• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.49.2-49.2
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• 2009

최근, 플루이딕스칩 제작에 있어서 가격이 저렴하며 구조물 형성이 쉽다는 장점으로 인하여 유리 기판을 플라스틱 기판으로 대체하려는 연구가 많이 진행하고 있다. 하지만 플라스틱 기판은 유리 기판에 비하여 많은 장점을 갖고 있음에도 불구하고, 기판 표면이 소수성이기 때문에 유체의 흐름을 저하시키는 문제점이 있다. 기존의 플라스틱 기판을 친수성으로 개질하는 방법으로는 화학적처리, 자외선 조사, 산소플라즈마 처리 등의 방법이 있었으나, 화학적처리 방법은 공정의 민감성과 폐기물로 인한 양산적용의 한계가 있고, 자외선 조사법 및 산소 플라즈마 처리는 친수성이 영구적이지 않다는 결정적인 문제점이 있다. 이는 플라스틱 플루이딕스칩의 신뢰도를 크게 저해하여 상용화에 큰 문제점으로 작용한다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 새로운 방법의 친수성 표면처리가 요구되어 지고 있다. 본 연구에서는, 기존 플라스틱 기판의 친수성 표면처리 방법들의 문제점들을 개선하고자 플라스틱 기판의 변형을 야기하지 않는 저온 PE-CVD 방식을 이용하여 균질한 두께의 $SiO_2$박막을 형성 하였으며, 형성된 박막을 liquid self-assembled monolayer(L-SAM)방식을 이용하여 아민 표면으로 개질하였다. 이를 통해, 플라스틱 채널 상에서 유체의 원활한 흐름, 형성된 아민 표면에 단백질 및 DNA와 같은 생체 물질 고정화의 용이성 및 영구적 표면개질의 특성을 얻을 수 있었다. 이뿐만 아니라, 플라스틱 기판 외에도 재료에 관계없이 모든 물질의 표면을 생체 안정성이 뛰어난 친수성 표면으로 개질 할 수 있으며, 알데히드 및 카르복시산 등의 다양한 작용기로 변형이 쉽다는 장점이 있다. 개질된 친수성 표면의 평가를 위하여 시간에 따른 접 촉각 및 형광 스캐너(Fluorescence Scanner)를 이용하여 영구적인 친수성 특성 및 생체물질 적합성을 파악하였다. 또한, L-SAM 조건에 따른 아민의 형성정도를 측정하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 실시 하였다. 최적화된 표면처리를 실제 플라스틱 플루이딕스칩에 적용하여, 유체의 흐름을 관찰 하였다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.66-70
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• 2007

현재 많은 연구들이 작은 크기에 여러 공정을 집적시킬 수 있는 장점을 가진 마이크로 장치의 개발과 활용에 집중되고 었다. 마이크로 장치에서 가장 중요한 것은 미세 유동의 효율적인 제어이다. 본 연구에서는 마이크로 장치에 직접 적용 가능한 표면 개질 된 마이크로 채널의 유동에 대하여 고려하였다. 표면 개질(surface treatment)은 물리적, 화학적인 작용을 통해서 채널 내부 표면의 습윤성을 변화시켜 유동을 제어하는 방법이다. 친수성(glass)을 가지는 마이크로 채널 내부의 일부를 소수성(teflon)으로 개질 후, 고속카메라를 이용하여 채널 내부를 흐르는 유체의 유동 경계면 변화를 분석하였다. 또한 유동 해석을 위한 상용 코드(CFD-ACE)를 이용하여 유동에 대한 수치 해석을 진행하여 가시화된 실험 결과와 비교 분석하였다. 실험 결과와 수치 해석 결과를 통해, 친수성과 소수성 표면 배열에 따른 일시적인 유동 변화를 관찰하였다. 본 연구 결과를 통해 마이크로 채널 유동의 최적화 상태를 찾을 수 있으며, 보다 용이한 미세 유동 제어가 가능하다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.46-50
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• 1997

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.36 no.2
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• pp.531-540
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• 2019

Hydrophilic and hydrophobic nanosilica and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a coupling agent was used to form a coarse spike structure as well as an excellent reactive hydroxyl groups on the glass surface. Then, a second treatment was carried out using a trichloro-(1H,1H,2H,2H)perfluorooctylsilane(TPFOS) solution for ultimate water repellent glass surface formation. The formation of hydrophobic coating layer on glass surface using silica aerosol, which is hydrophobic nanosilica, was not able to form a durable hydrophobic coating layer due to the absence of reactive -OH groups on the surface of nanosilica. On the other hand, a glass surface was first coated with a coating liquid prepared with hydrophilic hydroxyl group-containing nanosilica and hydrolyzed TEOS, and then coated with a TPFOS solution to introduce a hydrophobic surface on glass having a water contact angle of $150^{\circ}$ or more. The sliding angle of the coated glass was less than $1^{\circ}$, which meant the surface had a super water-repellent property. In addition, as the content of hydrophilic nanosilica increased, the optical transmittance decreased and the optical transmittance also decreased after 2nd coating with the TPFOS solution. The super-hydrophobic property of the coated glass was remained up to 50 times of rubbing durability test, but only hydrophobic property was shown after 200 times of rubbing durability test. Conclusively, the optimal coating conditions was double 1st coatings with the HP3 coating solution having a hydrophilic nanosilica content of 0.3 g, and subsequent 2nd coating with the TPFOS solution. It is believed that the coating solution thus prepared can be used as a surface treatment agent for solar cells where light transmittance is also important.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.5
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• pp.405-414
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• 2015

Fluid transport is a key issue in the development of microfluidic systems. Recently, Myong (2014) has proposed a new concept for droplet transport without external power sources and numerically validated the results for a hypothetical 2D, initially having a hemicylindrical droplet. In this paper, the movement of an actual water droplet, initially having a 3D hemispherical shape, on horizontal hydrophilic/hydrophobic surfaces is simulated using a commercial computational fluid dynamics (CFD) package, Fluent, with VOF (volume of fluid) method. The results are compared with the 2D analysis of Myong (2014), and the transport mechanism for the actual water droplet is examined based on the numerical results of the time evolution of the droplet shape, as well as the total kinetic, gravitational, surface free and pressure energies inside the droplet.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.10a
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• pp.69-70
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• 1996

Polyethersulfone(PES)은 열적 특성이 우수하고 넓은 pH 범위에서 사용이 가능하며 특히, 막 제조 특성이 우수하여 막 소재로서 지금까지 널리 사용되어 오고 있다. Polysulfone(PSf)에 비하여 구조적으로 친수성이 우수하고 열적 특성이 더 뛰어난 장점이 있지만, 친수화를 시키기가 어려워서 지금까지는 주로 PSf의 친수화 연구로 한정되었었다. PES가 PSf에 비해 친수성이 좋다고는 하지만 PES 자체가 여전히 소수성을 띠므로 막 운전시 막의 내부나 표면에 투과 물질이 흡착되어 일어나는 Fouling으로 인해 막의 수명을 단축시키며 운전 효율도 크게 떨어진다. 이러한 Fouling을 줄이기 위한 방법으로 여러 가지 방법이 있지만 본 연구에서는 막의 재질을 친수성으로 개질시켜서 Fouling억제를 시도하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.343-348
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• 2010

The surface of low density polyethylene (LDPE) film was oxyfluorinated under different reaction conditions to introduce hydroperoxide groups and change surface characteristics. Hydroperoxide functional groups created by oxyfluorination were used as active sites for graft polymerization with hydrophobic monomer, acryl amide (AM), and hydrophilic monomer, methyl methacrylate (MMA) to carry out the second modification of the LDPE film surface. The surface properties of the OFPE films and grafted OFPE films were characterized by 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging method, ATR-IR, contact angle measurement and DSC. From the results of DPPH method, the amount of hydroperoxide groups on the oxyfluorinated LDPE film continuously increased as the total pressure in the oxyfluorination and the partial pressure of fluorine gas increased. The water contact angle and surface free energy measurements showed that hydrophilic liquid (water) contact angle on LDPE film surface decreased with hydrophilic AM grafting and hydrophobic liquid (methylene diiodide) contact angle on LDPE film surface decreased with hydrophobic MMA grafting. These were attributed to AM or MMA monomer grafting and the wettability of LDPE filmsurface to hydrophilic and hydrophobic liquids were improved.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2001.11a
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• pp.21-21
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• 2001

자원재활용과 원가절감를 위해 고지재활용율이 크게 상승하고 있으며, 이와 아울러 고 지원료로부터 고품질의 제품을 생산할 수 있는 기술에 대한 관심이 증대되고 있는 실 정이다. 저급 고지로부터 고품질의 탈묵펄프를 얻기 위해서는 고지재활용공정의 핵심 공정인 부유부상 공정의 효율화가 가장 중요하다고 믿어진다. 이를 위해서는 부유부상 공정에 가장 큰 영향을 미치는 고형입자의 표면 화학적 특성에 따른 공정의 분리효율 평가와 이에 근거한 공정해석과 개선이 요청된다. 이러한 부유부상 공정을 표면화학적 측면에서 구명하기 위해 마이크로 크리스탈린 셀룰로오스(Microcrystalline cellulose: M MCC)를 모댈 물질로 사용하여 표면화학적 특성은 다르나 입자의 크기와 형태는 동일 한 시료를 준비하였다. 친수성의 표면 특성을 나타내는 MCC의 표면 특성을 바꾸기 위 하여 AKD(alkyl ketene dimer)로 처리비율을 달리하여 솔벤트 사이징 처리를 실시하 였다. 이렇게 준비된 MCC의 표면화학적 특성을 IGC를 이용하여 평가하였다 .. IGC는 G GC를 응용한 표면분석 기술로 고체의 물리화학적 특성과 흡착성을 분석하기 위해서 사용되며 이로부터 흡착제의 표면특성을 평가할 수 있다. 본 실험에서는 AKD로 소수화 정도가 다르도록 소수화시킨 MCC 시료를 이용하여 I IGC 칼럼을 준비하고 n-알칸과 몇가지 극성 용매률 이용하여 이들의 칼럼 내 체류시 간을 측정함으로써 흡착특성을 평가하고 이로부터 흡착현상을 열역학적으로 분석하였다. IGC 분석 시에는 칼럼의 온도를 $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$의 3수준으로 변화시켰다. 측정결 과로부터 MCC 표면의 흡착자유에너지와 엔탈피, 엔트로피의 변화량을 평가하였으며, 또한 MCC 표면의 극성에너지와 산염기적 성질을 평가하였다. 실험결과 MCC의 소수화도에 따른 열역학적 흡착현상의 차이가 명백하였다. 이는 소 수화 수준에 따라 소수성 및 친수성 물질의 흡착성이 변화된다는 것을 보여준다. 따라서 탈묵 시 진행되는 기포에의 부착현상을 평가할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있다 고 사료되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.102-103
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• 2008

EHD(Electrohydrodynamics, 전기수력학)를 기반으로 한 정전기장 유도 잉크젯(또는 EHD jet) 헤드는 적층, 식각 작업 등의 일련의 과정을 생략하게 해줌으로써 마이크로 단위의 패 터닝 작업을 용이하게 해주고, 대기압 플라즈마 발생장치를 이용한 표면의 개질은 친수성 특성을 갖는 표면을 소수성 특성을 갖도록 변형시켜 주어 접촉각을 높임으로써 패턴의 크기를 줄여주는 효과가 있다. 본 연구에서, 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용하여 유리의 표면을 소수성 특성을 갖도록 개질하여 정전기장 유도 잉크젯 헤드 장치를 이용한 패터닝 작업시, 패턴의 크기를 대폭 감소시키는 효과를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.4
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• pp.354-359
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• 2006

Recently, the interest in lithography without photo exposure has been increased compare to the conventional photolithography in nano meter and micrometer size patterning area. We studied a self aligned dipping of Ag solution through micro contact printing (${\mu}-CP$) with octadecyltrichlorosilane (OTS) treated polydimethylsiloxane (PDMS) soft mold. The OTS monolayer on the patterned PDMS was formed by dipping it into OTS solution. We transferred the OTS monolayer from PDMS mold to the glass. The OTS monolayer changed the surface energy from hydrophilic surface to hydrophobic surface, And then we made self aligned Ag solution patterns just after dipping the substrate, using adhesion difference of Ag solution between OTS treated hydrophobic area and non-OTS treated hydrophilic area. We finally get the Ag patterns through only dip-coating after the ${\mu}-CP$ process. And we observed surface energies on the glass substrate through the contact angle measurements as time goes on.