• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.334-334
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• 2009

본 논문에서는 질화갈륨 (GaN) 표면에 나노-스피어 리소그라피를 가능하게 하기 위하여 친수성으로 개질을 시도하였다. 플라즈마 처리 공정 변수인 공정 파워, 처리시간을 변화시키면서 표면을 개질하였으며, 친수성 개질을 확인하기 위하여 접촉각 및 표면 자유 에너지 변화를 측정 계산하였다. 또한 FT-IR 분석을 통하여 표면 작용기를 확인하였다. 최종적으로 본 실험의 결과로 얻어진 친수성이 질화갈륨 표면의 나노-스피어 리소그라피에 얼마나 큰 영향을 주는지 표면 모폴리지를 SEM을 이용하여 관찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.2096-2098
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• 2004

본 논문은 마이크로 유체 소자의 소재로서 많이 쓰이고 있는 poly(dimethyl-siloxane) (PDMS)의 친수성 유지를 위한 표면 개질에 대한 연구이다. PDMS는 유연성, 투명성 등의 다양한 장점을 가지고 있으나, 높은 소수성으로 인하여 유체 소자로의 응용에 제한을 갖는다. 기존 연구에서 수행한 산소 플라즈마 후 2-Hydroxyethyl methacrylate (HEMA) 처리에 의한 PDMS의 표면 개질은 친수성 유지 시간에 한계가 있었다. 이에 친수성 유지 시간을 증가시키기 위하여 경화된 PDMS에 두 시간의 오존 처리 후, 6시간 동안 monomethyl ether hydroquinone (MEHQ)가 제거된 HEMA로 표면을 개질한다. 표면 처리된 PDMS의 친수성 특성을 확인하기 위해 접촉각을 측정하였다. 측정 결과, 오존을 이용하였을 때 $60^{\circ}$ 이하의 낮은 접촉각이 900시간 이상 유지됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.103-104
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• 2005

본 논문에서는 Nd:YAG($\lambda$=266 nm, pulse) 레이저빔을 PDMS 표면에 조사하여, 소수성 물질인 PDMS를 친수성 물질로 개질하였다. 이미 산소 플라즈마를 이용한 것과 오존을 이용한 PDMS 표면 개질에 관한 논문이 발표되었는데, 레이저를 이용한 표면 개질은 간단한 레이저 빛의 조사만으로 표면을 개질할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 레이저를 이용하여 PDMS 를 표면처리한 후에 접촉각 측정기를 이용해서 측정한 결과 접촉각 감소가 있었다. 묘면에 산소 함유량이 증가한 것을 확인함으로써 친수성 물질로의 표면 개질됨을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.199-199
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• 1999

상용의 PVC가 갖는 소수 특성을 개선하기 위해 산소, 아르곤, 수소 이온의 이온 보조 반응법을 이용하여 표면의 친수성을 증대시키고 이때 친수성 증가의 직접적 원인인 표면에너지 증가를 각각의 이온조사에 따라서 비교하였다. 이온 소스는 직경 5-cm의 cold hollow cathod ion gun을 이용하였으며 산소, 아르곤, 수소이온을 이온 조사량 5$\times$1014~1$\times$1017ions/cm2까지 변화시키고 산소의 유량을 0~8sccm까지 변화시키면서 표면 에너지 변화를 관찰하였다. 표면 에너지는 두 가지의 극성 용매인 물과 포름아마이드의 접촉각을 정적 접촉각 측정기를 이용하여 측정한 후에 이로부터 dispersion force와 polar force를 계산하여 얻었다. 계산된 결과를 보면 처리 전과후의 dispersion force의 변화는 거의 없으나 polar force는 크게 증가하였다. 이때 표면 에너지의 증가는 표면 형상의 변화와 극성을 띠는 친수성기의 증가로 여겨지며 각각의 경우에 대한 분석을 위해 AFM과 XPS 분석을 시행하여 각각의 이온에 따르는 표면 형상의 변화와 친수성기의 형성 및 상대적인 양을 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.455.2-455.2
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• 2014

폴리머 애자는 기존 사기 재질 애자에 제조비용과 설치비용이 저렴하며 훌륭한 내구성과 경량화에 따른 취급의 편의성으로 최근 기존 애자를 대체하기 위한 연구와 실증이 활발하다. 그러나 폴리머 애자는 재질의 한계로 인해 유증에 따른 오염에 취약한 단점을 가져 터널내부와 전기철도차량에 사용하는 것에 있어 한계를 가진다. 폴리머 애자의 활용성을 높이기 위해 본 연구에서는 폴리머 애자의 표면에 초친수 코팅을 하여 애자 표면을 개선하는 연구를 진행하였다. 초친수 박막은 제작된 4인치 타겟을 사용하여 RF 마그네트론 스퍼터링 방식으로 폴리머 애자 표면에 코팅하였고, 제작된 시편은 접착력과 접촉각 측정 등의 특성분석을 수행하였다. 초친수 코팅은 폴리머 애자 표면에 흡착된 유증오염물질을 약간의 수분반응으로 손쉽게 제거하는 성능을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.174-174
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• 2015

플라즈마 공법은 표면 처리를 위한 유용한 방법으로 널리 응용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)을 이용해 기존의 폴리머 표면에 나노구조를 형성하고 그 위에 친수성을 갖는 물질을 코팅해 초친수 표면을 만들어 김서림 방지 성능을 확인하였다. 이러한 초친수성 폴리머 표면의 경우 김서림 방지 등 초친수 표면이 필요한 곳에 유용하게 사용 될 수 있을 것이라 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.182-182
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• 2009

실란, 실리카, 이산화티탄($TiO_2$) 광촉매의 sol-gel 반응을 통하여 자기세정 기능과 Cr-free 기능을 동시에 나타낼수 있는 친수성 자기세정 강판용 공중합체를 제조하여용융 아연 도금 강판위에박막으로 코팅하여 그 특성을 분석하였다. 코팅층의 상부에 위치한 TI층에 의하여 광활성화를 통한 친수성표면을 형성하였으며, 코팅표면에서의 수(水) 접촉각 측정결과 10도 이하의 초친수성 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.15-18
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• 2006

Recently, experimental visualization of microscale fluid transport has attacted considerable attention in designing microelectromechanical systems. Fluid-surface interactions on hydrophobic and hydrophilic surfaces can play a key role in passively controlling microfluidics. Here we investigate the slip boundary condition depending on the surface characteristics; hydrophilic, hydrophobic wettabilities. Using the micro-PIV, velocity profiles are measured in the glass (hydrophilic), PDMS (hydrophobic) microchannels.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.2
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• pp.205-212
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• 2014

Polyethersulfone (PES) membranes were modified by various physico-chemical modification methods to enhance the surface hydrophilicity for application as a separation membrane to separate and collect water vapor from the flue gas. Homogeneous PES flat-sheet membranes were prepared and modified by acid treatment, blending and plasma treatment for hydrophilic surface modification. The surface characteristics of the modified PES membranes were evaluated by ATR-FTIR, XPS, SEM and contact angle measurements. No significant change in hydrophilicity was observed for the PES membranes modified by acid treatment with sulfuric acid or blending with various compositions of poloxamer as an amphiphilic PEO-PPO-PEO tri-block copolymer. On the other hand, Ar plasma treatment led to a significant increase in the hydrophilicity of the surface, depending on the plasma treatment time. As a result, the PES membrane could be the most efficiently surface-treated by applying the plasma treatment for enhancing their surface hydrophilicity.