• 멤브레인
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• 제2권1호
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• pp.21-32
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• 1992

화학증착법을 사용하여 다공성 Vycor 유리에 선택적 수소 투과성 실리카 막을 제조하였다. 화학증착에는 $SiCl_4$의 가수분해 반응이 이용되었으며, 반응물인 $SiCl_4$와 물을 서로 반대 방향으로 주입하여 막을 제조하는 opposing-reactants film deposition방법과, 반응물을 다공성 유리관의 한쪽으로만 공급하는 one-sided film deposition 방법을 모두 사용하였다. 제조된 실리카 막을 통한 수소의 투과도는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 $0.01-0.25cm^3(STP)/cm^2-min-atm$의 범위에 있었으며, 수소의 질소에 대한 투과도 비는 1000정도였고, 온도의 증가에 따라 실리카 막을 통한 수소 및 질소의 투과도는 증가하였다. Opposing reactants film deposition 방법으로 제조된 실리카 막은 비교적 안정성은 높으나 수소의 투과도가 낮은 반면, one-sided film deposition 방법을 사용하면 수소의 투과도는 높으나 안정성이 낮은 막이 얻어졌다. 이러한 실리카 막은 고온에서의 기체분리 및 분리막 반응기에 응용하기 위하여는 높은 선택적투과성 및 안정성이 요구되며 막 제조 조건 및 방법이 최적화되어야 함을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권8호
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• pp.554-560
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• 2005

The engineering ceramic needs the properties of high strength, hardness, corrosion-resistance and heat-resistance in order to withstand thermal shock or applied nonuniform stresses without failure. The densely coated porous ceramics can be used for machine component, electromagnetic component, bio-system component and energy-system component by their high-performances from superior coating properties and light-weight characteristics due to the structure including pore by itself. In this study we controlled the porosity of silica and alumina, $8.2\~25.4\%$ and $23.4\~36.0\%$, respectively, by the control of sintering temperature and starting powder size. We made bilayer structures, consisting of a transparent glass coating layer bonded to a thick substrate of different porous ceramics by a thin layer of epoxy adhesive, facilitated observations of crack initiation and propagation. The elastic modulus mismatch could be controlled using different porous ceramics as the substrate layer. Then we applied 150 N force using WC sphere with a radius of 3.18 mm by Hertzian indentation. As a result, the crack initiation in the coating layer was delayed at lower porosity in the substrate layer, and the damage in the coating layer was relatively smaller at the bilayer structure coated on higher elastic substrate.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권5호
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• pp.218-224
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• 2015

최근 세라믹 다공체를 이용하여 적조 생물을 여과, 제거하려는 연구가 시도되고 있다. 하지만 해양 환경에서 1개월 이상이 경과하면 다공체 표면에 해양 생물 오손(biofouling)이 발생하여 기능이 저하되는 문제가 나타난다. 본 논문에서는 세라믹 다공체의 특성 변화 또는 표면 개질을 통하여 해양 생물 오손을 억제하는 방법에 대하여 연구하였다. 6 종류의 세라믹 다공체를 시험한 결과, 기공율과 흡수율이 낮을수록 생물 오손량이 낮게 나타났다. 또한 다공체 표면에 실리카 입자를 결합시켜 표면 거칠기를 증가시키면, 따개비 등의 대형 해양 생물로 인한 오손량을 감소시킬 수 있었다. 한편 세라믹 다공체 표면에 유리분말을 융착 코팅시키면 오히려 생물 오손량이 증가하였는데, 이는 유리에서 용출되어 나오는 무기질 성분 이온들이 미생물의 생육을 촉진했기 때문이다. 본 연구로부터 세라믹 다공체의 물리적 성질 및 표면 거칠기를 제어하면 위험 물질을 사용하지 않고도 친환경적으로 해양 생물 오손량을 줄일 수 있음을 확인하였으며, 따라서 본 결과를 향후 해양 구조물 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권3호
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• pp.307-318
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• 1999

동결건조법에 의한 저유전성 실리카 박막의 제조공정 개발 및 층간 절연물질로의 응용성이 연구되었다. 코팅용 폴리머 실리카 졸은 TEOS와 이소프로판올(iso-propanol:IPA)또는 터트부탄올(tert-butanol:TBA)을 용매로한 2단계 공정에 의하여 제조되었으며, 이들 졸을 p-Si(111)웨이퍼 상에 스핀코팅한 습윤겔 박막을 동결건조 하여 다공성 실리카 박막을 제조하였다. 균일한 박막 코팅층을 얻을 수 있는 실리카 졸의 최적 점도범위는 IPA와 TBA를 용매로 한 실리카 졸의 경우 각각 10~14 cP와 20~30cP 정도였으며 스핀속도는 2000 rpm 이상이었다. 결함이 없는 다공성 실리카 박막은 TBA(빙점 $25^{\circ}C$)를 동결용매로 하여-196$^{\circ}C$까지 급랭시킨 후 $0^{\circ}C$와 0.1 torr 까지 가열 감압한 상태에서 고상의 TBAFMF 모두 제거한 다음 20$0^{\circ}C$까지 열처리하여 제조되었다. 다공성 실리카 박막의 두께는 졸의 타입과 스핀코팅 속도에 의해 2500~15000$\AA$범위 내에서 제어가 가능하였으며 이들 막의 밀도와 유전상 수 값은 각각 0.9$\pm$0.3g/㎤(기공율 60$\pm$10%)과 2.4 정도였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권3호
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• pp.300-305
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• 2015

효율적인 γ-aminobutyric acid (GABA)의 생산을 위해 Lactobacillus plantarum WCFS1로부터 글루탐산 탈탄산효소(glutamate decarboxylase, GAD)를 대장균에 발현, 정제 후 silica beads에 covalent coupling 방법을 이용하여 고정화하였다. 고정화된 효소의 특성을 고정화하지 않은 효소와 비교한 결과, 모든 pH의 범위(pH 3.5–6.0)에서 80% 이상의 활성을 나타내었으며 pH 안정성과 열 안정성 모두 증대되었다. 이 고정화 효소를 packed-bed reactor에 충진하여 GABA의 생산성을 확인한 결과 1리터당 1시간에 최대 41.7 g의 GABA 생산이 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권7호
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• pp.873-879
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• 2011

Adsorption experiment of carbon dioxide was performed on MCM41 silica impregnated with two kinds of EDA(ethylenediamine) and MEA(monoethanolamine). The prepared adsorbents were characterized by BET surface area, X-ray diffraction and FT-IR. The $CO_2$ capture study was investigated in a U type packed column with GC/TCD. The results of XRD for MCM-41 and amine-impregnated MCM41 showed typical the hexagonal pore system. BET results showed the MCM 41 impregnated amine to have a surface area of 141 $m^2/g$ to 595 $m^2/g$ and FT-IR revealed a N-H functional group at about 1400$cm^{-1}$ to 1600$cm^{-1}$. The $CO_2$ adsorption capacity on EDA and MEA was as follow: MCM41-EDA30 > MCM41 -EDA40 >MCM41-EDA20 >MCM-EDA10 and MCM41-MEA40 >MCM41-MEA30 > MCM41-MEA20> MCM41-MEA10. The MCM41-EDA30 showed the highest adsorption capacity due to physical adsorption and chemical adsorption by amino-group content. The results suggest that mesoporous media with EDA is effective adsorbent for $CO_2$ capture from flue gases.

• Korean Membrane Journal
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• 제5권1호
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• pp.68-74
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• 2003

Methane steam reforming (MSR) reaction for hydrogen production was studied in a membrane reactor (MR) using two tubular membranes, one Pd-based and one of porous alumina. A higher methane conversion than the thermodynamic equilibrium for a traditional reactor (TR) was achieved using MRs. The experimental temperature range was 350-500$^{\circ}C$; no sweep-gas was employed during reaction tests to avoid its back-permeation through the membrane and the steam/methane molar feed ratio (m) varied in the range 3.5-5.9. The best results (the difference between the MR conversion and the thermodynamic equilibrium was of about 7%) were achieved with the alumina membrane, working with the highest steam/methane ratio and at 450$^{\circ}C$. Silica membranes prepared at KRICT laboratories were characterized with permeation tests on single gases (N$_2$, H$_2$ and CH$_4$). These membranes are suited for H$_2$ separation at high temperature.

• Tribology and Lubricants
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• 제23권6호
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• pp.298-300
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• 2007

Frictional characteristics of mesoporous $SiO_2$ thin films were evaluated with different pore sizes. The films were manufactured by sol-gel and self-assembly methods to have a porous structure. The pores on the surface may play as the outlet of wear particle and the storage of lubricant so that the surface interactions could be improved. The pores were exposed on the surface by chemical mechanical polishing (CMP) or plasma-etching after forming the porous films. The ball-on-disk tests with mesoporous $SiO_2$ thin films on glass specimen were conducted at sliding speed of 15 rpm and a load of 0.26 N. The results show considerable dependency of friction on pore size of mesoporous $SiO_2$ thin films. The friction coefficient decreased as increasing the pore size. CMP process was very useful to expose the pores on the surface.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.545-548
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• 2009

최근 천연가스 개발의 중요성이 대두되면서 심해저 퇴적층에 존재하고 있는 천연가스 하이드레이트 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 심해저 퇴적층에 부존하는 가스 하이드레이트 조건과 유사하게 하기위해 3 wt% 농도의 염수를 다공성 실리카 젤 기공에 넣어 사용하였다. 기공의 직경에 따른 영향을 알아보기 위해 기공 직경이 각각 6.0, 15.0, 30.0 nm인 실리카 젤을 사용하여, 천연가스 주성분인 에탄, 프로판, 메탄+프로판 하이드레이트의 3상 (H-Lw-V) 평형을 측정하였다. 그 결과 기공의 크기가 작아질수록 각각의 벌크 상태의 에탄, 프로판, 메탄+프로판 하이드레이트에 비해 하이드레이트의 평형조건이 온도는 낮아지고 압력이 높아지는 저해효과가 커짐을 알 수 있었다. 실험값으로 부터 기공 내의 물과 하이드레이트상 사이의 계면장력 값을 Gibbs-Thomson식에 의해 구할 수 있으며, 열역학 계산을 통하여 실험값과 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 심해저 천연가스 개발, 이산화탄소 심해저장 등의 가스 하이드레이트 응용 연구에 유용한 기초 자료가 될 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.182-185
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• 2008

최근 새로운 천연가스 수송/저장법으로 가스 하이드레이트 형성법이 주목받고 있다.본 연구에서는 천연가스의 저장 매체로 다공성 매질인 실리카 젤을 사용하였다. 다공성 실리카 젤을 사용할 경우 물과 기체의 접촉면적을 극대화 시킬 수 있어 가스하이드레이로의 전환율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 천연가스 주성분인 에탄과 프로판 기체를 사용하였으며, 기공의 직경이 각각 6.0 nm, 15.0 nm, 30.0 nm, 100.0 nm의 다공성 실리카 젤을 사용하였다. 에탄은 270 $\sim$ 285 K의 온도범위와 9 $\sim$ 25 bar의 압력범위, 프로판은 260 $\sim$ 280 K의 온도범위와 1.8 $\sim$ 2.8 bar의 압력범위에서 기공 크기의 분포를 고려하여 하이드레이트(H)-물($L_W$)-기상(V)의 3상 평형점을 측정하였다. 측정 결과 기공의 크기가 작아질수록 각각의 벌크 상태의 에탄 및 프로판 하이드레이트에 비해 하이드레이트의 평형조건이 온도는 낮아지고 압력이 높아지는 저해효과가 커짐을 알 수 있었다. 천연가스 수송/저장으로서 응용을 고려할 경우 저해효과가 적은 100.0 nm이상의 다공성 실리카 젤을 사용하는 것이 적절할 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻어진 결과는 천연가스 수송/저장뿐만 아니라 심해저 천연가스 개발, 이산화탄소 심해저장 등의 가스 하이드레이트 용용 연구에도 유용한 기초 자료가 될 것이다.