• 센서학회지
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• 제27권2호
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• pp.99-104
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• 2018

A micro electromagnetic actuator with high vibration efficiency is proposed for use in an implantable hearing device. The actuator, which can be implanted in the middle ear, consists of membranes based on the stainless steel 304 (SUS-304), and other components. In conventional actuators, in which a thick membrane and a silicone elastomer are used, the size reduction was difficult. In order to miniaturize the size of the actuator, it is necessary to reduce the size of the actuation potion that generates the driving force, resulting in reduction of the electromagnetic force. In this paper, the electromagnetic actuator is further miniaturized by the metal membrane and the vibration amplitude is also optimized. The actuator designed according to the simulation results was fabricated by using micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology. In particular, a $20{\mu}m$ thick metal membrane was fabricated using the erosion process, which reduced the length of the actuator by more than $400{\mu}m$. In the experiments, the vibration displacement characteristics of the optimized actuator were above 400 nm within the range of 0.1 to 1 kHz when a current of $1mA_{rms}$ was applied to the coil.

• 한국기계가공학회지
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• 제7권2호
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• pp.72-77
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• 2008

In this study, we propose and develop PDMS-based modular actuators. The microactuator which looks like a small insect uses thermal expansion power of the PDMS (polydimethylsiloxane; $sylgar^{(R)}$ 184 silicone elastomer). The PDMS-based microactuator provides a large displacement due to a high thermal expansion coefficient (approximately 310ppm). The microacruator with 1mm length $350{\mu}m$ width is optimized by using a numerical analysis. The shape of the PDMS actuatoris variously designed. They are placed at several positions to find the optimal position that provides a high transformation ratio. The PDMS-based microactuators are fabricated using a conventional micromaching technique. The fabricated microactuator is heated using a hot-plate. The actuator displacement is measured as a function of temperature from $27^{\circ}C$ to $300^{\circ}C$. The experimental results are compared to the simulation result. When heating temperature up to $300^{\circ}C$ is applied to the PDMS actuator, each V-groove-shaped joint is actuated $30{\mu}$ mat $300^{\circ}C$. Anotherdesign of the microactuator has a maximum displacement of about 656mm.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.413-418
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• 2001

수두증 환자의 뇌압을 조절하기 위해 사용되는 션트밸브의 개발을 수행하였다. 개발을 목표로 하는 밸브는 실리콘 일래스토머를 주재료로 하는 일정압력형 VP (ventriculoperitoneal) 밸브이다 시제작된 밸브는 In Vitro 실험을 통해 기존의 상용 밸브와 유사한 압력-유량 조절특성을 나타냈으며 IS07197 기준에 따른 28일간의 내구성 테스트에서 뒤지지 않는 결과를 보였다. 제작된 밸브의 치료효과를 실험하기 위해 10kg 개 (beagle dog)에게 인위적으로 수두증을 유발시킨 결과. 뇌실이 크게 팽창하고 행동에 이상을 보였으나 션트밸브를 시술한 결과 수두증에 의해 팽창된 뇌실이 현저하게 줄어들고 정상 크기를 회복하였으며 행동이 정상적으로 돌아왔다 션트밸브의 유동 오리피스의 크기가 동작 중에 10 마이크로미터 이내이며 약간의 오타에 의해서도 압력조절특성이 변화하므로 밸브의 성공적인 동작을 위해서는 정밀한 설계와 제조기술이 요구되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.498-504
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• 2011

본 연구는 폴리이미드와 폴리이서설폰 중공사막을 이용하여 매립가스의 메탄 회수를 위한 메탄과 질소에 대한 투과도와 선택도를 실험하였다. 폴리이미드와 폴리이서설폰 소재를 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사 형태로 제조하고 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 전자주사 현미경 관찰을 이용하여 제조된 중공사 막의 구조가 치밀한 표면과 망상구조의 비대칭으로 형성된 것을 확인하였다. 압력과 온도가 증가함에 따라 메탄과 질소의 투과도는 증가하였으나 선택도($CH_4/N_2$)는 감소하는 것으로 나타났다. Air gap이 증가할수록 메탄과 질소의 투과도는 감소하였으며 용매치환을 한 중공사막의 투과도는 3.2~7.0배 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.660-667
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• 2010

본 연구에서는 고분자 막을 이용하여 6대 온실가스 중 가장 높은 지구온난화지수를 갖는 육불화황(sulfur hexafluoride, $SF_6$)의 회수에 관한 연구를 실시하였다. 막 소재로 이미드 계열의 Matrimid 5218 소재를 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사 형태로 제조하고, 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 제조된 중공사 막은 전자주사현미경 관찰을 통하여 외부 표면에 치밀한 선택층과 망상구조의 하부로 이루어진 비대칭 구조를 확인하였다. 막의 기체투과 특성 확인을 위하여 온도와 압력 변화에 따른 $N_2$, $SF_6$ 단일 기체투과를 실시하였으며, 운전 조건에 따라서 0.78~1.36 GPU의 $N_2$ 투과도와 2.44-5.08의 $N_2/SF_6$ 선택도를 나타냈었다. 제조된 모듈의 혼합기체 분리거동 관찰을 위하여 10 vol.% $SF_6$ 농도를 갖는 $N_2/SF_6$ 혼합기체를 이용하여 온도, 압력, retentate 유량을 달리하여 실시하였으며, 실험을 통하여 압력과 온도 증가 및 retentate 유량 감소에 따라서 회수된 가스 중에 $SF_6$의 농도는 증가되어 최고 37.5 vol.%를 나타낸 반면 회수율은 감소되는 경향을 나타내었으며, 동일한 온도와 압력에서 retentate 유량 증가에 따라서 $SF_6$ 농도는 감소되는 반면 회수율이 증가하여 최고 89%의 회수율을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.250-255
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• 2011

본 연구는 막 분리 공정을 이용한 것으로 수소의 에너지원을 이용가능한 메탄을 정제하기 위해 바이오가스 중 이산화탄소와 메탄의 분리 및 황화수소의 제거하고자 한다. 막은 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사공 형태로 제조하고 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 제조된 중공사 막의 구조특성을 확인하기 위해 전자주사 현미경 관찰을 통하여 치밀한 표면과 망상구조의 비대칭 구조를 확인하였다. 압력과 온도가 증가함에 따라 이산화탄소의 투과도는 증가하였고, 이산화탄소와 메탄의 선택도 역시 증가하는 것으로 나타났다. 혼합가스의 경우 압력 및 온도가 증가함에 따라 메탄 농도는 100%에 가까웠으며 이산화탄소와 황화수소의 제거효율도 증가하였다. Retentate 유량증가와 압력 온도감소에 따라 메탄 농도 감소 및 회수율이 증가하는 경향을 나타내었다.