• 제목/요약/키워드: Mechanical properties of gels

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pH를 조절하여 제조한 카본제어로젤을 이용한 코인타입 유기계 슈퍼커패시터 전극 (pH-Controlled Synthesis of Carbon Xerogels for Coin-Type Organic Supercapacitor Electrodes)

  • 정지철;정원종
    • 한국재료학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.430-438
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    • 2023
  • In this study, we synthesized pH-controlled resorcinol-formaldehyde (RF) gels through the polymerization of two starting materials: resorcinol and formaldehyde. The prepared RF gels were dried using an acetone substitution method, and they were subsequently carbonized under nitrogen atmosphere to obtain carbon xerogels (CX_Y) prepared at different pH (Y). The carbon xerogels were utilized as active materials for coin-type organic supercapacitor electrodes to investigate the influence of pH on the electrochemical properties of the carbon xerogels. The carbon xerogels prepared at lower pH (CX_9.5 and CX_10) exhibited sufficient particle growth, with a three-dimensional network of particles during the RF gel formation, resulting in the development of abundant mesopores. Conversely, the carbon xerogels prepared at higher pH (CX_11 and CX_12) retained densely packed structures of small particles, leading to pore collapse and low specific surface areas. Consequently, CX_9.5 and CX_10 showed high specific surface areas, and provided ample adsorption sites for the formation of electric double layers with electrolyte ions. Moreover, the three-dimensional particle network in CX_9.5 and CX_10 significantly enhanced electrical conductivity. The presence of well-developed mesopores in these materials further facilitated the effective transport of electrolyte ions, contributing to their superior performance as organic supercapacitor electrodes. This study confirmed that pH-controlled carbon xerogels are one of the promising active materials for organic supercapacitor electrodes. Furthermore, we concluded that pH during RF gel formation is a crucial factor determining the electrode performance of the carbon xerogels, highlighting the need for precise pH control to obtain high-performance carbon xerogel electrodes.

Preparation and Characterization of Hybrid Silica-Poly(ethylene glycol) Sonogel

  • Jung, Hwa-Young;Gupta, Ravindra K.;Seo, Dong-Won;Kim, Yoo-Hang;Whang, Chin-Myung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제23권6호
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    • pp.884-890
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    • 2002
  • An inorganic-organic hybrid system, silica-poly(ethylene glycol) songel is reported. This system was prepared via sol-gel method by varying varous processing variables. e.g. ultrasonic radiation time, gelling temperanture, PEG content and its molecular weight. Various experimental techniques wee employed to analyze the morphological, mechanical and optical properties of the system. The results were discussed in the light of existing theories. The sonogel system exhibited the common features of inorganic-organic hybrids. $SiO_2-10$ wt% PEG sonogel exhibited the morphological and optical properties superior to those reported earlier for the classic gels and found suitable for device applications.

전분의 종류에 따른 오미자 젤리의 품질 특성연구 (Quality Characteristics of Omija Jelly Prepared with Various Starches)

  • 류현주;오명숙
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.534-542
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    • 2002
  • 녹두전분, 동부전분, 옥수수전분 등 3종류의 전분을 증류수 또는 오미자추출액에 분산시켜 겔을 제조하여(각각 전분젤리, 오미자젤리라 칭함) RVA에 의한 점도특성, 겔의 색도, 이수율, 파단특성 및 TPA특성의 텍스쳐특성을 조사하고, 관능검사를 실시하였다. 점도특성은 오미자추출액분산 전분현탁액의 호화온도가 세 전분 모두 상승하여 오미자추출액이 호화를 지연시키는 것으로 나타났으나 최종점도가 저하하여 전분의 결정화가 억제되는 것으로 나타났다. 또한 동일 농도에서 비교하면 세전분 중에서 옥수수전분의 점도치가 가장 낮아서 녹두, 동부전분보다 더 높은 농도로 사용해야함을 나타내었다. 색도는 옥수수전분겔의 L값이 가장 높아 백색도가 가장 높은 것을 나타내었으며, 이수율은 오미자젤리의 이수율이 전분젤리보다 저하하여 오미자추출액이 전분겔의 안정성을 높여주는 것을 나타내었다. 텍스쳐 특성은 오미자 젤리는 파단응력, 파단변형 등의 파단특성이 전분젤리보다 감소하여 오미자추출액에 의해 겔이 약화되고 탄력성이 적은 겔로 되며, 부착성이 커져서 끈적임이 커지는 것을 나타내었다. 옥수수전분의 오미자젤리는 응집성이 낮으면서 부착성이 커서 풀과 같은 텍스쳐를 나타내었다. 관능적 특성은 기계적 특성과 대체로 일치하는 경향이었으며, 전반적 바람직성은 녹두전분 7, 8%, 동부전분 8, 9%에서 높았으며 옥수수전분은 모든 농도에서 전반적 바람직성이 떨어졌다. 이상의 결과로 오미자젤리 제조시 녹두전분 사용시는 7, 8%, 동부전분 사용시는 8, 9%의 농도가 적당하며, 옥수수전분 사용시는 텍스처를 개선시킬 수 있는 방도가 필요하다고 생각되었다.

In Vivo Measurement of Site-Specific Peritoneal Solute Transport Using a Fiber-Optic-based Fluorescence Photobleaching Technique

  • Lee, Donghee;Kim, Jeong Chul;Shin, Eunkyoung;Ju, Kyung Don;Oh, Kook-Hwan;Kim, Hee Chan;Kang, Eungtaek;Kim, Jung Kyung
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제19권3호
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    • pp.228-236
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    • 2015
  • Fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) is a well-established method commonly used to measure the diffusion of fluorescent solutes and biomolecules in living cells or tissues. Here a fiber-optic-based FRAP (f-FRAP) system was developed, and validated using macromolecules in water and agarose gels of different concentrations. We applied f-FRAP to measure the site-specific diffusion of fluorescein (NaFluo) in peritoneal membranes (PMs) on the liver, cecum, and kidney of a living rat during peritoneal dialysis. Diffusion of fluorescein in PM varied in a time-dependent manner according to the type of organ ($D_{PM\;on\;Liver}/D_{NaFluo}=0.199{\pm}0.085$, $D_{PM\;on\;Cecum}/D_{NaFluo}=0.292{\pm}0.151$, $D_{PM\;on\;Kidney}/D_{NaFluo}=0.218{\pm}0.110$). The proposed method allows direct quantitative measurement of the three-dimensional diffusion in local PM in vivo, which was previously inaccessible by peritoneal function test methods such as peritoneal equilibration test (PET) and standardized PM assessment (SPA). f-FRAP is promising for local and dynamic assessments of peritoneal pathophysiology and the mass transport properties of PMs, presumed to be affected by variation of tissue structures over different organs and functional changes of the PM with years of peritoneal dialysis.

Effects of subsequent curing on chloride resistance and microstructure of steam-cured mortar

  • Hu, Yuquan;Hu, Shaowei;Yang, Bokai;Wang, Siyao
    • Advances in concrete construction
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    • 제9권5호
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    • pp.449-457
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    • 2020
  • The influence of subsequent curing on the performance of fly ash contained mortar under steam curing was studied. Mortar samples incorporated with different content (0%, 20%, 50% and 70%) of Class F fly ash under five typical subsequent curing conditions, including standard curing (ZS), water curing(ZW) under 25℃, oven-dry curing (ZD) under 60℃, frozen curing (ZF) under -10℃, and nature curing (ZN) exposed to outdoor environment were implemented. The unsteady chloride diffusion coefficient was measured by rapid chloride migration test (RCM) to analyze the influence of subsequent curing condition on the resistance to chloride penetration of fly ash contained mortar under steam curing. The compressive strength was measured to analyze the mechanical properties. Furthermore, the open porosity, mercury intrusion porosimetry (MIP), x-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA) were examined to investigate the pore characteristics and phase composition of mortar. The results indicate that the resistance to chloride ingress and compressive strength of steam-cured mortar decline with the increase of fly ash incorporated, regardless of the subsequent curing condition. Compared to ZS, ZD and ZF lead to poor resistance to chloride penetration, while ZW and ZN show better performance. Interestingly, under different fly ash contents, the declining order of compressive strength remains ZS>ZW>ZN>ZD>ZF. When the fly ash content is blow 50%, the open porosity grows with increase of fly ash, regardless of the curing conditions are diverse. However, if the replacement amount of fly ash exceeds a certain high proportion (70%), the value of open porosity tends to decrease. Moreover, the main phase composition of the mortar hydration products is similar under different curing conditions, but the declining order of the C-S-H gels and ettringite content is ZS>ZD>ZF. The addition of fly ash could increase the amount of harmless pores at early age.

도토리 전분 겔의 텍스쳐와 노화에 미치는 당류의 영향 (Effect of Saccharides on Texture and Retrogradation of Acorn Starch gels)

  • 이향애;김남희
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.803-810
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    • 1998
  • 도토리 전분의 노화에 대한 sucrose 영향을 관찰하기 위해서 기계적 성질과 열적 성질을 조사하였다. 정제 전분의 수분과 아밀로오스 함량은 각각 9.35%, 27%였다. 정제 전분의 중량 평균 분자량과 수 평균 분자량은 각각 $1.22{\times}10^6$$1.37{\times}10^5$이였고 다분산도는 8.90으로 아밀로오스, 아밀로펙틴 보다 높아서 도토리 전분은 불균일계임을 알 수 있었다. Creep 실험으로부터 sucrose 첨가 겔의 creep compliance는 저장 초기에는 sucrose 농도가 증가할수록 감소하였는데 이는 전분, sucrose와 전분내의 자유수와의 상호 작용에 의한 수소결합 형성에 기인한다. DSC 흡열곡선으로부터 호화온도와 엔탈피는 sucrose 농도가 증가할수록 증가하였다. 저장 후기에는 creep compliance가 농도가 증가할수록 증가하여 sucrose는 겔의 softness를 증가시킨다고 볼 수 있으며 재호화 엔탈피는 sucrose 농도가 증가하면 감소하였다. 호화 엔탈피와 재호화 엔탈피로부터 노화비율을 구하였고, sucorse 농도가 증가하면 노화비율은 감소하였다. 기계적 성질과 열적 성질 측정으로부터 sucrose는 도토리 전분의 호화와 노화를 지연시키는 작용을 함을 알 수 있었다.

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이축압출성형기로 인산전분 제조시 Process Parameters에 따른 제품의 특성 (Product Characteristics as Factors of Process Parameters in Starch Phosphates Preparation by Twin-screw Extruder)

  • 김종태;김동철;김철진;김해성
    • 한국식품과학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.235-240
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    • 1991
  • Twin-screw extruder를 사용하여 인산제분 제조실험을 실시하였다. 옥수수 전분에 sodiumtripolyphosphate(STPP) 수용액을 분무하여 전분건물에 STPP 함량이 2%가 되도록 혼합하고, 원료투입속도 20 kg/hr 및 extrusion 온도 $130^{\circ}C$의 조건하에서 추가가수하여 조절한 process parameters 중 원료수분함량(23,25,30,35%) 및 스크류 회전속도(200,250,300,350 rpm)변화에 따라 압출되면서 측정한 system parameters(기계적 소모에너지, 압출물의 수분함량)와 압출된 인산전분의 특성인 target parameters(치환도, 호화도 및 분산액의 점도 및 겔 특성)와의 관계를 반응표면 분석하여 인산전분 제조공정을 검토하였다. 이 때 치환도는 수분함량이 클 수록 증가 하였고 스크류 회전속도 250rpm에서 최고의 값을 나타내었다. 호화도는 수분함량이 감소하고 스크류 회전속도가 증가할 수록 높았다. 주사전자현미경에 의한 전분입자의 미세구조는 입자의 붕괴가 크게 일어났으며 결과적으로 고유점도가 감소되었으나 용해도는 증가하였다. 또한, 겔의 노화속도는 치환도가 크고 점도가 낮을수록 지연되는 결과를 보였다.

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