• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.238.1-238.1
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• 2015

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었다. 그러나 실제적인 응용을 위해서는 그래핀의 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 필요하다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로는 그래핀을 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시킴으로써, 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법 등이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 효율적인 도핑이 가능하고, 인가전력, 처리시간 등의 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마 내에 존재하는 극성을 띄는 다양한 활성종들로 인하여 그래핀에 구조적인 결함을 형성하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 고품질 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아(NH3) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑은 라만 스펙트럼의 D, G, D', 2D밴드의 강도비와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간이 증가함에 따라 그래핀의 도핑레벨이 증가되고, 이후에는 도핑효과가 없어지고 결함의 정도가 상승하는 천이구역이 존재하며, 이를 넘어서는 너무 높은 인가적력의 처리는 그래핀에 결함을 형성하여 구조적인 붕괴를 야기함을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권8호
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• pp.477-481
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• 2008

$Eu^{2+}$ and $Dy^{3+}$ co-doped strontium aluminate, $SrAl_2O_4$ long phosphorescent phoshor was fabricated and its photoluminescence was characterized. The phosphor, $SrAl_2O_4:Eu^{2+},Dy^{3+}$ was synthesized by a coprecipitation in which metal salts of $Sr(NO_3)_2$, $Al(NO_3)_3{\cdot}9H_2O$, were dissolved in $(NH_4)_2CO_3$ solution with adding $Eu(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$ and $Dy(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$ as a activator and co-activator, respectively. The coprecipitated products were separated from solution, washed, and dried in a vacuum dry oven. The dried powders were then mixed with 3 wt% $B_2O_3$ as a flux and heated at $800{\sim}1400^{\circ}C$ for 3 h under the reducing ambient atmosphere of 95%Ar+$5%H_2$ gases. For the synthesized $SrAl_2O_4:Eu^{2+},Dy^{3+}$, properties of photoluminescence such as emission, excitation and decay time were examined. The emission intensity increased as the annealing temperature increased and showed a maximum peak intensity at 510 nm with a broad band from $400{\sim}650\;nm$. Monitored at 520 nm, the excitation spectrum showed a maximum peak intensity at $315{\sim}320\;nm$ wavelength with a broad band from $200{\sim}500\;nm$ wavelength. The decay time of $SrAl_2O_4:Eu^{2+},Dy^{3+}$ increased as the annealing temperature increased.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.743-748
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• 2017

체외 및 체내 삽입형 이미징 기술 등에 의해서는 판별이 어려운 질환의 조기 진단을 위해 인체 내 삽입이 가능하며 체내 국소부위의 정밀 측정이 가능한 새로운 진단기술이 필요하다. 동맥경화로 발전할 수 있는 죽상경화반의 경우 이미징 기술로는 판별이 어려우나 건강한 조직 대비 미세한 기계적 물성치의 차이를 가질 것으로 예상되어 정밀한 국소 조직의 기계적 강도 측정을 통한 조기 진단이 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 궁극적으로 체내 삽입이 가능하며 국소 조직의 강도 측정이 가능한 압전 재료 기반 캔틸레버 센서를 제작하고자 하였다. 압전 기능을 갖는 캔틸레버 제작을 위해 $BaTiO_3$ 나노입자 기반의 압전 고분자 복합재 최적화 연구 및 열 인장 공정으로 캔틸레버 끝 단에 마이크로 콘 구조의 팁을 제작하였다. 이 압전 캔틸레버 센서를 이용하여 기계적 물성치가 다른 생체 조직의 강도 측정을 통해 센서로서의 기능을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.40-46
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• 2015

카본나노튜브(CNT)와 폴리아닐린(PANI)과 같은 도전성물질의 서스펜션을 함유한 마이크로캡슐이 멜라민과 포름알데히드의 in situ 중합법에 의해 제조되었다. 평균직경 $10-20{\mu}m$의 안정된 마이크로캡슐이 관찰되었으며, 이 마이크로 캡슐의 표면 모폴로지와 화학구조, 열적특성을 광학현미경, 주사전자현미경(SEM), 적외선 분광분석(FT-IR), 열중량분석(TGA) 등으로 측정하였다. 테트라클로로에틸렌과 아이소파 G (isopar-G) 및 CNT나 PANI로 구성된 도전성물질 서스펜션을 함유한 마이크로캡슐의 전기전도도를 캡슐벽을 깨뜨린 후 측정하였다. 마이크로캡슐의 심물질인 CNT나 PANI의 양이 증가할수록 측정된 전류는 증가하였다. 분쇄된 캡슐의 심물질의 전도도를 측정한 결과는 CNT나 PANI가 캡슐이 깨졌을 때, 빠져나온 심물질인 전도성 물질이 단락된 서킷을 연결해 줄 수 있는, 자기치유형 전자재료 시스템에 폴리 멜라민 포름알데히드 베이스의 코어 쉘(core shell) 마이크로캡슐이 적용 가능한 것을 보여준다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권12호
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• pp.119-127
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• 2007

Recently, microstructures fabricated using microstereolithography technology have been used in the biological, medical and mechanical fields. Microstereolithography can fabricate real 3D microstructures with fine features, although there is presently a limited number of materials available for use in the process. Deformation of the fine features on a fabricated microstructure remains a critical issue for successful part fabrication, and part deformation can occur during rinsing or during fabrication as a result of fluid flow forces that occur during movement of mechanical parts of the system. Deformation can result in failure to fabricate a particular feature by breaking the feature completely, spatial deflection of the feature, or attaching the feature to neighboring microstructures. To improve mechanical strength of fabricated microstructures, a clay nanocomposite can be used. In particular, a high-aspect ratio microstructure can be fabricated without distortion using photocurable liquid resin containing a clay nanocomposite. In this paper, a clay nanocomposite was blended with a photocurable liquid resin to solve the deformation problem that occurs during fabrication and rinsing. An optimal mixture ratio of a clay nanocomposite was found through tensile testing and the minimal allowable distance between microstructures was found through fabrication experimentation. Finally, using these results, high-aspect ratio microstructures were fabricated using a clay nanocomposite resin without distortion.

• 정보처리학회논문지A
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• 제17A권3호
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• pp.145-152
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• 2010

대부분의 모바일 웨어러블 헬스케어 모니터링 의류 시스템은 생체신호를 측정할 수 있는 센서와 데이터 취득과 무선 통신 및 제어를 담당하는 회로부, 이들을 내장하는 의복으로 구성된다. 기존의 의복형 헬스케어 시스템은 센서를 의복에 장시간 내장하기가 어렵고, 피부 접촉 시 시간에 따라 저항 값이 변화하기 때문에 장기적인 생체 신호 모니터링이 쉽지 않으며, 센서 전극과 회로 사이에 존재하는 신호선의 물리적 장애 요인도 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, PVDF에 PEDOT 재료를 코팅하여 만든 패브릭 나노웹 ECG 전극과 PVDF 필름을 사용한 호흡 센서를 $10\;{\mu}m$ 두께의 디지털 실을 이용하여 사용자의 의류와 일체화하였다. 탈부착이 가능한 무선 블루투스(Bluetooth) 내장 스테이션과 디지털실로 기존 의류와 일체화한 생체 신호 측정용 의류 제작을 통해, 휴대폰에서 손쉽게 심전도(ECG)와 맥박신호를 표시 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.629-636
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• 2014

비정질합금이 가지고 있는 우수한 기계적 성질과 화학적 특성을 부품소재에 표면개질을 목적으로 고속화염 용사법으로 대면적 코팅층을 형성하였고 내열성이 높은 자융성합금과 초경합금 성분들을 적절히 혼합하여 비정질기지 복합재료를 제조하여 코팅들의 미세조직 관찰과 나노인덴테이션을 이용한 미세표면의 기계적 거동을 분석하였다. 각 코팅층의 미세조직을 관찰한 결과, 단일상 비정질 코팅에는 미용융 입자와 lamellae 영역이 존재하고 자융성합금이 고용된 복합재에는 in-situ $Cr_2Ni_3$ 석출물, 자융성합금과 초경합금성분이 함께 혼합된 코팅층은 석출물과 ex-situ WC 강화입자가 공존하였다. 이들 미세표면의 기계적 거동은 제 2 상이 고용된 비정질 기지 복합재의 코팅층의 기계적 특성이 전체적으로 향상되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.943-951
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• 2014

마이크로/나노 압입시험에 사용되는 각뿔 혹은 원뿔형 압입자의 선단 형상은 제작한계 및 사용 중 마모 등으로 인해 필수적으로 곡면 형태를 띄게 된다. 많은 압입시험 관련 연구에서 각뿔형 압입자의 선단 형상은 편의상 구형으로 가정한 후, 얕은 압입에 대한 구형압입 이론식을 적용하고 있다. 이러한 가정에는 근본적으로 두 가지 문제점이 있는데, 첫 번째로 이론해의 정확성은 재료 물성치 및 압입자 형상에 따라 변화한다는 점이며, 두 번째로 각뿔형 압입자의 실제 선단 형상은 이상적인 구형이 아니라는 점이다. 본 연구에서는 유한요소해석에 기반하여 압입시험에 미치는 이 두 요소의 영향을 분석한다. 먼저 탄성 구형 압입시험에 대해 푸아송비와 하중-변위 곡선의 상관관계를 살펴보고, 이를 기반으로 수정된 구형 탄성 압입 관계식을 제시한다. 이어 가정된 Berkovich 선단 형상의 3차원 유한요소해석으로부터 압입깊이에 따른 하중-변위 곡선의 특성을 분석한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1227-1233
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• 2011

Cellulose Electro-Active Paper (EAPap) has been known as a new smart material that is attractive for a bio-mimetic actuator due to its merits in terms of lightweight, dry condition, large displacement output, low actuation voltage and low power consumption. Cellulose EAPap is made by regenerating cellulose and aligning its micro-fibrils. This paper introduces several EAPap materials, which are based on natural cellulose and its hybrid nanocomposites mixed/blended with inorganic functional materials. By chemically bonding and mixing with carbon nanotubes and inorganic nanoparticles, the cellulose EAPap can be a hybrid nanocomposite that has versatile properties and can meet material requirements for many applications. Recent research trend of the cellulose EAPap is introduced in terms of material preparations as well as application devices including actuators, temperature and humidity sensors, biosensors, chemical sensors, and so on. This paper also explains wirelessly driving technology for the cellulose EAPap, which is attractive for bio-mimetic robotics, surveillance and micro-aerial vehicles.

• 한국염색가공학회지
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• 제30권2호
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• pp.98-106
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• 2018

In this study, graphene oxide(GO) was synthesized by using Hummer's method. Then, GO was used as a additive for epoxy resin nanocomposites that were prepared by mixing Tetraglycidyl diamino diphenyl methane(TGDDM) and hardner(MDEA+M-MIPA). Thermal and mechanical properties of epoxy resin nanocomposites were confirmed by analytical methods such as TG-DTA, DMA, fracture toughness, tensile strength, and flexural strength. The fracture surfaces of epoxy resin nanocomposites with different content of the GO were observed by a Scanning Electron Microscope(SEM). The mechanism for mechanical properties of epoxy resin nanocomposites was analyzed by modeling of nanocomposites with different GO weight. Due to the GO, both the heat resistance and the glass transition temperature of the epoxy resin nanocomposites were improved. Interestingly, when 0.1wt.% of GO was added to the epoxy resin/hardner mixture, the properties of mechanical increased compared with the neat epoxy resin. This results were caused by an aggregation between the GO.