본 연구에서는 기존의 음이온 교환 수지를 대체하기 위한 물질로써 Emulsion polymerization을 통해 Polystyrene Latex입자를 제조하였다. 관능기를 도입한 입자를 활용하였을 때 기존의 이온교환 수지가 가지고 있는 특성보다 좁은 분 포도를 가지며 훨씬 높은 표면적을 나타낸다. 단분산된 나노크기의 입자에 Chloromethylation과 Amination 반응을 통해 -NH3 +, -NR3 +, -PR3 +, -SR2 + 등의 관능기를 도입함으로써 SEBS 고분자 분리막을 양전하로 높게 하전시킬 수 있다. 입자를 제조하고 SEM, FT-IR, Zeta potential, IEC value 등의 전기적 및 TGA, DSC등의 열적인 부분을 특성평가 진행하였다.

현재 사용되는 전기탈이온(EDI)공정은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정이다. 이 공정은 전기투석을 위한 양/음이온교환막이 사용되고 두 막 사이 에 이온교환수지로 채워서 모듈을 제작한다. 전기탈이온공정은 농축수가 강한 산성과 염기성이기 때문에 전극의 손상과 같은 문제점을 초래한다. 이러한 문제 점을 해결하기 위해서 전기흡착탈이온(EAD)공정을 사용한다. 전기흡착탈이온공 정은 반대 전하 이온을 흡착시켜 제거하고 역전을 통해서 탈착시켜 이온교환기 를 재생시키는데, 이 때 재생시간이 필요하다. 따라서, 이온교환막을 Bipolar막으 로 제조하여 해결할 수 있고, 전기탈이온공정과 공통적으로 모듈을 작게 만들기 위해서 나노사이즈의 이온교환입자를 제조하여 별도의 처리과정 없이 성능을 구현하고자하였다. 본 연구는 현재 생산되고 있는 모듈보다 높은 이온교환능력 을 가지며 바인더 역할을 할 수 있는 고무상의 고분자를 합성하고 이온교환수 지대신 이온교환능을 가진 nano particle을 이용하여 복합막을 제조하였다.

제조나노물질의 발전으로 이를 이용한 제품들이 늘어남에 따라 상수 내 나노 물질에 대한 잠재 위해성 논란이 제기되어 왔다. 응집과 같은 기존 나노물질 처리 방법에 비해 막 분리법은 2차 오염물이 없고 재사용이 가능하기 때문에 각광받고 있다. 하지만 수계환경 변화로 인한 나노물질의 특성변화에 따른 막 기 반 공정 내 나노물질 거동에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서 는 국내에서 사용되고 있는 대표 제조나노물질인 Ag, ZnO, TiO2의 수계 내 유 기물 존재여부에 따른 특성을 분석하고 막기반 상수처리 공정에서의 거동을 평가하고자 하였다. SR-NOM을 대표 자연유기물로 평가하였으며 상수 내 SR-NOM의 유/무에 따른 나노물질들의 응집성 등의 변화가 막기반 공정 결과에 영향을 주었음을 확인하였다.

본 연구에서는 이산화탄소를 선택적으로 분리하기 위한 기체분리용 고분자 분리막을 제조하기 위해 폴리에틸렌글리콜(PEG)계 공중합체를 제조하였다. 우수한 기계적, 열적, 화학적 특성을 가지는 폴리술폰계, 폴리이미드계 고분자에 폴리에틸렌글리콜을 도입하여 보다 우수한 이산화탄소 선택성을 가지는 분리막을 제조하고자 하였다. 또한 보다 높은 투과성능을 가지는 분리막을 제조하기 위하여 높은 자유체적을 가지는 카도비스페닐플루오렌 및 Durene을 도입하였다. NMR, FT-IR로 화학적 구조를 확인하였고 TGA 및 DSC로 열적 특성, WAXD로 결정화도를 평가하였다. 또한 CO2, O2, N2, CH4의 기체 투과도 역시 측정하였다. 측정에 사용 된 기체는 모두 순수 기체를 사용하였다.

본 연구에서는, 산화그래핀과 은나노물질의 복합체인 Ag/GO를 합성하고 이를 PAN 고분자용액에 도입하여 전기방사함으로써 나노섬유형태의 분리막을 제조하였다. Ultraviolet-visible spectra분석을 통해 합성조건을 최적화하였으며, SEM, TEM, Raman 분석을 진행하여 구조 및 형태를 확인하였다. 그램음성균 (Salmonella, E. coli.)과 그램양성균(B. cereus, St. aureus)에 대한 항균성 실험결과 제조된 복합나노섬유의 항균효과를 확인할 수 있었다. 또한, 복합체의 도입 에 따라 약 100%이상의 높은 수투과도 값과 막오염 저감효과를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제조된 나노섬유 분리막은 수처리용 분리막으로 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Alkaline direct liquid fuel cells (ADLFCs) employing anion-exchange membranes as a fuel barrier have attracted significant attention as promising alternative energy sources. ADLFCs are allowed to use more abundant anode catalysts which are cheaper than the catalyst used in that using hydrogen fuel. In this work, novel pore-filled anion-exchange membranes (PFAEMs) were successfully fabricated by combining a highly porous poly(tetrafluoroethylene) film and cationic polyelectrolytes with structurally stable anion-exchange sites. The results of the membrane characterizations revealed that the optimization in the crosslinking degree and hydrophilicity of membranes should be considered for the successful application of the PFAEMs to ADLFCs. (KETEP)(20153030031720) and (MOTIE) (No. 10047796).

선박 및 해양구조물에서의 생물학적 오손을 방지하기 위하여 나노크기의 MnOx-WO₃-TiO₂ 분말을 졸겔법으로 합성하여 특성을 제어하였고, 입자의 결정과 미세구조 등 분체특성 평가를 실시하였다. 자기마모형 방오도료의 안료에 적용하기 위하여 수지에 첨가 된 TiO₂계 나노분말 안료의 함량에 따른 표면특성 및 방오성능을 확인하였다. TiO₂계 안료의 분체특성으로 비표면적은 약 90 m²/g, 입자 크기는 약 100 ~ 150 nm을 보였다. 텅스텐 산화물은 망간산화물과 티타늄산화물과 상관관계를 통해, 삼원계 분체가 분체특성 및 표면특성이 우수하였다. 망간산화물의 첨가는 독특한 산화환원 특성으로 인하여 방오성능을 증가시키고, 텅스텐 산화물은 안료의 분체특성을 향상시킴으로, 안료와 수지의 비율을 조절하여 분산성, 표면특성 및 방오성능을 제어하였다. 그 결과로, 분산성 및 표면특성에 있어서 1, 5 wt. % 안료가 첨가된 것이 일부 우수하였으나, 5개월 동안의 해상침지시험에서는 2 wt. % 함유된 시편이 높은 방오성능을 보여 해양구조물의 방오안료 적용가능성을 확인하였다.

Although the Hazen-Williams C factors are very important in the design, operation, and maintenance of water supply pipes, sufficient studies for them have been not reported in korea, which are based on experiments or measured data. Because of this, we have estimated C factors by measurement considering constraints in time precise safety diagnosis for multi-regional water supply system were performed. In this study, we confirmed constraints and variables characteristics of Hazen-Williams equation, and collected reliable C factors data of 174 by measurement, and analyzed their characteristics. According to collected data, the average value is 115.35, which is almost equal to the value of design standard or a little higher than it in korea. Also, among the equations suggested to determine C factor in the past, the C factors calculated by Sharp and Walski equation was closest to them in this study. In addition, to analyze collected C factors, use year and pipe diameter having high correlation with them were respectively divided into there categories. Analysis results showed that C factors evidently decreases depending on increases in use year, on the other hand, size of pipe diameter is proportional to value of them. In conclusion, this research showing evaluation and characteristics for C factors based on measured data will be used as practical reference in determining C factor in multi-regional water supply systems at a later date.

바이오 가스로부터 바이오 메탄을 생산하기 위해 물리흡수제 특성평가 및 CO2/CH4흡수 연구를 진행하였고, polypropylene (PP) 중공사막 막접촉기에 적용해보았다. 물리흡수제 중 propylene carbonate (PC)는 PP 중공사막과 가장 높은 58.3° 접촉각을 보였고, 5 wt% PC를 물과 혼합할 경우 90° 이상의 접촉각이 관찰되었다. 또한 CO2 흡수실험에서 PC/물 혼합 흡수제는 물 흡수량(0.121 mmol/g) 보다 높은 0.148-0.157 mmol/g의 흡수량을 보이며, 막접촉기에 가장 적합한 물리흡수제로 선정되었다. PC/물 혼합 흡수제를 막접촉기에 적용 후 얻어진 CO2 제거율(98.0-97.8%)과 CH4 순도(98.5-98.3%)는 바이오 메 탄으로서 매우 높은 가능성을 보여주었다. 하지만 PC/물 혼합 흡수제의 경우에는 물 흡수제와 비교하여 성능 변화가 매우 미 비하였다. 이는 물보다 우수한 PC 흡수능과 함께 그에 따른 막접촉기 탈기 막 모듈 및 시스템 개선과 공급 유량 조절을 통해 CH4 손실 최소화 등 공정 최적화가 필요한 것으로 분석된다.

본 연구에서는 비소(arsenic, As) 제거 특성을 가진 망간-철 산화물(manganese-iron oxide, MF)을 제조하고, 이를 poly vinylidene fluoride (PVdF)와 복합화를 진행하여 As(III)와 As(V)를 동시에 제거가 가능한 수처리용 나노섬유복합막 (polymer nanofiber membrane with Mn-Fe, PMF) 제조에 관한 기초 연구를 진행하였다. Transmission electron microscope (TEM) 분석을 통해 MF 소재의 형상 및 구조를 확인하였으며, PMF 복합막의 수처리용 분리막으로의 활용가능성을 조사하 기 위하여 기계적 강도, 기공크기, 접촉각 및 수투과도 분석을 진행하였다. 측정결과로부터 망간과 철 비율이 같은 PMF11 복 합막의 기계적 강도가 가장 높은 결과값(232.7 kgf/cm2)을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 또한, MF 소재의 도입에 따라 기공 크기가 점차 줄어드는 경향성을 확인할 수 있었으며, 특히, 철 산화물의 조성비가 증가할수록 기공크기가 감소하는 경향성을 보여주었다. 수투과도 측정결과 MF 소재의 도입에 따라 PVdF 나노섬유막에 비해 약 10~60% 이상 향상되는 결과를 나타내 었다. 제조된 MF 소재 및 PMF 복합막의 비소 제거 특성평가를 통해 As(III)와 (V)의 동시 제거 가능하며, 특히, MF01 샘플 의 경우 As(III)와 (V)에 각각 93, 68%의 가장 높은 흡착제거율을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 제조된 MF소재 및 PMF 복합막을 통해 수처리용 분리막의 기능성 향상을 위한 기초연구 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

This research presents assessmental FRP plate, one of materials used for reinforcing damage of RC structure caused by deterioration. in order to investigate effective bonding length and bonding strength according to material property of epoxy used for bonding between FRP-Concrete, experimental tests for 3 specimens with each bonding length of 50,100,150,200and 250mm respectively are performed. test results indicate frat material property of epoxy can affect effective bonding length of FRP-Concrete.

A sintering process for copper based films using a rapid thermal process with infrared lamps is proposed to improve the electrical properties. Compared with films produced by conventional thermal sintering, the microstructure of the copper based films contained fewer internal and interfacial pores and larger grains after the rapid thermal process. This high-density microstructure is due to the high heating rate, which causes the abrupt decomposition of the organic shell at higher temperatures than is the case for the low heating rate; the high heating rate also induces densification of the copper based films. In order to confirm the effect of the rapid thermal process on copper nanoink, copper based films were prepared under varying of conditions such as the sintering temperature, time, and heating rate. As a result, the resistivity of the copper based films showed no significant changes at high temperature (300 oC) according to the sintering conditions. On the other hand, at low temperatures, the resistivity of the copper based films depended on the heating rate of the rapid thermal process.

국내 선식의 유통 안전성 확보를 위한 기초기반연구로 저온플라즈마 처리한 시판 선식의 품질 특성 평가를 진행하 였다. 본 연구에서 사용한 플라즈마 시스템은 서울대학교에서 개발된 컨테이너형 유전격벽 플라즈마로 방전 가스는 공기를 활용하여 0, 5, 10 및 20분간 처리하였고 미생물 감균효과, 색도, 과산화물가 및 관능평가를 국립식량과학원 및 서울대학교에서 공동으로 수행하였다. 일반 호기성 미생물 분석 결과 20분 처리 시 약 1.70 log CFU/g 감소하였으며, Bacillus cereus 및 Escherichia coli O157:H7을 이용한 접종 시험 결과 각각 2.20 및 2.50 log CFU/g 감소하였다. 색도 측정 결과 플라즈마 처리에 의해 명도 값은 증가하였으나 적색도 및 황색도 값은 감소하는 경향을 보였다. 하지만 플 라즈마 처리에 의해 지질 산화가 일어나 관능적 품질이 저하되는 경향을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과 공기로 방전 한 저온 플라즈마 기술은 선식의 품질안전성을 개선할 수 있으나, 관능적 식미향상 및 품질개선을 위한 후속연구가 필요하다고 판단된다.

White organic light-emitting diodes with a structure of indium-tin-oxide [ITO]/ N,N-diphenyl-N,N-bis-[4-(phenylm- tolvlamino)-phenyl]-biphenyl-4,4-diamine [DNTPD]/ [2,3-f:2, 2-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile [HATCN]/ 1,1- bis(di-4-poly-aminophenyl) cyclo -hexane [TAPC]/ emission layers doped with three color dopants/ 4,7-diphenyl-1,10- phenanthroline [Bphen]/ Cs2CO3/ Al were fabricated and evaluated. In the emission layer [EML], N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene [mCP] was used as a single host and bis(2-phenyl quinolinato)-acetylacetonate iridium(III) [Ir(pq)2acac]/ fac-tris(2- phenylpyridinato) iridium(III) [Ir(ppy)3]/ iridium(III) bis[(4,6-di-fluoropheny)-pyridinato-N,C2] picolinate [FIrpic] were used as red/green/blue dopants, respectively. The fabricated devices were divided into five types (D1, D2, D3, D4, D5) according to the structure of the emission layer. The electroluminescence spectra showed three peak emissions at the wavelengths of blue (472~473 nm), green (495~500 nm), and red (589~595 nm). Among the fabricated devices, the device of D1 doped in a mixed fashion with a single emission layer showed the highest values of luminance and quantum efficiency at the given voltage. However, the emission color of D1 was not pure white but orange, with Commission Internationale de L'Eclairage [CIE] coordinates of (x = 0.41~0.45, y = 0.41) depending on the applied voltages. On the other hand, device D5, with a double emission layer of mCP:[Ir(pq)2acac(3%) +Ir(ppy)3(0.5%)]/ mCP:[FIrpic(10%)], showed a nearly pure white color with CIE coordinates of (x = 0.34~0.35, y = 0.35~0.37) under applied voltage in the range of 6~10 V. The luminance and quantum efficiency of D5 were 17,160 cd/m2 and 3.8% at 10 V, respectively.

The study analyzed performance assessment factors of odor sensors from 4 different manufacturers, including minimum detection limit, humidity stability and temperature stability. In the minimum detection limit assessment, only one electrochemical gas sensor was able to detect ammonia and hydrogen sulfide at the concentration of 5 ppb. The standard deviation ratio was over 10%, and it increased as humidity rose. The range of temperatures in which the electrochemical and photoionization gas sensors could function well was between 25oC and 40oC, and the sensor output values were unstable at low temperatures. Regarding the temperature stability of the metal oxide semiconductor sensor for measuring complex odors, the sensor output values dropped considerably to 0~10oC, and were similar to the concentrations of odor gases generated at 25oC. The results of the test of odor sensor outputs after temperature and humidity pre-treatment revealed that the respective stable output values at 50% humidity and 25oC were similar to the concentrations of manufactured odors. In terms of temperature and humidity stability of the NH3, H2S and Complex odor sensors, all target substances had stable output values at 25~40oC and 50~65% relative humidity, and unstable values at low temperatures and high humidity. Therefore, implementing pretreatment systems including temperature and humidity correction (25~40oC, 50~65% RH) is necessary for the stable use of odor sensors.

The characteristics of filter/adsorber granular activated carbon (F/A GAC) were investigated by measuring various parameters, which include surface area, pore volume, abrasion number, floater, and water-soluble ash. The correlation between parameters was also evaluated. Moreover, rapid small-scale column test (RSSCT) was conducted for adsorption characteristics. Thirteen F/A GAC were tested, and the average values of abrasion number and water-soluble ash were 88.9 and 0.15%, respectively. F/A GAC with the larger external surface area and greater mesopore volume had the lower abrasion number, which indicated that it was worn out relatively easily. Water-soluble ash of coconut-based GAC (about 2.6%) was greater than that of coal-based GAC (less than 1%), and the pH of solution was increased with GAC, which had the higher water-soluble ash. On the other hand, floater of thirteen F/A GAC was divided as two groups, which one group had relatively higher floater (2.7~3.5%) and the other group had lower floater (approximately 0.5%). The results of RSSCT indicated that coconut-based GAC (i.e. relatively higher water-soluble ash) had less adsorption capacity. Moreover, adsorption capacity of coal-based GAC with larger surface area and greater mesopore volume was superior to others.

Aerodynamic performance of solar wing system has been evaluated through wind tunnel test. The test model has 12 panels, each supported by 2 cables. The panels were installed horizontally flat, and gaps between panels were set constant. Sag ratios of 2% and 5%, and wind directions between 0° and 90° were considered. Mass of test model was determined considering the mass of full scale model, and Froude number and Elastic parameter were satisfied by adjusting the mean wind speed. From the wind tunnel test, it was found that the aerodynamic performance of the solar wing system is very dependent on the wind directions and sag ratios. When the sag was 2%, the fluctuating displacements between the wind directions of 0° and 30° increase proportionally to the square of the mean wind speed, implying buffeting-like vibration and a sudden increase in fluctuating displacement was found at large mean wind speed for the wind directions larger than 40°. When the wind direction was larger than 60°, a sudden increase was found both at low and large mean wind speed. When the sag ratio is 5%, distribution of mean displacements is different from that of sag ratio of 2%, and the fluctuating displacements show very different trend from that of sag ratio of 2%.

The microstructural properties and electrical characteristics of sputtering films deposited with a Cu-Ga target are analyzed. The Cu-Ga target is prepared using the cold spray process and shows generally uniform composition distributions, as suggested by secondary ion mass spectrometer (SIMS) data. Characteristics of the sputtered Cu-Ga films are investigated at three positions (top, center and bottom) of the Cu-Ga target by X-ray diffraction (XRD), SIMS, 4-point probe and transmission electron microscopy (TEM) analysis methods. The results show that the Cu-Ga films are composed of hexagonal and unknown phases, and they have similar distributions of composition and resistivity at the top, center, and bottom regions of the Cu-Ga target. It demonstrates that these films have uniform properties regardless of the position on the Cu-Ga target. In conclusion, the cold spray process is expected to be a useful method for preparing sputter targets.

Cu-Mn compacts are fabricated by the pulsed current activated sintering method (PCAS) for sputtering target application. For fabricating the compacts, optimized sintering conditions such as the temperature, pulse ratio, pressure, and heating rate are controlled during the sintering process. The final sintering temperature and heating rate required to fabricate the target materials having high density are 700oC and 80oC/min, respectively. The heating directly progresses up to 700oC with a 3 min holding time. The sputtering target materials having high relative density of 100% are fabricated by employing a uniaxial pressure of 60 MPa and a sintering temperature of 700oC without any significant change in the grain size. Also, the shrinkage displacement of the Cu-Mn target materials considerably increases with an increase in the pressure at sintering temperatures up to 700oC.