Plasma-sprayed HA coatings on metallic implants are widely used for clinical applications. However, typical lamellar structure along with plasma-sprayed coatings usually leads to weak inter-splat adhesion and impair their mechanical properties. In this research, graphene nanosheet (GNS) reinforced HA coatings were fabricated using plasma spray; these GNSs retained their original structure and distributed homogeneously in the as-sprayed coatings. On the basis of instrumented microindentation tests with and without multiple partial unloading, as compared with the monolithic HA coating, the inter-splat friction force increased by ~ 8.7% for the 1.0 wt% GNS/HA coating, and it slightly decreased to ~ 6.5% for the 2.0 wt% GNS/ HA coating due to GNS agglomeration. Meanwhile, the added GNSs contributed greatly to the indentation yield strength of the HA coatings. These results illustrated that these embedded GNSs at splat boundaries are potential in splat-boundary strengthening and resisting splat sliding.

Cr-Al alloys are attracting attention as oxidation resistant coating materials for high temperature metallic materials due to their excellent high temperature stability. However, the mechanical properties and oxidation resistance of Cr-Al alloys can be further enhanced, and such attempts are made in this study. To improve the properties of Cr-Al alloys, Si is added up to 5 wt%. Casting specimens with different amounts of Si content are prepared by a vacuum arc remelting method and isothermally heated under steam conditions at 1,100oC for 1 hour. The as-cast microstructure of low Si alloys is mainly composed of only a Cr phase, while Al8Cr5 and Cr3Si phases are also observed in the 5% Si alloy. In the high Si alloy, only Cr and Cr3Si phases remain after the isothermal heating at 1,100oC. It is found that Si additions slightly decrease the oxidation resistance of the Cr-Al alloy. However, the microhardness of the Cr-Al alloy is observed to increase with an increasing Si content.

LED (Light Emitting Diode) 조명은 차세대 조명으로 주목 받고 있으나 조명에서 방출되는 열에 의해 조명의 수명이 상당히 단축되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 Al, Al-Zn 합금, Mg 합금 등의 열 전도성과 가벼운 재료를 heatsink로 사용되고 있다. 하지만 출력이 높고, 사용되는 조명의 수가 많을수록 heatsink의 크기가 커져야 하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 heatsink 표면의 방열 성능을 향상시키기 위해 spray coating 방식에 비해 도막 형성이 균일한 전착도장 (electrodeposiion coating) 방식의 도료를 합성하였다. 열전도도를 향상시키기 위해 전도성 구형 안료와 침상 안료를 사용하였고, 이를 비교하기 위해 heatsink의 온도 변화를 측정하였다. 그리고 도막의 표면을 Scanning Electron Microscope를 통해 관찰 하였다. 안료의 첨가에 따라 코팅막에 복잡한 구조가 만들어졌고 열을 전도할 수 있는 경로를 제공하여 방열 성능이 향상됨을 확인하였다.

본 연구에서는 차아염소산 나트륨에 노출시켜 손상된 RO membrane을 PSSA/PEI 용액으로 코팅하여 투과성능을 회복시키는 연구를 진행하였다. 코팅에 사용된 고분자로는 PEI(Polyethyleneimine) 와 PSSA(Polystyrene sulfonic acid)을 사용하였으며, 막은 3,450ppm의 차아염소산에 용액에 노출시켜 손상시켰다. PSSA와 PEI의 농도, 코팅시간, 이온세기를 달리하여 NaCl 100 ppm에서 투과성능을 비교하였다. 코팅을 통한 막의 투과성능을 비교하였을 때 ,제거율이 약 15%정도의 회복률을 보였다. 또한 SEM 분석을 통해 차아염소산에 손상 전과 후 그리고 코팅된 막의 표면을 관찰하였다.

Porous metals demonstrate not only excessively low densities, but also novel physical, thermal, mechanical, electrical, and acoustic properties. Thus, porous metals exhibit exceptional performance, which are useful for diesel particulate filters, heat exchangers, and noise absorbers. In this study, SUS316L foam with 90% porosity and 3,000 μm pore size is successfully manufactured using the electrostatic powder coating (ESPC) process. The mean size of SUS316L powders is approximately 12.33 μm. The pore properties are evaluated using SEM and Archimedes. As the quantity of powder coating increases, pore size decreases from 2,881 to 1,356 μm. Moreover, the strut thickness and apparent density increase from 423.7 to 898.3 μm and from 0.278 to 0.840 g/cm3, respectively. It demonstrates that pore properties of SUS316L powder porous metal are controllable by template type and quantity of powder coating.

This study investigates the microstructure and wear properties of cermet (ceramic + metal) coating materials manufactured using high velocity oxygen fuel (HVOF) process. Three types of HVOF coating layers are formed by depositing WC-12Co, WC-20Cr-7Ni, and Cr3C2-20NiCr (wt.%) powders on S45C steel substrate. The porosities of the coating layers are 1 ± 0.5% for all three specimens. Microstructural analysis confirms the formation of second carbide phases of W2C, Co6W6C, and Cr7C3 owing to decarburizing of WC phases on WC-based coating layers. In the case of WC-12Co coating, which has a high ratio of W2C phase with high brittleness, the interface property between the carbide and the metal binder slightly decreases. In the Cr3C2-20CrNi coating layer, decarburizing almost does not occur, but fine cavities exist between the splats. The wear loss occurs in the descending order of Cr3C2-20NiCr, WC-12Co, and WC-20Cr-7Ni, where WC-20Cr-7Ni achieves the highest wear resistance property. It can be inferred that the ratio of the carbide and the binding properties between carbide–binder and binder–binder in a cermet coating material manufactured with HVOF as the primary factors determine the wear properties of the cermet coating material.

Silica is used in shell materials to minimize oxidation and aggregation of nanoparticles. Particularly, porous silica has gained attention because of its performance in adsorption, catalysis, and medical applications. In this study, to investigate the effect of the density of the silica coating layer on the color of the pigment, we arbitrarily change the structure of a silica layer using an etchant. We use NaOH or NH4OH to etch the silica coating layer. First, we synthesize α-FeOOH for a length of 400 nm and coat it with TEOS to fabricate particles with a 50 nm coating layer. The coating thickness is then adjusted to 30–40 nm by etching the silica layer for 5 h. Four different shapes of α-FeOOH with different colors are measured using UV–vis light. From the color changes of the four different shapes of α-FeOOH features during coating or etching, the L* value is observed to increase and brighten the overall color, and the b* value increases to impart a clear yellow color to the pigment. The brightest yellow color was that coated with silica; if the sample is etched with NaOH or NH4OH, the b* value can be controlled to study the yellow colors.

식품의 생물학적 위해요소인 해충과 유해균 및 부패균을 제어하기 위해 실제 포장필름 생산 공정 설비를 이용하여 방충 및 항균 기능성을 갖는 식품용 다층 포장필름을 제조하였다. 우선, 효과적인 활성 물질의 스크리닝 과정을 통해 식품의 대표적 해충인 화랑곡나방 유충(Plodia interpunctella)에 대해 기피력을 나타내는 팔각회향 에센셜 오일과, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 페니실리움(Penicillium roqueforti)에 대해 항균력을 갖는 티몰(thymol)을 필름내 혼입할 활성 물질로 선정하였다. 선정된 활성 물질을 혼입한 폴리우레탄계 코팅액을 polyethylene terephthalate (PET) 12 μm 필름 표면에 코팅하였으며, 방충용 필름은 polypropylene (PP) 30 μm을, 항균용 필름은 low-density polyethylene (LDPE) 30 μm을 적층하여 다층필름의 구조로 제조하였다. Large-scale 생산 공정 설비를 통해 제조된 필름을 활용하여 유충에 대한 기피 효과와 항균력을 측정하였으며, 대조군 필름은 유충에 대한 기피력 및 항균 효과를 보이지 않은 반면, 개발된 방충 및 항균 필름은 화랑곡나방 유충과 두 가지 균에 대해 각각 뛰어난 기피력과 항균 효과를 보였다. 따라서, 본 연구는 식품 포장소재의 대량생산에 활용 가능한 표면 코팅 기술을 개발하고 그 방충효과 및 항균 효과를 입증함으로써 식품 중 생물학적 위해요소의 저감화를 위한 식품 포장 신소재 개발에 기여할 것이다.

폐 RHDM(Residue Hydrodemetallation) 촉매상에 침적된 비활성화 성분인 탄소, 황 을 고온배소 처리하여 제거한 후, 과량 침적되어 있는 바나듐은 초음파 교반기에서 5~15wt% 옥살산 수용액을 이용하여 50℃, 5분 조건하에 바나듐 추출량을 조절함으로써 NOx 저감을 위한SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매로의 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 폐촉매와 단계별 처리된 RHDM 촉매를 대상으로 상압반응기상에서 NOx 저감 효율을 측정하였고, 촉매의 성분분석은 ICP, C & S analyzer 및 XRF를 이용하여 분석하였다. 10wt% 옥살산 수용액으로 바나듐을 침출한 촉매가 가장 안정적이었으며 높은 NOx 저감 효율을 보였다. 이를 메탈폼 형태의 지지체에 워시코팅한 촉매는 상용 SCR 촉매와 동등 수준의 NOx 저감 효율을 나타내었다. 따라서 폐 RHDM 촉매의 처리 조건 조정에 관한 후속 연구를 통하여 각 적용처에 적합한 SCR 촉매로의 이용 가능성은 충분할 것으로 사료된다.

현대인의 눈높이에 맞는 친환경적인 고급품질의 인조진주 제품개발이 세계의 악세사리 및 생활용품 시장에서 요구되고 있다. 본 연구는 고품질의 인조진주 제품을 경제적으로 대량생산하기 위한 방법으로 유기안료를 인조진주 제조용 친환경 무기안료로 대체하고 기존 제조 방식에서 사용하는 주재료였던 니트로셀룰로오스를 우레탄 바인더로 대체하여 광택도가 73.4%에서 86.7%로 증가하였으며 CVD 마감처리 후에는 96%의 높은 광택도를 가졌다. 색차분석 결과 CVD 코팅으로 인하여 빛의 간섭효과 때문에 a*와 b*값이 각각 +37.7에서 +31.9로, +24.5에서 +14.2로 감소하면서 다양한 색을 발현하여 영롱한 빛깔의 인조진주가 제조되었다. 마감 증착된 고품질의 인조진주의 내화학성, 광택도, 색차계, 표면 거칠기, 내마모성, 중금속함량검사, 염수분무테스트 등을 분석하여 품질향상 및 인체 무해성을 확인하였다.

최근 우수한 유연성과 화학적 안정성 등을 가진 고분자 수지와 우수한 기계적 성질 등을 나타내는 무기 재료로 이루어진 나노 복합 시스템으로써 유-무기 하이브리드 코팅 필름에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아크릴레이트 단량체로써 사용된 o-phenylphenoxyethyl acrylate (OPPEA)는 1.576의 높은 굴절률을 나타내고, Bisphenol A ethoxylate diacrylate (BAEDA)는 굴절률은 낮지만 경화된 고분자의 경도를 향상시킨다. 또한, 무기 소재로써 사용된 지르코니아는 산화지르코늄으로써 우수한 내구성과 광학특성 등을 나타낸다. 본 연구에서는 광학 특성을 향상시키기 위한 목적으로 아크릴레이트 단량체 중 BAEDA의 함량을 조절하여 필름을 제조한 뒤 연필 경도계와 아베굴절계를 이용하여 광학 특성 변화를 확인하였고, UV-vis spectrophotometer을 이용해 투과도를 비교하여 최적의 조건을 확립하였다. 그리고 실란 커플링제인 γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS)를 사용하여 지르코니아를 소수화 처리하여 아크릴레이트 단량체에 대한 분산성을 향상시키고, 개질 전후의 물에 대한 분산성 변화를 조사하여 물에 대한 친화력이 감소하였음을 확인하였고, FT-IR ATR spectrophotometer를 통해 MPS에 의해 도입된 1716 cm-1에서의 에스터 C=O 결합 peak의 존재를 통해 MPS에 의한 지르코니아 표면의 개질 반응이 진행되었음을 확인하였다. 또한, 지르코니아의 표면에 도입된 규소 원자의 존재는 X 선 형광법을 이용하여 확인하였다. 그리고 화학적으로 개질된 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 도입하여 광경화 필름을 제조하였을 때, 굴절률은 아크릴레이트 자체 필름보다 1.2% 향상되었음을 확인하였고, SEM/EDS mapping 분석을 통해 PET 필름에 코팅된 개질 후 지르코니아가 아크릴레이트 코팅층에 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있었다.

Microalgae produce not only lipids for biodiesel production but also valuable biochemicals which are often accumulated under cellular stress mediated by certain chemicals. While the microcarriers for the application of drug delivery systems for animal cells are widely studied, their applications into microalgal research or biorefinery are rarely investigated. Here we develope dual-functional magnetic microcapsules which work not only as flocculants for microalgal harvesting but also potentially as microcarriers for the controlled release of target chemicals stimulating microalgae to enhance the accumulation of valuable chemicals. Magnetic microcapsules are synthesized by layer-by-layer(LbL) coating of PSS-PDDA on Fe3O4 nanoparticle-embedded CaCO3 microparticles followed by removing CaCO3 sacrificial templates. The positively charged magnetic microcapsules flocculate microalgae by electrostatic interaction which are sequentially collected by the magnetophoretic separation. The microcapsules with a polycationic outer layer provide efficient binding sites for negatively charged microalgae and by that means are further utilized as a chemical-delivery and flocculation system for microalgal research and biorefineries.

For diamond/metal composites it is better to use diamond particles coated with metal carbide because of improved wettability between the diamond particles and the matrix. In this study, the coating of diamond particles with a chromium carbide layer is investigated. On heating diamond and chromium powders at 800~900 oC in molten salts of LiCl, KCl, CaCl2, the diamond particles are coated with Cr7C3. The surfaces of the diamond powders are analyzed using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The average thickness of the Cr7C3 coating layers is calculated from the result of the particle size analysis. By using the molten salt method, the Cr7C3 coating layer is uniformly formed on the diamond particles at a relatively low temperature at which the graphitization of the diamond particles is avoided. Treatment temperatures are lower than those in the previously proposed methods. The coated layer is thickened with an increase in heating temperature up to 900 oC. The coating reaction of the diamond particles with chromium carbide is much more rapid in LiCl-KCl-CaCl2 molten salts than with the molten salts of KCl-CaCl2.

Fire fighting robots to cope with fire are used to support fire fighting activities of firefighters. In the field of fire, the thermal performance test of the fire fighting robot is indispensable as the radiation intensity is high. For this purpose, a thermal barrier material which can be used for heat shielding was selected. Also, the results of the thermal barrier study, which can improve the heat shielding for the fire fighting robots, are presented by evaluating the characteristics of the heat shields of the material. By coating the Ag film on the surface of the robot, heat transmitted to the inside can be shielded, and the thermal barrier effect due to the difference in the thickness of the Ag coating can be seen. It can be seen that a secondary thermal barrier system using an Ag coated insulating box and a heat insulating board capable of protecting the electronic devices of the fire fighting robot at high temperatures and protecting the electronic devices for smooth functioning is efficient. This study is introduced a thermal barrier structure and system that can be used for fire fighting robots.

구조물의 내풍성능을 개선하기 위하여 지난 수 십 년간 진동제어장치가 사용되어 왔다. 진동제어장치는 구조물의 등가감쇠비를 증가시킴으로써 진동에 대한 저항성을 증가시키는 효율적인 방안이지만, 설치와 운영에 많은 비용이 요구되고 있다. 진동제어장치와 등등한 감쇠효과를 가지면서 영구적으로 구조물 자체의 감쇠비를 증가시키기 위한 고감쇠 물질에 대한 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 굵은 골재에 폴리우레탄이 코팅된 고감쇠 콘크리트 재료의 감쇠성능을 평가하기 위한 실험과 분석이 이루어졌다. 고감쇠 물질로 제조된 단순보에 대한 자유진동실험을 수행하여 각 모드별 특성을 파악하였으며 특히 감쇠비를 추정하여 감쇠물질에 의한 감쇠증가량을 정량적으로 평가하였다. 비교평가를 위하여 기존 콘크리트 재료로 제조된 보에 대한 실험 또한 병행하여 수행되었다. 모드 분석에 의한 감쇠비 추정결과 고감쇠 보는 각 모드별 약 10%의 감쇠비를 가지는 것으로 나타났으며, 이는 일반 보의 감쇠비 1%에 비 하여 매우 높은 감쇠증가량을 보이고 있다. 이러한 결과로부터 폴리우레탄 코팅 고감쇠 재료를 이용하여 구조물의 감쇠성능확보가 가능할 것으로 판단된다.

이 연구의 목적은 일반 콘크리트의 감쇠비를 높이기 위한 재료 및 방법을 제안하고, 제안된 재료 및 방법으로 제작한 시험체의 감쇠비를 측정하여 폴리우레탄 혼입량의 영향을 조사하는 것이다. 이를 위하여 폴리우레탄으로 골재를 코팅한 후 공극을 시멘트 페이스트로 채우는 방법을 개발하였고, 폴리우레탄의 함유량에 따라 시험체를 제작하고 충격가진시험을 실시하였다. 시험체 제작을 통해 골재 무게대비 폴리우레탄의 양이 15%를 넘는 경우 폴리우레탄 층이 형상되는 것을 확인하였다. 실험결과 이 연구에서 제안한 재료 및 방법으로 제작한 시험체는 일반 콘크리트에 비하여 8.7배 높은 감쇠비를 나타내었으며, 폴리우레탄 층이 골재의 크기보다 두꺼운 경우 감쇠비가 20.08%까지 나타났다. 골재 무게대비 폴리우레탄의 양이 10%에서 20% 범위에서 사용되는 경우 강성은 일반 콘크리트 대비 51%에서 65% 감소하는 것으로 나타났다.

This study shows the development of a photocatalytic technology for the road to decompose the nitrogen oxides(NOx) using a titanium oxide(TiO2) photocatalyst coating method for reducing the air pollution

본 연구에서는 해수를 유도용액으로 사용하고 하수처리수를 공급수로 사용하는 정삼투막 공정의 유기/바이오 오염물에 의한 막오염을 저감하기 위해 폴리도파민/탄소 나노 튜브 복합 분리막을 제작하였다. 분리막은 기존 계면중합반응에 탄소 나노 튜브를 첨가하여 초박형 복합 분리막을 제조한 후, 폴리도파민으로 코팅시켜 제조하였다. 제작 된 분리막은 알긴산나트륨(Sodium alginate)용액과 미생물(Pseudomonas aeruginosa PA01) 부착 실험을 통하여 수투과도와 막오염도를 평가하였다. 그 결과, 폴리도파민/탄소 나노 튜브 복합 분리막은 복합되지 않은 분리막에 비하여 높은 수투과도와 낮은 막오염 성능을 보였다.

화랑곡나방 유충(Plodia interpunctella)에 대해 기피력을 갖는 팔각회향 에센셜 오일을 혼입한 폴리우레탄계 코팅액 제조 기술을 이용해 식품용 방충 다층필름 제작하고 유충에 대한 필름의 기피효과를 측정하였다. 방충 물질을 선정하기 위해, 총 9 종류의 에센셜 오일을 스크리닝하였으며 팔각회향이 가장 우수한 기피효과를 보였다. 이를 방충 물질로 선정하여 폴리우레탄계 코팅액을 제조하고, 제조된 코팅액을 polyethylene terephthalate 12 μm 필름 표면에 코팅하였다. 방충 물질이 코팅된 필름은 polypropylene 30 μm을 적층하여 다층필름으로 제조하였으며, 개발된 필름의 화랑곡나방 유충에 대한 기피력 측정이 진행되었다. 기피테스트 결과, 대조군 필름은 유충에 대한 기피 효과를 보이지 않은 반면 개발된 방충 필름은 보다 지속적인 기피 효과를 보였다. 따라서, 본 연구는 식품 포장재에 적용 가능한 표면코팅기술을 개발하고 그 방충 효과를 입증함으로써 식품 중 곤충 이물 저감화를 위한 식품포장기술 발전에 기여할 것이다.