• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.158-158
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• 2016

최근 화석연료의 고갈과 환경 보전 및 에너지 절약에 대한 관심이 높아짐에 따라 화석연료의 소비를 최소화하고 실내조건을 쾌적하게 유지하려는 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 전체 에너지 소비의 30%이상을 차지하고 있는 건물부문에서의 에너지 소비를 줄이기 위한 활발한 연구가 진행되고 있으며 이에 따른 에너지절약 소재개발이 활발하게 진행되고 있다. 1975년 이후 여러 차례에 걸친 단열강화 조치를 통해 건물에서의 에너지 소모를 줄이고 있었으나 건물의 외벽에 대한 사항으로 한정되어있었고, 또한 건물의 창 면적이 증가함에 따라 창을 통한 열손실량과 열획득량이 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 열반사유리에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 열반사유리는 근적외선(열선)영역의 빛을 반사시켜 실내의 열손실량 및 외부에서의 열획득량을 감소시켜 에너지의 소비를 줄일 수 있는 유리을 말한다. 이러한 열반사유리은 fresnel 방정식을 통해 빛의 파장대에 따른 반사율 및 투과도를 예측할 수 있는데, 다층박막구조인 Oxide-Metal-Oxide(OMO)구조는 Oxide의 높은 굴절률과 Metal의 낮은 굴절률을 통해 가시광영역대의 높은 투과도와 근적외선 영역의 높은 반사율을 얻을 수 있다. 또한 Metal층을 삽입함으로서 flexible한 코팅이 가능하고, 높은 carrier density와 mobility로 표면 플라즈몬 공명을 통해 특정 파장대의 반사율을 높일 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. $TiO_2$는 고굴절률 및 낮은 광흡수성의 특성을 가지는 산화물반도체로 기존의 $In_2O_3$계 산화물에 비해 값이 싸고 높은 안정성과 광촉매특성을 보이므로 외부에 노출된 환경에 적합한 재료이다. Ag는 저굴절률과 낮은 광흡수성을 가지는 재료로 금속층에 적합하다. 본 연구에서는 fresnel 방정식을 통해 반사도 및 투과도를 예측하고 마그네트론 스퍼터링법으로 다층박막을 열선인 적외선 영역에서의 반사율 및 반사 효율을 평가하였다. Index-matching 시뮬레이션을 통해 $TiO_2/Ag/TiO_2$ 다층박막의 투과도와 반사도를 이론적으로 검토하였다. 시뮬레이션 프로그램은 Macleod프로그램을 이용하였고 재료 각각의 굴절률은 Ellipsometry를 이용하여 측정하였다. 두께 40 nm 와 8 ~ 16 nm를 가지는 $TiO_2$층과 Ag층을 각각 RF/DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Glass기판 위에 증착하였다. 직경 3 in 의 $TiO_2$, Ag 소결체 타깃을 이용하였고 스퍼터링 파워는 각각 200 W, 50 W로 설정하였고, 스퍼터링 가스는 Ar가스의 유량을 20 sccm으로 설정하였다. 작업압력은 모두 1 Pa로 설정하였고 타깃 표면의 불순물 및 이물질 제거를 위해 Pre-sputtering을 10분 진행하였다. 박막의 두께는 reflectometer와 Alphastep을 이용하여 측정하였고 Hall effect measurement를 이용하여 비저항, carrier density, mobility등 전기적 특성을 측정하였다. 또한 UV-VIS spectrometer와 USPM-RU-W NIR Micro-Spectrophotometer를 통해 광학적 특성을 측정하였고 계산 값과 비교분석하였다. 또한 열반사 특성을 평가하기 위해 직접 set-up한 장비를 이용하였다. 단열 박스에 샘플을 장착해 적외선 램프를 조사하였을 때의 열 반사효율을 평가하였고, IR Camera를 이용하여 단열 박스 내부의 온도 변화를 관찰하였다.

• Membrane Journal
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• v.28 no.1
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• pp.75-82
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• 2018

Forward osmosis (FO) desalination system has been highlighted to improve the energy efficiency and drive down the carbon footprint of current reverse osmosis (RO) desalination technology. To improve the trade-off between water flux and salt rejection of thin film composite (TFC) desalination membrane, thin film nanocomposite membranes (TFN), in which nanomaterials as a filler are embeded within a polymeric matrix, are being explored to tailor the separation performance and add new functionality to membranes for water purification applications. The objective of this article is to develop a graphene nanocomposite membrane with high performance of water selective permeability (high water flux, high salt rejection, and low reverse solute diffusion) as a next-generation FO desalination membrane. For advances in fabrication of graphene oxide (GO) membranes, layer-by-layer (LBL) technique was used to control the desirable structure, alignment, and chemical functionality that can lead to ultrahigh-permeability membranes due to highly selective transport of water molecules. In this study, the GO nanocomposite membrane fabricated by LBL dip coating method showed high water flux ($J_w/{\Delta}{\pi}=2.51LMH/bar$), water selectivity ($J_w/J_s=8.3L/g$), and salt rejection (99.5%) as well as high stability in aqueous solution and under FO operation condition.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.27 no.3
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• pp.87-91
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• 2017

Carbon-encapsulated Ni and metal Ni nanoparticles were synthesized by levitational gas condensation (LGC). Methane ($CH_4$) gas was used to coat the surface of the Ni nanoparticles. The Ni particles had a core diameter of 10 nm, and were covered by 2~3 nm thin carbon layers with multi-shells structure.The low magnetization comparing with the Ni nanoparticles without carbon-shell results in the coexistence of nonmagnetic carbon and a large surface spin percentage with disordered magnetization orientation for the nanoparticles. Biginelli reactions in the presence of L-proline and Ni and carbon encapsulated Ni nanoparticles were carried out to change the ratio between stereoisomers. The obtained S-enantiomers for 3,4-dihydropyrimidine (DHPM) using catalysts of Ni, and Ni@C was an excess of about ${\Delta}{\sim}7.4%$ and ${\Delta}{\sim}19.6%$, respectively. The nanopowders were fully recovered using magnet to reuse as a catalyst. The Ni@C was shown at same yield to formation of 3,4-DHPM, though it was recycled for catalyst in the reaction.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.571-571
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• 2013

본 연구에서는 유연 유기태양전지용 플렉시블 InZnSnO (IZTO)/PEDOT:PSS 투명전극을 제작하고 그 특성을 연구하였다. 이를 위해 선형 대향 타겟 스퍼터(Linear Facing Target Sputtering: LFTS) 시스템을 이용하여 그라비아 프린팅된 PEDOT:PSS/PET 매우 얇은 IZTO 투명전극을 성막하였다. 일반적으로 PEDOT:PSS 전극은 수분/산소에 약하지만 매우 얇은 IZTO passivation 층을 코팅함으로써 PEDOT:PSS의 안정성을 향상시키는 동시에 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 이러한 PEDOT:PSS 기반 하이브리드 투명 전극을 제작하기 위해 IZTO 두께를 5 nm에서 40 nm 까지 조절하여 IZTO/PEDOT:PSS 다층 투명전극을 제작하였으며, 이때 IZTO 두께 변수에 따라 제작된 하이브리드 IZTO/PEDOT:PSS 투명전극의 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 최적화된 20 nm의 IZTO의 두께에서 IZTO/PEDOT:PSS 하이브리드 투명전극은 PEDOT:PSS 단일층으로 제작된 플렉서블 투명전극과 동일한 우수한 유연성을 가짐과 동시에 PEDOT:PSS 단일층보다 현저히 낮은 면저항 값(353.6 ohm/sq.)과 높은 광투과율(83.09%)을 나타내었다. 최적화된 IZTO/PEDOT:PSS 투명전극으로부터 제작된 플렉서블 유기태양전지는 IZTO의 passivation 특성으로 인해 PEDOT:PSS 단일막을 이용하여 제작된 플렉시블 투명전극보다 우수한 소자효율을(FF: 59.04%, Voc: 0.588 V, Jsc: 7.554 mA/cm2, PCE: 2.622%) 나타내었다. 이러한 결과들은 LFTS 공법으로 PEDOT:PSS위에 성막된 IZTO passivation 층이 PEDOT:PSS의 특성을 향상시킬 뿐만 아니라, PEDOT:PSS의 안정성도 향상시킬 수 있기 때문에 기존 PEDOT:PSS 기반 투명 전극의 문제점을 해결할 수 있는 해결책으로 적용이 가능하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.2
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• pp.389-396
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• 2008

The effect of thermal cycling on bond strength and residual stress at the interface between benzocyclobutene (BCB) and plasma enhanced chemical vapor deposited (PECVD) silicon dioxide ($SiO_2$) coated silicon wafers were evaluated by four point bending and wafer curvature techniques. Wafers were bonded using a pre-established baseline process. Thermal cycling was done between room temperature and a maximum peak temperature. In thermal cycling performed with 350 and $400^{\circ}C$ peak temperature, the bond strength increased substantially during the first thermal cycle. The increase in bond strength is attributed to the relaxation in residual stress by the condensation reaction of the PECVD $SiO_2$: this relaxation leads to increases in deformation energy due to residual stress and bond strength.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.389-389
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• 2011

최근 생체분자 구조 연구가 의료진단, 생명 현상 규명 및 의약품 개발 등 다양한 분야에 응용되고 있으나 대부분의 분석방법이 제한적이어서 새로운 기술 개발의 필요성이 증대하고 있다. 종래의 DNA 등의 생체분자의 분석은 형광염료를 이용한 방법이 주로 이용되었다. 형광염료는 단백질을 포함한 여러 물질들에 대해 반응하지 않기 때문에 분석에 제한이 있으며, 이와 같은 단점을 보완하는 방법으로 SPR (surface plasmon resonance) 분석법이 연구되었다. SPR은 형광염료 분석에 필수적인 레이블링(labeling) 등의 전처리 과정 없이 높은 민감도로 분석이 가능한 장점이 있다. 한편, 그래핀은 뛰어난 전자기적 성질과 기계적 성질 을 가지는 반금속(semimetal)으로, 실험실 규모에서 안정적인 합성이 실현되면서 그 응용 분야에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 그래핀은 큰 표면적 대 부피비를 가지며, 이는 검출물질과의 반응성이 좋아야 하는 센서기술에 있어서 장점으로 작용한다. 특히, 비금속성을 띠는 단층 그래핀을 여러 장 겹치면 금속성을 갖게 되기 때문에 SPR 센서의 금속 필름으로 응용이 가능하다. 본 연구에서는 SPR 현상을 이용하는 광섬유 센서의 감도와 정확도를 증진시키기 위해 광섬유 표면에 그래핀을 적용하였다. 광섬유는 상부 피복과 클래딩을 제거하여 코어를 노출시킨 후, 다층 그래핀 필름을 코팅함으로써 검출부를 구성한다. 그 후, DNA-biotin 용액, DNA-biotin 용액, 그리고 Streptavidin 단백질 복합 용액에 대한 검출기 신호를 분석하였다. 구성된 센서에 각 용액을 1 ${\mu}{\ell}$ 씩 반응시켜 분광계로 파장에 따른 광강도를 측정하는 실험을 수행했으며, 450 nm에서 460 nm 범위의 푸른빛의 광원을 사용하였다. 그래핀 필름의 유무에 따라 확연히 구분되는 경향을 보이는 결과를 얻었고 그래핀 필름이 기존 SPR 센서의 금속박막을 대체 할 수 있음을 확인하였다.

• Clean Technology
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• v.20 no.2
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• pp.141-145
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• 2014

In this study, we studied optical properties on the layer-by-layer (LbL) assemblies consisting of Au nanorods and organic dyes. For this purpose, poly (allylamine hydrochloride), PAH and poly (styrene sulfonate), PSS were selected as ionic polymers and rhodamine B isothiocyanate (RB) was utilized as an organic dye based on its spectral overlap with plasmon band of Au nanorods. In the view point of assembling methods, RB was covalently attached to PAH, then, LbL structure of Au [PSS/PAH]2/PSS/PAH-RB was prepared by sequential coating of PAH, PSS, PAH-RB on Au nanorods. Since the prepared LbL assembly exhibits both plasmonic and fluorescent properties, we studied the mutual nanorod-dye properties by dissolving Au nanorods.

• Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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• v.48 no.1
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• pp.27-33
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• 2016

This study was carried out in order to investigate the effect of binder properties in pre-coating layer on the characteristics of top-coating layer and print mottle of coated paper. Four different latices were used as a binder in pre-coating layer, and coating color prepared with a same formulation was applied for top-coating. The properties and print mottle of coated paper were evaluated. It was found that glass transition temperature (Tg) was the important factor to control the properties of pre- and top-coating layer. PPS roughness of coated paper was decreased and paper gloss was increased with applying binder which has lower Tg. Properties of top-coating layer were affected by the binder used in pre-coating layer. Print mottle of coated paper was improved with using binder which has lower Tg in pre-coating layer. These results indicate that final printability and properties of top-coating layer can be improved with using suitable binder in pre-coating layer.

• Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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• v.48 no.2
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• pp.61-67
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• 2016

This study was carried out in order to investigate the effect of pigment properties in a pre-coating layer on the characteristics of a top-coating layer and the print mottle of the coated paper. Five different pigments were applied for this study as raw materials for the pre-coating layer. The properties and print mottle of the coated paper samples were evaluated according to the coating color formulation. Type of pigments appliied in a pre-coating layer was one of the most important factor to control the properties of pre and top coating layer. Surface properties of pre and top coated paper were improved by blending GCC which had smaller particle size, with clay. Properties of a top-coating layer was affected by the pigment properties used in the pre-coating layer. It was found that print mottle of coated paper can be improved by replacing part of GCC with smaller particle size GCC or clay in pre-coating layer.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.8
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• pp.798-804
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• 2009

A high-resolution electro-optical camera system, EOS-C, is under development in Satrec Initiative. This system is the mission payload of a 400-kg Earth observation satellite. We designed this system to give improved opto-mechanical and thermal performance compared with a similar camera system to be flown on the DubaiSat-1 system. The thermal control subsystem (TCS) of the EOS-C system uses heaters to meet the opto-mechanical requirements during in-orbit operation and it uses different thermal coating materials and multi-layer insulation (MLI) blankets to minimize the heater power consumption. We performed its thermal analysis for the mission orbit using a thermal analysis model and the result shows that its TCS satisfies the design requirements.