• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.327-334
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• 2018

출발물질로서 테트라에톡시실란(TEOS)과 메틸트리메톡시실란(MTMS)을 사용하여 졸-겔법에 의해 발수성 코팅용액을 제조하였다. 이 용액을 냉연강판 위에 스핀 코팅하고 열처리하여 비불소계 발수 코팅 도막을 제조 하였다. 이 과정 중 MTMS/TEOS의 몰 비, 물 농도 및 암모니아 농도가 코팅 도막의 발수성에 미치는 영향을 연구하였다. MTMS/TEOS의 몰 비를 1~20으로 변화시켜 제조 한 코팅 도막의 접촉각은 MTMS/TEOS 몰 비가 10 일 때 최대 수치인 $108^{\circ}$를 나타내었다. 반면에 물의 첨가량을 증가시킴에 따라 코팅 도막의 접촉각이 증가하여 발수성이 향상되었다. 또한 암모니아의 첨가량이 커질수록실리카입자의 크기가커져 실리카입자의표면 거칠기가증가하므로 발수성이 증가하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권6호
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• pp.237-243
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• 2020

본 연구에서는 STS-316 플레이트와 구리(Cu) 브레이징으로 구성된 접합 판형 열교환기(BPHE, Brazed Plate Heat Exchanger)의 내식성과 열효율 성능 향상을 위해 실란계 코팅을 적용하고자 하였다. 코팅 재료에 따른 부식 및 접촉각을 평가하여 선정된 코팅재료를 열교환기에 적용하였으나, 전열 성능 평가 결과 코팅하지 않은 열교환기에 비해 열효율이 떨어지는 결과가 나타났다. 이는 접합 판형 열교환기 내부의 유로에 코팅제의 고착화 및 표면의 잔여 코팅제가 열저항으로 작용하여 열전달을 방해는 것으로 분석되었다. 이는 내부에 미세한 유로가 존재하는 판형 열교환기의 구조적인 특성에 기인한 것으로, 판형 열교환기 제작 공정에서 사전에 유로 표면에 코팅 후 제작하는 것이 전열성능을 향상 시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.323-330
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• 2022

미세유체 종이-기반 분석 장치는 최근 현장 진단 및 환경 물질 감지를 포함한 다양한 적용가능성으로 주목을 받고 있다. 본 연구는 적은 비용과 간단한 검출 방법으로 중금속을 빠르게 검출할 수 있는 3D-μPAD를 제작하기 위해 PDMS 양면 인쇄 방법을 제안하였다. 3D-μPAD 디자인은 레이저 커팅으로 아크릴 스탬프에 적용할 수 있으며, 제작된 스탬프에 PDMS 고분자를 스핀 코팅 후 양면접촉인쇄 방식 도입을 통해 3차원 형태의 소수성 장벽 형성에 필요한 조건을 확인하였다. 구체적으로 소수성 장벽 형성 조건인 고분자 농도, 스핀 코팅 속도 및 접촉 시간에 따라 PDMS 소수성 장벽 면적과 친수성 채널의 면적 변화를 분석함으로써 3D-μPAD 제작 공정 조건 최적화를 수행하였다. 최적화된 μPAD로 니켈, 구리, 수은 이온, pH를 다양한 농도에서 검출하였고 이를 ImageJ 프로그램으로 분석하여 grayscale 값으로 정량화 하였다. 이를 통해 3D-μPAD를 제작함으로써 특별한 분석 기기 없이 다양한 중금속 비색 검출을 수행함으로써 조기진단 바이오 센서로의 응용 가능성을 증명하였다. 이 3D-μPAD는 휴대가 간편한 다중 금속이온 검출 바이오센서로서, 신속한 현장 모니터링이 가능하므로 개발도상국 같은 자원이 제한된 지역에서 유용하게 사용 가능하다.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권2호
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• pp.71-76
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• 2021

As opposed to using fossil fuels, we need to use eco-friendly resources such as sunlight, raindrops and wind to produce electricity and combat environmental pollution. A triboelectric nanogenerator (TENG) is a device that converts mechanical energy into electricity by inducing repetitive contact and separation of two dissimilar materials. During the contact and separation processes, electron flow occurs owing to a change in electric potential of the contacting surface caused by contact electrification and electrostatic induction mechanisms. A solid-solid contact TENG is widely known, but it is possible to generate electricity via liquid-solid contact. Therefore, by designing a hydrophobic TENG, we can gather electricity from raindrop energy in a feasible manner. To fabricate the superhydrophobic surface of TENGs, we employ a dip coating technique to synthesize an octadecylamine (ODA)- and polydimethylsiloxane (PDMS)-based coating on polyethylene terephthalate (PET). The synthesized coating exhibits superhydrophobicity with a contact angle greater than 150° and generates a current of 2.2 ㎂/L while water droplets fall onto it continuously. Hence, we prepare a box-type TENG, with the ODA/PDMS coating deposited on the inside, and place a 1.5 mL water droplet into it. Resultantly, we confirm that the induced vibration causes continuous impacts between the ODA/PDMS coating and the water, generating approximately 100 pA for each impact.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권2호
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• pp.25-31
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• 2022

By an aid of needle coating, we have fabricated a spherical microlens array using poly(methyl methacrylate) for potential applications in light extraction of organic light-emitting diodes. With an attempt to achieve high-density and high-aspect-ratio microlens arrays, we have investigated the coating behaviors by varying the material parameters such as the solute concentration and wettability of the poly(methyl methacrylate) solution and process parameters such as the dwell time of needle near the substrate, retract distance of needle from the substrate, and coating gap between the needle and substrate. Under the optimized coating conditions, it is demonstrated that high-aspect-ratio microlens arrays can be obtained using a coating solution with high solute concentration and a small amount of a hydrophobic solvent. It is found that the diameter and height of microlens array are decreased with increasing poly(methyl methacrylate) concentration, yet the overall aspect ratio is rather enhanced. By the addition of 5 wt% hexylamine in 35 wt% poly(methyl methacrylate) solution, we have achieved a spherical microlens with the height of 7.7 ㎛ and the width of 94.24 ㎛ (the aspect ratio of 0.082). To estimate the capability of light extraction by the microlens array, we have performed ray tracing simulations and demonstrated that the light extraction efficiency of organic light-emitting diode is expected to be enhanced up to 24%.

• 접착 및 계면
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• 제24권2호
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• pp.69-75
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• 2023

최근 자기복원(self-recovery) 코팅층을 가진 자동차용 도장면 보호필름의 적용이 증대되고 있다. 본 연구에서는 poly(urea-urethane) hybrid 자기복원 코팅층을 가진 poly(vinyl chloride) 기재 보호필름에 대한 기본 물성에 대한 평가 결과를 보고한다. Poly(urea-urethane) 기반 코팅층을 구성하고 있는 주요 화합물의 비율과 코팅층의 두께 변화에 따른 자기복원성능을 확인하였으며, 색차 값 측정을 통해 내오염성능을 정량화 하였다. 또한, 소수성 첨가제로 외부 오염에 대한 표면특성을 향상시키기 위하여, 소량의 실리콘계 반응형 첨가제를 코팅 조성물에 함량에 따른 easy-cleaning 효과와 접촉각을 확인하였다. 마지막으로, poly(urea-urethane) 자기복원 코팅층을 가진 보호필름의 장기간 사용에 따른 변색 및 변형에 대한 가능성을 확인하고자 촉진 내후성 평가를 진행하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.120-129
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• 2023

해양구조물은 염분에 의한 손상뿐만 아니라 해양미생물과 부유물질의 착상 등에 의해 추가적인 손상이 발생하게 되며, 이를 억제하기 위하여 선박등의 경우에는 주기적인 도장을 통하여 필요성능을 유지하고 있다. 그러나 콘크리트 또는 강재지지구조는 주기적인 도장이 어렵고 해양환경의 오염위험이 존재하는 것이 사실이다. 본 연구에서는 친수성 셀룰로오스 나노섬유와 AKD를 사용하여 소수성능을 갖는 친환경 재료를 사용하여 방오코팅제를 개발하였다. 균질한 배합을 위해 나노섬유의 함량을 1 %로 고정하고, AKD, 증류수와 폐유리를 디지털 교반기와 호모게나이져로 교반 제작하였다. 제작된 코팅제의 접촉각은 130°이상으로 나타났으며, 15°기울기의 물방울 흐름시험에서도 충분한 성능을 갖추고 있어 자가세척기능을 갖춘 것으로 판단된다. 또한 온도에 따른 점성 특성 분석을 통해 상온에서 시공이 가능한 것을 확인하였으며, 미세구조 분석을 통해 콘크리트표면에 코팅제가 균질하게 도포되는 것을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권5호
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• pp.189-194
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• 2021

A straightforward, yet effective surface modification method of stainless steel mesh and its interesting anti-wetting characteristics are reported in this study. The stainless steel mesh is electrochemically etched, and the specimen has both micro and nano-scale structures on its surface. This process transforms the two types of mesh specimens known as the regular and dense specimens into hydrophobic specimens without applying any hydrophobic chemical coating process. The fundamental wettability of the modified mesh is analyzed through a dedicatedly designed experiment to investigate the waterproof characteristics, for instance, the penetration threshold. The waterproof characteristics are evaluated in a manner that the modified mesh resists as high as approximately 2.7 times the pressure compared with the bare mesh, i.e., the non-modified mesh. The results show that the penetration threshold depends primarily on the advancing contact angles, and the penetration stop behaviors are affected by the contact angle hysteresis on the surfaces. The findings further confirm that the inexpensive waterproof meshes created using the proposed straightforward electrochemical etching process are effective and can be adapted along with appropriate designs for various practical applications, such as underwater devices, passive valves, and transducers. In general, , additional chemical coatings are applied using hydrophobic materials on the surfaces for the applications that require water-repelling capabilities. Although these chemical coatings can often cause aging, the process proposed in this study is not only cost-effective, but also durable implying that it does not lose its waterproof properties over time.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.154-154
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• 2015

소수성 코팅은 광범위하게 응용 가능하다. 희토류 금속 산화물(Rare earth oxides, REO)은 소수성 코팅 물질로써 우수한 열적 기계적 안정성으로 인해 전도유망하다. 본 연구는 원자층 증착법(Atomic layer deposition, ALD)을 이용한 나노 단위 두께의 희토류 금속 산화물 박막을 이용하여 소수성 코팅의 기초 연구이다. 미래 소수성 코팅 물질로써의 응용 가능성을 함께 다룬다.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.354-354
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• 2006

Alginic acid-silica hydrogel films was prepared for testing as protective coating materials for PTFE OD membranes. Unprotected hydrophobic membranes are subject to wet-out when contacted by surface-active agents. Films were characterised using SEM, XRD, DSC, mechanical strength measurements, and water-swelling measurements. In OD trials using coated membranes, no wet-out occurred over the 15 h duration of three consecutive 5 h OD trials using orange oil-water mixtures. In the case of detergent solutions, the coating afforded protection to the membrane for 4-5 h. In a separate trial, no wet-out occurred when the coated side of the membrane was placed in contact with 1.2 wt % orange oil for 72 hours.