• Tribology and Lubricants
• /
• 제35권2호
• /
• pp.94-98
• /
• 2019

The riblet structure like shark skin has been widely studied owing to its drag reduction and anti-fouling properties. In this study we simulated the wettability of an oil droplet on a riblet surface. We developed a numerical analysis method using the Wenzel equation and Cassie-Baxter equation that can estimate the contact angle with a penetrated depth of the droplet on rough surfaces. Riblet surfaces with nine scales composed of five hemi-elliptical ribs are generated numerically. The variation of contact angles with fractional depth of penetration for the generated riblet surfaces with and without coatings is demonstrated in the condition of solid-air-oil and solid-water-oil interfaces. The contact angle for the uncoated surface decreases with increasing fractional depth of penetration more drastically than that for the coated surface. For the effect of surface roughness on the contact angle of the droplet, the oleophilic surface gives lower contact angle when the surface is rougher, whereas the oleoophobic surface gives higher contact angle with higher roughness To verify the analysis results, the wetting angle was measured in the solid-air-oil interface and solid-water-oil interface for the shark-skin template and shark-skin replica. The effects of teflon coating were also evaluated. It is shown that the simulation results cover the experimental ones.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.70-77
• /
• 1999

와류에 의한 이중 유벽 사이에 가두어진 기름층과 물의 계면의 교란에 대하여 고찰하였다. 와류는 전부 유벽의 끝에서 발생되는 것으로 간주하였다. 유동장의 해석을 위하여 포텐셜 유동 가정하에 계면을 와 특이점 분포면(vortex sheet)으로 나타내었다. 계면의 형상은 계면에 유한개의 가상의 입자를 설정한 후 그 위치를 추적하여 추하였다. 입자의 속도는 와 분포면에 의해서 유발되는 속도를 Biot-Savart 적분을 통해 구하고 여기에 이동하는 점와류(point vortex)에서 유발되는 속도를 합하여 구하였다. 시간에 대한 와 분포면상의 와도의 변화는 계면에서의 와도 방정식을 해석하여 구하였다. 여러 조건하에서 계산된 결과를 바탕으로 상당한 파고의 계면파가 전부 유벽 하단에서 발생되는 와류에 의하여 생성될 수 있음을 입증하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제28권6호
• /
• pp.682-687
• /
• 2004

Y-junction microchannels are widely used as a flew mixer. Fluids are entered from two branch channels and merged together at a combined channel. In this study, we suggest a simple method to create the fluid digitization using flow instability phenomena. Two immiscible liquids (water/oil) are infused continuously to each Y-junction inlets. Because of the differences in fluid and flow properties at the interface, oil droplet is formed automatically followed by flow instability. In order to clarify the hydrodynamic aspects involved in oil droplet formation, a quantitative flow visualization study has performed. Highly resolved velocity vector fields are obtained by a micro-PIV technique, so that detail flow structures around the droplet are illustrated. In this study, fluorescent particles were mixed with water only for visualization of oil droplet and velocity field measurement in water flow.

• KSBB Journal
• /
• 제17권3호
• /
• pp.295-301
• /
• 2002

본 연구에서는 Rhodococcus sp. strain IGTS8을 이용한 미생물 탈황공정에 있어서 비이온 계면활성제인 SPAN의 영향을 조사하였다. 탈황 효율 연구에 있어서 모델 오일로는 DBT가 함유된 hexadecane, 수상으로는 배지 용액을 이용하였다. 연구에 있어서 실험 변수로는 오일/물 혼합물에 있어서 오일의 부피 %, SPAN 20의 농도, 용액의 pH로 하였으며 일반적으로 오일의 부피 비율, 계면활성제의 농도가 증가할 수록 탈황 효율이 감소되었다. 이러한 결과는 오일의 부피비가 증가할수록 계면활성제의 농도가 증가할수록 오일상의 OBT와 균주의 효율적인 접촉이 저해되기 때문으로 고려된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권4호
• /
• pp.527-530
• /
• 2013

이 논문은 콜로이드 입자가 기름-물 사이의 계면으로 흡착될 때 필수적으로 존재하는 정전기적 반발력에 대한 실험적, 이론적 연구이다. 광집게(optical laser tweezers)와 피에조(piezo controller)를 사용하여, 개별 입자를 트랩(trap)한 후, 계면으로 강제 전이시킨다. 이때 수용액이 전해질을 포함한 경우에만, 입자가 계면으로 전이되며, 포함하지 않을 경우에는 흡착이 일어나지 않는다. 이러한 현상을 근본적으로 이해하기 위해, 광학 트랩핑 힘(optical trapping force)과 입자와 계면 사이에 존재하는 정전기적 분리압력(electrostatic disjoining pressure)를 정량적으로 계산하였다. 이를 바탕으로, 입자가 계면으로 흡착될 때, 그들 사이에는 필연적으로 문턱 에너지(threshold energy)가 존재함을 밝혀냈다. 콜로이드 입자가 에멀젼(emulsions)이나 거품(foams)등 두 개 이상의 섞이지 않는 유체계면을 안정화 시키는 "콜로이드 계면 활성제(colloid surfactants)" 역할을 한다는 사실을 고려했을 때, 본 연구는 이러한 입자의 흡착 현상을 근본적으로 이해하는데 있어서 중요한 지식을 제공한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제28권12호
• /
• pp.2514-2516
• /
• 2007

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제37권10호
• /
• pp.1271-1277
• /
• 2008

본 연구는 MC를 함유하는 유화식품 제조에 필요한 기초 자료를 얻고자 물/기름 계면에서 저분자량 유화제와 계면 흡착 MC와의 경쟁이탈(혹은 흡착) 현상을 구명하고자 수행 하였다. 경쟁이탈 특성 변화는 계면막 조성 분석, 표면 전단 점도 측정 혹은 표면 장력을 측정하여 분석하였다. MC 유화액(1 wt% MC, 10 wt% n-tetradecane, 20 mM bis-tris, pH7)에 수용성 Tween 20을 첨가할 경우 첨가 농도의 증가에 따라 MC 흡착량이 감소하여 0.1 wt% 첨가 농도에서 모든 계면에 흡착된 MC가 수용액으로 이탈되었으며, 표면 전단 점도를 측정 결과도 이와 잘 일치하였다. 지용성 Span 80을 첨가할 경우 낮은 농도에서($\leq$0.05 wt%) 유화제를 첨가하지 않은 경우와 비교하여 MC load가 약 10$\sim$25% 증가하였고 (상승작용), 농도의 증가와 더불어 흡착량은 감소하였으나 고농도(0.1 wt%)에서 MC 분자의 완전한 경쟁 이탈은 관찰되지 않았다. 또한, 표면 전단 점도 측정을 통하여 물/기름 계면에서 MC와 Span 80 간의 상승작용을 확인할 수 있었다. 수용성 SDS 첨가할 경우 경쟁 이탈 현상은 Tween 20의 경우와 비교하여 다소 다른 형태를 나타내었다. 즉 SDS 첨가 농도의 증가와 더불어 MC load는 점차로 감소하는 경향을 보였으나 Tween 20 첨가의 경우와 달리 높은 SDS농도(> 0.1 wt%)에서도 유화 지방구 표면에는 약간의 MC가 존재하고 있는 것으로 분석되었고, 이를 SDS와 MC 분자간의 경쟁 이탈 현상 혹은 복합체 형성을 시사하는 것으로 추정하였으며, air-water 표면 장력의 변화도 이와 잘 일치하고 있었다. 결론적으로 계면에 흡착된 MC는 저분자량 유화제에 의하여 수용액 상으로 경쟁이탈(competitive displacement) 되었으며, 그 형태는 유화제 종류에 따라 다르게 나타난 것으로 관찰되었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.468-474
• /
• 1986

대두단백질의 용해도, 소수성, 에멀젼의 유동특성, 물-기름 계면에서의 단백질 흡착 및 계면장력과 유화 특성과의 관계를 연구 검토 하였다. 등전점 부근에서 단백질의 유화능력과 유화안정도가 최소였으며, 단백질 용액의 pH가 이로부터 산성과 알칼리성 쪽으로 갈수록 유화특성이 증가하는 경향으로, 대두단백질의 용해도와 비슷한 경향을 보였다. 에멀젼의 온도가 증가함에 따라 $50^{\circ}C$까지는 유화형성능력이 증가하다가 그 이상에서는 약간 감소하였으며, 유화안 정도는 온도 증가에 따라 계속 감소하는 경향을 보였다. 인산염이 존재할 경우를 제외하고는 전반적으로 염은 유화특성을 감소시켰다. 단백질의 소수성은 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, pH가 낮아질수록 약간 증가하는 경향을 보이다가 등전정 이하 산성영역에서 급격히 증가하였다. 기름-물 계면에서 단백질의 최대 흡착량은 pH2.0에서 $0.78mg/m^2$로 가장 높았으며. 다음 pH7이었고, 등전점인 pH4에서 가장 낮았다. 대두단백질이 존재하지 않을때 물-기름 계면장력은 19.76dyne/cm 이었으나 단백질이 존재할 경우 각 조건에 따라 다소 차이는 있으나 11.45-18.08dyne/cm로 전반적으로 저하되었다.

• 접착 및 계면
• /
• 제21권2호
• /
• pp.58-64
• /
• 2020

본 연구에서는 UV 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트와 실리카 나노입자를 용매에 분산하여 간편한 스프레이 코팅을 통해 초발수 및 초발유 표면을 제작하였다. 용매의 종류, 고분자의 농도, 분사량 조절에 따른 코팅 표면 구조의 변화를 확인하였으며, 물과 오일의 접촉각 측정을 통해 초발수 및 초발유 특성을 정량화 하였다. 스프레이 코팅 표면의 re-entrant 구조를 분석하여 초발수 및 초발유 특성이 극대화된 스프레이 코팅의 메커니즘을 제시하였다. 최적화된 스프레이 코팅 조건을 적용하여 제조된 표면의 물과 오일의 접촉각 hysteresis는 각각 2°, 30° 이하이며 오일 방울이 표면에서 튈 정도로 우수한 초발수 및 초발유 특성을 보였다.

• 공업화학
• /
• 제8권5호
• /
• pp.715-721
• /
• 1997

$W_1/O/W_2$ 다중유화의 내부수상($W_1$)에 전해질인 $MgSO_4$를 모델약물로 주입하여 안정성과 약물방출 거동을 현미경관찰, 점도 및 전도도의 변화를 통해 관찰하였다. 내상에 약물을 도입함으로써 내부와 외부수상간의 삼투압차를 유발하여 다중유화계의 불안정성을 초래하였으며 이를 완화하기 위하여 외부수상($W_2$)에 글루코즈를 첨가하여 효과를 살펴본 결과 글루코즈의 유효삼투압 당량이 내부에 포함된 약물의 삼투압 당량과 유사해짐에 따라 안정성이 향상되었을 뿐아니라 초기 약물방출 속도도 글루코즈 농도에 의해 조절할 수 있음을 발견하였다. 이는 삼투압차에 의한 수분 이동시 친수성 계면활성제를 동반하여 내부수상/오일상 계면을 파괴하는 것을 방지하기 때문으로 보인다. 또한 이와같은 현상은 오일상이 cetostearyl alcohol에 의하여 친수화되었을 때 뚜렷하게 나타났다.