• Title/Summary/Keyword: 접촉 지름

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유연소재 천 기반의 슈퍼캐패시터 저장체의 전기화학적 성능 향상

  • Yun, Tae-Gwang;O, Min-Seop;Hu, Liangbing;Hyeon, Seung-Min;Han, Seung-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.697-698
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    • 2013
  • 최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

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Fabrication of Carbon Microneedle Arrays with High Aspect Ratios and The Control of Hydrophobicity of These Arrays for Bio-Applications (고종횡비 탄소 마이크로니들 어레이의 제조 및 생체응용을 위한 소수성 표면의 제어)

  • Lee, Jung-A;Lee, Seok-Woo;Lee, Seung-Seob;Park, Se-Il;Lee, Kwang-Cheol
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.11
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    • pp.1721-1725
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    • 2010
  • This paper reports the fabrication of geometry-controlled carbon microneedles by a backside exposure method and pyrolysis. The SU-8 microneedles are a polymer precursor in a carbonization process, which geometries such as base diameter, spacing, and aspect ratio can be controlled in a photolithography step. Using this fabrication method, highly reproducible carbon microneedles, which have high aspect ratios of more than 10 and very sharp nanotips, can be realized. The quartz surface with carbon microneedles becomes very hydrophilic and its wettability is adjusted by carrying out the silane treatment. In the carbon microneedle array ($3\;{\mu}m{\times}3\;{\mu}m$), the contact angle is extremly enhanced (${\sim}180^{\circ}$); this will be advantageous in developing low-drag microfluidics and labs-on-a-chip as well as in other bio-applications.

Effect of Vanadium Addition on the Cavitation Erosion Resistance of Fe-Cr-Ni-Si-C Hardfacing Alloy (Fe-Cr-Ni-Si-C계 경면처리 합금의 Cavitation Erosion 저항성에 미치는 Vanadium 첨가의 영향)

  • 김경오;김준기;장세기;김선진;강성군
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1998.11a
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    • pp.72-72
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    • 1998
  • 원자력발전소 1차계통내 밸브의 경면처리(hardfa따1잉에 사용되는 재료는 $90~343^{\circ}C$의 고온과 높은 접촉응력 그리고 급격한 압력변화가 일어나는 환경에서 사용되기 때문에 내마모성과 내식성 그리고 cavitation erosion 저항성이 우수한 Co계 Stellite 합금이 현재 사용되어진다. 그러나 Co가 원력발전소 1차계통의 방사선장을 형성하는 주요 원소로 알려지면서 S Stellite 합금을 대체할 수 있는 Fe계 경면처리용 합금을 개발하려는 연구가 진행되고 있다. 현재 Fe계 경면처리용 합금의 개발은 적절환 팝금원소를 첨가하여 적충결함에너지를 낮춤 으로써 전위의 교차슬립을 억제하여 표면을 경화시키고, 소성변형을 억제하여 마모저항성을 향상시키려는 방법으로 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe-Cr-Ni-Si-C 합금에 Fe계 합금의 적충결함에너지를 감소시키는 것으로 알려진 vanadium을 0, 1, 2wt%첨가하여 첨가량의 변화가 cavitation erosion 저항성에 미치 는 영향을 조사하였다. Cavitation erosion 실험은 초음파를 이용하여 미세한 기포를 발생시키는 vibratory type으로 A ASTM G-32 규격에 따라 제작된 실험장치를 이용하여 $25{\pm}2^{\circ}C$의 온도의 증류수 속에 잠긴 상태에서 실시하였다. 시면은 지름 16mm, 두게 7mm의 버턴형태로 vanadium 첨가량을 변화시킨 조성을 아크 용융 방법을 이용하여 제작하였으며 hom끝단부에 부착하여 cavitation e erosion 저항성 살험을 하였다. 시편의 cavitation erosion 실험시간에 따른 무게감소량을 측 정하였으며 cavitation erosion 시킨 시편의 표면을 SEM으로 관찰하였다.겨지는 열전달 매체액 과 신규 부식억제제가 적용된 시스템 등 객관적으로 확인된 부식억제제 시스랩에 대 하여 다양한 평가 방법을 동원 비교분석하고자 하였다. 실험은 KSM 2142에 의한 무게감량법, 분극곡선 측정에 의한 $E_P$(공식개시전위), $E_R$(재부동태화전위) 측정, 시간에 따른 자연전위 변화 측정 빛 이때의 부식속도(선형분극법), 인위적인 피막 파괴 전,후 의 전위 변화 및 부식속도 측정법에 의한 국부부식 발달 저지능 등을 평가하여 각 실험결과를 비교분석하여 보았다. 수록 민감하여 304 의 IGSCC 와 매우 유사한 거동을 보인다. 본 강연에서는 304 와 600 의 고온 물에서 일어나는 IGSCC 민감도에 미치는 환경, 예민화처리, 합금원소의 영향을 고찰하고 이에 대한 최근의 연구 동향과 방식 방법을 다룬다.다.의 목적과 지식)보다 미학적 경험에 주는 영향이 큰 것으로 나타났으며, 모든 사람들에게 비슷한 미학적 경험을 발생시키는 것 이 밝혀졌다. 다시 말하면 모든 사람들은 그들의 문화적인 국적과 사회적 인 직업의 차이, 목적의 차이, 또한 환경의 의미의 차이에 상관없이 아름다 운 경관(High-beauty landscape)을 주거지나 나들이 장소로서 선호했으며, 아름답다고 평가했다. 반면에, 사람들이 갖고 있는 문화의 차이, 직업의 차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lrcorner$의 범위를 벗어나지 않는다. 그렇기 때문에도 $\ulcorner$

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IS AN OXYGEN INHIBITION LAYER ESSENTIAL FOR THE INTERFACIAL BONDING BETWEEN RESIN COMPOSITE LAYERS? (Layering시 복합레진 층간의 계면 결합에서 oxygen inhibition layer가 필수적인가?)

  • Kim, Sun-Young;Cho, Byeong-Hoon;Baek, Seung-Ho;Lee, In-Bog
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • v.33 no.4
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    • pp.405-412
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    • 2008
  • This study was aimed to investigate whether an oxygen inhibition layer (OIL) is essential for the interfacial bonding between resin composite layers or not. A composite (Z-250, 3M ESPE) was filled in two layers using two aluminum plate molds with a hole of 3.7 mm diameter. The surface of first layer of cured composite was prepared by one of five methods as followings, thereafter second layer of composite was filled and cured: Group 1 - OIL is allowed to remain on the surface of cured composite; Group 2 - OIL was removed by rubbing with acetone-soaked cotton; Group 3 - formation of the OIL was inhibited using a Mylar strip; Group 4 - OIL was covered with glycerin and light-cured; Group 5 (control) - composite was bulk-filled in a layer. The interfacial shear bond strength between two layers was tested and the fracture modes were observed. To investigate the propagation of polymerization reaction from active area having a photo-initiator to inactive area without the initiator, a flowable composite (Aelite Flow) or an adhesive resin (Adhesive of ScotchBond Multipurpose) was placed over an experimental composite (Exp_Com) which does not include a photoinitiator and light-cured. After sectioning the specimen, the cured thickness of the Exp_Com was measured. The bond strength of group 2, 3 and 4 did not show statistically significant difference with group 1. Groups 3 and 4 were not statistically significant different with control group 5. The cured thicknesses of Exp_Com under the flowable resin and adhesive resin were 20.95 (0.90) urn and 42.13 (2.09), respectively.

The Food Safety of Superfine Powder (Phellinus linteus) Processed by Nanomill in C57BL/6 Mice (C57BL/6 마우스에서 나노밀 가공된 초미세분말(상황버섯)의 식이 안전성 연구)

  • Kim, Dong-Heui;Teng, Yung-Chien;Yoon, Yang-Sook;Qi, Xu-Feng;Jeong, Hyun-Seok;Joo, Kyung-Bok;Lee, Kyu-Jae
    • Applied Microscopy
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    • v.39 no.2
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    • pp.133-139
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    • 2009
  • A officinal mushroom, Phellinus linteus (PL) has been known to exhibit potent biological activities including antioxidative and anticancer effect. PL is consumed as a type of powder or extract for the purpose of health promotion and disease treatment. Recently superfine PL products was commercialized according to the development of pulverizing technology such as nanomill, so the evaluation of food safety is suggested. This study was conducted to evaluate the food safety of superfine PL (SPL) through hematological, biochemical and histological examination in mice as compared with fine PL (FPL). In the particle size distribution in volume after nanomill processing, the mean diameter of SPL and FPL particles was 11.78 ${\mu}m$ and 216.1 ${\mu}m$, and d (0.5), the particle diameter measured at 50% of distribution was 5.5 ${\mu}m$ and 147.9 ${\mu}m$, respectively. As the result of body weight, food intake and the weight of organs, SPL group didn't show any statistical difference compared with FPL group and normal group (N). Hematological and biochemical values were also involved in the normal range, although ALT (N vs. FPL, P<0.001) and BUN (N vs. FPL, P<0.01; N vs. SPL, P<0.01) showed significance compared with N group but there are no significance between FPL and SPL group. In the result of histological examination with liver, kidney, spleen, and small and large intestine, abnormal findings such as inflammatory reaction and histological changes were not observed. Our results suggest that the oral intake of SPL diet is not harmful to the animal in the hematological, biochemical and histological aspects although particle size was reduced to the level of superfine. However, further study will be necessary to confirm the histological safety in relation to the gastrointestinal contact of superfine particles in the case of large amount and long-term intake.

A STUDY ON WEAR RESISTANCE OF FLOWABLE COMPOSITE RESINS (유동성 복합레진의 마모저항성에 관한 연구)

  • Yun, Yeon-Hee;Kim, Jung-Wook;Lee, Sang-Hoon;Hahn, Se-Hyun
    • Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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    • v.29 no.2
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    • pp.217-225
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    • 2002
  • When we use the flowable resin on the primary molars for quick handling, one of the most important property is the wear resistance. This study was performed to compare the wear resistance characteristics of four flowable composite resins [Arabesk flow (group 1), Tetric flow (group 2), Aeliteflow (group 3), Filtek flow (group 4)] to that of one control composite resin [Z100 (group 5)]. Specimen discs(n=10), 10mm wide and 2mm thick, were stored in distilled water at $37^{\circ}C$ for 7 days prior to testing. The specimens were subjected to 50,000 strokes at 2 Hz on the MTS system. During the test, the following parameters were maintained: the lateral excursion at 0.4mm, occlusal force at 2-100N with a force profile in the form of a half sine wave. The measurements of volume loss, depth of wear, and Vicker's hardness number of composite resins, and SEM observations of the polished and abraded surfaces were established. One-way ANOVA and Scheffe's multiple comparison test were employed to detect statistically significant differences among the flowable composite resin groups and the control composite group at P<.05. The following results were obtained: 1. Group 3 showed the least volume loss, while group 4 showed the greatest. The mean volume loss increased in the following order: group 3

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The effect of Ca-P coatings of anodized implant surface on response of osteoblast-like cells in vitro (임플란트 표면의 Ca-P 코팅 방법이 MG63 골모유사세포 반응에 미치는 영향에 대한 in vitro 연구)

  • Kim, Il-Yeon;Jung, Sung-Min;Hwang, Soon-Jung;Shin, Sang-Wan
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.47 no.4
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    • pp.376-384
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    • 2009
  • Purpose: The purpose of this study was to evaluate the response of osteoblast-like cells to Ca-P coated surface obtained via Ion beam-assisted deposition (IBAD) method and Sol-Gel process on anodized surface by cellular proliferation and differentiation. Material and methods: The surface of a commercially pure titanium (Grade IV) discs with dimension of 10mm diameter and 2 mm thickness was modified by anodic oxidation under a constant voltage of 300 V. The experimental groups were coated with Ca-P by the IBAD method and Sol-Gel process on anodized surface. The surface roughness (Ra) of specimens was measured by optical interferometer and each surface was examined by SEM. To evaluate cell response, MG63 cells were cultured and cell proliferation, ALP activity and the ability of cell differentiation were examined. Also, cell morphology was examined by SEM. The significant of each group was verified by Kruskal-Wallis Test ($\alpha$=.05). Results: The Ra value of Ca-P coated surface by IBAD method was significantly higher than Ca-P coated surface by Sol-gel process (P < .05). The level of cell proliferation and ALP activity was higher in Ca-P coated surface by IBAD method (P<.05). The expression of ALP showed higher level expression in Ca-P coated surface by IBAD method. Cells grown on Ca-P coated surface by IBAD method were uniformly distributed and developed a very close layer. Conclusion: These experiments showed better performances of Ca-P coated surface by IBAD method with respect to Ca-P coated surface by Sol-gel process. Ca-P coated surface by IBAD method appear to give rise more mature osteoblast characteristics and might result in increased bone growth and bone-implant contact.