• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.4
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• pp.413-418
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• 2021

Nano-materials with high effective surface areas have been applied to functional materials, such as high sensitive gas sensors and biosensors and high-efficiency catalytic materials. In this study, titanate sheets with a 3D nano-wall-like structure, high effective surface area, were synthesized vertically to the substrate by a chemical bath deposition (CBD) process using a Ti sheet and urea. The synthesis temperature and synthesis duration time were controlled to the optimal conditions of a 3D nano-wall-like structure in the CBD process. The synthesized ammonium titanate sheets with a 3D nano-wall-like structure were annealed in air to transform to TiO2 with a 3D nano-wall-like structure for various applications. As a result, the optimal temperature in the CBD process for the synthesis of a uniform ammonium titanate sheet with a 3D nano-wall-like structure was 90 ℃. TiO2 with a 3D nano-wall-like structure was obtained from the ammonium titanate sheet with a 3D nano-wall-like structure by annealing above 550 ℃ for three hours. In particular, TiO2 with a 3D nano-wall-like structure with a dominant rutile phase was obtained by post-annealing at 700 ℃. On the other hand, damage to the 3D nano-wall edge was observed after 700 ℃ post-annealing.

• Communications of Mathematical Education
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• v.28 no.1
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• pp.97-130
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• 2014

The purpose of the study was to investigate the aspects of analogy of high school student's thinking process revealed in the inquiry activity with synthetic division. The case study method of qualitative research was conducted with two high school 10th grade students. Structure-mapping model(SMM) of Gentner and similarity frames which were proposed by other researchers were utilized to analyze the data. Two students used analogy as a tool and they could discover synthetic division of more than 2 degrees, but they revealed different levels of mathematics discovery depending on the different degree of analogical thinking. Surface similarity in the process of inquiry activity played a vital role in analogical thinking. We asked students to explore and discover analogy based on structure similarity. Analogy based on the systematic approach made it possible to predict upper domain. Analogy based on the procedure similarity induced internalization. We could conclude that analogy has instrumental, heuristic and reflective characteristics.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.52-52
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• 2007

치과 임플란트는 주로 Ti 합금으로 이루어지며 구강내 또는 체내에 매식되기 때문에 다양한 신체용액에 노출될 수 있다. 본 연구에서는 국내에서 제조된 티타늄 임플란트를 이용하여 수종의 신체유사용액에서 전기화학적인 방법을 통해 각각의 부식 안정성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.83-83
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• 2017

생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04c
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• pp.286-288
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• 2003

모멘트 기반 정합은 전처리 과정을 통하여 수행되는 정합 대상기관의 형태정보를 추출하여, 이를 기반으로 대상기관의 무게중심 및 주축을 계산하고 이들 모멘트 정보를 일치시킴으로써 서로 다른 3차원 영상에 대한 정합을 유도하는 기법이다. 표면정보 기반 영상정합은 대상기관에서 추출된 표면정보를 기반으로 변환을 추정하여 서로 다른 영상의 전형적 형태의 유사성 정도를 최대화함으로써 정합을 수행하는 방법이다. 본 연구에서는 서로 다른 모달리티 영상에 대한 정합을 위하여 모멘트 기반 정합기법과 표면정보기반정합기법을 각기 구현하고 이들 방법에 대한 성능 및 문제점을 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.372-376
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• 2005

본 연구에서는 다양한 유량 조건 하에서 수로의 만곡이 존재하고 하중토가 존재하는 비교적 복잡한 지형에 대한 수리모형실험에 LSPIV기법과 기존 점유속계(2차원 전자기유속계)를 함께 적용하고 그 결과를 비교하여 복잡한 흐름에 대한 LSPIV의 적용성을 검토하였다. LSPIV를 이용한 표면유속장과 2차원 전자기유속계를 이용하여 1점법으로 측정된 유속장을 비교할 때, 수로 만곡과 같은 지형적 특성으로 인한 유속분포의 특성이 유사하게 관측되었으며, 홍수시의 주변고수부지 및 하중도 침수로 인해 복잡한 흐름구조가 발생하는 경우에는 LSPIV를 이용한 표면유속장 측정을 통하여 흐름특성을 더욱 명확하게 관찰할 수 있었다. 측정된 유속자료 및 하도단면자료를 이용하여 홍수량을 산정해 본 결과 하도횡단면이 비교적 단순한 경우에는 표면유속과 점유속을 이용해 계산한 홍수량 간의 차가 크지 않았으나 하도단면이 복잡한 경우에는 계산된 홍수량 사이의 차가 크게 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.285-285
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• 2018

하천에서 부유사의 형태로 이송되는 점착성 유사는 입자 표면의 전자기적 점착력의 영향과 하천의 흐름 및 난류에 의하여 지속적인 응집과 파괴의 과정인 응집현상을 겪는다. 이러한 응집현상을 통해 플럭을 형성한 점착성 유사의 크기 및 밀도는 끊임없이 변화하며 침강속도 역시 변화한다. 점착성 유사의 이동을 예측하기 위해서는 유사의 부유에 직접적으로 관계하는 침강속도를 이해하는 것이 중요하며 많은 연구에서 점착성 유사의 농도와 침강속도의 관계를 그래프로 보여주고 있다. 일반적으로 그래프에서 침강속도는 처음에 농도가 증가할수록 증가하는 비례 관계를 보여주다가 농도가 어느 정도를 넘어 더 증가하게 되면 감소하여 반비례하는 모양을 그리고 있다. 또한 연구들은 농도와 침강속도 두 관계가 분명한 멱함수법칙(Power Law)을 가진다고 언급하고 있다. 그러나 이전의 연구에서는 그래프가 보여주는 두 관계의 분석이나 메커니즘에 대해 중점을 두고 논의된 바가 없다. 본 연구는 점착성 유사의 응집현상과 이동을 모의하는 1차원 연직 수치모형으로 수치 실험을 실시하고, 그 결과를 바탕으로 농도와 침강속도가 갖는 관계를 면밀히 분석한다. 플럭의 크기 및 농도는 유사의 부유를 결정하는 침강속도와 매우 밀접한 관련이 있는 특징이며 특히 플럭의 크기는 침강속도를 결정한다. 즉 플럭의 크기와 농도가 갖는 관계가 침강속도와 농도가 갖는 관계에 크게 관여할 것으로 예측된다. 앞서 언급한 연구들의 그래프에서 비례 관계를 갖는 구간은 일반적으로 수면과 가까우며 농도와 크기가 비례하는 경향을 보이며 반비례하는 구간은 농도가 크고 난류가 강한 하상부근으로 두 관계가 반비례하는 경향이 밝혀진 연구가 있다. 점착성 유사의 농도 및 플럭의 크기가 이러한 경향을 띠는 것은 하상부근에서는 난류 전단과 그에 따른 플럭의 파괴와 응집의 결과로 나타나는 응집현상과 관련이 있으며 이러한 결과들을 바탕으로 점착성 유사의 침강속도와 농도가 가지는 관계를 분석한다.

• Membrane Journal
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• v.11 no.1
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• pp.29-37
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• 2001

본 논문은 인공 진피와 조직공학용 scaffold로 이용하기 위해 다공성 membrane로서 gelatin-based sponge의 효율성을 연구하였다. 불용성의 다공성 membrane은 1-ethyl-(3-3dimethylaminopropyl)carbodiimide(EDC)로 가교하여 제조하였다. Fourier-transformed infrared (FT-IR) spectroscopy, scanning electron microscopy(SEM) 그리고 Instron analysis로 다공성 membrane의 특성을 조사하였다. 다공성 membrane은 용적당 큰 표면적을 제공하는 micro porous한 구조를 가지고 있다. Gelatin/hyaluronic acid (HA) membrane의 공경크기는 40~200$\mu\textrm{m}$이다. HA의 첨가는 다공성 membrane의 기계적 강도와 세포부착능력에 영향을 미쳤다. Gelatin/HA 다공성 membrane의 압축강도는 collagen과 비슷하며, 세포배양과 인공진피 transplantation에 있어서의 충분한 기계적 강도를 가지고 있다. Fibroblasts를 함유한 진피기질을 제조하기 위해 직경 8mm의 다공성 membran에 4$\times$10(sup)5cells/membrane의 세포밀도로 fibroblast를 배양하였다. GH91 porous membrane에서의 fibroblast 부착성은 GH55 porous membrane에서보다 우수하였다. 삼차원 구조의 gelatin/HA membrane matrix에서의 fibroblast의 배양은 생체내 조건과 유사한 생리적 환경을 제공하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.217-217
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• 2012

플라즈마 전해산화(Plasma Electrolytic Oxidation)는 수용액 중에서 Al, Mg, Ti 등의 금속표면에 산화막을 형성시키는 기술로서, 기존의 양극산화법과 유사한 장치에서 고전압을 가해 미세플라즈마 방전을 유도하여 치밀한 산화막을 형성하는 표면처리 기술이다. 본 연구에서는 6061 알루미늄 합금의 대면적 시편을 이용하여 PEO공정으로 산화막을 형성시켰다. 산화막의 조성 및 미세구조는 XRD와 SEM, EDS를 이용하여 분석하였다. 형성된 산화막은 회색에서 밝은 회색으로 시편 전면에 고르게 나타났다. 피막 성장인자를 정교하게 조절함으로써 강한 피막 접착력과 낮은 표면조도를 가지는 매끈한 표면을 얻을 수 있었고, 그에 따른 물성 변화를 분석하였다. 또한 시편의 크기에 관계없이 동일한 조건에서 동일한 물성이 나오는 것으로 분석되었다. 이를 통해 균질한 대면적 피막의 높은 신뢰성을 요구하는 다양한 산업분야에 적합한 표면처리 방법으로서 PEO공정이 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.37 no.sup2
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• pp.427-445
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• 2007

To improve osseointegration at the boneto-implant interface, several studies have been carried out to modify titanium surface. Variations in surface texture or microtopography may affect the cellular response to an implant. Osteoblast-like cells attach more readily to a rougher titanium surface, and synthesis of extracellular matrix and subsequent mineralization were found to be enhanced on rough or porous coated titanium. However, regarding the effect of roughened surface by physical and mechanical methods, most studies carried out on the reactions of cells to micrometric topography, little work has been performed on the reaction of cells to nanotopography. The purpose of this study was to examme the response of osteoblast-like cell cultured on blasted surfaces and alkali treated surfaces, and to evaluate the influence of surface texture or submicro-scaled surface topography on the cell attachment, cell proliferation and the gene expression of osteoblastic phenotype using ROS 17/2.8 cell lines. In scanning electron micrographs, the blasted, alkali treated and machined surfaces demonstrated microscopic differences in the surface topography. The specimens of alkali treatment had a submicro-scaled porous sur-face with pore size about 200 nm. The blasted surfaces showed irregularities in morphology with small(<10 ${\mu}m$) depression and indentation among flatter-appearing areas of various sizes. Based on profilometry, the blasted surfaces was significantly rougher than the machined and the alkali treated surfaces (p$TiO_2$) were observed on alkali treated surfaces, whereas not observed on machined and blasted surfaces. The attachment morphology of cells according to time was observed by the scanning electron microscope. After 1 hour incubation, the cells were in the process of adhesion and spreading on the prepared surfaces. After 3 hours, the cells on all prepared surfaces were further spreaded and flattened, however on the blasted and alkali treated surfaces, the cells exhibited slightly irregular shapes and some gaps or spaces were seen. After 24 hours incubation, most cells of the all groups had a flattened and polygonal shape, but the cells were more spreaded on the machined surfaces than the blasted and alkali treated surfaces. The MTT assay indicated the increase on machined, alkali treated and blasted surfaces according to time, and the alkali treated and blasted surfaces showed significantly increased in optical density comparing with machined surfaces at 1 day (p<0.01). Gene expression study showed that mRNA expression level of ${\alpha}\;1(I)$ collagen, alkaline phosphatase and osteopontin of the osteoblast-like cells showed a tendency to be higher on blasted and alkali treated surfaces than on the machined surfaces, although no siginificant difference in the mRNA expression level of ${\alpha}\;1(I)$ collagen, alkaline phosphatase and osteopontin was observed among all groups. In conclusion, we suggest that submicroscaled surfaces on osteoblast-like cell response do not over-ride the one of the surface with micro-scaled topography produced by blasting method, although the microscaled and submicro-scaled surfaces can accelerate osteogenic cell attachment and function compared with the machined surfaces.