• 한국물환경학회지
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• 제38권3호
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• pp.143-149
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• 2022

Membrane distillation (MD) has emerged as a sustainable desalination technology to solve the water and energy problems faced by the modern society. In particular, the surface wetting properties of the membrane have been recognized as a key parameter to determine the performance of the MD system. In this study, a novel surface modification technique was developed to induce a Janus-type hydrophilic/hydrophobic layer on the membrane surface. The hydrophilic layer was created on a porous PVDF membrane by vapor phase polymerization of the pyrrole monomer, forming a thin coating of polypyrrole on the membrane walls. A rigid polymeric coating layer was created without compromising the membrane porosity. The hydrophilic coating was then followed by the in-situ growth of siloxane nanoparticles, where the condensation of organosilane provided quick loading of hydrophobic layers on the membrane surface. The composite layers of dual coatings allowed systematic control of the surface wettability of porous membranes. By the virtue of the photothermal property of the hydrophilic polypyrrole layer, the desalination performance of the coated membrane was tested in a solar MD system. The wetting properties of the dual-layer were further evaluated in a direct-contact MD module, exploring the potential of the Janus membrane structure for effective and low-energy desalination.

• 멤브레인
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• 제30권3호
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• pp.181-189
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• 2020

본 연구에서는 생체모방형 비대칭 분리막 제조방법인 사각펄스양극산화법의 비대칭성 한계를 극복하기 위해 최근 보고된 셀렌산 전해액을 이용하고 표면개질에 따른 정류특성을 평가하였다. 분리막의 비대칭 원뿔형 채널은 최소직경이 10 nm이고 최대직경이 50 nm이며 길이가 5 ㎛이었다. 분리막의 정류특성은 기존 황산 전해액에서 제작된 것보다 높았으며 +1V에서의 전류가 -1 V일 때보다 최대 2.9배를 나타내었다. 또한, 실란화 반응을 이용한 표면개질을 통해 술폰산기를 도입한 분리막은 반대로 -1 V에서의 전류가 +1 V일 때보다 전류의 최대 4.2배인 정류특성을 나타냈다. 실험에 대한 이론적 증명은 2D 모델에 수치해석 결과를 제시함으로써 뒷받침되었다. 본 연구의 결과는 서로 다른 정류방향을 갖는 두 종류의 이온 정류 분리막을 손쉽게 제작할 수 있는 방법을 제시하며 이온의 이동을 제어하기 위한 다양한 연구 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.204-210
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• 2013

본 연구는 microfiltration (MF) 적용을 위한 PVdF/GO 하이브리드 나노섬유막(FG) 제조에 관한 것이다. 지지체인 PVdF (polyvinylidene difluoride) 나노섬유막은 N,N-Dimethylacetamide (DMAc)와 아세톤에 PVdF를 녹여 방사용액 제조 후 전기방사법을 이용하여 제조하였다. 본 연구에서 사용된 GO (grapheme oxide) sheets는 Hummer's 방법에 따라 제조되었으며, PVdF 나노섬유 지지체 위에 에탄올에 분산시킨 GO용액을 분사함으로써, 최종적으로 PVdF/GO 하이브리드 나노섬유막(FG)을 제조하였다. FG막은 SEM, Raman, 접촉각, 기공특성분석장치(Porometer), 만능인장시험기(UTM)를 사용하여 조사하였고, 수투과도 분석은 제작된 셀(Dead-End Cell)을 이용하여 측정하였다. 접촉각 측정 결과로부터 제조된 FG막의 표면이 친수성으로 개질되었음을 확인할 수 있었으며, 수투과도값은 PVdF막에 비해 약 2.5배 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.189-197
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• 2018

차수용 박층 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로 기존 방수포(sheet membrane)와 비교했을 때, 시공에 있어서 뿜어 붙이는 방식을 사용하기 때문에 타설이 용이하고 상대적으로 높은 부착성능을 보이는 재료이다. 하지만, 차수용 박층 멤브레인은 최근에 개발된 재료로 그 성능이나 구조물과의 거동 양상은 충분히 보고되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 차수용 박층 멤브레인이 삽입된 복합 숏크리트 재료에 대해 전단시험을 수행한 기존 연구 결과를 이용하여 차수용 박층 멤브레인의 전단거동을 수치해석적으로 접근하여 접촉면 특성을 파악하고자 하였다. 연구를 통해 숏크리트 사이에 시공된 멤브레인에 의해 숏크리트의 전단거동과는 다른 거동을 보여 일반적으로 사용되는 전단강도 방식으로 거동을 표현하는데에는 한계가 있었다. 이에 따라 수치해석 방법을 사용하여 직접 전단시험을 모사하였고 차수용 박층 멤브레인의 전단거동을 가장 효과적으로 표현할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.315-324
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• 2023

이온교환막은 전기막 공정의 성능을 결정하는 핵심 구성 요소이다. 본 총설에서는 다양한 전기막 공정에 적용되는 이온교환막의 성능을 탄소계 및 금속계 나노물질을 이용한 개질을 통해 향상시킨 최신 연구 동향을 살펴보았다. 나노물질들은 다양한 방법을 통해 이온교환막에 도입될 수 있다. 특히 탄소계 나노물질은 화학적 개질을 통해 추가적인 기능기를 도입함으로써 고분자 사슬과의 상호작용을 강화할 수 있다. 이를 통해 이온교환막의 이온전도도를 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 적층 구조를 통한 체거름 현상으로 이온 선택 투과성을 향상시킬 수 있다. 한편, 금속계 나노물질은 적층 구조 혹은 다공성 구조를 갖는 특성을 이용하여 이온교환막 내에서 목적 이온과 배제 이온 간의 수화 반경 차이를 이용한 체거름 특성을 통해 이온 선택 투과성을 향상시킬 수 있다. 또한, 사용한 바인더의 특성에 따라서는 나노물질-바인더 간의 상호작용을 통해 이온전도도도 향상시킬 수 있다. 본 총설로부터 탄소계 및 금속계 나노물질을 이용하여 이온교환막의 특성을 효과적으로 조절할 수 있으며, 따라서 이에 관한 연구가 전기막 공정의 성능을 크게 향상시키기 위해 중요함을 확인할 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권1호
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• pp.58-64
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• 2007

In this study, we investigated $Li_2ZrO_3$ membrane as a candidate material for high-temperature $CO_2$ separation and evaluated mechanical property. $Li_2ZrO_3$ powder was synthesized by solid state reaction of $Li_2CO_3\;and\;ZrO_2$. Then we fabricated $Li_2ZrO_3$ tape using tape casting method. Dense $Li_2ZrO_3$ membrane prepared by sintering at $1600^{\circ}C$ for 2 h after pressing $Li_2ZrO_3$ tape using lamination machine. Mechanical properties before and after $CO_2$ absorption of fabricated $Li_2ZrO_3$ membrane such as Hertzian indentation, Victors hardness and 3-point bending testing were evaluated.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.117-127
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• 2006

경량 연성구조시스템 중 하나인 막 구조물은 대공간 구조물에 많이 사용되어진다. 막 구조물은 축강성이 강하고 휨강성이 매우 작은 재료를 주 구조재로 사용하기 때문에 다른 구조물과 달리 구조설계에서는 형상해석, 응력-변형해석 그리고 재단도 등의 일련의 과정을 필요로 한다. 재단도의 작성에는 구조물의 크기나 곡률 그리고 재료적 강성에 따라 많은 변수가 작용하며 다른 설계과정과는 매우 다르다. 따라서 일반 구조설계용 프로그램은 막 구조물의 구조설계에 부적당하다. 본 연구에서는 막 구조물의 측지선을 이용한 재단도 작성 프로그램을 개발하고, 예제를 통해 재단도 작성결과를 비교 고찰하도록 한다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.77-81
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• 2004

The massive structures are not free to move with vibration, differential settlement, thermal stresses because, construction and expansion joint, crack etc., can be large enough to cause leakage as deformation of waterproofing. It has been depended on the test method of tensile/tear strength which is waterproofing performance as behavior of concrete structure crack. However, not to practically confirm the creep applied to concrete surface, even waterproofing membrane have more performance than definite strength and elasticity. Therefore, in this study will focus on the test method to consider a resistance performance about loose adhesion and deformation of waterproofing and behavior of concrete structure as construction/expansion joint, crack. Performance test method on the influence as behavior of concrete structure crack is to choose waterproofing materials and construction method which possible to confront with behavior of 50mm crack in the atmosphere and low temperature. Examine the deformation of waterproofing membrane and loose adhesion which can occur to structure in general job site, suggest standard testing method to analyze correlation waterproofing membrane and structure with 5-types of materials used in this study, such as Adhesion membrane and sheet complex, sheet and urethane complex, self-adhesive sheet, spray poly-urea, spray membrane of rubberized Asphalt.

• Elastomers and Composites
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• 제50권4호
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• pp.292-296
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• 2015

Biomimetic artificial basilar membrane being a core part of artificial cochlear requires performance evaluation through aging test. To evaluate the aging properties of PVDF piezoelectric membrane used for artificial basilar membrane, its mechanical properties such as tensile strength and elastic modulus and piezoelectric property such as piezoelectric constant were measured. The aging test conditions and acceleration constants were calculated based on Arrhenius model. The changes in tensile strengths and elastic moduli measured were less than 10~20% after aging test equivalent for 10 years. The piezoelectric constants were decreased drastically to 80% of its initial value in the early stage of the aging test and expected to decrease slowly down to 65% over 10 years. The experimental results show the reliability of totally implantable novel artificial cochlear and will contribute its commercialization.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권2호
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• pp.63-72
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• 2022

Choline chloride-glycerol (1:2 mol), a natural deep eutectic solvent (NADES) is examined as a draw solution in forward osmosis (FO) for dewatering application. The NADES is easy to prepare, low in toxicity and environmentally benign. A polyamide thin film composite membrane was used. Characterization of the membrane confirmed porous membrane structure with good hydrophilicity and a low structural parameter (722 ㎛) suitable for FO application. A dilute solution of 20% (v/v) NADES was enough to generate moderate water flux (14.98 L m^-2h^-1) with relatively low reverse solute flux (0.125 g m^-2h^-1) with deionized water feed. Application in dewatering industrial wastewater feed showed reasonably good water flux (11.9 L m^-2h^-1) which could be maintained by controlling the external concentration polarization and fouling/scaling mitigation via simple periodic deionized water wash. In another application, clarified sugarcane juice could be successfully concentrated. Recovery of the draw solute was accomplished easily by chilling utilizing thermo responsive phase transition property of NADES. This study established that low concentration NADES can be a viable alternative as a draw solute for dewatering of wastewater and other heat sensitive applications along with a simple recovery process.