• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제2권2호
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• pp.113-116
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• 1997

The hydrogel process is a different form of ultrafiltration and has been used to separate biological molecules. In this study, the gel pore size was predicted by pulse NMR technique and neural network using a database obtained from gel filtration chromatography and diffusion experiment. Recombinant alkaline phosphatase expressed in insect cells was concentratred 1.5 times by hydrogel ultrafiltration by swelling at 2$0^{\circ}C$ and collapsing at 35$^{\circ}C$ at 53-65% separation efficiency and 78-83% enzyme recovery. Wild and recombinant Autographa californica unclear polyhedrosis viruses (AcNPV) were also concentrated 1.4 and 1.6 times of the feed solution at 48.5 and 60.0% separation efficiency, respectively Hydrogel ultrafiltration appears to be an attractive alternative for the concentration of AcNPV and recombinant proteins from insect cells.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.767-773
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• 2013

본 연구는 높은 압력으로 체결되어 있는 고분자전해질연료전지(PEMFC) 스택의 구성부품중 가장 크게 변형되는 가스확산층(GDL)의 공극률과 기체투과율의 변화를 제시하였다. 압축하중에 따른 체적변화를 실험을 통하여 측정하고 기존에 제시된 관계식을 이용하여 공극률과 기체투과율의 변화을 예측하였다. 또한 물의 배출을 향상시키기 위하여 첨가되는 PTFE 가 압축상태의 GDL 의 공극률과 기체투과율에 미치는 영향을 연구하였다. 물질전달에 직접 영향을 미치는 기체투과율은 PTFE 가 많이 포함된 GDL에서 급격하게 감소하였다. 결과적으로 같은 압축하중으로 체결하는 경우 GDL 의 PTFE 함량에 따라서 공극네트워크를 통한 물질전달은 크게 달라질 수 있다. 본 결과를 이용하면 GDL 에서의 전달현상에 대한 개선된 상관식을 개발할 수 있고 그로 인하여 모델링의 정확성을 향상시킬 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권9호
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• pp.77-86
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• 2011

지반 물질의 열전도도는 경험식이 제안하는 단위 중량, 간극률 등의 영향 인자 이외에도 하중조건에 따라 크게 좌우된다. 본 논문에서는 개별요소법에 의해 생성된 입자상 지반재료의 열 전달 특성을 열 네트워크 모델로 해석하여 하중이 열전도도에 미치는 영향을 평가하였다. 하중의 변화에 의한 개별 입자들간의 접촉수 및 간극률, 간극수의 전도도에 따른 열전도도를 산출하여 영향 요소들간의 관계를 분석하였다. 전도도의 변화 양상은 전단강성도 분석과 유사하게 열전달 방향 및 하중 크기에 따른 멱함수 형태로 회귀분석이 가능하였다. 해석 결과 하중에 따른 입자간 접촉 면적의 증가 및 간극수의 전도도가 전체 입자상 물질의 열 흐름에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 열전도도의 이방성은 하중 방향에 의해 좌우되며 입자 스케일에서의 매커니즘이 열 흐름을 좌우하는 중요한 인자임을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.484.2-484.2
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• 2014

There are many efforts to improving the power conversion efficiencies (PCEs) of dye-sensitized solar cells (DSCs). Although DSCs have a low production cost, their low PCE and low thermal stability have limited commercial applications. This study describes the preparation of a novel multifunctional polymer gel electrolyte in which a cross-linking polymerization reaction is used to encapsulate $TiO_2$ nanoparticles toward improving the power conversion efficiency and long-term stability of a quasi-solid state DSC. A series of liquid junction dye-sensitized solar cells (DSCs) was fabricated based on polymer membrane encapsulated dye-sensitized $TiO_2$ nanoparticles, prepared using a surface-induced cross-linking polymerization reaction, to investigate the dependence of the solar cell performance on the encapsulating membrane layer thickness. The ion conductivity decreased as the membrane thickness increased; however, the long term-stability of the devices improved with increasing membrane thickness. Nanoparticles encapsulated in a thick membrane (ca. 37 nm), obtained using a 90 min polymerization time, exhibited excellent pore filling among $TiO_2$ particles. This nanoparticle layer was used to fabricate a thin-layered, quasi-solid state DSC. The thick membrane prevented short-circuit paths from forming between the counter and the $TiO_2$ electrode, thereby reducing the minimum necessary electrode separation distance. The quasi-solid state DSC yielded a high power conversion efficiency (7.6/8.1%) and excellent stability during heating at $65^{\circ}C$ over 30 days. These performance characteristics were superior to those obtained from a conventional DSC (7.5/3.5%) prepared using a $TiO_2$ active layer with the same thickness. The reduced electrode separation distance shortened the charge transport pathways, which compensated for the reduced ion conductivity in the polymer gel electrolyte. Excellent pore filling on the $TiO_2$ particles minimized the exposure of the dye to the liquid and reduced dye detachment.

• 한국재료학회지
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• 제30권4호
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• pp.155-159
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• 2020

Nanoporous silica aerogel insulation material is both lightweight and efficient; it has important value in the fields of aerospace, petrochemicals, electric metallurgy, shipbuilding, precision instruments, and so on. A theoretical calculation model and experimental measurement of equivalent thermal conductivity for nanoporous silica aerogel insulation material are introduced in this paper. The heat transfer characteristics and thermal insulation principle of aerogel nano are analyzed. The methods of SiO₂ aerogel production are compared. The pressure range of SiO₂ aerogel is 1Pa-atmospheric pressure; the temperature range is room temperature-900K. The pore diameter range of particle SiO₂ aerogel is about 5 to 100 nm, and the average pore diameter range of about 20 ~ 40 nm. These results show that experimental measurements are in good agreement with theoretical calculation values. For nanoporous silica aerogel insulation material, the heat transfer calculation method suitable for nanotechnology can precisely calculate the equivalent thermal conductivity of aerogel nano insulation materials. The network structure is the reason why the thermal conductivity of the aerogel is very low. Heat transfer of materials is mainly realized by convection, radiation, and heat transfer. Therefore, the thermal conductivity of the heat transfer path in aerogel can be reduced by nanotechnology.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권10호
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• pp.584-588
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• 2008

Porous hydroxyapatite(HA) and HA-coated porous $Al_2O_3$ possessing pore characteristics required for bone substitutes were prepared by a slurry foaming method combined with gelcasting. The HA coating was deposited by heating porous $Al_2O_3$ substrates in an aqueous solution containing $Ca^{2+}$ and ${PO_4}^{3-}$ ions at $65{\sim}95^{\circ}C$ under ambient pressure. The pore characteristic, microstructure, and compressive strength were investigated and compared for the two kinds of samples. The porosity of the samples was about 81% and 80% for HA and $Al_2O_3$, respectively with a highly interconnected network of spherical pores with size ranging from 50 to $250{\mu}m$. The porous $Al_2O_3$ sample showed much higher compressive strength(25 MPa) than the porous HA sample(10 MPa). Fairly dense and uniform HA coating(about $2{\mu}m$ thick) was deposited on the porous $Al_2O_3$ sample. Since the compressive strength of cancellous bone is $2{\sim}12$ MPa, both the porous HA and HA-coated porous $Al_2O_3$ samples could be successfully utilized as scaffolds for bone repair. Especially the latter is expected suitable for load bearing bone substitutes due to its excellent strength.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.58-65
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• 2016

본 연구는 조직공학용 지지체로 사용될 막을 개발하기 위한 초도 연구 수행으로, 염화나트륨(NaCl)을 기공형성체로 혼합한 폴리카프로락톤(PCL)용액을 유리 캐스팅판에 분주한 후 필름 어플리케이터를 이용하여 다공성 PCL필름을 성형하였다. 성형된 필름은 건조 후 증류수에 침지시켜 NaCl을 추출하여 최종 멤브레인형 다공성 지지체를 제조하였다. 3차원 다공망을 형성시키기 위하여 NaCl을 기공형성체로 이용하였으며 $4^{\circ}C$, 실온, $40^{\circ}C$의 세 가지 건조조건에 따른 다공망의 형성과 형태를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰 하였으며 기초적인 안전성 확보를 위한 세포독성평가를 시행하였다. 세 가지의 건조조건별 결과에서는 실온 건조조건에서 거대기공과 미세기공이 혼재된 3차원 다공망이 우수하게 형성된 것이 관찰되었으며 세포독성 시험결과 ISO10993-5 규격의 세포독성 판단기준에 따라 grade 2(mildly cytotoxic)로 나타난바 생체용으로 적합하다고 볼 수 있다. 본 연구를 통하여 멤브레인형 다공성 지지체 제조에 건조조건이 3차원 다공망의 형성 및 거대기공과 미세기공이 함께 형성되는 것에도 영향을 미치는 것으로 나타났으며 이 결과는 다공성 멤브레인 지지체의 분해성 조절 및 약물 담지 효과를 개선하기 위한 연구에서 다공도의 조절에 대한 기초적인 공정이 될 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권4호
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• pp.302-309
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• 2013

Sodium hydroxide-urea 수용액을 이용한 다공성 셀룰로오스계 에어로겔은 용해, 겔화, 재생, 유기용매 치환과 동결건조과정에 의해 제조되었다. 에어로겔의 구조적 특성과 다공성은 주사전자현미경과 질소흡착장치를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 용해펄프는 완전히 용해되었지만, 여과지와 홀로셀룰로오스는 원심분리과정에서 수용액에 용해된 부분과 용해되지 않은 부분으로 구분되었다. 용해펄프 에어로겔의 표면은 다공성 공극, 내부는 그물모양의 망목상 구조가 관찰되었다. 여과지와 홀로셀룰로오스 에어로겔은 표면이 압축된 다공성 네트워크 형태였고, 내부는 open-pore 구조의 나노피브릴 네트워크로 구성되었다. 홀로셀룰로오스 에어로겔에서 수용액에 용해되지 않는 형태의 섬유들이 관찰되었다. 용해펄프로부터 만들어진 에어로겔의 비표면적은 260~326 $m^2/g$ 범위였고, 농도 증가와 함께 감소하였다. 그러나 여과지 에어로겔의 비표면적(198~418 $m^2/g$)은 농도 증가와 함께 증가하였다. 홀로셀룰로오스 에어로겔은 2% 농도에서는 137 $m^2/g$로 농도의 증가와 함께 증가하여 4% 농도에서 401 $m^2/g$로 최댓값을 보여주었고, 5% 농도에서 감소하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.361-370
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• 2009

Ni-PTFE composite plated on graphite (C/Ni-PTFE) and PTFE (PTFE/Ni-PTFE) particles were prepared uniformly by electroless composite plating. The conductivity of C/Ni-PTFE particles was 280 S/m higher than 95 S/m of PTFE/Ni-PTFE particles at same composite plating condition (Ni:35~36 wt%, PTFE:8 wt%). The C/Ni-PTFE particles were formed into the C/Ni-PTFE plate using heat treatment at $350^{\circ}C$ under 10~$1000\;kg/cm^2$. The C/Ni-PTFE plate showed 1) high conductivity of $5.7\;{\times}\;10^4\;S/m$ due to the existence of graphite as conducting aid and the formation of 3-dimensional Ni network 2) good gas diffusion caused by various pore volumes (0.01~$100\;{\mu}m$) in the plate. The plate could be useful for an electrode in an alkaline fuel cell (AFC). The current density of C/Ni-PTFE electrode indicated $84\;mA/cm^2$ at 0.3V and it was 3.0 times higher than that of PTFE/Ni-PTFE electrode.

• Macromolecular Research
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• 제11권3호
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• pp.163-171
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• 2003

For the pervaporation of water-ethanol mixtures, new composite membranes having poly(acrylic acid)-poly (butyl methacrylate-co-methyl methacrylate) interpenetrati ng polymer network [PAA-P(BMA-co-MMA) IPN] skin layer supported on porous and crosslinked poly(BMA-co-MMA) were prepared. The morphology of the sub-layer of the composite membrane prepared in the presence of 60 wt% solvent showed cellular structure, on the other hand that of sublayer prepared in the presence of 70 wt% solvent presented very porous interconnected pore structure with macrovoids. Permeation rates of the composite membranes were largely influenced by the morphology of the sublayer. Separation factors increased with the increase of the degree of crosslinking of the PAA network. It was found that permeation rates could be increased by introducing anionic charges on carboxyl groups of the PAA. The permeation rate changes of the PAA-P(BMA-co-MMA) IPN composite membranes according to the feed compositions showed quite similar pattern with the swelling behavior in water-ethanol mixtures.