• Macromolecular Research
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• 제11권1호
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• pp.2-8
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• 2003

The self-assembly of polymers can lead to supramolecular systems and is related to the their functions of material and life sciences. In this article, self-assembly of Langmuir-Blodgett (LB) films, polymer micelles, and polymeric nanoparticles, and their biomedical applications are described. LB surfaces with a well-ordered and layered structure adhered more cells including platelet, hepatocyte, and fibroblast than the cast surfaces with microphase-separated domains. Extensive morphologic changes were observed in LB surface-adhered cells compared to the cast films. Amphiphilic block copolymers, consisting of poly(${\gamma}$-benzyl L-glutamate) (PBLG) as the hydrophobic part and poly(ethylene oxide) (PEO) [or poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)] as the hydrophilic one, can self-assemble in water to form nanoparticles presumed to be composed of the hydrophilic shell and hydrophobic core. The release characteristics of hydrophobic drugs from these polymeric nanoparticles were dependent on the drug loading contents and chain length of the hydrophobic part of the copolymers. Achiral hydrophobic merocyanine dyes (MDs) were self-assembled in copolymeric nanoparticles, which provided a chiral microenvironment as red-shifted aggregates, and the circular dichroism (CD) of MD was induced in the self-assembled copolymeric nanoparticles.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.513-523
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 최근 저자가 제안한 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념인 친수성/소수성 수평 표면에서의 액적이송을 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 액적 내 및 주위의 속도벡터, 압력분포 및 전체운동에너지와 같은 수치해석 결과를 제시하고 이 결과들을 통해 액적이송 메커니즘을 규명하였다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.514-521
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• 2010

Solvent-casting 공정을 통해서 제조되는 전형적인 Proton Exchange Membrane (PEM)과는 달리, 일종의 Bulk-Molding Compounds (BMC) Process와 유사한 공정을 사용하여서 실리카 나노 입자들이 나노 크기로 분산된 PEM을 제조하였다. 즉, 반응성 분산제인 Urethane Acrylate Nonionomer (UAN)와 Styrene, Styrene Sulfonic Acid (NaSS), 실리카 나노입자를 Dimethyl Sulfoxide (DMSO) 단일 용매에 혼합시키고 라디칼 개시제 존재 하에서 Mold내에서 공중합을 수행하면, 표면 특성이 각기 다른 실리카 나노 입자들이 나노 크기로 분산된 Poly(urethane acrylate-styrene-styrene sulfonic acid) random copolymer Membrane 즉 일종의 실리카/고분자 Nanocomposite Membrane이 제조될 수 있었다. 실리카 나노 입자들의 Membrane에서의 분산성은 TEM을 이용하여서 확인할 수 있었다. 제조된 Membrane은 분산된 실리카 나노입자들의 표면 특성에 따라서 각기 다른 수팽윤도 및 수소이온전도도 변화 거동을 나타내었다. Membrane에 친수성 실리카 나노 입자들이 분산된 경우에는, Membrane의 수팽윤도가 다소 증가되었지만 거의 일정한 수소 이온 전도도를 나타내었다. 그러나 Membrane의 메탄올 투과도는 상대적으로 크게 감소되었다. 반면에 Membrane에 분산된 소수성 실리카 나노 입자들이 분산된 경우에는, 수팽윤도는 크게 감소되었지만 수소 이온전도도는 거의 변화하지 않았다. 즉 소수성 실리카 나노입자들은 소수성 도메인에 분산되어서 친수성 도메인이 팽윤되는 것을 억제시키지만 수소 이온전도성에는 영향을 미치지 않기 때문이다. 따라서 membrane의 수팽윤도와 수소이온전도성을 실리카 나노 입자들의 표면 특성을 이용하여서 자유로이 조절이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 흥미로운 것은 실리카 나노 입자를 membrane에 분산시키는 것만으로도 수소 이온 전도성을 유지시키면서 수팽윤도를 현저하게 저하시킬 수 있다는 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.405-414
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• 2015

유체이송 기술은 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 최근 명(2014)은 외부 동력을 사용하지 않고 액적을 이동시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 초기에 반원통형 형상을 가지는 가상의 2차원 액적에 대한 수치해석을 통해 이 개념이 성립함을 보였다. 본 논문에서는 친수성/소수성 표면위에서 초기 3차원 반구형상의 실제 물 액적이 가지는 움직임을 상용소프트웨어 Fluent의 VOF 방법을 사용하여 수치해석하였다. 해석결과는 명(2014)의 2차원 수치해석 결과와 비교하였으며, 또한 물 액적이송의 메커니즘을 시간에 따른 액적형상과 액적 내부의 운동에너지, 중력에너지, 표면자유에너지 및 압력에너지의 수치해석 결과를 통해 규명하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제54권5호
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• pp.222-229
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• 2021

Icing causes various serious problems, where water vapor or water droplets adhere at cold conditions. Therefore, understanding of ice adhesion on solid surface and technology to reduce de-icing force are essential for surface finishing of metallic materials used in extreme environments and aircrafts. In this study, we controlled wettability of aluminum alloy using anodic oxidation, hydrophobic coating and lubricant-impregnation. In addition, surface porosity of anodized oxide layer was controlled to realize superhydrophilicity and superhydrophobicity. Then, de-icing force on these surfaces with a wide range of wettability and mobility of water was measured. The results show that the enhanced wettability of hydrophilic surface causes strong adhesion of ice. The hydrophobic coating on the nanoporous anodic oxide layer reduces the adhesion of ice, but the volume expansion of water during the freezing diminishes the effect. The lubricant-impregnated surface shows an extremely low adhesion of ice, since the lubricant inhibits the direct contact between ice and solid surface.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제23권5호
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• pp.248-253
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• 2014

Air Gap Membrane Distillation (AGMD) is one of several technologies that can be used to solve problems fresh water availability. AGMD exhibits several advantages, including low conductive heat loss and higher thermal efficiency, due to the presence of an air gap between the membrane and condensation wall. A previous study by Bhardwaj found that the condensation surface properties (materials and contact angle) affected the total collected fresh water in the solar distillation process. However, the process condition differences between solar distillation and AGMD might result in different condensation phenomena. In contrast, N. Miljkovic showed that a hydrophobic surface has higher condensation heat transfer. Moreover, to the best of our knowledge, there is no study that investigates the effect of condensation surface properties in AGMD to overall process performance (i.e. flux and thermal efficiency). Thus, in this study, we treated the AGMD condensation surface to make it hydrophobic or hydrophilic. The condensation surface could be made hydrophilic by immersing and boiling plate in deionized (DI) water, which caused the formation of hydrophilic aluminum hydroxide (AlOOH) nanostructures. Afterwards, the treated plate was coated using hexamethyldisiloxane (HMDSO) through plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The result indicated that condensation surface properties do not affect the permeate flux or thermal efficiency significantly. In general, the permeate flux and thermal efficiency for the treated plates were lower than those of the non-treated plate (pristine). However, at a 1 mm and 3 mm air gap, the treated plate outperformed the non-treated plate (pristine) in terms of permeate flux. Therefore, although surface wettability effect was not significant, it still provided a little influence.

• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.497-500
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• 2008

폴리스틸렌발포체(스티로폼)를 비롯한 소수성 폴리머의 재활용과 친수성 표면개질의 한 방편으로 산소플라즈마 고정화와 그래프팅법을 이용하여 친수성인 아크릴산과 아크릴아미드단량체를 스티로폼 표면에 도입하였다. 플라즈마 처리에 의한 표면개질의 증거는 ESCA스펙트럼의 O/C와 N/C ratio의 증가, 전계방사현미경의 사진으로부터 박막생성 및 접촉각의 현저한 감소 현상의 관찰로부터 확인하였다. 접촉각은 $84^{\circ}$에서 $18{\sim}19^{\circ}$로 대폭 감소하였으며, 이는 아크릴산보다 아크릴아미드가 결정적 요인이 됨을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.93-100
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• 2022

본 연구에서는 다양한 소수성 조건으로 코팅된 흙 입자 표면이 함수비 조건에 따라 분광정보에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 소수성으로 코팅된 표준사의 습윤성 실험 및 분광정보 평가 실험을 수행하였다. 습윤성 평가 결과, 1%, 3% 및 5%로 소수성 코팅된 표준사의 건조시간에 따른 표준사-물 경계면의 접촉각은 각각 약 130°~143°, 약 129°~144°와 약 131°~144°의 범위를 보였다. 이는 동일한 건조시간에서 소수성 코팅 정도가 증가할수록 접촉각은 증가하였지만, 접촉각의 범위는 동일한 범주의 습윤성을 갖는 것을 의미한다. 분광정보 평가 결과, 소수성 상태를 갖는 건조된 표준사는 친수성 상태의 표준사에 비하여 소수성 수준의 증가에 따라 최대분광반사율이 감소한 반면에, 동일한 함수비 조건에서는 소수성 정도가 증가할수록 최대분광반사율이 증가하는 것으로 평가되었다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제37권4호
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• pp.181-188
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• 2012

As the demand for large-scale analysis of gene expression using DNA arrays increases, the importance of the surface characterization of DNA arrays has emerged. We compared the efficiency of molecular biological applications on solid-phases with different surface polarities to identify the most optimal conditions. We employed thiol-gold reactions for DNA immobilization on solid surfaces. The surface polarity was controlled by creating a self-assembled monolayer (SAM) of mercaptohexanol or hepthanethiol, which create hydrophilic or hydrophobic surface properties, respectively. A hydrophilic environment was found to be much more favorable to solid-phase molecular biological manipulations. A SAM of mercaptoethanol had the highest affinity to DNA molecules in our experimetns and it showed greater efficiency in terms of DNA hybridization and polymerization. The optimal DNA concentration for immobilization was found to be 0.5 ${\mu}M$. The optimal reaction time for both thiolated DNA and matrix molecules was 10 min and for the polymerase reaction time was 150 min. Under these optimized conditions, molecular biology techniques including DNA hybridization, ligation, polymerization, PCR and multiplex PCR were shown to be feasible in solid-state conditions. We demonstrated from our present analysis the importance of surface polarity in solid-phase molecular biological applications. A hydrophilic SAM generated a far more favorable environment than hydrophobic SAM for solid-state molecular techniques. Our findings suggest that the conditions and methods identified here could be used for DNA-DNA hybridization applications such as DNA chips and for the further development of solid-phase genetic engineering applications that involve DNA-enzyme interactions.

• 한국의류산업학회지
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• 제25권1호
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• pp.119-126
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• 2023

This study aimed to determine the effects of relative humidity and fiber properties on the moisture permeability of multilayer systems by measuring water vapor transmission in the overlapping condition of various fabrics. The results confirmed that the property of the fabric in contact with the humid environment affects the moisture permeability. If the layer facing the humid environment is hydrophobic and the layer facing the dry environment is superhydrophobic, water vapor transmission increases by up to 17.8% compared to the opposite conditions. Comparing the correction values of the water vapor transmission reflecting the thickness of the specimen under the multilayer condition showed that permeability was higher when the hydrophilic or hydrophobic layer was facing the humid environment. The opposite was true from the "push-pull" effect of absorption mechanism. In the case of moisture permeability, the more hydrophilic the surface facing the humid environment, the more permeable that water vapor diffuses and passes through. It was concluded that the "pull-push" effect, in which water vapor diffuses widely through the hydrophilic facing a humid environment and then passes through the hydrophobic layer, contributes to the improvement of permeability. Permeability differed according to the multilayer overlapping condition. When the relative humidity was high, the "pull-push" effect was insignificant. This is caused by water droplets absorption after the partial migration of water due to condensation. These results suggest that the overlapping conditions and properties of fabrics should vary depending on heavy sweating or not.