• Macromolecular Research
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• 제17권12호
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• pp.1032-1038
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• 2009

A polypyrrole (PPy)/alumina composite filler prepared via in-situ polymerization of pyrrole on alumina particles was incorporated into $Nafion^{(R)}$ to improve the performance of ionic polymer-metal composite (IPMC) actuators. The IPMCs with the pristine PPy without alumina support did not show bending displacements superior to that of the bare Nafion-based IPMC, except at a high PPy content of 4 wt%. This result was attributed to the low redox efficiency of the PPy alone in the IPMC and may have also been related to the modulus of the IPMC. However, at the optimized filler contents, the cyclic displacement of the IPMCs bearing the PPy/alumina filler was 2.2 times larger than that of the bare Nafion-based IPMC under an applied AC potential of 3 Vat 1 Hz. Even under a low AC potential of 1.5 V at 1 Hz, the displacement of the PPy/alumina-based IPMCs was a viable level of performance for actuator applications and was 2.7 times higher than that of the conventional Nafion-based IPMC. The generated blocking force was also improved with the PPy/aiumina composite filler. The greatly enhanced performance and the low-voltage-operational characteristic of the IPMCs bearing the PPy/alumina filler were attributed to the synergic effects of the neighboring alumina moiety near the PPy moiety involving electrochemical redox reactions.

• 공업화학
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• 제25권6호
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• pp.581-585
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• 2014

Reduced graphene oxide (RGO)를 수용성 고분자인 poly(styrene sulfonate) (PSS)로 wrapping한 수분산성 그래핀 치환체인 G-PSS와 전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrene sulfonate) (PEDOT/PSS)의 복합화에 관하여 연구하였다. G-PSS의 존재 하에서 PEDOT/PSS의 제자리 화학 중합 반응을 수행하여 복합체(GP)를 얻었다. 생성물의 XPS, IR 및 Raman 분석을 통하여 모노머인 EDOT의 중합이 원활하게 진행되어 PEDOT/PSS가 생성됨과 동시에 그래핀과 복합화되었다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 GP는 $4.46{\times}10^2S/m$의 전도도를 나타냈으며, 0.5%의 농도까지 물에 분산이 되어 G-PSS보다 전기적 특성 및 수분산성 모두 우수하였다.

• 폴리머
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• 제32권4호
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• pp.347-352
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• 2008

직접 중합법으로 내충격성 폴리스티렌(HIPS)과 유기화 점토로 구성된 나노복합재료를 합성하여 점토 첨가에 따른 물성을 조사하였다. 반응성 작용기를 갖는 유기화 점토인 vinylbenzyltrimethyl clay(VBC)와 octadecylvinylbenzyldimethyl clay(ODVC)를 sodium montmorillonite와 계면활성제인 vinylbenzyltrimethyl ammonium chloride(VBTMAC)와 octadecylyinylbenzdimethyl ammonium bromide(ODVBDAB)의 이온교환으로 각각 제조하였고 상용화된 유기화 점토인 $Cloisite^{(R)}$ 10A(C10A)를 비교를 위해 사용하였다. ODVD로 제조한 나노복합재료의 경우 X-선 회절(XRD) 피크가 사라진 것으로 보아 실리케이트 층이 박리된 것을 알 수 있었고, C10A로 제조한 나노복합재료의 경우 XRD 피크의 각도가 작은 쪽으로 이동하는 것으로 보아 실리케이트 층에 고분자 사슬이 층간 삽입된 것을 알 수 있었다. 저장탄성률과 복소점도로 나타낸 유변물성은 유기화 점토의 함량이 증가할수록 증가하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권4호
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• pp.471-478
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• 2016

본 연구에서는 신선식품의 품질유통 시스템 구축을 위하여 Peltier 효과를 기반으로 한 열전소자 배송시스템에 잠열재를 탑재한 이동식 저온 컨테이너를 농산물의 유통에 적용하고자 하였다. 실험 방법은 개발된 열전소자 배송시스템 및 개발잠열재를 이용한 이동식 저온 컨테이너에 저장 중 피망의 품질을 평가하여 대조구인 EPS 박스의 피망과 비교 평가하였다. 피망의 저장 중 품질측정 결과, 중량 감소량은 증가하였으나 수분함량은 저장기간동안 90.96~94.43% 수준을 유지하였다. 비타민 C 함량은 감소하는 경향을 나타내었으며 처리구(BPT-5, 10)의 경우 대조구(BPC)에 비해 감소율이 낮게 나타났다. 색도 측정 결과 ${\Delta}E$ 값은 저장기간동안 증가하였으며 21일 때 BPT-5의 ${\Delta}E$ 값은 5.05인데 반해 BPC의 값은 41.8로 크게 증가함을 알 수 있었다. 총균수 또한 저장 21일째 대조구에 비해 BPT-5 처리구가 약 1 log scale 낮은 수준을 나타내어 연구에서 개발한 수배송 용기가 품질 유지에 효과적인 것으로 판단된다. 전체적인 결과를 종합하였을 때, 본 연구를 위하여 개발된 이동식 저온 컨테이너가 피망의 저장성 증가에 효과가 있는 것으로 판단되었다. 하지만 이동식 저온 컨테이너의 개발은 초기단계이며 잠열재의 무게로 인해 하중부담이 크다는 단점을 보완하기 위해 더 많은 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권2호
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• pp.97-107
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• 1994

폴리머 침투콘크리트는 경화된 보통 콘크리트에 폴리머 침투제를 침투시켜 제조되는 신소재의 폴리머-콘크리트 복합체이다. 본 연구는 아크릴계 열가소성수지를 이용한 폴리머 침투콘크리트를 개발하고 폴리머 침투콘크리트 휨부재의 거동평가를 위한 재료모델, 구조해석 과정과 구조해석 프로그램을 개발하는데 목적이 있다. 본 연구는 크게 두 부분으로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 결정성 고분자모노머인 methyl methacrylate(MMA)를 대상으로 침투성, 반응성, 열적 안정성 및 물성개선 효과를 종합적으로 분석하여 폴리머 침투제의 구성비와 제조공정을 정립하고, 본 연구의 실험자료로부터 폴리머 침투콘크리트의 제 강도특성, 파괴인성, 파괴에너지, 응력-변형률 관계 및 인장연화 관계를 보통 콘크리트의 압툭강도와 휨강도, 폴리머 함유율, 부재깊이, 초기 인공균열깊이 등의 함수로 각각 실험공식을 도출한다. 두 번째 단계에서는 MMA계 폴리머 침투콘크리트 구조부재의 하중단계별 탄성거동, 극한거동 및 인장연화거동을 해석하기 위한 구조해석 프로그램을 개발하고, 연구결과의 타당성과 적용성을 입증하기 위하여 폴리머 침투콘크리트의 제조공정, 제 실험공식 및 구조해석 프로그램은 실측거동을 잘 반영하고 있으므로 제한된 범위내에서 MMA계 폴리머 침투콘크리트 구조부재의 제조, 물성평가 및 거동해석에 적용 가능한 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권9호
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• pp.636-642
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• 2013

광촉매인 나노크기의 산화아연(ZnO)과 흡착기능의 지지체인 Laponite, 결합제인 poly vinyl alcohol (PVA)를 혼합하여 붕산(boric acid)과 가교반응(crosslinking)을 통해 흡착과 광분해가 동시에 발생하며 회수가 불필요한 nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼을 개발하였다. ZLP 광촉매 흡착볼 제작을 위한 최적의 배합비는 Nano-ZnO:Laponite:PVA:deionized water의 구성비가 3:1:1:16 (by weight)으로 도출되었으며, PVA가 붕산과의 가교결합을 통해서 다층의 망(mesh network)과 막(film)을 형성하여 Laponite의 팽윤과 ZnO의 탈리 현상을 억제하는 것으로 사료된다. 수중안정성을 개선하고 비표면적을 높이기 위한 최적의 건조방법은 microwave를 활용하는 방법이며, SEM과 TEM의 분석을 통해 다양한 크기(55~500 ${\mu}m$)의 공극(pore)이 분포하며 ZnO의 균질한 분포를 확인할 수가 있었다. 메틸렌블루 광분해 특성은 반응 초기(40분)에는 Laponite와 메틸렌블루의 이온결합에 따른 흡착제거가 주요 제거 기작이며, 메틸렌블루의 흡착이 포화상태에 도달 후 광분해를 통한 제거가 발생함을 확인하여 흡착과 광분해가 동시에 발생하여 수중에 용해된 메틸렌 블루를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 짧은 시간에 흡착과 광분해가 동시에 진행되어 난분해성 오염물질을 효과적으로 제거하는 광촉매 흡착볼의 제작이 가능하며, 나노물질의 탈리로 인해 발생하는 환경 및 수용체에 미치는 위해성도 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.115-124
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• 2020

지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.