• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.519-524
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• 2003

Porous carbon with high surface area and pore volume was prepared by a reverse replication process and its toluene equilibrium adsorption behavior was investigated. The preparation process of the porous carbon was composed of fellowing sub-processes in series: synthesis and template preparation of silica gel, impregnation and polymerization of DVB monomer in silica template, carbonization of DVB polymer in a silica-polymer composite, and HF-assisted selective etching of silica in carbon-silica composite. The prepared porous carbon was nano porous and had ultrahigh specific surface area (2007 ㎡/g) and large pore volume (3.07 ㎤/g). The nanoporous carbon showed rapid toluene adsorption rate and good toluene adsorption capacity, compared with a commercial Y-type zeolite. In the present study, a reverse replication process to prepare nanoporous carbons will be introduced and its application potential as a gas adsorbent will be discussed.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제1권2호
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• pp.63-71
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• 2014

This study aimed to develop a novel bioactive hybrid xerogel consisting of silk fibroin /$SiO_2-CaO-P_2O_5$ by sol-gel process at room temperature. Scanning electron microscopy (SEM), FT-IR Spectroscopy, pore measurement, mechanical property testing, in vitro bioactivity test and cytotoxicity assay were performed to characterize the xerogel for bone tissue engineering application. We have found that the xerogel possessed excellent pore structures and mechanical property. Once immersed in a simulated fluid (SBF), the xerogel exhibited profound bioactivity by inducing hydroxyapatite layers on its surfaces. The cell toxicity study also demonstrated that there was little toxic to MC3T3-E1 cells. These results indicate that silk fibroin /$SiO_2-CaO-P_2O_5$ hybrid xerogel potentially could be used as a bone tissue engineering material.

• 한국디지털건축인테리어학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.59-66
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• 2012

This study is interested in identifying the effectiveness of alkali-activated fire protection material compounds including the alkali-activator such as potassium hydroxide, sodium silicate and fly ash as the fire resistant finishing materials. Also, this paper is concerned with change in compressive strength and pore structure of the alkali-activated fire protection material at high temperatures. The testing methods of fire protection materials in high temperature properties are make use of TG-DSC and mercury intrusion porosimetry measurements. This study results show that compressive strength is rapidly degraded depending on a rise of heating temperature. Porosity showed a tendency to increase irrespective of specimen types. This is due to both the outbreak of collapse of gel comprising the cement and a micro crack by heating. However, alkali-activated fire protection material composed of potassium hydroxide, sodium silicate and fly ash has the thermal stability of the slight decrease of compressive strength and porosity at high temperature. These thermal stability is caused by the ceramic binding capacity induced by alkali activation reaction by the reason of the thermal analysis result not showing the decomposition of calcium hydrate.

• 한국재료학회지
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• 제22권10호
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• pp.526-530
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• 2012

Silica-based ceramic-matrix composites have shown promise as advanced materials for many applications such as chemical catalysts, ceramics, pharmaceuticals, and electronics. $SiO_2$-CuO-$CeO_2$ multi-component powders and their thin film, using an oxalic acid template as a chelating agent, have larger surface areas and more uniform pore size distribution than those of inorganic acid catalysts. $SiO_2$-CuO-$CeO_2$ composite powders were synthesized using tetraethylorthosilicate, copper (II) nitrate hemi (pentahydrate), and cerium (III) nitrate hexahydrate with oxalic acid as template or pore-forming agent. The process of thermal evolution, the phase composition, and the surface morphology of these powders were monitored by thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA), X-ray diffractometry (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and energy dispersive X-ray spectrometry (EDXS). The mesoporous property of the powders was observed by Brunner-Emmett-Teller surface (BET) analysis. The improved surface area of this powder template with oxalic acid was $371.4m^2/g$. This multi-component thin film on stainless-steel was prepared by sol-gel dip coating with no cracks.

• Computers and Concrete
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• 제32권6호
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• pp.567-576
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• 2023

In this study, a 3D microstructure-based model is established to simulate the effective thermal conductivity of cement paste, covering varying influencing factors associated with microstructure and thermal transfer mechanisms. The virtual cement paste divided into colloidal C-S-H and heterogeneous paste are reconstructed based on its structural attributes. Using the two-level hierarchical cement pastes as inputs, a lattice Boltzmann model for heat conduction is presented to predict the thermal conductivity. The results suggest that due to the Knudsen effect induced by the nanoscale pore, the thermal conductivity of air in C-S-H gel pore is significantly decreased, maximumly accounting for 3.3% thermal conductivity of air at the macroscale. In the cement paste, the thermal conductivities of dried and saturated cement pastes are stable at the curing age larger than 100 h. The high water-to-cement ratio can decrease the thermal conductivity of cement paste.

• 대한치과교정학회지
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• 제44권4호
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• pp.195-202
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• 2014

Objective: A low-viscosity resin (infiltrant) was used to inhibit the progression of white spot lesions (WSLs) and resolve associated esthetic issues. An alternative pretreatment was explored to increase the pore volume of the surface layer of the WSLs. Also, the penetration effects of the infiltrant were evaluated for various pretreatments. Methods: Sixty two artificial lesions were fabricated on bovine teeth. As a positive control, 15% HCl gel was applied for 120 seconds. Further, 37% $H_3PO_4$ gel was applied for 30 seconds using three methods. The samples were divided as follows: $H_3PO_4$ only group, $H_3PO_4$ sponge group, and $H_3PO_4$ brush group. The acid was gently rubbed with the applicators (i.e., a sponge or brush) throughout the application time. To compare the effects of resin infiltration, twenty paired halves of specimens were treated with an infiltrant (ICON$^{(R)}$). Results: Thicknesses of the removed surface layers and infiltrated areas were evaluated by confocal laser scanning microscope. The positive control and the 37% $H_3PO_4$ brush group failed to show significant differences in the removed thickness (p > 0.05); however, the mean percentage of the infiltrated area was higher in the 37% $H_3PO_4$ brush group ($84.13{\pm}7.58%$%) than the positive control ($63.51{\pm}7.62%$, p < 0.001). Scanning electron microscope observations indicate higher pore volumes for the 37% $H_3PO_4$ brush group than for the positive control. Conclusions: Application of 37% $H_3PO_4$ with a brush for 30 seconds increased the pore volume of WSL surface layers and the percentage of infiltrated areas in comparison to the use of 15% HCl for 120 seconds.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.597-604
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• 2004

본 연구는 실리카퓸을 사용한 고강도 콘크리트의 고온하의 압축강도의 저하 및 공극률 변화를 통하여 강도 감소와 공극구조와의 연관성을 검토하였다. 또한, 실리카퓸 혼입의 유무와 각 가열온도에서의 시멘트 수화물의 탈수에 의한 공극특성의 변화에 관한 기초 데이터를 제공하고자 하였다. 연구결과, 실리카퓸의 혼입에 따른 필러효과 및 물-결합재비의 차로 인해 공극률 및 공극분포는 다르게 나타났다. 가열온도가 상승함에 따라 공극률도 점진적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한, $600^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 경향성은 더욱 현저하였다. 가열온도의 상승에 따라 $0.1{\~}0.5{\mu}m$공극의 증가는 현저하였으며 이는 모세관 공극의 수분의 증발 및 C-S-H계 수화물 및 수산화칼슘이 분해되어 결합수가 탈수한 결과이다. 고열에 의한 신축도 콘크리트 내부의 미세균열을 발생시켜 공극률 증가를 유발한다. 이러한 공극률 증가는 가열온도에 따라 일정한 경향성을 띠므로 화해를 입은 콘크리트의 수열온도 및 국부적인 성능저하를 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권6호
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• pp.673-679
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• 2008

본 연구에서는 실리카 원으로 tetraethylorthosilcate(TEOS)를 이용하고, template로 cetyltrimethylammonium bromide(CTMABr)을 사용하여 메조포러스 실리카(mesoporous silica)를 수열합성 하였다. 최적의 합성 조건을 알기 위해 template와 실리카의 몰비를 조절하였다. 메조포러스 실리카의 표면 성질과 구조는 XRD, SEM 그리고 BET를 이용하여 살펴보았다. 비표면적($S_{BET}$), 전체 기공부피(V$_T$), 그리고 평균 기공지름(D$_{BJH}$)을 포함하는 N$_2$ 등온 흡착 특성은 BET식을 이용하여 확인하였다. 또한, 메조포러스 실리카의 Pb(II)와 Cd(II)의 흡착 특성은 Zeta potential과 ICP를 이용하여 측정하였다. 그 결과, N$_2$ 등온 흡착으로부터 S$_{BET}$는 100$\sim$1,500 m$^2$/g이었으며, 평균 기공 크기는 2$\sim$4 nm이었다. 메조포러스 실리카의 Pb이온과 Cd이온의 흡착 특성은 용액의 pH변화에 의존하였고, 기존의 흡착제인 실리카겔보다 더 좋은 흡착 거동을 보였다.

• 분석과학
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• 제23권3호
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• pp.233-239
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• 2010

폴리스테린을 주형으로 사용하여 순수한 매크로포러스 실리카 지지체를 졸겔법에 의하여 제조하였으며, 은 입자가 매크로 기공 안에 균일하게 분산되어 있는 매크로포러스 은/실리카 복합소재를 성공적으로 제조하였다. 순수한 실리카 다공체는 폴리스테린 크기에 따라 100 nm와 200 nm의 균일한 기공을 가지고 있었으며 이는 폴리스테린의 크기에 따라 기공크기를 제어할 수 있었다. 매크로포러스 은/실리카 기공의 크기 제어와 $AgNO_3$의 농도에 따른 미세구조를 관찰한 결과 TEOS의 3 wt% $AgNO_3$를 사용한 것이 가장 이상적인 균일한 기공의 분포를 나타내었다. 매크로포러스 은/실리카 복합체는 100-200nm 균일한 기공을 가지고 있었으며, 지지체 내의 은 입자는 대략 15~20 nm 크기를 보여주었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권1호
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• pp.83-91
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• 2014

본 연구에서는 졸-겔, 용매치환, 표면개질, 상압건조 공정과 계면활성제에 의한 템플레이팅(templating) 공법 및 소결 공정을 이용하여 실리카 에어로겔 모노리스와 메조포러스 실리카 모노리스를 각각 합성하였다. 제조된 두 종류의 실리카 모노리스는 균열이 없이 비교적 투명하였으며, 매우 높은 기공율(92-94%) 및 비표면적($800-840m^2/g$)과 수 십 nm 수준의 기공 크기를 갖는 것으로 확인되었다. 표면개질을 적용한 실리카 에어로겔 샘플이 스피링백 효과로 인하여 메조포러스 실리카 모노리스에 비해 더욱 미세하고 균질한 나노 기공 구조를 보였을 뿐만 아니라, 그 단열 성능도 더욱 우수한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 합성된 두 종류의 실리카 모노리스를 중간층으로 적용한 복층 창유리의 단열 성능을 측정된 모노리스의 열전도도와 이론식을 근거로 조사한 결과, 기존의 상업적으로 응용되는 공기층 삽입 복층 창유리에 비해 우수한 단열 성능을 보이는 것으로 나타났다.