Purpose: This study was performed to investigate mechanical properties of the porous Ti implants according to porosity. Porous Ti implant will be had properties similar to human bone such as microstructure and mechanical properties. Methods: Porous Ti implant samples were fabricated by sintering of spherical Ti powders(below $25{\mu}m$, $25{\sim}32{\mu}m$, $32{\sim}38{\mu}m$, and $38{\sim}45{\mu}m$) in a high vacuum furnace. Specimen's diameter and height were 4mm and 40 mm. Surface and sectional images of porous Ti implants were evaluated by scanning electron microscope(SEM). Porosity and average pore size were evaluated by mercury porosimeter. Young's modulus and tensile strength were evaluated by universal testing machine(UTM). Results: Porosity of Implant was increased according to larger particle size of the powder. Boundary portions of particles are sintered fully and others portions were formed pore. Young's modulus was decreased by formed porous structure. Tensile strength was decreased according to larger the particle size of the powder, but higher than human bone. Conclusion: If prepared by adjust the porosity of the porous Ti implant will be able to resolve the stress shielding phenomenon.
The objective of this study is to investigate the effect of multi-hole nozzle on the performance of small CRDI engine. Combustion and exhaust emission characteristics of engine were studied by using CFD simulation with ECFM-3Z combustion model. The conditions of simulation were varied with nozzle geometry, injection timing and injection quantity. In addition, the results were compared in terms of combustion pressure, rate of heat release, $NO_x$ and soot emissions. It was found that combustion pressure was increased when injection timing was advanced. The rate of heat release of 6 hole nozzle was higher than that of 12 hole nozzle since the quantity of fuel impinged at the bottom of piston rim was different under different injection timing conditions. In the case of $NO_x$ emission, 6 hole nozzle generated more $NO_x$ emission than 12 hole nozzle. On the other hand, in the case of soot emission, 12 hole nozzle showed higher value than 6 hole nozzle because injected fuel droplets from multi-hole nozzle were coalesced.
유기물질, 전이금속 및 유기-금속 구조체(MOFs)를 기반으로 하는 촉매들이 유기인 계열 독성물질들을 분해하고 제거하는데 효과적임이 보고되어 왔다. 최근 20년간 독성물질 분해연구를 위해 다공성 MOFs들이 응용 목적에 맞게 디자인되고 합성되었다. $Zr_6$ 기반의 금속노드와 유기결합체를 가지는 MOFs들은 세공크기, 공극률, 표면적, Lewis acidic 자리 그리고 열적 안정성 등과 같은 기본구조내의 변형이 가능하기 때문에 화학작용제, 살충제 및 제초제를 제거하는 촉매로 널리 사용되어왔다. 본 리뷰에서는 구조, 안정성, 입자크기, 연결된 리간드 수, 유기 기능기 등에 따른 MOFs들의 촉매효율과의 연관성을 다루게 될 것이다.
본 연구는 황동광의 황산침출에 관한 연구로 황산 농도, 침출온도, 첨가제로 과산화수소 및 에틸렌글리콜 첨가에 따른 구리 침출거동을 조사하였다. 침출용액에 과산화수소 및 황산의 농도가 증가할수록 구리 침출률이 증가하였다. 침출온도에 따른 구리 침출률은 $30 -60^{\circ}C$에서 상승하였으나, $70 -80^{\circ}C$에서는 감소하였다. 침출된 구리의 양이 감소하는 결과는 $70^{\circ}C$ 이상의 온도에서 용액 중에 함유된 과산화수소의 분해에 의한 것이었다. $80^{\circ}C$에서 에틸렌글리콜을 첨가하였을 경우 과산화수소의 분해가 억제되어 구리 침출률이 증가하였다. 침출 잔사의 SEM 분석 결과, 에틸렌글리콜을 첨가할 경우 침출 잔사가 다공성의 형태로 변형되는 것을 확인하였으며, 에틸렌글리콜 첨가 시 $60^{\circ}C$ 이하에서도 구리 침출률이 증가하였다.
화강암(풍화), 석회암, 사암, 응회암, 셰일, 현무암 등 6가지 국내 암석을 대상으로 동결-융해에 의한 암석의 풍화과정을 실험하였다. 동결-융해 시 온도범위는 $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$로 최대 40회까지 동결-융해를 반복하면서 비중, 공극률, 탄성파 속도, 쇼어경도를 측정하였다. 동결-융해 횟수가 증가함에 따라 공극률이 큰 화강암(w), 셰일, 현무암의 경우 기존의 균열이 성장하는 것이 뚜렷이 관찰되었고 시험편이 상하부로 분리되기도 하였다. 비중의 변화는 뚜렷이 관찰되지 않았다. 화강암(w), 셰일, 현무암의 탄성파 속도와 쇼어경도 값은 동결-융해에 의해 크게 감소하였고 석회암, 사암, 응회암의 경우 그 변화폭이 작았다. 공극률의 경우 인장강도가 작은 화강암(w), 셰일, 현무암이 크게 증가하였고 나머지 암종은 거의 변화하지 않았다. 실험 결과를 이용하여 선형 회귀식을 도출하였고, 각 회귀식의 계수와 동결-융해 풍화 민감도(=초기 공극률/초기 인장강도)와의 상관관계를 살펴보았다. 이를 이용하여 암석의 초기 물성 값만으로도 동결-융해에 의한 풍화를 예측 가능할 것으로 판단된다.
탈미네랄화된 골분(demineralized bone particle, DBP)은 골/연골 형성의 강력한 유도인자로 사용된다. 본 연구에서는 용매 캐스팅/염 추출법을 이용해 함량별 DBP와 PLGA가 하이브리드화된 다공성 지지체를 실제 디스크 형태와 유사하게 제조하였다. 제조된 지지체의 특성을 분석하기 위하여 다공도, 표면 젖음성 및 물 흡수성을 측정하였다. 디스크 세포인 섬유륜 및 수핵 세포는 토끼로부터 분리하여 제조된 지지체에 각각 파종한 후, 지지체를 재조합하여 배양하였다. 지지체에 파종된 디스크 세포의 생존율과 증식률은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide) 분석 방법을 이용하였고, 면역결핍 쥐의 피하에 삽입하여 이들의 디스크 조직 형성 정도를 확인하였다. 피하에 이식된 지지체를 적출하여 육안으로 관찰하고 모폴로지의 변화를 확인한 후, 조직을 파라핀으로 고정시켜 슬라이드를 제조하여 hematoxylin과 eosin 염색을 수행하였다. 천연/합성 하이브리드 담체로서의 DBP/PLGA 담체가 PLGA 단독으로 사용하였을 때와 비교하여 볼 때 디스크 조직의 형성이 우수하였으며, 특히 20, 40%의 DBP가 함유된 지지체가 세포의 성장과, 디스크 조직화에 유리함을 확인하였다.
친환경 복합단열재를 개발하기 위하여 천연섬유질과 다공성 세라믹볼을 심재로, 활성황토를 결합재로 사용하였다. 물/결합재비 및 심재/결합재비를 다양하게 변화시켜 공시체를 제작하였으며, 공시체의 제 물성을 조사하기 위하여 압축강도, 휨강도, 흡수성, 내열수성, 세공분석, 열전도율 및 SEM에 의한 미세조직 관찰을 실시하였다. 그 결과 최대 압축강도는 물/결합재비와 심재/결합재비에 따라 다양하게 나타났으나 휨강도는 심재/결합재비가 증가될수록 물/결합재비에 관계없이 높게 나타났다. 내열수성시험 후에 측정한 압축 및 휨강도는 내열수성시험 전에 측정한 값에 비하여 압축 및 휨강도 모두 현저하게 저하되었다. 내열수성시험 후에 측정한 세공분석에서 결합재의 수화반응이 촉진됨으로서 세공의 평균직경, 총세공량 및 공극률은 감소되었으나 밀도는 증가되었다. 열전도율은 심재/결합재비가 증가될수록 낮아졌다. 복합단열재의 단열성과 기계적강도가 우수하여 실용화에 문제가 없는 것으로 평가되었다.
PLGA는 미국 식품의약품안전청(FDA)의 승인을 받은 합성고분자로서 생체재료로 널리 쓰이고 있다. 하지만, 분해산물인 산으로 인하여 염증반응을 일으키고, 독성물을 생산하여 세포증식률의 감소를 야기시킨다고 보고된바 있다. 이러한 PLGA의 단점을 보완하고자 생체재료인 피브린을 사용하였는데, 피브린은 피브리노겐의 풍부함과 이들의 정제가 비교적 용이하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 PLGA의 염증완화에 대한 피브린의 효과를 알아보았다. 피브린 첨가에 따른 PLGA 다공성 지지체에 염증의 발현정도를 확인하기 위해 RT-PCR을 수행하였고 지지체와 조직 간의 상호작용을 통한 염증세포의 침윤과 대식세포 발생 정도를 확인하기 위해 H&E와 ED-1 염색을 수행하였다. 위 실험결과 천연재료인 피브린이 PLGA의 이물반응을 감소시키는데 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
나노사이즈의 유기물과 무기물을 조합하여 계층적인 크기의 기공을 가지는 촉매의 개발은 서로 다른 특징을 갖는 물질의 구조제어를 통한 반응물의 이동 통로를 만들어 주어 다양한 촉매에 적용 될 수 있다. 본 연구에서는 계층적 크기의 기공을 가지기 때문에 PET 글리콜리시스에서 우수한 촉매 활성을 보일 수 있는 코발트 옥사이드/그래핀 3D 젤을 수열합성법에 의하여 제조하였다. 코발트 옥사이드와 그래핀 시트의 상호작용에 의하여 3D 젤을 얻었고, 다양한 크기의 기공 구조는 넓은 활성 면적을 주어 코발트 옥사이드의 효과적인 촉매반응을 가능하게 하였다. 촉매로 사용하였을 때 코발트와 그래핀의 시너지 효과는 제조한 물질의 구조적 장점을 가지도록 하였고, 제조한 물질을 PET 분해반응의 BHET의 높은 전환률(97.5%), 빠른 PET 분해속도(94.5%, 60 min), 반응 안정성(93.1%, 18회 재사용) 등 우수한 촉매 활성능을 보였다.
SOFC용 Ni-YSZ(Yttria Stabilized Zirconia) composite powders를 glycine nitrate process를 이용하여 만들었다. $ZrO(NO_3)_2{\cdot}2H_2O$, $Y(NO_3)_3{\cdot}6H_2O$, $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$와 glycine을 출발원료로 하였으며 Ni의 부피비를 변화시켜 각기 그들의 소결 및 환원 특성을 알아보았다. Ni과 YSZ 상들이 상호 연결된 균질하게 분포된 다공성 미세구조를 관찰 할 수 있었으며 Ni의 첨가량에 따라 가공률이 민감하게 변화함을 알 수 있었다. 35 vol% 이상의 Ni를 함유한 Ni-YSZ cermet가 SOFC용 전극재료로 사용되는데 필요한 30% 이상의 공극을 갖는 조성임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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