• 대한화장품학회지
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• 제42권3호
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• pp.247-255
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• 2016

화장품 소재로서 천연고분자 물질인 Biocellulose (BC)를 형성하는 균주를 선발하여 초산생성 균주를 선발하였다. SM 배지를 통하여 초산 생성 균주 1종을 선발하고 형태학적인 분석을 통하여 간균형태의 그람음성균임을 확인하였다. 또한 균주의 동정을 위하여 16S rDNA 유전자 분석을 통하여 계통도를 분석한 결과 Gluconobacter uchimurae (G. uchimurae)와 높은 상동성을 나타내어 G. uchimurae GYS15 균주로 명명하였다. 선발된 균주는 pH 5, $25^{\circ}C$ 조건의 환경적 요인에서 14일간 배양하였을 때 가장 높은 생육을 나타내었다. 또한 탄소원으로 glucose 이외에 이당류인 sucrose와 fructose를 첨가 하였을 때 가장 높은 생육활성을 보였고 최적의 염농도와 질소원은 0.5% NaCl과 malto extract로 확인하였다. 확인된 조건 하에서 G. uchimurae GYS15 균주를 배양하여 얻어진 BC의 물성을 확인하였다. 전자 주사현미경을 통하여 확인된 표면구조는 높은 표면적을 갖는 초미세망상구조로서 다공성 구조를 나타내었다. 이로 인해 수분의 경우 $8.6{\pm}0.38$배, 유분의 경우 $6.6{\pm}0.51$배까지 재흡수 되는 것으로 확인하였다. 따라서 BC의 이러한 구조적 특성을 이용하여 마스크팩 등의 다양한 화장품 소재로 활용 가능성을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.602-607
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• 2009

심혈관용 소재로서 혈관내피전구세포의 포획을 통해 in vivo 내피세포화가 가능한 표면을 가진 폴리우레탄 표면을 개발하였다. 혈관내피전구세포의 점착을 유도하는 CD34 단일클론항체(monoclonal antibody, mAb)를 표면에 도입하기 위해, poly (poly (ethylene glycol) acrylate-co-butyl methacrylate), poly (PEGA-co-BMA) 공중합체가 합성되었고, 이를 폴리우레탄 표면에 코팅하여 CD34 단일클론항체를 화학적으로 고정화하였다. 중합된 공중합체의 $^1H$-NMR 분석은 원하는 조성을 가진 poly(PEGA-co-BMA)의 합성이 가능함을 확인해 주었다. 이전 연구에서 개발된 PEG가 그래프트된 폴리우레탄과의 비교를 통해, 본 연구에서 제조된 poly(PEGA-co-BMA)가 코팅된 폴리우레탄 표면이 CD34 mAb의 고정화에 더 효과적인 것으로 나타났으며, 이는 CD34 mAb의 표면밀도와 활성도가 32배 이상 증가된 결과를 통해 증명되었다. 개질된 폴리우레탄 표면의 물리화학적 특성은 XPS와 물 접촉각, AFM에 의해 분석되었으며, 각각의 개질된 표면에 따른 표면의 특이적 성질을 잘 보여주었다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 poly(PEGA-co-BMA)의 코팅을 통해 제조된 표면이 CD34 mAb의 고정화에 효과적임을 설명하였으며, 실제로 심혈관용 소재의 개발에 적용 가능성이 크다는 것을 증명해 주었다.

• 접착 및 계면
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• 제19권3호
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• pp.113-117
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• 2018

보론카바이드는 하드니스가 다이아몬드나 보론 나이트라이드 보단 낮지만 30 GPa이상의 높은 경도를 갖고 있으며, 높은 경도로 인해 탱크 장갑, 탄피 제조에 사용되고 있다. 또한 중성자를 흡수하는 능력이 있어 중성자 흡수제로 많이 사용되고 있어, 핵 발전 관련 사업에 활용도가 증가하고 있다. 중성자는 전자와의 상호작용이 없으며, 물질을 통과하는 과정에서도 상호작용 없이 통과하는 것으로 알려져 있다. 보론 카바이드와 함께 중성자와 상호작용이 높은 원자는 수소이며, 보론을 포함하는 수소 농도가 높은 폴리에스터, 에폭시 고분자 등이 원자력 발전 폐기물 보관을 위한 제품 제조를 위한 소재로 사용되고 있다. 본 논문에서는 보론 카바이드의 표면을 철산화물과 텅스텐으로 처리하여, 개질된 보론 카바이드와 에폭시 소재와의 상호작용을 향상시켰다. XRD, XPS를 이용하여 표면개질 되었음을 확인하였고, 처리된 보론카바이드의 함량에 따른 기계적 강도는 만능시험기(UTM)로 측정하였으며, 동역학 분석기(DMA)를 사용하여 경화물의 동적 특성을 관찰하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권6호
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• pp.722-730
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• 2021

본 연구는 인삼열매로부터 RG-II 형태의 다당(GBW-II)을 분리하고 대식세포 활성화에 대한 세포 내 신호전달의 세부 기작을 규명함으로써 새로운 건강기능성식품 소재 개발을 위한 기초자료를 제시하고자 진행되었다. GBW-II의 구성당을 확인한 결과, 전형적인 RG-II의 구성당인 2-methyl-xylose, apiose, aceric acid, KDO 및 DHA와 같은 특이 구성당을 함유함을 확인할 수 있었다. GBW-II는 대식세포 유래 세포주인 RAW 264.7 cell에 처리하였을 경우, 어떠한 세포 독성도 확인되지 않았으나 IL-6와 TNF-α와 같은 cytokine의 분비는 농도 의존적으로 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 RAW 264.7 cell을 이용한 세포 내 신호전달에 관한 실험 결과들을 종합해 볼 때, GBW-II는 대식세포 표면에 발현된 TLR2, TLR4 및 SR에 결합하여 MAPKs (p38, ERK) 및 NF-κB를 경유하여 IL-6와 TNF-α와 같은 cytokine의 분비를 증가시키는 것으로 최종 확인되었다. 한편, RG-I, RG-II, β-glucan, arabinoxylan 및 xyloglucan과 같은 식물체 유래 고분자 다당체의 약리활성은 그들의 구조적 차이에서 기원하는 것으로 알려져 있기 때문에 건강기능성식품 소재로의 개발을 위해서는 활성물질의 미세구조에 대한 해명이 필수적이라 할 수 있다. 따라서 본 연구진은 추후 연구에서 효소적 및 화학적 가수분해, methylation, sequencing 등을 이용하여 인삼열매 유래 정제 다당 GBW-II의 미세구조를 규명하고자 한다.

• 산업식품공학
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• 제21권1호
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• pp.72-78
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• 2017

전량 폐기되는 파지두부로부터 제조된 두부 페이스트와 14종의 NSP들을 혼합하여 도넛의 흡유저감에 대한 효과를 조사하였다. 두부 페이스트만을 첨가한 도넛(두부도넛)의 흡유저감율은 10.8%이었으나, 두부 페이스트와 NSP를 함께 사용하는 경우 도넛(NSP-두부도넛)의 흡유저감율은 두부도넛에 비해 향상되었다. 두부 페이스트와 함께 첨가된 NSP들의 흡유저감율에 대한 효과는 NaA가 41.2%로 가장 높았으며, HMP>XAT>CN10T = LMP = ALMP ${\lambda}C$>GG>LBG>${\iota}C$>${\kappa}C$>CN15U>GLG>CN40H 순으로 증가하였다. 또한 NSP 만을 흡유저감 소재로 첨가하였을 때보다 두부 페이스트와 함께 사용하는 것이 도넛의 흡유저감에 더욱 효과적이었고, 그 효과는 음이온성 검류들에서 뚜렷하였다. 유탕처리 시 두부 페이스트의 갈변으로 인해 두부 페이스트 및 두부 페이스트-NSP를 첨가한 도넛들은 대조군에 비해 명도가 감소하고 황색도가 증가하였으나 그 차이는 미미하였다. 두부 페이스트와 함께 NaA, ${\kappa}C$, LBG를 첨가하여 제조된 도넛의 비용적은 대조군과 유사한 수준을 나타내었다. 따라서 도넛의 흡유저감율과 비용적을 고려하면 두부 페이스트와 NaA를 흡유저감 소재로 함께 사용하는 것이 흡유저감 도넛을 제조하는데 가장 적합한 것으로 판단된다. 그럼에도 NaA 보다는 흡유저감율이 적지만 ${\kappa}C$과 LBG을 두부 페이스트와 혼합하여 사용하는 것도 차선책으로서 의미가 있을 것 같다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.261-267
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• 2020

휴대용기기에 대한 경박단소 및 빠른 속도에 대한 요구는 반도체 패키징 기술에도 변화를 가져왔다. 이에 대한 대응의 하나로 stacked chip scale package(SCSP)가 업계에서 사용되고 있다. SCSP를 구현하기 위한 핵심소재 중의 하나가 die attach film(DAF)이다. 특히, 다이와 기판을 접착하거나 다이와 다이를 접착하는 경우, DAF의 접착필름은 기판의 단차나 본딩 와이어 사이를 기공의 발생 없이 채우기 위해 우수한 고온 유동성이 요구된다. 그러나 이 경우 경화 크랙의 발생을 최소화하기 위해 2단계 경화가 종종 요구되나, 공정시간 단축을 위해서는 1단계 경화가 바람직하다. 본 연구에서는 DAF 접착필름의 조성물을 경화 성분(에폭시 수지), 유연 성분(고무성분), 딱딱한 성분(페녹시수지, 실리카), 3개 군으로 분류하고, 조성물의 변화에 따른 1단계 경화시 경화 크랙, 고온 유동성, die attach (DA) 기공발생에 대한 영향을 혼합물 실험 설계법를 통해 살펴보았다. 경화 크랙은 딱딱한 성분 함량에 가장 크게 영향을 받았으며, 함량이 증가할수록 경화 크랙이 감소하였다. DA 기공의 발생은 딱딱한 성분의 함량이 감소할수록 감소하였으며, 특히, 딱딱한 성분의 함량이 적은 경우는 경화 성분의 함량이 감소할수록, 기공의 발생이 억제되었다. 고온 유동성은 100℃ 저장탄성 계수와 120℃에서의 블리드 아웃(BL-120)으로 평가되었다. 100℃의 고온 저장탄성률은 딱딱한 성분의 감소가 중요하였고, 유동성 지표인 BL-120의 경우는 경화 성분의 함량의 증가와 딱딱한 성분의 감소가 동시에 중요하였다.

• 접착 및 계면
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• 제23권4호
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• pp.122-129
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• 2022

본 연구에서는 산소 플라즈마 처리시간을 실험 변수로 하여 금속섬유를 처리한 후 섬유표면에 산소함유 기능성 관능기를 도입하여 금속섬유의 친수성을 향상시키기 위한 연구로 플라즈마 처리 전, 후의 표면 특성 변화를 scanning electron microscope (SEM)과 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 관찰하였다. 또한 플라즈마 처리시간이 금속섬유의 표면에 미치는 영향을 관찰하기 위해 극성 용매와 비극성 용매에 대한 금속섬유의 접촉각 변화를 측정하였다. 측정된 접촉각을 이용해 표면 자유에너지 변화를 계산한 후 산소 플라즈마 처리 전, 후의 금속섬유에 대한 접촉각과 표면 자유에너지를 비교하였으며 접착일과의 상관관계도 고찰하였다. 이런 금속섬유의 표면 변화가 다른 소재와의 복합 시 계면에서의 전단강도 향상에 미치는 영향을 알아보기 위해 microdroplet 시편을 제조하여 계면 전단강도를 측정하였으며 접착일과의 상관관계도 함께 파악하였다. 따라서, 금속섬유의 산소플라즈마 처리는 섬유표면에 물리적인 표면적 증가로 인한 수지와의 접촉면의 증가와 표면의 산소함유 기능성 관능기의 도입에 따른 접촉각, 표면 에너지의 변화에 따른 표면 친수화로 고분자 수지와의 계면 전단강도를 향상시켜주는 결과를 얻었다.

• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.70-78
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• 2024

본 연구에서는 역전기투석용 4차 암모늄이온을 음이온교환기로 갖는 폴리아크릴레이트계 광가교형 음이온교환막을 개발하였다. 역전기투석은 청정 재생에너지 생산 시스템이지만 출력이 낮고 핵심 소재인 분리막의 가격이 비싸다는 단점으로 인해 상용화에 제한이 있다. 이에, 지지체가 없는 광가교형 음이온교환소재를 제조하였으며 개발한 고분자의 주쇄는 우수한 물성의 엔지니어링 플라스틱을 기반으로 제조하였다. 제조된 분리막은 우수한 물리적, 화학적, 전기화학적 특성을 보였으며 상용 음이온교환막인 AMV와 비교하여 약 50% 낮은 분리막 저항을 보였다. 더욱이 CQAPPOA-35는 40 ㎛의 얇은 분리막 두께에도 불구하고 상용막과 동등 수준의 선택도를 보이는 것을 확인할 수 있었다. CQAPPOA-35을 적용한 RED 스택은 최대 2.327 W m^-2 (flow rate : 100 mL min^-1)의 출력 밀도를 보여 AMV가 도입된 것보다 15% 향상된 성능 특성을 보였다. 개발된 CQAPPOA-35이 광경화를 통해 쉽고 저렴하게 제조할 수 있으며 RED 스택 특성도 매우 우수하다는 점을 고려할 때, 개발된 CQAPPOA-35은 RED용 음이온교환막으로 상용 활용을 위한 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제35권4호
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• pp.309-315
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• 2024

실리콘/탄소(SiC) 복합체는 실리콘의 높은 이론 용량과 탄소 소재의 높은 전기 전도성을 동시에 만족할 수 있어 실리콘 기반 음극의 상용화를 위한 새로운 음극 소재로서 주목받고 있다. 그러나 SiC 활물질의 반복적인 부피 변화에 따른 지속적인 전해질 소모와 용량 감소는 여전히 해결되어야 하는 문제로 여겨진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 열적 가교 반응을 통해 네트워크 구조를 형성하는 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) (H₁₂MDI) 기반의 수분산 폴리우레탄 바인더(HPUD)를 제안한다. 가교된 HPUD (CHPU)는 SiC 음극의 건조 공정 중 간단한 열처리를 통해서 가교제인 triglycidyl isocyanurate (TGIC)의 epoxy 고리 개환 반응을 활용하여 제조되었다. 뛰어난 기계적 특성 및 접착 특성을 가지는 CHPU 바인더를 사용한 SiC 음극은 우수한 율속 및 장기 수명 특성을 나타낼 뿐만 아니라, SiC 음극의 부피 팽창 또한 효과적으로 완화시키는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 가교 구조를 가지는 환경친화적인 바인더가 다양한 실리콘 기반 음극에 활용될 수 있음을 시사한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.