• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.223-223
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• 2012

Surface engineering plays a significant role in fabricating highly functionalized materials applicable to industrial and biomedical fields. Surface wrinkles and folds formed by ion beam or plasma treatment are buckling-induced patterns and controlled formation of those patterns has recently gained considerable attention as a way of creating well-defined surface topographies for a wide range of applications. Surface wrinkles and folds can be observed when a stiff thin layer attached to a compliant substrate undergoes compression and plasma treatment is one of the techniques that can form stiff thin layers on compliant polymeric substrates, such as poly (dimethylsiloxane) (PDMS). Here, we report two effective methods using plasma modification techniques for controlling the formation of surface wrinkles and folds on flat or patterned PDMS substrates. First, we show a method of creating wrinkled diamond-like carbon (DLC) film on grooved PDMS substrates. Grooved PDMS substrates fabricated by a molding method using a grooved master prepared by photolithography and a dry etching process were treated with argon plasma and subsequently coated with DLC film, which resulted in the formation of wrinkled DLC film aligning perpendicular to the steps of the pre-patterned ridges. The wavelength and the amplitude of the wrinkled DLC film exhibited variation in the submicron- to micron-scale range according to the duration of argon plasma pre-treatment. Second, we present a method for controlled formation of folds on flat PDMS substrates treated with oxygen plasma under large compressive strains. Flat PDMS substrates were strained uniaxially and then treated with oxygen plasma, resulting in the formation of surface wrinkles at smaller strain levels, which evolved into surface folds at larger strain levels. Our results demonstrate that we can control the formation and evolution of surface folds simply by controlling the pre-strain applied to the substrates and/or the duration of oxygen plasma treatment.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.791-797
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• 2017

본 연구에서는 Poly (dimethylsiloxane) (PDMS)의 높은 소수성과 생체분자들의 비특이적 흡착 문제를 해결하기 위해 PEO-PPO-PEO 블록 공중합체의 포매(embeddeing) 방식을 이용하여 손쉬운 표면 개질 및 이의 최적화 조건을 조사하였다. 친수성 표면 개질의 특성은 PDMS 내에 포매된 블록 공중합체의 농도, 수침(water-soaking), 및 소수성 표면으로 회복 시간 등의 영향을 평가하였다. 개질된 PDMS 표면은 알부민 단백질(2 mg/ml)까지 단백질의 비특이적 결합 방지 특성을 보였으며, 또한 O/W (Oil-in-Water) 에멀젼을 쉽게 형성할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제20권4호
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• pp.297-303
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• 2010

폴리올레핀 중합공정에서 발생되는 미반응 올레핀 모노머를 회수하기 위한 분리막/냉각응축 공정에 적용할 복합막을 용액 코팅공정과 플라즈마 중합공정의 두가지 방법으로 제조하였다. Polysulfone (PSF) 지지체 위에 poly(dimethylsiloxane) (PDMS) 용액을 코팅하였고 코팅 용액에서 prepolymer의 함량이 높을수록 올레핀 모노머의 선택도는 증가하였으나 막이 치밀하여지는 관계로 절대 투과량은 감소하는 경향을 보였다. 유기물의 복합막 투과는 용액확산 메커니즘에 의한 것으로서 임계온도가 높을수록 분리효율은 향상되고 molar volume이 증가할수록 투과도가 향상되었다. 또한 가교시간에 siloxane 계열의 물질을 plasma 종합하여 복합막을 제조하였는데 PSF 및 polypropylene (PP) 지지체를 사용하였다. 특히 지지체로 기존의 용액코팅 공정에서 사용되기 어렵던 PP 지지체 위에도 복합막을 코팅할 수 있었으며 용액코팅 공정으로 제조된 복합막과 유사한 성능을 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.6-8
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• 2001

This report describes the effect of the blending of poly(trifluoropropylmethylvinylsiloxane) (PTFPMVS) with poly(dimethylsiloxane) (PDMS) on the surface properties such as water repellency using dynamic contact angle (DCA) measurement. We have investigated the surface molecular mobility of the PDMS/PTFPMVS blends via a DCA measurement and an adhesion tension relaxation. It could be shown that a flexible side-chain segment in PTFPMVS having higher surface energy, could be reoriented easily in water to decrease the interfacial tension of the polymer/water interface, which seems to play a major role at the decrease of the receding contact angle and the surface resistivity of PDMS/PTFPMVS blends.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권1호
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• pp.63-67
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• 2016

We present a method of fabricating poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) porous microfibers using a pore template. PLGA microfibers were synthesized using a glass capillary tube in a poly-(dimethylsiloxane) (PDMS) microfluidic chip. Gelatin solution was used as a porous template to prepare pores in microfibers. Two phases of PLGA solutions in different solvents-DMSO (dimethyl sulfoxide) and DCM (dichloromethane)-were used to control the porosity and strength of the porous microfibers. The porosity of the PLGA microfibers differed depending on the ratio of flow rates in the two phases. The porous structure was formed in a spiral shape on the microfiber. The porous structure of the microfiber is expected to improve transfer of oxygen and nutrients, which is important for cell viability in tissue engineering.

• Macromolecular Research
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• 제17권1호
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• pp.51-57
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• 2009

Using glycidyl methacrylate-linked poly(dimethylsiloxane), methyl methacrylate was polymerized in supercritical $CO_2$. The effects of $CO_2$ pressure, reaction time, and mixing on the yield, molecular weight, and molecular weight distribution (MWD) of the poly(methyl methacrylate) (PMMA) products were investigated. The shape, number average particle diameter, and particle size distribution (PSD) of the PMMA were characterized. Between 69 and 483 bar, the yield and molar mass of the PMMA products showed a trend of increasing with increasing $CO_2$ pressure. However, the yield leveled off at around 345 bar and the particle diameter of the PMMA increased until the pressure reached 345 bar and decreased thereafter. With increasing pressure, MWD became more uniform while PSD was unaffected. As the reaction time was extended at 207 bar, the particle diameter of PMMA decreased at $0.48{\pm}0.03%$ AIBN, but increased at 0.25% AIBN. Mixing the reactant mixture increased the PMMA yield by 18.6% and 9.3% at 138 and 207 bar, respectively.

• Macromolecular Research
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• 제16권2호
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• pp.120-127
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• 2008

Glycidyl methacrylate linked poly(dimethylsiloxane) (GMA-PDMS) was synthesized and used as a stabilizer for the dispersion polymerization of methyl methacrylate (MMA) in supercritical $CO_2$. This study examined the effect of the concentrations of the stabilizer, 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) initiator, and MMA on the yield, molecular weight, and morphology of the poly(methyl methacrylate) (PMMA) product. PMMA was obtained in 94,6% yield using only 0,87 wt% GMA-PDMS, When the AIBN concentration was increased from 025 to 1.06 wt%, the molecular weight and particle size of the PMMA decreased from 56,600 to 21,600 and from 4.1 to $2.7{\mu}m$, whereas the particle size distribution increased from 1.3 to 1.9. The $M_n$ of the PMMA product ranged from 41,600 and 55,800 under typical polymerization conditions. The PMMA particle diameter ranged from 1.8 to $11.0{\mu}m$ and the particle size distribution ranged from 1.4 to 1.8.

• 멤브레인
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• 제19권1호
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• pp.54-62
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• 2009

부탄올을 투과증발 공정으로 분리하기 위하여 복합공정에 의하여 투과증발막을 제조하였다. 상업용 poly(dime-thylsiloxane) (PDMS) 막을 plasma 처리시키거나, polysulfone, poly(ether imide) 막을 지지체로 사용하여 plasma 처리 및 PDMS 코팅의 복합공정을 적용하였다. 헥산계열과 실란계열 유기 화합물을 사용하여 PDMS막을 plasma 처리하였을 경우 막 표면의 소수성을 증가시켜서 부탄을 선택도가 12.56까지 향상되었다. 반면에 투과량은 막 표면의 소수성 증대와 free volume의 변화로 인해 $1.15kg/m^2{\cdot}hr$까지 감소되어 선택도와 반대의 성향을 나타내었다. 막의 소수성이 증가함에 따라 접촉각과 상대적 sorption 비가 증가하였고, 부탄을 선택도도 향상되었다. PDMS 코팅 용액에서 prepolymer의 함량이 높을수록 부탄올 선택도가 증가하였다. PDMS 코팅과 plasma 처리 공정의 순서에 따른 영향을 조사하였다. 부탄올과 노르말 헥산으로 plasma 처리할 경우 plasma처리, PDMS 코팅 순으로 제조된 막의 분리 성능이 우수하였고 hexamethyldisilane과 hex-amethyldisilazane을 사용한 경우에는 역순으로 제조된 막의 분리 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제11권1호
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• pp.50-59
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• 2001

증기투과를 이용한 휘발성유기물(volatile organic compounds, VOCs)/$N_2$ 혼합물의 분리에서 농도분극현상이 투과거동에 미치는 영향을 연구하였다. 막 재료는 VOCs와 친화력이 큰 poly(dimethylsiloxane)(PDMS) 막을 사용하였으며, VOCs는 염소화탄화수소류 중에 탄소수와 치환된 염소수를 고려하여 $CH_2Cl_2, CHCl_3, C_2H_4Cl_2, C_2H_3Cl_3$를 사용하였다. Feed의 유속, 투과온도, VOCs의 농도 등의 변화에 따른 투과거동의 변화를 관찰하였다. 유속이 감소함에 따라 막의 투과분리성능의 감소가 관찰되었으며, 응축성이 큰 VOCs일수록, VOCs의 농도가 높을수록 또는 투과 온도가 낮을수록 감소 폭이 큰 경향을 보였다. 이와 같은 투과거동의 변화는 농도분극현상에 의한 것으로, 유속이 감소함에 따라 경계층 내의 물질전달계수가 감소하여 농도분극현상이 증가하기 때문에 나타나는 투과거동의 변화로 해석하였다. 결과적으로 VOCs/기체 혼합물의 증기투과를 통한 분리 시 농도분극현상이 크지 않을 것이라는 일반적인 생각과는 달리 고무상 막을 통한 증기투과에서는 농도분극현상에 의한 막 성능의 감소가 크게 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2117-2120
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• 2004

본 논문은 UV-LIGA 공정, 후막공정을 이용한 바이오센서용 magnetic bead 분리 장치의 제작 기술개발에 관한 것이다. 최근 MEMS(microelectromechanical system) 기술을 이용한 바이오센서에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 바이오센서 분야 중 혈액이나 다른 원하지 않는 물질을 분리해 주는 분리장치는 MEMS 기술을 이용해 구현이 매우 어려운 부분 중에 하나이다. 기존의 UV-LIGA 공정과 도금법을 이용한 마이크로 전자석 제작하여 분리장치를 제작하는 경우 제작 공정이 매우 복잡하며 매우 많은 공정비용을 요구한다. 이러한 단점을 해결하기 위해 본 논문에서는 Sr 계연의 고분자 자석과 3차원 PDMS(poly-dimethylsiloxane) 마이크로 채널 공정을 이용해 분리장치를 제작하였다. 제작된 분리장치는 $0{\sim}30{\mu}{\ell}$/min 의 속도에서 유체를 흘렸을 90% 이상의 분리 효율을 나타냈다. 개발된 분리 장치는 연재질의 PDMS 로 제작되어 일회용 바이오센서에 적용이 가능하다.