• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.10
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• pp.21-26
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• 2018

Soil-water characteristic curve, which is called soil retention curve, is required to explore water flows in unsaturated soils, relative permeability of water in multi-phase fluids flow, and change to stiffness and volume of soils. Thus, the understanding of soil-water characteristic curves of soils help us explore the behavior of soils inclduing fluids. Biopolymers are environmental-friendly materials, which can be completely degraded by microbes and have been believed not to affect the nature. Thus, various biopolymers such as deacetylated power, polyethylene oxide, xanthan gum, alginic acid sodium salt, and polyacrylic acid have been studies for the application to soil remediation, soil improvement, and enhanced oil recovery. PAA (polyacrylic acid) is one of biopolymers, which have shown a great effect in enhanced oil recovery as well as soil remediation because of the improvement of water-flood performance by mobility control. The study on soil-water characteristic curves of sandy soils containing PAA (polyacrylic acid) has been conducted through experimentations and theoretical models. The results show that both capillary entry pressure and residual water saturation dramatically increase according to the increased concentration of PAA (polyacrylic acid). Also, soil-water characteristic curves by theoretical models are quite well consistent with the results by experimental studies. Thus, soil-water characteristic curves of sandy soils containing biopolymers such as PAA (polyacrylic acid) can be estimated using fitting parameters for the theoretical model.

• Composites Research
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• v.24 no.1
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• pp.45-50
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• 2011

Transparent and conductive carbon nanotube on polyethylene terephthalate (PET) were prepared by dip-coating method for self-sensing multi-functional nanocomposites. The changes in the electrical and optical properties of CNT coating mainly depended on the number of dip-coating, concentration of CNT solution. Consequently, the surface resistance and transmittance of CNT coating were sensitively controlled by the processing parameters. Surface resistance of CNT coating was measured using four-point method, and surface resistance of coated CNT could be better calculated by using the dual configuration method. Optical transmittance of PET film with CNT coating was evaluated using UV spectrum. Surface properties of coated CNT investigated by wettability test via static and dynamic contact angle measurement were consistent with each other. As dip-coating number increased, surface resistance of coated CNT decreased seriously, whereas the transmittance exhibited little lower due to the thicker CNT networks layer. Interfacial microfailure properties were investigated for CNT and indium tin oxide (ITO) coatings on PET substrates by electrical resistance measurement under cyclic loading fatigue test. CNT with high aspect ratio exhibited no change in surface resistance up to 2000 cyclic loading, whereas ITO with brittle nature showed a linear increase of surface resistance up to 1000 cyclic loading and then exhibited the level-off due to reduced electrical contact points based on occurrence of many micro-cracks.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.12 no.6
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• pp.38-45
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• 2007

Trichloroethylene (TCE) is a representative dense non-aqueous phase liquid (DNAPL) and has contaminated substance environments including soil and groundwater due to leakage and careless. DNPAL, has been treated by surfactant-enhanced aquifer remediation (SEAR). After application of SEAR, groundwater contains still surfactant as well as little amount of residual TCE. Permeable reactive barrier using zero-valent iron (ZW) is a very effective technology to treat the residual TCE in groundwater. In this study, the effect of the residual surfactant on the reductive dechlorination of residual TCE was investigated using ZVI. Mixed surfactant composed of nonioinic surfactant and cationic surfactant was used as a residual surfactant because of toxicity and enhancement of dechlorination rate. Structure of surfactant affected significantly the decrhlorination rate of TCE. Mixed surfactant system with relatively short polyethylene oxide (PEO) chain in nonionic surfactant, cationic surfactant did not affect TCE dechlorination rate. However, mixed surfactant system with relatively long PEO chain in nonionic surfactant shows that TCE dechlorination rate was significantly dependent on fraction of cationic surfactant and HLB of nonionic surfactant. Cationic surfactant with trimethyl ammonium group enhanced reductive dechlorination rate compared to that surfactant with pyridinium group.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.202-202
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• 2012

유연성 투명 전도막은 현대 전자산업의 발전에 있어 필수적인 부품소재로서, 가시광선의 투과율이 80% 이상이고 면저항이 $100{\Omega}/sq.$ 전후이며 휘거나 접히고 나아가 두루마리의 형태로도 응용이 가능한 소재를 일컫는다. 이러한 유연성 투명 전도막은 차세대 정보디스플레이 산업 및 유비쿼터스 사회의 중심이 되는 유연성 디스플레이, 터치패널, 발광다이오드, 태양전지 등 매우 다양한 분야에 응용이 기대된다. 이러한 이유로 고 신뢰성 유연성 투명 전도막 개발기술은 차세대 산업에 있어서의 핵심기술로 인식되고 있다. 현재로서는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 및 전도성 유기고분자를 사용하여 투명 전도막을 제조하고 있으나, ITO 박막의 경우 인듐 자원의 고갈로 인한 가격상승 및 기판과의 낮은 접착력, 열팽창계수의 차이로 인한 공정상의 문제, 산화물 특유의 취성으로 인한 유연소자로서의 내구성 저하 등의 문제가 제기되고 있다. 전도성 유기고분자의 경우는 낮은 전기전도도와 기계적강도, 유기용매 처리 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 높은 전기전도도와 투광도 뿐만 아니라 유연성을 지니는 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 최근 이러한 재료로서 그래핀(graphene)과 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)를 중심으로 하는 탄소나노재료가 주목받고 있으며 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal vapor deposition; TCVD)으로 합성된 그래핀 및 CNT를 이용하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그래핀과 CNT합성을 위한 기판으로는 각각 300 nm 두께의 니켈과 1 nm 철이 증착된 실리콘 웨이퍼를 이용하였으며, 원료가스로는 메탄(CH4)과 아세틸렌(C2H2)등의 탄화수소가스를 이용하였다. 그래핀의 경우 원료가스의 유량, 합성온도, 냉각속도를 변경하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하였으며, CNT의 경우 합성시간을 변수로 길이 제어합성을 도모하였다. 합성된 그래핀은 식각공정을, CNT는 스프레이 증착공정을 통해 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 순차적으로 전사 및 증착하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하였다. 제작된 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막은 물리적 과부하를 받았을 때 발생할 수 있는 유연성 투명 전도막의 구조적결함에 기인하는 전도성 저하를 보상하는 특징이 있어, 그래핀과 탄소나노튜브 각각으로 제조된 유연성 투명 전도막보다 물리적인 하중이 반복적으로 인가되었을 때 내구성이 향상되는 효과가 있다. 40% 스트레인을 반복적으로 인가하였을 때 그래핀 투명 전도막은 20 사이클 이후에 면저항이 $1-2{\Omega}/sq.$에서 $15{\Omega}/sq.$ 이상으로 급증한 반면 그래핀-CNT 복합체 투명 전도막은 30사이클까지 $1-2{\Omega}/sq.$ 정도의 면저항을 유지하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.185-185
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• 2013

최근 의료 영상 센서는 급속도로 발전을 이룩하여 미세 병변의 위치와 그 크기를 진단하는 데에 많은 이용이 되고 있다. 하지만 기존 flat panel형태의 의료영상 센서는 인체의 굴곡으로 인한 영상 왜곡으로 발전의 한계에 이르고 있는 실정이다. 이 영상 왜곡으로 인한 오진은 환자에게 불필요한 피폭, 수술적 요법, 약물치료 등 환자에게 치명적인 의료사고를 일으킬 수 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 flexible substrate을 이용한 투명전극들이 의료영상 센서로서의 적용을 연구 되어 졌다. IZO, ITO, FTO 등의 투명전극들 중 Indium Tin Oxide(ITO)는 다른 전극에 비해 높은 투명도와 낮은 저항으로 인하여 다양한 부분에서 널리 이용 되고 있다. 그러나 ITO를 flexible substrate로 적용 시 불충분한 resistivity와 기계적 강도를 지니고 있으며, 유연성을 위해 전극 재료의 두께를 감소시키면 전도성의 문제를 일으키는 단점이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 문제점을 보완 및 해결하기 위하여 본 연구에서는 sputtering magnetron system를 이용하여 polyethylene terephthalate(PET) substrate 위에 ITO을 증착함으로써 전기적 특성을 알아보았다. PET 필름의 크기를 55 절단하였고 증착 온도는 고온에서 수축하는 PET 필름의 물성을 고려하여 $23^{\circ}C$로 설정 하였다. 가스의 분압 비를 Ar는 50ccm으로 고정하고 O2의 비율을 각각 0, 0.2, 0.4, 0.8, 1ccm으로 나눈 후, 비율에 따라 각각 30, 60, 90sec간 sputtering 증착을 하였다. 또한 각각 30, 60, 90sec간 sputtering 증착하여 O2 유량과 sputtering 증착 시간의 변화에 따른 ITO의 전도특성과 유연성에 대한 전도특성을 측정하였다. 유연성을 측정하기 위해선 bending 각도를 각각 $0^{\circ}$ $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 구부린 후, Two-point probe를 이용하여 변화된 저항을 통해 ITO의 전기적 성질의 변화를 측정 하였다. 측정결과 flexible ITO substrate의 전도특성은 sputtering 증착시간이 증가할수록 저항 값이 낮아지는 것을 확인하였지만, O2 유량이 증가 시 저항이 낮아지다가 다시 증가하는 결과를 알 수 있었다. 본 연구에서는 Ar:O2의 50:0.8의 조건에서 90sec동안 sputtering 증착한 ITO가 131 ${\Omega}/cm^2$의 저항 값이 측정 되었고 다른 조건에서는 164 ${\Omega}/cm^2$에서 4.7 $k{\Omega}/cm^2$까지 저항변화를 가져 Ar:O2의 50:0.8의 조건이 최적화에 좋은 조건이라 판단하였다. 또한 50:0.8의 조건의 ITO의 경우 bending test시에서도 131 ${\Omega}/cm^2$에서 316 ${\Omega}/cm^2$ 정도의 안정적인 저항변화를 가지는 반면 다른 조건에서는 128 ${\Omega}/cm^2$에서 6.63 $k{\Omega}/cm^2$까지의 변화를 나타나 기계적 형상변화에도 분압비가 영향을 주는 것을 확인 할 수 가 있었다. bending 각도에 따른 저항의 변화를 측정하였을 시, 각도 변화에 따라 중심부의 저항 값이 $60^{\circ}$에서 가장 높은 변화가 나타나 전기저항이 높아진 원인을 찾기 위해 Scanning Electron Microscope (SEM)촬영을 한 결과 저항값이 높아짐에 따라 ITO의 압축응력이 작용하는 부근에 Crack이 발생함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 flexible ITO substrate의 Crack발생률을 최소화 시키고 bending시 전도성을 유지하기 위해서는 가스의 유량 최적화가 flexible substrate의 기계적형상변화에 대한 ITO의 내구성을 향상시킬 수 있는 해답이 될 것으로 사료된다.

• Membrane Journal
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• v.33 no.3
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• pp.94-109
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• 2023

1,3-Dioxolane is an exciting material that has attracted widespread interest in the chemical, paint, and pharmaceutical industries as a solvent, electrolyte, and reagent because 1,3-dioxolane is not toxic, carcinogenic, explosive, auto-flammable, and multifunctional, and due to their excellent miscibility in most organic and aqueous solvent conditions. Recently, this material has received increasing attention as a CO₂-selective polymer precursor to separating CO₂ from flue gas and natural gas mixtures. Poly(1,3-dioxolane) (PDXL) possesses higher ether oxygen content than polyethylene oxide (PEO), which demonstrates superior membrane CO₂/N₂ separation properties owing to their polar ether oxygen groups exhibiting strong affinity toward CO₂. Thus, PDXL-based membranes displayed an outstanding CO₂ solubility selectivity over non-polar (N₂, H₂, and CH₄) gases. However, the polar groups of PDXL, like PEO, promote chain packing efficiency and cause polymer crystallization, thereby reducing its gas permeability, which should be improved. In this short review, we discuss the recent advancement and limitations of PDXL membranes in gas separation applications. To conclude, we provide future perspectives for inhibiting the limits of 1,3-dioxolane-based polymers in the CO₂ separation process.