• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1474-1480
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• 2013

Silicon carbide (SiC)-zirconium diboride ($ZrB_2$) composites were prepared by subjecting a 60:40 vol% mixture of ${\beta}$-SiC powder and $ZrB_2$ matrix to spark plasma sintering (SPS) in 15 $mm{\Phi}$ and 20 $mm{\Phi}$ molds. The 15 $mm{\Phi}$ and 20 $mm{\Phi}$ compacts were sintered for 60 sec at $1500^{\circ}C$ under a uniaxial pressure of 50 MPa and argon atmosphere. Similar composites were simulated using $Flux^{(R)}$ 3D computer simulation software. The current and power densities of the specimen sections of the simulated SiC-$ZrB_2$ composites were higher than those of the mold sections of the 15 $mm{\Phi}$ and 20 $mm{\Phi}$ mold simulated specimens. Toward the centers of the specimen sections, the current densities in the simulated SiC-$ZrB_2$ composites increased. The power density patterns of the specimen sections of the simulated SiC-$ZrB_2$ composites were nearly identical to their current density patterns. The current densities of the 15 $mm{\Phi}$ mold of the simulated SiC-$ZrB_2$ composites were higher than those of the 20 $mm{\Phi}$ mold in the center of the specimen section. The volume electrical resistivity of the simulated SiC-$ZrB_2$ composite was about 7.72 times lower than those of the graphite mold and the punch section. The power density, 1.4604 $GW/m^3$, of the 15 $mm{\Phi}$ mold of the simulated SiC-$ZrB_2$ composite was higher than that of the 20 $mm{\Phi}$ mold, 1.3832 $GW/m^3$. The $ZrB_2$ distributions in the 20 $mm{\Phi}$ mold in the sintered SiC-$ZrB_2$ composites were more uniform than those of the 15 $mm{\Phi}$ mold on the basis of energy-dispersive spectroscopy (EDS) mapping. The volume electrical resistivity of the 20 $mm{\Phi}$ mold of the sintered SiC-$ZrB_2$ composite, $6.17{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, was lower than that of the 15 $mm{\Phi}$ mold, $9.37{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$, at room temperature.

• Archives of Reconstructive Microsurgery
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• 제9권2호
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• pp.139-146
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• 2000

The aim of this study was to assess whether the functional regeneration of a lyophilized autografted cartilage could be improved by implanting a vascularized muscle flap into the medullary canal of autografted proximal humerus. A hemijoint reconstruction using a lyophilized osteochondral autograft in proximal humerus was done in 4 rabbits for control, and combined with an vascularized intramedullary muscle flap in another 4 rabbits for the experimental group. Graft healing and the repair process of osteochondral graft were followed by serial radiographs and histologic changes for 9 weeks after experiments. Each two rabbits in control and in experimental group on 5th and 9th week after implantation of hemijoint were sacrified. The results were as follows: 1. All of control and experimental froups on 5th week united solidly on osteotomized site radiologically, but their articular cartilages were destroyed more seriously in the control than that in experimental group with muscle flap on 5th and 9th week after experiment... 2. Histochemically, the cartilage surface are completely destroyed and revealed with severe osteoarthritic changes on all cartilage layers in control, but cartilaginous erosions are mild to moderate and their arthritic changes are also mild with somewhat regeneration of chondrocytes on deep layers more prominetly on 9th week of the experimental group. 3. The amount of collagen and protenized matrix which was determined by Masson-Trichrome stain was markedly decreased that means the weakness of bony strength and low osteogenic potential in lyophilized cartilage. These results suggest that an intramedullary vascularized muscle flap can improve the functional results of lyophilized osteochondral autograft by providing both increased vascularity and populations of mesenchymal cells to initiate new bone formation on osteotomized site as well as the regeneration of deep layers in articular cartilage. In clinical relevances, this lyophilized hemijoint autograft combined with an intramedullary vascularized muscle pedicle graft might be used very effectively for the treatment of malignant long bone tumors to preserve the joint functions, all or partly, and so to replace it with the artificial joint after tumor excision and hemijoint autograft.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.247-255
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• 2018

Soil stabilization can make the soils becoming more stable by using an admixture to the soil. Lime stabilization enhances the engineering properties of soil, which includes reducing soil plasticity, increasing optimum moisture content, decreasing maximum dry density and improving soil compaction. Silica fume is utilized as a pozzolanic material in the application of soil stabilization. Silica fume was once considered non-environmental friendly. In this paper, the materials required are kaolin grade S300, lime and silica fume. The focus of the study is on the determination of the physical properties of the soils tested and the consolidation of kaolin mixed with 6% silica fume and different percentages (3%, 5%, 7% and 9%) of lime. Consolidation test is carried out on the kaolin and the mixtures of soil-lime-silica fume to investigate the effect of lime stabilization with silica fume additives on the consolidation of the mixtures. Based on the results obtained, all soil samples are indicated as soils with medium plasticity. For mixtures with 0% to 9% of lime with 6% SF, the decrease in the maximum dry density is about 15.9% and the increase in the optimum moisture content is about 23.5%. Decreases in the coefficient of permeability of the mixtures occur if compared to the coefficient of permeability of kaolin soft clay itself reduce the compression index (Cc) more than L-SF soil mix due to pozzolanic reaction between lime and silica fume and the optimum percent of lime-silica fume was found to be (5%+6%) mix. The average coefficient of volume compressibility decreases with increasing the stabilizer content due to pozzolanic reaction happening within the soil which results in changes in the soil matrix. Lime content +6% silica fume mix can reduce the coefficient of consolidation from at 3%L+6%SF, thereafter there is an increase from 9%L+6%SF mix. The optimal percentage of lime silica fume combination is attained at 5.0% lime and 6.0% silica fume in order to improve the shear strength of kaolin soft clay. Microstructural development took place in the stabilized soil due to increase in lime content of tertiary clay stabilized with 7% lime and 4% silica fume together.

• Tissue Engineering and Regenerative Medicine
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• 제15권6호
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• pp.735-750
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• 2018

BACKGROUND: The major challenge of tissue engineering is to develop constructions with suitable properties which would mimic the natural extracellular matrix to induce the proliferation and differentiation of cells. Poly(${\varepsilon}$-caprolactone)-poly(ethylene glycol)-poly(${\varepsilon}$-caprolactone) (PCL-PEG-PCL, PCEC), chitosan (CS), nano-silica ($n-SiO_2$) and nano-hydroxyapatite (n-HA) are biomaterials successfully applied for the preparation of 3D structures appropriate for tissue engineering. METHODS: We evaluated the effect of n-HA and $n-SiO_2$ incorporated PCEC-CS nanofibers on physical properties and osteogenic differentiation of human dental pulp stem cells (hDPSCs). Fourier transform infrared spectroscopy, field emission scanning electron microscope, transmission electron microscope, thermogravimetric analysis, contact angle and mechanical test were applied to evaluate the physicochemical properties of nanofibers. Cell adhesion and proliferation of hDPSCs and their osteoblastic differentiation on nanofibers were assessed using MTT assay, DAPI staining, alizarin red S staining, and QRT-PCR assay. RESULTS: All the samples demonstrated bead-less morphologies with an average diameter in the range of 190-260 nm. The mechanical test studies showed that scaffolds incorporated with n-HA had a higher tensile strength than ones incorporated with $n-SiO_2$. While the hydrophilicity of $n-SiO_2$ incorporated PCEC-CS nanofibers was higher than that of samples enriched with n-HA. Cell adhesion and proliferation studies showed that n-HA incorporated nanofibers were slightly superior to $n-SiO_2$ incorporated ones. Alizarin red S staining and QRT-PCR analysis confirmed the osteogenic differentiation of hDPSCs on PCEC-CS nanofibers incorporated with n-HA and $n-SiO_2$. CONCLUSION: Compared to other groups, PCEC-CS nanofibers incorporated with 15 wt% n-HA were able to support more cell adhesion and differentiation, thus are better candidates for bone tissue engineering applications.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.427-438
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• 2023

본 연구에서는 다양한 암종이 분포하는 단양 지질공원 내에서 발생한 산사태를 대상으로 야외지질조사를 통해 유형을 분류하고, 샘플링 및 실내 시험을 통해 산사태 구성 물질의 역학적‧수리학적 특성을 분석하였다. 토석류 산사태 유형은 석회암 및 대리암, 셰일, 반상변정질 편마암 지역에서 발생하였으며, 석회암 및 대리암 지역에서는 카렌지형의 영향을 받아 암반과 암반 사이의 토사가 붕괴되는 형태로 다른 두 지역의 산사태와 구분된다. 토질시험 결과에서는 조립질 함량이 많은 편마암 풍화토가 다른 두 지역의 풍화토에 비해 내부마찰각이 높고 점착력이 작으며 투수계수가 큰 특징을 보인다. 암반 산사태 유형은 천매암, 사암, 역암 지역에서 발생하였으며, 천매암 지역에서는 평면파괴 형태가, 사암 지역에서는 부석형 낙석 형태가, 역암 지역에서는 전석형 낙석 형태가 발달하고 있다. 천매암의 전단강도는 동일한 암질의 타 암종에 비해 훨씬 낮게 나타나며, 역암의 슬레이크 내구성 지수는 타 암종과 유사하나 시험 전‧후 시료의 상태를 비교하면 기질부의 차별풍화 및 이로 인한 역의 탈락 형태가 뚜렷이 관찰된다. 본 연구의 결과는 지질특성별 산사태 유형에 따른 적절한 보강방안 및 방재대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국주조공학회지
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• 제40권2호
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• pp.7-15
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• 2020

The high-temperature stability of Mg-8.0Zn-1.6Y (wt.%) alloys upon the addition of Ca has been investigated by characterizing the ignition temperature, microstructure, tensile and creep properties. The ignition temperature increases with an increase in the Ca content, indicating that an addition of Ca enhances the ignition resistance of the Mg-Zn-Y alloy. The as-cast microstructures of all tested alloys mainly consisted of the dendritic α-Mg matrix and I-phase (Mg₃Zn₆Y) at the grain boundaries. In the Ca-added Mg-8.0Zn-1.6Y alloys, the Ca₂Mg₆Zn₃ phase forms, with this phase fraction increasing with an increase in the Ca contents. However, a high volume fraction of the Ca₂Mg₆Zn₃ phase rather deteriorates the mechanical properties. Therefore, a moderate amount of Ca element in Mg-8.0Zn-1.6Y alloys is effective for improving the tensile and creep properties of the Mg-Zn-Y alloy. The Mg-8.0Zn-1.6Y-0.3Ca alloy exhibits the highest tensile strength and the lowest creep strain among the alloys investigated in the present study. The creep resistance of Mg-Zn-Y-Ca alloys depends on the selection of the secondary solidification phase; i.e., when Ca₂Mg₆Zn₃ forms in an alloy containing a high level of Ca, the creep resistance deteriorates because Ca₂Mg₆Zn₃ is less stable than the I-phase at a high temperature.

• 폴리머
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• 제32권1호
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• pp.63-69
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• 2008

두 가지 서로 다른 첨가제(additive)를 사용한 셀룰로오스 블렌드들의 기계적 성질과 모폴로지를 비교하였다. 용액 블렌딩법을 통해 만든 셀룰로오스 블렌드에는 폴리(비닐 알코올) (poly(vinyl alcohol)), PVA)과 에틸렌 글리콜(ethylene glycol, EG) 등의 첨가제가 사용되었다. 고분자 매트릭스에 사용된 첨가제의 양에 따라 블렌드 필름의 물성들은 다양하게 변하였다. PVA와 EG가 각각 30 wt%와 10 wt% 포함되었을 때 셀룰로오스 블렌드 필름의 최종인장 강도와 초기 탄성률은 가장 높은 값을 보였다. 용액 블렌딩법을 이용하여 EG를 셀룰로오스 블렌드(셀룰로오스/PVA (70/30=w/w))에 섞은 삼성분계(ternary system) 필름을 얻었으며, 이 필름에서는 EG가 40 wt% 포함되었을 때 기계적 물성이 가장 높은 값을 가졌다. 또한, 이 값은 셀룰로오스를 이용한 이성분계 블렌드 필름들보다 더 높은 기계적 성질을 나타내었다. 삼성분계 블렌드 필름에서 산소 투과도($O_2TR$)는 EG 함량이 증가할수록 가스 투과도 역시 일정하게 감소하였다. 전체적으로는 블렌드된 셀룰로오스 필름의 기계적 성질이 순수한 셀룰로오스보다 더 우수하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권1호통권129호
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• pp.29-37
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• 2005

본 연구는 바이오복합재(bio-composites) 제조시 제조온도와 시간이 기질인 열가소성 고분자와 충전제인 왕겨분말에 미치는 영향을 평가하기 위하여 수행하였다. 제조온도가 왕겨분말에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 왕겨분말을 $220^{\circ}C$에서 10분부터 2시간 동안 처리한 후 열가소성 고분자인 polypropylene (PP)과 low-density polyethylene (LDPE)에 충전제로 첨가하여 바이오복합재를 제조한 후 기계적 성질을 측정하였다. $220^{\circ}C$에서 왕겨분말의 처리시간이 증가할수록 왕겨분말의 주요 구성성분이 열분해로 인하여 인장강도와 충격강도값이 감소하였다. 실제적인 제조온도에 의한 중량감소를 측정하기 위하여 열중량분석기(thermogravimetric analysis, TGA)를 이용하여 $220^{\circ}C$의 등온상태에서 2시간 동안 측정한 결과 열가소성고분자에서는 중량의 변화가 거의 발생하지 않았으며 충전제인 왕겨분말과 바이오복합재의 경우 시간이 증가할수록 열분해에 의한 중량감소량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 바이오복합재 제조시 높은 제조온도로 인한 물성의 저하를 방지하기 위해서는 적절한 온도와 제조시간을 결정하는 것이 중요하다고 볼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.121-127
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• 2013

최근 경량 자전거에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라 탄소섬유 복합재료가 자전거 프레임 및 부품 제작에 널리 활용되고 있다. 복합재료는 일반적인 등방성 재료와는 달리 적층판의 방향과 순서에 따라 그 구조적인 특성이 변화하기 때문에 복합재료 자전거의 디자인을 검증하기 위해서는 구조 해석을 수행하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 CFRP 소재를 적용하여 자전거 프레임을 설계하였고, 유한요소해석을 통하여 그 구조적 성능을 분석하였다. 다양한 적층 순서와 하중조건 하에서 섬유와 매트릭스의 파손지수를 측정함으로써 복합재의 적층 조건이 자전거의 구조 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 취약 부분은 추가적인 복합재 적층판을 이용하여 보강함으로써 자전거 프레임의 구조적 안전성을 확보할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제24권4호
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• pp.437-446
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• 2014

트립탄 계열의 약물을 경구 복용 시에 트립탄은 소화 시스템에 의하여 생물학적 이용도가 감소되며, 혈중 약물 농도가 시간의 경과에 따라 급격히 감소되고, 위장 장애의 가능성 등이 있다는 문제들을 나타낸다. 일반 겔 패치의 부작용을 개선하기 위하여 패치는 하이드로겔 형태로 제조하였다. 하이드로겔 패치의 주가 되는 메트릭스의 고분자는 PVA를 사용하였고, PEG는 PVA의 분자 간/분자 내 수소결합을 유도하기 위해 첨가물로서 사용되었고 알모트립탄 약물이 부가되었다. 또한 PVA 체인간의 미세 상분리를 가속하기 위해 매우 낮은 온도에서 액체질소가 사용되었다. FT-IR 분석에서 PVA, PEG 그리고 알모트립탄의 흡수 밴드를 확인하였다. PEG 함량이 증가함에 따라 결정화도, 수분흡수력과 인장강도들은 증가하였다. 약물방출 실험에서 약물 방출량은 PEG의 함량이 높은 하이드로겔이 약물 방출 시에 팽윤이 더 잘 이루어져 증가하였다. 본 실험에서 10 wt%의 PEG를 첨가하여 제조된 하이드로겔의 약물 방출량이 가장 좋았다. 또한 10 wt%의 PEG가 함유된 하이드로겔은 2시간째까지 전체 약물의 약 60%가 방출됨을 확인하였고, 24시간째까지도 방출이 계속되었다. 따라서 제조된 하이드로겔은 triptan의 1차 투여 이후 24시간 이내에 재발하는 편두통 환자들을 대상으로 한 트립탄의 2차 투여를 위한 경피흡수형 패치로서 적합하다.