• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.514-521
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• 2010

Solvent-casting 공정을 통해서 제조되는 전형적인 Proton Exchange Membrane (PEM)과는 달리, 일종의 Bulk-Molding Compounds (BMC) Process와 유사한 공정을 사용하여서 실리카 나노 입자들이 나노 크기로 분산된 PEM을 제조하였다. 즉, 반응성 분산제인 Urethane Acrylate Nonionomer (UAN)와 Styrene, Styrene Sulfonic Acid (NaSS), 실리카 나노입자를 Dimethyl Sulfoxide (DMSO) 단일 용매에 혼합시키고 라디칼 개시제 존재 하에서 Mold내에서 공중합을 수행하면, 표면 특성이 각기 다른 실리카 나노 입자들이 나노 크기로 분산된 Poly(urethane acrylate-styrene-styrene sulfonic acid) random copolymer Membrane 즉 일종의 실리카/고분자 Nanocomposite Membrane이 제조될 수 있었다. 실리카 나노 입자들의 Membrane에서의 분산성은 TEM을 이용하여서 확인할 수 있었다. 제조된 Membrane은 분산된 실리카 나노입자들의 표면 특성에 따라서 각기 다른 수팽윤도 및 수소이온전도도 변화 거동을 나타내었다. Membrane에 친수성 실리카 나노 입자들이 분산된 경우에는, Membrane의 수팽윤도가 다소 증가되었지만 거의 일정한 수소 이온 전도도를 나타내었다. 그러나 Membrane의 메탄올 투과도는 상대적으로 크게 감소되었다. 반면에 Membrane에 분산된 소수성 실리카 나노 입자들이 분산된 경우에는, 수팽윤도는 크게 감소되었지만 수소 이온전도도는 거의 변화하지 않았다. 즉 소수성 실리카 나노입자들은 소수성 도메인에 분산되어서 친수성 도메인이 팽윤되는 것을 억제시키지만 수소 이온전도성에는 영향을 미치지 않기 때문이다. 따라서 membrane의 수팽윤도와 수소이온전도성을 실리카 나노 입자들의 표면 특성을 이용하여서 자유로이 조절이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 흥미로운 것은 실리카 나노 입자를 membrane에 분산시키는 것만으로도 수소 이온 전도성을 유지시키면서 수팽윤도를 현저하게 저하시킬 수 있다는 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제19권12호
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• pp.637-643
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• 2009

In this study, we analyzed the effect of silicon oxynitride matrix on the optical properties of Au nanoparticles dispersed on composite film and explored the effectiveness of the silicon in fine tuning the refractive index of the composite film for applications in optical waveguide devices. The atomic fraction of nitrogen in $SiO_xN_y$ films was controlled by varying the relative flow ratio of nitrogen gas in reactive sputtering and was evaluated optically using an effective medium theory with Bruggeman geometry consisting of a random mixture between $SiO_2$ and $Si_3N_4$. The Au nanoparticles were embedded in the $SiO_xN_y$ matrix by employing the alternating deposition technique and clearly showed an absorption peak due to the excitation of surface plasmon. With increasing nitrogen atomic fraction in the matrix, the surface plasmon resonance wavelength shifted to a longer wavelength (a red-shift) with an enhanced resonance absorption. These characteristics were interpreted using the Maxwell-Garnett effective medium theory. The formation of a guided mode in a slab waveguide consisting of 3 $\mu$m thick Au:$SiO_xN_y$ nanocomposite film was confirmed at the telecommunication wavelength of 1550 nm by prism coupler method and compared with the case of using $SiO_2$ matrix. The use of $SiO_xN_y$ matrix provides an effective way of controlling the mode confinement while maintaining or even enhancing the surface plasmon resonance properties.

• 한국포장학회지
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• 제29권1호
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• pp.51-57
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• 2023

이 연구에서는 고압 균질기를 통해 제작된 CNF 수 분산액을 PLA에 적용시키는데 있어 비용과 생산 효율성을 고려하여 동결 건조 방식이 아닌 오븐 건조를 통해 수분을 제거한 ODCNF를 제조하였다. 건조 후 고형화된 CNF 분말을 생분해성 고분자인 PLA에 접목시켜 압출, 사출 공정에서 발생하는 전단응력으로 재분산을 유도하였고, 성공적으로 시편이 만들어졌다. 제작된 시편에 대하여 진행된 전계방사 전자현미경 측정을 통해 셀룰로오스 입자가 PLA 매트릭스 내에 함침되어 있는 것을 확인하였다. 또한 시차주사열량계 측정에서 ODCNF가 PLA에 적용되었을 때 결정화도 상승과 냉 결정화 온도가 앞당겨지는 것을 확인하였다. 그리고 냉각 과정에서 결정이 생성되는 것을 통해 실제 생산 공정에 적용할 경우, 친환경 핵제로써 역할을 수행할 수 있을 것으로 판단하였다. 추가적으로 유변물성 측정기를 통해 첨가된 ODCNF가 PLA의 점도를 과도하게 증가시키지 않아 기존 공정 조건에 그대로 적용할 수 있음을 확인하였고, 이는 제작된 시편을 통해서도 알 수 있었다. 동적 점탄성 특성에서는 첨가된 ODCNF 입자의 필러 효과와 향상된 결정화도로 인해 유리상과 고무상에서 모두 저장 탄성율의 비율이 PLA에 비해 높게 유지되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 연구결과를 바탕으로 대량 생산이 가능하고, 생산단가를 낮춘 ODCNF를 이용하여 CNF/PLA 기반의 100% 생분해성 복합재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.621-627
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• 2013

친환경 소재인 폴리프로필렌카보네이트(PPC)를 포장소재로서 응용하기 위하여 가로세로비가 큰 박리흑연 EFG(exfoliated graphite)를 이용하여 함량을 달리한 6종류의 PPC/EFG 나노복합필름을 제조하였다. 제조한 나노복합필름의 수분흡수 거동을 gravimetric method를 이용하여 측정하였으며, 나노복합필름의 수분에 대한 화학적 친화성(chemical affinity)과 모폴로지(morphology) 변화를 이용하여 해석하였다. 필름 내로의 수분확산 거동은 박막의 불균일성에도 불구하고 Fickian diffusion model에 잘 부합하였으며, EFG의 함량이 증가할수록 수분 확산계수와 수분 흡수량은 $12.5{\times}10^{-10}cm^2sec^{-1}$에서 $7.2{\times}10^{-10}cm^2sec^{-1}$, 8.9 wt%에서 4.2 wt%로 각각 감소하였다. 이는 수분에 대한 PPC의 차단특성이 EFG의 도입에 따라 향상되는 것을 의미한다. 높은 가로세로비를 가진 EFG를 PPC에 도입함으로써 PPC/EFG 나노복합필름의 수분에 대한 우수한 차단성 특성 발현은 패키징분야를 포함한 차단성이 요구되는 분야로의 친환경 PPC 응용성이 클 것으로 기대된다. 한편, EFG의 도입효과를 극대화하기 위한 추가적인 EFG의 분산성 향상연구가 필요하다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권6호
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• pp.295-298
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• 2013

Nano-size manganese ferrite reinforced conductive polypyrrole composites reveal a core-shell structure by in situ polymerization, in the presence of dodecyl benzene sulfonic acid as the surfactant and dopant, and iron chloride as the oxidant. The structure and magnetic properties of manganese ferrite nano-fillers were measured, by using X-ray diffraction and vibrating sample magnetometer. The morphology, microstructure, and conductivity of the composite were characterized by transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and four-wire technique. The microwave-absorbing properties of composites reinforcement dispersed in resin coating with the coating thickness of 1.2 nm were investigated, by using vector network analyzers, in the frequency range of 8~12 GHz. A reflection loss of -8 dB was observed at 10.5 GHz.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.121-124
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• 2005

A novel process to fabricate carbon nanotube (CNT)/alumina nanocomposites, consisting of a molecular level mixing process and an in situ spark plasma sintering process, is proposed. The CNT/alumina nanocomposites fabricated by this proposed process show enhanced hardness due to a load transfer mechanism of the CNTs and increased fracture toughness arising from the bridging mechanism of CNTs during crack propagation

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.164-164
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• 2008

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권3호
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• pp.245-249
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• 2000

Consolidation of amorphous powders is emerging as a route for synthesis of high strength composite materials. Diffusion processes necessary for consolidation are expected to be more rapid in amorphous state(SRO) than in the crystalline state(LRO). A new synthesis technique of exploiting polymeric ceramic precursors(polysilazane and polyborosilazane) is derived for Si$_3$N$_4$/SiC and boron-modified nanocomposites for extremely high temperature applications up to 200$0^{\circ}C$. The characterization methods include thermal analysis of DTA, and XRD, NMR, TEM, after pyrolysis, as a function of time and temperature.

• Journal of Magnetics
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• 제15권4호
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• pp.173-178
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• 2010

A new kind of magnetic rubber, Fe dispersed ethylene propylene monomer (EPM), was prepared by a conventional technique using a two roll mill. The magnetic fillers of Fe-nanoparicles were coated by low density polyethylene (LDPE). The purpose of surface treatment of nanoparticles by LDPE is to enhance wettability and lubricancy of the fillers in a polymer matrix. The mechanical strength and microstructure of the magnetic rubber were characterized by tensile strength test and scanning electron microscopy (SEM). Results revealed that the Fe nanoparticles were relatively well dispersed in an EPM matrix. It was found that the nano- Fe dispersed magnetic rubber showed higher coercivity and tensile strength than those of micron- Fe dispersed one.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1227-1233
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• 2011

Cellulose Electro-Active Paper (EAPap) has been known as a new smart material that is attractive for a bio-mimetic actuator due to its merits in terms of lightweight, dry condition, large displacement output, low actuation voltage and low power consumption. Cellulose EAPap is made by regenerating cellulose and aligning its micro-fibrils. This paper introduces several EAPap materials, which are based on natural cellulose and its hybrid nanocomposites mixed/blended with inorganic functional materials. By chemically bonding and mixing with carbon nanotubes and inorganic nanoparticles, the cellulose EAPap can be a hybrid nanocomposite that has versatile properties and can meet material requirements for many applications. Recent research trend of the cellulose EAPap is introduced in terms of material preparations as well as application devices including actuators, temperature and humidity sensors, biosensors, chemical sensors, and so on. This paper also explains wirelessly driving technology for the cellulose EAPap, which is attractive for bio-mimetic robotics, surveillance and micro-aerial vehicles.