• 멤브레인
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• 제22권6호
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• pp.395-403
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• 2012

분리막에 대한 지속적인 성장과 더불어 나노섬유 분리막은 현재 기체, 수처리, 에너지 등 다양한 분야에서 활발히 연구가 진행되고 있다. 나노섬유를 제조하는 방법에는 연신(drawing), 템플레이트 합성(template synthesis), 상분리(phase separation), 자가조립(self-assembly), 전기방사(electrospinning)법이 있으며, 특히, 전기방사법은 다른 제법들에 비해 높은 생산성과 생산비용이 낮은 장점이 있다. 또한, 재료의 선택성이 용이하며, 높은 비표면적과 기능기 추가가 용이하다. 분리막에 있어서 나노섬유의 적용은, 이차전지분야에서 기존의 PP, PE 혹은 PE/PP 격리막 위에 나노섬유를 도포함으로써 고온에서 안정성과 고출력을 가진 분리막을 개발할 수 있으며, 수처리 분야에서는 나노섬유 사이에 항균성 물질 등 다양한 첨가제를 추가하여 고기능성 분리막을 개발할 수 있다. 따라서 나노섬유 분리막은 에너지 분야에서 수처리 분야에 이르기까지 다양한 용도에 활용가능하며, 다양한 기능성의 발현으로 고부가 가치가 기대된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제34권3호
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• pp.543-549
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• 2004

Chitosan has been widely researched as bone substitution materials and membranes in orthopedic/periodontal applications. Chitosan nanofiber membrane was fabricated by chitosan nanofiber using electrospinning technique. The structure of the membrane is nonwoven, three-dimensional, porous, and nanoscale fiber-based matrix. The aim of this study was to evaluate the biocompatibility of chitosan nanofiber membrane and to evaluate its capacity of bone regeneration in rabbit calvarial defect. Ten mm diameter round cranial defects were made and covered by 2 kinds of membranes (Gore-Tex membrane, chitosan nanofiber membrane) in rabbits. Animals were sacrificed at 4 weeks after surgery. Decalcified specimens were prepared and observed by microscope. Chitosan nanofiber membrane maintained its shape and space at 4 weeks. No inflammatory cells were seen on the surface of the membrane. In calvarial defects, new bone bridges were formed at all defect areas and fused to original old bone. No distortion and resorption was observed in the grafted chitosan nanofiber membrane. However bone bridge formation and new bone formation at the center of the defect could not be seen in Gore-Tex membranes. It is concluded that the novel membrane made of chitosan nanofiber by electrospinning technique may be used as a possible tool for guided bone regeneration.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권6호
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• pp.465-475
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• 2023

In this study, we demonstrated a silica nanofibrous membrane based on the electrospinning process and evaluated its DNA isolation and purification performance in PCR pretreatment. Generally, silica membranes made of non-woven fabric are used for PCR pretreatment, but this study aimed to improve the efficiency of the pretreatment process by developing a nanofiber-type silica membrane with high specific surface area and porosity. In order to manufacture a nanofiber-shaped silica film while maintaining the original physical properties of silica, nanofiber membranes produced by adding various concentrations of PEO (5 wt%, 8 wt%, and 10 wt%) to silica prepared by the sol-gel method were compared. In terms of nanofiber membrane production, the higher the PEO concentration, the more effective it was in producing nanofiber membranes. The produced silica nanofiber membrane was inserted to a pretreatment device used in commercial PCR equipment, and the pretreatment performance was compared and verified using Salmonella bacteria. When Salmonella was used, samples containing 5 wt% PEO showed superior PCR efficiency compared to samples containing 8 wt% and 10 wt% PEO. These results show that adding 5 wt% of PEO can effectively improve DNA purification and separation by producing a nanofiber-shaped silica film while maintaining the physical properties of silica. We expect that this study will contribute to the development of effective PCR pretreatment technology essential for various molecular biology applications.

• 한국염색가공학회지
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• 제23권2호
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• pp.107-117
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• 2011

Polyurethane (PU) was synthesized by one-shot process and the PU nanofiber was prepared by electrospinning. In this study, electrospun PU multi-membranes were prepared with various coating thickness ratio of base resin to top resin, where the base resin contains melamine curing agent and acid catalyst and the top resin contains water-repellent agent of fluoro-carbon compounds. The PU nanofiber multi-membranes were analyzed by field-emission scanning electron microscopy, differential scanning calorimeter, breathability, tensile strenth, air permeability and water resistance. The results showed that the PU multi-membrane provided excellent waterproof and moisture permeability.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.87-96
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• 2016

세라믹 소재는 고분자 나노섬유 분리막과 비교하여 우수한 열안정성과 고투과 물성을 가짐으로써 지난 10여 년간 많은 주목을 이끌어왔다. 최근 들어 높은 다공도와 유량을 가지는 세라믹 섬유 분리막이 금속 산화물을 이용하여 주로 전기방사법에 의해 제조되어 왔는데, 이러한 세라믹 분리막의 제조 단가를 감소하며 성능을 향상시키기 위해 나노섬유의 선택층을 가지는 세라믹 분리막들이 전기방사 공정과 개질 과정을 통해 개발되었다. 본 리뷰에서는 최근 수년간 세라믹 섬유 분리막의 개발을 위한 연구 동향에 대하여 정리하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제35권3호
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• pp.703-718
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• 2005

The purpose of this study was to evaluate the clinical efficacy of guided tissue regeneration(GTR) technique using chitosan nanofiber membrane and to compare it to the clinical efficacy following GTR using PLA/PLGA(copolymer of polvlactic acid and polylacticglycolic acid) membrane in mandibular class II furcation defects in human. The chitosan nanofiber membranes were applied to the mandibular class II furcation defects of 13 patients(test group) and PLA/PLGA membranes were applied to those of 11 patients(control group). Probing pocket depth, clinical attachment level, gingival recession, plaque index and gingival index were measured at baseline and 3 months postoperatively. Vertical and horizontal furcation defect depth were measured at surgery. Both groups were statistically analyzed by Wilcoxon signed Ranks Test and Mann-Whitney Test using SPSS program. The results were as follows: 1. Probing pocket depth, clinical attachment loss and gingival index were significantly reduced at 3 months postoperatively compared to values of baseline in both groups(p<0.05). 2. Gingival recession and plaque index were not significantly decreased at 3 months postoperatively compared to values of baseline in both groups. 3. No significant difference between two groups could be detected with regard to changes of probing pocket depth, gingival recession, clinical attachment level, plaque index and gingival index at 3 months postoperatively. In conclusion, chitosan nanofiber membrane is effective in the treatment of human mandibular class II furcation defects and a longer period study is needed to fully evaluate the outcomes.

• 멤브레인
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• 제29권1호
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• pp.30-36
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• 2019

본 연구에서는 titanium nitride (TiN) 나노 섬유와 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT-PSS) 전도성 고분자로 이루어진 전극과 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 고분자 전해질 분리막을 이용하여 슈퍼 캐퍼시터를 제조하였다. TiN 나노 섬유의 경우 높은 전기 전도도와 이차원적 구조로 인한 스케폴드 효과를 기대할 수 있다는 점에서 전극 물질로 사용되었다. PEDOT-PSS 전도성 고분자는 수소 이온과 산화-환원 반응을 통해 보다 높은 정전용량을 나타낼 수 있으며 용액상에 분산이 용이해 유무기 복합제를 형성하기에 적합하였다. PVA 기반의 고분자 전해질 분리막은 기존의 액상의 전해질의 문제인 외부 충격에 대한 안정성을 확보할 수 있으며 염으로 사용된 $H_3PO_4$의 경우 수소 이온은 빠른 확산으로 인해 캐퍼시터의 충방전 효율에 이점이 있다. 본 연구에서 보고된 PEDOT-PSS/TiN 슈퍼캐퍼시터의 정전용량은 약 75 F/g으로 기존의 탄소기반 캐퍼시터에 비해 큰 폭으로 증가한 값이다.

• 멤브레인
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• 제31권4호
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• pp.241-252
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• 2021

급격한 산업화와 인구수 증가로 인한 환경 수질 오염이 발생하고 있다. 더불어 날씨 패턴의 변화로 인해 빗물이 부족해지자, 폐수를 깨끗한 물로 재활용하기 위한 요구가 나날이 늘어나고 있다. 색변화를 이용한 수중 속 중금속 검출은 아주 간단하고 효과적인 기술이다. 본 논문에는 멤브레인을 이용한 수은 이온 색검출에 대해 자세하게 논의되어 있다. 셀룰로스, 폴리카프로락톤, 키토산, 폴리설폰 등의 멤브레인이 금속 이온 검출을 지지체로서 사용되었다. 지지체로서 사용된 멤브레인들은 나노 섬유를 기반으로 하며 표면적이 크며, 중금속 검출의 활성 부위로 사용하기에 탁월하다. 나노 섬유를 기반으로 한 재료는 에너지, 환경, 그리고 바이오메디컬 연구에서 다양하게 응용될 수 있다. 나노 섬유로 이루어진 멤브레인들은 폴리머에 있는 적용기를 많이 받아들일 수 있으며, 표면적이 넓고 다공성이라는 장점이 있다. 이로 인해 멤브레인의 표면 구조를 변화시키거나 리간드를 섬유 표면에 부착해 나노 입자 결합을 더 쉽게 해준다.

• 멤브레인
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• 제24권2호
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• pp.151-157
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• 2014

본 연구에서는, 산화그래핀(GO) 및 산화철이 기능화된 산화그래핀(M-GO)을 용매인 dimethylformamide (DMF)에 초음파분쇄법을 이용하여 완전히 분산시킨 후, 기질고분자인 polyacrylonitrile (PAN)에 첨가하여 전기방사함으로써, 나노섬유형태의 복합분리막을 제조하였다. 제조된 나노섬유 분리막은 적층수를 변화시켜 기공크기를 조절하였다. Scanning Electron Microscope (SEM) 분석 결과로부터 약 500 nm 크기의 고른 직경분포를 가진 나노섬유 복합분리막이 제조되었음을 확인하였다. 또한, Raman spectroscopy 분석과 Energy Dispersive x-ray Spectroscopy (EDS) 분석 결과로부터 GO 및 M-GO가 분리막 내에 분산되어 있음을 확인하였다. 최종 나노섬유 복합분리막은 상용막($0.27{\mu}m$, 55%)과 유사한 기공특성($0.21{\sim}0.24{\mu}m$, 40%)을 보여주었으며, 수투과도 측정결과 PAN 막에 비해 약 200% 향상된 성능을 보여주었다. 이러한 결과로부터, 전기방사법으로 제조된 나노섬유 복합분리막은 수처리용 분리막으로서 충분한 활용가능성이 있다고 판단된다.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.116-125
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• 2016

본 연구에서는 비소(arsenic, As) 제거 특성을 가진 망간-철 산화물(manganese-iron oxide, MF)을 제조하고, 이를 poly vinylidene fluoride (PVdF)와 복합화를 진행하여 As(III)와 As(V)를 동시에 제거가 가능한 수처리용 나노섬유복합막(polymer nanofiber membrane with Mn-Fe, PMF) 제조에 관한 기초 연구를 진행하였다. Transmission electron microscope(TEM) 분석을 통해 MF 소재의 형상 및 구조를 확인하였으며, PMF 복합막의 수처리용 분리막으로의 활용가능성을 조사하기 위하여 기계적 강도, 기공크기, 접촉각 및 수투과도 분석을 진행하였다. 측정결과로부터 망간과 철 비율이 같은 PMF11 복합막의 기계적 강도가 가장 높은 결과값($232.7kgf/cm^2$)을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 또한, MF 소재의 도입에 따라 기공 크기가 점차 줄어드는 경향성을 확인할 수 있었으며, 특히, 철 산화물의 조성비가 증가할수록 기공크기가 감소하는 경향성을 보여주었다. 수투과도 측정결과 MF 소재의 도입에 따라 PVdF 나노섬유막에 비해 약 10~60% 이상 향상되는 결과를 나타내었다. 제조된 MF 소재 및 PMF 복합막의 비소 제거 특성평가를 통해 As(III)와 (V)의 동시 제거 가능하며, 특히, MF01 샘플의 경우 As(III)와 (V)에 각각 93, 68%의 가장 높은 흡착제거율을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 제조된 MF소재 및 PMF 복합막을 통해 수처리용 분리막의 기능성 향상을 위한 기초연구 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.