• 대한화학회지
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• 제60권3호
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• pp.181-186
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• 2016

친수성 안의료용 렌즈 재료에 하이드록시기를 가진 아크릴레이트계 모노머인 HEA(2-hydroxyethyl acrylate), HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate) 및 Ag nanoparticles가 첨가제로 사용되었으며, 교차결합제인 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate)와 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 사용하여 공중합하였다. 하이드로젤 친수성 렌즈는 100 ℃에서 1시간 동안 열 중합을 통해 제조되었다. 제조된 하이드로젤 친수성 렌즈의 함수율, 굴절률 그리고 광투과율을 측정함으로써 렌즈의 광·물리적 특성을 분석하였다. HEA, HEMA 그리고 HPMA의 평균 함수율은 82.12%, 37.06% 그리고 21.57%로 각각 측정되었으며, 굴절률의 경우 1.3540, 1.4330 그리고 1.4649로 각각 측정되었다. 제조된 하이드로젤 친수성 렌즈의 분광투과율을 측정한 결과, 근자외선 영역에서는 82.67%, 80.32% 그리고 79.83%로, 가시광선 투과율의 경우 89.72%, 88.24% 그리고 86.89%로 각각 측정되었다. 또한 은 나노입자를 포함한 시료의 광투과율은 근자외선 영역에서 10.59% 그리고 가시광선 투과율에서 43.74%로 각각 측정되었다. 이 결과로 볼 때 분자길이는 중합된 고분자 물질의 함수율 및 굴절률에 영향을 주는 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.228-241
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• 2020

리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.100-100
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• 2016

물리기상증착방법 (Physical vapor deposition)에 의하여 합성된 천이금속 질화물 박막은 경도, 내마모성 등 절삭공구의 성능을 향상시키며, Ti-Al-N, Ti-Zr-N, Zr-Al-N, Cr-Si-N 등의 3원계 경질 박막에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이중에서도 CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상 형성으로 인하여 우수한 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 코팅에 적합한 중간층을 합성함으로써 공구 코팅으로의 적용 가능성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅의 물성을 향상시키기 위해 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrN, CrZrN, CrN/CrZrSiN 등의 다양한 중간층을 합성하였으며, 중간층을 포함한 모든 코팅의 두께는 $3{\mu}m$ 로 제어하였다. 합성된 코팅의 미세조직, 경도 및 탄성계수, 내모성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, ball-on-disk 마모시험기 및 ${\alpha}-step$을 사용하였다. 코팅의 내열성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 500, 600, 700, 800, 900, $1,000^{\circ}C$로 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였다. CrAlN 코팅을 나노 인덴테이션으로 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, 코팅의 마찰계수는 중간층의 종류에 따라 다른 값을 보였으며, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.34로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 낮은 값을 보였다. 또한, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아, CrN/CrZrSiN 중간층을 합성한 CrAlN 코팅의 내마모성이 상대적으로 우수한 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio 는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 모든 코팅을 열처리 후 경도 분석결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었고, 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상의 우수한 내산화성에 의한 결과로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.155-163
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• 2011

탄소나노튜브(CNT)와 합성기판 사이의 전도성 향상을 목적으로, 현재 리튬이온이차전지 등의 분야에서 전극으로 이용되고 있는 구리 호일을 합성기판으로 하여, 그 위에 수직배향 CNT 성장의 합성 최적화를 도모하였다. 합성은 수평식 CVD 합성장비를 이용하였으며, 최적의 합성조건은 구리호일 위에 10 nm의 Al2O3 버퍼층과 1 nm 두께의 Fe 촉매층을 증착한 후, 아세틸렌 가스를 이용하여 $800^{\circ}C$에서 20분간 합성한 조건으로 설정하였다. CNT는 base-growth의 성장형태를 따랐고, Fe 1 nm 두께인 경우, $7.2{\pm}1.5nm$의 촉매나노입자가 형성되었으며, 이를 이용하여 $800^{\circ}C$에서 20분 성장결과, 직경 8.2 nm, 길이 $325{\mu}m$의 수직배향 CNT를 얻을 수 있었다. 합성시간이 길어져도 CNT의 결정성, 직경 및 겹(wall) 수에는 큰 변화가 없었다. 끝으로, 구리호일 위에 수직 성장시킨 CNT의 전계방출 특성을 측정한 결과, 실리콘 산화막 위에 성장시킨 CNT와 비교하여, 월등히 낮은 전계방출 문턱전압과 10배 정도 높은 전계향상계수를 보였다. 이는 CNT와 금속기판 사이의 계면에서 전기전도도가 향상된 결과에 기인하는 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1745-1753
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• 2008

본 연구는 산업단지의 화학제품제조업 및 석유화학제품제조업에서 발생하는 유기성슬러지에 대하여 삼성분, 원소조성, 발열량, 열중량 분석 및 연소시험을 실시하였다. 삼성분 분석 결과 "화합물 및 화학제품 제조업"의 평균값은 수분함량 75.11, 가연분 17.42, 불연분 7.45%로 나타났으며, "코크스, 석유 정제품 및 핵연료 제조업"의 경우 평균값은 수분함량 77.54, 가연분 18.25, 불연분 4.22%로 나타났다. 원소분석 결과 평균값은 "화합물 및 화학제품 제조업"의 경우 C 33.06, H 4.34, O 24.81, N 5.18, S 0.72wt%로 나타났으며, "코크스, 석유 정제품 및 핵연료 제조업"의 경우 C 36.58, H 4.74, O 26.79, N 5.09, S 0.49wt%로 나타났다. 열중량분석 결과, B사에서 배출되는 슬러지는 $700^{\circ}C$ 이상에서 그리고 F와 N사에서 배출되는 슬러지는 $600^{\circ}C$ 정도의 온도에서도 연소가 가능할 것으로 판단된다. 연소테스트 결과, 산화반응과 동시에 열분해 반응으로 고농도의 일산화탄소가 배출되므로 이로 인한 로의 국부과열이나 파손현상에 대한 기초자료를 얻는데 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제6권1호
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• pp.15-30
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• 1997

전남지역 도요지에서 출토된 토기, 시유도편, 녹청자와 청자편의 제조기술과 산지추정은 X선회절분석, 유도결합 플라즈마 발광분석, 열기계적 분석을 통한 물리화학적 성질의 검토로 이루어졌다. 도편의 사용원료는 점토, 석영, 장석광물로 유사하지만 그 함량비는 출토지에 따라 약간의 차이가 있으며, 철분함량에서 토기, 흑갈유, 녹갈유 도편은 $4\~7\%$, 녹청자 및 청자편은 $2\~3\%$로 기종에 따라 두드러진 차이를 나타내고 있다 흑갈유, 녹청자의 구성광물은 $\alpha-Quartz$, mullite와 일부 tridymite, cristobalite로 이루어졌으며, 청자는 $\alpha-Quartz$, mullite만으로 구성되어 있다. 도편의 소성온도는 토기가 $1000\~1100^{\circ}C$, 흑갈유, 녹갈유, 녹청자 청자가 $l130\~1200^{\circ}C$ 정도로 추정되었다. 도편에 대한 출토지의 구분은 분석된 21개의 미량원소중 14개의 원소가 매우 근접되어 불가능하였으며, 도자기제조에 사용된 원료의 지질학적인 특성이 유사한 것으로 판단하였다. 이들 지역에서 출토된 도편의 특성원소는 Rb, Sr, V, Zr, Y, Nd, Sc, La, Ce, Nb, Sm, Eu, Dy, Yb로 14개이다. 영암의 도편은 Zn과 Fe원소에 의해 다른 지역에서 출토된 도편들과 명확히 구분되었고, 출토지가 다른 녹청자, 청자편은 동일한 범위에 군집되는 특징을 나타내어 사용원료가 비슷한 것으로 추정된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.23-33
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• 2020

본 연구에서는 표면 조도 분포가 항공기 결빙 수치 해석에 미치는 영향성에 대한 연구를 수행하였다. 기존의 항공기 결빙 해석 연구에서는 표면 조도의 크기에 초점이 맞춰져 있었으며, 표면조도의 효과 측면에서는 완전 난류 가정을 적용하여 난류 천이를 고려하지 못하고 있다. 또한 일부 연구에서, 표면 조도가 천이 과정에 미치는 영향이 선험적인 수식으로 나타났으나, 이러한 기법은 항공기 결빙 해석의 정확도를 낮추는 요인으로 여겨졌다. 따라서 본 연구에서는 표면 조도가 난류천이 및 열 경계층에 미치는 영향을 모두 고려할 수 있도록, 2-방정식 난류 모델을 기반으로 하는 난류 천이 모델을 적용하였다. 표면 조도의 효과를 고려할 수 있도록 표면 조도 증폭 파라미터를 수송 방정식 형태로 적용하였으며, 물리적인 특성을 고려하기 위해서 표면 조도 분포 모델을 적용하였다. 이를 검증하기 위하여 2차원 익형의 표면 조도, 대류 열전달 계수 및 결빙 형상을 획득하였으며, 실험 결과와 기존 기법들을 사용한 수치 해석 연구결과를 비교하였다. 그 결과, 앞전에서의 열전달 계수의 과도한 예측과 그에 따른 익형 아랫면에서의 얼음뿔 형상이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 새물리
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• 제68권11호
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• pp.1192-1195
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• 2018

본 연구는 각각 다른 증착 속도로 제작된 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)의 전하 이동도와 문턱 전압을 측정하여 전기적 성질을 분석했다. OTFT의 활성층으로, 펜타센 (pentacene)을 $0.05{\AA}/s{\sim}1.14{\AA}/s$의 증착 속도에 따라 50 nm의 두께로 진공 열 증착했다. 드레인-소스 전극은 금 (Au)을 50 nm의 두께로 증착했다. 펜타센 증착 속도가 $0.05{\AA}/s$일 때 전하 이동도는 $1.9{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$였고, 증착 속도가 $0.4{\AA}/s$로 증가함에 따라 전하 이동도는 $5.2{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$로 증가했으며, 증착 속도가 $1.14{\AA}/s$로 증가함에 따라 전하 이동도는 $6.5{\times}10^{-1}cm^2/V{\cdot}s$로 감소했다. 따라서, 펜타센기반의 OTFT의 전하 이동도는 열 증착 속도에 의존함을 관측하였다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.263-269
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• 2020

정수슬러지를 이용하여 제올라이트(zeolite)를 수열합성하고, 제올라이트의 결정화에 대한 반응온도, 반응시간, Na2O/SiO2 몰비의 영향을 살펴보았다. 제조한 제올라이트의 결정구조, 물성 및 열적 특성은 각각 X-선 회절분석, FTIR, BET 질소흡착 및 TGA로 분석하였다. 제올라이트의 흡착성능을 조사하기 위해 암모니아성 질소, 중금속이온 및 TOC 제거효율을 측정하였다. 정수슬러지의 주성분은 Al2O3와 SiO2로서 각각 28.79%와 27.06%을 나타내었으며, 제올라이트 합성을 위한 실리카 및 알루미나 원료는 정수슬러지 이외에 어떠한 화학원료도 추가로 첨가하지 않고 합성을 진행하였다. 정수슬러지를 이용하여 제조한 제올라이트는 A형 제올라이트의 구조를 나타내었으며, 반응기질의 조성을 2.1Na2O-Al2O3-1.6SiO2-65H2O으로 하고, 반응온도 90 ℃, 반응시간 5시간, Na2O/SiO2 몰비가 1.3인 경우에 가장 높은 결정성을 나타내었다. 합성 제올라이트의 비표면적은 55 ㎡ g-1로서 상업용 제올라이트 A 보다 높게 나타났다. 합성 제올라이트의 암모니아성 질소(NH4+) 제거율은 3시간 반응한 경우 68%를 나타내었으며, 제올라이트의 Pb2+ 및 Cd2+ 이온에 대한 흡착실험 결과 제거율은 각각 99.1% 및 99.3%를 나타내었다. 이는 제올라이트의 격자 내에 존재하는 Na+ 이온과 Pb2+ 및 Cd2+ 이온 간의 원활한 이온교환이 이루어졌음을 나타낸다. 300 ppm 부식산 용액에 제올라이트의 첨가량을 변화시켜 3시간 동안 흡착실험을 수행한 결과 제올라이트 5 g을 첨가한 경우 TOC 제거율이 83%로서 가장 높게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.349-354
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• 2023

본 연구는 시멘트 산업의 CO₂ 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO₂ 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO₃ 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO₃의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO₂의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.