• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2696-2699
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• 2008

Microfluidic chips have been frequently utilized to perform biochemical analysis, like cell culture, because they reduce the consumptions of analytes and reagents and automate multi-step analysis processes. It is often critical to monitor temperature in a microchannel for the analyses in order to control a reaction condition of bio or chemical molecules. We propose a novel method to monitor temperature of a microchannel flow by using polydiacetylene (PDA), a conjugated polymer, that has a unique property to transform its color from visible blue to fluorescent red by thermal stress. We inject PDA sensor droplets generated by hydrodynamic instability into a microchannel with a microheater incorporated on the channel bottom. Also, we change the channel temperature by providing the different electric power to the microheater. The results show that the florescence intensity of PDA sensor droplets linearly increases in response to the flow temperature increase within a certain range.

• 접착 및 계면
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• 제13권1호
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• pp.45-50
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• 2012

폴리케톤(polyketone, PK) 섬유는 고무의 강화재로 사용하기 위해서 최근 개발되고 있는 소재이다. 섬유의 고무와의 접착성을 향상시키기 위하여 플라즈마로 표면을 개질하였다. 산소 플라즈마 처리에 의한 섬유표면의 물리적 형태변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경과 원자현미경을 이용하여 관찰하였다. 섬유표면의 화학적 조성변화를 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 알아보았다. 최종적으로 이러한 변화가 PK 섬유와 고무와의 계면접착력에 어떠한 영향을 미치는지를 microdroplet debonding 시험을 통해 분석하였다. 플라즈마 처리에 의하여 섬유표면에 산소함유기들이 증가하는 결과를 보였으며, 처리시간과 처리전력이 증가함에 따라 에칭에 의한 표면조도(RMS roughness)가 증가하였다. 그러나 장시간의 플라즈마 처리조건에서는 표면에 degradation이 발생하여 오히려 표면조도가 감소하는 결과를 보였다. PK 섬유와 고무와의 계면전단강도는 처리시간 60 s의 80 W, 처리전력 60 W의 180 s에서 처리한 경우에 최대 계면전단강도를 나타내었다. 그러나 그 이상으로 증가하면 degradation이 발생하면서 계면전단강도가 감소하였다.

• 접착 및 계면
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• 제23권3호
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• pp.87-93
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• 2022

섬유와 기지 간 계면 특성을 분석하기 위해 일반적으로 접촉각을 활용하여 계산된 접착일을 활용한다. 접촉각 측정 방식으로 동적접촉각과 정적접촉각이 있으며, 본 논문에서는 보다 정확도가 높은 접촉각 측정 방법이 무엇인지 모색하였다. 각각 4가지 종류의 에폭시 수지와 유리섬유를 사용하였고, 유리섬유와 에폭시의 표면 에너지 결과를 기반으로 접착일, W_a을 계산하여 계면강도를 예측하였다. 접착일과 계면 전단강도는 이론상 비례관계이며, 이를 확인하기 위해 조성이 다른 에폭시와 유리섬유 간의 계면강도를 마이크로드롭렛 시험법을 이용하여 측정하였다. 정적접촉각 결과의 경우 접착일과 계면 전단강도 사이에는 일치하지 않는 경향을 보였다. 이는, 동적 접촉각 평가 방법은 정적접촉각에 비해, 드롭 크기에 따른 최소 표면적을 이루는 에러와 미니스커서에서 접선 측정에 따른 에러를 최소화할 수 있다는 점이다.

• 접착 및 계면
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• 제23권4호
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• pp.122-129
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• 2022

본 연구에서는 산소 플라즈마 처리시간을 실험 변수로 하여 금속섬유를 처리한 후 섬유표면에 산소함유 기능성 관능기를 도입하여 금속섬유의 친수성을 향상시키기 위한 연구로 플라즈마 처리 전, 후의 표면 특성 변화를 scanning electron microscope (SEM)과 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 관찰하였다. 또한 플라즈마 처리시간이 금속섬유의 표면에 미치는 영향을 관찰하기 위해 극성 용매와 비극성 용매에 대한 금속섬유의 접촉각 변화를 측정하였다. 측정된 접촉각을 이용해 표면 자유에너지 변화를 계산한 후 산소 플라즈마 처리 전, 후의 금속섬유에 대한 접촉각과 표면 자유에너지를 비교하였으며 접착일과의 상관관계도 고찰하였다. 이런 금속섬유의 표면 변화가 다른 소재와의 복합 시 계면에서의 전단강도 향상에 미치는 영향을 알아보기 위해 microdroplet 시편을 제조하여 계면 전단강도를 측정하였으며 접착일과의 상관관계도 함께 파악하였다. 따라서, 금속섬유의 산소플라즈마 처리는 섬유표면에 물리적인 표면적 증가로 인한 수지와의 접촉면의 증가와 표면의 산소함유 기능성 관능기의 도입에 따른 접촉각, 표면 에너지의 변화에 따른 표면 친수화로 고분자 수지와의 계면 전단강도를 향상시켜주는 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.609-617
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• 2012

충돌, 퍼짐 및 수축을 포함한 나노입자 혼합 액적의 거동에 대한 수치모사를 수행하였다. 기체-액체 상경계면은 벽면에서의 접촉각 이력현상을 포함한 레벨셋 방법을 이용하여 해석하였다. 액적 내부의 나노입자 분포를 해석하기 위하여 물질의 열확산을 반영한 농도 방정식을 해석에 포함하였다. 수치해석 결과로부터 나노 입자의 분포는 온도의 불균일 분포에 크게 영향을 받는 것을 확인하였다. 나노입자의 농도 집중도에 의한 표면 장력 및 접촉각변화 효과에 대한 연구를 수행하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권5호
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• pp.781-785
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• 2005

A fast and reliable method for the selective separation and preconcentration of $Cu^{2+}$ ions using homogeneous liquid-liquid extraction was developed. A new $\alpha$-dioxime derivative (2H-1,4-benzothioazine-2,3(4H)dionedioxime, Dioxime I) was synthesized and investigated as a suitable selective complexing ligand for $Cu^{2+}$ ions. Zonyl FSA (FSA) was applied as a phase-separator agent under the slightly acidic pH conditions. Under the optimal experimental conditions ([FSA] = 3.2% w/v, [THF] = 19.5% v/v, [Dioxime I] = 1.9 ${\times}\;10^{-3}$ M, and pH = 4.7), 10 ${\mu}g\;of\;Cu^{2+}$ in 5.2 mL aqueous phase could be extracted quantitatively into 80 $\mu$L of the sedimented phase. The maximum concentration factor was 65-fold. The limit of detection of the proposed method was 0.005 ng $mL^{-1}$. The reproducibility of the proposed method, on the 10 replicate measurements, was 1.3%. The influence of the pH, type and volume of the water-miscible organic solvent, concentration of FSA, concentration of the complexing ligand and the effect of different diverse ions on the extraction and determination of $Cu^{2+}$ ions were investigated. The proposed method was applied to the extraction and determination of $Cu^{2+}$ ion in different synthetic and natural water samples.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제5권1호
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• pp.56-63
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• 2011

Quantifying the solute composition of a cloud droplet (or a whole droplet) is an important task for understanding formation processes and heating/cooling rates. In this study, a combination of droplet fixation and SR-XRF microprobe analysis was used to visualize and quantify elements in a micro-scale droplet. In this study, we report the preliminary outcome of this experiment. A spherical micro-scale droplet was successfully solidified through exposure to ${\alpha}$-cyano-acrylate vapor without affecting its size or shape. An X-ray microprobe system equipped at the beam line 37XU of Super Photon ring 8 GeV (SPring-8) was applied to visualize and quantify the elemental composition in an individual micro-scale droplet. It was possible to reconstruct 2D elemental maps for the K and Cl contained in a microdroplet that was dispensed from the 10-ppm KCl standard solution. Multi-elemental peaks corresponding to X-ray energy were also successfully resolved. Further experiments to determine quantitative measures of elemental mass in individual droplets and high-resolution X-ray microtomography (i.e., 3D elemental distribution) are planned for the future.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.474-481
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• 2023

This paper is an experimental study on the optimal operating conditions of direct charging type electrospray for particulate matter collection. To perform the research, a direct charging type electrospray visualization system was configured to photograph the spray shape of microdroplets, and experiments were performed with varying electrode distance, flow rate, and applied voltage, which are the main factors affecting the particulate matter collection efficacy. Through image processing, the total number of microdroplets according to each condition was analyzed, and the number of microdroplets with a diameter of 1.5 mm or less was confirmed. In addition, by calculating the number of microdroplets per power consumption according to the applied voltage, the optimal operating conditions were derived in terms of energy consumption efficacy, and the microdroplet size distribution was analyzed under the optimal operating conditions. As a result of the experiment, it was confirmed that the optimal operating condition was at a flow rate of 10 mL/min and a voltage of -20 kV in case of 5 mm electrode distance, and at a flow rate of 15 mL/min and a voltage of -30 kV in case of 100 mm electrode distance.

• Composites Research
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• 제15권3호
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• pp.39-44
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• 2002

Micromechanical 시험법을 이용하여 전기증착된 탄소섬유와 polyetherimide (PEI)로 강인화된 에폭시 기지재료 사이의 계면물성과 미세파괴형상을 연구하였다. 계면전단강도 향상을 위해 전기증착법을 이용하여 탄소섬유를 표면 처리하였다. PEI 함량이 증가함에 따라 소성변형과 파괴인성 증가로 인해 계면전단강도는 점차적으로 증가하는 경향을 보였으며, 미처리의 경우에 순수 PEI의 계면전단강도가 가장 큰 값을 보였다. 반면 전기증착의 경우에 계면전단강도는 PEI를 첨가함에 따라서 증가하였지만 그 증가폭은 미처리의 경우 보다 작았다. 미처리의 경우에서 순수 에폭시는 취성파괴 형상을 보인 반면 순수 PEI는 연성파괴 형상을 보였고 전기증착의 경우 순수 에폭시는 미처리와는 달리 연성파괴 형상을 보임을 관찰할 수 있었다. PEI 첨가에 의한 파괴인성 강화와 전기증착에 의한 화학결함 및 계면층의 존재는 복합재료의 계면물성 향상에 효과적으로 기여하는 것으로 고려된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.437-441
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• 2014

본 논문은 미세유체 시스템에서 농도차에 의한 역전기투석을 이용하여 에너지발전을 할 수 있는 장치를 제안한다. 역전기투석을 위한 이온교환막은 미세유체칩의 적정 위치에 자기조립화된 나노입자 사이의 공극으로 이루어지며, 이는 마이크로 용량의 나노입자가 분산된 용액 방울을 제어함으로써 쉽고 저렴한 방법으로 제작이 가능하다. 본 제안 시스템은 미세유체칩의 형상을 변형하거나 나노입자의 사이즈, 혹은 나노입자의 종류를 손쉽게 바꿔가며 최대 파워와 에너지 변환 효율을 향상 시킬 수 있다는 장점이 있다. 앞으로, 본 연구에서 제안하는 디바이스는 랩온어칩 시스템에서 다른 미세장치로 에너지를 공급하는 매개체로 이용 될 수 있을 뿐 아니라 더 다양한 재료를 이용함으로써 이온 교환현상 및 에너지 발전의 기초 연구에 활용될 수 있을 것이라 기대한다.