• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.325-343
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• 2023

직접 메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell, DMFC)는 연료의 개질 없이 메탄올 연료를 공급하여 수소이온과 전자 생성을 통해 전류를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 현재 DMFC에 적용되고 있는 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 높은 수소이온 전도도와 물리화학적 안정성을 갖는 과불소화계 이오노머를 활용한 PEM이지만, 높은 메탄올 투과율과 분해 시 발생되는 환경 오염 물질 등의 문제로 인해 신규 소재 개발이 요구되고 있다. 최근 들어, 과불소화계 이오노머에 비해 낮은 연료 투과율 및 우수한 물리화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 PEM을 DMFC에 적용하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설에서는 탄화수소계 고분자 기반 PEM 중 1) 친수성/소수성 영역의 뚜렷한 나노 상분리 구조를 나타내는 가지형 공중합체를 합성하여 수소이온 전도성과 메탄올의 선택도를 향상시킨 연구, 2) 제막 단계에서 가교 구조를 도입하여 메탄올 투과율을 감소시키고 치수 안정성을 향상시킨 연구, 3) 유/무기계 첨가제 및 다공성 지지체를 도입하여 성능을 개선한 복합 막 개발 연구에 대해 소개하고자 한다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.362-368
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• 2023

이 연구 논문은 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려와 온실 가스 배출 감소를 위한 필수적인 요구에 대응하여 마이크로기공 고분자(PIM-1)의 이용을 탐구한 것이다. 연구는 PIM-1 막을 이산화탄소(CO₂) 가스 분리 막으로 사용하는 현대적인 소재로서의 응용에 집중하고 있다. 연구는 PIM-1 막의 합성, 분자량 제어, 그리고 제각각의 특성 분석 기술을 통해 포괄적인 통찰을 제공하며, 이러한 특성 분석 기술을 통해 PIM-1의 고유한 교차결합 및 강성 구조에서 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 가교된 구조로부터 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 튜닝 가능한 화학적 특성을 강조하며, 가스 분리 막의 맞춤 및 최적화를 가능케 하는 특성에 대한 이해를 제시하고 있다. 분자량을 통제함으로써 고분자량(H-PIM-1) 막은 낮은 분자량 대비 더 뛰어난 CO₂ 투과성과 선택성을 나타내며, 이를 통해 PIM-1 막의 특성을 조절하는 데 분자량의 중요성을 강조하고 있다. 연구 결과는 PIM-1 막 특성을 조절하는 데 분자량이 중요한 역할을 하는 것을 강조하며, 이는 기후 변화의 긴급한 글로벌 도전에 대응하기 위한 효율적이고 선택적인 CO₂ 포집을 위한 차세대 막 기술의 발전에 기여하고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.56-63
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• 2023

본 연구에서는 졸-겔 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide) 박막을 만들고 이에 전자빔을 조사 한 후 박막 트랜지스터로 제작하여 전자빔 조사가 박막 트랜지스터의 전기적 특성에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 특히 전자빔이 조사되는 환경을 대기 중과 질소 분위기(<200 ppm O₂)로 두고 전자빔 조사 선량 세기를 100kGy와 200kGy로 각각 조사한 후 350℃ 온도에서의 열처리만 진행한 비교군과 비교 분석을 진행하였다. 전자빔 조사에 따른 졸-겔 IGZO 박막의 물성 변화를 분석하기 위해 UV-Visible spectroscopy, X-ray diffraction(XRD)와 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 분석 결과, 전자빔 조사 전·후의 모든 조건 하에서 가시광 영역에서의 80% 이상의 높은 투과도를 보여줌을 확인할 수 있었고, XRD 분석 결과를 통해 전자빔 조사와 관계없이 비정질 특성을 유지함을 확인하였다. 특히 전자빔 조사에 따라 졸-겔 IGZO 박막에 화학적 조성 변화가 있음을 확인하였는데, 질소 분위기에서 전자빔을 조사하게 되면 M-O결합과 관련된 peak이 차지하는 비율이 높아짐을 확인할 수 있었다. 질소 분위기에서 전자빔이 조사된 TFT들은 on/off 비율, 전자 이동도에서 향상된 특성을 보여주었으며, 시간에 따라 트랜지스터의 특성들(on/off 비율, 문턱전압, 전자이동도, 하위임계값 스윙)의 수치 또한 큰 변화 없이 유지됨이 확인되어, 졸-겔 공정 TFT 제작에 있어서 질소 분위기에서의 전자빔 조사공정이 IGZO기반 박막 트랜지스터의 전기적특성의 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제61권4호
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• pp.293-307
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• 2023

최근 다양한 증례 보고에서 소개되고 있는 jaw motion tracking은 환자의 안궁 이전 및 개별화된 하악 운동 경로를 기록한 후, 이를 computer-aided-design/computer-aided-manufacturing (CAD-CAM) 소프트웨어의 가상공간상에 재현하는 방법이다. 본 증례의 환자는 오랜 기간 구치부의 상실로 인해 교합평면의 붕괴가 관찰되었기에, 수직 교합 고경의 증가를 동반한 완전 구강 회복술을 계획하였다. 우선 jaw motion tracking을 진행하여 새로운 중심위 상에서 환자의 하악 운동을 기록한 후, 이 정보를 환자의 초진 구내 데이터 및 3차원 안면 스캔 데이터와 조합하여 가상 환자를 생성하였다. 가상 환자 상에서 진행한 디지털 왁스업과 임플란트 식립 계획을 바탕으로 임시 보철물을 제작하였다. 새롭게 설정된 수직 교합 고경 상에서 적절한 견치 유도를 보이는 임시 보철물의 검증을 통해, 최종 보철물로 이행하였다. 이처럼 디지털 치의학 기술의 장점을 활용하여 환자는 저작능과 심미성의 개선에 만족하였기에 본 증례를 보고하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.576-583
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• 2023

본 연구에서는 전극의 전기 전도도 증대와 젖산 산화반응의 부산물인 과산화수소 생성 완화가 젖산 산화효소 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 유연성 있는 탄소종이 표면을 단일벽 탄소나노튜브로 개질하여 전극의 전기 전도도를 향상시켰다. 카탈라아제를 도입하여 젖산 산화반응에서 발생하는 과산화수소를 제거하였다. 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 탄소종이 전극은 젖산 산화효소만 고정화된 탄소종이 전극보다 1.7배 많은 전류를 생성하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이 표면에 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 전극은 171 µA의 전류를 생산하였는데, 이는 탄소종이 표면에 젖산 산화효소만 고정화된 전극이 생산하는 전류보다 2배 높은 값이다. 최적화된 전극은 젖산 농도가 20 mM까지 선형반응을 보여 센서용 전극으로 사용 가능함을 확인하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.17-26
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• 2023

프리스트레스드 콘크리트(Prestressed Concrete, PSC) 거더는 프리텐션과 포스트텐션 긴장 방식으로 구분되고, 단면 형상에서는 I형과 U형으로 구분된다. 각 긴장 방식과 단면 형상에 따른 장단점이 있고, 각각의 방식으로 교량 건설 현장에 적용되고 있다. 본 연구에서는 프리텐션 긴장 방식과 U형 단면의 단점을 극복하여 적용한 새로운 거더 형식을 제안하고 구조 성능을 검증하고자 하였다. 프리텐션 긴장 방식의 거더는 반력대가 필요한 관계로 주로 공장에서 제작되며, 이동을 위하여 무게와 경간장이 제한되는 단점이 있다. 또한 U형 단면의 경우 전도 등 시공 시 구조 안정성이 높으나, 자중이 I형에 비해 상대적으로 커서 현장 제작 후 포스트텐션 긴장 방식이 주로 적용되고 있다. 본 연구에서는 현장 프리텐션 긴장 방식을 적용한 PSC 거더 제작 방식 제시하고 40 m급 실대형 실험체를 제작하여 구조 성능을 검증하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.993-999
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• 2023

피브리노겐 그리고 콜라겐의 생채재료는 조직재생공학에 널리 사용되고 있다. 이번 연구에서는 이 두 가지 재료를 사용하여 새로운 이중구조지지체를 만들고자 한다. 전략적으로 조직재생은 혈관 재생이 우선이기 때문에 혈관형성에 도움을 주는 피브리노겐 지지체를 이중지지체의 외부로 형성시키고 중앙에는 조직재생에 더욱 더 효과 있는 콜라겐을 위치시킴으로써 새로운 조직 재생의 상승효과를 기대하고 한다. 전례 연구에서는 이 두 가지 재료를 혼용해서 사용하고는 있지만 아직까지 중심구조(Core)시스템의 지지체 구조의 형성으로 지지체를 만들어 보고된 바는 없다. 따라서 이번 연구의 핵심인 이중지지체는 내부는 콜라겐 지지체 외부는 피브리노겐을 위치시킨 중심(Core) 구조 제조 방법을 제시하고자 한다. 실험결과는 이중구조지지체의 전략적인 생분해(Biodegradation)에 기인하여 지지체의 외부에 위치한 피브리노겐은 빠른 생분해와 약물방출이 발생했다. 반면 콜라겐 지지체는 상대적으로 피브리노겐지지체 보다는 약물의 방출 시간을 오래 유지할 수 있는 결과를 보았다. 결론적으로 이중 지지체를 만드는 방법을 적용한다면 결손 조직재생에 상승효과가 있을 것으로 사료된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.21-27
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• 2022

저렴한 전도성 흑연을 인쇄전자 공법으로 유연 압력 센서를 개발하였다. 유연 압력 센서는 의료, 게임, AI 등 미래 산업에 활용될 소재로 각광받고 있다. 유연 압력 센서용 인쇄전극을 다양한 전기-기계적 특성을 평가한 결과 최대인장률 20%, 30°의 인장/굽힘, 간이 맥박 시험에서 일정한 저항 변화율을 보였다. 이렇게 검증이 완료된 전극을 시뮬레이션하여 더 적합한 matrix 패턴을 설계하였다. Serpentine 패턴을 활용하여 matrix 패턴 제작과 인캡슐레이션을 동시에 진행할 수 있는 공정을 활용하였다. 인쇄된 흑연 전극의 한쪽 면에 접착력 증가를 위한 O₂ 플라즈마 표면처리하고, 90°회전시켜, 라미네이션 공정을 통해 2개의 전극을 하나로 제작하였다. 이렇게 제작된 matrix 패턴을 인체의 손목 맥박 위치에 부착하여 실측을 진행한 결과 남녀 상관없이 일정한 저항 변화율을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.98-104
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• 2023

대기 중 구리-구리 플립칩(flip-chip) 접합을 위해 제안된 효율적 공정의 실현 가능성을 평가하고자 구리(Cu) 필라(pillar) 상 다공성 구리층의 형성 및 액상 환원제 투입 후 열압착 접합을 실시하였다. 구리 필라 상 다공성 구리층은 아연(Zn) 도금-합금화 열처리-선택적 아연 에칭(etching)의 3단계 공정으로 제조되었는데, 형성된 다공성 구리층의 두께는 평균 약 2.3 ㎛였다. 본 플립칩 접합은 형성 다공성 구리층에 환원성 용제를 침투시킨 후, 반건조 과정을 거쳐 열압착 소결접합으로 진행하였다. 용제로 인한 구리 산화막의 환원 거동과 함께 추가 산화가 최대한 억제되면서 열압착 동안 다공성 구리층은 약 1.1 ㎛의 두께로 치밀해지며 결국 구리-구리 플립칩 접합이 완수되었다. 그 결과 10 MPa의 가압력 하에서 대기 중 300 ℃에서 5분간 접합 시 약 11.2 MPa의 접합부 전단강도를 확보할 수 있었는데, 이는 약 50% 이하의 필라들만이 접합된 결과로서, 공정 최적화를 통해 모든 필라들의 접합을 유도할 경우 20 MPa 이상의 강도값을 쉽게 얻을 수 있을 것으로 분석되었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제39권3호
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• pp.176-185
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• 2023

조절성 교합기에 모형을 부착하기 위하여 안궁이전이 필요하다. 아날로그 안궁이전에서는 장비의 정확도와 작업자의 숙련도가 모형 부착 결과에 영향을 미칠 가능성이 있다. 더불어 편차가 큰 방법으로 부착된 작업 모형에서는 정확한 치과 보철물의 제작이 어려우므로, 아날로그 안궁이전으로 부착된 작업 모형의 위치 편차를 파악하는 것이 중요하다. 본 증례에서는 아날로그 안궁이전으로 부착된 상악 모형의 위치와 cone beam computed tomography 데이터를 기반으로 위치된 상악 모형의 위치를 거리 편차와 교합 평면의 각도 편차를 평가하였다. 이를 토대로 아날로그 안궁이전으로 부착된 상악 모형의 편차를 보고하였다. 아날로그 안궁이전 방법은 3 - 16 mm의 선형 편차와 5 - 7도의 교합평면 각도 편차를 가지는 상악 모형의 부착 결과를 나타내었다. 아날로그 안궁이전은 환자별로 위치 편차가 다를 수 있음을 확인했으며, 치과 보철물 제작에서의 부정확성을 초래할 가능성이 있다. 이러한 결과는 임상에서 아날로그 안궁이전 방법이 상악 모형을 부착하는 과정에서 큰 편차가 있을 수 있음을 나타내었기에 이를 보고하는 바이다.