• 한국전자파학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.47-53
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• 2015

본 논문은 미세유체채널에 채워진 유체를 이용하여 위상응답을 제어하는, 잉크젯 프린터로 인쇄된 미세유체채널 복합 좌 우향 전송선로(CRLH TL: Composite Right/Left Handed Transmission Line)를 제안한다. 제안된 CRLH TL은 종이 위에 은 나노입자 잉크를 이용하여 인쇄되었으며, Poly Methyl Methacrylate(PMMA)에 레이저 식각을 이용하여 제작된 미세유체채널은 잉크젯 프린터로 인쇄된 접착물질인 SU-8을 이용하여 CRLH TL 위에 부착되었다. 제안된 CRLH TL은 미세유체채널에 채워진 유체에 따라서 위상응답을 변화시킬 수 있으며, 미세유체채널에 각기 다른 유체가 흐를 때, 900 MHz에서 -10 dB 이하의 반사계수를 유지한 상태로 위상 지연, $0^{\circ}$ 위상, 위상 앞섬 특성을 모두 나타낼 수 있음을 확인하였다. 제안된 CRLH TL의 성능은 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 통하여 성공적으로 증명되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.331-338
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• 2020

본 논문에서는 열린 셀 구조의 3차원 마이크로 엮임 재료에 대해서 다양한 전산 시뮬레이션을 수행하고 재료의 특성을 수치적으로 분석하였다. 엮임 재료에 대한 수치 해석의 정확도를 높이기 위해서 각 축 방향별 와이어 사이의 간격을 6개의 변수로 매개화 하였으며, 기존의 정육면체 대신에 사면체의 요소로 바꾸어 엮임 재료의 기하학적 형상을 더 사실적으로 구현하였다. 개선된 수치모델에 대해서 상용 프로그램을 이용해 기계적, 열역학적, 유체역학적 해석을 수행하였으며, 그 정확도를 검증하기 위해서 기존의 실험 결과와 비교하였다. 또한 x 및 y 방향으로 와이어 간격을 변화시켜 가며, 3차원 엮임 재료의 여러 물성치에 대한 파라메트릭 테스트를 수행하였으며, 물성치의 변화 경향 및 민감도를 살펴보았다. 이를 통해서 3차원 엮임 재료의 물성치 사이의 상관관계를 애슈비 차트와 함께 살펴보았으며, 기존의 벌크 형태의 금속 재료와는 다른 재료 특성들로 인해 그 활용도가 높을 것으로 기대한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제35권2호
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• pp.58-62
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• 2017

A319 aluminum alloy containing 6.5% Si and 3.5% Cu as major alloying elements has been widely used in machinery parts because of its excellent castability and crack resistance. However it needs more wear resistance to extend its usage to the severe wear environments. It has been known that hyper-eutectic Al-Si alloy having more than 12.6% Si contains pro-eutectic Si particles, which give better wear resistance and lubrication characteristics than hypo-eutectic Al-Si alloy like A319 alloy. In this study, it was tried to clad hyper-eutectic Al-Si alloy on the surface of A319 alloy. In the experiments, Al-36%Si alloy powder was mixed with organic binder to make a fluidic paste. The paste was screen-printed on the A319 alloy surface, melted by pulsed Nd:YAG laser and alloyed with the A319 base alloy. As experimental parameters, the average laser power was changed to 111 W, 202 W and 280 W. With increasing the average laser power, the melting depth was changed to $142{\mu}m$, $205{\mu}m$ and $245{\mu}m$, and the dilution rate to 67.2 %, 72.4 % and 75.7 %, and the Si content in the cladding layer to 16.2 %, 14.6 % and 13.7 %, respectively. The cross-section of the cladding layer showed very fine eutectic microstructure even though it was hyper-eutectic Al-Si alloy. This seems to be due to the rapid solidification of the melted spot by single laser pulse. The average hardness for the three cladding layers was HV175, which was much higher than HV96 of A319 base alloy. From the block-on-roll wear tests, A319 alloy had a wear loss of 5.8 mg, but the three cladding layers had an average wear loss of 3.5 mg, which meant that an increase of 40 % in wear resistance was obtained by laser cladding.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제7권3호
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• pp.161-165
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• 2007

In this paper, mesoporous Pt on micro pillars Pt electrode is newly designed, fabricated, and characterized on silicon substrate for non-enzymatic electrochemical sensor micro-chip integrated with CMOS readout circuitry. The fabricated micro/nano Pt electrode has cylindrical hexangular arrayed nano Pt pores with a diameter of 3.2 nm which is formed on top of the micro pillars Pt electrode with approximately $6{\mu}m$ in diameter, $6{\mu}m$ in space, and $50{\mu}m$ in height. The measured current responses of the fabricated plane Pt, mesoporous Pt, and mesoporous Pt on the micro pillar Pt electrodes are approximately $9.9nA/mm^2,\;6.72{\mu}A/mm^2,\;and\;7.67{\mu}A/mm^2$ in 10mM glucose solution with 0.1M phosphate buffered saline (PBS) solution, respectively. In addition, the measured current responses of the fabricated plane Pt, mesoporous Pt, and mesoporous Pt on the micro pillar Pt electrodes are approximately $0.15{\mu}A/mm^2,\;0.56{\mu}A/mm^2,\;and\;0.74{\mu}A/mm^2$ in 0.1mM ascorbic acid (AA) solution with 0.1M phosphate buffered saline (PBS) solution, respectively. This experimental results show that the proposed micro/nano Pt electrode is highly sensitive and promising for CMOS integrated non-enzymatic electrochemical sensor applications. Since the micro-pillar Pt electrode can also be utilized with a micro-fluidic mixer in the sensor chip, the sensor chip can be much smaller, cheaper, and easier to be fabricated.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.432-436
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• 2015

본 연구에서는 해수를 활용하여 수동적으로 냉각되는 폴리머 히트싱크의 열성능을 전산적으로 탐구한다. 폴리머 히트싱크는 폐열회수를 위한 열전생성기의 저온면의 냉각모듈로 제안되었고, 상세한 수치연구를 위해 3차원 전산유체역학 모델링이 수행되었다. 폴리머 히트싱크의 기본 소재로 polyphenylene sulfide (PPS)와 pyrolytic graphite (PG)가 선택되었고, 전산연구는 다양한 휜 수와 휜 두께에서 PPS와 PG 히트싱크의 성능을 결정하고, 이 결과는 알루미늄 (Al)과 티타늄 (Ti) 히트싱크와 비교된다. 연구결과는 PG 히트싱크가 Ti 히트싱크 보다 3~4배 열성능이 우수함을 보이는데, 이 결과는 Ti 히트싱크보다 더 우수한 PG 히트싱크의 열확산에 기인한 것으로 보인다. 연구결과에 의하면 PG 히트싱크의 열성능에 대한 휜 수 증가의 효과가 PPS와 Ti 히트싱크 경우와는 상반됨을 보이는데, 이는 휜 수 증가에 대한 열확산, 표면적 증대, 유동저항의 상관관계로 설명이 가능하다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제3권3호
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• pp.1-4
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• 2004

Fabrication and electrical and mechanical properties of piezoelectric micro bending actuators (PMBA) using sol-gel-multi-coated thick PZT films and MEMS processes were investigated. PMBA could be used for design and fabrication of micro fluidic devices, for example, micro-pumps, micro dispensers, and so on. PMBA were fabricated using 2 um thick PZT films on Pt (350 nm)/$SiO_2$ (500 nm)/Si ($300\mu\textrm{m}$) substrates and MEMS processes. 7 types of PMBA were fabricated with areas of silicon diaphragms, PZT films and top electrodes. When the sizes of silicon diaphragms, PZT films and Pt top electrodes were reduced from 3000$\times$$1389\mu\textrm{m}$, 4000$\times$$1000\mu\textrm{m}$ and 4000$\times$$900\mu\textrm{m}$ down to 14%, 14% and 11 % of them, respectively, the center displacements of PMBA were decreased from 0.68 um to 0.10 um at 5 Hz and 12 Vpp. So, PMBA with large areas showed larger displacements than PMBA with small areas and experimental results were also good agreement with the plate and shell theory.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권2호
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• pp.214-221
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• 2012

Recently, the biochip which is a prime representation of NT, IT, BT, as an example of convergence technology, has been frequently mentioned. With the recent rapid advance in biotechnology, these compact devices, such as lab-on-a-chip or u-TAS, have been developed, and more research is needed. These compact devices typically use the micro-channel in order to shed or detach and mix a variety of materials. Specially, in micro-fluidic systems, a mixer is necessary to produce a mixture because only laminar flow occurs at a low-Reynolds number. To solve this problem, HVM a micromixer that induces a horizontal and vertical multi-mixing flow motion, is proposed. The mixing performance was analyzed and verified by optimizing the shape through the CFD analysis and evaluating the structural analysis and the soundness with material properties that are obtained through the basic experiment.

• 센서학회지
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• 제17권5호
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• pp.369-374
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• 2008

A novel fiber optic surface plasmon resonance (SPR) sensor using cyclic olefin copolymer (COC) prism with the spectral modulation is presented. The SPR sensor chip is fabricated using the SU-8 photolithography, Ni-electroplating and COC injection molding process. The sidewall of the COC prism is partially deposited with Au/Cr (45/2.nm thickness) by e-beam evaporator, and the thermal bonding process is conducted for micro fluidic channels and optical fibers alignment. The SPR spectrum for a phosphate buffered saline (0.1.M PBS, pH.7.2) solution shows a distinctive dip at 1300.nm wavelength, which shifts toward longer wavelength with respect to the bovine serum albumin (BSA)concentrations. The sensitivity of the wavelength shift is $1.16\;nm{\cdot}{\mu}g^{-1}{\cdot}{\mu}l^{-1}$. From the wavelength of SPR dips, the refractive indices (RI) of the BSA solutions can be theoretically calculated using Kretchmann configuration, and the change rate of the RI was found to be $2.3{\times}10^{-5}RI{\cdot}{\mu}g^{-1}{\cdot}l^{-1}$. The realized fiber optic SPR sensor with a COC prism has clearly shown the feasibility of a new disposable, low cost and miniaturized SPR biosensor for biochemical molecular analyses.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.730-734
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• 2019

열영동은 매질의 온도 구배에 의해 입자가 이동하는 현상이다. 본 논문에서는 미세유체 채널에서 입자의 열영동 현상에 대해서 논의한다. 흐름이 없는 비유동 채널에서 열원인 백금 와이어에 가해지는 전압에 비례해서 열영동에 의한 마이크로 입자의 이동이 더 크게 나타남을 확인하였다. 전압에 따른 백금 와이어 주변 온도 변화는 Callendar-van Dusen 식을 이용하여 예측하였다. 동일한 시스템에서 나노 입자의 열영동 현상을 관찰한 결과, 나노 입자도 마이크로 입자와 유사한 열영동 거동을 보임을 확인하였다. 마지막으로 Y 모양 미세유체 채널을 제작하고 백금 와이어 열원을 채널 내에 설치하여, 채널을 흐르는 현탁액 내의 입자의 열영동 현상을 구현하고, 이를 기반으로 현탁액의 흐름을 제어할 수 있음을 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.670-675
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• 2016

상온 고상인 MBCA와 액상인 DMTDA의 혼합 조성비에 따른 용융온도 및 용융엔탈피 변화를 DSC 열분석법을 이용하여 살펴보고, 이로부터 MBCA, DMTDA, 및 MBCA/DMTDA 혼합물을 경화제로 사용하여 만들어진 폴리우레탄 탄성체 샘플의 열적 특성을 TGA를 사용하여 관찰하였다. 혼합물에 대한 DSC에서의 용용피크는 단일피크로서 두 화합물이 상용성이 매우 좋음을 나타내었고, DMTDA 조성비가 증가할수록 용융온도는 비선형적으로 감소하여 40/60 MBCA/DMTDA 혼합물의 경우, 용융온도는 약 $60^{\circ}C$까지 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 용융엔탈피는 MBCA의 87.3 J/g에 비하여 4.3%에 불과한 3.8 J/g으로 급감하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 용융혼합물의 결정화는 매우 느리게 진행되는 것을 알 수 있었으며, 이러한 사실은 40/60 MBCA/DMTDA 용융 혼합물이 실온에서 5일이 경과하여도 유동상을 그대로 유지하는 것을 확인함으로서 알 수 있었다. 40/60 MBCA/DMTDA 혼합물을 경화제로 사용하여 제조된 폴리우레탄 탄성체 샘플의 열분해 시작온도는 약 $190^{\circ}C$로서, $400^{\circ}C$이상의 고온 분해 영역을 제외하고는 DMTDA만을 가교제로 사용한 샘플의 열분해 거동과 거의 유사한 것으로 나타났다.