높은 종횡비와 원자 수준의 얇은 두께를 갖는 다공성 2D 소재는 고성능 분리막 제작에 활용된다. 이를 위해서는 다공성 2D 소재를 다공성 지지체 위에 균일하게 도포할 수 있는 코팅법이 필수이다. 본 연구는 이를 위한 제올라이트 MFI 나노막의 간단하면서도 효과적인 코팅법을 제시한다. 직접합성법으로 합성된 제올라이트 MFI 나노막은 물에 분산되면서 동 시에 표면 활성을 보여, 이 특성을 활용하여 소수성 계면에 흡착시키는 것이 가능하다. 소수성 개질을 다양한 형태의 지지체 에 적용하여, 이들 표면에 고밀도의 나노막 흡착 코팅이 가능함을 보였다. 또한, 이 흡착코팅의 반복 수행을 통해 나노막의 완전피복을 달성하고, 이를 연속적인 MFI 필름 및 멤브레인으로 성장시킬 수 있었다. 이 간단한 코팅법은 제올라이트 나노막 뿐만 아니라, 표면활성을 보이는 다른 2D 소재에도 적용 가능할 것으로 보이며, 2D 소재의 활용도를 제고할 수 있을 것이다.

Organic-inorganic hybrid coating films have been used to increase the transmittance and enhance the physical properties of plastic substrates. Sol-gel organic-inorganic thin films were fabricated on polymethylmethacrylate (PMMA) substrates using a dip coater. Metal alkoxide precursor tetraethylsilicate (TEOS) and alkoxy silanes including decyltrimethoxysilane (DTMS), 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), phenyltrimethoxysilane (PTMS), 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSPM) and vinyltrimethoxysilane (VTMS) were used to synthesize sol-gel hybrid coating solutions. Sol-gel synthesis was confirmed by the results of FT-IR. Cross-linking of the Si-O-Si network during synthesis of the sol-gel reaction was confirmed. The effects of each alkoxy silane on the coating film properties were investigated. All of the organicinorganic hybrid coatings showed improved transmittance of over 90 %. The surface hardness of all coating films on the PMMA substrate was measured to be 4H or higher and the average thickness of the coating films was measured to be about 500 nm. Notably, the TEOS/DTMS coating film showed excellent hydrophobic properties, of about 97°.

Iron-based amorphous powder attracts increasing attention because of its excellent soft magnetic properties and low iron loss at high frequencies. The development of an insulating layer on the surface of the amorphous soft magnetic powder is important for minimizing the eddy current loss and enhancing the energy efficiency of highfrequency devices by further increasing the electrical resistivity of the cores. In this study, a hybrid insulating coating layer is investigated to compensate for the limitations of monolithic organic or inorganic coating layers. Fe2O3 nanoparticles are added to the flexible silicon-based epoxy layer to prevent magnetic dilution; in addition TiO2 nanoparticles are added to enhance the mechanical durability of the coating layer. In the hybrid coating layer with optimal composition, the decrease in magnetic permeability and saturation magnetization is suppressed.

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.

FASs (fluoroalkylsilanes)로 표면 개질한 소수성 막에 대한 부탄올/물, 이소프로판올/물 용액의 수착(sorption)량을 측정하였으며 이들 수착 특성을 Hansen 용해도 파라미터를 이용하여 해석하였다. 부탄올의 수착량이 이소프토판올보다 많았으며, 이는 부탄올의 용해도 파라미터(δt = 20.4)와 FASs 소수성 막의 용해도 파라미터(δt = 16.9)와의 차이가 이소프로판올 (δt = 24.6)과의 차이보다 작기 때문인 것으로 설명할 수 있다. 극성력(δp) 측면에서 살펴보면, FASs 극성력(δp = 4.6)과 부탄올의 극성력(δp = 6.3)과의 차이가 FASs 극성력(δp = 4.6)과 이소프로판올의 극성력(δp = 9.0)과의 차이보다 작다. 이는 부탄올-FASs 간의 극성력 차이가 이소프로판올-FASs 간의 극성력 차이보다 작아서 부탄올-FASs 간의 상호인력이 크다는 것 을 의미하며, 수착량이 크게 나타나는 결과를 설명할 수 있다. 본 실험결과로부터 막에 대한 알코올의 수착특성, 용매에 대한 용질의 용해도 등을 분석하는데 용해도 파라미터를 이용할 수 있음을 알 수 있다.

Carbon nanofibers (CNF) are widely used as active agents for electrodes in Li-ion secondary battery cells, supercapacitors, and fuel cells. Nanoscale coatings on CNF electrodes can increase the output and lifespan of battery devices. Atomic layer deposition (ALD) can control the coating thickness at the nanoscale regardless of the shape, suitable for coating CNFs. However, because the CNF surface comprises stable C–C bonds, initiating homogeneous nuclear formation is difficult because of the lack of initial nucleation sites. This study introduces uniform nucleation site formation on CNF surfaces to promote a uniform SnO2 layer. We pretreat the CNF surface by introducing H2O or Al2O3 (trimethylaluminum + H2O) before the SnO2 ALD process to form active sites on the CNF surface. Transmission electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy both identify the SnO2 layer morphology on the CNF. The Al2O3-pretreated sample shows a uniform SnO2 layer, while island-type SnOx layers grow sparsely on the H2Opretreated or untreated CNF.

In order to improve the high temperature oxidation resistance and lifespan of mat type porous carbon insulation, SiC was coated on carbon insulation by solution coating using polycarbosilane solution, curing in an oxidizing atmosphere at 200 oC, and pyrolysis at temperatures up to 1200 oC. The SiOC phase formed during the pyrolysis process was converted into SiC crystals as the heat treatment temperature increased, and a SiC coating with a thickness of 10-15 nm was formed at 1600 oC. The SiC coated specimen showed a weight reduction of 8.6 % when it was kept in an atmospheric environment of 700 oC for 1 hour. On the other hand, the thermal conductivity was 0.17W/mK, and no difference between states before and after coating was observed at all.

목적: 플라스틱 안경렌즈의 코팅막이 최초 균열되는 시점과 시간이 지남에 따라 진행되는 균열의 양상을 관찰하고자 한다. 방법: 하드 코팅, 멀티 코팅이 된 동일한 굴절력(Sph-3.00 D)에 상이한 굴절률(n=1.56, n=1.60, n=1.67)을 가진 플라스틱 안경렌즈를 각 5장씩 사용하였다. 사우나나 찜질방에 입장하는 경우를 가정하여 그에 해당하는 온도(건식 사우나–80~100℃, 찜질방–50~90℃) 중 90℃를 선택하여 전기오븐으로 구현한 후 2, 4, 7, 10분간 넣어두었다. 지정 시간이 경과 한 후 세극등 현미경(SL-2F, Topcon, Japan)을 통해 안경렌즈 표면의 균열을 관찰하고, 분광광도계(Genova nano, Jenway, UK)를 사용하여 각 안경렌즈의 광투과율을 가시광선 범위인 380 ㎚~780 ㎚ 범위에서 측정하였다. 시간에 따라 굴절률에 따른 코팅막의 상태를 비교하였다. 결과: 2분 이내에 코팅막의 균열이 발생하였으며, 시간이 지날수록 균열이 심해졌다. 코팅 막 균열의 양상과 정도를 살펴본 결과 굴절률의 차이, 혹은 렌즈 재질의 차이로 인한 유의미한 결과값은 나오지 않았다. 고온 환경 하에 놓인 시간이 길어질수록 코팅막의 균열이 심해졌고 광투과율도 감소하였다. 광투과율 감소폭을 살펴본 결과 굴절률의 차이, 혹은 렌즈 재질의 차이로 인한 유의미한 결과값은 나오지 않았다. 실험 전의 안경렌즈와 비교해 본 바, 모든 파장에서 균일하게 광투과율이 감소한 것을 알 수 있다. 결론: 사우나나 찜질방 등의 고온의 환경이 안경렌즈 코팅에 치명적인 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 코팅막에 균열이 생김으로써 안경렌즈의 광학적 특성이 저하되고 미관상으로도 보기 좋지 않게 되었다. 본 연구가 고온이 안경렌즈 코팅막에 미치는 영향에 대한 자료로 활용되어, 안경 관리에 대한 착용자의 주의 사항을 인식 시켜 렌즈의 사용 기한을 연장하는데 도움이 되었으면 한다.

본 연구에서는 리튬이온전지용 친수화된 세퍼레이터의 전기화학적 성능에 대한 연구를 진행하였다. 리튬이온전지 용 분리막으로 사용되는 폴리올레핀 소재는 소수성이고, 카보네이트 계열의 유기용매를 사용하는 전해액은 친수성을 가진다. 따라서 리튬이온전지는 수계전해액을 사용하기 때문에 폴리올레핀계 분리막에 다양한 친수성 고분자를 도입하여 친수화 처 리하였다. 코팅된 세퍼레이터의 변화를 평가하기 위해, 표면 관찰, 코팅시간에 따른 친수화도, 다공성, 젖음성에 대한 특성평 가를 수행하였다. 최종적으로 리튬이온이 코팅된 세퍼레이터의 저항과., 이온전도도를 측정하여 리튬이온전지 성능평가를 진 행하였다. PMVE로 코팅한 세퍼레이터의 친수화 정도가 우수하며, 세퍼레이터의 기공이 잘 유지되어 우수한 이온전도도를 나타냄으로써 이차전지 배터리에 적용을 위한 잠재성을 가짐을 확인하였다.

본 연구는 둘 이상의 기체혼합물에서 높은 이산화탄소 분리성능을 목적으로 하는 복합막의 제조이며 지지체 위에 실리콘 코팅을 하여 SEM 사진으로 복합 막의 코팅층 확인 및 Bubble flowmeter로 기체투과 성능을 조사하였다. 코팅제 는 Isocyanate와 Si-PEG, 소량의 촉매를 사용하여 지지체 위에 코팅하였고 고온에서 가교과정을 거친 후 복합막을 제조하였다. 코팅층은 3 um 이하로 고른 분포를 보이고, 50 GPU의 이산화탄소 투과값과 질소에 대한 이산화탄소 선택도 는 15의 결과를 보였다. 또한 코팅 방법과 코팅제의 조성을 다양하게 하여 각각의 기체 (N2, O2, CO2) 투과 성능을 확인 하였다.

본 연구에서는 소수성 다공성 막의 투과 성능을 향상시키기 위하여 친수성 고분자를 염석법으로 코팅하였다. 코팅된 소수성 막의 코팅유무는 접촉각과 SEM을 이용하여 확인하였다. 막의 내구성을 향상시키기 위하여 Glutaric aldehyde(GA)를 이용하여 코팅용액과 함께 가교하였다. 가장 좋은 친수성 고분자로는 poly(styrere-sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA_MA)이었으며, 이를 이 용하여 코팅하였을 때 투과도 측면에서 80% 향상된 결과를 나타내었다. 또한 가장 좋은 코팅 조건은 코팅용액의 농도 150-300ppm, 이온세기는 0.15, 코팅시 간은 20분으로 도출되었다.

본 연구는 둘 이상의 기체혼합물에서 높은 이산화탄소 분리성능을 목적으로 하는 복합막의 제조이며 지지체 위에 실리콘 코팅을 하여 SEM 사진으로 복합 막의 코팅층 확인 및 Bubble flowmeter로 기체투과 성능을 조사하였다. 코팅제는 Isocyanate와 Si-PEG, 소량의 촉매를 사용하여 지지체 위에 코팅하였고 고온 에서 가교과정을 거친 후 복합막을 제조 하였다. 코팅층은 3 μm 이하로 고른 분포를 보이고, 50 GPU의 이산화탄소 투과값과 질소에 대한 이산화탄소 선택도 는 15의 결과를 보였다. 또한 코팅 방법과 코팅제의 조성을 다양하게 하여 각각 의 기체(N2, O2, CO2) 투과 성능을 확인하였다.

목 적: 안경렌즈의 건열 환경에 따라 코팅 막의 균열 상태를 확인하고자 하였다. 방 법: 일반적으로 안경렌즈에 가장 많이 사용되는 자외선 차단이 처리되고, 하드코팅 및 반사방지의 코 팅이 되어 있는 굴절력 –2.00 D., 굴절률 1.56, 중심두께 1.20 mm, 렌즈직경 73 mm의 렌즈를 사용하였다. 여름철 야외 주차장의 자동차 실내 평균온도인 70℃와 대중목욕탕 사우나 및 한증막 실내의 평균온도인 9 0℃ 환경을 만들기 위하여 전기오븐으로 건열에 의한 70℃와 90℃로 각각 가열시키 후 렌즈를 넣었다. 70℃ 에서는 20분 동안 가열하면서 5분 간격으로, 90℃에서는 9분 동안 가열시키면서 3분 간격으로 지정된 렌즈 를 꺼내어 세극등 현미경(SL-102, Zeiss, Germany)으로 코팅 막의 균열을 관찰하였다. 분광 광도계 (UV-2450, Shimadzu, Japan)를 이용하여 380 nm~780 nm의 가시광선 범위에 대한 광투과율과 반사율을 측정하여 실험 전후를 비교하였다. 결 과: 70℃에서는 최초 5.1분에서 10분 사이에 코팅 막이 균열되었음을 확인하였다. 5분을 가열하였을 경우에는 코팅 막의 균열이 관찰되지 않았다. 90℃에서는 1분을 가열 하였을 경우를 제외하고는 모든 시간 대에서 코팅 막의 균열이 관찰되어 1.1분에서 3분 사이에 최초로 코팅 막이 균열되었음을 확인하였다. 광투 과율은 코팅 막의 균열이 증가함에 따라 감소하였고 반사율 역시 감소하였다. 결 론: 여름철 주차장의 자동차 내(평균 70℃)에 비치되어 있는 안경과 대중목욕탕의 사우나 한증막 내 (평균 90℃)에서 안경 착용자를 쉽게 볼 수 있는 현실에서 안경 착용자의 관리상의 세심한 주의가 필요하며 더불어 구체적이고 현실적인 연구 자료를 통해 안경관리 기준 및 안경 착용자에 대한 홍보와 교육 자료가 필 요하다고 하겠다.

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 나노 구조 층을 포함한 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지에 관한 연구 를 하였다. 방 법: 시뮬레이터 설계에서 안경렌즈 위에 하드코팅 막을, 그 위에 Al2O3/ ZrO2/Al2O3(나노 구조) 막을 쌓았다. 원기둥 hole 반경, 두께, 주기와 ZrO2 막의 두께에 따른 반사율 스펙트럼을 관찰하여 최적의 반사 방지막을 찾았다. 결 과: 나노 원기둥 hole 주기와 두께를 고정하고 반경을 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 반경이 70 nm일 때 파장 450 nm에서 650 nm까지 반사율이 0%에 가까웠다. 그리고 나노 원기둥 hole 주기와 반경을 고정하고 두께를 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 나노 원기둥 hole 높이가 약 100 nm 에서 최적의 반사율 스펙트럼을 얻을 수 있었다. 또한 나노 원기둥 hole 주기와 반경을 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 주기 200 nm 이하에서는 최적의 반사율 스펙트럼을 나타내었다. ZrO2 막의 두께를 변화시킨 결과 130 nm에서 반사방지막 코팅이 최적화됨을 알 수 있었다. 결 론: Al2O3/ ZrO2/Al2O3(나노 구조) 막으로 이루어진 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지막에 관한 연구 한 결과, 나노 원기둥 hole 반경은 70 nm에서, 높이는 100 nm에서, 주기는 200 nm 이하에서, ZrO2 막의 두께는 130 nm에서 반사율 스펙트럼이 최적이 되었다.

폴리설폰막 위에 친수성 고분자를 Layer-by-Layer법으로 코팅하여 복합막을 제조하였다. FE-SEM 분석을 통하여 복합막 표면과 기공 내 코팅층을 확인하였다. 또한 100 ppm NaCl 용액에 대한 복합막의 투과성능 평가를 실시하였다. 복합 막 제조를 위한 코팅 고분자는 PVSA, PEI, PAA, PSSA, PSSA_MA를 사용하였다. 폴리설폰막 표면에 8,000 ppm PAA (이 온세기 0.35) 수용액을 3분 동안 코팅한 뒤 10,000 ppm PEI 수용액을 4분 동안 코팅하였다. 그 결과 PAA-PEI 복합막의 투과 도는 101 LMH, 제거율은 66.7%로 가장 좋은 투과성능을 나타내었다. PAA-PEI 복합막의 투과성능은 도레이케미칼의 NE 4040-70 (투과도 = 30 LMH, 염 배제율 = 40~70%) 제품과 유사한 성능을 보여주는 우수한 투과 특성을 나타내었다.