• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.294-294
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• 2013

소수성을 띄는 표면은 자연으로부터 시작된 연구이다. 연잎, 소금쟁이 다리, 매미 날개 등 많은 자연의 표면은 150o보다 높은 접촉각을 지니기 때문에 물에 대한 반발이 심해져 약간의 기울임에도 쉽게 물방울이 굴러 떨어지고 이때 먼지를 제거할 수 있다. 자연현상을 이용해 물질 표면의 소수성 제어에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 친수성과 소수성은 일반적으로 표면에서 물방울의 contact angle 측정으로 확인 할 수 있다. Contact angle이 $90^{\circ}$ 작을 경우 친수성, $90^{\circ}$보다 클 경우 소수성이라고 한다. 이러한 기술을 이용해서 solar cell, 자동차 유리, 건물외벽, 등 다양한 분야에서 사용하고 있으며, 소수성 구조를 만드는 방법으로는 laser ablation, wet etching, 리소그라피 공정이 있는데, laser ablation의 경우 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있으며, 반면 가격이 저렴한 wet etching의 경우 제어가 힘들다는 단점을 지니고 있다. 리소그라피 공정은 비싼 비용과 시간을 소비해야 하는 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 단점들을 개선하기 위해 공정 시간의 감소와, 저 비용으로 제작이 가능한 RIE (Recative Ion Etching)로 피라미드 구조를 만들었다. 형성된 구조물에 투명하고 균일하며, 낮은 계면에너지를 갖고 있는 PDMS (polydimethelsiloxine)로 mold을 수행하였다. RIE를 이용한 표면 구조는 Gas, Flow rate, Pressure, Power, Time 등을 조절하여 단결정 실리콘 기판 위에 피라미드의 크기를 조절하였다. 피라미드의 크기가 커짐에 따라 물과 PDMS가 닿는 면적이 줄어들면서 높은 소수성을 가지게 되는데, 높은 소수성 구조를 가지는 피라미드 형상을 찾기 위한 실험을 진행하였다. RIE 조건은 Flow rate: 30 sccm, Temperature: $10^{\circ}C$ Pressure: 100 mTorr, Power: 200 W, Process Time: 5~50 min으로 조절하며 공정을 수행하였고 RIE공정 후 SAMs (Self-Assembly Monolayers)을 진행하였으며, 마지막으로 PDMS를 이용하여 mold공정을 진행하였다. 그리고 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 이용하여 Etching된 단면을 관찰하였으며, 접촉각을 측정하였다. Process Time을 50 min로 공정하였을 때, 측정된 접촉각은 $134^{\circ}$였다.

• Membrane Journal
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• v.33 no.1
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• pp.1-12
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• 2023

In this review, surface modification methods of hydrophobic poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) membrane are introduced and their improved hydrophilicity results are discussed. Fluoropolymer based membranes, represented by PTFE membranes have been used in various membrane separation processes, including membrane distillation, oil separation and gas separation. However, despite excellent physical properties such as chemical resistance, heat resistance and high mechanical strength, the strong hydrophobicity of PTFE membrane surface has become a challenging factor in expanding its membrane separation application. To improve the separation performance of PTFE membranes, wet chemical, hydrophilic coating, plasma, irradiation and atomic layer deposition are applied, modifying the surface property of PTFE membranes while maintaining their inherent properties.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.11
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• pp.871-884
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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 shape, initially having a hemicylindrical droplet shape. Myong and Kwon (2015) have also examined the transport mechanism for an actual water droplet, initially having a 3D hemispherical shape, on a horizontal hydrophilic/hydrophobic surface, based on the numerical results of the time evolution of the droplet shape, as well as the total kinetic, gravitational, pressure and surface free energies inside the droplet. In this study, a 3D numerical analysis of an initially spherical droplet is carried out to establish a new concept for droplet transport. Further, the transport mechanism of an actual water droplet is examined in detail from the viewpoint of the capillarity force imbalance through the numerical results of droplet shape and various energies inside the droplet.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2000.11a
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• pp.41-41
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• 2000

부유부상 공정은 현재 신문고지와 사무용 고지의 탈묵을 통한 신문용지 및 화장지 제조 에 널리 사용되고 있는 고지재활용을 위한 핵심공정이다. 하지만 이들 공정은 갈수록 열악 해지는 국내 고지원료의 품질변화에 따라서 잉크 및 토너의 분리효율이 저하되고 있어 생산 되는 탈묵 펄프의 품질저하, 리젝트 발생량의 증대, 폐수 처리공정의 부하 증가 등 다양한 문제점을 발생시키고 있어 이에 대한 대책의 수립이 시급히 요청되고 있다. 현재와 같이 다양한 형태의 잉크 및 인쇄방식으로 인쇄된 많은 종류의 재활용지가 원료 로 투입되고 있는 경우 탈묵공정의 효율 향상을 위해서는 부유부상 공정에 대한 좀 더 체계 적이고 논리적인 접근이 필요하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 먼저 고지 재활용 공정 의 핵심 단위공정인 부유부상 공정에 관련된 복잡한 문제점을 단순화하여 고상 및 액상의 표면화학적 특성을 평가하고, 이에 따른 부유부상 공정의 효율을 분석하였다. 본 연구에서는 부유부상 공정을 기초과학적 측면에서 구명하기 위해 마이크로 크리스탈린 셀룰로오스(Microcrystalline cellulose: MCC)를 모델 물질로 사용하였고, 친수성 의 표면 특 성을 나타내는 MCC의 표면 특성을 바꾸기 위하여 AKD(alkyl ketene dimer)로 처리비율을 달리하여 사이징 처리하였다. 부유부상 실험에 사용된 MCC는 친수성을 띠는 것과 소수성 을 부여한 것을 구별하고 그 비율을 백색도를 통해 측정하기 위하여 자체적으로 친수성을 가지는 MCC는 세척 견뢰도가 높은 검은색 염료로 염색하였다. 준비된 친수성과 소수성 M MCC의 혼합비율 별로 패드를 작성하여 백색도를 측정함으로써 검량선을 작성하였다. 또한 부유부상 시간에 따른 제거효율을 알아보기 위하여 부유부상 시간별로 각각의 리젝트율과 수율올 측정하고, 리젝트 시료로부터 패드를 제조하여 백색도를 측정하였다. 실험 결과 소수성 MCC의 소수화 정도에 따라서 리젝트율이 증가하였으며, 이를 통해 표 면에 소수성을 띠는 입자는 소수성이 강할수록 부유부상공정에서 제거율이 증가한다는 것을 확인하였다. 부유부상 처리한 MCC로 패드를 제조한 뒤 백색도를 비교한 결과에서도 이를 확인하였다. 한편 리젝트로 함께 제거된 MCC 내에 존재하는 친수성 MCC의 양은 극히 미 세하였다. 또한 부유부상를 실시하는 초기에 상당량의 리젝트가 발생함을 확인하였는데, 이 는 전체 부유부상을 통해 제거되는 양의 45-68%였다. 한편 부유부상이 진행됨에 따라서 리젝트 양의 증가폭이 둔화되는 경향을 나타내었다. 이러한 경향은 MCC의 소수성이 강할 수록 더욱 뚜렷하게 나타났다. 이를 통해 계 내로부터 소수성인 물질이 급속하게 제거됨을 알 수 있었으며 필요 이상의 부유부상 처리는 잉크제거 효율을 높일 수는 있으나 소모되는 시간에 비하여 비효과적임을 알 수 있었다.

• The Korean Journal of Pharmacology
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• v.31 no.3
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• pp.271-278
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• 1995

The relative distribution ratio of barbiturates between hyarocarbon interior and surface region of outer monolayer of synaptosomal plasma membrane vesicles (RSPMV) isolated from rat whole brain was determined by employing the fluorescent probe technique. The two fluorescent probes N- octadecylnaphthyl-2-amine-6-sulfonic acid (ONS) and 12-(9-anthroyloxy) stearic acid (AS) were utilized as probes for hydrocarbon interior and surface of outer monolayer of RSPMV. respectively. The Stern-Volmer equation for fluorescent quenching was modified to calculate the relative distribution ratio. The analysis of preferential quenching of these probes by barbiturates indicates that pentobarbital, hexobarbital, amobarbital and phenobarbital are predominantly distributed on the surface region. whereas thiopental sodium has an accessibility to the hydrocarbon interior of the outer monolayer of the RSPMV. From these results, it is strongly suggested that the more effective penetration into the hydrocarbon interior of the outer monolayer of the membrane lipid bilayer could result in higher general anesthetic activity.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.5
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• pp.215-221
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• 2019

Ceramic tiles, which are widely used as interior and exterior materials for construction, have recently been required to have pollution prevention function. In order to remove contaminants, many researches of ceramic tiles with hydrophilic surface property through $TiO_2$ coating and hydrophobic surface property by improving the flow of water droplets have been proceeded. Expecially, it is very important to develop a surface glaze having hydrophobicity through a sintering process above $1000^{\circ}C$ without an additional coating process and the degradation of mechanical properties. In this study, surface glaze with copper powder was applied to manufacture of ceramic tile. Contact angle of ceramic tile according to thickness of surface glaze layer was investigated after the conventional sintering process. The contact angle of the ceramic tile surface without the copper powder was shown to be $25.3^{\circ}$, which is close to hydrophilic surface. However, the contact angle was increased up to $109.8^{\circ}$ when the thickness of surface glaze with the copper powder was $150{\mu}m$. The excellent hydrophobic property of the surface glaze with copper powder was resulted from the cellular structure of copper particles on the glaze surface. In addition, the mechanical properties of the developed hydrophobic ceramic tiles such as bending strength, chemical resistance, abrasion resistance, and frost resistance were well maintained and meet the criteria of 'KS L 1001 Ceramic tile'.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.1 no.1
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• pp.23-29
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• 2000

Surface modification of hydrophobic polymeric materials to be hydrophilic or to have specific functional groups is of great importance for a diversity of applications of the materials. In this study, polyethylene (PE) film surfaces were modified by vapor phase photografting of hydrophilic vinyl monomers with different functional groups. The functional monomers were introduced on PE films by introducing the monomers in vapor phase using a vapor phase photografting apparatus designed by our laboratory. Functional monomers used were acrylic acid (negatively chargeable), acrylamide and allylalcohol (neutral), and allylamine and N,N-dimethyl aminopropyl acryamide (positively charged). The functional monomer-grafted PE film surfaces were characterized by the measurement of water contact angles and the attenuated total reflectance Fourier-transform infrared spectroscopy. The vapor phase photografting seems to be effective means for introduction of various functional groups onto polymeric substrates.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.56-58
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• 1997

최근 polyolefin계열의 고분자 분리막이 많이 사용되고 있는데 특히 그 중 polypropylene막은 특성상 내약품성 및 내열성이 뛰어나 막 손상이나 성능 저하가 비교적 적은 고분자 막으로 평가되고 있다. 그러나 재질의 소수성 특성 때문에 심각한 fouling을 유발하게 되어 이를 방지하기 위해 막 표면을 hydrophilic agent로 개질 시켜 fouling을 제어하는 기술이 진행되고 있다. 일반적으로 막 재질을 개질 시키기 위하여 sulfonating agents, ozone, 그리고 hydrophilic monomer등을 grafting하는 방법들이 사용되고 있는데, 이는 공정상의 어려움이 있고 완벽한 친수성의 부여를 기대하기가 어렵다. 또한 막 기공 구조의 변화와 붕괴를 초래한다는 단점이 있다. 이밖에 hydrophilizing agent 등을 이용하여 wetting시킴으로써 일시적인 친수화 처리를 하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 membrane matrix로 부터 hydrophilizing agent가 새어 나가므로 영구적으로 사용할 수 없으며, 특히 의료용 분리막으로 이용될 경우 유출된 hydrophilizing agent가 cell membrane을 공격하여 cell 분해와 같은 인체에 해로운 결과를 초래하기 때문에 부적당하다. 최근 들어 저온 plasma를 이용한 표면 개질의 방법이 연구되고 있는데, 이는 plasma가 고분자 물질의 구조나 화학적 반응성과는 상관없이 모든 고분자 물질의 표면을 일정하게 개질 시킬 수 있으며 여타의 다른 방법들과는 달리 막 제조시 residual solvent의 문제점과 swelling의 문제점들이 발생하지 않는 장점 때문에 최근 각광받고 있는 기술 중의 하나이다. 또한 다른 방법에 비해 막과 plasma와의 강한 흡착력 때문에 영구적 친수성을 가지게 할 수 있다. 본 연구에서는 저온 plasma를 이용한 표면 개질이 막의 친수성 향상 및 fouling 방지에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.6
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• pp.669-676
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• 2007

The raw water was fractionated into hydrophobic (HPO), transphilic (TPI), and hydrophilic portions (HPI) using XAD resins. The raw water DOC contains 39% of hydrophilics, 43% of hydrophobics, and 18% of transphilics. When fractionated NOM (natural organic matter) was passed through hydrophilic membrane with 100 kDa, hydrophobic portion (HPO) caused the most fouling and hydrophilic portion (HPI) caused the least fouling. This could be related to size and adsorption capability of organics. Small sized organics would pass through membrane pores, but large sized organics would be attracted to either membrane pores or surface, which led to the fouling. An effect of membrane pore size on membrane fouling is related to the availability of organics at membrane pores. As the pore size became larger, the more organics were transported into the membrane pore. Some organics caused pore blocking, and others caused pore adsorption, which resulted in membrane fouling. Membrane material is also important for membrane fouling. More fouling occurred at hydrophobic membrane than hydrophilic membrane regardless of its pore size. Hydrophobic interaction caused more fouling at hydrophobic membrane.

• Analytical Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.229-235
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• 2002

Plasma source ion implantation (PSII) technique was utilized to improve the wettability of polystyrene surfaces. It is well known that treated surfaces undergo aging, leading to hydrophobic recovery with time. We investigated the aging effect of polystyrene thin film on the various molecular weights. Polystyrenes with several molecular weights ($M_w$ = 760, 2430, 31600, 115700, 280000, 903600) were treated in different experimental conditions including gas species and pulse energy, and their hydrophilicity was measured by contact angle goniometer. To study wettability decay as a function of the molecular weight, PSII-treated samples were aged at different temperatures. Hydrophobic recovery of high molecular weight polystyrene was much slower than that of low molecular weight, even at high temperatures. The methods used to characterize treated surfaces were water contact angle measurement, TOF-SIMS, XPS, SEM and AFM.