• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.383-387
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• 2023

범용적으로 고진공 성막 장비에서 사용되는 quartz crystal microbalance (QCM)는 두꺼운 필름이 quartz 위에 성막되는 경우, 크리스탈 고유의 진동에 영향을 주어 사용이 어려워진다. 본 논문에서는 실시간 필름 증착 공정 중에 센서의 손상이 없는 광학적 계측 방식을 통해 필름의 성막 속도를 측정하는 방법을 연구하였다. 기체 이동 경로로 지나가는 페럴린 가스 중 다이머에 의한 레이저의 산란 정도를 측정하여, 페럴린 공정의 분해부 온도가 감소할수록 페럴린 가스 중 다이머의 비율이 증가하는 것을 성공적으로 확인하였다. 또한, 성막된 필름의 특성을 확인한 결과, 분해부 온도가 감소할수록 필름의 두께와 haze가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 우리는 연구 결과를 통해 개발한 안정적인 실시간 성막 속도 계측 시스템을 이용함으로써, 진공 공정을 통해 성막하는 페럴린 필름의 정밀한 성막 속도 제어에 활용하고자 한다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.704-707
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• 1997

카올린에서 추출된 황산알루미늄 용액을 이용하여 정밀화학 분야에서 많은 이용이 기대되고 있는 알루미나 졸의 제조에 대하여 연구하였다. 교반을 하면서 황산알루미늄용액에 암모니아수를 첨가하여 비정질의 일수산화알루미늄(AlO(OH))를 제조하고, 제조된 입자의 표면에 전기이중층을 형성하기 위해서 초산($CH^3COOH$)을 투입하여 안정한 알루미나 졸을 제조하였다. 안정한 알루미나 졸의 제조에 미치는 반응온도, 반응시간, 초산의 농도 등의 영향을 조사하였다. 반응온도 $50{\sim}90^{\circ}C$, A/C(건조된 알루미나 량/첨가된 초산의 량) 1.6 (몰비)에서 안정한 졸의 합성이 가능하였으며, 반응시간에는 거의 영향을 받지않았다. 또한, 알루미나의 함량이 1~5vol%까지의 범위에서 안정한 졸이 제조되었고, 이때 졸의 입자크기는 약 5~10nm 정도이었다.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1047-1052
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• 1998

본 연구에서는 시판용 99.8% 금속알루미늄을 정전류 방식을 이용하여 황산, 수산, 인산 및 크롬산 전해조에서 양극산화를 행하여 다공성 알루미나 막을 제조하였다. 양극산화시 전해액의 종류에 따른 반응온도, 전해액의 농도 및 전류밀도에 따라 형성되는 다공성 알루미나 막의 세공직경과 분포, 막의 두께 및 형태와 결정구조를 조사함으로서 각 전해질 용액하에서의 최적 반응조건을 결정하고 우수한 다공성 알루미나 막을 제조하고자 하였다. 황산, 수산전해질하에서는 한외여과(Ultrafiltration)막이, 인산, 크롬산전해질하에서는 정밀여과(Microfiltration)막의 얻어짐을 알수 있었다. 황산, 수산 및 인산 전해조에서 제조된 막의 결정구조는 무정형임을 알 수 있으며, 크롬산 전해조에서 제조된 막은 ${\gamma}-Al_2O_3$의 결정구조를 보이고 있다.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.310-316
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• 2006

본 연구에서는 수중 악취의 원인 물질인 용존 암모니아를 제거하기 위해 분말형태의 활성탄을 사용하였다. 특히, 일반적인 분말활성탄은 암모니아 흡착능이 좋지 않기 때문에 흡착능을 높이기 위해 분말활성탄의 표면을 산 용액으로 함침시킨 산 첨착활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조한 산 첨착활성탄을 섬유 재질로 된 다공성 지지막($10{\sim}50{\mu}m$)의 표면에 압력에 의한 분리 활성 여과 층을 형성시켜 흡착과 분리를 동시에 할 수 있는 혼합 공정을 구성하였다. 그 결과 혼합공정에서 암모니아 제거율이 60% 이상 되어, 일반 분말활성탄에 비해 10~15% 더 높은 흡착능을 보였다. 그리고 층이 형성된 동적막의 순수투과성능 실험을 보면 수투과도는 400~700 LMH로 정밀여과(Microfiltration)막 수준의 역할을 한다. 이는 수처리에서 기존의 분리막 공정보다 고효율적인 처리 유량을 유지하는 효과가 기대된다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.379-384
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• 2021

마이크로니들은 약물전달 및 진단에 사용되는 미세바늘로 일반 주사와 달리 길이가 짧아 효과적으로 약물을 전달하는 한편 고통과 감염위험은 최소화시킬 수 있는 도구이다. 기존의 마이크로니들은 MEMS 기술을 기반으로 정밀하게 나노미터 수준으로 제작되었으나 장비와 유지비가 비싸고 공정이 복잡하여, 최근에는 3D 프린팅을 이용해 경제적이고 간단하며 신속하게 마이크로니들을 제작하는 연구가 진행 중이다. 3D 프린팅 기술은 프로토타입의 제작이 간단하고 수정 보완이 용이하기 때문에 마이크로니들 의약품 및 화장품의 상용화에 유리하다. 이에 본 총설은 SLA, 2PP, DLP, CLIP, FDM 3D 프린팅 기술에 대해 소개하고, 이를 이용한 마이크로니들 제작 연구동향에 대해 소개하고자 한다. 또한 현재 마이크로니들 기술의 한계점과 앞으로 해결해야 할 부분에 대해서 논해보고자 한다.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.12-18
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• 1999

상수를 처리하기 위한 공정으로 막여과 수처리 공정을 택하였다. 재래식 수처리 공정과의 비교를 위하여 막사용 수처리 공정의 기능성과 경제성에관한 연구를 하였다. 기능성을 보기 위해서 막분리중에서 막의 기공의 크기가 $0.01{\mu}m$인 한외여과막을 선택하여 탁도 제거 성능을 실험하였다. 탁도 제거 실험은 유입원수의 탁도를 임의로 10에서 85 NTU로 조절하여 세 가지 탁도에서 실험을 하였다. 모든 실험에서 여과막을 통과한 처리수의 탁도는 균질하게 1 NTU 이하로 측정이 되었다. 이 결과는 한외여과막 공정은 원수의 탁도가 증가하여도 일정한 탁도의 처리수를 생산함을 나타낸다. 막여과 공정의 경제성을 검토하기 위하여 막여과처리 비용계산 프로그램을 작성하였다. 실험은 한외여과막으로 한정하여 실시하였지만, 막여과처리 비용계산은 정밀여과막, 한외여과막, 그리고 저압역삼투압 방식을 포함하였다. 먼저 비용계산 프로그램을 사용하여 생산량 및 단위 면적당 투과량에 따른 처리수 생산단가의 변화를 보았다. 그 결과 생산량 및 투과량이 감소할수록 처리비용이 급격히 증가하였다. 그리고 처리용량을 달리 하였을 때 정밀여과막, 한외여과막, 저압역삼투압, 재래식공정, 그리고 고도처리 공정의 다섯 가지 공정에 대하여 총 비용을 계산하였다. 그 결과 막여과 공정은 재래식 공정 및 고도 처리공정과 비교하여경제성이 있게 나타났고 막분리중에서도 한외여과막은 중용량 ($157.5m^3/hr$) 생산량 이상에서 다른 막분리공정과 비교해서 생산가 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.336-341
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• 2018

기존의 문헌에서는 poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 기반의 블록공중합체를 합성하기 위해서 최소 4-5단계 이상의 복잡한 공정을 거쳐야 했고, 일반적으로 분자량, 분자량 분포 및 블록의 비를 조절하기 위해서 단량체 전환율 및 반응 시간을 계속해서 모니터링 해야 한다. 또한, 여러 가지 이유에서 합성 스케일이 수 mg에서 수 g으로 제한되었다. 본 연구에서는 음이온 중합법을 이용해서 P3HT-b-poly(4-vinylprydine) (P4VP)를 오직 2단계로 중합할 수 있었으며, 중합 스케일은 수십 g 정도가 가능하였다. 반응 도중 단량체 전환율 및 농도를 계속 모니터링 해야 하는 번거로움 없이 초기 단량체 당량비만으로 블록 비율과 분자량 분포를 정밀 조절할 수 있었다. 만들어진 P3HT-b-P4VP를 친수성 및 소수성 용매에 녹여 분자 거동을 살펴보았다. 용액의 특성이 용액 속 미셸 구조와 필름 코팅 후 모포로지에 영향을 미친다는 것을 확인했다. P3HT-b-P4VP의 물리적 특성은 적외선-자외선 분광분석법, 원자힘현미경 및 자외선 광전자 분광분석법을 이용하여 평가하였다.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.954-959
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• 1999

본 연구에서는 소수특성의 PP 정밀여과막에 방사선을 조사하여 친수성 모노머인 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), acrylic acid(AAc) 및 methacrylic acid(MAAc)를 그라프트 중합하였다. 3가지 모노머에 대한 그라프트 중합반응에서 물/메탄올 혼합용매의 조성에 따라 그라프트율에 미치는 효과를 조사하였으며, 이에 대한 각 모노머의 농도에 따른 영향을 고찰하였다. 가장 높은 그라프트율을 얻는 용매조건은 AAc는 순수한 물에서, MAAc는 물/메탄올 혼합비가 50/50 vol %에서, 그리고 HEMA는 25/75 vol %이었다. 그라프트된 PP 다공성 분리막의 모노머 도입여부와 표면특성변화는 FTIR-ATR 및 SEM을 이용하여 관찰하였다. 또한 인장강도와 연신율을 측정하여 그라프트율에 따른 막의 기계적 특성을 평가하였다. 그라프트된 PP막은 본래의 PP막보다 물 투과속도가 증가하였으며, 물 투과에 적당한 모노머로 HEMA임을 알았고 99%의 그라프트율에서 가장 좋은 물 투과속도를 보였다. 또한 AAc가 그라프트된 PP막 및 MAAc가 그라프트된 PP막의 물 투과속도는 pH나 $Cu^{2+}$에 의해 크게 좌우되나 HEMA는 pH나 $Cu^{2+}$에 영향이 거의 없었다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.521-526
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• 2006

폐수를 재이용하기 위한 고도처리 시스템으로서 분리막 생물반응조(Membrane Bioreactor, MBR)는 기존의 활성슬러지 공정(Activated Sludge Process, ASP)에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 도시 하수 중에 포함된 유기물과 영양염류를 동시에 제거하기 위하여 침지형 정밀여과(Microfiltration, MF) 막을 이용한 무산소/호기(Anoxic/Oxic, A/O)형 MBR에서 투과플럭스를 $10.2L/m^2{\cdot}h$로 일정하게 유지하면서 고형물 체류시간(Solids Retention Time, SRT) 변화에 따른 막 여과 특성을 조사하였다. 실험 결과, SRT를 증가시킬수록 체외고분자물질(Extracellular Polymeric Substances, EPS)내 단백질/탄수화물(Protein/Carbohydrate, P/C) 비가 높아져서 막 오염이 빠르게 진행되었다. A/O MBR에 RO막을 결합한 A/O MBR-RO 공정을 폐수의 고도처리에 적용하고자 하였으며, 성능평가를 위해 A/O MBR-RO 공정과 기존의 활성슬러지 공정에 MF와 RO막을 결합한 ASP-MF-RO 공정의 유기물 및 영양염류 제거율을 비교하였다. 실험 결과 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다 더 우수한 처리효율을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.698-706
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• 2019

지난 수십 년 동안, 외부 자극에 대한 응답성이 우수하면서도 인체에 적용할 수 있는 소프트 액추에이터 개발을 위한 많은 노력이 이어졌다. 본 연구에서는 동역학적 정밀 제어가 가능한 의료용 소프트 액추에이터를 개발하기 위해, 유해한 화학적 첨가제나 개시제 없이 방사선을 이용하여 전기 자극 반응성과 물리적 특성이 우수한 3차원 가교 구조의 poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) 하이드로겔을 합성하였다. 방사선 조사 후, 모든 하이드로겔은 75% 이상의 겔 분율을 나타내었고, 표면 반사 적외선 분광법을 통해 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔이 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔의 겔 분율, 평형 수분 함량, 압축 강도를 측정하여 감마선의 총 조사 선량과 구성 성분의 함량비 조절에 따른 하이드로겔의 물리적 특성 변화를 확인하였다. 조사된 감마선의 선량이 증가하거나 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)의 함량이 많을수록 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 높은 가교 밀도와 우수한 기계적 강도를 나타내었다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 3 V의 저전압에서도 전기적인 자극에 반응하였고, 전기장 하에서 이동성 이온의 움직임에 따른 하이드로겔의 밴딩 거동은 하이드로겔의 가교 밀도, 이온기의 함량, 인가 전압 및 전해질 용액의 이온 농도 등을 조절함으로써 제어할 수 있음을 확인하였다.