화장품을 바를 때 피부와 손가락 사이에서 일어나는 마찰계수는 화장품의 주관적 평가에 많은 영향을 주는 요소이다. in-vivo상태에서 피부와 접촉자 간의 마찰계수는 접촉자의 모양이나 거칠기의 정도 그리고 누르는 하중에 따라 변할 수 있다. 본 실험에서는 리니어 모터와 다축 로드셀을 이용하여 여러 가지 접촉자를 in-vivo상태에서 직접 피부에 접촉시키고 실시간으로 마찰계수를 측정할 수 있는 장치를 개발하였다. 이 장치를 이용하여 피부와 접촉자 간의 마찰계수를 측정하고 그 데이터를 화장품을 바를 때의 전후와 비교·분석하였다. 또한 화장품을 바를 때 주관적인 평가에서 이용되는 형용사를 조사하며 마찰계수와의 그 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 피부와 접촉자 간의 마찰계수는 화장품의 종류와 접촉자의 성질에 따라 0.17-1.2사이에서 나타나며, 주관적인 평가 또한 화장품을 바른 후 시간의 경과함에 따라 변하며, 그것은 마찰계수와 관련이 있음을 확인할 수 있었다.

손끝으로 물건을 문지르거나 잡아 질감을 느끼는 경우 나타나는 현상을 Hertzian 접촉이론을 응용하여 수학적인 모델링을 하였다. 물체표면에 손끝이 접촉하여 눌러지게되면 변형이 일어나게 되고 변형된 모양과 정도에 따라 촉감을 느끼게 된다. 손끝은 비선형으로 변형되므로 누르는 변위에 따라 탄성계수 값이 변하는 현상을 실험을 통하여 확인하였으며 모델링한 식과 비교한 결과 유사한 경향을 보였다. 특히 손끝이 직물을 누르며 문지를 때 힘이 크기변화를 측정하여 질감표현과의 관계를 분석하였다.

실릴콘 산화막을 CHF3/C2F6 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상충의 열적 거동을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기 (SIMS)를 사용, 연구하였다. 저항가열을 통한 in-situ 분석에 의해 폴리머 잔류막은 200˚C부터 분해가 시작되고 400˚C 이상의 가열에서는 graphite 형태의 탄소 결합체를 형성하며 분해됨을 알았다. 질소 분위기하의 급속 열처리를 통해 잔류막의 열분해는 800˚C 이상에서 완료되고 손상층을 형성하는 침투 불순원소의 기판 외부로의 확산이 관찰되었다.

실리콘 산화막을 CHF3/C2F6 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상층을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기(SIMS)를 사용, 연구하였다. 실리콘, 탄소, 산소 및 불소의 angle-resolved XPS분석기술을 이용한 비파괴적 화학결합상태의 깊이분포 분석을 통하여 잔류막의 표면부에 O-F 결합이 존재하며 잔류막은 주로 탄소와 불소의 결합체인 C-F 플리머로 구성되어져 있고 Si-O, Si-C 및 Si-F 결합 등이 존재함을 알았다. 손상층은 실리콘 표면에서 약 60nm 깊이까지 탄소와 불소의 침투에 의해 형성되어져 있음을 알았다.

많은 선행 연구에서는 무연 차폐재를 제작하기 위하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 방사선 차폐 능력과 경량화에 대한 가능성을 제시하고 있다. 하지만, 이는 바인더 및 미세 기공에 대한 구현이 어렵기에 제품화 공정에 필요한 정보를 충분히 제공하지 못하는 실정이다. 이에 본 연구에서는 제품화 공정에 요구되는 겔 페이스트에 대한 정보를 사전에 제공하기 위하여 스크린 프린팅 공법을 활용하여 충전율에 따른 방사선 차폐 능력에 대한 결과를 제시하였다. 본 연구에서는 방사선 차폐 능력을 평가하기 위해 IEC 61331-1: 2014와 KS A 4025에 부합하도록 실험 환경을 설계하였으며, 방사선 조사 조건은 KS A 4021 규격을 준용하여 총 여과 2.0 mmAl로 여과된 100 kVp를 이용하였다. 본 연구 결과, TVL를 기준으로 Pb 1270 μm, BaSO4 3035 μm, Bi2O3 1849 μm, WO3 2631 μm에서 근사한 값으로 분석되었다. 또한, 충전율은 BaSO4 38.6%, Bi2O3 27.1%, WO3 30.15%로 분석되었다. 하지만, 차후 저온고압 성형을 적용한다면 충전율을 높이면서도 기공률을 낮춤으로서 방사선 차폐 능력의 개선이 충분히 가능할 것으로 기대된다.

최근 웰빙이라는 자연친화적인 건강한 삶을 핵심 가치로 추구하면서 실내 공기질의 개선을 위한 다양한 친환경 제품이 개발되고 있다. 본 연구에서는 기존 친환경 도료의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 천연방사성 물질인 라돈 저감이 가능한 활성탄 복합 시트를 개발하고 라돈, HCHO, VOCs에 대한 저감 효과를 평가 하였다. 활성탄 복합 시트는 규산나트륨 에멀젼과 활성탄을 혼합하여 활성탄 액상 도료를 제조하고 에어스프레이 공법을 통하여 복합 시트로 제작하였다. 제작된 활성탄 복합 시트에 대한 유해물질 저감 성능을 분석하기 위해 라돈은 환경부 고시, HCHO 및 VOCs는 KCL-FIR-1085 기준에 부합하도록 설계하였다. 실험결과, 제작된 활성탄 복합 시트는 20시간에서 약 90.8%의 라돈 저감 효율을 가지는 것으로 평가되었고, HCHO 및 VOCs는 3시간에서 각 96.7%, 96.6%의 저감 효율이 나타났다.이러한 결과는 실내 공기 질 개선을 위한 제품 개발 시 기초 자료로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

임산 폐기물인 폐목재를 포함한 바이오매스(Biomass)는 대체에너지의 한 분야로 전 세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있다. 그 중 바이오매스 열분해를 통한 바이오오일이 주목받고 있다. 그러나 매우 높은 산소비율 및 산성을 띄고, 강한 부식성에 화학적으로 불안정한 특징들을 가지고 있다. 석유 대체자원으로서의 단점들을 보완하기 위해 바이오 오일의 고품질화를 통한 원하는 케미컬 물질 향상에 대한 연구가 필요하다. 이에 대한 연구로 촉매적 고품질화가 있으며, 촉매로는 제올라이트가 있다. 하지만 낮은 hydrothermal stability와 높은 가격으로 경제적인 면으로 떨어진다. 이에 metal oxides에 대한 연구를 통해 단점들을 보완 연구가 필요하다. 본 실험은 Semi-batch reactor를 사용한 저속 열분해(slow pyrolysis)공정이며, 이는 낮은 승온률(10℃/min)과 긴 반응시간(40min)반응이다. 실험 전 Feedstock을 65℃, 5일 오븐에 건조시켰으며, 입자크기는 1 mm 내외이다. 고정된 실험조건은 500℃에서 촉매와 폐목재(1:100)를 섞어서 실험하였다. 선정된 촉매는 MeO(Me=Ca, Mg)이며, 바이오오일의 화학적 성분분석을 위해 GC-MS를 이용하였다. 분석 전 전처리 용매(Ethyl acetate)를 사용하였으며, 수분제거는 Na2SO4로 충분히 제거하였다. 실험 결과 회수된 바이오오일의 수득률은 무촉매에서 42 g, 각각 촉매 41 g(Ca), 38 g(Mg)이다. 각 촉매의 영향으로 Phenolic compounds, Furan 등을 분석하여, 바이오 오일의 화학적 질적향상을 평가한다.

In this study, we searched for bioactive compounds from natural resources with a supercritical extract. We selected the extracts of Chrysanthemum zawadskii, Lufa cylindrica, Paeonia lactiflora, Gardenia jasminoides and Scutellaria baicalensis, as natural materials, and evaluated the effects of their skin barrier function. We found that these extracts increased the transactivation activity of the PPAR-responsive element (PPRE) and the anti-oxidation with different priorities, respectively. In addition, these extracts promoted the expression of proteins related to cornified envelope (CE) formation, such as involucrin. From these results, we suggest that natural materials from supercritical extracts will be pertinent candidates for the improvement of the epidermal permeability barrier function.

본 연구에서는 감태 효소 추출물과 그것의 폴리페놀 추출물의 화장품 원료로서의 효능을 알아보기 위하여 항산화, 항당화, 미백, 항염 효과와 관련된 실험을 실시하였다. 감태 효소 추출물과 폴리페놀 추출물은 강력한 라디컬 소거능을 가지고 있으며 BSA/Glucose 시스템에서 최종당화생성물의 형성을 저해하는 항당화 활성과 타이로시네이즈 저해를 통한 우수한 미백력을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 두 추출물 모두 세포 내에서 PGE2와 NO 생성 저해를 통한 항염 효과를 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 감태 효소 추출물과 그 폴리페놀추출물은 화장품 원료로서의 응용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

종자 수확 후 버려지는 산업용 대마를 이용한 목질 펠릿제조 가능성과 제조된 펠릿의 특성을 살펴보았다. 산업용 대마의 성분 분석 결과 활엽수와 비슷한 리그닌 함량과 당구성을 보였으며, 회분 분석 결과 무기물 함량이 0.5% 정도이어서 연료로 사용할 경우 재의 생산량은 크지 않을 것이다. 원소 분석 결과 대기 오염을 유발할 수 있는 질소와 황 함량을 분석한 결과, 황 성분은 전혀 포함하지 않고 있으며, 약간의 질소 성분을 포함하고 있는데 이는 현사시나무와 비슷한 수준이었다. 고위발열량 측정 결과 대마 목부는 현사시나무보다 다소 낮은 값을 나타내었다. 바이오매스 생산량이 큰 대마 목부를 이용하여 제조한 펠릿은 활엽수로 제조한 펠릿과 비슷한 화학적 성질과 발열 특성을 가질 것으로 기대되어 고체연료로서의 이용이 가능할 것으로 사료되었다.