• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.467-467
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• 2011

Reflecting the growing importance of nanomaterials in science and technology, controlling the porosity combined with well-defined structural properties has been an ever-demanding pursuit in the related fields of frontier researches. A number of reports have focused on the synthesis of various nanoporous materials so far and, recently, the nanomaterials with multimodal porosity are getting an emerging importance due to their improved material properties compared with the mono porous materials. However, most of those materials are obtained in bulk phases while the spherical nanoparticles are one of the most practical platforms in a great number of applications. Here, we report on the synthesis of the core-shell silica nanoparticles with double mesoporous shells (DMSs). The DMS nsnoparticles are spherical and monodispersive and have two different mesoporous shells, i.e., the bimodal porosity. It is the first example of the core-shell silica nanoparticles with the different mesopores coexisting in the individual nanoparticles. Furthermore, the carbon and silica hollow capsules were also fabricated via a serial replication process.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2013년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.68-71
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• 2013

Reactive Powder Concrete (RPC) is an ultra high strength and high ductility cement-based composite material and has shown some promise as a new generation concrete in construction field. It is characterized by a silica fume-cement mixture with very low water-binder (w/b) ratio and very dense microstructure, which is formed using various powders such as cement, silica fume and very fine quartz sand (0.15~0.4mm) instead of ordinary coarse aggregate. However, the unit weight of cement in RPC is as high as 900~1,000 kg/㎥ due to the use of very fine sand instead of coarse aggregate, and a large volume of relatively expensive silica fume as a high reactivity pozzolan is also used, which is not produced in Korea and thus must be imported. Since the density of RPC has a heavy weight at 2.5~3.0 g/㎤. In this study, the modified RPC was made by the combination of ternary pozzolanic materials such as blast furnace slag and fly ash, silica fume in order to economically and practically feasible for Korea's situation. The fire resistance and structural behavior of the modified RPC exposed to high temperature were investigated.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제8권1호
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• pp.27-31
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• 2018

The age of electric vehicle is coming. One of the most important problems to be solved for popularization of electric vehicle is fuel economy. To increase fuel economy of electric vehicles, it is necessary to improve the performance of the battery or the car body should be lighter than now. To solve the problem of the car body, change the car body's material to carbon fiber reinforced composites can be an excellent answer. However, the part made from carbon fiber reinforced composites is vulnerable to accidents due to their high brittleness. In this study, ductile silica fume was added into the carbon fiber composites to enhance toughness. To examine this, various amounts and sizes of silica fume were considered and the toughness enhancement was examined by performing tensile tests.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.269-275
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• 2022

본 연구에서는 포졸란 혼화재 혼입에 따라 응결시간과 역학적 특성을 평가하였다. 응결시간 발현 특성은 포졸란 혼화재를 사용하였을 때 감소되는 효과와 압축강도가 증가되는 특성을 평가하였다. 포졸란 혼화재의 경우 단독으로 사용할 경우 마이크로 실리카가 초결 및 종결시간 단축 및 압축강도 발현에 효과적이였다. 두가지 이상의 혼화재를 사용하였을 때는 실리카흄을 사용하면서 동시에 소량의 나노 실리카를 사용하는 것이 OPC 대비 응결시간이 62~64 %수준으로 감소하였으며, 강도 수준이 약 1.17배 증가로 성능증진에 효과적이었다. 나노 실리카가 소량의 혼입량으로 응결시간 감소 및 압축강도를 증진시킬 수 있는 것은 포졸란 반응을 일으킴과 동시에 작은 입자크기로 상대적으로 큰 입자로 구성되어있는 실리카 흄과 시멘트 사이의 공극채움 효과가 있는 것으로 판단된다. 하지만 나노 소재의 경우 높은 비표면적으로 흐름성 저하의 원인이 되기 때문에 배합 설계 시 화학혼화제의 첨가가 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제11권7호
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• pp.603-608
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• 2001

졸겔법에 의해 제조된$ MO-SiO_2$(M=Zn, Sn, In, Ag, Ni)이성분계 실리카 겔에서 금속이온의 종류에 따른 실리카 구조의 변화를 XRD, FT-lR, $^{29}$Si-NMR로 분석하였다. XRD peak을 관찰한 결과 $Ag-SiO_2$겔에서 $AgNO_3$의 부분적인 재결정화가 나타났지만, 첨가된 금속이온과 실리카 매트릭스의 결합에 의한 결정상은 관찰되지 않았다. FT-IR 분석결과 첨가되는 금속이온 중 Zn, Sn, In은 부분적으로 Si-O-M의 결합형태를 이루어 Si-O-Si 대칭 진동에 의한 흡수 peak의 위치를 변화시켰다. $^{29}$Si-NMR 관찰에 의해 Zn, Sn, In등의 금속이온은 실리카의 저온 졸겔 반응에 영향을 미치지 않고 불완전한 네트워크를 갖는 선형적 실리카 구조 내에서 비가교 산소와 결합하며 존재하였다. Ag, Ni는 실리카 네트워크가 형성되는 과정에서 실리카 형성을 위한 졸겔반응의 촉매로서 작용하여, 이러한 금속이온이 첨가된 실리카 네트워크는 보다 치밀한 구조적 특성을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.24-34
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• 2020

본 연구는 nano-silica solution(NSS)을 배합수 중량치환방법을 사용한 OPC-slag cement의 특성에 관한 연구이다. 새로운 치환방법은 선행연구들보다 높은 NSS 치환율의 시멘트에 대한 거동을 연구하기 위한 기초 단계이다. NSS는 배합수 중량의 10%, 20%, 30%, 40%, 그리고 50% 치환하였다. 그 결과 역학적 및 미세구조적 특성이 향상되는 결과를 보였다. 이는 두 가지 원인으로 요약된다. 첫 번째는 NSS를 배합수중량 치환하면 나노 실리카 입자의 균질한 분산작용이 향상된다. 이는 초기 수화작용을 촉진한다. 두 번째는 배합수 보다 밀도가 큰 NSS의 치환은 w/b를 감소시킨다. 이는 치밀한 수화반응물질을 형성시킨다. 새로운 치환방법은 선행연구에서 밝혀진 분말형 나노 실리카 입자를 사용한 결과와 비교하여 역학적과 미세구조 특성의 저하가 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용한 NSS를 배합수 중량 치환한 방법은 OPC-GGBFS cement의 배합에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2000년도 춘계총회,특별강연,심포지움,연구발표회
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• pp.67.2-67.2
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• 2000

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권11호
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• pp.1653-1668
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• 2005

Assembly of hybrid mesophases through the combination of amphiphilic block copolymers, acting as structuredirecting agents, and silicon sources using low acid catalyst concentration regimes is a versatile strategy to produce large quantities of high-quality ordered large-pore mesoporous silicas in a very reproducible manner. Controlling structural and textural properties is proven to be straightforward at low HCl concentrations with the adjustment of synthesis gel composition and the option of adding co-structure-directing molecules. In this account, we illustrate how various types of large-pore mesoporous silica can easily be prepared in high phase purity with tailored pore dimensions and tailored level of framework interconnectivity. Silica mesophases with two-dimensional hexagonal (p6mm) and three-dimensional cubi (Fm$\overline{3}$m, Im$\overline{3}$m and Ia$\overline{3}$d) symmetries are generated in aqueous solution by employing HCl concentrations in the range of 0.1−0.5 M and polyalkylene oxide-based triblock copolymers such as Pluronic P123 $(EO_{20}-PO_{70}-EO_{20})$ and Pluronic F127 $(EO_{106}-PO_{70}-EO_{106})$. Characterizations by powder X-ray diffraction, nitrogen physisorption, and transmission electron microscopy show that the mesoporous materials all possess high specific surface areas, high pore volumes and readily tunable pore diameters in narrow distribution of sizes ranging from 4 to 12 nm. Furthermore, we discuss our recent advances achieved in order to extend widely the phase domains in which single mesostructures are formed. Emphasis is put on the first synthetic product phase diagrams obtained in $SiO_2$-triblock copolymer-BuOH-$H_2O$ systems, with tuning amounts of butanol and silica source correspondingly. It is expected that the extended phase domains will allow designed synthesis of mesoporous silicas with targeted characteristics, offering vast prospects for future applications.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.59-67
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• 2012

시멘트를 생산할 때 발생하는 이산화탄소로 인하여 콘크리트를 활용하는 건설산업의 친환경성이 문제시 되어가고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 석회석미분말로 시멘트를 대체하는 기술의 기초연구로서 석회석미분말을 함유한 콘크리트의 내구특성에 관하여 특성을 파악하고자 하였다. 실험변수는 석회석미분말의 시멘트 치환률을 0%에서 25%까지 5%씩 중가하였으며 동결융해 저항성, 제설염 저항성 및 알칼리-실리카반응 저항성 등의 내구특성과 기초적인 경화특성 등을 분석하였다. 석회석미분말의 사용으로 인한 동결융해저항성, 제설제염 저항성 등의 영향은 거의 없는 것으로 나타났으며 또한 알카리-실리카반응성의 억제를 위하여도 긍정적으로 검토될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권3호
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• pp.321-329
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• 2008

비정질 규산염 나노입자는 지각에 풍부한 규소와 산소로 이루어진 비다공성 나노입자로서 광물학을 포함한 지구환경과학과 산업적 측면에서 모두 중요한 물질이다. 본 연구에서는 $^{1}H$과 $^{29}Si$ MAS NMR분광분석을 통해 7 nm와 14 nm 규산염 나노입자의 규소와 수소 원자 환경을 측정하고, 입자 크기에 따른 규산염 나노입자 원자 환경 변화를 규명하였다. NMR 스펙트럼의 화학적 이동 값의 이론적 배경을 이해하기 위해 양자화학계간을 통해 $Si_{3}O_{6}H_6,\;Si_{4}O_{5}H_{10},\;Si_{5}O_{4}H_{12}$ 분자계간모델의 화학 차폐를 계산하였다. $^{29}Si$ MAS NMR의 결과, 이중 실라놀(geminal silanol)과 단일 실라놀(single silanol), 실록산(siloxane) 구조의 Si 원자 환경에 해당하는 $Q^2,\;Q^3,\;O^4$가 구분되어 나타나며 입자 크기에 따라 $Q^2,\;Q^3,\;O^4$가 7 nm규산염 나노입자에는 $7{\pm}1%,\;27{\pm}2%,\;66{\pm}2%$, 14 nm 규산염 나노입자에는 $6{\pm}1%,\;21{\pm}2%,\;73{\pm}2%$의 분포를 갖는다. $Q^2,\;Q^3$ 구조는 나노 입자의 표면적에 대부분 존재하는 것으로 예상되었으나, 두 규산염 나노입자의 표면적 차이에 비해 $Q^2,\;Q^3$ 양의 차이가 적으며, 이는 입자 표면 뿐 아니라 입자 내부에도 $Q^2,\;Q^3$ 구조가 존재함을 의미한다. $^{1}H$ MAS NMR 스펙트럼은 물리흡착 된 물(physisorbed water), 수소결합 된 수산기(hydrogen bended silanol), 비 수소결합 된 수산기(non-hydrogen bonded silanol)를 구분하여 나타낸다. 14 nm 비정질 규산염 나노입자에 비해 7nm 나노입자에 약 3.4 배의 수소 원자가 존재하며, 더 강한 수소결합 세기를 갖는다. 전체 수산기 중에서 비 수소결합 된 수산기가 차지하는 비율이 7 nm 규산염 나노입자 보다 14 nm 규산염 나노입자에서 더 높으며, 이는 수소 원자간의 상대적 거리(proximity)가 14 nm 임자에서 더 긴 것을 지시한다. 본 연구결과를 통하여 현재까지 알려지지 않은 규산염 나노입자의 입자의기에 의한 다양한 원자 구조의 변화를 규명하였다.