• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권4호
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• pp.932-940
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• 2016

Pool boiling heat transfer of water saturated at atmospheric pressure was investigated experimentally on Cu surfaces with high-temperature, thermally-conductive, microporous coatings (HTCMC). The coatings were created by sintering Cu powders on Cu surfaces in a nitrogen gas environment. A parametric study of the effects of particle size and coating thickness was conducted using three average particle sizes (APSs) of $10{\mu}m$, $25{\mu}m$, and $67{\mu}m$ and various coating thicknesses. It was found that nucleate boiling heat transfer (NBHT) and critical heat flux (CHF) were enhanced significantly for sintered microporous coatings. This is believed to have resulted from the random porous structures that appear to include reentrant type cavities. The maximum NBHT coefficient was measured to be approximately $400kW/m^2k$ with APS $67{\mu}m$ and $296{\mu}m$ coating thicknesses. This value is approximately eight times higher than that of a plain Cu surface. The maximum CHF observed was $2.1MW/m^2$ at APS $67{\mu}m$ and $428{\mu}m$ coating thicknesses, which is approximately double the CHF of a plain Cu surface. The enhancement of NBHT and CHF appeared to increase as the particle size increased in the tested range. However, two larger particle sizes ($25{\mu}m$ and $67{\mu}m$) showed a similar level of enhancement.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-4
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• 2004

조직공학은 생명과학, 의학, 공학의 기본개념 및 기술을 바탕으로 생체조직을 대체할 수 있는 인공조직 및 장기를 제작하여 이식함으로써 생체의 기능을 유지, 향상 또는 복원하는 것을 목표로 하는데 여기에 사용되는 기본 재료가 장기나 조직의 형태를 만들도록 돕는 scaffold이다. Scaffold를 만드는데 있어서 Solvent-casting과 Particulate leaching 기법은 다공성 폴리머 scaffold의 제조에서 널리 쓰이는 방법인데 여기 쓰이는 particle에는 소금과 젤라틴 둥이 사용되고 있다. 소금은 얻기가 쉽고 다루기에도 편리하다는 장점 때문에 가장 일반적으로 사용되고 있으며 젤라틴은 소금에 비하여 세포의 초기 접착과 증식에 유리하다는 이유로 최근에 많이 사용되고 있으나 이에 관한 비교실험은 아직 보고 된 바 없다. 본 연구에서는 소금과 젤라틴으로 만들어진 두 가지 scaffold를 비교해 보았으며 그 결과 젤라틴 scaffold가 초기상태의 세포 접합과 증식에 있어서 좋은 결과를 보였고 같은 공극율일 때 공극의 연결 상태가 훨씬 더 우수한 결과를 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.457-469
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• 2016

During the late phase of severe accidents of light water reactors, a porous debris bed is expected to develop on the bottom of the flooded reactor cavity after breakup of the melt in water. The geometrical configuration, i.e., internal and external characteristics, of the debris bed is significant for the adequate assessment of the coolability of the relocated corium. The internal structure of a debris bed was investigated experimentally using the DAVINCI (Debris bed research Apparatus for Validation of the bubble-Induced Natural Convection effect Issue) test facility. Particle sedimentation under the influence of a two-phase natural convection flow due to the decay heat in the debris bed was simulated by dropping various sizes of particles into a water vessel with air bubble injection from the bottom. Settled particles were collected and sieved to obtain the particle mass, size distribution in the radial and axial positions, and the bed porosity and permeability. The experimental results showed that the center part of the particle bed tended to have larger particles than the peripheral area. For the axial distribution, the lower layer had a higher fraction of larger particles. As the sedimentation progressed, the size distribution in the upper layers can shift to larger sizes because of the higher vapor generation rate and stronger flow intensity.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.511-515
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• 2014

The thermodynamic instability of bubbles in wet-foam colloidal suspension is due to the substantial area of their gas/liquid interface. Several physical processes lead to gas diffusion from smaller to larger bubbles, resulting in a coarsening and Ostwald ripening of wet foam. This includes a narrowing of the bubble size distribution. The distribution and microstructure of porous ceramics, the adsorption free energy and Laplace pressure of $Al_2O_3$ particle-stabilized colloidal suspension, and $SiO_2$ content were investigated for tailoring the bubble size. Wet-foam stability of more than 80% is related to the degree of hydrophobicity with contact angles of $62-70^{\circ}$ achieved from the surfactant. The contact angle replaces part of the highly energetic interface and lowers the free energy of the system. This leads to an apparent increase in the surface tension (26-33 mN/m) of the colloidal suspension.

• 한국분말재료학회지
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• 제18권2호
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• pp.105-111
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• 2011

This study investigated the effect of wire diameter and applied voltage on the fabrication of Ni-free Fe-based alloy nano powders by employing the PWE (pulsed wire evaporation) in liquid, for high temperature oxidation-resistant metallic porous body for high temperature particulate matter (or soot) filter system. Three different diameter (0.1, 0.2, and 0.3 mm) of alloy wire and various applied voltages from 0.5 to 3.0 kV were main variables in PWE process, while X-ray diffraction (XRD), field emission scanning microscope (FE-SEM), and transmission electron microscope (TEM) were used to investigate the characteristics of the Fe-Cr-Al nano powders. It was controlled the number of explosion events, since evaporated and condensed nano-particles were coalesced to micron-sized secondary particles, when exceeded to the specific number of explosion events, which were not suitable for metallic porous body preparation. As the diameter of alloy wire increased, the voltage for electrical explosion increased and the size of primary particle decreased.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.79-83
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• 2021

본 연구에서는 기존의 silicon alkoxide(tetraethyl orthosilicate, TEOS)에 비해 단가가 저렴하여 상업화에 유리한 물유리를 전구체로 사용하여 계면활성제의 농도에 따라 형성되는 다양한 크기의 실리카 중공 미세구(hollow silica microsphere, HSM)를 합성하였다. 계면활성제의 농도에 따른 실리카 중공 미세구의 형성에 대한 물성을 퓨리에 분광기(Fourier transform infrared spectrometer), 접촉각 측정기(contact angle measurement), Brunauer-Emmett-Teller 및 Barrett-Joyner-Halenda 분석기와 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy)를 이용하여 분석하였다. 계면활성제를 적정량의 농도로 투입하여 porou s한 물유리 기반 실리카 중공 미세구를 제조할 경우 비표면적은 169 m²/g, 평균 입자 크기 25.3 ㎛ 및 표준편차는 6.25로 우수한 실리카 중공 미세구가 형성됨을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권11호
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• pp.646-652
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• 2018

During a long-term operation of polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFCs), the fuel cell performance may degrade due to severe agglomeration and dissolution of metal nanoparticles in the cathode. To enhance the electrochemical durability of metal catalysts and to prevent the particle agglomeration in PEMFC operation, this paper proposes a hybrid catalyst structure composed of PtCo alloy nanoparticles encapsulated by porous carbon layers. In the hybrid catalyst structure, the dissolution and migration of PtCo nanoparticles can be effectively prevented by protective carbon shells. In addition, $O_2$ can properly penetrate the porous carbon layers and react on the active Pt surface, which ensures high catalytic activity for the oxygen reduction reaction. Although the hybrid catalyst has a much smaller active surface area due to the carbon encapsulation compared to a commercial Pt catalyst without a carbon layer, it has a much higher specific activity and significantly improved durability than the Pt catalyst. Therefore, it is expected that the designed hybrid catalyst concept will provide an interesting strategy for development of high-performance fuel cell catalysts.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.596-610
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• 2021

스토버 방식에 의한 구형 단분산 입자와 에멀젼 액적을 미세 반응기로 활용하여 합성한 주름진 표면을 갖는 실리카 입자 및 거대 기공을 갖는 다공질 실리카 입자를 커플링제로 표면 개질하여 흡착제로 활용하였다. 아민기를 포함하는 실란 또는 타이타네이트 커플링제를 활용하여 기존의 실리카 재료로는 흡착이 어려웠었던 중금속과 음이온성 염료에 대한 흡착력이 향상된 것을 관찰할 수 있었다. 음이온 염료에 대한 흡착에서는 APTES로 표면 개질한 다공질 실리카가 흡착 효율이 가장 높은 결과를 나타내었고, 중금속 구리에 대한 흡착 결과는 AAPTS로 표면 개질한 다양한 실리카 분말에서 모두 100%에 가까운 흡착 효율을 얻을 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.359-366
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• 2022

본 논문에서는 바텀애시 골재를 사용한 다공성 콘크리트의 강도와 컴펙션의 상관관계를 분석하였다. 본 연구에서는 바텀애시를 두 가지 입도의 골재를 8:2 비율로 섞은 복합골재와 단일 입도만을 갖는 단일골재를 사용하여 각 골재 크기별 특성을 파악 한 후, 콘크리트 골재로 사용하였다. 물-바인더 비는 0.30으로 고정하고, 컴펙션 수준을 0.5, 1.5 및 3.0 MPa 값으로 지정하여 다공성 콘크리트 시편을 제작하였다. 총 공극률, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도를 실험을 진행하고 분석을 수행하였다. 컴펙션이 증가할 때 총 공극률은 감소하고, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도는 증가하였다. 복합골재를 사용한 콘크리트의 총 공극률은 단일골재를 사용한 콘크리트에 비해 총 공극률은 낮고, 강도는 크게 나타났다. 회귀분석을 통해 다공성 콘크리트의 총 공극률, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도 상관관계를 제시하였다. 총 공극률과 강도 특성은 서로 반비례하는 상관관계를 나타냈다.

• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.38-49
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• 2024

본 연구에서는 분리막 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)에서 발생되는 생물막오염 완화에 탁월한 효과를 가진 분리막을 개발할 목적으로, 친수성 산소 기능기가 많은 탄소나노구체(carbon nanosphere, CNS)를 합성한 뒤, 이를 첨가제로 활용하여 친수성과 다공성 기공 구조를 갖는 고성능 한외여과막을 제조하였다. CNS는 막 표면에 초승달 모양의 기공을 형성하였고, CNS 함량을 4.6 wt%까지 증가시킴에 따라 최대기공 크기보다 큰 결함을 야기하지 않으면서 평균 표면 기공 크기를 약 40% 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, CNS 복합막의 다공성 기공 구조는 CNS의 등방성 형태와 상대적으로 낮은 입자 수밀도 덕분에 CNS 첨가에 따른 고분자 용액의 점도 급등이 방지됐기 때문이라고 판단된다. 그러나 너무 다공성이 커지게 되면 기계적 물성이 저하되므로, 기공구조와 기계적 성질을 포함한 종합적인 고려를 했을 때 CNS2.3이 가장 우수하다고 관측되었다. CNS2.3은 CNS0에 비해 수투과도가 2배 이상 높을 뿐만 아니라, MBR 공정에서 분리막 세정이 요구될 때까지의 운전 시간도 5배 이상 연장시킨 것으로 확인되었다.