• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.26-36
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• 2001

Smart sensors and actuators have recently been developed. In this study, first, small-diameter fiber Bragg grating (FBG) sensors developed by the author, whose cladding and polyimide coating diameters were 40 and $52{\mu}m$, respectively, were embedded inside a laminate without resin-rich regions around sensors and the deterioration of mechanical properties of the composite laminate. The small-diameter FBG sensor was embedded in $0^{\circ}$ ply of a CFRP laminate for the detection of transverse cracks in $90^{\circ}$ ply of the laminate. The reflection spectra from the FBG sensor were measured at various tensile stresses. The spectrum became broad and had some peaks with an increase of the transverse crack density. Furthermore, the theoretical calculation reproduced the change in the spectrum very well. These results show that the small-diameter FBG sensors have a potential to detect the occurrence of transverse cracks through the change in the form of the spectrum, and to evaluate the transverse crack density quantitatively by the spectrum width. On the other hand, shape memory alloy (SMA) films were used to suppress the initiation and growth of transverse cracks in CFRP laminates. Pre-strained SMA films were embedded between laminas in CFRP laminates and then heated to introduce the recovery stress in SMA films and compressive stresses in the weakest plies ($90^{\circ}$ ply). The effects of recovery stresses are demonstrated in the experiments and well predicted using the shear-lag analysis and the nonlinear constitutive equation of SMA films.

• 대한환경공학회지
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• 제33권1호
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• pp.47-53
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• 2011

$SF_6$는 IPCC가 평가한 온난화 지수가 가장 큰 물질이다. 이런 $SF_6$ 가스의 처리를 위하여 현재는 고에너지의 분해 기술이 사용되고 있지만 최근 분리막을 이용한 분리 및 회수 기술이 주목을 받고 있다. $SF_6$가 중간권으로 방출될 경우 광분해 또는 이온 반응을 일으켜 높은 독성과 부식성을 지닌 부산물을 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 현재 분리막을 이용한 $SF_6$ 가스의 회수 분리에 관한 연구 동향을 살펴보면 다양한 분리막 재질에 대한 투과특성연구가 부족하다. 또한, 실제 폐 $SF_6$ 가스 농도에 대한 연구와 에너지 효율이 높은 운전조건의 분리 회수 연구는 초기단계이다. 그러므로, 본 연구에서는 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 중공사 분리막을 사용한 $SF_6$, $N_2$ 단일기체의 투과도 연구 및 폐 $SF_6$ 가스 농도의 $SF_6/N_2$ 혼합기체를 사용하여 상용화된 PSF, PC와 PI 중공사 분리막과 운전조건 변화에 따른 $SF_6$ 가스의 분리 회수 연구를 수행하였다. 고분자 중공사 분리막에 대한 $SF_6$와 $N_2$의 투과 특성 실험 결과, $N_2/SF_6$ 투과선택도는 PI 중공사분리막이 가장 높고, PC 중공사 분리막이 가장 낮은 결과를 보였다. $SF_6/N_2$ 혼합기체의 분리 특성연구에서 회수된 $SF_6$의 농도를 비교할 경우, PC 중공사 분리막이 0.5 MPa일 때 95.6 vol %로 가장 높았다. $SF_6$의 회수율에서는 PSF 중공사 분리막이 운전압력 0.3 MPa, 배출유량 150 cc/min일 때 최대 97.8%로 가장 높았다. 이상의 결과로부터 분리막을 이용한 폐 $SF_6$ 가수의 분리 및 회수 기술은 향후 $SF_6$ 가스의 대표적 친환경 기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 로봇학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.136-142
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• 2013

In nature, many small insects are using jumping as a survival strategy. Among them, fleas jump in a unique method. They use an elastomer, 'Resilin', an extensor muscle and a trigger muscle. By contracting the extensor muscle, the elastic energy, that makes a flea to jump, is stored in the resilin. After storing energy, the trigger muscle begins contracting and pulling the extensor muscle. When the extensor muscle crosses the rotational joint, direction of torque generated from the extensor muscle reverses, 'torque reversal mechanism'. Simultaneously, the elastic energy stored in the resilin releases rapidly and is converted into the kinetic energy. It makes a flea to jump 150 times its body length. In this paper, miniaturized jumping robot using flea-inspired catapult mechanism is presented. This mechanism is based on the 4-bar linkage and the reversal joint and is actuated by Shape Memory Alloy (SMA) coiled springs describing the flea's muscle. The robot prototype is fabricated by SCM process using glass fiber prepregs and a sheet of polyimide film. The prototype is 20mm link length, 34mm width and 2.0g weight and can jump 103cm.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.331-334
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• 2006

본 연구에서는 포집부의 재질과 포집장치를 개선하여 배향성이 존재하는 극세섬유를 제조하였다. 방사용액은 polyamide-polyimide copolymer (PAI)를 사용하였다. 포집부의 재질을 변화하고 동일한 전압을 가하여 제조된 극세섬유의 형태를 비교하였다. 한편, 물 포집부와 회수장치로 구성된 장치를 통하여 극세섬유를 제조하고 SEM을 통하여 관찰하였다. 실험결과, 동일한 전압으로 제조된 섬유의 평균직경은 포집부의 재질과 회수방식에 영향을 받지 않았으나 포집부의 재질과 회수방법에 따라 섬유의 형태가 변화하는 것이 관찰되었다. 포집부에 누적시켜 제조된 극세섬유는 배향성이 존재하지 않는 그물형 구조인데 반하여, 별도의 회수장치를 통하여 연속적으로 회수된 극세섬유는 배향성이 존재함을 확인하였다. 이는 물 포집부가 섬유의 유도, 임시집적, 섬유와의 마찰 그리고 이동경로 역할을 하였고, 회수장치는 속도 조절을 통하여 물과 섬유간의 마찰을 제어함으로써 연속적인 회수가 가능한 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.249-258
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• 2010

IPCC (Intergonvernmental Pane1 of Climate Change)에서 $CO_2$의 23,900배에 해당하는 지구온난화지수를 가진 $SF_6$ (Sulphur hexafluoride) 가스와 중전기 산업에서 아크 발생에 의해 생긴 $SF_6$의 주요 분해 부산물 중 하나이며 $CO_2$의 6,300배에 해당하는 지구온난화지수를 가진 $CF_4$ (Tetrafluoromethane) 가스의 배출에 대한 규제가 적극 검토되고 있다. 본 연구는 $O_2$, $CF_4$에 대한 $SF_6$의 분리 회수의 기초 연구로써, 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 고분자 분리막을 사용하여 $O_2$, $CF_4$와 $SF_6$ 가스의 압력과 온도 변화에 따른 투과도 및 투과선택도 연구를 수행하였다. 압력 변화에 따른 $O_2$의 투과도는 PSF 중공사 분리막에서 압력 1.1 MPa일 때, 37.5 GPU로 가장 높게 나타났고, $SF_6$와 $CF_4$의 경우 압력 1.1 MPa에서 PC 중공사 분리막이 각각 2.7 GPU와 2.5 GPU로 가장 높은 투과플럭스를 나타냈다. 온도 변화에 따른 $O_2$의 투과플럭스는 막의 온도가 $45^{\circ}C$일 때 PSF 중공사 분리막이 41.2 GPU로 가장 높게 나타났고, $SF_6$와 $CF_4$는 막의 온도가 $25^{\circ}C$일 때, PC 중공사 분리막이 각각 2.4 GPU와 2.3 GPU로 가장 높은 투과플럭스를 나타냈다. 압력과 온도 변화에 따른 $O_2/SF_6$와 $CF_4/SF_6$의 투과선택도 결과, 높은 단일 기체 투과플럭스를 보인 PSF와 PC 중공사 분리막이 가장 낮은 투과선택도를 나타내고, 가장 낮은 투과플럭스를 보인 PI 중공사 분리막이 가장 높은 투과선택도를 나타냄을 확인할 수 있다.

• 폴리머
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• 제30권1호
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• pp.56-63
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• 2006

층상구조의 폴리이미드 제조를 위해 다양한 곁가지 길이를 가지고 있는 두 종류의 디아민 단량체를 합성하였으며, 이를 이용하여 친수성 유연 곁가지와 친유성 유연 곁가지를 가지는 단일 중합 및 공중합 폴리이미드를 합성하였다. 강직한 주사슬의 충간은 유연한 곁가지로 인해 공간이 채워지게 되므로 곁가지의 길이가 특정 길이에 이르게 되면 주사슬과의 반발력으로 인하여 층상구조를 갖는 폴리이미드를 형성하게 된다. 친유성기를 도입한 단일중합체 폴리이미드의 경우 알킬곁가지의 길이가 증가함에 따라 층간거리가 $32.7\~48{\AA}$으로 증가하였고, 친수성기를 곁가지의 길이에 따라 도입한 경우에는 $7\~10.5{\AA}$으로 증가함을 X선 회절을 통해 확인하였다. 친유, 친수성기가 동시에 도입된 공중합체 폴리이미드의 경우에도 서로 다른 성질을 갖는 곁가지의 반발력에 의해 층상구조의 형성이 가능함을 알 수 있었다. 이를 분자모델링을 통한 이론적 구조계산과 비교해 본 결과, 유연한 곁가지의 길이에 따라 층간간격과 몰부피가 증가하는 층상구조의 폴리이미드 형성을 확인하였다.