• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.357-366
• /
• 2017

천연색소는 색을 발현할 수 있는 물질로서 식품, 화장품, 의약품 등에 사용된다. 천연색소는 동 식물에서 추출하여 만들기 때문에 크기가 균일하지 않으며 특히 적색색소의 경우, 다른 색의 색소에 비해 친유성이 강해 수용액 상태에서 쉽게 응집이 되는 경향이 있다. 또한 응집에 의한 크기변화로 인해 색의 재현이 어려운 문제점이 있다. 적색색소로 기존에 사용했던 동물성 색소인 코치닐 추출 색소는 알레르기를 유발하고 식용으로서의 거부감이 있는 등의 문제점으로 인하여 사용이 기피되는 추세이다. 본 연구에서는 적색의 식물성 색소인 라이코펜 추출물과 치자황색소를 사용하였고 Ball-milling을 이용하여 색소의 크기를 균일하게 만든 후 Asymmetrical flow field-flow fractionation(AsFlFFF), Dynamic light scattering(DLS)를 이용하여 크기를 분석하고 색차계를 이용하여 색을 확인하는 연구를 진행하였다. 실험결과 milling 전에는 색소 입자의 크기가 크고 크기분포가 넓었으나, milling 후에는 크기가 감소하고 크기분포가 좁아짐을 확인하였다. 색차계 측정 결과, milling 시간이 증가함에 따라 밝기, 적색도, 황색도가 높아져서 밝은 적색을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.717-726
• /
• 2007

일반 강도의 철근을 고강도콘크리트 구조물에 사용하는 경우, 고강도콘크리트의 취성을 보완하고 그 성능을 십분 활용하기 위해서는 많은 양의 철근이 요구된다. 이는 곧 철근의 과밀 배근이나 자중의 증가와 같은 구조, 시공상의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 고강도콘크리트 부재에 적합한 새로운 보강 재료 혹은 공법이 필요한 것이다. 이에 본 연구에서는 100 MPa의 고강도콘크리트를 사용하여 4개의 실물크기 보 시험체를 제작하고, 전단보강재를 달리하여 전단 거동에 대한 효과를 관찰하기 위해 실험을 수행하였다. 4개의 시험체는 각각 일반 철근, 고장력 철근, 헤디드 바, CFRP 바를 전단 스터럽으로 사용하였으며, 이 중 2개의 시험체에는 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 그 효과를 관찰하였다. 고장력 철근의 사용은 전단철근에 의한 전단력과 부착력의 증가로 인해 전반적인 전단 성능의 향상을 가져왔다. 헤디드 바로 전단 보강된 부재의 경우에도 헤디드 바의 상당히 높은 정착강도로 인해서 우수한 전단 거동을 보였다. 하지만 본 실험에서 사용된 CFRP 바의 경우, 부착력이 매우 떨어져 전단보강재로서 적합하지 못한 것으로 나타났다. 강섬유 보강 콘크리트를 통해 부재의 연성 및 균열 제어 능력이 향상되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.223-229
• /
• 2013

Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) is a power generation system to convert chemical energy of fuels and oxidants to electricity directly by electrochemical reactions. As a catalyst support for PEMFCs, carbon black has been generally used due to its large surface area and high electrical conductivity. However, under certain circumstances (start up/shut down, fuel starvation, ice formation etc.), carbon supports are subjected to serve corrosion in the presence of water. Therefore, it would be desirable to switch carbon supports to corrosion-resistive support materials such as metal oxide. $TiO_2$ has been attractive as a support with its stability in fuel cell operation atmosphere, low cost, commercial availability, and the ease to control size and structure. However, low electrical conductivity of $TiO_2$ still inhibits its application to catalyst support for PEMFCs. In this paper, to explore feasibility of $TiO_2$ as a catalyst support for PEMFCs, $TiO_2$ nanofibers were synthesized by electrospinning and calcinated at 600, 700, 800 and $900^{\circ}C$. Effects of calcination temperature on crystal structure and electrical conductivity of electrospun $TiO_2$ nanofibers were examined. Electrical conductivity of $TiO_2$ nanofibers increased significantly with increasing calcination temperature from $600^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ and then increased gradually with increasing the calcination temperature from $700^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$. It was revealed that the remarkable increase in electrical conductivity could be attributed to phase transition of $TiO_2$ nanofibers from anatase to rutile at the temperature range from $600^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$.

• Composites Research
• /
• 제33권5호
• /
• pp.275-281
• /
• 2020

본 논문에서는 항공기 팬 블레이드에 적용되는 복합재와 금속 간의 접합 구조물에 대한 온도, 습도에 따른 접착제의 물성 변화에 관해 연구하였다. 항공기 운용 시 노출되는 환경 조건을 고려하여 상온 건조(Room Temperature Dry, RTD), 고온 흡습(Evaluated Temperature Wet, ETW), 저온 건조(Cold Temperature Dry, CTD) 세가지 환경에서 강도 시험을 수행하였다. 접착전단강도 시험은 ASTM D3528을 기준으로 수행하였고, 파손 영역에 대한 마이크로 구조 특성을 SEM이미지를 통해 분석하였다. 연구 결과에 따르면 RTD 환경에서의 전단강도 대비하여 ETW 환경에서 72.8% 저하되었으며, CTD 환경에서는 56.5% 증가되었다. 이는 고온 및 수분 흡습이 접착제의 기계적 특성에 큰 영향을 미치는 것을 확인했고, 저온 환경에서는 모재와 접착제 모두 취성의 증가로 인해 접착 전단 강도가 향상된 것으로 분석되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제3권1호
• /
• pp.22-34
• /
• 2016

유해 남조류 Microcystis와 Dolichospermum의 친환경적인 제어를 위해 생물유래 물질을 기반으로 한 Naphthoquinone(NQ) 계열의 녹조제어 물질을 개발하였다. NQ의 기본구조를 바탕으로 치환기 ($R_n$)를 변화시켜 총 92종의 NQ 유도체를 합성 확보하였고, 대상 남조류 Microcystis와 Dolichospermum에 대하여 농도별 살조효과를 평가하여 $1{\mu}M$의 농도에서 80% 이상의 제어가 가능한 NQ 화합물을 각각 22종을 선정하였다. 그 중에서, NQ 40 물질은 최적 적용 농도인 $1{\mu}M$에서 Microcystis와 Dolichospermum 종에 각각 99.6%과 100%의 높은 제어효과가 관찰되었다. NQ 40 물질 ($1{\mu}M$)은 규조류 Stephanodiscus, Cyclotella와 와편모조류 Peridinium에는 살조효과가 없었으며, 대상 유해 남조류 Microcystis와 Dolichospermum에만 선택적으로 작용하였다. 또한, NQ 40 물질의 급성독성을 평가 결과, Selenastrum capricornutum, Daphnia magna 및 Danio rario 종에 대하여 $EC_{50}$/$LC_{50}$ 값이 각각 3.2, 14.5 및 $15.7{\mu}M$로 측정되었다. 더불어, D. magna를 이용한 만성독성 평가 결과, NQ 40 물질 $1{\mu}M$에서 생존, 성장, 번식에 대한 영향은 없었다. 따라서, 최종 선정된 NQ 40 물질을 현장에서 $1{\mu}M$로 적용한다면, 다른 수생생물에 미치는 영향 없이 대상 조류인 Microcystis와 Dolichospermum 종만 선택적으로 제어 가능한 친환경적인 살조물질로 사용될 것으로 판단된다.

• 공업화학
• /
• 제9권1호
• /
• pp.135-140
• /
• 1998

제지공정 트러블을 일으키는 침착물과 제품의 품질을 저하시키는 종이내 불순물들의 성분을 기기분석하였다. 우선적으로 퓨리에변환 적외선분광기(FT-IR spectrometer)를 이용하여 이물질의 원형 그대로를 측정하여 예비정보를 얻은 뒤 열분해-가스크로마토그래피-질량분석기(Py-Gc/MS)를 이용해서 불순물들의 유기성분을 분석하였으며, $590^{\circ}C$에서 열분해시키고 난 ash는 에너지분산분광법(EDS)을 이용하여 무기성분을 분석하였다. 초지기 건조부에 침착된 성분은 지방산 에스테르 및 전분 등의 유기 이물질과 탈크, 크레이, 탄산칼슘 등의 무기 이물질로 이루어진 복합적인 피치형태로써 재사용 도공파지 성분에 의한 것이며, 심사이저 메터링로드에 끼인 침착물은 불안정한 alkyl keten dimer(AKD) 성분이 탄산칼슘과 상호작용하여 침착을 일으킨 것으로 분석되었다. 종이내 구멍 성분은 주원료로 사용되는 펄프에서 혼입된 것으로 판단되는 PE및 PP 성분과 초지공정에 사용된 주 부원료들간의 불안정한 상호작용에 의해 응집된 복합적인 피치성분으로 확인되었다. 작업상의 부주의로 완정공정에서 사용되는 hot melt 및 파렛트 받침대로 사용되는 가소제를 첨가하여 유연하게 만든 PVC 성분이 재사용 파지와 함께 혼입되어 종이내 얼룩 및 반점 등을 발생시키기도 하며, 초지기 용구로 사용되는 고분자 물질(와이어 또는 펠트)의 일부가 사고 등에 의해 공정중에 혼입되어 도공시 스트리크를 발생시킬 수도 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.569-575
• /
• 2007

철근콘크리트 구조물의 수명 연장 및 기능 보완을 위하여 콘크리트 면의 보수를 실시할 경우 일반적으로 구조적 내력을 고려하지 않는다. 특히, 표면박락 등의 보수에는 단순하게 모르타르 도포만을 이용하여 보수가 완료되므로 별도의 구조적인 보강 성능을 발휘하지 않는다. 그러나 시공성의 향상 및 균열의 억제를 위하여 철망 등의 재료를 사용할 경우 일정부분 보강의 효과를 얻을 수 있을 것으로 예상되며, 특히, 수로 구조물과 같이 교각 간에 놓여지는 구조요소의 경우 하부면의 보수를 실시할 경우 휨 저항성의 증가를 기대할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 크리프 철망에 의한 보수를 실시하고 보수 부위 및 보수 두께에 따른 보강 성능을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 두께 150mm, 길이 3,000mm, 너비 600mm 슬래브를 제작하고, 상부 부분 보수, 상부 전면 보수, 하부 부분 보수, 하부 전면 보수, 크림프 철망 보강 유무 등 총 8개 실험 유형을 선택하고 이에 대한 휨 보강 성능 실험을 실시하였다. 분석 결과, 크림프 철망을 보강한 실험체에서 보수 재료의 두께가 증가할수록 항복하중 및 파괴하중은 높아지는 것으로 나타났으며, 동일 조건일 경우 하부면의 보수가 휨 하중에 대한 내력을 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 휨 하중을 받는 구조물 중 부분 보수만을 실시할 경우 휨 보강 성능은 기대하기 어려운 것으로 나타났다. 결론적으로 크림프 철망에 의한 보수공법 적용 시 휨 저항성의 증가가 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.888-894
• /
• 2015

무기 복합 입자는 독특한 물리 화학적 특성에 따라 다양한 산업 분야에 응용된다. 최근 마이카와 같은 판상 기질에 유 무기 물질을 코팅하여 광 산란, 굴절 및 투과 특성 등의 광학적 특성을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이카는 높은 화학적 안정성, 내후성 및 무독성의 입자로 안료, 플라스틱, 페인트, 세라믹 등에 널리 적용되고 있다. 산화마그네슘은 높은 빛 투과율, 내식성, 무독성을 갖고 있어, 광학재료 및 고분자 첨가제 등으로 이용되고 있다. 마이카와 산화마그네슘의 광학적 특성을 이용하기 위하여 수산화마그네슘을 용해 재결정하여 마이카 표면에 코팅하였다. 전구체의 농도, pH 변화 등의 공정 변수를 조절하여 적합한 헤이즈 값을 갖는 입자를 합성하였다. 결과적으로 마이카 표면에 수산화마그네슘 층이 형성되고, 4시간 동안 $400^{\circ}C$에서 소성하면 산화마그네슘으로 변환된다. 본 연구에서는 pH와 수산화마그네슘의 첨가량 조절로 헤이즈 값을 쉽게 제어 할 수 있는 것을 보여주었다. 제조된 분체의 광학적 특성은 탁도계(Hazemeter)를 이용해 측정하였고, pH 9에서 가장 높은 값인 85.92%를 얻었다. 복합분체의 물리 화학적 특성은 XRD, SEM, EDS 및 PSA를 통해 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.877-887
• /
• 2015

본 연구진은 사출성형 공정에서 적용되는 미지 시료 및 고점도의 복합소재 점도를 추정하기 위한 새로운 방법을 제시한 바 있다. 본 논문에서는 사출성형 금형 캐비티 내압을 측정하는 장치를 개발하였다. 이는 사출성형 공정 중의 금형 내를 흐르는 용융체의 압력을 실시간으로 측정하고, 이를 CAE 해석 결과로부터 모사된 압력과 비교함으로써 CAE D/B내의 점도 데이터의 정확성을 검증할 수 있게 한다. 본 연구에서 사용한 재료는 PP(Polypropylene), PP/LGF30%(Polypropylene과 long glass fiber 50% composite), PA66/LGF50%(Polyamide 6,6와 long glass fiber 50% composite) 이다. 여기서 PP와 PP장섬유복합재료는 이미 점도 데이터가 구축되어 있으나, PA66장섬유복합재료는 새롭게 개발한 재료로써 기존의 점도 데이터가 없기에 본 시스템을 이용해서 새로운 점도 곡선을 추정하였다. 그리고, 일반 점도 측정장치로 구한 점도 곡선과도 비교하였다. 한편, 이미 점도 데이터를 갖고 있는 경우인 PP는 신뢰성을 확인할 수 있었으나, PP/LGF50%의 경우는 높은 점도와 구조의 복잡성으로 인해 기존 점도 데이터의 개선이 필요하였다.

• Composites Research
• /
• 제12권3호
• /
• pp.8-16
• /
• 1999

탄소직포/탄소/SiC 복합재는 탄소직포/탄소 프로폼을 SiC의 유기전구체인 polycarbosilane에 다중함침 열처리하여 제조하였다. 더불어 탄소 섬유의 분율과 배열 형태가 다른 두 가지 종류의 저밀도 탄소/탄소 복합재 즉, 탄소직포($\thickapprox$55 vol%)/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유($\thickapprox$40 vol%)/탄소 복합재를 $1700^{\circ}C$ 진공 분위기에서 용융 실리콘과 반응결합하여 고밀도의 탄소섬유/Si/SiC 복합재도 제조하였다. 이 반응 결합 공정 이전 각 밀도가 1.6g/$cm^3$인 탄소직포/탄소 복합재와 1.15g/$cm^3$인 chopped 탄소섬유/탄소 복합재는 반응결합 후 그 밀도가 각각 2.1g/$cm^3$로 증가하였다. 제조한 복합재는 전형적인 섬유강화 복합재의 파괴거동을 보였으며 반응결합 후 밀도와 stiffness 그리고 탄성 한계 강도 등은 모두 현저히 증가하였다. 3점 곡강도와 인장 시험으로 기계적 물성을 비교평가하였다. 탄소직포/탄소 복합재와 chopped 탄소섬유/탄소 복합재의 곡강도에 대한 인장 강도의 비는 약 1/3이었다. 탄소직포/Si/SiC 복합재의 밀도는 2.06g/$cm^3$, 최대 곡강도는 ~120 MPa, 탄성한계 응력은 ~80 MPa를 나타내었다.