• Tribology and Lubricants
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• 제40권3호
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• pp.91-96
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• 2024

Recently, extensive studies have been carried out to enhance various performance aspects such as the durability, lifespan, and hardness by combining diverse materials or developing novel materials. The utilization of superhydrophobic surfaces, particularly in the automotive, textile, and medical device industries, has gained momentum to achieve improved performance and efficiency. Superhydrophobicity refers to a surface state where the contact angle when water droplets fall is above 150°, while the contact angle during sliding motion is smaller than 10°. Superhydrophobic surfaces offer the advantage of water droplets not easily sliding off, maintaining a cleaner state as the droplets leave the surface. Surface modification involves two fundamental steps to achieve superhydrophobicity: surface roughness increase and surface energy reduction. However, existing methods, such as time-consuming processes and toxic organic precursors, still face challenges. In this study, we propose a method for superhydrophobic surface modification using lasers, aiming to create roughness in micro/nanostructures, ensuring durability while improving the production time and ease of fabrication. The mechanical durability of superhydrophobic samples treated with lasers is comparatively evaluated against chemical etching samples. The experimental results demonstrate superior mechanical durability through the laser treatment. Therefore, this research provides an effective and practical approach to superhydrophobic surface modification, highlighting the utility of laser treatment.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제53권5호
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• pp.321-335
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• 2023

Purpose: The aim of this study was to investigate the efficacy of photo-crosslinked gelatin methacryloyl (GelMa) hydrogel containing calcium phosphate nanoparticles (CNp) when applying different fabrication methods for bone regeneration. Methods: Four circular defects were created in the calvaria of 10 rabbits. Each defect was randomly allocated to the following study groups: 1) the sham control group, 2) the GelMa group (defect filled with crosslinked GelMa hydrogel), 3) the CNp-GelMa group (GelMa hydrogel crosslinked with nanoparticles), and 4) the CNp+GelMa group (crosslinked GelMa loaded with nanoparticles). At 2, 4, and 8 weeks, samples were harvested, and histological and micro-computed tomography analyses were performed. Results: Histomorphometric analysis showed that the CNp-GelMa and CNp+GelMa groups at 2 weeks had significantly greater total augmented areas than the control group (P<0.05). The greatest new bone area was observed in the CNp-GelMa group, but without statistical significance (P>0.05). Crosslinked GelMa hydrogel with nanoparticles exhibited good biocompatibility with a minimal inflammatory reaction. Conclusions: There was no difference in the efficacy of bone regeneration according to the synthesized method of photo-crosslinked GelMa hydrogel with nanoparticles. However, these materials could remain within a bone defect up to 2 weeks and showed good biocompatibility with little inflammatory response. Further improvement in mechanical properties and resistance to enzymatic degradation would be needed for the clinical application.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.149-154
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• 2007

나노임프린트 공정기술은 나노구조물이 패턴된 스템프(혹은 몰드)를 이용하여 적절한 기판 위에 나노구조물을 복제하여 패턴을 전사하는 기술이다. 효과적인 나노임프린트 공정을 위해서는 몰드의 이형처리뿐 아니라 반대쪽의 기질과 레지스트 사이에 접착력 증가(adhesion promoter) 처리가 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 자기조립 실란커플링제의 기상증착을 이용하여 나노임프린트 공정에서 사용되는 접착 증가막 및 표면처리 방법을 비교 분석 하였다. 이를 위해서 평탄화층(DUV-30J), 산소 플라즈마 처리, 실란커플링제 자기조립막이 비교되었다. 실란커플링제 자기조립막이 형성된 실리콘 표면은 전체적으로 나노 두께의 균일한 막이 형성되며 임프린트시 구조물들을 정밀하게 전사하였으며 3-acryloxypropyl methyl dichlorosilane(APMDS)을 이용한 자기조립막(SAMs) 처리가 평탄화층과 산소 플라즈마 처리보다 강한 접착력을 가지고 있어 나노임프린트 공정에 적합함을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권2호
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• pp.1-8
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• 2012

본 논문은 자동차용 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)의 핵심 부품인 가속도센서에 관한 연구이다. 일반적으로 압저항형 가속도센서는 정전용량형 가속도센서에 비하여 제조 비용이 적고 출력 특성이 선형적이며 주변 잡음에 면역성이 강한 장점을 갖는다. 그래서 TPMS용으로 압저항형을 선택하였고, ANSYS 프로그램을 이용하여 3가지 타입의 구조를 설계하여 공진주파수 특성을 비교하여 가장 안정적인 구조인 질량체 가장자리의 가운데에 있는 4개의 빔에 의하여 지지되는 브릿지 타입의 실리콘압저항형 가속도센서를 선택하였다. 그리고 센서 크기를 고려하여 빔의 길이는 $200{\mu}m$로 정하였으며, 빔 길이에 따른 최대응력과 최대변위를 시뮬레이션하여 센서를 설계하였다. TPMS용 4 빔 실리콘 미세 압저항형 가속도센서의 크기는 $3.0mm{\times}3.0mm{\times}0.4mm$의 크기로 제작 되었다. 휠 각도에 따른 출력 특성과 온도 특성을 측정하여 센서의 특성을 분석 하였다. 그 결과 가속도센서의 옵셋 전압은 43.2 mV 이고 감도는 $42.5{\mu}V/V/g$ 이다. 센서의 특징으로 내충격성은 1500 g 이고, 측정 범위는 0 ~ 60 g, 사용온도는 $-40^{\circ}C{\sim}125^{\circ}C$ 를 갖는다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.31-37
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• 2017

최근, 유연하며 몸에 부착 가능한 소자들에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이런 관심을 뒷받침 하여 이와 관련된 다양한 연구들이 진행되고 있는데, 기존 딱딱한 성질을 가진 소자에 사용되던 무기물 기반의 재료의 경우 유연 소자로 만들기에 여러 가지 제약이 있어 유연하게 제작할 수 있는 유기물 반도체나 탄소 나노튜브 필름 등을 이용한 소자들이 주로 연구되고 개발되어 왔다. 하지만 이런 재료들을 이용한 소자의 경우 유기물 분자와 분자 사이 또는 탄소 나노튜브와 나노튜브 사이에서 전하들이 산란되는 등 재료 자체의 한계로 인해 기존의 재료를 사용한 소자들보다 전기적 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이런 단점들을 해결하기 위하여 이 연구에서는 수직 정렬된 반도체 결정 어레이를 투명 유연한 폴리머와 결합하는 방법을 이용, 고품질 나노/마이크로 반도체 결정을 유연한 기판으로 전사 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 위와 같은 구조는 재료에 가해지는 힘을 완화 시켜줄 수 있으며, 이로 인해 큰 변형에도 재료의 손상이 없는 소자 제작이 가능하다. 이런 구조를 구현하기 위해 위치 및 크기가 정교하게 제어된 ZnO 나노막대 단결정을 저온에서 용액공정을 통하여 합성시킨다. 이후 성장시킨 ZnO 단결정 어레이와 polydimethylsiloxane (PDMS) 폴리머를 결합시킨 후 단단한 기판에서 기계적으로 박리시켜 ZnO/폴리머 복합체를 분리해 낸다. 추가적으로 전사된 ZnO의 결정성을 확인하기 위하여 photoluminescent 분석을 진행하였으며, ZnO/폴리머 복합체를 이용한 외부 힘에 반응하는 압력 센서를 제작하였다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.77-83
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• 2017

섬유강화 세라믹 복합재료 제조 방법 중 실리콘 용융 침투 공정법(Liquid Silicon Infiltration-LSI)은 낮은 제조단가 및 짧은 공정 시간 등의 장점을 가진다. 본 연구에서는 고온 내산 특성이 우수한 SiC 섬유를 LSI 공정에 적용하기 위해 결정화도와 산소함량이 다른 세 가지 SiC 섬유(Tyranno SA, LoxM, Tyranno S)를 이용하여 $SiC_f/SiC$ 복합재료를 제작하고 그 적용 가능성을 확인하였다. LSI 공정을 통해 제조된 $SiC_f/SiC$ 복합재료는 모두 2% 미만의 기공률로 치밀화 되었지만, 섬유의 결정화도와 산소함량에 따라 3점 굽힘강도는 큰 차이를 나타냈다. 이는 $1450^{\circ}C$ 이상의 높은 LSI 공정 온도에 SiC 섬유가 노출 될 경우 비정질 SiOC상이 결정화되며 수축하는 현상과 섬유 내 잔존 산소-모재 내 탄소의 반응으로 인한 미세구조 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 이는 SEM, XRD 및 TEM 분석을 통해 섬유 종류별 공정온도에서의 특성 변화로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.311-311
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• 2009

Carbon nanotubes (CNTs) belong to an ideal material for field emitters because of their superior electrical, mechanical, and chemical properties together with unique geometric features. Several applications of CNTs to field emitters have been demonstrated in electron emission devices such as field emission display (FED), backlight unit (BLU), X-ray source, etc. In this study, we fabricated a CNT cathode by using filtration processes. First, an aqueous CNT solution was prepared by ultrasonically dispersing purified single-walled CNTs (SWCNTs) in deionized water with sodium dodecyl sulfate (SDS). The aqueous CNT solution in a milliliter or even several tens of micro-litters was filtered by an alumina membrane through the vacuum filtration, and an ultra-thin CNT film was formed onto the alumina membrane. Thereafter, the alumina membrane was solvated by acetone, and the floating CNT film was easily transferred to indium-tin-oxide (ITO) glass substrate in an area defined as 1 cm with a film mask. The CNT film was subjected to an activation process with an adhesive roller, erecting the CNTs up to serve as electron emitters. In order to measure their luminance characteristics, an ITO-coated glass substrate having phosphor was employed as an anode plate. Our field emitter array (FEA) was fairly transparent unlike conventional FEAs, which enabled light to emit not only through the anode frontside but also through the cathode backside, where luminace on the cathode backside was higher than that on the anode frontside. Futhermore, we added a reflecting metal layer to cathode or anode side to enhance the luminance of light passing through the other side. In one case, the metal layer was formed onto the bottom face of the cathode substrate and reflected the light back so that light passed only through the anode substrate. In the other case, the reflecting layer coated on the anode substrate made all light go only through the cathode substrate. Among the two cases, the latter showed higher luminance than the former. This study will discuss the morphologies and field emission characteristics of CNT emitters according to the experimental parameters in fabricating the lamps emitting light on the both sides or only on the either side.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권3호
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• pp.110-113
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• 2011

본 논문에서는 금속촉매를 이용하여 육각형 GaN 피라미드의 꼭지점 부분에만 마이크로 크기의 GaN 구조를 선택적으로 성장시킬 수 있는 결정 성장 방법에 대하여 연구하였다. GaN Template 위에 $SiO_2$ 막을 증착하고 3 ${\mu}m$의 원형 패턴을 형성하여 metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) 방법으로 선택적 결정 성장에 의해 GaN 피라미드를 성장한 후, photolithography 공정을 이용하여 피라미드 꼭지점 부분에만 Au화 Cr을 각각 증착하였다. GaN 피라미드 구조의 꼭지점 부근에만 금속이 증착된 시료를 MOVPE 반응관에 장착하고 10분 동안 GaN 마이크로 구조를 성장하였다. 성장 온도는 650, 700, $750^{\circ}C$로 변화를 주어 특성 변화를 알아보았다. 막대 형상의 마이크로 GaN 구조들은 {1-101} 결정면들을 구성하는 6개의 결정면에 대해 각각 수직한 방향으로 성장되었으며 이들 구조들의 형성조건과 모양은 성장온도와 금속의 종류에 의해 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권6호
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• pp.651-661
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• 1994

급냉응고법과 기계적합금화를 병행하여 자동차 산업용 부품에 널리 사용되고 있는 AC4A 합금에 열적으로 안정한 $SiC_p$세라믹 입자를 첨가하여 가공경화 및 미세균일화에 의한 분산강호 효과를 갖는 복합재료를 제조하고, 그에 따른 기계적특성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 420분간 기계적합금화를 시켰을 때 10~20$\mu \textrm{m}$ 정도의 미세하고 균일한 구형의 복합분말을 얻을수 있었으며, 이 상태에서 정상상태를 의미하는 포화 경도값이 나타났다. 기계적합금화에 따른 분말의 X-선 회절시험에서 기계적 합금화 시간에 따라 결정립 미세화와 불균일 변형에 의해 강도가 떨어지고, 회절폭이 넓어진다. 분말 압출재의 시효경화는 1000분 시효에서 최대 경도값을 나타낸다. 인장시험에 있어서 압출재는 주조재에 비해 2배 이상의 인장값을 얻을 수 있었으며, $500^{\circ}C$에서도 우수한 인장값을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제20권3호
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• pp.175-181
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• 2009

내부전반사 홀로그래픽 노광 기술은 넓은 면적(6")을 아주 미세하게($0.35{\mu}m$) 노광할 수 있는 차세대 광 노광 기술로서 평가받고 있다. 기존의 광 노광 기술은 $1.5{\mu}m/6}$ 이상이 가능한 (LCD용 노광기)과 $0.2{\mu}m/1.5"$ 이하(반도체용 노광기)의 패턴을 노광할 수 있도록 양분되어 발전하여 왔다. 이에 반하여 내부전반사 홀로그래픽 노광 기술은 일괄 노광 면적은 6"로 유지하면서 $0.35{\mu}m$에서 $1.5{\mu}m$의 사이의 패턴을 구현할 수 있는 특별한 능력을 갖고 있다. 이는 기존 광 노광 방식에서 반드시 필요로 하는 결상 광학계를 사용하지 않고 홀로그램 마스크를 사용하기 때문이다. 본 논문에서는 내부전반사 홀로그래픽 노광 기술의 핵심기술인 홀로그램 마스크를 표면 부조 홀로그램 형태로 구현할 수 있는 핵심 인자가 무엇인지를 분석하여 최적화 하는 방법에 대해 논하고, 이를 이용하여 노광한 미세패턴에 대한 결과를 실험적으로 평가하였다.