• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.33.1-33.1
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• 2011

최근 산업에서는 산업의 고도화로 인한 환경오염이 큰 문제로 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안 중, 친환경소재에 대해 연구가 활발히 진행하고 있다. 연잎의 자기세정효과(self-cleaning effect)에 관한 연구는 이러한 친환경소재에 대한 연구 중 하나이다. 연잎의 표면은 마이크로 크기의 돌기와 나노 크기의 왁스의 dual-scale의 구조로 이루어져 있으며, 왁스의 경우 소수성을 가진다. 이러한 dual-scale 구조와 소수성의 왁스에 의해 초소수성이 발현되고, 결과적으로 연잎의 자기세정효과가 발현된다. 본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피와 수열합성법을 이용한 나노로드 성장을 이용하여, 연잎의 dual-scale의 표면구조를 형성하는 실험을 진행하였다. 나노임프린트 리소그래피와 수열합성법은 다른 공정에 비하여 상대적으로 적은 비용을 필요로 하고, 대면적에 적용이 가능한 기술이다. 실험 진행은 먼저 silicon 마스터 스탬프를 역상으로 복제한 PDMS (Polydimethylsiloxane) 스탬프와 $TiO_2$ sol을 이용하여 기판 위에 $TiO_2$ gel 패턴을 형성한 후, 열처리 과정을 통해 $TiO_2$ gel 패턴을 결정화한다. 다음으로 결정화된 $TiO_2$ 패턴 기판을 수열합성 방법을 이용하여 $TiO_2$ 나노로드를 무작위적으로 형성하였다. 마지막으로 소수성을 갖는 자기 조립 단분자막 용액을 이용하여 소수성 표면처리를 한 후 접촉각을 측정하였다. 본 연구에서 개발한 기술을 이용하여 다양한 형태의 기판에 초소수성 표면을 형성할 수 있고, 자기세정효과를 갖는 표면을 구현할 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.157-158
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• 2012

최근 연잎의 표면과 같은 자기세정효과의 인공적인 제작을 위한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 이러한 자기세정효과는 초소수성 표면 제작 및 젖음 특성 분석을 통해 형성 및 해석이 가능하다. 본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피 공정 및 수열합성법을 이용하여 주기적으로 배열된 계층구조의 $TiO_2$ 패턴을 형성 및 표면 개질을 통한 초소수성 구현하였다. 그 결과, 표면 개질된 계층구조의 $TiO_2$ 패턴은 deionized water에 대해 $160^{\circ}$ 이상의 정적 접촉각을 갖는 초소수성 표면을 형성하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.61-62
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• 2012

한국기계연구원에서 진행되고 있는 자연의 기능성 표면에 대한 연구를 소개한다. 특히 연잎의 자기세정효과와 나방눈의 반사방지 효과를 함께 가지는 다기능성 유리표면의 제작공정과 성능을 소개하고 향후 전망에 대하여 논한다.

• 대한화학회지
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• 제56권3호
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• pp.392-396
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• 2012

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.309-316
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• 2016

본 연구에서는 내부에 여재순환용 스크루가 장착된 여과장치에 물보다 비중이 작은 여재를 충진한 후 오수를 상향류로 유입하였다. 반응기 내부의 여재가 스크루에 의해 상부에서 하부로 오수의 흐름에 반하여 원활히 순환되는지 확인하였으며 이 과정에서 여과장치에 의한 오염물질의 제거양상을 살펴보았다. 실험결과 내부 스크루에 의한 여재의 안정적인 순환을 확인할 수 있었으며, 여재 순환주기에 따른 오염물질의 제거효율은 순환주기가 길어질수록 여과작용이 원활히 진행되어 입자상 물질과 유기물질이 효과적으로 제거하는 것으로 나타났다. 최대 처리효율은 SS, CODmn, 그리고 T-P순으로 각각 96%, 72%, 65%를 보였으며, 이는 여재가 순환되지 않는 경우보다 각각 52.38%, 43.14%, 118.12%의 처리효율이 개선되는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.75-75
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• 2010

배변 후 toilet flushing 시 다량의 세균을 포함한 물방울들이 화장실 곳곳으로 퍼지는 현상이 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 변기 뚜껑에 자기 세정 효과를 갖는 초발수 표면을 위해 플라즈마를 이용한 표면 처리가 시도되고 있으며, 이 연구의 일환으로 flushing시의 변기내의 유동 분석을 초고속 카메라를 이용하여 수행하였다. Toilet flushing 시 물 튀김 현상은 육안으로는 잘 관찰하기 어렵지만 최고 1000 frame/sec의 속도를 갖는 CCD camera를 이용하여 정량적으로 물 튀김에 의한 오염 가능성을 촬영 분석하였다, 두 번째로 소변 시의 변기 표면에서의 튀김현상을 분석하기 위하여 소변의 발사각도 및 속도를 가장 실제와 유사한 조건으로 설정하고 이를 상용 전산 유체 역학 소프트웨어인 CFD- ACE+의 자유 표면 계산 기능과 두 가지 유체(액체 및 기체)의 혼합 계산 모델을 사용한 계산 결과와 비교 하였다. 그 결과 변기 표면의 표면장력을 아주 작게 설정한 경우(작은 접촉각, 친수성)에는 중력의 영향을 고려하였음에도 불구하고 소변이 변기에 충돌 후 상부로 상당부분 튀어 올라가는 결과를 얻었다. 여러 가지 각도와 발사 속도, 실제의 인체와 유사한 발사 부위의 형상 변화로 인한 유체 표면의 난류 발생과 이에 따른 변기 표면 충돌 현상 변화 등을 수치적으로 고찰하였다. 한 예로 5.6 mm 직경의 노즐에서 소변이 나오는 경우를 발사 속도 3 m/s, 각도 $10^{\circ}$로 주고 중력을 고려하여 10초 동안을 계산하면, 방뇨 시 toilet bowl 내부에서의 물의 유동과 toilet 표면을 맞고 튀기는 현상을 그림 1과 같이 볼 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권1호
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• pp.79-88
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• 2014

원자력이용시설에서 발생한 작은 크기의 금속 조각들을 효과적으로 제염하는 스마트 장치를 개발하였다. 이 장치는 자성연마재를 포함한 영역의 자속밀도를 연속적으로 변화시키는 방법과 초음파를 이용하는 다중 제염장치이다. 한편, 제염 효율을 높이기 위해 제염 장치가 제염 대상 전체에 작용하도록 장치들의 구성을 수정하였다. 개발된 장치들의 최적 작동조건을 도출하여 샘플로 선정한 소형의 금속방사성페기물에 대하여 자기장과 초음파제염을 각각 15분간 실시하였다. 그 결과 제염계수의 범위는18~56으로 크게 향상되었으며 제염 후 모든 샘플은 백그라운드(BKG)값 이하로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1721-1725
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• 2010

본 논문에서는 뒷면 노광법과 감광제의 열분해법을 이용하여 다양한 형상을 가지는 탄소 마이크로니들의 제조방법과 제조된 마이크로니들을 사용하여 소수성 표면제어에 대한 연구를 수행하였다. SU-8 이 도포된 표면마스크 뒷면으로부터 자외선을 조사하여 다양한 지름, 간격, 그리고 높이를 가지는 폴리머 마이크로니들을 제조하였다. 이니들은 이후 열처리공정을 통해서 수축, 열변형 등의 형상변화를 거치면서 10 이상의 높은 종횡비와 나노사이즈의 뾰족한 팁을 가지는 탄소 재질의 마이크로니들로 변하게 된다. 탄소 마이크로니들을 가지는 석영기판은 친수성표면을 가지고 있기 때문에 표면에너지가 낮은 물질을 처리하여 소수성 정도를 제어하였다. HMDS 처리는 SU-8 니들보다는 탄소 니들의 경우에 표면의 소수성 조절에 효과가 있음을 접촉각의 측정과 XPS 측정결과로부터 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제시하는 탄소 마이크로니들의 제조기술과 표면처리기술은 세포분석 및 바이오분야 그리고 자기세정분야 등에서 유용하게 사용될 수 있다.

• 치위생과학회지
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• 제10권4호
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• pp.241-250
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• 2010

부산, 경남 지역 성인의 구강위생용품의 인지도, 사용법 숙지, 현재 사용실태를 파악하고 구강위생용품을 권장하고 보급하는 방안을 제시함으로써 가정에서의 구강건강관리에 도움을 주고자 할 목적으로 조사되었다. 이에 임의로 선정한 부산, 경남 지역의 성인 350명을 대상으로 자기기입식 설문조사를 실시하였으며, 구강건강 상태별로 구분하여 구강위생용품의 인지도, 사용법 숙지, 현재 사용실태를 조사 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 연구대상자들의 구강위생용품에 대한 인지도는 사용법 숙지와 현재 사용률 보다 높았으며, 사용법 숙지는 현재 사용률 보다 높았다. 특히, 이쑤시개 사용자율이 다른 구강위생용품의 인지도, 사용법 숙지, 현재 사용자율 보다 높았다. 2. 관심 관리 구강병인 치아우식증과 구강암은 치간칫솔을 가장 많이 인지하고 사용법을 숙지하고 현재 사용하고 있었고, 치주병은 치주환자용 칫솔을 가장 많이 인지하고 사용법을 숙지하고 치간칫솔을 현재 가장 많이 사용하는 것으로 나타났다. 부정교합은 교정용 칫솔을 가장 많이 인지하고 치간칫솔을 가장 많이 사용법을 숙지하고 현재 사용하는 것으로 나타났다. 3. 구강건강 중요도가 '중요하다'고 생각하는 연구대상자의 46.9%가 의치세정제의 사용법을 가장 많이 숙지하고 있었고, 45.8%가 혀클리너를 현재 가장 많이 사용하고 있었다. 그리고 구강건강 중요도가 '보통이다'고 생각하는 연구대상자의 48.4%가 의치용 칫솔의 사용법을 가장 많이 숙지하고 있었고, 50.0%가 첨단칫솔을 현재 가장 많이 사용하는 것으로 나타났다. 4. 구강건강 상태가 '보통이다'라고 생각하는 연구대상자의 47.7%가 혀클리너의 사용법을 가장 많이 숙지하고 있었고, 42.9%가 워터픽을 현재 가장 많이 사용하는 것으로 나타났다. 5. 구강건강 문제가 충치인 연구대상자의 33.3.%가 의치세정제를 가장 많이 인지하고 있었고, 39.1%가 지각과민둔화세치제의 사용법을 숙지하고 있었고, 45.8%가 혀클리너를 현재 가장 많이 사용하고 있었다. 잇몸의 경우 96.0%가 고무치간자극기를 가장 많이 인지하고 있었고, 47.2%가 교정용 칫솔의 사용법을 가장 많이 숙지하고 있었으며, 50.0%가 고무치간자극기를 현재 가장 많이 사용하는 것으로 나타났다. 6. 연구대상자들의 최대 관심 관리 구강병으로 치아우식증이 50.7%, 치주병이 34.1%, 부정교합이 12.2%, 구강암이 3.0%순으로 조사되었다. 조사대상자 대부분이 최대 관심을 갖고 관리하고 있으며, 자신의 구강상태의 문제점을 인지하고 반영한 것으로 사료된다. 7. 구강위생용품을 사용하게 된 동기를 조사한 결과, '독자적인 판단으로 좋을 것 같아서'가 45.9%로 가장 많았으며, 구강위생용품을 사용하지 않는 이유는 '적절한 구강위생용품을 몰라서'가 26.0%로 가장 높았다. 본 연구의 결과, 부산 경남 지역 성인의 구강위생용품에 대한 인지도는 높았으나 사용법 숙지 및 현재 사용률이 매우 낮았다. 따라서 전 국민을 대상으로 구강위생용품의 효과 및 필요성 등에 대한 홍보가 이루어지고, 치과의료기관에서 구강보건인력들이 환자특성에 따른 적합한 구강위생용품의 선택과 사용방법에 대한 교육이 이루어져야 할 것으로 검토되었다.