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Tribology Characteristics in 300 μm of Hexagonal Array Dimple Pattern

  • Choi, H. J.;Hermanto, A. S.;Kwon, S. H.;Kwon, S. G.;Park, J. M.;Kim, J. S.;Chung, S. W.;Chae, Y. H.;Choi, W. S.
    • Tribology and Lubricants
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    • 제31권6호
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    • pp.308-315
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    • 2015
  • In the tribological performance of materials, a textured surface reduces the friction coefficient and wear. This study investigates the effects of a pattern of 300 µm dimples in a hexagonal array on the tribological characteristics. Previous studies investigated 200 µm dimples by using a similar material and method. There are three frictional conditions based on the Stribeck curve: boundary friction, mixed friction, and fluid friction. In this experiment, we investigated the frictional characteristics by conducting frictional tests at sliding speeds ranging from 9.6 rpm to 143.3 rpm and a normal load ranging from 13.6 N to 92 N. We used a photolithography method to create dimples for surface texturing. We used five specimens with different dimple densities 10%, 15%, 20%, 25%, and 30% in this study. The dimple density on the surface area is one of the important factors affecting the friction characteristics. The duty number graph indicates a fully developed fluid friction regime. Fluid friction occurs at a velocity of 28.7-143.3 rpm. We observed the best performance at a dimple density of 10% and a dimple diameter of 300 µm in the hexagonal array, the lowest friction coefficient at 0.0037 with 9.6 rpm 9.6N load, and the maximum friction coefficient at 0.0267 with 143.3 rpm 92N load.

Tribology Characteristics in 200 μm of Hexagonal Array Dimple Pattern

  • Choi, W. S.;Angga, S.H.;Kwon, S. H.;Kwon, S. G.;Park, J. M.;Kim, J. S.;Chung, S. W.;Chae, Y. H.
    • Tribology and Lubricants
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    • 제31권2호
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    • pp.50-55
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    • 2015
  • This study investigates the effects of a pattern of 200 μm dimples in a hexagonal array on tribological characteristics. A textured surface might reduce the friction coefficient and wear caused by third-body abrasion and thus improve the tribological performance. There are three friction conditions based on the Stribeck curve: boundary friction, mixed friction, and fluid friction conditions. In this experiment, we investigate the friction characteristics by carrying out the friction tests at sliding speeds ranging from 0.06 to 0.34 m/s and normal load ranging from 10 to 100 N. We create dimple surfaces for texturing by using the photolithography method. There are three kinds of specimens with different dimple densities ranging from 10% to 30%. The dimple density on the surface area is the one of the important factors affecting friction characteristics. Friction coefficient generally decreases with an increase in the velocity and load, indicating that the lubrication regime changes depending on the load and velocity. The fluid friction regime is fully developed, as indicated by the duty number graph. Fluid friction occurs at a velocity of 0.14-0.26 m/s. The best performance is seen at 10% dimple density and 200 μm dimple circle in the hexagonal array.

Anti-apoptotic Activity of Ginsenoside Rb1 in Hydrogen Peroxide-treated Chondrocytes: Stabilization of Mitochondria and the Inhibition of Caspase-3

  • Na, Ji-Young;Kim, Sok-Ho;Song, Ki-Bbeum;Lim, Kyu-Hee;Shin, Gee-Wook;Kim, Jong-Hoon;Kim, Bum-Seok;Kwon, Young-Bae;Kwon, Jung-Kee
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제36권3호
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    • pp.242-247
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    • 2012
  • Chondrocyte apoptosis has been recognized as an important factor in the pathogenesis of osteoarthritis (OA). Hydrogen peroxide ($H_2O_2$), which produces reactive oxygen species, reportedly induces apoptosis in chondrocytes. The ginsenoside $Rb_1$ (G-$Rb_1$) is the principal component in ginseng and has been shown to have a variety of biological activities, such as anti-arthritis, anti-inflammation, and anti-tumor activities. In this study, we evaluated the effects of G-$Rb_1$ on the mitochondrial permeability transition (MPT) and caspase-3 activity of chondrocyte apoptosis induced by $H_2O_2$. Cultured rat articular chondrocytes were exposed to $H_2O_2$ with or without G-$Rb_1$ and assessed for viability, MPT, Bcl-xL/Bax expression, caspase-3 activity, and apoptosis. The co-treatment with G-$Rb_1$ showed an inhibition of MPT, caspase-3 activity, and cell death. Additionally, the levels of the apoptotic protein Bax were significantly lower and the levels of the anti-apoptotic protein Bcl-xL were higher compared with $H_2O_2$ treatment alone. The results of this study demonstrate that G-$Rb_1$ protects chondrocytes against $H_2O_2$-induced apoptosis, at least in part via the inhibition of MPT and caspase-3 activity. These results demonstrate that G-$Rb_1$ is a potentially useful drug for the treatment of OA patients.

Bacillus sp. B1 사균과 Polysulfone으로 이루어진 미생물 담체를 이용한 중금속 오염 지하수 정화 (Remediation of Heavy Metal Contaminated Groundwater by Using the Biocarrier with Dead Bacillus sp. B1 and Polysulfone)

  • 이민희;이지영;왕수균
    • 자원환경지질
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    • 제43권6호
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    • pp.555-564
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    • 2010
  • 유류 및 중금속 오염 토양으로부터 분리한 토착 미생물인 Bacillus sp, B1 사균(dead biomass)과 polysulfone + DMF(N,N-dimethylformamide) 용액을 혼합하여 제조한 비드(지름 2mm 이하)형 미생물 담체를 이용하여 중급속 오염 지하수를 정화하는 배치실험을 실시하였으며, 담체에 흡착된 중금속의 특성과 구조를 분석하여 미생물 담체에 의한 중금속 제거 기작을 규명하였다. 담체 내 Bacillus sp. B1 사균 비율을 달리하여 제조한 담체들을 이용하여 오염수로부터 납 제거효율을 규명함으로써 미생물 담체 제조에 사용되는 최적의 사균 농도(%)를 결정하였으며, 오염수에 대하여 첨가하는 미생물 담체의 농도변화에 따른 중금속 제거효율을 규명하는 실험을 실시하여 최적의 중금속 제거효율을 가지는 오염수 내 담체 첨가량(농도; g/L)을 결정하였다. 담체 내 사균 농도가 0%(유기중합체로만 형성)와 1%인 경우 제조된 담체의 납 제거효율이 3% 미만으로 polysulfone + DMF 만으로 이루어진 담체는 중금속 제거효과가 거의 없으며, 담체 내 미생물 기질 부분에 의해 대부분의 중금속이 제거되는 것으로 나타났다. 실험 결과 미생물 담체 비용과 제거효율을 고려하면 사균 5%를 혼합하여 제조한 미생물 담체를 2g/50mL 농도로 오염수에 주입하는 것이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 담체와 오염수의 반응(흡착)시간에 따른 납과 구리의 제거 반응 실험 결과 두 시간 이내에 평형상태에 도달하여, 현장에서 다량의 중금속 오염 지하수를 짧은 시간(수 시간 이내)에 처리할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체의 중금속 제거효율은 넓은 pH 범위에서 높게 나타났으며, 특히 pH 2-3인 경우 제거효율이 최대로 나타나 pH가 낮은 침출수, 산성폐수의 중금속 처리에도 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 오염수의 중금속(Pb, Cu, Cd) 초기 농도변화에 따른 미생물 담체의 제거율 실험 결과 납, 구리, 카드뮴의 경우 10mg/L 이하의 농도를 가지는 오염수에서 80% 이상의 제거 효율을 나타내어, 대부분의 국내 오염 지하수의 중금속 농도가 이보다 낮은 것을 감안할 때 본 실험에서 사용된 조건을 적용하여 미생물 담체를 이용하는 경우 다량의 중금속 오염 지하수를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체를 이용한 납 제거 배치 실험 전/후 미생물 담체(bead)의 내/외부 구조를 SEM/EDS 및 TEM으로 분석한 결과 담체 내/외부 모두 다양한 크기의 다공질로 형성되어 있었으며, 외부 표면뿐 아니라 내부 면까지 납이 다량 흡착되어있는 것으로 나타나 본 실험에서 제조한 미생물 담체가 외부 표면 흡착에만 제한되었던 기존의 polysulfone 담체보다 중금속 제거 능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 미생물 담체에 형성된 납의 구조를 분석한 결과 담체의 주된 중금속 제거기작은 담체 내/외부 표면(특히 사균 기질과 polysulfone 물질 경계부)에 의한 다양한 형태의 흡착이었다.