• Applied Microscopy
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• 제40권3호
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• pp.155-162
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• 2010

뼈는 단계별 (hierarchical) 구조를 가진 복합 재료이며 독특한 구조와 기계적 특성 때문에 재료공학 분야에서 많이 연구되어져 왔다. 뼈는 주로 hydroxyapatite, 콜라겐과 물로 구성된 층판형 유 무기 재료 복합체이다. 주요 무기물로써 hydroxyapatite로 잘 알려진 calcium phosphate를 통하여 뼈는 특유의 강도를 유지하게 된다. 본 실험에서는 광학 현미경(LM)과 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 토끼와 닭 대퇴골의 구조를 연구하였다. 구성물질 분석은 대퇴골의 calcium, potassium, oxygen 분포 변화를 알아보는데 이용하였다. 실험은 두 구조 범위에 중점을 두었다: micro scale에서 치밀골의 배열을, nano scale에서 콜라겐 섬유와 apatite 결정을 관찰하였다. Micro scale에서 닭과 토끼 대퇴골 구조의 뚜렷한 차이점이 발견되었다. Nano scale에서는 apatite 결정의 모양과 크기 그리고 콜라겐의 배열을 비교 분석하였다. 그 결과 토끼와 닭은 종이 다름에도 불구하고 nano scale에서는 화학성분과 구조가 매우 유사한 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권6호
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• pp.779-788
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• 2020

Multi-Walled Carbon nanotubes (MWCNT) coupled with Silicone Rubber (SR) can represent applicable strain sensors with accessible materials, which result in good stretchability and great sensitivity. Employing these materials and given the fact that the combination of these two has been addressed in few studies, this study is trying to represent a low-cost, durable and stretchable strain sensor that can perform excellently in a high number of repeated cycles. Great stability was observed during the cyclic test after 2000 cycles. Ultrahigh sensitivity (GF>1227) along with good extensibility (ε>120%) was observed while testing the sensor at different strain rates and the various number of cycles. Further investigation is dedicated to sensor performance in the detection of human body movements. Not only the sensor performance in detecting the small strains like the vibrations on the throat was tested, but also the larger strains as observed in extension/bending of the muscle joints like knee were monitored and recorded. Bearing in mind the applicability and low-cost features, this sensor may become promising in skin-mountable devices to detect the human body motions.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권4호
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• pp.269-282
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• 2007

Fully biodegradable high strength composites or 'advanced green composites' were fabricated using yearly renewable soy protein based resins and high strength liquid crystalline cellulose fibers. For comparison, E-glass and aramid ($Kevlar^{(R)}$) fiber reinforced composites were also prepared using the same modified soy protein resins. The modification of soy protein included forming an interpenetrating network-like (IPN-like) resin with mechanical properties comparable to commonly used epoxy resins. The IPN-like soy protein based resin was further reinforced using nano-clay and microfibrillated cellulose. Fiber/resin interfacial shear strength was characterized using microbond method. Tensile and flexural properties of the composites were characterized as per ASTM standards. A comparison of the tensile and flexural properties of the high strength composites made using the three fibers is presented. The results suggest that these green composites have excellent mechanical properties and can be considered for use in primary structural applications. Although significant additional research is needed in this area, it is clear that advanced green composites will some day replace today's advanced composites made using petroleum based fibers and resins. At the end of their life, the fully sustainable 'advanced green composites' can be easily disposed of or composted without harming the environment, in fact, helping it.

• Advances in nano research
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• 제16권4호
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• pp.353-363
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• 2024

The incorporation of nanoplatelets in composite and polymeric materials represents a recent and innovative approach, holding substantial promise for diverse property enhancements. This study focuses on the application of nanocomposites in the production of sports equipment, particularly soccer balls, aiming to bridge the gap between theoretical advancements and practical implications. Addressing the longstanding challenge of suboptimal interaction between carbon nanofillers and epoxy resin in epoxy composites, this research pioneers inventive solutions. Furthermore, the investigation extends into unexplored territory, examining the integration of glass fiber/epoxy composites with nanoparticles. The incorporation of nanomaterials, specifically expanded graphite and graphene, at a concentration of 25.0% by weight in both the epoxy structure and the composite with glass fibers demonstrates a marked increase in impact resistance compared to their nanomaterial-free counterparts. The research transcends laboratory experiments to explore the practical applications of nanocomposites in the design and production of sports equipment, with a particular emphasis on soccer balls. Analytical techniques such as infrared spectroscopy and scanning electron microscopy are employed to scrutinize the surface chemical structure and morphology of the epoxy nanocomposites. Additionally, an in-depth examination of the thermal, mechanical, viscoelastic, and conductive properties of these materials is conducted. Noteworthy findings include the efficacy of surface modification of carbon nanotubes in preventing accumulation and enhancing their distribution within the epoxy matrix. This optimization results in improved interfacial interactions, heightened thermal stability, superior mechanical properties, and enhanced electrical conductivity in the nanocomposite.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.328-332
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• 2010

본 연구에서는 다이에틸렌글리콜 용매 상에서 공침법을 이용하여 기공성 아연 구형 산화물과 구리-아연 복합 산화물을 합성하였다. 합성된 물질들의 물리화학적 특성은 전자현미경, X-선 회절분석, $N_2$ 흡착, $H_2$-TPR 방법을 통하여 분석되었고, 다양한 Cu 함량(0, 6.6, 21.3 36.4, 54.6, 77.8 wt%)을 포함한 Cu-ZnO 복합 산화물을 고정층 반응 장치에서 일산화탄소 산화 반응성을 고찰하였다. 합성된 산화물 중에서 Cu 함량이 증가할수록 Cu-ZnO의 비표면적과 미세 기공 부피는 감소하였으며, Cu (36.4 wt%)-ZnO이 가장 좋은 일산화탄소 산화 반응성을 나타내었다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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• pp.771-774
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• 2003

The mechanical properties of barrier ribs in PDP require quantification in order to control the defects and to increase the yield in the process. Several different types of rib materials were tested for hardness (H) and Young's modulus (E) with a microtip indenter (Berkovich type). For the assessment of fracture toughness of the rib, a macro Vikers indenter was used. The materials with 30wt% of filler were fired at between $490^{\circ}C$ and $570^{\circ}C$. As a result, the composite became fully densified at $520^{\circ}C$, which is near the T s (Littleton softening point) of glass frit. As the filler content increased, the fracture toughness also $(K_{IC})$ increased in the range of 0.60 to 2.63 $MPa{\cdot}m^{0.5}$ after sintering at $550^{\circ}C$. The results suggest that the application of a nano-indenter would be useful for testing the mechanical properties of barrier ribs.

• 한국재료학회지
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• 제18권3호
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• pp.153-158
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• 2008

Fe-aluminides have the potential to replace many types of stainless steels that are currently used in structural applications. Once commercialized, it is expected that they will be twice as strong as stainless steels with higher corrosion resistance at high temperatures, while their average production cost will be approximately 10% of that of stainless steels. Self-propagating, high-temperature Synthesis (SHS) has been used to produce intermetallic and ceramic compounds from reactions between elemental constituents. The driving force for the SHS is the high thermodynamic stability during the formation of the intermetallic compound. Therefore, the advantages of the SHS method include a higher purity of the products, low energy requirements and the relative simplicity of the process. In this work, a Fe-aluminide intermetallic compound was formed from high-purity elemental Fe and Al foils via a SHS reaction in a hot press. The formation of iron aluminides at the interface between the Fe and Al foil was observed to be controlled by the temperature, pressure and heating rate. Particularly, the heating rate plays the most important role in the formation of the intermetallic compound during the SHS reaction. According to a DSC analysis, a SHS reaction appeared at two different temperatures below and above the metaling point of Al. It was also observed that the SHS reaction temperatures increased as the heating rate increased. A fully dense, well-bonded intermetallic composite sheet with a thickness of $700\;{\mu}m$ was formed by a heat treatment at $665^{\circ}C$ for 15 hours after a SHS reaction of alternatively layered 10 Fe and 9 Al foils. The phases and microstructures of the intermetallic composite sheets were confirmed by EPMA and XRD analyses.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.326-332
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• 2021

본 연구에서는 수열 합성법을 이용하여 나노 실리콘이 포함된 구형의 탄소 복합체를 합성하고, 석유계 피치로 코팅하여 제조된 음극 소재의 전기화학 특성을 조사하였다. 수크로스의 몰 농도를 변화시켜 수열합성한 후, 유기 용매로 THF를 사용하여 피치로 코팅된 음극 복합소재를 제조하였다. 제조된 음극 소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 1.0 M LiPF₆ (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해액에서 사이클, 율속, 순환전압전류 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이차전지의 전기화학 성능을 조사하였다. 1.5 M의 수크로스와 피치를 사용하여 제조된 실리콘/탄소 소재는 구형 형태를 보였으며, 1756 mAh/g의 높은 초기 용량, 50 사이클 후 82 %의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 81%의 우수한 속도 특성을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제25권4호
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• pp.93-97
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• 2012

본 연구에서는 액상가압공정을 이용하여 탄소나노섬유(carbon nano fiber, CNF)를 강화재로 하는 AZ91 마그네슘 복합재를 제조하였다. CNF의 분산성 및 마그네슘 합금 용탕과의 젖음성을 향상시키고자 CNF를 마이크로 크기의 실리콘 카바이드 입자(silicon carbide particle, $SiC_p$)와 혼합하였다. 또한, CNF와 $SiC_p$의 혼합분말에 무전해도금법으로 니켈을 코팅하였다. 액상가압공정에서 AZ91 용탕은 무처리된 CNF, CNF와 $SiC_p$의 혼합분말(CNF+$SiC_p$), 니켈 코팅된 CNF와 $SiC_p$의 복합분말((CNF+$SiC_p$)/Ni)과 같이 세 종류의 강화재로 정수압에 의해 함침하여 복합재를 제조하였다. 무처리된 CNF 강화 복합재료에서는 일부 CNF 응집체가 관찰되었으나 CNF+$SiC_p$ 및 (CNF+$SiC_p$)/Ni 강화 복합재에서는 CNF가 기지재 내에 균일하게 분산되었음을 확인하였다. 압축시험결과, CNF+$SiC_p$ 및 (CNF+$SiC_p$)/Ni 강화 복합재의 압축강도가 무처리된 CNF 강화 복합재보다 각각 38%와 28% 향상되었다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.495-499
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• 2010

본 연구에서는 대량 생산 가능한 센서 전극의 생화학 센서 전극 개발을 위하여 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 복합재료화 공정에 의하여 필름과 나노웹 형태의 벌크 재료로 제작한 후, 이들 전극의 넓은 표면적과 뛰어난 화학적 흡착성을 이용하여 화학적 검출 대상에 노출이 되었을 때 이들로 인한 센싱 특성을 연구하였다. CNT 기반 벌크 전극으로 제작하기 위하여 Nafion을 기저재료로 하는 필름과 PAN 기반의 나노 파이버를 전기방사법에 의하여 제작을 한 후 이들 전극의 화학적 영향에 의한 전기적인 특성 변화 실험을 위하여 버퍼 용액의 정전용량에 대한 전기적 임피던스 요소 값인 저항과 정전용량의 변화를 LCR 계측기로 측정하였다. 생화학센서용 전극으로서 CNT벌크전극의 임피던스 변화 형태가 복합소재 전극의 기저재료에 따라 달리 나타났으며 일정량의 버퍼용액 투여 후에는 변화가 없는 포화 상태의 응답을 보였으며 특히, 정전용량이 저항에 비하여 상대적으로 급격하게 큰 변화를 보여 높은 감도 특성을 지니고 있음이 조사되었다. 이들의 전기적인 특성변화는 버퍼 용액의 화학적 성분들이 전극에 흡수 된 후에 CNT에 흡착이 되어 이들의 전기적인 특성을 변화 시키는 것으로 추론된다.