• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.291-298
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• 2020

본 연구에서는 RF/DC 마그네트론 증착법을 이용하여 실온에서 유리 기판 상에 ZITO/Ag/ZITO 다층막 투명전극을 제조하였다. ZITO/Ag/ZITO (100/8/42 nm)로 이루어진 다층막 구조에 대해, 면저항이 9.4 Ω/㎡이고 550 nm에서 투과도가 83.2%인 투명 전도성 필름이 얻어졌다. ZITO/Ag/ZITO 다층막 필름의 면저항 및 투과도 특성은 적외선(열선)을 효과적으로 차단할 수 있기 때문에 고분자분산액정(polymer-dispersed liquid crystal, PDLC) 기반 스마트 윈도우 적용에 매우 유용함을 알 수 있었으며 이로 인해 에너지 절약형 스마트 유리로서의 응용도 가능할 것으로 판단된다. 제조된 ZITO/Ag/ZITO 다층막 투명전극을 적용한 2관능성 우레탄 아크릴레이트 기반 PDLC 시스템에 있어서 PDLC 층 두께 및 자외선(ultraviolet, UV) 세기 변화가 전기광학적 특성, 광중합 동력학 및 표면 형태학에 미치는 영향을 조사하였다. 15 ㎛의 PDLC 층 두께를 가지며 2.0 mW/c㎡의 UV 세기로 광경화된 PDLC 셀이 우수한 off-state 불투명도, 높은 on-state 투과도 및 양호한 구동 전압을 나타냈다. 또한, 본 연구에서 제조된 최적 조건의 PDLC 기반 스마트 윈도우는 광을 효율적으로 산란시킬 수 있는 2~5 ㎛ 크기의 양호한 마이크로 구조를 갖는 액정 droplet들이 형성되었으며, 이로 인해 우수한 최종 물성을 갖는 PDLC 셀이 제조되었다.

• 공업화학
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• 제30권2호
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• pp.205-211
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• 2019

지난 수십 년 동안 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)은 전기광학적으로 전환이 가능한 특성으로 인해 빛의 투과도를 자유롭게 조절할 수 있는 smart window를 개발하는 물질로서 주목을 받아왔다. 본 연구에서는 높은 구동전압과 낮은 명암비 등의 PDLC 문제점을 해결하기 위해 아크릴계 단량체 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA)와 ethylene glycol phenyl ether acrylate (EGPA)의 조성이 PDLC의 전기광학 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 상온에서 10 cps 이하의 낮은 점도를 나타내는 2-HEA와 EGPA 단량체를 사용하여 제조하는 경우 보다 쉽게 capillary action에 의해서 indium tin oxide (ITO) glass 사이에 주입하는 공정이 가능하였다. Phenyl group를 포함한 EGPA 단량체가 대부분으로 이루어진 1 : 9인 단량체 혼합물로 만들어진 PDLC cell의 경우 전기장을 인가하지 않은 경우에도 불투명한 상태가 관측되지 않았고 인가 전압에 따라 매우 불안정한 투과율을 나타내었다. Cell gap thickness가 증가함에 따라 문턱전압(threshold voltage, $V_{th}$)과 포화전압(saturation voltage, $V_{sat}$)도 증가하는 경향을 나타내었으며, $20{\mu}m$의 cell gap thickness를 갖는 PDLC cell이 10과 $40{\mu}m$의 경우 보다 상대적으로 높은 명암비를 나타내었다. 특히, 7 : 3 비율의 2-HEA : EGPA 단량체 혼합물을 사용하여 제조된 PDLC cell의 경우가 낮은 구동전압과 높은 명암비의 가장 우수한 전기광학적 특성을 나타내었다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권4호
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• pp.429-435
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• 2007

A number of different alternative actuation methods have been under active development for some specific applications where the traditional electromechanical actuators are difficult to apply. Recently, many of these substitutes are trying to employ new smart materials like electroactive polymers. However most of the polymeric materials are flexible and vulnerable so that they normally can not sustain external forces. Although the materials have shown a good potential to be used for alternative actuation mechanisms, no tangible industrial application is yet presented because of the reason. A conceptual design for a rectilinear motion actuator using dielectric elastomer is presented in this article. The introduced design concept might enable to produce fairly controllable rectilinear motions for various applications and the presented prototype actuator system is fully packaged in a small unit and controlled by a standard communication interface.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권6호
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• pp.1601-1623
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• 2015

Electroactive polymers have attracted considerable attention in recent years due to their sensing and actuating properties which make them a material of choice for a wide range of applications including sensors, biomimetic robots, and biomedical micro devices. This paper presents an effective modeling strategy for nonlinear large deformation (small strains and moderate rotations) dynamic analysis of polymer actuators. Considering that the complicated electro-chemo-mechanical dynamics of these actuators is a drawback for their application in functional devices, establishing a mathematical model which can effectively predict the actuator's dynamic behavior can be of paramount importance. To effectively predict the actuator's dynamic behavior, a comprehensive mathematical model is proposed correlating the input voltage and the output bending displacement of polymer actuators. The proposed model, which is based on the rigid finite element (RFE) method, consists of two parts, namely electrical and mechanical models. The former is comprised of a ladder network of discrete resistive-capacitive components similar to the network used to model transmission lines, while the latter describes the actuator as a system of rigid links connected by spring-damping elements (sdes). Both electrical and mechanical components are validated through experimental results.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권2호
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• pp.207-214
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• 2019

Achieving a pervious concrete (PC) with appropriate physical and mechanical properties used in pavement have been strongly investigated through the use of different materials specifically from the global waste materials of the populated areas. Discarded tires and the rubber tire particles have been currently manufactured as the recycled waste materials. In the current study, the combination of polymer, silica fume and rubber aggregates from rubber tire particles have been used to obtain an optimized PC resulting that the PC with silica fume, polymer and rubber aggregate replacement to mineral aggregate has greater compressive and flexural strength. The related flexural and compressive strength of the produced PC has been increased 31% and 18% compared to the mineral PC concrete, also, the impact resistance has been progressed 8% compared to the mineral aggregate PC and the permeability with Open Graded Fraction Course standard (OGFC). While the manufactured PC has significantly reduced the elasticity modulus of usual pervious concrete, the impact resistance has been remarkably improved.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.282-291
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• 2012

최근 들어 광, 온도, pH, 전기, 자성, 압력 등과 같은 외부 환경의 작은 변화에도 반응하여 모양/부피가 변하거나 기계적, 광학적, 전기적, 화학적 특성 등이 가역적으로 바뀌는 스마트 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 스마트 소재들 중 광조사에 의해 소재의 다양한 특성을 가역적으로 제어할 수 있는 광응답 스마트 소재가 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 광에너지를 받아 기계적 에너지로 바로 전환되어 인공근육, 모터 등과 같은 액츄에이터 기능을 할 수 있는 광구동형 스마트 고분자 소재들에 대해 소개하고자 한다. 특히, 광구동형 스마트 고분자 소재 중에서도 마이크로와 매크로 스케일 변형이 가능한 아조벤젠을 함유한 비결정성 고분자, 액정 고분자, 자기 조립형 초분자에 대한 다양한 연구들에 대해 설명하고자 한다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권4호
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• pp.205-212
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• 2001

One of the important characteristics of biological systems os their ability to change im-portant properties in response to small environmental signals. The molecular mechanisms that biological molecules utilize to sense and respond provide interesting models for the development of "smart" polymeric biomaterials with biomimetic properties. An important example of this is the protein coat of viruses, which contains peptide units that facilitate the trafficking of the virus into the cell via endocytosis, then out of the endosome into the cytoplasm, and from there into the nucleus, We have designed a family of synthetic polymers whose compositions have been de-signed to mimic specific peptides on viral coats that facilitate endosomal escape. Our biomimetic polymers are responsive to the lowered pH whinin endosomes, leading to distruption of the en-dosomal membrane and release of important biomolecular druges such as DNA, RNA, peptides and proteins to the cytoplasm before they are trafficked to lysosomes and degraded by lysosomal en-zymes. In this article, we review our work on the design, synthesis and action of such smart, pH-sensitive polymers.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.81-85
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• 2017

섬유강화 고분자 복합재료는 섬유 형태의 강화제와 고분자 형태의 기지재료가 결합된 형태로 이는 무게 대비 고강도 및 고강성의 구조물 제작에 용이하다. 본 연구에서는 형상기억합금 와이어가 삽입된 섬유 강화 지능형 연성 복합재 구동기를 제작, 이의 재료 구성에 따른 거동 특성을 평가 하고자 한다. 구동기는 형상기억합금이 포함된 구동층과 일반 구조층으로 구성되어 한 층씩 적층되는 방식으로 제작되며 재료 구성에 따른 거동 특성을 살펴보기 위하여 일반 구조층으로 사용된 유리섬유 직물의 적층 수, 기지재료의 종류를 달리한 뒤 구동 특성을 살펴보았다. 또한, 구동 시에 요구되는 인가 전류의 양을 달리하여 최대 구동각과 최대 구동각에 도달하는 구동 시간을 측정하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권10호
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• pp.1007-1014
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• 2004

This paper presents a study of low frequencies volume velocity vibration control of a smart panel in order to reduce sound transmission. A distributed piezoelectric quadratically shaped polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer film is used as a uniform force actuator and an array of $4\;{\times}\;4$ accelerometer is used as a volume velocity sensor for the implementation of a single-input single-output control system. The theoretical and experimental study of sensor-.actuator frequency response function shows that this sensor-actuator arrangement provides a required strictly positive real frequency response function below about 900 Hz. Direct velocity feedback could therefore be implemented with a limited gain which gives reductions of about 15 dB in vibration level and about 8 dB in acoustic power level at the (1,1) mode of the smart panel. It has been also shown that the shaping error of PVDF actuator could limit the stability and performance of the control system.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.838-843
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• 2008

Cause of struggling to escape from dependency of fossil fuels, the fuel cell and the Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) draw attention in the all of the world. Especially, the Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) systems have been anticipated for next generation's energy supplying system, and we can predict the PHEV will enlarge the market share in the next few years to reduce not only the air pollution in the metropolis but the fuel-expenses of commuters. This paper presents simulation results about the strategy of smart charging system for PHEV in the residential house which has 1 kW PEMFC cogeneration system. The smart charging system has a function of recommending the best time to charge the battery of PHEV by the lowest energy cost. The simulated energy cost for charging the battery based on the electricity demand data pattern in the house. The house which floor area is $132\;m^2$ (40 pyeong.). In these conditions, the annual gasoline, electricity, and total energy cost to fuel the PHEV versus Conventional Vehicle (CV) have been simulated in terms of cars' average life span in Korea.