• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.414-420
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• 2007

지금까지 우리는 몇 가지 나노입자에 대한 박테리아를 이용한 독성평가 및 탐지 연구 사례를 보았다. 이들은 주로 세포의 생장과 관련하여, 그 평가가 이루어졌고, silver nanoparticles과 같이 그 메커니즘을 밟히기 위해 좀 더 진행이 된 것 또한 있었다. 그러나 아직 그 연구 수준은 매우 미비한 상태이다. 위에서 살펴 본 대부분의 나노입자의 경우 산화적 손상과 밀접한 관련이 있어 보인다. 이것은 나노입자로부터 발생할 이온들에 의해 혹은 나노입자가 박테리아와 작용하여 세포막표면에 직접 달라붙는 현상들에 의해, 일어나는 것이 아닌가 하는 생각을 하게 한다. 그리고 이러한 결과들을 통하여, 나노입자의 독성 경로를 어느 정도 예측할 수 있을 것이다. 확실히 밝혀내지 못한 이러한 독성 경로에 대한 연구가 더 활발히 진행되어야 할 것이다. 나노물질의 많은 장점으로 인하여, 이미 많은 항균성 나노물질이 생산되어 이용되었지만 앞으로 새롭게 합성될 숫자는 우리가 예상할 수 없을 만큼 늘어날 것이라고 생각한다. 그리고 우리는 이들의 무분별한 사용으로 인한 부작용에 다시 한번 놀라게 될 것이고, 그들의 독성에 대해서 걱정할 것이다. 우리는 이들 나노물질에 대해서 단순한 세포 생장 연구를 벗어나, 그 독성 메커니즘을 밝히는 연구 또한 동시에 진행해야 할 것이다. 그것은 동물이나 사람세포의 독성경로 파악에도 유용한 정보를 제공할 수 있고, 나노물질의 이용으로 인한 폐해를 막을 수 있는 중요한 방법이 될 수 있는 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권8호
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• pp.701-707
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• 2014

친환경 소재인 황토는 화장품, 건축물, 식 음료 저장용기 등의 제조에 이용된다. Polyethylene terephthalate(PET, 페트) 는 식 음료 저장용기로 널리 사용되고 있으나, 미세기공(~nm)이 존재하여 페트 내 외부 사이에 공기의 유동으로 음료수에 유통기한이 단축되는 문제점이 대두되고 있다. 본 연구의 목적은 황토-폴리스티렌 하이브리드 구조체를 제작하여 이를 페트에 적용시켜 유통기한의 연장을 꾀하고자 한다. 친수성 소재인 황토의 소수성 페트에 직접적용을 위해 매개체로 소수성 폴리스티렌을 이용하였다. 나노크기의 황토입자가 분산된 현탁액을 에멀젼 중합으로 나노크기의 폴리스티렌 입자 내부에 캡슐화 시켰다. 원활한 캡슐화 과정을 위해 에멀젼 중합 조건을 확립하였으며, 제작된 하이브리드 구조체의 형태 및 캡슐화 정도를 주사전자현미경, X-선 분광기, X-선 회절 분석기로 분석하였다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.195-204
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• 2012

미생물에 의한 광물합성은 지화학적 순환 및 미생물의 독성에 대한 저항기작을 위해 주로 연구되어져 왔으나 본 논문에서는 NanoFermentation을 통한 경제적, 친환경적, 저에너지, 대량생산이 가능한 나노입자 크기의 자철석 합성연구를 소개하고 또한 초상자성(Superparamagnetism)과 준강자성(Ferrimagnetism)을 결정짓는 입자크기에 대한 조절인자를 살펴보고자 한다. NanoFermentation을 통한 자철석의 합성 시 입자 크기의 조절 인자는 선택된 미생물 종 및 배양 온도, 배양액의 화학적 조성, 배양기간, 치환된 원소의 조성 및 함량, 자철석 전조물질(Precursor)의 형태, 반응 부피의 증가 및 자철석 전조물질의 농도와 같은 조건들의 조합에 의해 결정되어지며 주로 핵형성 및 결정 성장의 균형에 의해 조절된다. 생광물화 작용을 통한 무기재료의 합성 연구는 앞서 언급한 지표에서의 원소의 순환 및 미생물 생리학적 측면뿐만 아니라 최종 산물인 나노입자의 대량 생산을 통해 재료학적 응용 분야에도 많은 파급 효과가 예상된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3210-3219
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• 2015

생산기술연구원은 다성분 나노구조 코팅재료 공정기술을 개발하여, 자동차 산업분야 기업을 대상으로 3년간 기술이전을 추진하였으나 아직 성과를 보이지 못하고 있다. 이에 본 연구는 출연(연)의 우수한 기술을 기업으로 이전하기 위해서는 기술마케팅을 위한 대상기업 선정이 중요하다고 보고, 특허 인용 네트워크를 이용한 잠재 수요기업 발굴 기법을 시도한다. 이를 위해 기술의 경로의존성이라는 이론적 전제 하에, 특허 인용정보에 기반한 사회연결망분석을 수행하였다. 분석 결과, 다성분 나노구조 코팅재료 공정기술에 대한 잠재적 수요는 생산기술연구원이 초기에 기대했던 산업분야가 아닌 다른 산업분야에서 발생할 가능성이 있음을 확인하였다. 이러한 연구결과는 출연(연) 기술마케팅에 특허 인용 네트워크 분석 결과가 반영될 필요가 있으며, 기술마케팅 프로세스가 보다 다양한 피드백 관계를 포함하는 유연한 형태로 개선되어야 함을 시사한다.

• 멤브레인
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• 제31권2호
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• pp.133-144
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• 2021

알칼리 수전해 시스템은 다양한 수소 생산 공정 중에서 가장 온실가스 발생량이 적은 그린 수소를 생산하는 방식 중 가장 오래된 기술이다. 알칼리 수전해 시스템은 알칼리 조건에서 사용되며, 고분자 전해질막 수전해와는 다르게 니켈, 코발트, 은 등의 안정한 전이금속을 전극촉매로 사용할 수 있다. 이 시스템은 가격이 저렴하고 대용량화가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 알칼리 수전해 시스템은 20세기 초부터 MW급 수소발생장치에 적용되어 왔으며 현재 20여 개의 제조업체에서 상용제품을 판매하고 있는 안정화된 기술이다. 본 논문에서는 알칼라인 수전해의 기본원리 및 사용되는 촉매, 전극, 격막 등에 대해 알아보고 그 중 핵심소재인 격막의 연구개발 동향에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제21권2호
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• pp.50-57
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• 2017

셰일 저류층은 매우 미세한 입자로 구성되어 있으며, 공극의 크기가 나노미터에 불과하다. 본 연구에서는 셰일 암체에서의 크누센 확산영향, 균열대 및 암체에서 상대투과도, 셰일가스 생산에 따른 균열투과도 변화를 적용하여 그 영향을 분석하였다. 이를 위해 캐나다 혼리버 셰일 저류층 모델을 구축하였으며, 장기간 생산을 하는 셰일 저류층에서의 확산 및 선행연구에서 제안된 균열대 상대투과도를 적용하여 생산성에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 암체와 균열대에서 동생수가 생산성에 미치는 영향과 저류층 생산에 따른 균열투과도 변화를 적용하여 생산성을 평가하였다.

• 소성∙가공
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• 제31권5호
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• pp.302-308
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• 2022

In this study, the weight of the platen was reduced using the structural strength analysis and topology optimization design of the extruder by finite element analysis. The main components of the extruder such as the stem and billet, were modeled, and the maximum stress and safety factor were verified through structural strength analysis. Based on the results of the structural strength analysis, the optimal phase that satisfies the limitation given to the design area of the structure and maximizes or minimizes the objective function was obtained through a numerical method. The platen was redesigned with a phase-optimal shape, the weight was reduced by 40% (from the initial weight of 11.1 tons to 6.6 tons), and the maximum stress was 147.49 MPa safety factor of 1.86.

• 한국광학회지
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• 제32권5호
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• pp.209-214
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• 2021

본 논문에서는 단파장 영역인 1018 nm에서 최고 출력 626 W를 가진 고출력 이터븀(ytterbium, Yb) 첨가 광섬유 레이저에 대해 보고한다. Yb 광섬유 레이저에서 이득률이 낮은 단파장 영역인 1018 nm에서 레이저를 발진시키기 위한 조건을 이론적으로 조사해보고, 광섬유 끝 단단면 조건에 따른 되먹임 신호를 측정하여 안정적인 레이저 발진 조건에 대하여 연구하였다. 그 결과를 바탕으로 제작한 단일 공진기 구조의 Yb 광섬유 레이저 시스템으로부터 729 W의 펌프 출력에서 최고 출력 626 W의 1018 nm 파장 레이저 출력을 안정적으로 얻을 수 있었으며 그때 기울기 효율은 86.6%로 측정되었다. 본 연구에서 얻은 1018 nm 파장의 Yb 광섬유 레이저 결과는 지금까지 국내에서 보고된 1030 nm 이하 단파장에서 발진된 Yb 광섬유 레이저 출력 중 가장 높은 출력이며, 세계적으로도 상용 Yb 광섬유와 광부품을 사용한 결과 중 가장 높은 출력에 해당된다. 그리고 향후 더 높은 출력을 얻기 위한 방법에 대해 논의하고자 한다.

• 적정기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.72-81
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• 2021

안전한 음용수 확보를 위한 적정기술로써 환경적, 기술적 요구사항을 충족할 수 있는 나노섬유 멤브레인으로 구성된 무동력 막 여과 시스템을 평가하였다. 이 장치는 수두차에 의한 중력과 생물학적 막 오염층 제어로 별도의 에너지원이 필요 없고, 핵심 소재인 PVDF 나노섬유 멤브레인 필터가 병렬로 연결, 모듈화되어 있어 물 생산성을 높이는 구조이다. 이 장치의 실제 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 Pilot-scale (3000-5000 L/day) 나노섬유 멤브레인 기반 정수 시스템이 개발도상국(키리바시, 투발루 등)에 2017년 8월 설치되어 3개월간 운영되었다. 14-92 L/(m²×h)의 플럭스로 안정적 물 생산성을 확인하였고 처리수의 탁도와 박테리아의 높은 제거율 (99.99% 이상)로 안전한 수질을 장기간 제공할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 현장 적용을 통해 나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템이 장기간 안전한 음용수를 공급할 수 있는 정수장치로 평가되었고, 적정기술로써 개도국의 수처리 장치로 활용 가능성을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2015

반도체 공정의 발전에 의해 최근 생산되는 메모리 등은 십 수 나노미터까지 좁아진 선 폭을 갖게 되었다. 이러한 이유로, 기존에는 큰 문제를 발생시키지 않던 나노미터 영역의 입자들이 박막 증착 공정과 같은 반도체 제조공정 수율을 저감시키게 되었다. 따라서 오염입자의 유입을 막거나 제어하기 위해 transmission electron microscopy (TEM)나 scanning electron microscopy (SEM)과 같은 전자현미경을 활용한 비 실시간 입자 측정 방법 및 광원을 이용하는 in-situ particle monitor (ISPM) 및 전기적 이동도를 이용한 scanning mobility particle sizer (SMPS) 등 다양한 원리를 이용한 실시간 입자 측정방법이 현재 사용중에 있다. 이 중 진공 내 입자의 수농도를 측정하기 위해 개발된 particle beam mass spectrometer (PBMS) 기술은 박막 증착 공정 등 chemical vapor deposition (CVD) 방법을 이용하는 진공공정에서 활용 가능하여 개발이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 PBMS의 한계점인 입자 밀도, 형상 등의 특성분석이 용이하도록 PBMS와 scanning electron microscopy (SEM), 그리고 energy dispersive spectroscopy (EDS) 기술을 결합하여 입자의 직경별 개수농도, 각 입자의 형상 및 성분을 함께 측정 가능하도록 하였다. 협소한 반도체 제조공정 내부 공간에 적용 가능하도록 기존 PBMS 대비 크기 또한 소형화 하였다. 각 구성요소인 공기역학 집속렌즈, electron gun, 편향판, 그리고 패러데이 컵의 설치 및 물리적인 교정을 진행한 후 입자발생장치를 통해 발생시킨 sodium chloride 입자를 상압 입자 측정 및 분류장치인 SMPS 장치를 이용하여 크기별로 분류시켜 압력차를 통해 PBMS로 유입시켜 측정을 진행하였다. 나노입자의 입경분포, 형상 및 성분을 측정결과를 토대로 장치의 측정정확도를 교정하였다. 교정된 장치를 이용하여 실제 박막 증착공정 챔버의 배기라인에서 발생하는 입자의 수농도, 형상 및 성분의 복합특성 측정이 가능하였으며, 최종적으로 실제 공정에 적용가능하도록 장치 교정을 완료하였다.