Gd2O3:Eu3+ red phosphors were prepared by template method from crystalline cellulose impregnated by metal salt. The crystallite size and photoluminescence(PL) property of Gd2O3:Eu3+ red phosphors were controlled by varying the calcination temperature and Eu3+ mol ratio. The nano dispersion of Gd2O3:Eu3+ was also conducted with a bead mill wet process. Dependent on the time of bead milling, Gd2O3:Eu3+ nanosol of around 100 nm (median particle size : D50) was produced. As the bead milling process proceeded, the luminescent efficiency decreased due to the low crystallinity of the Gd2O3:Eu3+ nanoparticles. In spite of the low PL property of Gd2O3:Eu3+ nanosol, it was observed that the photoluminescent property was recovered after re-calcination. In addition, in the dispersed nanosol treated at 85 oC, a self assembly phenomenon between particles appeared, and the particles changed from spherical to rod-shaped. These results indicate that particle growth occurs due to mutual assembly of Gd(OH)3 particles, which is the hydration of Gd2O3 particles, in aqueous solvent at 85 oC.

An optimum route to fabricate oxide dispersion strengthened ferritic superalloy with desired microstructure was investigated. Two methods of high energy ball milling or polymeric additive solution route for developing a uniform dispersion of Y2O3 particles in Fe-Cr-Al-Ti alloy powders were compared on the basis of the resulting microstructures. Microstructural observation revealed that the crystalline size of Fe decreased with increases in milling time, to values of about 15-20 nm, and that an FeCr alloy phase was formed. SEM and TEM analyses of the alloy powders fabricated by solution route using yttrium nitrate and polyvinyl alcohol showed that the nano-sized Y-oxide particles were well distributed in the Fe based alloy powders. The prepared powders were sintered at 1000 and 1100 oC for 30 min in vacuum. The sintered specimen with heat treatment before spark plasma sintering at 1100 oC showed a more homogeneous microstructure. In the case of sintering at 1100 oC, the alloys exhibited densified microstructure and the formation of large reaction phases due to oxidation of Al.

To improve dispersibility of cereal powder without additives, granulation of cereal powder was conducted using fluidized- bed granulator. Operation condition was sample 300 g, internal temperature 40°C, ventilation speed 30-90 m3/ h, inlet temperature 90°C and spray pressure 2.5 bar. The amount of distilled water (20-45%) as binder, granulation time (10-15 min) and drying time (3-10 min) were controlled. Mean diameter over volume (Brouckere mean, D4,3) was increased from 123 μm to 263 μm and dispersibility was improved from 73% to 92.25% at experiment conditions. Wettability (wetting time) was drastically decreased from 5,000 second to 7 second. Granulation of cereal powder did not affect sinkability and mean diameter over volume as wet analysis was about the same between raw and granulated cereals. Such phenomenon means that granulation with only water as binder enables cereal powder to disperse in water or milk without rapid sedimentation.

Synthesized monocrystalline nanodiamond (nD) particles are heat-treated at various temperatures to produce highly structured diamond crystals. The heat-treated nDs show different weight loss ratios during thermogravimetric analysis. The crystallinities of the heat-treated nDs are analyzed using Raman spectroscopy. The average particle sizes of the heat-treated nDs are measured by a dynamic light scattering (DLS) system and direct imaging observation methods. Moreover, individual dispersion behaviors of the heat-treated nD particles are investigated based on ultrasonic dispersion methods. The average particle sizes of the dispersed nDs according to the two different measurement methods show very similar size distributions. Thus, it is possible to produce highly crystallized nD powder particles by a heattreatment process, and the nD particles are relatively easy to disperse individually without any dispersant. The heattreated nDs can lead to potential applications such as in nanocomposites, quantum dots, and biomedical materials.

선박의 오염물질 배출에 대한 규제는 최근 IMO/MEPC(국제해사기구/해양환경보호위원회)를 통해서 진행 중이다. 선박오염원 에서 배출된 오염물질은 국지적인 요인에 의해서 연안지역을 비롯하여 육지로 확산될 수 있다. 인천과 같이 선박 배출 오염물질에 노출 되어 있는 항구 도시에서 선박오염원 조절은 연안지역의 대기질 관리정책을 효율적으로 고안하기 위해서 반드시 필요하다. 연안지역의 대기오염물질 중 선박에 의한 NOx와 SOx의 농도는 전체 NOx와 SOx 농도의 각각 14 %와 10 %를 차지한다(NIER, 2008). 연안도시지역의 대기질은 국지적인 순환에 의존하는 오염물질의 확산 경향과 선박의 수에 영향을 받는다. 선박오염원으로부터 배출된 오염물질의 확산 을 WRF(Weather Research and Forecasting model)의 기상장을 기초로 CALPUFF(California Puff model)를 사용하여 분석하였다. 그리고 연안도 시지역의 대기확산모델은 정박한 선박과 입·출항하는 선박으로 나누어 각각 점오염원과 선오염원으로 구분하여 모의하였다. 선박척수 82~84척을 기준으로 NOx의 총 평균 배출량은 입·출항시 각각 6.2 g/s, 6.8 g/s이었고, SOx의 총 평균 배출량은 입·출항시 각각 3.6 g/s, 5.1 g/s 이었다. 정박 중인 선박의 NOx와 SOx에 대한 총 평균 배출량은 각각 0.77 g/s, 1.93 g/s이었다. 육풍의 영향으로 인하여 인천항으로부터 내 륙으로 진행되는 오염물질의 수송이 억제되었고, 내륙의 SOx와 NOx 농도가 일시적으로 감소하는 원인이 되었다. 해풍에 의해 NOx와 SOx가 내륙으로 확산되었고, 내륙의 NOx와 SOx의 농도가 점차 증가하였다. 인천항과 인접한 지역의 오염물질의 농도는 해륙풍의 영향 보다 인천항에 정박 중인 선박오염원에 의한 영향이 더욱 크게 반영되었다. 본 연구는 연안도시지역의 대기질 정책고안과 배출기준을 정하는 것에 유용할 것으로 기대된다.

This study investigates the oxidation properties of Fe-14Cr ferritic oxide-dispersion-strengthened (ODS) steel at various high temperatures (900, 1000, and 1100°C for 24 h). The initial microstructure shows that no clear structural change occurs even under high-temperature heat treatment, and the average measured grain size is 0.4 and 1.1 μm for the as-fabricated and heat-treated specimens, respectively. Y–Ti–O nanoclusters 10–50 nm in size are observed. High-temperature oxidation results show that the weight increases by 0.27 and 0.29 mg/cm2 for the asfabricated and heat-treated (900°C) specimens, and by 0.47 and 0.50 mg/cm2 for the as-fabricated and heat-treated (1000°C) specimens, respectively. Further, after 24 h oxidation tests, the weight increases by 56.50 and 100.60 mg/cm2 for the as-fabricated and heat-treated (1100°C) specimens, respectively; the latter increase is approximately 100 times higher than that at 1000°C. Observation of the surface after the oxidation test shows that Cr2O3 is the main oxide on a specimen tested at 1000°C, whereas Fe2O3 and Fe3O4 phases also form on a specimen tested at 1100°C, where the weight increases rapidly. The high-temperature oxidation behavior of Fe-14Cr ODS steel is confirmed to be dominated by changes in the Cr2O3 layer and generation of Fe-based oxides through evaporation.

Porous polytetrafluoroethylene (PTFE) thin films are fabricated by spin-coating using a dispersion solution containing PTFE powders, and their crystalline properties are investigated after thermal annealing at various temperatures ranging from 300 to 500°C. Before thermal annealing, the film is densely packed and consists of many granular particles 200-300 nm in diameter. However, after thermal annealing, the film contains many voids and fibrous grains on the surface. In addition, the film thickness decreases after thermal annealing owing to evaporation of the surfactant, binder, and solvent composing the PTFE dispersion solution. The film thickness is systematically controlled from 2 to 6.5 μm by decreasing the spin speed from 1,500 to 500 rpm. A triboelectric nanogenerator is fabricated by spin-coating PTFE thin films onto polished Cu foils, where they act as an active layer to convert mechanical energy to electrical energy. A triboelectric nanogenerator consisting of a PTFE layer and Al metal foil pair shows typical output characteristics, exhibiting positive and negative peaks during applied strain and relief cycles due to charging and discharging of electrical charge carriers. Further, the voltage and current outputs increase with increasing strain cycle owing to accumulation of electrical charge carriers during charge-discharge.

아소 화산은 일본 규슈 중앙부에 위치하며, 세계에서 가장 큰 칼데라 화산중의 하나이다. 나카다케 분화구는 아 소 칼데라의 중앙 화구군에서 유일한 활동적인 화산체이다. 2016년 10월 8일 아소 산에서 36년 만에 폭발적인 분화가 발생하였으며, 분연주가 11 km 상공까지 상승하였고 화산재는 최대 300 km 떨어진 지역에서도 확인되었다. 본 연구에 서는 미국 USGS에서 개발한 Ash3D모델을 이용하여 2016년 10월 8일의 분화에서 발생한 화산재의 확산과 침적에 대 한 수치모의를 실시하였다. 수치모의 결과 분화에 의해 발생한 화산재는 아소 칼데라 화산의 동쪽과 북동쪽으로 확산되 어 우리나라에는 피해를 주지 않는 것으로 나타났으며, 동북동 방향으로 최대 400 km 이상 먼 곳까지 침적되는 것으로 나타났다. 본 연구의 수치모의 결과는 관측 확인된 화산재 침적 결과와 대체로 일치하였다. 빠른 화산재 재해 예보를 위하여 Ash3D를 이용한 수치모의가 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

Garment skin leather 표면 코팅에 사용된 폴리우레탄 수지는 polyethylene glycole(PEG)의 함유를 [NCO]/[OH] mole % 비로 달리하면서 합성하였으며, 합성된 폴리우레탄 수지의 기계적 특성은 SEM, FT-IR, UTM 등을 이용하여 측정하였다. 비이온성을 띄고 있는 PEG(poly ethylene glycol)의 [NCO]/[OH] mole % 비가 증가함에 따라 내굴곡성(건식, 습식)의 변화는 없었으며, 내마모도, 인장강 도수치가 낮아짐을 알 수 있었다. 반대로 연신율 물성은 증가함을 알 수 있었다. 점도 변화 측정 결과에 는 PEG의 [NCO]/[OH] mole % 증가에 따라 점도가 묽어짐을 알 수 있었다.

Nanosized and aggregated Y2O3:Eu Red phosphors were prepared by template method from metal salt impregnated into crystalline cellulose. The particle size and photoluminescent property of Y2O3:Eu red phosphors were controlled by variation of the calcination temperature and time. Dispersed nanosol was also obtained from the aggregated Y2O3:Eu Red phosphor under bead mill wet process. The dispersion property of the Y2O3:Eu nanosol was optimized by controlling the bead size, bead content ratio and milling time. The median particle size (D50) of Y2O3:Eu nanosol was found to be around 100 nm, and to be below 90 nm after centrifuging. In spite of the low photoluminescent properties of Y2O3:Eu nanosol, it was observed that the photoluminescent property recovered after re-calcination. The dispersion and photoluminescent properties of Y2O3:Eu nanosol were investigated using a particle size analyzer, FE-SEM, and a fluorescence spectrometer.

The reportedly synergistic effects of carbon nanotubes (CNTs) and graphene hybrids have prompted strong demand for an efficient modifier to enhance their dispersion. Here, we investigated the ability of poly(acrylonitrile) (PAN) to overcome the van der Waals interaction of multi-walled CNTs (MWCNTs) and graphene by employing a simple wrapping process involving ultrasonication and subsequent centrifugation of PAN/MWCNT/graphene solutions. The physical wrapping of MWCNTs and graphene with PAN was investigated for various PAN concentrations, in an attempt to simplify and improve the polymer-wrapping process. Transmission electron microscopy analysis confirmed the wrapping of the MWCNTs and graphene with PAN layers. The interaction between the graphitic structure and the PAN molecules was examined using proton nuclear magnetic resonance, ultraviolet-visible spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and Raman spectroscopy. The obtained results revealed that the cyano groups of the PAN molecules facilitated adhesion of the PAN molecules to the MWCNTs and graphene for polymer wrapping. The resulting enhanced dispersion of MWCNTs and graphene was verified from zeta potential and shelf-life measurements.

Al2O3 nanosol dispersed under ethanol or N-Methyl-2-pyrrolidone(NMP) was studied and optimized with various dispersion factors and by utilizing the silane modification method. The two kinds of Al2O3 powders used were prepared by thermal decomposition method from aluminum ammonium sulfate(AlNH4(SO4)2) while controlling the calcination temperature. Al2O3 sol was prepared under ethanol solvent by using a batch-type bead mill. The dispersion properties of the Al2O3 sol have a close relationship to the dispersion factors such as the pH, the amount of acid additive(nitric acid, acetic acid), the milling time, and the size and combination of zirconia beads. Especially, Al2O3 sol added 4 wt% acetic acid was found to maintain the dispersion stability while its solid concentration increased to 15 wt%, this stability maintenance was the result of the electrostatic and steric repulsion of acetic acid molecules adsorbed on the surface of the Al2O3 particles. In order to observe the dispersion property of Al2O3 sol under NMP solvent, Al2O3 sol dispersed under ethanol solvent was modified and solventexchanged with N-Phenyl-(3-aminopropyl)trimethoxy silane(APTMS) through a binary solvent system. Characterization of the Al2O3 powder and the nanosol was observed by XRD, SEM, ICP, FT-IR, TGA, Particles size analysis, etc.

The aim of this study was to improve dispersion stability of calcium carbonate (CaCO3) nanoparticles in aqueous medium using alkyl polyglucoside (APG). One hundred milligrams of CaCO3 nanoparticles was mixed with 30 mL of deionized water. Thereafter, APG was dissolved into the CaCO3 nanoparticle mixtures at approximate 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, and 0.9%, and subsequently, pH was adjusted to 7.0 and 10.0. Afterward, all CaCO3 nanoparticle mixtures were dispersed by ultrasonic processing treatment for 10 min. Dispersion stability and physicochemical properties of the CaCO3 nanoparticle mixtures were observed by measuring the change of absorbance and mean diameter for 96 h as well as the initial zeta-potential. As results, initial zeta-potentials of the CaCO3 nanoparticles in deionized water at pH 7.0 and 10.0 showed approximately +20 and 0, respectively. The positive surface charge at pH 7.0 had unfavorable impact on the adsorption of APG onto CaCO3 nanoparticles in the aqueous suspensions because APG is nonionic surfactant. Among all samples at pH 10, CaCO3 nanoparticles in 0.5% APG aqueous solution showed the smallest initial mean diameter and the slowest increase in mean diameter and decrease in absorbance. In conclusion, the pH 10.0 and 0.5% APG concentration was the most desirable condition in order to improve dispersion stability of CaCO3 nanoparticles in an aqueous medium.

Modeling은 기상의 흐름, 화학반응 및 대기오염물질의 형성과정 등 대기현상을 과학적으로 이해하고 개발계획 및 대기 개선에 따른 정책수립의 기초자료로 활용된다. 최근 컴퓨팅 계산능력이 발전 하면서 수치모델의 모델링 영역과 모델결과의 이용분야가 점차 다양해지고 있으며, 오염물질 발생원으로 부터 시간의 흐름에 따라 오염물질농도를 예측이 가능해졌다. 본 연구는 일산열병합발전소 및 고양시 소 각장 주변지역을 대상으로 CALPUFF 확산모델을 적용하여 대기 중 배출 된 NO와 TSP의 확산을 모사 하고, 실제 측정결과와 비교함으로써 배출원에 의한 주변지역의 기여농도를 검토하였다.1, 2차 NO2 기여율 비교 결과 A-3 지점이 타 지점에 비해 비교적 높게 나타났으며, 이는 열병합발 전소 및 소각시설에서 배출되는 질소산화물의 영향이 타 지역에 비해 비교적 높다는 것을 알 수 있다. 1, 2차 TSP 기여율 비교 결과 A-5 지점이 비교적 타 지점에 비해 다소 높게 나타났으나, 기여율 값이 매우 낮음에 따라 열병합발전소 및 소각시설에서 배출되는 먼지에 의한 영향은 비교적 낮다고 판단된다.

입자의 확산을 모사하는 Lagrangian 기반의 HYSPLIT과 PUFF 모형을 이용하여 화산재의 확산 해석을 수행하였다. 미국의 스퍼와 리다우트 화산은 각각 1992년과 2009년에 폭발성 분화가 발생하여 화산재가 광범위하게 확산되었다. 이 때 발생한 공기 중에 부유하는 미세입자와 퇴적되는 화산재로 인해 공항이 폐쇄되고 통신 교란이 발생하는 피해가 발생하였다. 또한, 인도네시아의 켈루트 화산은 최근까지 활발한 활동을 하고 있으며 1919년과 2014년의 대분화로 인해 인명피해가 속출하였다. 따라서 본 연구에서는 입자 확산 모형을 이용하여 이와 같이 화산재로 인해 피해가 발생하는 영향범위와 경로를 분석하였다. 수치 계산의 신뢰성을 평가하기 위해서 다중 수치 모형으로 예측된 화산재의 확산 범위와 실측치에 의한 확산 경로를 비교하여 검증하였다. 또한, 화산재가 영향을 미치는 범위를 평가한 결과 HYSPLIT과 PUFF 모형의 확산 분포는 70% 내외로 일치하는 것을 확인하였다.

화산 분화시 분출량과 분연주 높이는 기상 자료와 함께 화산재 확산에 미치는 영향이 큰 것으로 알려져 있다. 이에 대한 영향을 분석하기 위하여 유한 차분 명시적 방법과 오일러리안 기법 기반의 화산재 확산 모형인 FALL3D를 이용하여 수치해석을 실시 할 수 있는 화산재 확산 시뮬레이션 시스템을 개발하였다. FALL3D 시뮬레이션을 통한 화산재 확산 예측을 위해서는 풍향과 풍속 등의 기상 수치 자료가 필요하며 본 시뮬레이션 시스템은 한국 기상청의 UM(Unified Model) 자료와 NCEP(National Centers for Environmental Prediction)의 자료를 원시 자료로 사용할 수 있다. 또한 원시 기상 자료의 자료 해상도를 높이는 방법으로 WRF(Weather Research and Forecasting Model) 기상 모형 시뮬레이션이 절차에 포함된다. 마지막으로 화산재 확산 결과를 해석하기 위한 분석 방법을 추가할 수 있도록 하고, 그 결과를 웹 인터페이스를 통해서 확인할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 화산재 확산 시뮬레이션 시스템은 화산재 확산 시뮬레이션 수행, 결과 해석 처리, 해석 결과의 가시화를 자동으로 수행하여, 화산재해의 분석 능력을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.

To study the dispersion factors of silica sol prepared from fumed silica powder, we prepared silica sol under an aqueous system using a batch type bead mill. The dispersion properties of silica sol have a close relationship to dispersion factors such as pH, milling time and speed, the size and amount of zirconia beads, the solid content of fumed silica, and the shape and diameter of the milling impellers. Especially, the silica particles in silica sol were found to show dispersion stability on a pH value above 7, due to the electrostatic repulsion between the particles having a high zeta potential value. The shape and diameter of the impellers installed in the bead mill for the dispersion of fumed silica was very important in reducing the particle size of the aggregated silica. The median particle size (D50) of silica sol obtained after milling was also optimized according to the variation of the size and amount of the zirconia beads that were used as the grinding medium, and according to the solid content of fumed silica. The dispersion properties of silica sol were investigated using zeta potential, turbiscan, particle size analyzer, and transmission electron microscopy.

PPG와 PTMG의 몰비를 달리하면서 첨가하여 합성된 폴리우레탄 수지의 물리적 특성을 SEM, FT-IR, UTM 을 이용하여 측정하였다. 본 연구를 통해 4개의 메틸렌기를 포함한 PTMG의 몰비 가 증가함에 따라 내마모도(60.26 mg.loss), 인장강도(5.24 kgf/㎟)가 증가함을 알 수 있었다. 반대로 연 신율(297 %)은 감소함을 확인 할 수 있었으며. 톨루엔을 이용한 내용제성 물성측정 결과로부터 PTMG 의 반응 몰비 증가에 따른 물성 증감 효과는 없었다. 또한 PTMG의 몰비가 증가함에 따라 점도(4.8 cp) 가 상승함을 확인 할 수 있었다.