• Membrane Journal
• /
• v.27 no.1
• /
• pp.68-76
• /
• 2017

Flat membrane with $0.4{\mu}m$ pore size was prepared with PVdF (polyvinylidene fluoride) nanofiber, which has the advantages such as excellent strength, chemical resistance, non-toxicity, and incombustibility. The spiral wound module was manufactured with the flat membrane and a woven paper. Hybrid water treatment process was composed of the PVdF nanofibers spiral wound microfiltration and granular activated carbon (GAC) adsorption column. Effect of GAC packing mass was investigated by comparing the case of recycling or discharging the treated water using the synthetic solution of kaolin and humic acid. After each filtration experiment, water back-washing was performed, and recovery rate and filtration resistances were calculated. Also, effect of GAC adsorption was compared by measuring turbidity and $UV_{254}$ absorbance. As a result, there was no effect of GAC packing mass on turbidity treatment rate; however, the treatment rate of $UV_{254}$ absorbance was 0.7~3.6% for recycling the treated water, and increased to 3.2-5.7% for discharging the treated water. In the case of recycling the treated water, reversible filtration resistance ($R_r$) and irreversible filtration resistance ($R_{ir}$) trended to decrease as increasing GAC packing mass; however, total fitration resistance ($R_t$) was almost constant, and recovery rate of water back-washing trended to increase a little.

• Korean Journal of Optics and Photonics
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.384-391
• /
• 2005

A polymer optical microring resonator, which is laterally coupled to a straight bus waveguide, has been proposed and demonstrated using a nanoimprint technique. The propagation loss of the ring waveguide and the optical power coupling between the ring and bus waveguides was calculated by using a beam propagation method, then the dependence of the device performance on them was investigated using a transfer matrix method. We have especially introduced an imprint stamp incorporating a smoothing buffer layer made of a silicon nitride thin film. This layer played an efficient role in improving the sidewall roughness of the waveguide pattern engraved on the stamp and thus reducing the scattering loss. As a result the overall Q factor of the resonator was greatly increased. Also it reduced the gap between the ring and bus waveguides effectively to enhance the coupling between them, without relying on the direct writing method based on an e-beam writer. As for the achieved device performance at the wavelength of 1550 nm, the quality factor, the extinction ratio, and the free spectral range were ~103800, ~11 dB, and 1.16 m, respectively.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.37 no.1
• /
• pp.36-42
• /
• 2024

Roll-to-roll processing holds an integral position within the manufacturing landscape, and its significance reverberates across numerous industries. This versatile technology platform encompasses a diverse array of process methods and accommodates a wide spectrum of material categories, making it a cornerstone of modern production. Within this expansive domain, two commonly employed coating techniques, namely the slot die and gravure coating methods, have earned their prominence for their precision and efficiency in delivering flawless coatings. Additionally, the realm of drying processes relies heavily on thermal drying, infrared (IR) drying, and ultraviolet (UV) drying methods to expedite the transformation of materials from their liquid or semi-liquid states to solid, ready-to-use products. The undeniable importance of roll-to-roll processing lies in its ability to streamline manufacturing processes, reduce costs, and enhance product quality. This article embarks on a comprehensive journey to fathom the depth of this importance by delving into the intricacies of these common roll-to-roll process methods. Through rigorous research and meticulous data collection, we aim to shed light on the pivotal role these techniques play in shaping various industries and advancing the world of manufacturing. By understanding their significance, we can harness the full potential of roll-to-roll processing and pave the way for innovation and excellence in production.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• v.22 no.1
• /
• pp.13-20
• /
• 2005

Bound abrasive grinding is used for the initial fabrication phase of the precision aspheric mirrors for both space and ground based astronomical telescopes. We developed a new grinding optimization process that determines the input grinding variables for the target surface roughness, checks the grinding error magnitude in resulting surface roughnesses, and minimizes the required machining time. Using the machining data collected from the previous grinding runs and subsequently fed into the multivariable regression engine, the process has the evolving controllability that suggests the optimum set of grinding variables for each target surface roughness. The process model was then used for ten grinding experiments that resulted in the grinding accuracy of $=-0.906{\pm}3.38(\sigma)\;nm(Ra)$ for the target surface roughnesses of Zerodur substrate ranging from 96.1 nm (Ra) to 65.0 nm (Ra) The results imply that the quantitative process optimization technique developed in this study minimizes the machining time and offers the nanometric surface roughness controllability superior to the traditional, qualitative, craftsman based grinding process for the astronomical optical surfaces.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.22 no.5
• /
• pp.467-472
• /
• 2011

This study investigated illite/polypropylene (PP) composite filament formation via melt-spinning and evaluated their physical properties to prepare functional fibers using natural materials. When composite filaments were formed, the composite filaments exhibited smaller fiber diameters compared to that of neat PP filament because of the lubricant effect of illite induced by its layered structure. Moreover, fluorination effect increased interfacial affinity and dispersion in the polymer, resulting in smaller diameter of fluorinated illite/PP composite filament, which was 2/3 of the neat PP filament diameter. Addition of raw and fluorinated illite improved thermal stability of illite/PP composite filament. Raw illite/PP composite filament cannot be used for a practical application, because it broke during drawing process, whereas the fluorinated illite/PP composite filament can be used for a practical application, because it exhibited similar tensile strength of the neat PP filament and 50% increased modulus. Even with improved illite/PP interfacial affinity and illite dispersion in the polymer, illite/PP composite filament formed microcomposite, because non-expandable illite had strongly bound layers, resulting in only a little illite exfoliation and PP intercalation into illite.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.274-274
• /
• 2016

터치스크린패널로 응용하기 위하여 80%이상의 높은 투과도와 낮은 저항이 요구된다. 그 중에서도 무반사 효과 (anti-reflective, AR) 를 크게하여 투과도를 향상시키는 방법으로 나노구조물, 증착시 경사각, 다층박막 방법 등이 연구 개발되고 있다. 단일 박막을 이용하여 무반사 코팅을 하는 경우, 정밀한 굴절률 조절이 어려우며 낮은 반사율 영역의 선폭이 좁은 단점이 있다. 반면, 저/고굴절률 다층박막의 경우 비교적 굴절률 조절이 용이하고 가시광영역 전반적으로 높은 투과도를 가질 수 있다. plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 증착법을 이용하여 무반사 효과를 증대시키기 위해 저/고굴절률 다층구조의 박막을 두께조합에 따라 평가하였으며, 가장 널리 사용되고 있는 Sputtering증착법과 비교하여 연구하였다. 제작된 다층박막의 구조는 glass(sub.)/SiN/SiO2/ITO 이며, 무반사 코팅층인 SiN/SiO2층은 각각 PECVD와 Sputtering 증착법을 통해 성장되었고, ITO는 스퍼터링 증착법을 이용하여 동일하게 성장하였다. 그 결과 PECVD 증착법이 Sputtering 증착법에 비하여 가시광영역(400~800nm)에서 더 높은 투과도를 얻게 되었다. 결과의 차이에 대해서 PECVD 증착법과 Sputtering 증착법으로 성장된 SiN, SiO2 박막의 광학적 특성과 물리적 특성의 변화를 spectroscopic ellipsometry (SE), Rutherford backscattering (RBS), atomic force microscopy (AFM) 을 이용하여 비교, 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.212-212
• /
• 2016

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 우수한 물성으로 인하여 광범위한 분야로 응용이 가능할 것으로 예상되어 많은 주목을 받아왔다. 이러한 그래핀의 응용가능성을 실현시키기 위해서는 보다 손쉽고 신뢰할 수 있는 합성방법의 개발이 필요한 실정이다. 그래핀의 합성 방법들로 흑연을 물리적 및 화학적으로 박리하거나, 특정 결정표면 위에 방향성 성장의 흑연화를 통한 합성, 그리고 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; T-CVD) 등의 합성방법들이 제기되었다. 이중 T-CVD법은 대면적으로 두께의 균일성이 높은 그래핀을 합성하기 위한 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 그러나 일반적으로 T-CVD공정은 원료 가스인 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $1000^{\circ}C$부근의 온공정이 요구되며, 이는 산업적인 응용의 측면에서 그래핀의 접근성을 제한한다. 따라서 대면적으로 고품질의 그래핀을 저온합성 할 수 있는 공정의 개발은 필수적이다. 본 연구에서는, 플라즈마를 이용하여 원료가스를 효율적으로 분해함으로써 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 퀄츠 튜브로 구성된 수평형 합성장치는 플라즈마 방전영역과 T-CVD 영역으로 구분되며, 방전되는 유도결합 플라즈마는 원료가스를 효율적으로 분해하는 역할을 한다. 합성을 위한 기판과 원료가스로는 각각 전자빔 증착법을 통하여 300nm 두께의 니켈 박막이 증착된 실리콘 웨이퍼와 메탄가스를 이용하였다. 저온합성공정의 변수로는 인가전력과 합성시간으로 설정하였으며, 공정변수의 영향을 확인함으로써 그래핀의 저온합성 메커니즘을 고찰하였다. 연구결과, 인가전력이 증가되고 합성시간이 길어짐에 따라 원료가스의 분해효율과 공급되는 탄소원자의 반응시간이 보장되어 그래핀의 합성온도가 저하가능함을 확인하였으며, $400^{\circ}C$에서 다층 그래핀이 합성됨을 확인하였다. 또한 플라즈마 변수의 보다 정밀한 제어를 통해 합성온도의 저온화와 그래핀의 결정성 향상이 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.229.1-229.1
• /
• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• Membrane Journal
• /
• v.26 no.4
• /
• pp.291-300
• /
• 2016

Techniques for selectively separating molecules of gas and liquid states using various separation membranes have been widely used in variety of applications such as chemical, biological, pharmaceutical, and petrochemical industries. As the nanochannel diameter, inter-channel distance and length of the nanochannel of the anodic aluminum oxide (AAO) membranes can be precisely controlled, various studies to effectively separate mixture of various molecules using AAO membrane have been widely carried out. In this study, we fabricated AAO membranes of cylindrical nanochannels of various diameter sizes and of through-hole structure, that is, nanochannels of which both ends of each nanochannel are open. Using those AAO membranes of through-hole nanochannel structure, we studied the selective permeation polymer chains dissolved in a solvent based on hydraulic volume of the polymer chains. We found a precise, quantitative relationship between the radius of gyration of polymer chains that permeated through nanochannels inside AAO membrane and the diameter of nanochannels. In addition, we demonstrate that the behavior of the polymer solution flowing through nanochannel of the AAO membrane can be successfully described with the Hagen-Poiseuille relationship. It is, therefore, possible to theoretically interpret the nanoflow of the solution flowing inside the cylindrical nanochannel.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.25 no.2
• /
• pp.67-73
• /
• 2005

The thickness of a Si3N4 thin film with a 100m nominal thickness was measured by use of a Mach-Zehnder interferometer. The map of the phase-delay through the thin film was obtained by an interframe intensity-correlation-matrix method that could elliminate phase-shifting errors. After the spatial phase-shifting errors were treated with a least-squares method, the reference to surface of the phase map was estimated. The overall accuracy of the method was found to be 5nm.