• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.176-182
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• 2022

Since the various characteristics of the polymer electrolyte membrane are not clearly identified, it is difficult to predict and design applications for various conditions. In this study, as a previous study on the aging of the polymer electrolyte membrane, a study was conducted on the change of mechanical properties according to the aging of the polymer electrolyte membrane. Through the tensile test of Nafion 117, the mechanical properties change due to aging was confirmed. As a result of the tensile test, it was confirmed that the aged Nafion 117 had reduced tensile strength. Through DSC measurement, aged Nafion confirmed that the glass transition temperature and enthalpy change were low, which is thought to be the effect of molecular motion and transition due to the lapse of time. The effect is thought to cause a difference in the amount of change in enthalpy, resulting in a difference in mechanical properties during tension.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권1호
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• pp.38-43
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• 2018

수처리에 사용되는 세라믹 분리막은 친환경적이고 낮은 에너지 소비 등의 장점으로 인해 많이 사용되고 있으나, 40 % 이상의 높은 기공률로 인해 수처리 모듈에 적용되는 과정에서 강도에 대한 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도자기에 사용되는 유약을 이용하여 분리막 끝단의 강도를 향상시키고자 하였다. 분리막의 미세구조 변형을 최소화하기 위하여 낮은 소성온도에서 사용되는 저온용 유약 조성 4가지를 선정하였다. 저온용 유약을 이용하여 코팅 후 열팽창 계수 차이로 크랙 발생이 관찰되었다. 따라서 유약의 열팽창 계수를 cordierite와 petalite를 첨가하여 제어하였다. 코팅 후 세라믹 분리막의 압축강도는 $27N/m^2$에서 $117N/m^2$ 증가하였으며, 이는 깨지기 쉬운 세라믹 분리막의 단점을 충분히 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제20권2호
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• pp.159-168
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• 2010

본 연구에서는 연료전지용 강화 복합막 지지체 제조를 위해 높은 다공성을 가지는 PVdF 평막을 제조하였다. 높은 다공도로 인한 낮은 기계적 강도를 보완하기 위한 방법으로 나노 사이즈의 laponite를 막 내에 분산시켰다. 제조된 PVdF/Laponite 복합막의 모폴로지 및 다공도는 SEM 분석 및 무게 중량법을 사용하여 평가하였고, 60% 이상의 다공도를 보였다. 첨가된 laponite 함량에 따른 막의 열적 안정성은 $105^{\circ}C$, $135^{\circ}C$에서의 수축률을 이용하여 평가하였으며, laponite 함량이 5%일 때 $135^{\circ}C$에서 MD와 TD방향으로의 열 수축률 2~3%와 2~3.5%를 나타내었다. Laponite 첨가 후 막의 기계적 강도가 향상되었으며, 순수 PVdF 막에 비해 약 30%의 모듈러스 증가를 나타내었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권5호
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• pp.423-437
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• 2015

Polyvinylidene fluoride/fullerene nanoparticle (PVDF/$C_{60}$) composite microfiltration (MF) membranes were fabricated by a non-solvent induced phase separation (NIPS) using N, N-dimethylacetamide (DMAc) as solvent and deionized water (DI) as coagulation solution. Polyvinylpyrrolidone (PVP) was added to the casting solution to form membrane pores. $C_{60}$ was added in increments of 0.2% from 0.0% to 1.0% to produce six different membrane types: one pristine PVDF membrane type with no $C_{60}$ added as control, and five composite membrane types with varying $C_{60}$ concentrations of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0%, respectively. The mechanical strength, morphology, pore size and distribution, hydrophilicity, surface property, permeation performance, and fouling resistance of the six membranes types were characterized using respective analytical methods. The results indicate that membranes containing $C_{60}$ have higher surface porosity and pore density than the pristine membrane. The presence of numerous pores on the membrane caused weaker mechanical strength, but the water flux of the composite membranes increased in spite of their smaller size. Initial flux and surface roughness reached the maximum point among the composite membranes when the $C_{60}$ concentration was 0.6 wt.%.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권9호
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• pp.815-821
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• 2013

고분자 전해질 연료전지(이하 PEMFC) 시스템의 효율과 수명은 유입되는 공기의 습도에 직접적인 영향을 받는다. 그러므로 공기는 정상 운전조건에서 적절한 습도를 유지시켜 주어야 한다. 하지만 가습 장치의 특성들에 대해서는 연구가 부족한 상태이다. 본 연구에서는 정상상태에서 다양한 입구조건에 따른 막 가습기의 수분전달 특성을 알아보기 위해 실험을 수행하였다. 실험에 이용할 평판형 막 가습기를 제작하였으며, 실험에 적합한 환경을 조성하였다. 우선 일정한 온도 조건하에서 막을 통과하는 수분 전달 능력을 실험하였고 이후 다양한 입구 조건에 따른 수분 전달 특성을 알아보았다. 본 실험에서 사용된 입구조건의 변수는 건공기와 습공기의 유량, 작동온도, 작동압력 및 유동배열이 있으며 각각의 입구 조건이 가습기의 성능에 미치는 영향을 논의하였다.

• 멤브레인
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• 제15권1호
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• pp.22-33
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• 2005

비대칭 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 막을 상전환법으로 제조하였다. 도포용액은 PVDF를 용매인 N-ethyl-2-pyrrolidone (NMP)와 비용매인 1,4-dioxane, diethyleneglycol dimethyl ether (DGDE), acetone, (equation omitted)-butyrolactone(GBL)의 혼합용매에 녹여서 제조한다. 여러 첨가제가 도포용액 특성, 투과특성과 막 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 응고제인 물과 1,4-dioxane, DGDE, acetone과의 상용성이 NMP보다 낮아서 기공크기가 작아진다. 첨가제의 양을 조절하여 기공크기를 변화시켰다. 혼합용매(수계 및 비수계)가 막의 투과성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 용액점도뿐만 아니라 표면장력도 용매 투과특성에 영향을 끼침을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제49권6호
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• pp.658-666
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• 2021

A novel flame retardant and antibacterial composite membrane coating for wood surfaces was prepared by adding POSS-based phosphorous nitrogen flame retardant (later referred to as NH₂-POSS) and silver nanoparticles (Ag NPs) to chitosan (CS). The effects of NH₂-POSS content (mass fractions of CS 0%, 0.5%, 1%, 3%, 5%, and 7%) on the structure and properties of the composite membrane coating on wood were investigated. The composite film was prepared by the method of blending and ducting. Contact angle, tensile property and antibacterial effects of the composite film were measured, and infrared spectroscopy was used. The results show that the addition of NH₂-POSS can not only improve the toughness of the membrane, but also the flame retardancy of the membrane, which improves the application of the membrane in wood products. However, with the addition of NH₂-POSS, the transparency of the composite membrane was weakened. The inhibitory effect of the composite membrane on the growth of Escherichia coli was enhanced with the increase in Ag NPs. This research provides a foundation for the application of functional wood.

• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.384-392
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• 2021

현재 우리 산업의 가속화된 발전으로 인해 다양하고 많은 양의 오염이 만들어지기 시작하고 있다. 특히 폐수의 경우 석유, 금속 및 유기물로 오염되는 강과 바다가 늘고 있으며, 빠른 조치가 필요해 보인다. 이러한 오염에 대응하기 위해 폐수에서 분리막을 이용한 깨끗한 물의 여과가 비용적으로 유리하고 친환경적인 기술로 떠오르고 있다. 재생 자원으로 만들어진 막여과 기법들이 환경오염의 원인 중 하나인 합성고분자 분리막들을 대체하기 위해 많이 사용되고 있다. 박테리아 셀룰로오스(Bacterial Cellulose / BC)는 순수하고 뚜렷한 형태의 셀룰로오스 나노섬유(Cellulose nanofibrils / CNF)이다. CNF에서 제조된 나노페이퍼는 각기 다른 용도로 한외여과막과 나노여과막으로 사용된다. BC의 높은 결정성으로 인해 폐수 처리 막의 필수 기준인 우수한 기계적 성질을 가질 수 있다. 본 리뷰 논문에서는 염료, 오일 및 중금속 등 폐수의 오염물질들을 걸러내기 위해 사용될 수 있는 BC 기반 분리막들에 대해 논의한다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.447-453
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• 2023

컴퓨터 시스템의 성능 및 다양한 전산모사 프로그램의 발전으로 더 복잡한 원소로 이루어진 화학시스템의 해석이 가능해지고, 그에 따라 분자동역학 전사모사를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 기존에는 실험위주로 진행되던 고분자 막에 대한 기체 투과 특성을 계산하는 연구가 관심을 받고 있고, 식품포장, 의약품등에 사용되고 있는 기체차단성 막에 대한 분자동역학 연구가 많이 이루어지고 있다. 최근 실크 피브로인을 이용해 코팅막을 만들었을 때 기체 차단 효과가 나타난다는 보고가 있었고, 본 연구에서는 이러한 실크 피브로인을 활용해 복합막을 만들었을 때 산소 차단 효과가 나타나는지 확인하고자 분자동역학 전산모사를 이용해 연구를 진행하였다. 단일 모델을 제작하고 기체 투과 특성을 계산하고 실험값과 비교를 통해 모델이 실제 실험 결과를 반영하는 것을 확인하였고, 실제 복합막 모델을 만들어 고분자 내에서 기체 이동경로 분석을 진행한 결과 산소 분자가 피브로인 영역을 통과하지 못하고 막히는 것을 보여주었다. 따라서, 실크 피브로인이 도입된 복합막이 산소 차단 성능이 우수하여, 식품포장 등에 유용할 것으로 기대된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권4호
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• pp.356-362
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• 2017

This study investigates the use of methyl-esterified eggshell membranes (MESM) for the harvesting of microalgae species under various conditions. Eggshell membranes were esterified with HCl to impact polycationic characteristics. After methyl esterification, the negative surface charge property of eggshell membrane was changed from negative to positive for all pH values to improve microalgae sorption capacity. The harvesting efficiency of microalgae by MESM reached 78-99% for all pH ranges evaluated. In addition, a 150 mesh particle size and $10mg\;L^{-1}$ MESM dose were found to yield up to 98% microalgae harvesting. These results indicate that the high cationic charge of MESM strongly adsorbs the negatively-charged microalgae. MESM is biocompatible and can be applied to the harvest of microalgae.