• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권5호
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• pp.710-716
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• 2006

Micro-PIV system with a high speed CCD camera is used to measure the flow field near the advancing meniscus of a water slug in microchannels. Image shifting technique combined with meniscus detecting technique is proposed to measure the relative velocity of the liquid near the meniscus in a moving reference frame. The proposed method is applied to an advancing front of a slug in microchannels with rectangular cross section. In the case of hydrophilic channel, strong flow from the center to the side wall along the meniscus occurs, while in the case of the hydrophobic channel, the fluid flows in the opposite direction. Further, the velocity near the side wall is higher than the center region velocity, exhibiting the characteristics of a strong shear-driven flow. This phenomenon is explained to be due to the existence of small gaps between the slug and the channel wall at each capillary corner so that the gas flows through the gaps inducing high shear on the slug surface. Simulation of the shape of a static droplet inside a cubic cell obtained by using the Surface Evolver program is supportive of the existence of the gap at the rectangular capillary corners. The flow fields in the circular capillary, in which no such gap exists, are also measured. The results show that a similar flow pattern to that of the hydrophilic rectangular capillary (i.e., center-to-wall flow) is always exhibited regardless of the wettability of the channel wall, which is also indicative of the validity of the above-mentioned assertion.

• 접착 및 계면
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• 제1권1호
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• pp.23-29
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• 2000

소수성 고분자 재료 표면의 친수화 처리 및 기능성 작용기 도입은 재료의 응용성을 상당히 확장할 수가 있기 때문에 중요성이 인지되고 있다. 본 연구에서는 기상 UV 그라프트 반응(vapor phase photografting)에 의해 서로 다른 이온성을 가지는 비닐계 단량체들을 PE 표면에 도입하여 표면 친수성을 향상시켰다. 이를 위해 acrylic acid(음이온성), acrylamide(중성), allylalcohol(중성), allylamine(양이온성) N,N-dimethyl aminopropyl acrylamide(양이온성) 등 서로 다른 기능성 작용기를 갖는 친수성 단량체들을 본 실험실에서 고안한 기상 UV 그라프트 반응장치를 이용하여 기체상태에서 PE 표면에 도입하였다. 이들 단량체들이 도입된 PE 표면을 물 접촉각 측정과 ATR-FTIR을 이용하여 분석한 결과, 각 기능성 단량체들이 효과적으로 PE 표면에 그라프트되어 표면의 친수성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용한 기상 UV 그라프트 반응은 고분자 표면에 다양한 작용기를 도입하여 표면을 개질할 수 있는 효과적인 방법으로 생각되어진다.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권4호
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• pp.197-201
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• 1997

Plant seed oil-bodies or oleosomes ate the repository of the neutral lipid stored in seeds. These organelles in many oilseeds may comprise half of the total cellular volume. Oleosomes are surrounded by a half-unit membrane of phospholipid into which are embedded proteins called oleosins. Oleosins are present at high density on the oil-body surface and after storage proteins comprise the most abundant proteins in oilseeds. Oleosins are specifically targeted and anchored to oil-bodies after co-translation on the ER. It has been shown that the amino-acid sequences responsible for this unique targeting reside primarily in the central hydrophobic tore of the oleosin polypeptide. In addition, a signal-like sequence is found near the junction of the hydrophobic domain and ann N-terminal hydrophilic / amphipathic domain. This "signal" which is uncleaved is also essential for correct targeting. Oil-bodies and their associated oleosins may be recovered by floatation centrifugation of aqueous seed extracts. This simple partitioning step results in a dramatic enrichment for oleosins in the oil-body fraction. In the light of these properties, we reasoned that it would be feasible to create fusion proteins on oil-bodies comprising oleosins and an additional valuable protein of pharmaceutical or industrial interest. It was further postulated that if these proteins were displayed on the outer surface of oil-bodies, it would be possible to release them from the purified oil-bodies using chemical or proteolytic cleavage. This could result in a simple means of recovering high-value protein from seeds at a significant (i.e. commercial) scale. This procedure has been successfully reduced to practice for a wide variety of proteins of therapeutic, industrial and food no. The utillity of the method will be discussed using a blood anticoagulant, hirudin, and industrial enzymes as key examples.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권6호
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• pp.277-281
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• 2009

초발수 $SiO_2$ 박막을 sol-gel법에 의해 유리 기판 위에 성공적으로 제조하였다. 높은 표면 조도를 갖는 $SiO_2$ 박막을 제조하기 위하여 tetraethoxysilane(TEOS) 용액에 $SiO_2$ 나노 입자들을 첨가하였다. $iO_2$ 입자를 첨가하지 않은 용액을 이용하여 제조한 코팅막은 RMS roughness가 1.27 nm의 매우 평평한 표면 구조를 나타낸 반면, $SiO_2$ 나노 입자들을 1.0, 2.0, 3.0 wt% 첨가한 용액을 이용하여 제조한 $SiO_2$ 박막의 RMS roughness는 44.10 nm, 69.58 nm, 80.66 nm로 측정되었다. 제조된 $SiO_2$ 박막의 표면을 소수성 표면으로 바꾸기 위하여 FAS 용액을 이용하여 발수 처리를 하였다. FAS 처리 이후 거친 표면구조를 갖는 $SiO_2$ 박막의 표면은 친수성에서 소수성으로 바뀌었고 특히, 80.66 nm의 RMS roughness를 갖는 박막은 $163^{\circ}$의 물 접촉각을 갖는 초발수 표면을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.1-7
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• 2017

폴리디메틸실록산(PDMS)은 화학적 증기 증착 방법을 통해 다양한 물질에 5 nm 두께 이하의 박막 형태로 증착될 수 있다. $SiO_2$, $TiO_2$, ZnO, C, Ni 및 NiO와 같은 다양한 종류의 나노입자 표면에도 PDMS 박막은 증기 증착을 통해 고르게 형성될 수 있으며, PDMS가 증착된 표면은 완벽한 소수성을 갖게 된다. 이 소수성 박막은 안정성이 높아 산, 염기 및 자외선 노출 시에도 잘 분해되지 않으며, 또한 PDMS로 코팅된 나노입자는 다양한 환경 분야에 응용될 수 있다. PDMS 코팅된 소수성 $SiO_2$ 입자는 기름/물 혼합액에서 기름과 선택적으로 반응하고, 기름 유출 사고 시 유류 확산을 억제할 수 있으며, 유출된 기름을 물에서 물리적으로 쉽게 분리할 수 있게 해준다. PDMS 코팅된 $TiO_2$를 진공 상태에서 열처리 할 경우 $TiO_2$ 표면은 완전하게 친수성으로 개질되며, 이때 $TiO_2$가 가시광선을 흡수하여 반응할 수 있게 하는 산소 빈자리 또한 발생하게 된다. PDMS 코팅 후 열처리한 $TiO_2$는 아무 처리하지 않은 $TiO_2$에 비해 가시광 하에서 수중의 유기 염료를 분해하는데 더 뛰어난 광촉매 활성을 보인다. 우리는 해당 연구에서 제시하는 간단한 PDMS 박막 코팅 방법이 다양한 환경 과학 및 공학 분야에서 응용될 수 있음을 소개하고자 한다.

• 한국포장학회지
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• 제29권2호
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• pp.111-118
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• 2023

본 연구에서 연속형 레이저와 나노초 레이저의 경우에는 고분자와 물성 조건이 맞지 않아서, 고분자 필름 표면에 특정 패터닝이 구현되지 않았다. 그러나, 펨토초 레이저를 활용하여 HDPE, PP, PET 등의 식품포장 필름의 표면에 패터닝이 구현됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 식품포장 필름에서 펨토초 레이저 패터닝 공정 조건을 확립하였고, 싱글 펄스에 의한 대면적 원형 패턴, 싱글 펄스를 30%를 중첩한 대면적 거칠기 패턴, 직선 패턴, 직선 패터닝을 중첩한 대면적 거칠기 패턴, 직선 패터닝을 교차하여 격자 패턴 등의 표면 패터닝 필름을 제작하였다. 또한, 표면 패턴 구조와 크기에 따른 패터닝 HDPE, PP, PET 필름은 SEM, AFM, 접촉각 분석을 통하여 그 특성을 확인하였다. 펨토초 레이저 패터닝을 하지 않은 각 대조군 필름의 표면 대비 대면적 원형 패터닝 HDPE 및 PP 필름, 싱글 펄스를 30%를 중첩한 대면적 거칠기 패터닝 및 직선 패터닝을 중첩한 대면적 거칠기 패터닝 PET 필름의 표면은 27.1-37.5°의 접촉각을 나타냄으로써, 패터닝 후에 HDPE, PP, PET 필름은 친수성 표면으로 변화되었다. 반면, 나노-마이크로 크기의 돌기 표면구조를 갖고 있는 대면적 격자 패터닝 HDPE 필름의 경우에는 120.4°의 접촉각을 보임으로써, 패터닝 후에 소수성 표면으로 변화되었다. 따라서, 패터닝을 통해 친수성 표면으로 바뀐 필름들은 단백질, 세포, 바이러스 등을 비롯하여 식품의 물질들이 달라붙지 못하거나, 쉽게 떨어지는 엔티파울링 응용분야에 활용이 가능하다. 또한, 향후 좀더 정밀한 나노 및 마이크로 돌기 구조를 갖는 격자 패터닝을 통해 150° 이상의 초소수성 표면을 제작하게 된다면, 자가 청소(Self-cleaning) 등의 초소수성 표면 응용분야에 활용 가능할 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.66-82
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• 2017

유기실리콘 계면활성제는 소수성 유기실리콘 그룹에 친수성 극성 그룹이 결합되어 있다. 유기실리콘의 독특한 특성으로 인하여 유기실리콘 계면활성제는 낮은 계면장력, 윤활성, 퍼짐성, 발수성, 열 안정성, 화학적 안정성 때문에 폴리우레탄 폼, 건설재료, 화장품, 페인트잉크, 농약 등 많은 산업분야에 사용되고 있다. 특히 저분자 유기실리콘을 소수기로 한 트리실록산 계면활성제는 낮은 표면장력과 우수한 습윤/퍼짐성 때문에 super wetter/super spreader로서 활용되고 있으나 가수분해에 취약한 단점도 가지고 있다. 트리실록산 계면활성제의 기능향상과 단점개선 등 응용분야에서의 요구사항을 반영하기 위하여 다양한 화학구조를 가진 트리실록산 계면활성제들이 개발되고 있다. 본 총설에서는 소수성 트리실록산 중추로서의 반응성 트리실록산의 합성방법, 반응성 트리실록산을 친수성 그룹과 결합시키는 규소 수소화반응같은 주요 반응방법, 그리고 폴리에테르, 카보하이드레이트, 제미니, 볼라폼, 더블 트리실록산 타입 등 주요 저분자 트리실록산 계면활성제들의 합성방법을 논의한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권3호
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• pp.461-477
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• 2017

소수성 유기실리콘 그룹에 친수성 극성 그룹이 결합되어 있는 유기실리콘 계면활성제는 유기실리콘의 독특한 특성으로 인하여 낮은 계면장력, 윤활성, 퍼짐성, 발수성, 열 안정성, 화학적 안정성 때문에 폴리우레탄 폼, 건설재료, 화장품, 페인트잉크, 농약 등 많은 산업분야에 사용되고 있다. 특히 소수기로 저분자 실록산을 가지고 있는 유기실리콘 계면활성제는 낮은 표면장력과 우수한 습윤/퍼짐성 때문에 super wetter/super spreader로서 활용되고 있으나 가수분해가 되는 취약한 단점도 가지고 있다. 저분자 실록산 계면활성제의 기능향상과 단점개선 등 응용분야에서의 요구사항을 반영하기 위하여 다양한 화학구조를 가진 저분자 실록산 계면활성제들이 개발되고 있다. 본 총설에서는 반응성 테트라실록산과 다이실록산의 합성방법, 반응성 테트라실록산 또는 다이실록산을 친수성 그룹과 결합시키는 규소수소화반응 같은 주요 합성방법, 그리고 폴리에테르, 카보하이드레이트, 제미니, 볼라 타입 등 구조를 가지는 테트라실록산 계면활성제와 다이실록산 계면활성제들의 합성방법을 논의한다.

• 자원리싸이클링
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• 제7권5호
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• pp.26-32
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• 1998

폐플라스틱은 종류가 다양하고 분리가 어려워 재활용이 상당히 제한되어 있다. 본 연구에서는 폐플라스틱의 재활용을 위하여 PVC/PET 혼합물에서 두 물질을 분리하는 연구를 수행하였다. PVC/PET 표면의 물리화학적인 성질을 변화시킨 후 두 물질을 용이하고 경제적으로 분리할 수 있었다. NaOH 용액이 PVC/PET 표면성질의 변화에 미치는 영향을 관찰하였으며 두 물질의 분리시 NaOH 농도, 조건부여 온도 및 시간, 부선용액의 pH 및 온도, PVC의 조성비 등이 분리도에 미치는 영향을 조사하여 최적의 조건을 얻었다. NaOH 용액으로 조건부여하고 소수성인 PET표면을 친수성으로 개질한 후 부선법을 이용하여 두 물질을 약 95∼100%까지 분리하였다.

• 공업화학
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• 제16권3호
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• pp.361-365
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• 2005

$O_2$, $H_2O$, acrylic acid, diaminocyclohexane 등의 저온 플라즈마를 이용하여 시멘트 보강용 탄소 섬유 표면을 친수성으로 개질한 다음, 이에 대한 효과를 살펴보았다. 물과의 접촉각이 $75{\sim}80^{\circ}$ 정도로 소수성이던 표면이 친수성으로 변하여 접촉각이 $10^{\circ}$ 이하로까지 낮아졌으며, 이에 따라 흡습성 및 수용액에서 분산성이 크게 향상되었다. 또한, 섬유표면의 제타 포텐셜이 변하여 시멘트와 정전기적 인력이 향상됨으로써 시멘트의 결착도 향상과 함께 시멘트와의 결합이 57~124%까지 향상되었다.