (p = 0.433). The EGCG group had a restoration retention rate of 93.3%, while the control group had 96.7%. Conclusions: The application of EGCG solution on abfraction lesions did not significantly influence the survival of the restorations based on clinical and photographic criteria.