• 접착 및 계면
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• 제24권1호
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• pp.26-35
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• 2023

일반적으로 유기 용매를 이용한 코팅제는 제조 과정에서 발암성 물질인 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compounds, VOC)을 배출하게 되어 환경적인 문제로 사용이 규제되고 있다. 게다가 기존의 화석 연료 자원이 한정적이라 에너지 자원 고갈을 야기시킨다는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오매스 물질인 isosorbide의 함량을 달리하여 광경화형 바이오매스계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 합성하여 코팅제의 물성 평가를 진행하였다. Isosorbide 함량이 증가할수록 점도, 유리전이온도, 인장강도, 내오염성, 연필경도 등이 증가하였고 신율 및 굴곡성은 낮게 측정되었으며, 부착력은 BOI-3가 가장 좋은 결과를 나타내었다. 올리고머의 isosorbide 함량을 20% 로 고정하고 polycaprolactone diol(PCL)과 Ecoprol H1000(Ecoprol)의 함량비에 따라 광경화형 바이오매스계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 합성하여 코팅제의 물성 평가를 진행하였다. PCL/Ecoprol의 함량비가 증가할수록 유리전이온도, 신율 및 굴곡성은 증가하였지만 인장강도와 연필경도는 감소하였으며, PCL 첨가로 인한 표면 결합력 향상으로 부착력과 내오염성이 크게 증진한 것을 확인할 수 있었다. 합성된 올리고머의 필름은 모두 변색 없이 투명한 결과를 나타내었다.

• 한국포장학회지
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• 제29권1호
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• pp.15-25
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• 2023

본 연구는 식품의 저장 수명을 연장하기 위하여 식품 포장재로 활용되는 항미생물 활성 액티브 패키징의 최신 연구 동향을 파악하기 위하여 수행되었다. 특히, 최근 5년간 발표된 항미생물 활성 필름 및 코팅 연구를 분석하였으며, 연구에서 활용한 고분자 소재와 항미생물 소재를 정리하였다. COVID-19 대유행으로 인한 플라스틱 오염 문제가 격화되면서 식품 포장재의 고분자 소재로는 바이오 기반의 분해성 소재가 주목받고 있으며, 분해성 소재에 항미생물 화합물을 혼입하여 기능적 특성을 부가한 액티브 필름 및 코팅 제제에 관한 연구가 활발하게 수행되었다. 항균 액티브 패키징 개발에 주요하게 활용된 소재는 정유, 추출물 등의 유기 화합물, TiO₂, ZnO, AgNPs 등의 무기 화합물과 박테리오파지 및 엔도라이신 등의 생물 소재로 관찰되었다. 또한 주요하게 사용된 항진균 소재는 정유 등의 천연 화합물, 무기산(염) 및 유기산(염)을 포함하는 합성 유기계 화합물과 금속 및 나노입자 등의 무기화합물로 분류되었다. 한편, 항바이러스 소재로는 GTE, GSE 및 AITC 등의 유기 화합물 관련 연구만이 주로 관찰되었다. 동향 분석 결과, 항균 및 항진균 액티브 패키징의 효능 평가는 활발하게 수행되어 왔으나, 이들의 물리 화학적 특성 개선 연구가 미흡하여 산업화로 이어지는 것에 한계가 있어, 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다. 또한 분해성 항바이러스 액티브 패키징에 대한 산업체에서의 수요가 증가할 것으로 예상되므로, 항바이러스 소재 발굴 및 패키징 적용을 위한 활발한 노력이 요구된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.9-14
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• 2022

실리카 에어로겔은 매우 낮은 밀도, 고비표면적을 갖는 다공성 물질로 구조적 특성으로 인한 취약한 기계적 특성 때문에 응용이 제한되어 이를 해결하기 위한 폴리머와의 다양한 복합화 기술이 제안되어 왔다. 본 연구에서는 에어로겔의 기계적 강도를 향상시키고자 폴리이미드가 가교된 실리카 에어로겔을 합성하였다. 실리카 에어로겔을 만들기 위한 전구체로 tetraethyl orthosilicate(TEOS)가 사용되었고, 3-Aminopropyltriethoxysilane(APTES)은 폴리이미드와 가교 결합을 하기 위한 coupling agent로 사용되었다. 폴리이미드는 pyromellitic dianhydride, 3, 5-diaminobenzoic acid를 사용해 합성되었고 ${\frac{n_1}{n_2}}={\frac{n}{n+1}}$의 반응식을 사용해 폴리이미드 체인의 반복 단위 수가 10인 폴리이미드를 가교 결합하여 기계적 물성이 향상된 실리카 에어로겔을 구현하였다. 겔화 전에 다양한 중량비를 갖는 폴리이미드를 첨가하여 최대 압축 강도가 실리카 에어로겔 대비 19배 이상 증가가 관찰되어 폴리머 가교결합을 통한 실리카 에어로겔의 기계적 강도가 크게 개선될 수 있음을 확인하였다.

• 산업진흥연구
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• 제9권1호
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• pp.31-38
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• 2024

본 연구에서는 층상 실리케이트계 나노복합소재 감습막제조를 통하여 그 특성을 평가하였다. 나노복합소재 제조를 위하여 나노물질로 4급 암모늄염으로 유기화 처리된 층상 실리케이트 물질인 Cloisite^®, Bentone^®으로 선정하였다. 유기화 처리된 montmorillonite/hectorite 점토 첨가 습도센서는 RH(%)증가에 따라 임피던스는 감소하였다. Cloisite^® 습도센서의 경우 Bentone^® 38 습도센서에 비해 임피던스 직진성 및 히스테리시스는 다소 우수하였다. 임피던스는 Bentone^® 38을 첨가한 센서가 Cloisite^® 첨가형 센서와 비교해 가장 낮게 나타났다. Cloisite^® 첨가형 센서를 각각 비교하면 유기화 처리된 물질의 친수성 영향에 따라 감습 특성이 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 응답 속도는 친수성 특징에 따라 Cloisite^® 93A가 느려지는 경향을 나타냈으며, 이 결과 역시 친수성 유기물에 의한 수분 증발 속도 차이에 의한 것으로 사료된다. 이상의 결과를 바탕으로 유기화된 층상 실리케이트계 물질을 이용한 감습막은 기존의 고분자계 감습막과 비교해 감습특성은 다소 낮게 나타났으나 공중합, 가교구조화, 등 복잡한 공정 없이 안정성이 우수하고 간단한 공정으로 감습막 제조가 가능하여 경제성이 우수한 습도센서 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.1-12
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• 2024

나노플라스틱(NP)은 마이크로플라스틱(MP)에 비해 뚜렷한 물질적 특성을 나타내므로 별도의 관리 인식이 필요하다. NP에 관한 연구 결과와 정책 문서를 검토한 결과, 대부분의 정책 프레임워크는 MP를 NP와 구별하지 않고 주로 5 mm 이하 크기의 고체 합성 고분자 물질로 정의하고 있다. 그러나 최근 EU REACH 규정 개정에 따르면, MP를 5 mm ~ 100 nm로 정의함으로써 100 nm 보다 작은 크기를 NP로 구분하여 인식하고 있음이 나타난다. NP에 대한 연구는 종종 환경 거동 및 생물체 영향 연구에서 구형 폴리스티렌 기반 NP를 사용하는 고농도 실험 조건에 중점을 두고 수계를 중심으로 한 실험 조사에 치우쳐져 있다. 특히, NP 연구에서 환경 거동 특성은 NP 유형에 따라 영향의 차이를 보여 현장 모사가 필요하다. 이러한 경향은 국내 MP 연구와 환경 정책 모두에서 MP와는 다른 NP 개념을 재정의할 필요를 뒷받침한다. 이에 본 연구는 국내외 NP 관리 현황을 평가하고, NP에 대한 기존 대응의 문제점과 정책 고려 사항을 조명하는 것을 목표로 하였다. 포괄적인 검토를 통해 MP에 대한 국제 합의에 도달하는 것은 방법론적 한계에 직면하고 잠재적으로 NP 규모를 정확하게 정의하려는 노력에 부담이 된다는 것이 분명해졌다. 따라서 국내 정책 영역에서는 EU의 최근 규제 개정을 참고하는 것이 중요하며, NP를 포함한 MP의 정의에 관한 구체적인 조정이 필요하며, 산업계 및 학계의 노력을 통해 정책적 수용이 이루어지도록 해야 할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.9-16
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• 2018

음주 후 숙취는 사람에 따라 증상과 정도가 상이 하지만 일반적으로 갈증, 피로감, 두통, 전신권태, 위장장애, 구토, 설사, 비타민 결핍 등이 나타난다. 이러한 숙취현상은 간세포와 체내에 축적된 알코올 및 알코올에 함유되어 있는 발효 부산물인 에틸아세테이트, 아세트알데히드 등의 전구물질들의 작용에 의해 발생한다. 이에 숙취현상을 해소하기 위한 연구로 연어 추출물 중 정액 또는 정소 추출물인 핵산-당-인산으로 이루어진 고분자이며 다당체인 Polydeoxyribonucleotide(PDRN)과 동일한 Origin, 동일 구조를 가지며 PDRN에 비해 가격이 저렴한 수용성 연어 추출물 분말을 사용하였다. 그리고 D-Glucuronic acid와 N-Acetyl glucosamine으로 구성된 고분자 다당체로 뛰어난 생체 적합성, 점탄성 및 보습력을 보유하고 있어서 숙취현상 중 나타나는 생체수분 감소량 및 피부수분 함유량저하에 대한 부분에 효과가 있어 항산화 및 피부보습효과를 제공하는 히알루론산(Hyaluronic acid)을 감마선으로 조사하여 사용하였다. 연어추출물 분말과 히알루론산 등을 이용하여 조성물을 제조한 후 체내 에탄올, 아세트알데히드 감소량, 혈중 아세트알데히드 농도와 초산 농도를 측정하여 알코올 분해효과를 평가하였고, 피부 수분 증발량과 피부 수분량을 조사하여 피부개선을 평가하고 항산화 및 피부보습효과를 제공하는지 여부를 판단하였다. 이에 에탄올은 연어추출물을 첨가하였을 때가 무첨가에 비해 5배에서 7배의 감소량을 보였고 아세트알데히드 3배에서 5배 이상의 감소량을 보였다. 또한 혈중 아세트알데히드 농도와 초산 농도의 변화에서는 무첨가 대조군에 비해 급격한 저하 변화를 보여 알코올 분해효과가 있음을 확인하여 숙취해소 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 히알루론산 원료를 첨가하여 사용하였을 때 피부 수분함유량이 높았으며, 피부 수분 증발량이 감소됨이 확인되었다. 이에 고분자 다당체인 히알루론산은 뛰어난 점탄성 및 보습력을 보유하고 있어서 숙취현상 중 나타나는 생체수분 감소량 및 피부수분 함유량저하에 효과가 있어 항산화 및 피부보습효과를 제공하는 것으로 사료되어 연어추출물 분말과 히알루론산을 주원료로 하는 조성물이 음주 후 나타나는 숙취현상에 효과가 있다고 할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제54권3호
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• pp.193-202
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• 2016

목적: 본 연구에서는 치과용 CAD-CAM (computer aided design-computer aided manufacturing) hybrid 수복재료인 LAVA Ultimate와 VITA ENAMIC을 광중합 복합레진을 사용하여 수리할 때 표면처리방법(grinding, air abrasion with aluminum oxide, HF acid)과 접착재료(Adper Single Bond 2, Single Bond Universal)의 종류가 두 재료 사이의 전단결합강도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 재료 및 방법: LAVA Ultimate와 VITA ENAMIC 시편을 30일간 $37^{\circ}C$의 인공타액(Xerova solution)에 보관하여 시효처리를 실시한 후 각각 SiC paper grinding한 것, grinding 후 air abrasion처리를 추가한 것, grinding 후 HF 처리한 것으로 분류하고 각각 no bonding, Adper Single Bond 2, 또는, Single Bond Universal 도포로 세분하여 9개의 group, 총 18개의 subgroup으로 나누어 실험을 실시하였다(N=10). HF 처리group에서는 도재시편을 대조군으로 추가하였다(N=10). 표면 처리 후 광중합 복합레진(Filtek Z250)을 각각의 시편에 부착하고 이를 1주일간 실온의 물에 침적시켰고 이후 전단결합강도를 측정하고 파절양상 및 표면처리 효과를 SEM으로 확인하였다. One-way ANOVA를 이용하여 group 간의 유의성을 분석하였고 사후 분석으로 Scheffe test를 실시하였다(${\alpha}=.05$). 결과: 실험 결과 접착재료 처리를 한 group들이 접착재료 처리를 하지 않은 group에 비해 모든 표면처리에서 더 높은 전단결합력을 나타내었으며, 표면처리만 시행한 group에서는 aluminum oxide air abrasion이 전단결합력의 증가에 약간의 영향을 미치는 것으로 나타났으나 통계적 유의성은 보이지 않았다. 결론: LAVA Ultimate와 VITA ENAMIC의 두 재료를 광중합 복합레진을 이용하여 수리를 실시할 경우 각각의 재료에 적합한 표면처리방법과 접착재료의 선택에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다. 특히 LAVA Ultimate의 경우 접착재료의 사용은 추천된다고 사료되었다.

• 분석과학
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• 제28권6호
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• pp.398-408
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• 2015

번개탄과 같은 착화탄을 이용한 일산화탄소 중독사는 국내에서 빈번히 발생하고 있으며, 대부분이 자살과 관련되지만 타살의 가능성을 절대적으로 배제할 수는 없는 실정이다. 때문에 변사자와 사건 현장을 법과학적으로 철저하게 조사하여 변사자가 자살을 실행했다는 것을 입증해야 하며, 착화탄을 사용하여 자살을 했을 경우 착화탄이 접촉될 수 있는 손, 콧속 및 문고리 등에서 착화탄성분을 확인하는 것이 사건현장과 변사자와의 관련성을 입증하는데 매우 중요하다. 착화탄성분은 외관 및 화학적 조성을 토대로 확인할 수 있었으며, 판별분석을 통하여 검출된 착화탄성분이 검정색으로 관찰되는 목편과는 뚜렷하게 구별됨을 확인하였다. 자살을 입증한 사례에서 착화탄성분 분석을 위하여 실체현미경 및 주사형 전자현미경에너지분산형 X-선분석기(SEM-EDX)를 사용하였고, 일부 탄화된 수지상물질의 성분 분석을 위하여 현미경-적외선분광광도계(microscope-FT/IR) 및 열분해-기체크로마토그래프/질량분석기(Py-GC/MS)를 사용하였다. 또한 수면제 약물인 디펜히드라민을 위하여 기체크로마토그래프/질량분석기(GC/MS)를 사용하였고, 혈중 일산화탄소-헤모글로빈(CO-Hb) 농도 확인을 위하여 기체크로마토그래프(GC/TCD)를 사용하였다. 착화탄성분을 외관형상 및 화학적 성분을 토대로 손바닥 및 손잡이 등에서 확인하였으며, 특히 변사자의 콧구멍에서 착화탄성분을 검출함으로써 변사자가 자살을 위해 직접 불을 피웠음을 확인할 수 있었다. 일부 탄화된 검정색물질은 아크릴로니트릴스티렌 수지로 포장용 비닐가방에 널리 사용되는 재질로 착화탄을 운반할 때 사용된 것으로 추정되었다. 수면제 성분으로 디펜히드라민이 2.3 mg/L 검출되었으나 사망사건에서 검출된 농도 8-31 mg/L (평균 16 mg/L) 보다 훨씬 낮은 농도로 단지 수면을 유도했을 것으로 판단되었으며, 79%의 혈중 CO-Hb의 검출은 일산화탄소 중독이 사망원인이었음을 나타내었다. 위에서 언급된 절차들은 밀폐된 방 또는 차량 안에서 착화탄을 피워 사망한 일산화탄소 중독사에서 자살인지를 판단하는데 있어 매우 훌륭한 사례라 할 수 있을 것이다.