• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.447-455
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• 2022

현재 해양 미세플라스틱에 의한 해양 환경 오염문제가 국제적으로 심각하게 대두되고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 휴대용 미세플라스틱 수거 장비의 경량화 개발을 위해 대한민국 전국 21개소 해안가에서의 미세플라스틱종류와개수를조사하였고, 미세플라스틱수거장비진공장비의내구성, 내부식성, 경량화를위해 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), aluminum과 같은 다양한 소재를 적용하여 설계 및 해석을 수행하였다. 해안가에서의 시료 채취 및 분류결과 함덕해수욕장에서 미세플라스틱이 가장 많이 분포되어 있는 것을 확인하였고, 주로 폴리스타이렌(Polystyrene)의 미세플라스틱이 분포되어 있는 것으로 나타났다. 해안가 현장 조사를 통한 입자정보 분석과 전산유체해석을 통해 모래 및 불순물 등의 입자 유동속도 및 분포를 분석하였고, 이를 진공 본체 내부의 중요 부품인 싸이클론 장치의 구조해석에 적용하였다. 싸이클론 장치의 모래 및 불순물 흡입 시 발생되는 입자 충격을 고려한 구조해석 결과 CFRP, GFRP, aluminum, ABS의 순으로 구조적 안전성이 우수한 것으로 평가되었다. 경량화 측면으로는 싸이클론 장치에 aluminum 소재를 적용했을 때와 비교하여 CFRP는 53%, GFRP는 47%, ABS는 61%의 경량화가 가능한 것으로 나타났다.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.370-381
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• 2015

고분자와 용매의 굴절률이 서로 일치되어 자체 산란광의 세기가 극소화된 시스템인 폴리(비닐 아세테이트) (PVAc)/디메틸설폭사이드(DMSO) 계에 폴리스티렌 라텍스 탐침입자(표시 직경 200 nm)를 소량 첨가한 뒤 동적 광산란법으로 용액의 PVAc 농도에 대한 입자의 확산 거동을 정밀하게 조사하였다. 구형 입자의 환산확산계수의 농도의존성은 환산농도 $C[{\eta}]$의 신장지수함수로 분석할 수 있었고, 묽은 농도에서는 배제층의 두께가 일정하게 유지되었으나 초기 준희박 농도인 $1{\leq}C[{\eta}]{\leq}2.5$ 범위에서는 배제층의 사슬농도 의존지수가 -0.8로써 이론적 계산치 -0.85와 일치하였다. 그러나 보다 높은 농도에서는 배제층의 두께가 이론적 예측보다 급속히 감소하는 현상 또한 관찰되었으며, 그 원인은 인접한 탐침 입자들 사이에 존재하는 Oosawa 인력 때문인 것으로 설명할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권4호
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• pp.189-196
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• 2013

Dielectrophoresis(DEP) is useful in manipulation and separation of micro-sized particles including biological samples such as bacteria, blood cells, and cancer cells in a micro-fluidic device. Especially, those separation and manipulation techniques using DEP in combination of micro fabrication technique have been researched more and more. Recently, it is revealed that a window structure of insulating layer in microfluidic DEP chip is key role in trap of micro-particles around the window structure. However, the trap phenomenon-driven by DEP force gradient did not fully understand and is still illusive. In this study, we characterize the trap mechanism and efficiency with different shapes of window in a microfluidic DEP chip. To do this characterization, we fabricated 4 different windows shapes such as rhombus, circle, squares, and hexagon inside a micro-fluidic chip, and performed micro-sized particles manipulation experiments as varying the frequency and voltage of AC signal. Moreover, the numerical simulation with the same parameters that were used in the experiment was also performed in order to compare the simulation results and the experimental results. Those comparison shows that both results are closely matched. This study may be helpful in design and development of microfluidic DEP chip for trapping micro-scaled biological particle.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.415-423
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• 2010

고검화도(98%이상)의 폴리(비닐 알코올)(PVA)를 디메틸설폭사이드(DMSO) 용매에 녹인 뒤 PVA 준희박 용액 대에서 농도 $C{\simeq}0.14\;g/mL$까지 점성도를 측정하였으며, 이 시스템을 매트릭스로 하여 폴리스티렌(PS) 라텍스 입자의 확산운동 지연을 동적 광산란법으로 조사하였다. PVA/DMSO계의 점성도를 고유점성도 $[{\eta}]$로 스케일된 환산농도 $C[{\eta}]$에 대하여 도시하였을 때 C$[{\eta}]$ >2에서는 분자량 의존성이 강하게 나타났으며, 그 원인은 PVA 용액 내에 존재하는 불균일 영역때문인 것으로 추정하였다. 그러나 매트릭스 내에서 탐침입자의 확산운동은 모든 측정농도에서 단일모드로 관찰되었고, 용액상 및 용매상에서의 확산계수의 비인 D/Do를 $C[{\eta}]$로 도시할 때 전체 농도 범위에서 분자량 의존성은 전혀 나타나지 않았으나 신장지수함수의 적용 한계는 C$[{\eta}]$ >2.5인 것으로 관찰되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.232-232
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• 2012

반도체 공정에서 일반적으로 오염입자를 측정하는 방법은 테스트 웨이퍼를 ex-situ 방식인 surface scanner를 이용하여 분석하는 particle per wafer pass (PWP) 방식이 주를 이루고 있다. 이러한 오염입자는 반도체 수율에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 반도체 선폭이 작아지면서 제어해야하는 오염입자의 크기도 작아지고 있다. 하지만, 현재 사용하는 PWP 방식은 실시간 분석이 불가능하기 때문에 즉각적인 대처가 불가능 하고 이는 수율향상에 도움이 되지 못하는 후처리 방식이다. 따라서 저압에서 오염입자를 실시간으로 측정할 수 있는 장비에 대한 요구가 늘어나고 있는 실정이다. 저압에서 나노입자를 측정할 수 있는 장비로 PBMS가 있다. PBMS는 electron gun을 이용하여 입자를 하전시킨 후 편향판을 이용하여 크기를 분류하고 Faraday cup으로 측정된 전류를 환산하여 입자의 농도를 측정하는 장비이다. 편향판에 의하여 Faraday cup으로 이동되는 입자들은 농도 차에 의한 확산현상이 발생한다. 본 연구에서는 Faraday cup 이동 시 발생하는 확산현상을 여러 크기의 Faraday cup과 polystyrene latex (PSL) 표준입자를 이용하여 분석하였다. Faraday cup을 고정 식이 아닌 이동 식으로 설계를 하여 축의 원점을 기준으로 이동시켜 가면서 입자 전류량을 측정하였으며, 이를 기준 (reference) Faraday cup의 측정량과 비교하여 효율을 계산하였다. PSL 표준 입자 100, 200 nm 크기에 대하여 cup의 크기를 바꿔 가면서 각각 평가 하였다. 그 결과 입자의 크기가 작을 수록 더 넓은 구간으로 확산되었고 크기가 작은 Faraday cup의 경우에 정밀한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통하여 편향판을 지나면서 발생하는 입자의 확산현상에 대한 정량적 평가를 수행할 수 있었으며, 추후 PBMS 설계 시 Faraday cup 크기를 결정하고 Faraday cup array 기술을 적용하는데 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대 된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권7호
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• pp.1891-1896
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• 2010

Submicron-sized polymeric colloidal particles can self assemble into 3-dimensional (3D) opal structure which is a useful template for photonic crystal. Narrowly dispersed polymer microspheres can be synthesized by emulsion polymerization in water using water-soluble radical initiator. In this report, we demonstrate a facile and reproducible emulsion polymerization method to prepare various polymeric microspheres within 200 - 400 nm size ranges which can be utilized as colloidal photonic crystal template. By controlling the amount of monomer and surfactant, monodisperse polymer colloids of polystyrene (PS) and acrylates with various sizes were successfully prepared without complicated synthetic procedures. Such polymer colloids self-assembled into 3D opal structure exhibiting bright colors by reflection of visible light. The colloidal particles and the resulting opal structures were rigorously characterized, and the wavelength of the structural color from the colloidal crystal was confirmed to have quantitative relationship with the size of constituting colloidal particles as predicted by Bragg equation. The tunability of the structural color was achieved not only by varying the particle size but also by infiltration of the colloidal crystal with liquids having different refractive indices.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.189-194
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• 2016

We report a facile method for preparing KIT-1 mesoporous silicates with two different macroporous structures by dual templating. As a template for macropores, polystyrene (PS) beads are assembled into uniform three dimensional arrays by ice templating, i.e., by growing ice crystals during the freezing process of the particle suspension. Then, the polymeric templates are directly introduced into the precursor-gel solution with cationic surfactants for templating the mesopores, which is followed by hydrothermal crystallization and calcination. Later, by burning out the PS beads and the surfactants, KIT-1 mesoporous silicates with macropores are produced in a powder form. The macroporous structures of the silicates can be controlled by changing the amount of EDTANa4 salt under the same templating conditions using the PS beads and inverse-opal or hollow structures can be obtained. This strategy to prepare mesoporous powders with controllable macrostructures is potentially useful for various applications especially those dealing with bulky molecules such as, catalysis, separation, drug carriers and environmental adsorbents.

• 한국분무공학회지
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• 제8권1호
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• pp.16-22
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• 2003

Zeta potential measurements of colloid particles suspended in a liquid are performed by a Zeta Meter developed. There are many applications of colloid stability in spray technology, paints, wastewater treatment, and pharmaceuticalse. Zeta potentials of charged particles are obtained by measuring the electrophoretic velocities of the particles using video enhanced microscopy and image analysis program. The values of zeta potential of polystyrene latex(PSL), $silica(SiO_2)$M, polyvinylidence difluoride(PVDF), silicon nitride, and alumina particles in deionized (DI) water were measured to be -40.5, -31.9, -25.2, -15.1 and -10.1mV, respectively. The particles having high zeta potential less than -20 mV are stable in DI water, because the double layers of them have strong repulsive forces mutually, and the particles having low zeta potential over -20mV are unstable due to Van Der Waals forces. Silica(>20nm), PSL, aluminum and PVDF particles were found to be stable that would remain separate and well disperse, while silicon nitride and alumina particles were found to be unstable that would gradually agglomerate in DI water.

• 산업기술연구
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• 제7권
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• pp.27-47
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• 1987

Fine anthracite is very difficult to upgrade by conventional processes such as gravity concentration or froth flotation, because large quantities of fine coals are generated at the mining and preparation stages and a significant portion of these fine coals are mixed with gangue minerals. This study, therefore, was carried out for the purpose of improving recovery of low ash clean coal, effective beneficiation of low-grade coking coal and removal of sulphur from high-sulphur coals by employing the method of selective agglomeration using oil or polystrene flocculants, for coals which are generally hydrophobic in nature will be extracted by using flocculants. Studies were performed by varying solid concentration, concetration of bridging liquid, mixing speed and mixing time, balling speed and balling time, dispersant dosage, flocculant dosage, pulp pH, and particle size. The results were : when the methods of the oil agglomeration and selective flocculation were employ(in the two process the sample was ground to the size of -74 micron), 1) ash content of the agglomerated coal was 9.85, 7.83%, 2) combustibel recovery of it was 98.5%, 93.5%, respectively. It was observed in selective flocculation that polystyrene is an effective flocculant for coal, De-entrapment of shale from the concentrate flocculated by mechanical agitation was necessary for substantional reductions in final ash content.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1874-1879
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• 2008

It is not easy to detect nano-sized airborne particles (< 100 nm in diameter) in air. Therefore, the condensation of the nanoparticles alongside of the size-classification is needed for their detection. This paper proposes a hybrid (aerodynamic+electrical) particle classification and condensation device using a micro virtual impactor (${\mu}VI$). The ${\mu}VI$ can classify the nanoparticles according to their size and condense the number concentration of nanoparticles interested. Firstly, the classification efficiency of the ${\mu}VI$ was measured for the particles, polystyrene latex (PSL), ranging from 80 to 250 nm in diameter. Secondly, the nanoparticles, NaCl of 50 nm in diameter, were condensed by 4 times higher. In consequence, the output signal was amplified by 4 times (before condensation: 4 fA, after condensation: 16 fA). It is expected that the proposed device will facilitate the detection of nanoparticles.