• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.42.1-42.1
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• 2010

Poly-carprolactone (PCL)은 생분해성 고분자로 장기간의 임상실험 결과 생체에 독성이 없으며 생체친화성이 우수한 소재로 확인되어 PLGA, PLLA 등과 더불어 조직공학 분야에서 널리 사용되고 있는 생체재료이다. 그러나 PCL은 5개의 비극성 methylene group과 1개의 극성 ester group이 반복되는 지방족의 polyester로 구조상 탄소수가 많아 소수성을 띄는 단점을 가지고 있다. 이러한 표면이 소수성인 재료의 경우, 초기 단백질 흡착능이 떨어져 세포의 부착이 느린 속도로 일어나므로 세포 분화 및 조직 재생이 더디게 일어난다. 본 연구에서는 소수성의 PCL 표면의 단백질 흡착능을 증가시키기 위해 기능성 amine group을 부착하였으며, 또한 골재생을 촉진시킬 수 있는 세포외 기질인 collagen과 osteopontin을 부착함으로써 고기능성 PCL membrane을 제조하였다. 제조된 PCL membrane은 골재생용 조직공학에의 응용을 위해 지방유래 줄기세포를 이용하여 부착능 및 골세포로의 분화능을 확인하였다. 표면 성질의 변화에 의한 세포의 부착능의 변화를 confocal microscopy을 이용하여 부착에 관여하는 단백질의 발현을 확인하였으며, collagen과 osteopontin에 의한 골세포로의 분화능을 확인하기 위해 real time PCR을 통해 골세포의 분화 표지 유전자의 발현을 비교 분석하였다.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.48 no.1
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• pp.1-15
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• 2015

Tissue engineering is an emerging, innovative technology to improve or replace the biological functions of damaged tissues and organs. Scaffolds are important materials for tissue engineering as they support cell attachment, migration, and differentiation. Marine sponges naturally contain scaffolds formed by extracellular matrix proteins (collagen and sponging) and strengthened by a siliceous or calcium carbonate skeleton. Coral skeletons are also derived naturally formed by essential calcium carbonate in the form of aragonite, and are similar to human bone. In addition, collagen extracted from jellyfish is a biosafe alternative to bovine and porcine collagen and gained attention as a potential source for tissue engineering. Moreover, cuttlefish bone is an excellent calcium source and can be used to generate bio-synthetic calcium phosphate. It has become a natural candidate for biomimetic scaffolds. This review describes the use of natural products derived from marine invertebrates for applications in bone tissue engineering based on studies from 2008 to 2014.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.47.2-47.2
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• 2009

인체의 뼈와 같은 손상된 경조직을 치료 또는 대체하기위한 정형외과용 임플란트를 설계하는데 있어 뼈의 생체역학적 특성과 유사한 성질을 갖는 다공성 지지체에 대한 연구가 최근 관심을 끌고 있다. 다공성 지지체는 조직이 원활히 재생될 수 있어야 하며, 또한 주변 조직과도 생물학적인 고착이 잘 되도록 기공들이 상호 연결된 구조를 가져야 한다. 이와 같은 다공성 지지체용 소재를 제조하기 위하여 본 연구에서는 타이타늄 분말을 사용하여 3차원 적층조형공정으로 다공성 타이타늄 지지체를 제조하였다. 제조된 다공체의 물성 및 기계적 특성을 평가하기 위하여 압축시험과 변형해석을 수행하였으며, 아울러 제조된 지지체의 생체적합성 향상을 위하여 양극산화 공정 등의 표면처리를 수행하여 그에 대한 특성을 평가하였다. 분말야금 공정으로 제조된 지지체는 골조직의 성장에 적합한 약 $300\sim400{\mu}m$의 기공 크기를 갖도록 제어하였고, 기공도는 60~75%로 제어하였다. 아울러 다공성 타이타늄의 생체적합성을 부여하기 위하여 양극산화공정으로 지지체의 표면에 Ca 및 P을 포함하는 산화층을 형성시키는 표면처리를 수행하였다. 양극산화공정에 의하여 표면에 미세기공을 포함하는 산화층을 형성시킬 수 있었으나 이와 같은 표면구조는 조골세포의 부착과 영향에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.16 no.3
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• pp.99-110
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• 2013

Redox flow batteries are attractive energy-storage devices for renewable energy and peak-power energy control. Even though some prototypes are available already, many new materials are under development for new battery systems. In this reports, redox pairs and theirs properties are explained, by which one can understand issues with redox pairs, such as contaminations, cross-over, ionic selectivity, and solubility. Batteries that have the same redox pairs in both electrode compartments can be operated longer than those with different redox pairs due to the prevention form the cross-contamination. There are undivided redox flow batteries that have no membrane, which is another direction improving cycle life of the batteries.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.190-190
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• 2008

자연적으로 발생되는 파도, 비, 우박 등과 철도, 차량 및 엘리베이터 등과 같은 인위적인 설치, 이동에 의해 발생되는 진동에너지는 우리 일상생활에서 가장 흔하게 발생할 수 있는 에너지원인데, 이러한 진동에너지는 압전 소재를 이용하여 재생 가능하여 최근에는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 예를 들면, 미국의 MIT에서는 인간이 걸을 때 신발에 가해지는 압력을 이용하여 전력을 발생시키는 연구를 진행하여 2.9 mW의 전력을 얻었다. 특히 이러한 기술은 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 소형 전자기기 등에 서 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 기술로 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 이러한 압전발전 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있다. 하지만 에너지 효율을 높이기 위하여 적층 구조의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, $1000^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 소재 원가가 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스 소재를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소결온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소랑 첨가하여 액상 소걸 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 소결체의 전체적인 제조 공정은 일반적인 벌크 세라믹의 소걸 공정을 따랐다. 최종 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고 SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$ 에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. Impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였고, 압전전하상수는 $d_{33}$-meter로 측정하였다. 본 연구에서는 압전체에 가해지는 하중의 크기, 시편의 크기, 하중을 가하는 방법, 에너지 저장회로의 최적화 등을 다양하게 시도하면서 에너지 변환 및 저장 효율을 평가하였다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.17 no.2
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• pp.94-99
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• 2014

Recently, trends in new transportation system development have been primarily focused on sustainable and ecofriendly mobility solutions. The personal rapid transit (PRT) system has been considered a promising candidate in this category; its competitiveness is being improved through convergence with cutting-edge electric vehicle (EV) technologies. However, battery-powered vehicles pose difficult technical challenges in attempts to achieve reliable and efficient operation. In this study, a design approach for a solar-power assisted PRT system is presented with small-scale demonstrations aimed at circumventing challenges facing its adoption, as well as helping speed the transition to electric-powered ground transportation. From the results, it is expected that flexible photovoltaic (PV) cells will be able to supply 11% of the power required by the service equipment installed in a prototype vehicle. In particular, flexible photovoltaic (PV) cells are advantageous in terms of cost, weight, and design considerations. Most importantly, the cells' flexibility and attach-ability are expected to give them great potential for extended application in various areas.

• Clean Technology
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• v.25 no.2
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• pp.114-122
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• 2019

The synthesis of bio polyol from renewable resources has attracted attention in recent years. In particular, it is important to take advantage of bio polyols in the synthesis of polymers. In this study, a series of dimethylformamide (DMF) based polyurethanes were synthesized using polycarbonate polyol/bio polyol (PO3G: polytrimethylene ether glycol prepared from 1, 3-propanediol produced by fermentation from corn sugar), methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and 1,4-butandiol (BD). The properties of prepared polyurethane films and the cell structure of wet type artificial leather were investigated. As the bio polyol content increased, the tensile strength of polyurethane films decreased, however, the elongation at break increased significantly. As a result of thermal characteristics analysis, the glass transition temperature of polyurethanes increased when increasing the content of polycarbonate polyol. As a result of comparing the cell characteristics of wet type artificial leathers prepared in this study, it was found that the number and uniformity of cells formed in the artificial leather samples increased when increasing the content of polycarbonate polyol in polycarbonate polyol/bio polyol. From these results, it was found that DMF-based polyurethane containing an appropriate amount of bio polyol could be used for wet type artificial leather. The bio textile analysis system according to ASTM standard was used to measure the bio carbon content of polyurethane. The content of bio carbon increased proportionally with the increase of bio polyol content used in polyurethane synthesis.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.599-604
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• 2011

In this study, we investigated the efficacy of ${\beta}$-cyclodextrin (${\beta}CD$) hydrorogel containing silk fibroin (SF) on healing burnt wound. Tosyl ${\beta}CD$ was conjugated to polyethyleneimine (PEI) using epichlorohydrin (EPI) as a cross-linker. The ${\beta}CD/PEI/SF$ hydrogel was applied on the back of mouse and then the efficacy of hydrogel was compared with both positive control group and negative control group. There was no wound healing efficacy showed neither in the drug loaded ${\beta}CD/PEI/SF$ hydrogel group nor in the drug unloaded ${\beta}CD/PEI/SF$ hydrogel group. On the other hand, in the positive control group, a significant reduction of the wound size after the usage of OTC hydrorogel was obtained. The burn-healing histological result showed a similar phenomenon. After hematoxylin-eosin staining the skin induced by burning, and the epithelial growth observed in the dermis, the efficacy of ${\beta}CD/PEI/SF$ hydrogel in healing burnt wound could not be clearly identified.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.623-626
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• 2011

Various poly(amic acid)s were synthesized from PMDA/BPDA/p-PDA/ODA with different mole ratios and effectively converted into 4-component polyimide films by thermal imidization. The chemical structures and thermo-mechanical properties of polyimide films were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermo-gravimetric analyzer (TGA), thermo-mechanical analyzer (TMA), dynamic mechanical analyzer (DMA) and universal tensile machine (UTM). The tensile strength, modulus, and thermal properties of polyimides films increased with the amount of rigid PMDA and p-PDA, while the elongation and moisture absorption of polyimide films increased with the amount of flexible BPDA and ODA. One of 4-component polyimide films exhibited a similar coefficient of thermal expansion (CTE) value to that of copper when it was composed of PMDA : BPDA : p-PDA : ODA with the ratio of 5 : 5 : 4 : 6. Thus, this polyimide film could be useful for a base film for flexible copper clad laminates (FCCL) of flexible printed circuit boards.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.5
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• pp.1-6
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• 2021

Mercury, once released, is not destroyed but accumulates and circulates in the natural environment, causing serious harm to ecosystems and human health. In the United States, sulfur-impregnated activated carbon is being considered for the removal of vapor mercury from the flue gas of coal-fired power plants, which accounts for about 32 % of the anthropogenic emissions of mercury. In this study, a high-efficiency porous mercury adsorption material was developed to reduce the mercury vapor in the exhaust gas of coal combustion facilities, and the mercury adsorption characteristics of the material were investigated. As a result of the investigation of the vapor mercury adsorption capacity at 30℃, the silica nanotube MCM-41 was only about 35 % compared to the activated carbon Darco FGD commercially used for mercury adsorption, but it increased to 133 % when impregnated with 1.5 % sulfur. In addition, the furnace fly ash recovered from the waste copper regeneration process showed an efficiency of 523 %. Furthermore, the adsorption capacity was investigated at temperatures of 30 ℃, 80 ℃, and 120 ℃, and the best adsorption performance was found to be 80 ℃. MCM-41 is a silica nanotube that can be reused many times due to its rigid structure and has additional advantages, including no possibility of fire due to the formation of hot spots, which is a concern when using activated carbon.