• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.74.1-74.1
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• 2011

탄소나노튜브는 높은 전기 전도성과 열 전도성을 가지며, 이러한 특성 때문에 21세기를 주도해 나갈 수 있는 차세대 첨단 소재로서 각광을 받고 있다. 또한 최근에는 나노공학기술의 발달로 인하여 획기적으로 높은 열전도도를 나타내는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)의 대량 생산이 가능하게 되면서 다중벽 탄소나노튜브의 높은 열전도도 특성을 이용하여 탄소나노튜브를 기본 유체 및 기능성 유체에 안정하게 분산 시킨 후 이를 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 탄소나노튜브를 유체에 안정하게 분산시키기 위한 방법으로는 기계적 분산법, 물리적 흡착에 의한 분산법, 화학적 개질에 의한 분산법이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 분산 방법과 탄소나노튜브 입자의 물성치에 따른 나노유체의 특성을 알아보기 위하여 나노유체의 열전도도와 점도 특성을 비교 분석하였다. 모든 물성치는 같지만 탄소나노튜브의 길이만 다른 두 종류의 다중벽 탄소나노튜브에 각각 계면 활성제(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 100 wt%와 고분자 화합물(Polyvinyl Pyrrolidone, PVP) 300 wt%를 첨가하여 나노유체를 제조하였으며, 산화처리 된 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-Walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 증류수에 초음파 분산하여 산화나노유체를 제조하였다. 나노유체의 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 나노유체의 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 상온에서 동일 혼합비의 나노유체를 비교했을 때, 산화나노유체가 SDS 100 wt%, PVP 300 wt%를 혼합한 다른 나노유체보다 높은 열전도도 특성을 보였으며 점도 특성 또한 가장 낮은 것으로 측정되었다. 특히 상온에서 0.1vol%의 산화 CM-100 나노유체는 증류수보다 열전도도가 8.34%가 증가하였고, $10^{\circ}C$의 저온에서는 상온에서 증류수와 비교하여 측정된 열전도도 값보다 0.36%가 감소한 7.98%가 증가함을 보였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 높은 열전도도를 필요로 하는 열교환기의 작동유체나 기타 활용 분야에 대한 기초 자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.7-15
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• 2024

유연신축성 전자 디바이스의 다기능화, 소형화 및 고출력화 추세에 따라 우수한 열 전달 특성을 갖춘 재료나 구조가 이슈로 부상하고 있다. 기존의 열계면 소재는 급격한 구부림, 비틀림, 신축 등을 겪어야 하는 유연신축성 전자 디바이스의 방열 요구성능을 충족시키지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 높은 열전도성과 신축성을 동시에 갖는 열계면 소재 개발이 요구된다. 본 논문에서는 Liquid metal, Carbon, Ceramic 기반 신축성 열계면 소재의 연구동향을 살펴보고 열적, 기계적 특성 향상을 위한 효과적 전략을 알아보고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1355-1360
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• 2011

흡착형 세포의 이동에 있어 세포와 바닥면간의 상호작용은 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문은 주화성에 의한 흡착형 세포의 이동에 있어 세포와 바닥면과의 상호작용에 따른 영향을 보이기 위해 확산계면모델을 바탕으로 한 3 차원의 입체 모델을 제안한다. 세포와 바닥면간의 영향을 표현하기 위해 세포 주위 물질과의 관계를 고려한 경계에너지를 고려하였다. 본 연구에서 적용한 확산계면모델은 경계에너지, 주화성, 확산성을 모두 고려한 다중 메커니즘 모델로서 흡착형 세포이동의 역학적 특성을 정확히 예측하는데 있어 높은 신뢰성을 보일 것이라 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제6권12호
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• pp.1199-1212
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• 1996

본 연구는 주조성, 내압성, 내열성 등이 우수하여 군용 및 민수용 기계소재로 이용되고 있는 AI-Si-Mg계 AC4C 합금에 세라믹(AI2O3, AI2O3-TiC)을 강화시키는 복합재료제조에 관한 기초연구의 일환으로 수행하였다. 연구내용은 세라믹 강화재의 젖음성을 높이기 위하여 수소환원법에 의한 AI2O3입자의 Ni 피복과 기존의 프리폰 제조방법보다 간단하고 경제적인 자전연소합성법에 의해 AI2O3-TiC 다공성 pellet을 제조하여, 이들 강화재와 AC4C 기지금속을 이용하여 고대-compocasting 및 squeeze casting법으로 복합재료를 제조하고 미세조직, 계면생성물, 기계적 성질, 내마멸성 등의 특성을 조사하였다. 고대-compocasting법에 의해 제조된 AI2O3Ni 입자 강화 복합재료에서 강화재들은 응집체로 존재하지 않고 비교적 균일하게 분산되었고 AI2O3-TiC 강화재를 이용하여 squeeze casting으로 가압주조 하므로써 기지금속과 강화재의 젖음성이 향상되었다.

• Composites Research
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• 제26권4호
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• pp.218-222
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• 2013

본 연구에서는 제강 과정의 부산물로 발생하는 슬래그의 구조용 충전제로써의 사용 가능성을 검토하였다. 고분자 기지 슬래그 복합재료를 제작하여 슬래그 입자의 크기(8~12 ${\mu}m$ and 12~16 ${\mu}m$), 체적 비(0-30 vol.%)에 따른 슬래그 복합재료의 기계적 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 복합재료 물성에 영향을 주는 요인인 입자 분산 도와 계면상태를 고찰하기 위해 각각 시편에 대하여 조직사진을 촬영하였다. 인장 시험 결과 슬래그 복합재료의 재료강성은 슬래그 체적비가 증가할수록 증가하였고 인장 강도는 체적비가 증가할수록 감소하였다. 슬래그 복합재료의 재료강성은 슬래그 입자의 크기의 변화에 따른 뚜렷한 경향성을 띄지 않았고 인장강도는 입자의 크기가 작을수록 높은 값을 가졌다. 조직 사진 촬영 결과 슬래그 복합재료가 양호한 계면상태를 보였고, 낮은 체적 비에서는 좋은 분산 도를 나타냈지만 체적비가 높아지면 입자들의 뭉침 현상이 발생하는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.84-90
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• 1999

HAC/PVA계 MDF시멘트 복합재료의 수분안정성 및 기계적 강도향상을 위하여 불용성 폴리머류(폴리우레탄, 페놀, 에폭시수지)와 탄소섬유(길이3mm)를 1-4wt% 보강하였다. 그리고 가압성형법으로 제조한 복합체의 수분침적 기간별 강도특성(수분안정성)과 계면 및 기계적 특성에 영향을 미치는 폴리머와 시멘트의 가교반응에 대하여 SEM 및 TEM 분석을 통하여 관찰하였다. HAC/PVA계 MDF 시멘트 복합체의 섬유함량에 따른 건조 굽힘강도는 섬유함량이 증가할수록 치밀화 구조가 저하되어 비례적으로 감소되었다. 또한 불용성 폴리머류를 사용한 경우에 건조 굽힘강도는 섬유함량이 증가될수록 저하되는 반면, 수분안정성은 크게 향상되었다. 에폭시 수지를 첨가한 경우에 수분안정성이 가장 우수하였으며, 섬유함량 4% 첨가의 경우에 3일 침적강도가 95%, 7일침적시 87%강도를 유지하였다. 이 점은 폴리머와 시멘트의 금속이온이 가교반응을 일으켜 섬유-메트릭스간 계면 부착강도를 크게 개선되었기 때문으로 추정된다. 반면 인장강도 특성은 모든 불용성 폴리머류 첨가 수준에서 섬유 함량이 증가할수록 비례적으로 증가되었으며, 역시 에폭시 수지 첨가의 경우에 강도특성이 가장 우수하였다. 그리고 섬유함량 4% 첨가된 경우에 있어서 인장강도는 섬유함량 0% 대비 약 30~80% 높게 나타났다.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.198-204
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• 2012

본 연구에서는 VARTM 공정으로 제조되는 에폭시/아바카 패브릭 복합재의 기계적 특성을 향상 시키고자 하였다. 표면처리를 통하여 패브릭 표면의 미세 거칠기를 증가시키고 친수성을 소수성으로 변화시켜 에폭시-패브릭간 계면결합력을 증가시켜 기계적 특성을 향상 시키고자 하였다. 이를 위해 상온 상압 플라즈마 처리법을 사용하였고 기계적 특성이 향상되는 최적 처리시간을 찾고자 하였다. 플라즈마 처리 특성을 비교하기 위해 NaOH 처리법을 사용하였다. 플라즈마 10초 처리된 패브릭으로 제조된 복합재가 무처리, NaOH 처리 대비 가장 높은 인장강도를 보였으며 20초 이상 처리시 인장강도는 낮아졌다. 미세구조 분석결과 20초 이상 처리시 섬유에 생긴 미세 흠집으로 인해 인장강도가 저하됨을 알 수 있었다. 흡습 시험과 침강 시험을 통해 친수성의 아바카가 소수성의 경향을 보이는 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제13권6호
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• pp.23-29
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• 2000

층상구조재료가 갖는 약점으로는 구성재료층 간의 열.기계적 특성 차이로 인하여 내부응력이 발생되고 비틀림 변형이 유발되어 형상 제어가 매우 어려울 뿐만 아니라, 반복적인 열 하중으로 인해 열이력을 받을 경우 접합부에서의 파손이 생길 수 있다는 것이다. 최근 층상구조에서 조직 혹은 조성이 점차적으로 변하는 계면을 삽입한 경사조성재료는 열.기계적 변형특성 차이에 의한 재료의 손상을 최소화시킬 수 있으나, 용도에 적합한 구조설계를 위해서 열.기계적 해석이 필요하다. 본 연구에서는 전자패키징용 $Al-SiC_p$ 경사조성 복합재료의 기하학적 구조와 온도변화에 따른 곡면화 변형 및 내부응력분포를 해석하고자 하였다. 한편 층상구조 $Al-SiC_p$ 경사조성 복합재료의 열변형량을 측정하고 내부응력분포를 실험적으로 구하여, 이론적으로 계산한 결과와 비교하였다. 본 연구의 해석결과는 경사조성 층상구조재료의 최적구조 설계에 유용하게 적용할 수 있다.

• 폴리머
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• 제24권5호
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• pp.701-712
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• 2000

인발수지 함침장치를 사용하여 장섬유 강화 GF/PA 연속섬유를 제조한 후, 이에 PP 수지를 부가하는 새로운 방법으로 GF/PA/PP 삼성분계 복합재료를 제조하였다. 이들 복합재료의 기계적 특성을 비교한 결과, 제조 공정에 따라 물성이 다르게 나타났다. 예측한 대로 단일 사출 공정으로 제조한 GF/PA/PP(I) 복합재료 시편이 압출 후 사출 공정을 거친 GF/PA/PP(EI) 복합재료 시편보다 장섬유 함량이 높아 우수한 물성을 보여 주었다. 각 상 간의 계면 결합력을 개선시키기 위하여 상용화제로 PP-MAH를 첨가한 복합재료 제조 연구를 수행한 결과, 상용화제가 첨가되지 않은 복합재료보다 상용화제가 도입된 복합재료가 각 상 간의 계면 결합력이 향상되어 점도 및 기계적 특성이 크게 증가함을 볼 수 있었다. 특히, 이들 복합재료의 모폴로지를 관찰한 결과 상용화제가 첨가되지 않은 GF/PA/PP 복합재료의 경우는 가공 방법에 관계없이 유리섬유 주변에 PA 수지가 남아 있는 형태학적 구조를 나타내었으나, 상용화제로 PP-MAH가 도입된 경우는 PA 수지와 PP 수지 및 기지재와 유리섬유 사이에 계면 결합력이 증가됨으로 인해 유리섬유 계면에 인접한 수지가 PA 수지외에 PP 수지도 남아 있는 복잡한 구조를 보여 주었다.

• 접착 및 계면
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• 제23권3호
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• pp.75-79
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• 2022

그래핀은 벌집 모양의 sp² 혼성 오비탈 결합으로 이루어진 이차원 탄소 동소체이다. 우수한 전기적, 기계적 특성을 보이며, 차세대 전자소자의 핵심 재료로써 각광을 받고 있다. 그러나, 소자를 구성하는 소재 간의 불안정한 계면 형성으로부터 쉬운 외부 불순물의 침투 혹은 흡착으로 인해 낮은 환경 안정성을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 고체탄화수소를 그래핀의 전구체로 활용한 직성장을 통해 그래핀 기반 전계효과 트랜지스터의 낮은 환경 안정성을 해결하고자 한다. 직성장으로부터 합성된 그래핀은 이를 활용한 전자소자에서 전하 이동도 및 Dirac 전압의 변화 감소를 통해 높은 구동 안정성을 보였다. 이를 통해 차세대 전자소자의 핵심 재료로써 그래핀을 활용하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다.