• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.163-176
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• 2017

개별요소법(Discrete Element Method, DEM)은 토목공학 등 입자형태의 재료를 다루는 분야에서 다양하게 이용된다. 본 연구에서는 DEM 기법에 근거한 입자 역학 전용 해석 상용 소프트웨어를 사용하여 면판형 토압식 쉴드TBM 굴착성능을 평가하기 위한 수치 해석을 수행하였다. TBM에 대한 해석은 커터헤드의 회전속도가 다른 두 가지 조건에 대해 수행되었다. 해석 모델의 직경은 6.64m이며 6개의 스포크를 갖는 것으로 작성되었다. 또한, 37개의 프리커터와 98개의 스크래퍼가 각 스포크에 모델링 되었다. 해석결과를 통해, 커터헤드면과 쉴드, 절삭 도구에 작용하는 압축력과 커터헤드면에서 발생하는 저항 토크의 크기를 검토하였으며 스크루 오거를 통해 배출되는 토사량에 대해서는 각각 단위 시간당 배토량과 누적 배토량을 검토하였다.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.628-636
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• 2012

폴리(비닐 알코올)(PVA)/디메틸설폭사이드 용액에 폴리스티렌 라텍스 구형입자(직경 범위: 100~300 nm)를 소량 첨가한 뒤, 구형 입자 표면에 형성된 사슬 배제층 두께가 사슬의 농도에 따라 어떻게 의존하는지를 동적 광산란법으로 조사하였다. 묽은 용액 농도에서는 배제층의 두께가 PVA 사슬의 회전반경의 $63{\pm}3%$ 수준에서 일정하게 유지되었었으나 준희박 용액 농도의 초기 영역인 $1.5{\leq}C[{\eta}]{\leq}3$ 범위에서는 배제층 두께 ${\delta}$의 고분자 농도 의존성은 이론치 -0.75와 비슷한 ${\delta}{\sim}C^{-0.8}$로 얻어졌다. 보다 높은 농도 $C[{\eta}]$ >3 이상에서는 배제층의 두께가 급격히 감소하는 것으로 나타났는데 그 이유는 탐침입자간 Oosawa 인력에 의하여 유발된 응집효과가 그 원인인 것으로 설명할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.96-96
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• 2016

나노섬유(nanofiber), 나노선(nanowire), 그리고 나노튜브(nanotube)와 같은 1차원 구조의(one-dimensional structure) 나노재료는 벌크(bulk) 및 박막(film) 재료와는 다르게 물리적, 화학적으로 특이한 성질을 가지고 있으며, 이러한 성질은 나노재료의 구조, 형상, 크기 등에 큰 영향을 받는다. 첫 째, 전기방사(electrospinning) 공정을 이용한 나노섬유의 합성; 용액의 특성, 전기장 세기, 방사시간 등의 변수를 조절하게 되면 방출되는 재료의 형상을 입자 혹은 섬유상의 형태로 얻을 수 있으며, 전기방사를 통해 합성된 나노재료의 소결 온도 및 시간을 달리함으로써 나노입자의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 템플레이트 합성법(template synthesis) 및 이중노즐(coaxial nozzle)을 이용해 속이 빈 형태인 중공(hollow) 구조의 나노섬유를 얻을 수 있으며, 전기방사에 사용되는 전구물질에 원하는 금속 및 산화물을 첨가함으로써 복합체(composite) 나노섬유를 얻을 수 있다. 둘 째, VLS(Vapor-Liquid-Solid) 공정을 이용한 나노선의 성장; 온도, 압력, 전구물질의 양, 그리고 시간 등의 변수를 조절하게 되면 원하는 직경 및 길이를 갖는 나노선을 성장시킬 수 있다. 그리고 ALD(Atomic Layer Deposition)를 이용해 나노선에 추가적인 층을 형성함으로써 코어-셀 구조를 형성할 수 있으며, 감마선, UV와 같은 공정을 이용해 귀금속 촉매를 나노선에 기능화 시킬 수도 있다. 코어-셀 구조를 갖는 나노선/나노섬유는 코어 혹은 셀 층의 전자나 홀의 이동을 유발하여 전자공핍층(electron depletion layer) 또는 정공축적층(hole accumulation layer)을 확대 및 축소시켜 센서의 초기저항을 증가시키거나 감소시키는 역할로써 이용되고 있으며, 특히, 셀 층의 두께가 셀 층 재료의 Debye length와 유사한 크기를 갖게 되면, 셀 층은 완전공핍층(fully depleted layer)을 형성해 최대의 감도를 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 다양한 제조 공정을 통해 제작될 수 있는 1차원 나노-구조물을 가스센서에 적용하는 사례들을 소개하고, 이러한 가스센서의 감응성능을 향상시키기 위한 방법의 한 가지로 원자층증착법으로 나노선/나노섬유의 표면에 셀층을 형성하여 감응성 향상 메커니즘 및 관련 주요 변수들을 조사하고자 한다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.169-174
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• 2007

부표시스템 침수체의 주요형상인 원형실린더에 제어봉을 부착하여 2차원 단면의 유동특성에 대해서 수치해석을 수행하였다. 유속을 0.1m/s에서 0.5m/s로 변화시키면서 부표시스템 주위의 유동현상을 파악하고 부표시스템의 효과적인 유통제어를 위해 실린더 (D=50mm)에 제어봉의 직경을 0.1D 에서 O.5D 까지 부착하여 조류에 의한 영향을 조사하였다. 유동장내의 속도분포는 PIV계측기법 중 2 프레림 입자추적법을 사용하여 수치해석의 정도를 높이고자 0.3m/s에서 비교 평가하였다. 실린더 주위의 압력분포는 0.2D 의 제어봉을 부착하였을 경우, 유속의 변화에 관계없이 가장 양호한 경향을 보이는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.191-203
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• 2018

이 연구는 각각 크기와 재질이 다른 3 가지 종류의 분쇄 매체를 이용하여 회전속도와 밀링 시간의 따른 구리 (Cu) 분말의 형상변화의 과정에 미치는 영향을 관찰하고, 볼 움직임의 DEM시뮬레이션을 행하였다. 전동볼밀에서 볼 움직임의 3차원 시뮬레이션을 통해 분쇄 메커니즘을 규명하기 위하여 분쇄매체의 힘, 운동에너지, 매체 운동속도 등을 계산하였다. 시뮬레이션에서는 회전속도, 볼 재질, 운동속도, 마찰계수 등을 실제 실험조건과 동일하게 조건을 맞추어 투입되는 에너지의 변화량도 계산하였다. 주사전자현미경 결과를 살펴보면 볼 직경이 작을 때 입자형상이 불규칙한 형태에서 구형 형태로 변화하는 것을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.510-510
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• 2007

Titanate nanotube(TNT)는 높은 비표면적과 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있어 광촉매, 수소 저장재료, 태양전지용 전극재료 등에 적용되고 있다. 또한, 티타네이트 나노튜브는 전자 이동이 원활한 구조적 특징을 가지고 있어 리듐 이차전지용 호스트 재료로서 많은 연구가 진행 중이다. 이에 본 연구에서는 저온균일침전법으로 제조한 루틸상 $TiO_2$ 분말에 Lithium chloride를 1~10wt%를 동시에 첨가한 후 10M의 sodium hydroxide 수용액 내에서 수열합성하여 리튬이 도핑된 티타네이트 나노튜브를 제조하였다. 제조된 분말의 입자형상 및 크기는 전자주사 현미경을 이용하여 관찰하였으며, X-선 회절분석을 이용하여 리튬 첨가에 따른 결정상 변화를 관찰하였다. 또한 리튬이 도핑된 티타네이트 나노튜브의 전기화학적 특성 평가를 위해 양극 활물질 : 도전제 : 바인더를 75 : 20 : 5의 비율로 혼합한 후 coin cell을 제조하였고, potentiostat를 이용하여 용량 측정 및 cycle 특성을 실시하였다. 수열 합성법에 의해 형성된 입자는 직경 10nm, 길이 수 ${\mu}m$로 관찰되었으며, X-선 회절 시험 결과 LiO와 같은 이차상은 발견되지 않았다. 측정된 coin cell의 용량은 240mAh/g을 나타내었으나, 싸이클 특성이 빠르게 저하됨을 확인할 수 있었다.

• 대한화장품학회지
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• 제31권1호
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• pp.65-71
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• 2005

자외선 차단제로 널리 사용되는 p-methoxycinnamoyl기를 함유하는 폴리실세스퀴옥산 전구체를 합성하고 그로부터 자외선을 흡수 차단하는 구 형태의 입자를 제조하였다. 여러 가지 제조 조건을 조절하여 100nm에서 수 ${\mu}m$ 사이의 직경을 가진 구를 제조하였으며, 얻어진 구의 피부 도포와 자외선차단 실험을 수행하였다. 직영이 대략 $0.6{\mu}m$인 구를 $10\%$의 농도로 바셀린에 분산시킨 제재를 손등에 도포하였을 때 백화현상이 나타나지 않았고 $10\%$ 농도 바셀린 제재의 자외선차단지수, SPF는 5.7로 양호한 편이었다. 또한 자외선을 흡수 차단하는 폴리실세스퀴옥산 구는 옥틸메톡시신나메이트 자외선차단제에 비하여 농도 증가시 SPF의 상승효과가 커, 자외선차단용 기능성화장품 신소재로의 사용이 기대된다.

• 산업식품공학
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• 제13권4호
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• pp.335-340
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• 2009

본 연구는 초미세분쇄기술을 이용하여 옥수수전분의 입자구조파괴가 이루어졌을 때 분자구조적, 물리적 변화가 어떻게 이루어지는지를 구명하고자 하였다. 초미세 분쇄처리 후 옥수수전분의 평균직경은 약 50% 감소가 이루어졌으며 비표면적은 567% 증가하였다. 초미세분쇄처리 전 후의 옥수수전분에 대한 분자량분포를 GPC로 측정한 결과 분쇄 후 저분자량의 Peak II의 면적이 21.0%에서 86.5%로 상승하였다. 손상전분 함량은 각각 9.63%와 83.57%로 초미세분쇄처리에 의하여 크게 증가하였다. 옥수수전분의 경우는 겔(gel)을 형성하였으나 초미세분쇄처리 후에는 전분의 분쇄과정에서 전분입자파괴와 아울러 옥수수전분의 분자량이 저분자화 되면서 겔 형성능력이 크게 저하되었다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제19권4호
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• pp.155-164
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• 2023

APS (Aerodynamic Particle Sizer) and OPC (Optical Particle Counter) have been widely used to real-time measurement of indoor and outdoor aerosols. The APS measures the size distribution based on an aerodynamic diameter, while the OPC uses optical diameter to measure the size distribution of aerosols. Since obtaining a size distribution based on aerodynamic diameter is important to understand aerosol characteristics, lots of researcher had been developed experimental equations which can convert optical diameter into aerodynamic diameter. However, previous studies have conducted repeated experiments on particles having a single diameter. In this study, an experimental method of converting optical diameter into aerodynamic diameter through a single experiment was presented. The collection efficiencies of an axial cyclone were measured using APS and OPC at the same time, and the correlation equation between aerodynamic diameter and optical diameter was driven through a theoretical model. Using the proposed method, the size distribution of NaCl particles measured by OPC showed a high correlation with the size distribution obtained by APS (0.93 of R-squared value). In the tests conducted on ISO A1, A2, and A4 test particles, the converted OPC size distribution tended to be similar to the APS size distribution, and for each of test particles (ISO A1, A2, and A4), the R-squared values for the APS particle size distribution were 0.75, 0.86, and 0.89, respectively.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.213-219
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• 2010

볼텍스튜브는 고압의 가스를 이용하여 고온 가스와 저온 가스를 분리하거나 입자상 물질의 분리에 사용할 수 있는 장치이다. 이러한 볼텍스튜브의 에너지분리 특성과 물질분리 특성을 활용하여, 연소가스로부터 $CO_2$를 흡수하는 장치의 핵심부품으로 적용할 수 있다. 본 연구에서는 $CO_2$ 흡수용 볼텍스튜브의 기본설계 자료를 구축하기 위하여 에너지분리 성능실험을 수행하였다. 설계를 위한 기초 자료를 확보하기 위하여, 볼텍스 발생기의 오리피스 직경, 노즐면적비 및 튜브의 길이가 에너지분리 특성에 미치는 영향력을 실험을 통하여 분석하였다. 결과적으로 오리피스 직경이 볼텍스튜브의 성능에 지배적인 설계인자임을 확인하였으며, 노즐면적비와 튜브길이의 영향력은 미미하였다. 오리피스 직경이 작고(Dc=0.6D), 노즐면적비가 중간 이상(AR=0.14~0.16)이며, 튜브 길이가 긴 모델(L=16D)이 저온 출구 측과 고온 출구 측의 열전달에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 본 연구의 결과는 $CO_2$흡수용 $100Nm^3$/hr급 볼텍스튜브의 기본설계 자료로 활용될 예정이다. 볼텍스튜브를 적용한 $CO_2$흡수 공정을 적용하면 기존의 대형 흡수탑 대비 상당한 공간과 에너지의 절감 효과가 기대된다.