• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.50-55
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• 2019

본 연구에서는 생체모방 섬유강화 복합재에서 섬유의 나선형 구조의 배열이 복합재의 기계적 물성에 미치는 영향을 연구하였다. 유한요소해석을 이용해 원형의 생체모방 섬유강화 복합재를 구성하였고, 다양한 크기의 압력하중을 복합재 면에 적용시켜 굽힘과 파괴 거동의 결과를 분석하였다. 섬유의 정렬 방향에 따라 파괴 형상이 다르게 나타났고, 복합재에서 섬유의 나선형 구조 배열이 압력하중하에서 복합재의 굽힘 파괴강도를 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 이는 섬유가 각 층별로 여러 방향으로 정렬되어 외부하중에 의한 파괴에너지가 여러방향으로 분산되는 것에서 기인한다.

• 기계와재료
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• 제23권4호
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• pp.36-44
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• 2011

생체모방 경량 나노복합 에코소재기술은 자연계에 존재하는 물질의 구조를 모방하여 저온 저에너지 소모공정을 통하여 고경량 및 고강도를 갖는 나노복합체를 제조하는 친환경 신소재 기술이다. 고효율 저공해 성능에 초점을 맞추어 $CO_2$ 배출 및 지구온난화를 억제하고 웰빙사회에 적합한 차량을 개발하는 것이 현재 전세계 자동차회사들의 주된 관심사이다. 이러한 상황에 생체모방기술은 에너지 환경산업분야의 소재로 응용하는 원천기술로 기대된다. 이 생체모방기술은 자연 친화적 재료를 개발하여 하이브리드/전기 자동차의 내/외장재, 고효율 건축자재, 첨단 항공우주 신소재에도 응용이 가능하다. 최근에 보고된 생체모방 경량 나노 복합 에코소재 기술을 조사하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.885-886
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• 2013

• 한국패류학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-18
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• 2010

자연에 존재하는 생명체들은 유기-무기 성분들이 포함된 미세구조로 이루어진 계층학적으로 복잡한유-무기 나노 복합재를 합성한다. 자연에서 진행되는 유기-무기 나노복합재의 생성 및 재생 과정은 생광물화과정으로서 생물학적 환경에서 진행되는 생광물화과정의 연구는 신물질 합성에 대한 단서를 제공할 뿐만 아니라 산업적으로 중요한공정의 개발에 있어 귀중한 지침으로 활용될 수 있다. 연체동물 역시 생광물화과정을 수행하는 다른 생명체들과 마찬가지로 단백질과 다당류로 이루이진 유기매트릭스와 무기물의 상호작용을 통하여 패각을 설계하고 합성한다. 본 고찰에서는 이매패류의 패각 형성 과정 연구를 기반으로 아울러 생광물화과정 연구를 기반으로 한 소재합성과 관련된 생체모방공학 기술을 고찰하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.201-209
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• 2023

Recently, fiber-reinforced composites have been widely used in various industrials fields. In this study, the mechanical behavior, especially fracture behavior, of biomimetic fiber-reinforced composites subjected to pressure loading was analyzed using finite element analysis (FEA). The fiber alignments in the biomimetic composites formed a helicoidal structure, wherein a stacking sequence involved a gradual rotation of each ply in the multi-layered laminated composites. For comparison, cross-ply composite samples with fibers arranged at 0° and 90° were prepared and analyzed. In addition, the mechanical behavior was analyzed based on combinations of the stacking sequence of carbon-fiber composites and glass-fiber composites. The FEA results showed that, when compared with the cross-ply samples, the mechanical properties of the biomimetic composites were considerably improved under pressure loading, which was applied to one side of the composites. Thus, the biomimetic helicoidal structure significantly improved the mechanical properties of the composites. Placing materials having high elasticity and strength in the outermost layers (the layer of the side on which pressure was applied and the opposite side layer) of the composites also significantly contributed to improving the mechanical properties of the composites.

• Composites Research
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• 제37권4호
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• pp.247-264
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• 2024

최근 전기 활성 고분자 (EAP) 액추에이터는 그들의 유연성, 경량성, 그리고 단순한 제작 과정 덕분에 소프트 로봇, 생체 모방 기술, 웨어러블 장치, 햅틱 기술 등 다양한 분야에서 높은 활용도를 보여주고 있다. 뿐만 아니라, 전기 활성 고분자 액추에이터들은 기능성 재료 및 혁신적 기술과의 결합을 통해 새로운 기능과 특성을 가진 스마트 기기로 발전하고 있다. 본 논문에서는 전기 활성 고분자를 이온성 전기 활성 고분자와 전기적 활성 고분자로 분류하였다. 이온성 전기 활성 고분자에는 대표적으로 이온성 금속-고분자 복합재 (IPMCs), 전도성 고분자 (CPs) 액추에이터가 소개되며, 전기적 활성 고분자에는 유전성 탄성체 액추에이터 (DEAs), 강유전 고분자 액추에이터, 그리고 최근 발표된 유압증폭 자가치유 정전 (HASEL) 액추에이터가 소개된다. 각각의 액추에이터에 대한 메커니즘, 구조, 성능 개선 방안 및 기능성 추가 방법 및 응용 분야에 대한 내용을 최신 연구를 바탕으로 상세히 설명하였다.