본 연구에서는 산 폐수에서 효율적인 산-금속이온 분리를 위한 전기투석 공정에 적용할 수 있는 1가 이온에 대한 높은 선택성을 가진 양이온 교환막의 제조에 관한 연구를 수행하였다. 설폰산기를 가진 sodium 4-vinylbenzenesulfonate (NaSS), 포스폰산기를 가진 vinylphosphonic acid (VPA) 단량체 및 가교제를 비대칭 구조의 다공성 지지체에 충진하고 in-situ 광중합을 통해 세공충진 양이온 교환막을 제조하였다. 제조된 세공충진 양이온 교환막은 상용막 대비 이온교환용량이 다소 낮았으나 실제 응용에 적합한 수준의 전기적 저항 및 기계적 물성을 나타내었다. 다양한 NaSS:VPA 몰 비율로 제조된 세공충진 양이온 교환막과 상용막(CSE, Astom, Japan)의 H+/Fe2+ 혼합용액에서의 선택투과도를 측정한 결과 NaSS:VPA = 25:75 조건에서 가장 우수한 선택투과도를 확인하였으며 이는 상용막 대비 10 이상 높은 값이었다. 또한 최적 조건의 제조막 을 이용한 H+/Fe2+ 혼합용액의 전기투석 결과 상용막 대비 우수한 산-금속 이온 분리 성능을 확인할 수 있었다. 이온전도성이 우수한 설폰산기와 금속이온에 대한 결합력이 강한 포스폰산을 함께 도입한 양이온 교환막은 Fe2+ 이외에도 산 폐액으로부터 다양한 유가 금속이온을 분리하는 데 효과적일 것으로 기대된다.

역전기투석(reverse electrodialysis, RED)은 해수와 담수의 농도 차로부터 에너지를 얻는 이온교환막을 이용한 전 기막 공정이다. 해수와 담수에 포함된 다가 이온은 이온교환막의 고정 전하 그룹에 강하게 결합하여 높은 저항을 유발하며 uphill transport를 통해 개방회로 전압과 전력 밀도를 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 RED 응용을 위해 1가 이온 선택성 및 전기화학적 특성이 우수한 세공충진 음이온교환막(pore-filled anion-exchange membrane, PFAEM)을 제조하였다. 제조된 막의 1가 이온 선택성은 3.65였으며 동일 조건에서 1.27의 선택성을 갖는 상용막(ASE, Astom Corp.)보다 우수한 수준을 나 타내었다. 또한 제조된 막은 ASE 대비 낮은 전기적 저항 등 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 0.459 M NaCl/0.0510 M Na2SO4의 해수와 0.0153 M NaCl/0.0017 M Na2SO4의 담수 조건에서 RED 성능을 평가한 결과 제조된 막을 적용하여 1.80 W/m2의 최대 전력 밀도를 얻었으며 이는 ASE 막 대비 40.6% 향상된 출력 성능이었다.

유연한 전기변색 소자(electrochromic device, ECD)는 스마트 윈도우 등 다양한 분야에서 응용이 기대되는 유망한 기술이다. 고분자 전해질은 유연한 ECD의 탈-변색 성능 및 물리적 안정성을 결정하는 중요한 구성요소이다. 본 연구에서는 효과적인 유연한 ECD 제조 및 내구성 향상을 위해 치수안정성이 우수한 세공충진 고분자 전해질 멤브레인(PFPEM)을 개발 하였다. 저렴하며 물리적 및 화학적 안정성이 우수한 폴리에틸렌 재질의 다공성 지지체의 세공에 접착력이 우수한 polyvinyl acetate와 이온전도도를 향상시킬 수 있는 polyethylene glycol을 사용하여 제조한 고분자 전해질을 충진하였다. 제조된 PFPEM의 최적 리튬 염(LiTFSI) 함량은 약 27 wt%에서 결정되었으며 우수한 치수안정성와 접착 강도 그리고 종래의 고분자 전해질에 근접하는 이온전도 특성을 가지고 있음을 확인하였다. 다공성 지지체의 사용으로 가시광 투과율이 저하되었으나 변색 상태에서는 오히려 장점으로 작용할 것으로 전망되었다.

본 연구에서는 플렉시블 전기변색 소자(ECD)에 적용하기 위한 고분자 전해질 멤브레인의 최적 설계 조건을 도출 하고자 하였다. 전해질 멤브레인의 제조를 위한 기저 고분자로 접착력 및 투명도가 우수한 polyvinyl butyral (PVB)을 선정하 였으며 가소제로는 adipate계 고분자를 사용하였다. 실험결과, ECD 성능에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 전해질 멤브레인의 이온 전도도 및 투과도임을 확인할 수 있었다. 또한 상기 인자는 리튬염의 해리 특성과 밀접한 관계를 갖고 있음을 알 수 있 었다. 종합적으로 다양한 리튬염 중 음이온의 크기가 큰 LiTFSI 염이 25 wt.% 정도의 함량으로 용해될 때 최적의 ECD 성능 을 확인할 수 있었다.

Ink-jet printing is a manufacturing process technology that directly prints a digitalized design pattern onto a substrate using a fine ink jetting system. In this study, environmentally friendly yellow aqueous ceramic ink is synthesized by mixture of distilled water, yellow ceramic pigment and additives for ink-jet printing. The graft polymer, which combines electrostatic repulsion and steric hindrance mechanism, is used as a surfactant for dispersion stability of aqueous ceramic ink. Synthesized ceramic ink with graft polymer surfactant shows better dispersion stability than did ceramic ink with PAA surfactant; synthesized ink also shows desirable ink-jet printability with the formation of a single ink droplet during printability test. Finally, ceramic ink printed on glass substrate and ceramic ink with graft polymer surfactant shows a high contact angle without surface treatment on glass substrate. Consequently, it is confirmed that the ceramic ink with graft polymer surfactant can achieve high printing resolution without additional surface treatment process.

In this study, ZrO2 ceramic ink was formulated for additive manufacturing three dimensional structure using dispenser printing technique. Ceramic ink with various ZrO2 loading (30, 40, 50vol%) was prepared to evaluate their rheological properties and printability. High ZrO2 loading ZrO2 ceramic ink showed higher elastic modulus and improved shape retention, when the ceramic ink was printed and sintered at 1450 oC for 1h. Microstructural analysis of printed ZrO2 objective indicated that high ZrO2 loading objective showed lower porosity and smaller pore size.

Ink-jet printing techniques with ceramic ink, which contains ceramic pigments as colorant, are in increasingly use in the ceramic industry. Generally, ceramic pigments that are produced by conventional method show diameters of several micrometers; these micrometer sized particles in the ink-jet printing process can cause undesirable behavior such as print head nozzle clogging. To prevent this problem, a particle size reduction process is required. In this study, CMYK (cyan, magenta, yellow, black) pigments were synthesized via solid state method. Each pigment particle was milled to submicron size by an attrition mill. The effects of micronizing on the morphology, mechanical property, crystal structure and color property of the CMYK ceramic pigments were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), particle size analysis (PSA), X-ray diffraction (XRD) and CIE L*a*b*.

Using the ultrasonic pyrolysis method, spherical SiO2 powders were synthesized from aqueous SiO2 sol as a starting material. The effects of pyrolysis conditions such as reaction temperature, SiO2 sol concentration, and physical properties of precursor were investigated for the morphologies of the resulting SiO2 powders. The particle size, shape, and crystallite size of the synthesized SiO2 powders were demonstrated according to the pyrolysis conditions. Generally, the synthesized SiO2 particles were amorphous phase and showed spherical morphology with a smooth surface. It was revealed that increased crystallite size and decreased spherical SiO2 particle size were obtained with increases of the pyrolysis reaction temperature. Also, quantity of spherical SiO2 particles decreased with the decrease in the concentration and surface tension of the precursor.

This study was conducted to determine the reasonable soaking period of glutinous rice for laver Bugak (Korean traditional fried dishes) processing and to identify the sensory characteristics of three kinds of laver Bugak made with different starch pastes: GRice_1d using glutinous rice soaked for 1 day; GRice_7d using glutinous rice fermented for 7 days; and Wheat using flour. Descriptive analysis was performed by 10 trained panelists, and the 92 consumers evaluated the overall acceptance (OL), acceptance of appearance (APPL), odor (ODL), flavor (FLL), and texture (TXTL) of the samples using a 9-point hedonic scale. From the measurement result by scanning electron microscope (SEM), there were differences in the surface characteristics among soaking period for 1 day and 7 days. Ten panelists were trained, and they evaluated the appearance, odor/aroma, flavor/taste, texture/mouth feel, and after taste attributes of these samples. 36 attributes were generated by panelists and 12 attribute were significantly different across products (p<0.05). It was found that the Grice_7d sample was characterized by mouthfeel of crispiness and uniformity of bubbles, and the Wheat sample was characterized by surface of roughness, mouthfeel of crispiness and adhesiveness, relatively. And the Grice_1d sample was characterized by surface of roughness, mouthfeel of roughness, hardness, cohesiveness, toughness, and adhesiveness.

국산 칼슘 벤토나이트를 대상으로 온도가 팽윤압에 미치는 영향을 관찰하였다. 벤토나이트를 건조밀도 1.6 g/㎤으로 압축하고, 0.69 MPa의 일정한 수압으로 증류수를 공급하여 팽윤압을 측정하였다. 온도 영향 실험은 25℃, 30℃, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃에서 승온조건과 감온조건으로 수행하였다. 압축 벤토나이트가 물과 접촉하여 상온에서 5.3 MPa의 충분히 높은 팽윤압이 작용하는 것을 실험적으로 확인하였다. 팽윤압 은 온도가 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. 승온조건과 감온조건에서의 온도에 따른 팽윤압 거동에 차이를 보이며, 승온조건에서 온도에 따른 변화가 심하게 나타났다. 향후 온도 조건 외에 벤토나이트의 압축 밀도 변화, 지하수 조성에 따라 팽윤압 특성이 어떻게 변화하는지에 대해 평가한다면, 앞으로 국내 고준위 폐기물 처분장의 개념 설계에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 본다.