• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권5호
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• pp.1003-1016
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• 2024

This study explores the potential of plant-based decellularization in regenerative medicine, a pivotal development in tissue engineering focusing on scaffold development, modification, and vascularization. Plant decellularization involves removing cellular components from plant structures, offering an eco-friendly and cost-effective alternative to traditional scaffold materials. The use of plant-derived polymers is critical, presenting both benefits and challenges, notably in mechanical properties. Integration of plant vascular networks represents a significant bioengineering breakthrough, aligning with natural design principles. The paper provides an in-depth analysis of development protocols, scaffold fabrication considerations, and illustrative case studies showcasing plant-based decellularization applications. This technique is transformative, offering sustainable scaffold design solutions with readily available plant materials capable of forming perfusable structures. Ongoing research aims to refine protocols, assess long-term implications, and adapt the process for clinical use, indicating a path toward widespread adoption. Plant-based decellularization holds promise for regenerative medicine, bridging biological sciences with engineering through eco-friendly approaches. Future perspectives include protocol optimization, understanding long-term impacts, clinical scalability, addressing mechanical limitations, fostering collaboration, exploring new research areas, and enhancing education. Collectively, these efforts envision a regenerative future where nature and scientific innovation converge to create sustainable solutions, offering hope for generations to come.

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.241-248
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• 2021

전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제27권2호
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• pp.103-110
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• 2020

Aluminum (Al) - based powders have attracted attention as key materials for 3D printing because of their excellent specific mechanical strength, formability, and durability. Although many studies on the fabrication of 3D-printed Al-based alloys have been reported, the influence of the size of raw powder materials on the bulk samples processed by selective laser melting (SLM) has not been fully investigated. In this study, AlSi10Mg powders of 65 ㎛ in average particle size, prepared by a gas atomizing process, are additively manufactured by using an SLM process. AlSi10Mg powders of 45 ㎛ average size are also fabricated into bulk samples in order to compare their properties. The processing parameters of laser power and scan speed are optimized to achieve densified AlSi10Mg alloys. The Vickers hardness value of the bulk sample prepared from 45 ㎛-sized powders is somewhat higher than that of the 65 ㎛m-sized powder. Such differences in hardness are analyzed because the reduction in melt pool size stems from the rapid melting and solidification of small powders, compared to those of coarse powders, during the SLM process. These results show that the size of the powder should be considered in order to achieve optimization of the SLM process.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 1999년도 추계학술발표논문집
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• pp.180-186
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• 1999

Alkaline peroxide bleaching of (chemi) mechanical pulp is a very complicated system where various process factors affect the bleaching performance and pulp properties. Traditional on-factor-at a time method is ineffective and costly in finding the optimal bleaching conditions. In this study statistical experimental methods which include three steps. I. e. screening, response surface modeling and optimization, were used to find the conditions for maximal brightness development during one stage alkaline peroxide bleaching of TMP which had an initial brightness of 54.5% Elerpho. The TMP was pretreated with EDTA(0.5% on O. D. pulp. consistency, $30^{\circ}C$ for 60 minutes) and bleached in a 2L Mark V Quantum Reactor at 750rpm, 7.5% of bleaching consistency and with 0.05% magnesium sulfate addition. The ranges of other factors studied were 1~5% hydrogen peroxide on O. D plup, 1~4% sodium hydroxide on O. D pulp and 1~4% sodium silicate on O. D pulp, reaction temperature 50~$90^{\circ}C$ and reaction time 40~180minutes. A models with good predictability was established and the maximal brightness after one stage bleaching was found to be 70% Elerpho at $50^{\circ}C$, 50 minutes 5% hydrogen peroxide on O. D. pulp 3.2~3.4% sodium hydroxide on O. D. pulp 3.2~3.4% sodium hydroxide on O. D pulp and 4% silicate on O. D pulp. However further studies on other pulp properties such as strength and brightness stability shall be carried out in order to find out the optimal bleaching conditions.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.175-175
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• 2010

Transparent conducting oxide (TCO) films are widely used as transparent conducting thin film material for application in various fields such as solar cells, optoelectronic devices, heat mirrors and gas sensors, etc. Recently the increased utilization of many transparent electrodes has accelerated the development of inexpensive TCO materials. Indium tin oxide (ITO) film is well-known for TCO materials because of its low resistivity, but there is disadvantage that it is too expensive. ZnO film is cheaper than ITO but it shows thermally poor stability. On the contrary, antimony-doped tin oxide films (ATO) are more stable than TCO films such as Al-doped zinc oxide (AZO) and ITO. Moreover, SnO2 film shows the best thermal and chemical stability, low cost and mechanical durability except the poor conductivity. However, annealing is proved to improve the conductivity of ATO film. Therefore, in this work, antimony (6 wt%) doped tin oxide films to improve the conductivity were deposited on 7059 corning glass by RF magnetron sputtering method for the application to transparent electrodes. In general, of all TCO films, glass is the most commonly selected substrate. However, for future development in flexible devices, glass is limited by its intrinsic inflexibility. In this study, we report the growth and properties of antimony doped tin oxide (ATO) films deposited on PES flexible substrate by using RF magnetron sputtering. The optimization process was performed varying the sputtering parameters, such as RF power and working pressure, and parameter effect on the structural, electrical and optical properties of the ATO films were investigated.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.56-62
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• 2012

본 연구는 초고강도콘크리트의 배합에 사용되는 3성분계 혼합시멘트의 최적조합을 도출하기 위한 실험연구이다. 3성분계 혼합시멘트는 포틀랜드시멘트, 고로슬래브 미분말 0%, 30%, 40%, 50% 및 플라이애시 0%, 10%, 20%, 30%로 구성하였다. 물결합재비 0.18의 초고강도콘크리트를 대상으로 각 실험체의 압축강도와 공극구조를 조사한 결과, 플라이애시 10%, 고로슬래그 미분말 30%를 혼합한 3성분계 혼합시멘트를 사용한 콘크리트의 압축강도는, 50nm 이상의 공극량 감소에 의해, Plain 콘크리트에 비해 현저히 증가하였다.

• Composites Research
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• 제30권6호
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• pp.416-421
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• 2017

CFRP와 금속간의 접합공정이 개선된 구조용 접착제가 제조되었다. 구조용 접착제에 대한 경화시간, 기지재료의 표면상태 그리고 접착제의 양에 따른 최적의 접합공정 조건을 랩쉐어 실험을 통하여 파악하였다. 적합한 접합조건을 확인하기 위해 이종재료간의 접합 파단면 상태를 반사현미경을 이용하여 평가하였다. 이종재료간 접합력 향상을 위해 접착제의 개선뿐만 아니라 CFRP의 표면처리 또한 중요하였다. 구조용 접착제의 경우 180도 조건에 20분의 경화온도 조건이 최적이였으며, CFRP의 표면 처리에 따라 접합특성이 향상됨을 확인하였다. 이종재료 간 접합을 위해 구조용 접착제의 양은 $1.5{\times}10^{-3}g/mm^2$ 조건일 때 최적이었다. 접합공정의 개선 및 최적화를 통해 기존의 접착력 대비 10% 이상의 물성 강화를 나타냄을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.255-260
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• 2022

소화전 탱크의 경량화는 소방차가 수용할 수 있는 물의 양을 증가시켜 초기 소방 과정에서 물 분무 시간을 늘려 화재로 인한 재산과 인명 피해를 크게 줄일 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유강화폴리머(CFRP) 복합재료를 경량 소화전 탱크의 재료로 적용하는 것을 조사하였다. CFRP 소화전 탱크 제조를 위해 사용되는 수지는 우수한 기계적 물성, 성형성, 치수안정성 등 여러 조건들을 만족시켜야 한다. 위의 조건들을 만족시키는 수지를 찾기 위해 KFR-120V, G-650, HG-3689BT, LSP8020, KRF-1031 등 5가지 수지를 후보로 선정하고 테스트하여 CFRP 소화전 탱크 제조 적합성을 조사였다. 분석 결과 KRF-1031이 소화전 탱크에 가장 적합한 특성을 보였다. 특히, KRF-1031을 이용한 CFRP는 열안정성 및 용출 시험에서 성공적인 결과를 보였다.

• Advances in nano research
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• 제17권4호
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• pp.369-383
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• 2024

Annular nano-electromechanical systems (NEMS) in intelligent prosthetic hands enhance precision by serving as highly sensitive sensors for detecting pressure, vibrations, and deformations. This improves feedback and control, enabling users to modulate grip strength and tactile interaction with objects more effectively, enhancing prosthetic functionality. This research focuses on the electro-thermal buckling behavior of multi-directional poroelastic annular NEMS used as temperature sensors in airplanes. In the present study, thermal buckling performance of nano-scale annular functionally graded plate structures integrated with piezoelectric layers under electrical and extreme thermal loadings is investigated. In this regard, piezoelectric layers are placed on a disk made of metal matrix composite with graded properties in three radials, thickness and circumferential directions. The grading properties obey the power-law distribution. The whole structure is embedded in thermal environment. To model the mechanical behavior of the structure, a novel four-variable refined quasi-3D sinusoidal shear deformation theory (RQ-3DSSDT) is engaged in obtaining displacement field in the whole structure. The validity of the results is examined by comparing to a similar problem published in literature. The results of the buckling behavior of the structure in different boundary conditions are presented based on the critical temperature rise and critical external voltage. It is demonstrated that increase in the nonlocal and gradient length scale factor have contradicting effects on the critical temperature rise. On the other hand, increase in the applied external voltage cause increase in the critical temperature. Effects of other parameters like geometrical parameters and grading indices are presented and discussed in details.

• 한국식품조리과학회지
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• 제31권4호
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• pp.395-404
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• 2015

본 연구에서는 명월초 우육 소시지를 개발하여 품질특성 및 관능적 특성의 최적화를 통하여 생리활성을 갖는 식품 소재를 이용한 기능성 우육 소시지로서의 식품 개발 가능성을 타진해보고자 하였다. 1. 명월초 우육 소시지의 제조를 위하여 명월초 분말과 올리브유(B)의 양을 독립변수로 설정하였으며 Design-Expert version 8 프로그램(Stat-Ease, Inc.)을 이용하여 실험을 설계하고 결과를 분석한 후 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율을 도출하였다. 2. 명월초 우육 소시지의 이화학적 실험결과 염도(p<0.01)와 수분함량(p<0.001)의 항목에서 유의적 차이를 보였다. 명월초 분말의 첨가량이 증가할수록 pH와 수분함량은 감소하였으나 염도는 큰 변화가 없었다. 올리브유의 첨가량이 증가할수록 pH는 감소하였고, 수분함량은 큰 변화가 없었고, 염도는 크게 감소하다가 조금 증가하였다. 3. 명월초 우육 소시지의 기계적 특성을 알아보기 위하여 가열감량, 색도(명도, 적색도, 황색도)와 조직감(경도, 부착성, 탄력성, 씹힘성, 검성, 응집성)을 측정하였다. 가열감량(p<0.01), 색도 중 a값(p<0.01), b값(p<0.05)의 유의성이 인정되었고, 조직감에서는 씹힘성(p<0.001)과 응집성(p<0.01) 항목에서 유의성이 인정되었다. 명월초 우육 소시지의 부착성, 씹힘성, 검성, 응집성은 올리브유의 첨가량이 증가할수록 크게 감소하였고, 씹힘성과 검성은 명월초 분말에 비해 올리브유의 첨가량이 큰 영향을 받았다. 4. 명월초 우육 소시지의 관능적 최적점을 도출하기 위하여 색, 풍미, 맛, 부드러움, 조직감, 전반적인 기호도의 관능검사 분석 결과 색(p<0.05), 풍미(p<0.05), 부드러움(p<0.05), 조직감(p<0.01), 전반적인 기호도(p<0.01) 항목에서 유의적인 결과를 나타내어 모델의 적합성이 인정되었고 맛에 대한 기호도는 유의적이지 않았다. 모든 항목에서 명월초 분말과 올리브유의 첨가량이 증가할수록 점차 증가하다가 일정 시점 이후로 감소하였다. 5. 명월초 우육 소시지의 최적화는 독립변수인 명월초 분말(A)과 올리브유(B)의 범위 내에서 관능검사 항목 중 유의적으로 나온 결과만을 최대로 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점을 예측한 결과, 명월초 분말 2.1 g, 올리브유 7.06 g으로 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율로 산출되었다.