One of the key challenges for the commercialization of carbon nanotube fibers (CNTFs) is their large-scale economic production. Among CNTF spinning methods, surfactant-based wet spinning is one of the promising techniques for mass producing CNTFs. Here, we investigated how the coagulation bath composition affects the spinnability and the properties of CNTFs in surfactant-based wet spinning. We used acetone, DMAc, ethanol, and IPA as coagulants and analyzed the relationship between coagulation bath composition and the properties of CNTFs in terms of kinetic and thermodynamic coagulation parameters. From a kinetic perspective, we found that a low mass transfer rate difference (MTRD) is favorable for wet spinning. Based on this finding, we mixed the coagulant bath with solvent in a proper ratio to reduce the MTRD, which generally improved the wet spinning. We also showed that the coagulation strength, a thermodynamic parameter, should be considered. We believe that our research can contribute to establishment of surfactant-based wet spinning of CNTFs.

주방세제의 진딧물 살충효과와 분국화 생육에 미치는 영향 을 알아보기 위해 실험을 수행하였다. 복숭아혹진딧물과 목화 진딧물을 대상으로 주방세제 100, 200, 400배액 단용처리와 주방세제 400배액 100mL에 소주 10mL 또는 20mL를 혼용 하여 분무 처리하였다. 그 결과 주방세제 400배 이하의 모든 농도에서 복숭아혹진딧물은 85%, 목화진딧물은 90%의 살충 률을 보였다. 주방세제와 소주 혼용처리에 의한 살충효과 상 승은 보이지 않았다. 하우스안에서 진딧물이 많이 발생한 분 국화 잎에 400배액 이하의 농도로 3일 간격으로 2회 처리함 으로써 90% 이상의 진딧물이 감소되는 효과를 얻을 수 있었 다. 또한 분국화를 재배하면서 3~4일 간격으로 5주간 지속적 으로 주방세제를 처리했을 때, 대조구에서는 90% 잎에서 진 딧물이 발생한데 비해, 모든 주방세제 단독 처리구에서는 발 생율이 15% 이하로 낮게 유지되었다. 또한 국화의 생체중, 초 장, 엽수는 주방세제 농도가 높아질수록 조금씩 낮아지는 경 향이었으나, 초폭이나 분지수에서는 차이가 없었다. 그러나 주방세제 200배 이하의 농도에서는 국화의 잎이 갈변되거나 꽃잎 끝이 백화되는 약해가 관찰되었다.

Combination of liquid-phase exfoliation and hydrothermal method has progressed in recent years mainly on production of 2D materials. In this study, graphene was successfully synthesized via combinatorial of liquid-phase exfoliation and hydrothermal method with the aid of various conductive surfactants perylene-3, 4, 9, 10-tetracarboxylate (PTCA), lithium perylene-3, 4, 9, 10-tetracarboxylate (LiPTCA) and sodium perylene-3, 4, 9, 10-tetracarboxylate (NaPTCA). The effect of the lithium ( Li+) and sodium ( Na+) cations toward the efficiency of the graphene exfoliation process and its electrical properties was thoroughly investigated. Based on the characterization techniques, it is revealed that NaPTCA is the ideal conductive surfactant to exfoliate graphene sheets. X-ray diffraction spectra verified that the Na+ cation certainly can enhance the exfoliation process by expanding the interlayer spacing. The lateral size of the graphene sheets with Na-PTCA surfactant was the smallest (4.17 μm) as observed from SEM micrograph. The maximum concentration of the graphene yield was achieved up to 0.151 mgmL− 1 in NaPTCA surfactant alongside with excellent electrical conductivity of 746.27 Sm− 1 and relevant specific capacitance of 129 Fg− 1.

In this study, crystallization was effectively suppressed in Al-based metallic glasses (Al-MGs) during pulverization by cryo-milling by applying an extremely low processing temperature and using a surfactant. Before Al-MGs can be used as an additive in Ag paste for solar cells, the particle sizes of the Al-MGs must be reduced by milling. However, during the ball milling process crystallization of the Al-MG is a problem. Once the Al-MG is crystallized, they no longer exhibit glass-like behavior, such as thermoplastic deformation, which is critical to decrease the electrical resistance of the Ag electrode. The main reason for crystallization during the ball milling process is the heat generated by collisions between the particles and the balls, or between the particles. Once the heat reaches the crystallization temperature of the Al-MGs, they start crystallization. Another reason for the crystallization is agglomeration of the particles. If the initially fed particles become severely agglomerated, they coalesce instead of being pulverized during the milling. The coalesced particles experience more collisions and finally crystallize. In this study, the heat generated during milling was suppressed by using cryo-milling with liquid-nitrogen, which was regularly fed into the milling jar. Also, the MG powders were dispersed using a surfactant before milling, so that the problem of agglomeration was resolved. Cryo-milling with the surfactant led to D50 = 10 um after 6 h milling, and we finally achieved a specific contact resistance of 0.22 mΩcm2 and electrical resistivity of 2.81 μΩcm using the milled MG particles.

본 연구에서는 계면활성제 용액에서 1,3-Butanediol, 1,2-Pentanediol, 1,2 Hexanediol 들이 cmc, 표면장력, 기포력 및 유화력에 미치는 영향을 연구 하였다. 계면활성제 수용액에 diol의 첨가는 cmc와 표면장력 저하를 초래 하였으며 기포력 및 유화력은 향상 되었다. 이러한 경향은 diol의 사슬길 이가 길수록 현저 하였다. 이러한 특성은 diol의 알킬사슬과 계면활성제 분자간에 소수성 상호작용이 물 분자간의 응집력을 감소시키고, 계면에서 계면활성제 headgroup간 상호작용을 증진시키기 때문이다. 또 한 각 diol의 방부력을 평가하기 위하여 MIC 측정을 수행 하였으며 방부력은 1,2-HDO > 1,2-PDO > 1,3-BDO 순서였다. 본 연구의 결과들은 diol들이 화장품에서 보조 계면활성제와 방부제로 이용될 수 있음을 확인 시켜 주웠다.

양이온 계면활성제인 tetradecyltrimethylammonium bromide (TTAB)에 의한 크레졸 이성질 체의 가용화에 미치는 치환기, 온도 그리고 NaCl과 n-부탄올과 같은 첨가제의 효과를 UV-Vis법으로 측정하였다. 가용화상수(K8)값은 o-크레졸<m-크레졸<p-크레졸 순으로 증가하였으며, 온도의 증가에 따라 이들 K8값은 감소하였다. 크레졸 이성질체들의 가용화에 대하여 계산한 ΔG0값과 ΔH0값은 모두 음의 값을 나타내었다. 그러나 ΔS0값은 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 ΔG0값은 n-부탄올의 농도가 증가할수록 증가하는 경향을 그러나 NaCl의 농도가 증가할수록 더욱 감소하는 경향을 보였다. 이러한 사실들로부터 크레졸 이성질체들의 가용화에는 엔탈피와 엔트로피가 동시에 기여하고 있으며, 또한 크레졸분자들이 가용화되는 위치는 미셀의 표면이나 palisade층에서 주로 이루어짐을 알 수 있다.

이 연구는 식물성 계면활성제를 사용하여 토코페릴아세테이트의 가용화와 유화력에 관한 연구이다. 고순도의 폴리글리세릴-10이소스테아레이트와 폴리글리세릴-10올리에이트를 혼합하여 우수한 가용화력과 유화력을 가진 식물성계면활성제를 합성하였다. 이 혼합원료의 이름을 Solubil EWG-1100 으로 칭하였다. 이 원료의 외관은 엷은 노란색의 페이스트, 고유의 냄새를 가지고 있었고, 비중은 1.12, 산가는 0.085이었다. 이 계면활성제의 HLB값은 평균값=15.18로 Griffin식을 통하여 계산하였다. 이 계면활성제가 토코페릴아세테이트를 가용화하는 거동을 메커니즘적으로 검증하였다. 가용화의 성능은 유관으로 평가하는 방법과 UV분광광도계로 650 nm에서 투과도 측정을 통하여 투명도를 평가하였다. 이 결과 3 %의 에탄올을 보조용매로 사용한 처방에서 토코페릴아세테이트를 가용화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 가용물의 약 5 배가 필요하였다. 에탄올을 보조용매로 사용하지 않은 처방에서 토코페릴아 세테이트를 가용화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 가용물의 약 7 배가 필요하였다. 또한 10 %의 토코페릴아세테이트를 유화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 1 wt%, 유화입경은 3.5 mm이었다. 안정하고 미세한 유화입자를 얻기 위하여, 토코페릴아세테이트의 농도가 증가할수록, Solubil EWG-1100 의 농도도 함께 증가해야 하는 것을 알 수 있었다. pH변화에 따른 계면활성제의 가용화력을 실험한 결과 pH=3.2의 산성영역, pH=7.0의 중성영역, pH=11.8의 알칼리성영역에서도 안정화된 가용화력을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 스킨케어처방, 민감성피부용제품, 악건성피부용 제품을 개발하는 화장품 분야에 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

이 연구는 피부 각질층의 구조와 동일한 구조를 형성하는 혼합계면활성제 (MimicLipid- MSM1000)로써 수크로오스다이스테아레이트, 폴리글리세릴-2다이올리에이트, 발효스쿠알란, 에르고스테롤, 10-하이드록시스테아릭애씨드로 이루어진 혼합물을 합성하였다. 이 혼합 계면활성제를 2~5wt%를 사용할 경우, 5~30층의 다중층 라멜라구조를 형성하는 인공 피부 모사체를 만들 수 있었다. 이 혼합계면활성제를 사용하여 에멀젼을 만들고, 다중층의 라멜라 상이 형성되는 것을 메커니즘 적으로 해석하였다. 이 계면활성제의 외관은 연한 갈색의 단단한 왁스이었고, HLB(hydrophilic lipophilic balance)는 12.53이었으며, 임계파라미터 값(critical parameter value)은 0.987, 산가는 0.13이었다. pH변화에 따른 안정성은 산성(3.8), 중성(7.2), 알칼리성(10.8)에서도 안정하였다. 액정의 입경은 5~25mm에서 가장 안정한 십자형 모양 (maltese cross) 라멜라액정 드롭플렛(lamellar crystalline droplet)이 형성됨을 알 수 있었다. 호모믹서의 교반속도 변화에 따른 유화입자의 크기는 2500rpm (17.9mm±2.6mm), 3500rpm (12.5mm±2.1mm), 4500rpm (6.2mm±1.8mm) 속도가 높아 질수록 작은 입자가 형성되었다. 편광현미경을 통하여 액정형성 입자를 관찰하였으며, 주사전자현미경(cryo-SEM)으로 액정의 형성 구조를 정밀하게 분석하였다. 응용분야로써, 각질층의 다중 라멜라 동일한 구조를 형성하는 피부모사체 형성 계면활성제를 사용하여 다양한 스킨케어화장료, 메이크업 케어 화장료, 두피보호용 화장료 등 다양한 처방개발에 폭 넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

For applications in cement-based materials, studies on carbon-based nanomaterials have been almost exclusively on carbon nanotubes, carbon nanofibers, and graphite oxide. Graphene sheets (GPs), as a kind of carbon-based nanomaterials, show unusual mechanical, electrical, optical, and other properties. In this paper, the main focus is to enhance the effect of GPs by improving dispersion through ultrasonication and use of surfactant. Then, dispersion and stability are quantitatively measured by comparing absorbance spectra through spectrophotometry and qualitatively observed through digital imaging and SEM imaging. Therefore, the dispersing protocol is optimized and the most effective and stable dispersion is achieved. At last, the piezoresistivities under compressive load of GPs/cement composites pastes at different additions of GPs are studied by comparing with plain cement paste.

이 연구는 유기농 식물성 계면활성제의 화장품 가용화력에 관한 연구이다. 유기농으로 인증된 원료를 사용하여 고순도의 폴리글리세릴-10올리에이트와 폴리글리세릴-10스테아레이트를 합성하여 우수한 가용화력을 가진 계면활성제를 개발하였다. 이 혼합원료의 이름을 Solubil ORG-1300으로 칭하였다. 이 원료의 외관은 엷은 노란색의 페이스트이었고, 특이한 고유의 냄새를 가지고 있었다. 비중은 1.15, 산가는 0.072±0.1로 순도가 높았다. 이 계면활성제의 HLB값은 평균값=15.1로 Griffin식을 사용 하여 계산하였다. 유기농 가용화제가 향과 오일을 어떻게 가용화되는가를 메커니즘적으로 해석하였다. 가용화 실험은 두 가지 오일에 대하여 성능실험을 통하여 육안으로 판별하고 UV분광광도계로 890nm에서 투과도를 측정하여 투명도를 평가하였다. 이 결과 베르가못오일을 가용화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 약 2배정도가 필요한 것으로 나타났다. 또한 토코페릴아세테이트를 가용화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 약 8배정도가 필요한 것으로 나타났다. pH변화에 따른 가용화력을 실험한 결과 pH=3.5의 산성영역, pH=7.2의 중성영역, pH=11.5의 알칼리성영역에서도 안정화된 가용화력을 보였다. 화장품의 응용분야로써 보습스킨토너 처방을 성공적으로 개발하였다. 이러한 결과를 바탕으로 스킨케어, 베이비 로션, 민감성 혹은 아토피 피부용 화장품에 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 계면활성제, 세정제, 유화제 등으로 화장품에 많이 사용된다. 이들은 제조 과정 중, ethylene oxide의 이량체화에 의해 인간에 몸에 유해한 1,4-dioxane이 부산물로 생성될 수 있다. 화장품 성분에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라, 퍼스널케어 시장에서 PEG 성분이 없는 보 다 안전한 에멀젼 연구의 필요성이 증대되고 있다. PEG-free 계면활성제로 사용되는 polyglycerol ester (PGE)는 비이온성 계면활성제로서 식품, 화장품 등의 분야에서 많이 사용되며 글리세롤과 지방산을 에스테르화 하여 생산된다. 본 연구에서는 PEG 성분을 함유하지 않은 나노에멀젼 제형의 개발 및 안정화를 목표로 하였다. 최적화된 나노에멀젼 제형 개발을 위해 RSM (Response Surface Methodology)를 사용하였다. 독립변수 및 변수의 범위 결정을 위한 예비 실험의 결과로 계면활성제 함량(2∼4%), 오일 함량(4∼ 8%), 폴리올 함량(12∼24%)을 독립변수로 설정하였다. 반응변수로는 제형의 입자 크기(particle size), 제타 전위(zeta potential), 현탁도(turbidity), 다분산지수(polydispersity index)를 측정하였다. 제조한 나노에 멀젼을 FIB (Focused ion beam)로 측정한 결과, 구형의 입자들이 100∼200 nm의 크기를 가지고 분포되어 있는 것을 확인하였다. 제조된 제형에 대해 30일 간 각 온도별(4℃, 25℃, 45℃) 안정성 평가를 진행하였고, 최적의 입자 크기, 현탁도, 다분산지수, 제타 전위를 고려한 최적의 처방은 계면활성제(2%), 오일(8%), 폴리올(24%)로 확인되었다.

수용성 비이온고분자인 Polyvinylalcohol (PVA), Polyvinylpyrrolidone (PVP), Hydroxypropyl cellusoe (HPC)와 iodine과의 착물 형성에 대한 계면활성제의 영향을 알아보기 위해 Sodiumdodecylsulfate을 포함하는 수용액에서 이들 사이의 반응을 수행하였다. PVP와 HPC에서 tri-iodide band의 적색 이동에 의하여 착물이 만들어졌다는 것을 알게되었고, PVA-iodine 착물에서는 500 nm 부근에서 고유의 특색있는 띠를 나타내었다. SDS 계면활성제의 존재는 PVA-iodine 착물의 파괴를 가져왔고, 고유의 푸른색도 사라지게 만들었다. 그러나 SDS 단량체는 PVP, HPC와 iodine의 착물 형성을 도와주는 경향을 나타내었다. 고분자 용액에서 겔이 만들어지는 것을 방해하는 n-propanol은 고 분자-iodine 착물이 형성되는 것을 도와주었다. SDS가 있을 때와 없을 경우의 영향을 알아보기 위해 순 수한 HPC와 HPC-iodine 착물을 만들고 이들의 성질을 조사하였다.