Membrane distillation (MD) has emerged as a next generation of desalination technique to resolve the limitation of RO process. In this study, Polybenzoxazoles(PBO) membrane via thermally rearrangement of polyimide containing hydroxyl groups was prepared [1]. The effect of operating conditions such as feed temperature, Reynolds number of feed flow and salt concentration of feed were investigated. TR polymer membranes were characterized by SEM, AFM and contact angle. Thermally rearranged polymers showed a potential to MD process with advantages of high flux and long-term stability during operation.

연구에서는 제조된 유무기 나노복합막의 치수안정성, 수소이온 전도능력 및 전기화학성능을 향상시키기 위하여 실리카 나노입자를 선정하였다. 이를 위하여, 소수성 실리카(Aerosil® 812, Degussa)와 친수성 실리카(Aerosil® 380, Degussa)를 각각 술폰화 폴리아릴렌 에테르 술폰(SPAES) 고분자 매트릭스에 도입하였다. 이들 실리카 입자들은 비이온성 분산제인(Pluronics® L64)을 사용함으로써 SPAES 매트릭스에 고르게 분산시킬 수 있었다. 실리카 함량은 최종 제조된 고분자의 미세 구조 및 특성에 중요한 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구에서는 과량의 실리카가 도입된 나노 복합막의 특성을연구하기 위하여, 실리카의 함량을 5 wt%까지 증가시켰다. 이를 통하여 소수성 실리카가 포함된 나노복합막이 실리카가 도입되지 않은 SPAES막에 비하여, 더 낮은 수소이온 전도도에도 불구하고, 29% 더 높은 전기화학 성능을 나타내는 것을 관찰하였으며, 이는 같은 소수성을 가지고 있는 촉매층과의 접합성 향상에 따른 것으로 나타났다. 이외의 나머지 복합막들 또한실리카가 도입되지 않은 SPAES막에 비하여 높은 성능을 나타냈다.

최근에 들어 3D 입체영상 기술은 의료, 건축, 디자인 및 게임 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 마치 사용자가 실제 주변 환경과 상호작용을 하고 있는 것처럼 느끼게 해 주는 가상현실을 적용한 기술이 일반화되고 있는 추세이다. 입체영상을 제어하기 위한 종래 방법으로서는 마우스, 키보드 등의 도구를 사용하여 제어 신호를 입력하는 방법을 생각해 볼 수 있는데 이러한 방법은 사용자가 도구를 사용하여 입체영상을 제어해야 하는 불편함이 있었고 도구 사용의 오류로 인하여 입체영상을 원하는 대로 제어하기가 쉽지 않을 수도 있다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라 이러한 제어 방법은 사용자가 콘텐츠를 사실감 있게 느끼지 못하게 되는 중요한 원인이기도 하다. 따라서 본 논문에서는 마우스, 키보드 등의 도구를 사용하지 않고도 사용자의 자연스러운 움직임만으로 편리하고 사실감 있게 콘텐츠를 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 제시한 기술을 활용하여 입체영상 게임, 외과 수술 훈련, 군사 훈련, 조종사 시뮬레이션 등 다양한 3D 콘텐츠를 사실감 있게 제어할 수 있다.

심층형여과 카트리지필터는 반도체 등 전자재료, 식음료, 각종 안료, 페인트, 잉크 등의 공정용 카트리지 필터로서 널리 사용되고 있는 필터이다. 이러한 공정용 카트리지 필터의 여과특성과 심층형여과 카트리지 필터의 종류, 제조업체 및 전세계 시장동향을 살펴보고, 심층형여과 카트리지 필터의 고장사례현황 및 원인규명과 함께, 신뢰성평가 방법에 대하여 고찰하였다.

본 연구에서는 충전용 이차전지의 분리막으로 쓰이는 다공성 막을 기존의 분리막 재료보다 뛰어난 물성을 나타내는 PVdF(poly(vinylidene fluoride))를 사용하여 상전이 방법으로 제조하였다. 용매인 DMF(N,N-dimethylformamide)에 PVdF를 단일상으로 녹인 후 깨끗한 유리판에 캐스팅하여 막을 얻었다. 얻어진 분리막에서 가장 높은 공극률은 78.6%로 얻어졌다. UTM(universal testing machine)을 이용하여 측정된 분리막의 인장강도는 PVdF 20 wt%에서 5.16 MPa의 값을 나타내었다. 시차주사현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 이용하여 분리막의 단면 관찰을 통해 다공성을 확인하였다.

본 연구에서, 랜덤(r-) 및 블록(b-) 구조를 가지는 가교 공중합 폴리이미드를 N,N-bis(2-hyoxyethyl)-2-aminoethanesulfonic acid와 pentanediol을 가교제로 사용하여 제조하였다. 비교를 위하여 가교되지 않은 r- 과 b- 술폰화 공중합 폴리이미드도 제조하였다. 술폰산기의 조성에 강한 의존성을 보이는 이온교환능 값은 r- 과 b- 술폰화 공중합 폴리이미드에서 서로 비슷한 경향을 나타냈다. 카르복실산 기의 dimerization을 통한 물리적 가교현상은, 가교되지 않은 b- 술폰화 공중합 폴리이미드 고분자의 평균 사슬 거리를 감소시켰으며, 결과적으로 함수율과 메탄올 투과도를 r- 술폰화 공중합 폴리이미드보다 감소시켰다. 동시에, 고분자의 평균 사슬 거리의 감소는 단위 부피당 fixed-charged 이온의 함량을 증가시켰고, 이렇게 높아진 liked-charged 이온 밀도는 b- 술폰화 공중합 폴리이미드의 수소이온 전도도의 향상에 기여하였다. 가교제 및 고분자 구조에 상관없이, 가교구조의 도입은 고분자 사슬간의 평균 거리를 감소시켰고, 메탄올 투과도를 낮추었다. 반면에, 수소이온 전도도는 향상되는 경향을 나타내었는데, 이는 수소이온의 전달을 담당하는 친수성 채널이 효과적으로 형성 될 수 있기 때문이다. 특히, 이러한 경향은 술폰산기를 가진 가교제로 가교된, r- 술폰화 공중합 플리이미드에서 뚜렷하게 나타났다.

본 연구에서는 정밀여과 및 나노여과 분리막 시스템을 활용하여 염료 제조 시 필요한 탈염/정제/농축처리 기술을 개발하고 그에 따른 염료의 품질과 품질의 안정성을 향상시키며, 기존공정의 단수를 축소하여 생산성 향상, 인력저감 및 원재료의 비용을 감소하고자 하였다. 염료의 탈염/정제/농축처리시 염료의 다양한 농도에 적합한 분리막의 제조 및 가압식 막 element를 제작하고, 가압식 분리막 시스템에 맞는 막 모듈의 설계와 pilot-scale 시스템을 통해 염료의 처리수질 분석 및 운전인자를 도출하였다.

일반적으로 탄성체는 특히 고무는 단일성분으로 충분한 물성과 gas barrier성을 나타내지 못하고, 카본블랙과 실리카 등 보강제를 첨가하여 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기체 투과성을 낮추기 위해 층상구조를 갖는 점토광물의 일종인 유기실리케이트와 NBR, Ionomer, SEBS (Styrene Ethylene Butadien styrene Copolymer)의 유기탄성체를 이용하여 유기탄성체-clay 나노복합재료 막을 용융법으로 제조하였다. 유기탄성체-clay 나노복합재료 막의 기체 투과 특성은 가압 기체투과장치를 이용하여 실온에서 일정 압력을 유지하며 이산화탄소(CO2), 산소(O2), 질소(N2)가스의 기체투과도를 측정하였다. 유기탄성체-clay 나노복합재료 막은 clay자체의 도입과 층간거리의 확대로 기체분자의 tortuosity를 증가시켜서 기체투과도를 저하시키는 것을 확인하였다.

생분해성 양쪽성 고분자를 이용하여 수용액에 존재하는 소수성 오염물질(페놀, 4-니트로페놀, 벤젠, 톨루엔) 및 중금속(Cs+,;Mg2+,;Cu2+,;Ni2+,;Cr3)을 제거하였다. 친수성을 띤 단량체로써 분자량이 서로 다른(1,100 그리고 5,000) methoxy poly(ethylene glycol) (MPEG)를 이용해 합성하였다. 투과실험 결과 상대적으로 분자량이 작은 MPEG를 이용해 합성한 경우보다 분자량이 큰 MPEG를 사용하였을 때 더 높은 제거율을 나타내었다. 한외여과공정을 이용해 오염물 없이 생분해성 나노파티클을 투과한 결과 나노파티클 용액의 농도가 100 mg/L 이상인 경우 나노 파티클 제거율은 98% 이상이었다. 소수성을 나타내는 오염원 제거시 소수성이 큰 오염원일수록 더 높은 제거율을 보였다. 또한 금속이온의 경우는 3가, 2가, 1가 이온의 순서로 제거율이 높았다.

본 연구는 하수 및 오폐수 처리를 위해 침지식 수처리 공정 적용을 위한 평판형 MF막인 ENVIS(R)을 이용한 MBR SYSTEM 적용에 관한 연구이다. (주)퓨어엔비텍에서 만든 장치를 이용하여 공장의 오수시설(10;m3/일)과 폐수처리장(30;m3/일) 현장에서 실험을 수행한 결과, 공장 오수처리에 있어 제거율은 각각 SS 99.7%, BOD 97.6%, COD 96.8%였으며, 폐수처리에 있어 제거율은 각각 SS 99.6%, BOD 95.6%, COD 80.3%였다

본 연구에서는 히알루론산나트륨/카르복시메틸셀룰로오스나트륨(HA/CMC)으로 구성된 유착방지 막을 제조하였고, 쥐에서 유착방지용에 대한 효과를 평가하였다. 유착방지 막은 HA/CMC 용액을 동결건조한 후 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드 (EDAC)로 가교하여 제조하였다. Sprague-Dawley쥐의 맹장/복벽 찰과상 모델에서 복부 중앙선 절개 후 장막과 복벽을 bone burr로 1×2;(cm2) 크기로 찰과상을 만들고, 상처 면 주위의 3곳을 봉합사로 고정시켰다. 상처난 장을 실험군의 경우 HA/CMC 막으로 덮어주었으며, 대조군은 아무처치도 하지 않은 상태로 복벽을 마주보게 하였다. 대조군의 대부분은 수술 후 7, 14, 21, 28일에 유착정도 3 이상을 나타내었고, 반면 실험군의 60~70%는 수술 후 14, 21, 28일에 유착정도 2 이하를 나타내었다. 이는 유착세기에서도 유사하였다. 일반적으로 유착정도와 유착세기는 수술 후 14일까지 점차 증가하였고, 수술 후 21일에는 거의 동일하거나 약간 증가하였으며, 28일째에는 감소하였다. 대조군은 유착정도와 유착세기, 유착면적에서 높은 수치를 나타내었다. 이 유착방지막은 수술 후 유착방지에서 좋은 임상결과를 나타낼 수 있을 것으로 기대된다.

Liquid crystal (LC) system was introduced into W/O emulsion in order to enhance the stability and moisturizing effect. The LC system, composed of beeswax, surfactant, and water was formed on the surface of emulsion droplet, which was investigated through a polarized microscope. The phenomenon that the viscosity in W/O emulsion system is decreased with time, was reduced by the formation of LC with the addition of beeswax. Centrifugal separation test showed that the stability of emulsion system was increased with the addition of beeswax to 3%. The color change of vitamin C was delayed in LC emulsion systems, which indicates stabilization effect against the oxidation of vitamin C. Evaporation rate in W/O emulsion was retarded by LC, so that high moisturizing effect is expected in W/O LC system.

고분자 분리막 기술은 리튬이온전지나 리튬폴리머전지와 같은 리튬이차전지의 성능을 좌우할 정도로 중요한 요소기술이다. 본 논문에서는 지금까지 개발되어 사용되고 있는 다양한 고분자 분리막의 특징 및 기술동향에 대하여 기술하고, 보다 적합한 분리막의 요건을 만족시키기 위한 고분자물질의 판단기준을, 특히 안정성 측면에서 살펴보고자 한다. 또한 실제 리튬이온전지용 분리막을 제조하기 위한 제조공정을 통해 고분자재질의 특징과 관련한 적용성의 여부를 판단코자 하며, 제조된 분리막에 대한 실용화 가능성을 판단하기 위한 분리막의 물리적 요구치 및 측정법에 대하여 기술코자 한다.

본 연구에서는 polyvinylalcohol(PVA)의 hydroxyl 작용기와 sulfosuccinic acid (SSA)의 carboxylic acid 작용기의 반응을 통하여 열가교된 PVA막을 제조하였다. 설폰산기를 함유한 SSA는 PVA 매트릭스에 대한 가교제의 역할뿐만 아니라 수소이온의 전도도를 높이는 역할 모두를 수행하였다. PVA의 가교도(degree of crosslinking)는 SSA의 함량으로 조절하였고 가교밀도(crosslinking density)는 극성 및 비극성 용매를 이용하여 계산하였다. Xylene 및 benzene과 같은 비극성 용매를 사용한 경우 가교밀도는 SSA함량에 따라 증가하였다. 그러나, 물과 methanol과 같은 극성 용매를 사용한 경우 가교밀도는 SSA함량 20%까지 증가하다가 그 이상의 함량에서는 설폰산기의 영향으로 감소하였다. 가교도와 확산계수, 기계적 물성 및 전도도, 메탄올 투과도 등에 대한 PVA막의 특성을 평가하였고 이들 특성은 SSA함량에 의존하였다.

인공피부 관련 기술은 1980년대에서는 혈액이나 생체 이식에 적합한 필터/붕대/패드/기타 피복용품의 제조기술(A6IF)에 속하는 것으로 모 또는 피부이식기술 분류(A6IF-002/10)가 주요 연구과제로 진행되어 오다가 1990년대 이후에는 보철 또는 보철물을 피복 또는 코팅을 위한 소재분류(A6IL-027/00)로 전환되어 현재에 이르고 있다. 이것은 초기 피부이식 자체의 외과적인 처리기술에 필요한 기술로 시작되어 점차 소재기술로 큰 전환점을 맞이하였고, 즘 더 나아가서 세포 및 조직 배양기술 (Cl2N-005/00, Cl2N-005/06)의 접목으로 고도화되고 있다는 것을 확인할 수 있다. 전반적인 기술적 수준은 미국이 가장 앞서 있으며, 유럽, 일본, 한국의 상황은 북미 지역에 비해 약간 뒤지고 있으나, 세포를 배양하는 기술적인 수준의 차이는 크지 않다고 보여지며, 아직도 배양피부의 색상, 항균성, 생체적합성 등에서 개선의 과제가 남아 있다고 보여진다 따라서 부작용 가능성 해소, 보급 확대를 위한 제품생산 코스트 인하, 대량생산 시스템 구축, 제품인식도 제고 등이 필요한 것으로 파악되고 있다.

술폰화 폴리이미드는 클로로알칼리 전기분해, 양이온교환수지 및 연료전지용 고분자진해질막 등과 같은 많은 응용에 있어 유용한 재료로서 연구되어지고 있다. 그러나, 이러한 응용이 이루어지는 과정에 있어서 시간에 따라 연속적인 탈수공정이나 고분자의 분해에 따른 성능 감소 등이 보고되었다. 술폰화 고분자 분해의 주요 원인 중 하나로서 고분자 분자량의 감소 및 고분자 사슬의 절단으로 이끌어지는 가수분해를 들 수 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 수화조건 하에서의 -SO3H와 연결된 이미드 사이클과 부가적인 에스테르 결합의 분해를 조사하는 데 있다. 사슬의 분리에 대해 가능한 정확한 정보를 얻고 이를 확인하기 위해서는 1H 및 13C NMR, FT-IR 분석을 이용했으며, 또한 보다 편리한 분석을 위해서 model compound를 사용하여 실험을 수행하였다. 결과적으로, 술폰화 폴리이미드의 수화안정성을 평가하기 위해서 프탈계 및 나프탈렌계 이미드 고리와 에스테르 결합을 갖는 model compound를 합성하였고, 제조된 model compound를 이용하여 80℃ 초순수 하에서 aging 실험을 수행하였고, lyophilization technique을 사용하여 반응을 중지시켰다. Aging된 product는 NMR, FT-IR spectroscopy를 이용하여 분석하였다.

투과증발법은 공비혼합물 등의 분리하기 어려운 액체혼합물을 효과적으로 분리하기 위한 분리법으로 각광을 받아오고 있는 막분리공정 중의 하나이다. 수용액의 탈수에 초점을 맞추어서 발전을 거듭해온 투과 증발막의 개발은 에탄을 탈수막과 이소프로판을 탈수막의 상용화에 성공하였으며, 현재 여러 분야에서 응용이 되고 있는 공정이다. 특히 최근에 와서 석유화학공정과 휘발성유기화합물의 분리에 유용한 효과적인 막재료와 공정의 개발이 이루어지고 있다. 투과증발분리막과 공정의 발전과 그 응용분야에 관하여 서술하여 보고자 한다.

이번 연구에서 효율적인 기체분리를 위한 탄소-실리카(C-SiO2) 분리막이 방향족 이미드 블록과 실록산 블록으로 구성된 공중합체의 비활성분위기에서의 열분해를 통해 제조되었다. 이 탄소-실리카 기체분리막은 비교적 작은 크기의 기체분리, 즉 He/N2, O2/N2 그리고 Co2/N2의 분리에 있어 매우 뛰어난 기체선택도를 나타내었다. 두 상을 가진 공중합체의 열분해는 600도, 800도 그리고 1000도의 최종열분해온도로서 수행되었으며, 이러한 두 상으로 이루어진 전구체는 탄소막의 제조에 처음으로 보고되었다. 이러한 전구체는 두 상의 조성 및 같은 조성에서 중합방법의 차이에 의해 형성되는 모폴로지의 변화가 최종 탄소-실리카막의 기체분리특성에 미치는 영향을 살피기 위해 제조되었다. 이러한 탄소-실리카분리막은 2.6-3.6AA의 동력학적 반경을 가진 작은 기체분자(헬륨, 산소, 질소, 이산화탄소)들을 사용한 기체투과실험에서, 탄소-실리카 분리막은 높은 투과도와 함께 뛰어난 분자체 효과를 보였다. 게다가 탄소-실리카분리막의 기체분리특성은 사용한 고분자 전구체의 기체분리특성과 매우 유사하며, 이것은 열적으로 안정한 두상의 사용으로 전구체의 초기 모폴로지가 열처리 후에도 상당히 유지되었기 때문이다. 현재의 연구는 탄소막 전구체의 초기의 모폴로지가 최종 탄소막의 분리특성 및 미세구조에 결정적인 영향을 미침을 암시한다.

Polysulfone (PSf/NMP/alcohol 용액과 chlorinated poly(vinyl chloride) (CPVC)/THF/Alcohol 용액에 대한 광산란 패턴을 SALS (Small angle light scattering)와 FE-SEM (field emission scanning electron microscope)을 이용하여 조사하였다. PSf 용액에서는 시간에 따라 q값의 최대 산란 강도를 보이는 광산란 거동을 나타내어 스피노달 (SD) 상분리 거동을 나타내는 반면, CPVC 용액에서는 q값이 증가함에 따라 광산란 강도가 줄어드는 핵성장 (NG) 거동을 나타냈다. 각 고분자 용액에서 상분리 중반과 후반부에서 비용매 첨가제로 사용된 알코올의 탄소수가 증가할수록 농도분극의 증가율은 줄어들었다. 또한, SD에서의 초반부의 시간에 따른 산란 강도는 비용매 첨가제의 종류에 무관하게 Cahn의 건형 이론에 잘 부합되었다. 또한, SALS 장치로 얻어진 기공크기와 전자현미경으로 얻어진 영역 크기는 상호간에 비교되었다. 20PSf/70NMP/10n-butano1 (w/w%) 용액에 대한 산란 패턴은 초기 상분리 거동에서부터 후기 거동까지 매우 선명하게 관측되었고, 초반, 중반, 그리고 후반부에 대한 SD에 대한 이론적 결과와 잘 일치하였다. 최고의 산란강도를 나타낸 각도의 크기는 n-butanol>n-propanol>methanol>no alcohol 순으로 관찰되었으며, 이 순서로 최종 형성된 막 단면의 기공 크기가 감소되는 것으로 조사되었다.

본 연구에서는 회분여과방식을 이용하여 부하율에 따라 생성되는 생물대사성분의 특성 및 분포를 관찰하였다. 실험에 사용된 기질은 단일 탄소인 phenol을 사용하였으며, 분자량 분포실험을 위하여 분자량이 각각 30K, 100K Dalton 및 0.45mu membrane filter를 이용하여 구하였다. 페놀농도가 120, 230 및 440 mg/L 일 때 비기질이용율(q)은 각각 0.639, 1.281, 1.744 (mgTOC/mg MLSS/day)로 나타났으며 Run C일 때 가장 높은 이용율을 나타냈다 . 내생단계에서 미생물의 사멸율(Kd)는 각각 0.0536, 0.0661, 0.0749(day1)이며 생성계수 (SMPe) 는 각각 0.006, 0.0058, 0.0057(day1)로 나타났다. 초기 유입된 기질이 기질분해에 의해 생성된 SMPs로 분해되어지며, 시간경과에 따라 SMPnd 로 진행됨을 알수 있었다. 기질분해 완료 후 미생물의 내생단계에 접어들면서 SMPe성분으로 전환되었다. 유입부하율에 따른 분자량 분포 측정결과는 운전시간이 경고함에 따라 점차 저분자 물질이 고분자의 난분해성 물질로 전환되었다.