• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2544-2549
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• 2013

고성능 고분자/클레이 나노 복합재료의 제조 과정에는 친수성을 보이는 클레이 원료 물질인 $Na^+$-MMT (sodium monmorilonite)를 친유성을 갖도록 유기화된 계면활성제로처리하여 개질하는 과정이 필수적이다. 이를 위하여 이 연구에서는 VDAC (vinylbenzyldimethyl-dodecylammonium chloride)를 간단한 화합물로부터 합성하였고 이를 이용하여 양이온 교환반응에 의하여 $Na^+$-MMT를 개질한 후 $VDA^+$-MMT를 제조하였다. 이를 스티렌과 혼합하여 in-situ 중합에 의하여 나노복합재료를 제조하였고 클레이의 분산성 및 차단특성을 연구하였다. 연구 결과 PS/$VDA^+$-MMT 나노 복합재료의 경우 클레이의 분산이 $Na^+$-MMT와 비교할 때 현저히 증가함을 확인하였고 이로 인해 유기 용매에 대한 차단 특성이 매우 우수함을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권1호
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• pp.33-40
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• 2002

폐기물 매립장에서 자연점토의 대체물질로서 사용되는 토목합성수지 점토라이너(GCL : Geosynthetic Clay Liner)는 차수능이 우수한 반면, 투수되는 용액의 성상에 따라 투수계수가 증가할 수 있다는 단점이 있다. GCL에서 차수능을 담당하는 벤토나이트는 폐기물 매립지의 침출수 내의 여러 가지 물질에 의해 그 특성이 변할 수 있는데, 특히 침출수의 휴믹물질과 벤토나이트 입자 상호간의 영향에 의하여 수리학적 특성이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 매립년령이 오래된 매립지 (O-매립지)와 신생매립지 (Y-매립지)의 침출수에 대하여 휴믹물질이 매립지의 차수재로 사용되는 GCL의 투수계수에 미치는 영향을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 휴믹물질이 GCL의 수리학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, O-매립지 및 Y-매립지의 침출수로부터 추출 정제한 휴믹산과 펄빅산에 대하여 GCL내부의 벤토나이트의 스웰링 시험과 GCL의 수리학적 전도도 시험을 수행하였다. 스웰링 시험을 통해 휴믹물질의 농도와 전기전도도가 증가할수록 벤토나이트의 스웰링이 감소하며, 이에 따라 휴믹물질은 GCL의 수리학적 전도도를 증가시킬 수 가능성이 있음을 확인하였다. 수리학적 전도도 실험결과, 침출수 및 침출수 내 휴믹물질은 GCL의 수리학적 전도도를 증가시키는 경향을 나타냈다. 특히 O-매립지의 침출수 및 휴믹물질은 Y-매립지의 침출수 및 휴믹물질보다 GCL의 투수계수를 큰 폭으로 증가시켰다.

• 한국주조공학회지
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• 제34권3호
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• pp.107-111
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• 2014

Permeability is the ability of a material to transmit fluid/gases. It is an important material property and it depends on mould parameters such as grain fineness number, clay, moisture, mulling time, and hardness. Modeling the relationships among these variable and interactions by mathematical models is complex. Hence a biologically inspired artificial neural-network technique with a back-propagation-learning algorithm was developed to estimate the permeability of green sand. The developed model was used to perform a sensitivity analysis to estimate permeability. The individual as well as the combined influence of mould parameters on permeability were simulated. The model was able to describe the complex relationships in the system. The optimum process window for maximum permeability was obtained as 8.75-10.5% clay and 3.9-9.5% moisture. The developed model is very useful in understanding various interactions between inputs and their effects on permeability.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.553-557
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• 2011

전기방사법을 이용하여 폴리(비닐 알코올)(poly(vinyl alcohol), PVA)/수분산 폴리우레탄(waterborne polyurethane, WBPU)/montmorillonite clay(MMT) 나노복합섬유를 제조하고 특성을 분석하였다. Scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), X선 회절, thermal gravimetric analyzer(TGA) 의 분석장비들을 이용하여 제조된 나노복합섬유의 형태와 구조적, 열적특성을 확인한 결과, 평균직경이 600~900 nm인 나노복합섬유들이 성공적으로 제조되었으며, MMT가 나노섬유 내에 완전박리되어 기존의 고분자 나노섬유에 비해 열적성질이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제조된 나노복합섬유는 친수성이고 생체친화적인 재료들을 이용하여 제조되었으며, 의료 분야를 비롯하여 의류 및 산업용 코팅제, 필터 등의 분야로 이용이 가능할 것으로 보인다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.71-72
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• 2023

As industrialization and urbanization accelerate, environmental issues have moved from local concerns to global issues. Among them, air pollution is the most important issue. Modern people spend more than 88% of their day indoors, but the concentration of fine dust and pollutants flowing indoors is increasing. The indoor environment has its own complexity, and various substances used indoors, such as building materials, furniture, electronics, and cleaning agents, emit chemical substances and cause various diseases. Therefore, when selecting building materials and interior finishing materials, the pollutant emission and adsorption capacity must be greatly considered. These considerations will ensure the construction of a sustainable future environment and a healthy life within that environment. Therefore, in order to reduce the generation of indoor air pollutants, this study aims to examine the fine dust adsorption properties of cement hardening materials using sepiolite, which has a porous structure and high absorption power among clay minerals. As a result of the experiment, it was found that the concentration of fine dust decreased as the addition rate of sepiolite increased. It is believed that the fine dust concentration was reduced due to the high porosity due to the microfibrous structure and large specific surface area of sepiolite, which has a porous structure among clay minerals. It is believed that these experimental results can be used as basic research for future use of sepiolite as a construction material.

• 한국광물학회지
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• 제29권4호
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• pp.209-220
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• 2016

점토광물은 대기부터 지하수에 이르는 크리티컬존(critical zone) 영역에서 금속과 탄소 순환을 결정짓는 역할을 한다. 계산광물학 연구방법 중에 하나인 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션은 지구물질을 원자단위로 계산하기 때문에, 점토광물의 물리화학적 현상들에 대해 원자수준의 자세한 정보를 제공할 수 있다. 이번 연구에서는 clayFF 힘 장(force field)을 사용한 분자동역학 시뮬레이션을 이팔면체 점토광물인 깁사이트(gibbsite, $Al(OH)_3$), 카올리나이트(kaolinite, $Al_2Si_2O_5(OH)_4$), 파이로필라이트(pyrophyllite, $Al_2Si_4O_{10}(OH)_2$)에 적용하여 300 K, 1기압조건에서 각 광물이 가지는 격자상수와 원자간 거리를 계산하고 실험결과와 비교하였다. 더불어 수산기의 방향성 및 수소결합의 양상 그리고 파워스펙트럼(power spectrum)을 추가적으로 계산하였다. 계산 결과, 격자상수는 기존의 실험결과와 약 0.1~3.7% 미만의 오차율을 보였으며, 원자간 거리는 실험결과와 약 5% 미만의 차이를 가졌다. 깁사이트나 카올리나이트의 팔면체층 표면에 존재하는 수산기가 가지는 신축진동파수(stretching vibrational wavenumber)는 실험값 보다 약 $200-300cm^{-1}$ 높게 계산되었지만, 팔면체층 표면에 존재하는 수산기들의 상대적 크기의 경향은 기존 실험 결과와 일치하였다. 팔면체층 표면의 수산기가 (001)면과 이루는 각도도 기존 실험결과와 상당부분 일치한 반면에 내부 수산기의 경우는 다소 차이를 보였다. ClayFF를 사용한 분자동역학 시뮬레이션 연구 방법은 이팔면체 점토광물 표면 내(층간) 금속이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하는데 유용한 연구방법이 될 수 있음을 시사한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권1호
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• pp.21-26
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• 2014

일본에서 적색 라꾸용 원료로 사용중인 황토는 장기간 사용으로 매장량이 감소되어 대체 원료를 개발하고자 노력중에 있다. 본 연구에서는 현재 일본 라꾸요장에서 사용되는 일본 시가현 고우가시 시가라끼 황토를 분석하여 이와 동일한 색상의 화장토를 개발 하고자 하였다. 일본 시가라끼 황토에 함유된 Goethite와 Wustite의 양을 Raman에 의한 "상대 정량분석법"으로 분석한 결과 일본 시가라끼 황토 내에 함유된 산화철 9.4 %에는 Goethite가 5 %, Wustite가 4.4 %로 구성되어 있으며 이를 $900^{\circ}C$에 넣어 10분간 소성 시 적색을 나타내는 것은 Goethite가 Hematite로 전이되면서 Hematite에 Alumina와 Silica가 고용되기 때문이다. 일본 시가라끼 황토에 함유된 산화철의 양을 기초로 일본 적색 화장토와 같은 색상을 나타내는 것은 하동 White Kaolin 100 g에 Goethite를 5 g, Wustite를 9 g을 첨가한 것이었으며 UV측정결과 $L^*a^*b^*$값은 각각 56.83, 27.22, 23.28이었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권6호
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• pp.217-221
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• 2005

EAF 더스트-점토계 소지에서 혼합비와 열처리 온도에 따른 소지 내의 중금속 총량을 측정하여 높은 증기압을 갖는 Cd, Pb, Zn 등의 중금속 성분의 휘발량을 분석하였으며 TCLP 분석을 통해 소지 내 중금속 성분의 안정화에 대해 평가하였다. 중금속 성분의 휘발은 EAF 더스트-점토의 혼합비와 열처리 온도에 크게 영향을 받으며 점토의 혼합비가 증가할수록 휘발이 효과적으로 억제되었다. 중금속 성분의 용출은 점토의 혼합비와 열처리 온도가 증가할수록 감소하였으며 안정화 효과가 큰 것으로 나타났다. EAF 더스트 20wt%-점토 800 wt%의 혼합비를 갖는 소지의 경우 중금속의 휘발과 용출이 거의 없었으며 XRD 분석 결과에 의하면 점토의 혼합비와 열처리 온도가 증가할수록 EAF 더스트-점토계 소지의 주결정상인 $(Zn{\cdot}Fe)Fe_2O_4$상과 quartz상의 회절강도가 감소하였으며, 이는 중금속의 휘발 억제 및 안정화 기구가 점토의 $SiO_2$ 성분에 의한 유리화 과정에 의한 것임을 나타내는 것으로 보여진다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.27-40
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• 1985

본고는 기약지반변형해석에 이용될 범용 program을 개발하고 이를 이용하여 성토부끝에 sheet pile을 타설하거나 혹은 성토부아래의 연약정토지반을 개취하였을 때의 변형억제효과를 연구한 것이다. 본고에 적용된 압밀리론으로서 Biot의 압밀방정식과 구성방정식으로서 탄소성리론에 근거한 modified Cam-clay 이론을 적용하였고 유한요소해석으로서는 Christian-Boehmer계를 도입하여 program화한 것이다. 그 주요한 결론은 다음과 같다. 1. 속변지반의 침하효과에 관해서는 sheet pile이나 심우혼합처새깊이를 자지층까지 관입하여 시공하고 그 자신의 침하가 없을 경우에만 유효하다. 2. 흔히 사용되는 sheet pile대책공법은 통상의 steel sheet pile의 각성으로서는 성토직후의 봉기, 측방변위의 억제효과는 기대할 수 없다. 3. Sheet pile에 대한 예상론인 사용방법은 성토하부에 세밀을 촉진하기 위해 vertical drain을 설치하고 점증재하 방법만이 확실한 효과가 있다. 4. 체층혼합처리공법은 예상한 바와 같이 그 자종가 강성이 클수록 침하억제핵과가 있다. 특히 grouting을 통한 지반강화가 곧장 주변지반의 변형억제효과가 있다고 단정하는 것은 그 강성 까 관련하여 신중히 고려하여 결정해야 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권12호
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• pp.119-127
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• 2007

Recently, microstructures fabricated using microstereolithography technology have been used in the biological, medical and mechanical fields. Microstereolithography can fabricate real 3D microstructures with fine features, although there is presently a limited number of materials available for use in the process. Deformation of the fine features on a fabricated microstructure remains a critical issue for successful part fabrication, and part deformation can occur during rinsing or during fabrication as a result of fluid flow forces that occur during movement of mechanical parts of the system. Deformation can result in failure to fabricate a particular feature by breaking the feature completely, spatial deflection of the feature, or attaching the feature to neighboring microstructures. To improve mechanical strength of fabricated microstructures, a clay nanocomposite can be used. In particular, a high-aspect ratio microstructure can be fabricated without distortion using photocurable liquid resin containing a clay nanocomposite. In this paper, a clay nanocomposite was blended with a photocurable liquid resin to solve the deformation problem that occurs during fabrication and rinsing. An optimal mixture ratio of a clay nanocomposite was found through tensile testing and the minimal allowable distance between microstructures was found through fabrication experimentation. Finally, using these results, high-aspect ratio microstructures were fabricated using a clay nanocomposite resin without distortion.