수중 오염물질의 제거를 위한 이온 각인 및 선택적 흡착제의 합성 및 적용

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 농업생명과학대학 생태조경.지역시스템공학부(지역시스템공학전공), 2018. 8. 김성배.This dissertation deals with the synthetization, characterization, and evaluation of selective Cu(II) ion removal by Cu(II) imprinted mesoporous silica SBA-15 and Cu(II) imprinted silica gel, and selective nitrate removal by nitrate selectivity enhanced quaternary ammonium functionalized mesoporous silica SBA-15 and nitrate selectivity enhanced quaternary ammonium functionalized silica gel. Surface-imprinted poly(ethyleneimine) (PEI) grafted mesoporous silica SBA-15 (Cu-imprinted PEI-SBA-15) was synthesized and characterized for selective Cu(II) sorption from aqueous solutions. To enhance Cu(II) selectivity of Cu-imprinted PEI-SBA-15, Cu(II) loading on PEI-SBA-15 was increased through Cu(II) sorption under high-molar-concentration ratios of chloride (Cl-) and Cu(II) ions. Then, selective Cu(II) sorption sites were increased through imprinting processes (crosslinking and elution) on Cu-loaded PEI-SBA-15. Selectivity experiments were performed using Cu-imprinted PEI-SBA-15 prepared at various [Cl-]/[Cu(II)] ratios, ranging from 2 to 1000. In multinary solutions containing divalent ions such as Cu(II), Pb(II), Zn(II), Ni(II), and Co(II), Cu(II), selectivity was highest (79.62) at a [Cl-]/[Cu(II)] ratio of 500Chapter 1 Introduction 1 1.1 Background 2 1.2 Objectives 11 Chapter 2 Literature Review 13 2.1 Surface ion imprinting 14 2.2 Nitrate removal technology 38 Chapter 3 Enhancement of selective Cu(II) sorption through preparation of surface-imprinted mesoporous silica SBA-15 under high molar concentration ratios of chloride and copper ions 49 3.1. Materials and Methods 52 3.1.1. Preparation of PEI-SBA-15 52 3.1.2. Preparation of Cu-imprinted PEI-SBA-15 55 3.1.3. Characterization of PEI-SBA-15 and Cu-imprinted PEI-SBA-15 57 3.1.4. Cu(II) selectivity experiments 57 3.2. Results and Discussion 61 3.2.1. Characteristics of PEI-SBA-15 and Cu-imprinted PEI-SBA-15 61 3.2.2. Characteristics of PEI-SBA-15 and Cu-PEI-SBA-15 in Cu(II) selectivity 69 Chapter 4 Synthesis and characterization of Cu-imprinted PEI coated silica gel via surface imprinting 89 4.1. Materials and Methods 92 4.1.1. Synthesis of Cu-imprinted PEI coated silica gel 92 4.1.2. Characterization of PEI coated silica gel and Cu-imprinted PEI coated silica gel 96 4.1.3. Cu(II) selectivity experiments 96 4.1.4. Fixed bed column breakthrough experiments 100 4.2. Results and Discussion 102 4.2.1. Characteristics of PEI-silica gel and Cu-PEI-silica gel 102 4.2.2. Cu(II) sorption characteristics of PEI-silica gel and Cu-PEI-silica gel 106 Chapter 5 Effect of alkyl chain length of quaternary ammonium functionalized mesoporous silica on the selective nitrate removal in aqueous solution 120 5.1. Materials and Methods 123 5.1.1. Synthesis of quaternary ammonium functionalized mesoporous silica SBA-15 123 5.1.2. Characterization of Quaternary ammonium functionalized mesoporous silica 131 5.1.3. Nitrate sorption experiments 132 5.2. Results and Discussion 137 5.2.1. Characteristics of quaternary ammonium functionalized mesoporous silica SBA-15 137 5.2.2. Nitrate sorption Characteristics of quaternary ammonium functionalized mesoporous silica SBA-15 149 Chapter 6 Synthesis and characterization of Quaternary ammonium functionalized silica gel 164 6.1. Materials and Methods 167 6.1.1. Synthesis of quaternary ammonium functionalized silica gel 167 6.1.2. Characterization of Quaternary ammonium functionalized silica gel 168 6.1.3. Nitrate sorption batch experiments 170 6.1.4. Fixed bed column breakthrough experiments 174 6.2. Results and Discussion 180 6.2.1. Characteristics of quaternary ammonium functionalized silica gel 180 6.2.2. Nitrate sorption Characteristics of quaternary ammonium functionalized silica gel 186 Chapter 7 General Conclusion and Recommendations 217 7.1. General conclusion 218 7.2. Recommandations 222 Reference 224 국문초록 239Docto

Chemical vapor deposition of nickel and nickel oxide films with nickelocene

Docto

MPEG video source modelling and performance analysis of the video multiplexer

학위논문(박사)--서울大學校 大學院 :産業工學科,1995.Docto

염료제거를 통한 메조다공성 실리카와 아민기능화 메조다공성 실리카의 흡착특성 분석

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 생태조경.지역시스템공학부(지역시스템공학전공), 2013. 2. 김성배.본 연구에서는 메조다공성 실리카 MCM-41과 3-aminopropyltrimethoxysilane을 이용하여 개질한 amine-functionalized MCM-41(A-MCM-41)를 흡착제로 이용하여 수용액상의 염료(Methylene blue, acid blue 25)의 제거에 대하여 평가해보았다. MCM-41 입자는 흰색이며, Field emission scanning electron microscopy (FESEM)을 통하여 MCM-41 입자가 구 혹은 막대기와 같은 형상을 띠는 것을 확인하였다. 또한 Energy dispersive X-ray spectrometer (EDS)를 통해 MCM-41의 주요원소가 규소임을 확인하였다. 그리고 MCM-41의 Transmission electron microscope (TEM) 이미지를 통하여 MCM-41이 규칙적으로 배열된 기공하에 육각형의 구조를 지님을 확인하였다. MCM-41 입자의 크기는 527.9 ± 100.1 nm로 측정되었다. 질소기체 흡•탈착 분석을 통하여, MCM-41의 BET 비표면적은 1239.5 m2/g, 총 기공부피는 0.92 cm3/g, 평균 기공직경은 2.97 nm, 메조기공의 부피는 0.85 cm3/g으로 나타났다. MCM-41의 low-angle X-ray diffraction (XRD) 패턴분석결과, 2θ = 2.44°, 4.18°인 두 개의 극점은 (100), (110) 상이며, 이는 육각형의 기공구조에 의한 특성으로 보인다. MCM-41의 Fourier transform infrared (FTIR) 스펙트럼분석결과, 3449 (1/cm) 부근의 넓은 band와 1634, 965 (1/cm)에서의 극점은 실라놀그룹(Si-OH)의 vibration band에 의한 값으로 보인다. 또한 1095, 800(1/cm)에서의 극점은 Si-O-Si 그룹에 의한 결과로 보인다. A-MCM-41 또한 MCM-41과 같은 형태와 색을 띤다. EDS 분석결과 A-MCM-41 또한 규소가 주요원소임을 알 수 있었다. TEM 이미지 분석을 통하여 A-MCM-41은 개질후에도 MCM-41과 같이 규칙적으로 배열된 기공하에 육각형의 구조를 지님을 확인하였다. A-MCM-41 입자의 크기는 585.7 ± 105.6 nm으로 측정되었다. 질소기체 흡•탈착 분석을 통하여, A-MCM-41의 BET 비표면적은 509.9 m2/g, 총 기공부피는 0.34 cm3/g, 평균 기공직경은 2.69 nm, 메조기공의 부피는 0.22 cm3/g으로 나타났다. A-MCM-41의 low-angle X-ray diffraction (XRD) 패턴은 MCM-41의 주요 패턴과 유사하나 오른쪽으로 이동된 결과를 보이며 이는 APTMS를 통한 개질의 영향으로 보인다. A-MCM-41의 FTIR 스펙트럼분석결과, 1515, 1471 (1/cm)에서의 극점은 아민그룹(NH2)의 vibration band에 의한 결과로 보인다. MCM-41을 통한 염료제거를 평가하기 위하여 회분실험을 수행하였다. 실험결과 MCM-41은 methylene blue를 빠르게 흡착하여 15분에 평형에 도달하였다. Methylene blue에 대한 흡착능은 acid blue 25에 대한 흡착능보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. Langmuir 등온 모델을 통하여 methylene blue의 최대 흡착량은 126.1 mg/g으로 계산되었으며, 이는 acid blue 25의 최대흡착량(= 7.9 mg/g)의 약 16배에 달하였다. 회분실험 결과 MCM-41를 통한 methylene blue의 제거에 pH영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 흡착량은 pH가 4.1에서 10.3으로 증가함에 따라 33.5 mg/g에서 99.4 mg/g으로 증가하였다. 이에 비하여 acid blue 25에 대한 흡착량은 pH 4.1 에서 9.4 사이에서 4.7 mg/g 이하로 나타났다. A-MCM-41을 이용한 염료제거 회분실험 또한 수행하였다. 실험결과 A-MCM-41은 acid blue 25를 빠르게 흡착하여 10분에 평형에 도달하였다. Langmuir 등온 모델을 통하여 acid blue 25의 최대 흡착량은 45.9 mg/g으로 계산되었으며, 이는 methylene blue의 최대흡착량(= 13.7 mg/g)의 약 3.4배에 달한다. 회분실험 결과 A-MCM-41를 통한 acid blue 25의 제거에 pH영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 흡착량은 pH가 4.1에서 9.4로 증가함에 따라 28.7 mg/g에서 1.1 mg/g으로 감소하였다. 또한 methylene blue에 대한 흡착량은 pH 4.1 에서 7.6 사이에서 2.4 mg/g 이하로 나타났으나 pH = 9.0에서 13.3 mg/g, pH = 10.3에서 15.5 mg/g으로 증가하는 결과를 보였다. 이러한 결과들을 바탕으로 살펴볼 때, MCM-41은 methylene blue(양이온성 염료)의 제거에 효과적인데 비하여, A-MCM-41은 acid blue 25(음이온성 염료)의 제거에 효과적이었다. 이러한 결과는 A-MCM-41의 표면에 존재하는 아민그룹(NH2)에 의한 것으로 보인다. 본 연구를 통해 메조다공성 실리카는 표면 기능화를 통해 흡착제로서 다양한 오염물질의 제거에 사용할 수 있을 것으로 기대된다.The objective of this study is to investigate the removal of dyes (methylene blue and acid blue 25) from aqueous solution using mesoporous silica MCM-41 and MCM-41 functionalized with 3-aminopropyltrimethoxysilane (amine-functionalized MCM-41, A-MCM-41) as adsorbents. MCM-41 particles were white. The field emission scanning electron microscopy (FESEM) image indicated that MCM-41 had a sphere or rod-like morphology. The energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) pattern demonstrated that silicon (Si) was the major element of MCM-41. The transmission electron microscope (TEM) images showed that MCM-41 had a hexagonal shape with a regular arrangement of pores. The particle size analysis indicated that MCM-41 had a size of 527.9 ± 100.1 nm. From, N2 adsorption-desorption analysis, the BET surface area of MCM-41 was determined to be 1239.5 m2/g with total pore volume of 0.92 cm3/g, average pore diameter of 2.97 nm, and mesopore volume of 0.85 cm3/g. The low-angle X-ray diffraction (XRD) pattern indicated two peaks at 2θ = 2.44° and 4.18°, which are indexed to (100) and (110) reflections, respectively, characteristic for hexagonal mesostructures. In the Fourier transform infrared (FTIR) spectra of MCM-41, a broad band around 3449 (1/cm) along with the peaks at 1634 add 965 (1/cm) corresponded to the vibration bands of silanol groups (Si-OH). The bands at 1095 and 800 (1/cm) were attributed to the stretching vibration of Si-O-Si groups. A-MCM-41 also had the same color and shape as MCM-41. The EDS pattern of A-MCM-41 demonstrated that silicon was major element of A-MCM-41 also. TEM images showed that A-MCM-41 had a hexagonal shape with a regular arrangement of pores even functionalization. The particle size of A-MCM-41 was determined to be 585.7 ± 105.6 nm. The BET surface area of A-MCM-41 was 509.9 m2/g with total pore volume of 0.34 cm3/g, average pore diameter of 2.69 nm, and mesopore volume of 0.22 cm3/g. The low-angle XRD pattern indicated that the main peak signal of the MCM-41 XRD pattern existed in A-MCM-41 but shifted right due to the surface functionalization by APTMS. In the FTIR spectra, the peaks at 1515 and 1471 (1/cm) are due to the vibration bands of amine groups (NH2). Batch experiments were performed to examine the dye removal using MCM-41. Results showed that the adsorption of methylene blue to MCM-41 was fast process, reaching equilibrium at 15 min. The adsorption capacity of methylene blue was far greater than that of acid blue 25. The maximum adsorption capacity of methylene blue was determined to be 126.1 mg/g from the Langmuir isotherm model, which was 16 times greater than that of acid blue 25 (= 7.9 mg/g). Results also indicated that the removal of methylene blue in MCM-41 was very sensitive to solution pH changes. The adsorption capacity increased from 33.5 to 99.4 mg/g with increasing pH from 4.1 to 10.3. Meanwhile, the adsorption capacity of acid blue 25 was below 4.7 mg/g throughout the pH between 4.1 and 9.4. Batch experiments were also performed to observe the dye removal using A-MCM-41. Results showed that the adsorption of acid blue 25 to A-MCM-41 was fast, reaching equilibrium at 10 min. The adsorption capacity of acid blue 25 was greater than that of methylene blue. The maximum adsorption capacity of acid blue 25 was determined to be 45.9 mg/g from the Langmuir isotherm model, which was 3.4 times greater than that of methylene blue (= 13.7 mg/g). Results also indicated that the removal of acid blue 25 in A-MCM-41 was very sensitive to solution pH changes. The adsorption capacity decreased from 28.7 to 1.1 mg/g with increasing pH from 4.1 to 9.4. Meanwhile, the adsorption capacity of methylene blue was below 2.4 mg/g at pH 4.1-7.6. However, the adsorption capacity increased to 13.3 mg/g at pH = 9.0 and 15.5 mg/g at pH 10.3. Results showed that MCM-41 was far more effective in the removal of methylene blue (cationic dye), whereas A-MCM-41 was better at the removal of acid blue 25 (anionic dye). This could be attributed to the presence of amine groups (NH2) on the surfaces of A-MCM-41. This study demonstrated that mesoporous silica could be used as adsorbents to remove various types of contaminants through surface functionalization.Abstract i Contents iv List of Tables vi List of Figures vii I. Introduction 1 1. Background 1 2. Objectives 5 3. Method of approach 5 II. Literature Review 6 1. Contaminant removal by mesoporous silica 6 2. Dye removal by mesoporous silica 13 III. Materials and Methods 23 1. Synthesis of mesoporous silica MCM-41 23 2. Synthesis of amine-functionalized MCM-41 24 3. Characterization of MCM-41 and A-MCM-41 26 4. Batch experiments 27 5. Data analysis 31 IV. Results and Discussion 32 1. Characteristics of MCM-41 and A-MCM-41 32 2. Dye removal by MCM-41 and A-MCM-41 50 V. Conclusions 70 VI. References 71 국문초록 76 감사의 글 79Maste

Clinical characteristics of headache in orofacial pain patients

치의학과/석사[한글]두통은 매우 흔한 질환 중 하나로 개인적으로나 사회적으로 미치는 영향이 크다. 측두하악장애는 측두하악관절과 주위 근육의 통증과 기능장애를 통칭하는 용어로 전 인구의 70%에서 하나 이상의 관련된 증상을 호소할만큼 흔한 질환이다. 두통과 측두하악장애의 연관성에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있으며, 몇몇 저자들은 일부 두통이 측두하악장애와 관련이 있는 것으로 보고하였다.본 연구는 구강내과, 턱관절 및 안면통증 클리닉에 내원한 구강안면통증 환자의 두통 양상을 분석해 보았다. 전체 530명의 환자 중 긴장형 두통이 292명(48.5%)으로 가장 높은 비율을 차지하였고, 무전조성 편두통이 90명(15.0%), 개연적 편두통이 64명(10.6%), 유전조성 편두통이 43명(7.1%), 개연적 긴장형 두통이 29명(4.8%), 기타 일차성 두통이 11명(1.8%)으로 나타나 긴장형 두통 군의 비율이 상당히 높게 나타났는데 이는 구강안면통증 환자들이 대부분 근막동통 등 두개안면 근육의 통증을 동반하기 때문인 것으로 추측할 수 있다.성별에 따른 분류에서 편두통은 남성(25.3%)보다 여성(35.8%)에서 높은 발생율을 나타냈다. 연령에 따른 분류에서는 20대와 30대에서 편두통 군의 비율이 각각 42.2%, 40.0%로 높게 나타났고, 연령이 증가할수록 감소하다가 50대에서 다시 증가추세를 나타내는 양상을 보여 기존의 연구들과 일치하는 결과를 보였다.이전에 두통 때문에 진료를 받았던 경험이 있는 환자는 139명으로 26.2%에 불과했으며, 자신의 진단명을 알고 있는 경우는 46명으로 전체 환자의 8.7%밖에 되지 않았다. 이와 같이 환자들이 두통으로 인해 병원에서 진단 및 치료를 받는 경우는 드문 실정이지만, 구강안면통증과 두통은 동반되어 나타나는 경우가 많기 때문에 구강안면통증을 주소로 내원한 환자에서 두통이 동반된 경우 이에 대한 정확한 진단과 치료가 필요하리라 사료된다.또한 측두하악장애는 두통의 유발 및 악화요인이 될 수 있으므로 두통 환자의 진단 및 치료시 측두하악장애의 증상에 대한 평가 및 적절한 관리가 중요하리라 사료되며, 향후 측두하악장애의 원인요소가 두통에 미치는 영향과 측두하악장애의 치료에 따른 두통의 변화 양상을 연구하는 등 보다 체계적이고 다양한 접근이 필요할 것으로 생각되는 바이다. [영문]Headache is a common disease which influences not only individually but also socially. Temporomandibular disorders(TMD) refers to pain and dysfunction within the temporomandibular joint(TMJ) and associated muscles. TMD is presented commonly, and 70% of population are found to have one or more related symptom. A number of studies have been conducted to verify the association between headache and TMD, and some authors have proposed that headache and TMD may be related.In this study, we studied the patterns of headache presented by the patients who visited the TMJ and Orofacial pain clinic. Among the patients participated in this study, tension type headache showed the highest prevalence(48.%), followed by migraine without aura(15.0%), probable migraine(10.6%), migraine with aura(7.1%), probable tension type headache(4.8%), and other primary headaches(1.8%). The high prevalence of tension type headache may be due to the accompaniment of orofacial pain by pericranial muscle tenderness.Comparison of sex showed that the rate of migraine was higher in female than male(female to male ratio 35.8:25.3). In age analysis, the rate of migraine was high in the twenties(42.2%) and the thirties(40.0%). As the age increased, the rate of migraine decreased, and this trend was in accordance with the previous studies.The percentage of the patients who had previously received treatment was only 26.2%, and that of those who were aware of the diagnosis was merely 8.7%. Therefore, it is not common for headache patients to get treatment, however, since orofacial pain is often accompanied by headache, more systematic diagnosis as well as precise treatment would be necessary.Moreover, since TMD could induce and aggravate headache, proper evaluation and management of TMD would be essential for diagnosis and treatment of headache. In the future, more systematic and broad investigation on the influence of causative factors of TMD on headache as well as the change in headache pattern with the treatment of TMD would be required.ope

구강편평태선에서 NOD 유사수용체의 발현

Dept. of Dental Science/박사Oral lichen planus (OLP) is a common chronic inflammatory disease of the oral mucosa. The etiology is exactly unknown, and there is no specific cure for OLP and the management can be difficult. The innate immune system is the first line of host defense against pathogens and imbalances in this system contribute to serious infectious disease and to chronic inflammatory and autoimmune disease. Nucleotide-binding oligomerization domain (NOD) is a pivotal sensor protein of the innate immune system, and has been suggested to play a important role in the maintenance of homeostasis and progression of inflammatory oral disease. However, the relationship of NOD and OLP has not been reported yet. The aim of the present study is to explore the relationship of NOD and OLP. In this study, we examined the expression of NOD1 and NOD2 in OLP patients by RT-PCR and immunohistochemistry. The result showed that the expression of NOD1 and NOD2 was increased markedly in OLP group compared to control group, especially NOD2. We suggest NOD1 and NOD2 have an important role in the pathogenesis and maintenance of OLP, especially NOD2. We propose that NOD1 and NOD2 could be a new target for diagnosis and treatment of OLP.ope

Remote Plastma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Low Temperature SiO2 Films

Maste

The impact of Fine Dust Particles on Demand for Pork Belly

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 농업생명과학대학 농경제사회학부, 2020. 8. 김관수.한국에서 미세먼지 문제가 주요 사회 이슈로 떠오른 것은 2014년 무렵이다. 기상예보에 미세먼지가 포함되고 언론에서 미세먼지에 대한 언급을 쏟아내기 시작한 시기다. 미세먼지와 연관된 위안 소비 품목은 삼겹살이다. 삼겹살의 기름기가 미세먼지를 배출하는 데 도움이 된다는 속설에 기인한다. 미세먼지의 심각성이 대두되면 소비자들은 미세먼지의 위험을 회피하기 위해 미세먼지 위험을 줄이는 효능이 있다고 알려진 품목의 소비를 늘릴 것이다. 농식품 중에서는 미세먼지 배출에 삼겹살이 좋다는 속설을 떠올려 돼지고기 또는 삼겹살의 구매를 늘릴 것으로 예상해볼 수 있다. 본 연구에서는 이 가설을 준이상적수요체계(Almost Ideal Demand System; AIDS) 이론에 입각해 확인하고자 하였다. 분석 자료로는 농촌진흥청에서 구성한 2010년부터 2017년까지의 농식품 소비자패널 조사의 가구별 소비 데이터와 환경부의 미세먼지 농도 데이터, 언론진흥재단의 미세먼지 관련 보도 건수를 활용했다. 특히 보도 건수는 언론의 집중도를 고려해 전체 언론 보도 수 대비 미세먼지 관련 보도 건수의 비중을 변수로 설정했다. 모든 변수는 소비가 1주일 단위로 이뤄진다는 점을 고려해 주간 단위 데이터를 구성했다.제 1 장 서 론 1 제 1 절 연구 배경 및 필요성 1 제 2 절 연구의 방법 및 논문의 구성 4 제 3 절 선행 연구의 고찰 5 1. 위험정보가 농식품 소비에 미치는 영향 5 2. 미세먼지가 소비에 미치는 영향 8 3. 선행연구의 의의 및 차별성 10 제 2 장 분석 자료 및 분석 모형 12 제 1 절 자료의 특성 12 1. 소비 데이터 12 2. 미세먼지 데이터 14 제 2 절 분석 방법 21 1. AIDS 모형 21 2. 탄력성 26 제 3 장 분석결과 29 제 1 절 AIDS 모형 추정 결과 29 제 2 절 탄력성 추정 결과 34 제 4 장 결론 40 참고문헌 44 Abstract 48Maste

A Study on the Optimization of Power Consumption Pattern using Building Smart Microgrid Test-Bed

The microgrid system is the combination of photovoltaic(PV) array, load, and battery energy storage system. The control strategies were defined as multi-modes of operation, including rest operation without use of battery, power charging, and power discharging, which enables grid connected mode or islanded mode. Photovoltaic power is a problem of the uniformity of power quality because the power generated from solar light is very sensitive to variation of insolation and duration of sunshine. As a solution to the above problem, energy storage system(ESS) is considered generally. There fore, in this study, we did basic research activities about optimization method of the amount of energy used, using a smart microgrid test-bed constructed in building. First, we analyzed the daily, monthly and period energy pattern amount of power energy used, and analyzed PV power generation level which is built on the roof. Utilizing building energy pattern analysis data, we was studied an efficient method of employing the ESS about building power consumption pattern and PV generation.2

Improvement in the electric field induced strain properties of Bi-based relaxor ferroelectrics via ceramic-ceramic composite processing

압전세라믹은 발진자, 레조네이터, 액추에이터 등과 같은 전자부품소재로 실용화되고 있으며 전기기계 결합계수(kp), 기계적 품질계수(Qm), 압전계수(d33) 등과 같은 압전 특성이 뛰어난 Pb(Zr,Ti)O3 (PZT)계 물질이 사용되고 있다. 그러나 PZT계 화합물로 제작된 전자부품들은 인체와 환경에 유해한 납(Pb)이 60wt% 이상 포함되어 있어 선진국에서는 생산과 사용을 제한하고 있다. 이 때문에 최근 산업계에서는 납이 포함되지 않는 친환경 무연(lead-free) 압전 소재 개발이 요구되고 있다. Bi계 무연 압전세라믹스의 높은 변형률은 고전계에서만 발생되기 때문에 액추에이터 등의 응용분야에 적용하기 위해서는, 높은 변형이 저전계에서 나타나도록 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는, 거대변형이 나타나기 위한 임계 전계 값 (Ecrit)을 보다 낮추기 위해 첫번째로 강유전성 0.99Bi1/2(Na0.82K0.18)1/2O3 + 0.01(Ba1/2Ca1/2)ZrO2 (BNKT18-1BCZ)와 0.99Bi1/2(Na0.78K0.22)1/2O3 + 0.01(Ba1/2Ca1/2)ZrO2 (BNKT22-1BCZ)입자를 완화형 강유전체 (relaxor, 이하 RE)인 (1-x)Bi1/2Na1/2TiO3-xSrTiO3 (x = 0.26, 0.28, 0.30) 고용체에 고루 분산시키는 방법을 이용하여 RE-FE 세라믹 복합소재 제작을 시도하였다. BNKT18-1BCZ와 BNKT22-1BCZ를 각각 0, 10, 20, 30그리고 100 wt.%의 비율로 (1-x)BNT-xST (x = 0.26, 0.28, 0.30)에 각각 혼합하여 결정구조, 밀도, 미세구조, 유전특성 그리고 전계유기 변형율 (electric-field-induced strain)의 변화를 살펴보고 분석하였다. BNST/BNKT-1BCZ세라믹은 각각 하소하여 페로브스카이트상을 형성시킨 후 혼합분말로 만들었으며, 원판형 몰드로 성형을 한 후 전기로를 이용하여 소결하였다. 세라믹 복합소재의 전계 유기변형율은 BNST28에 30 wt.%의 BNKT18-1BCZ를 첨가하였을 때, 저전계 3 kV/mm에서 정규화변형율 (Smax/Emax)= 730 pm/V라는 높은 변형률 값을 얻을 수 있었다. 이러한 결과로 볼 때 BNST28/BNKT18-1BCZ 세라믹 복합소재는 향후 액추에이터로 제작, 적용이 가능한 후보 물질로 생각되며, 무연압전세라믹스를 복합소재로 제작하는 방법이 기존의 무연압전세라믹스의 한계를 극복할 수 있는 전도유망한 방법이라 생각된다. 두번째로는 (1-x)BNT-xST (x=20, 22, 24, 25, 26, 28, 30)을 제작하여 평균 BNST25가 되게 합성하는 방법을 이용하여 세라믹 복합소재 제작을 시도하였다. BNST를 각각 50 wt.%의 비율로 혼합하여 결정구조, 밀도, 미세구조, 유전특성 그리고 전계유기 변형율 (electric-field-induced strain)의 변화를 살펴보고 분석하였다. BNST세라믹은 각각 하소하여 페로브스카이트상을 형성시킨 후 혼합분말로 만들었으며, 원판형 몰드로 성형을 한 후 전기로를 이용하여 소결하였다. 세라믹 복합소재의 전계유기변형율은 BNST28/BNST22를 혼합하였을 때, 저전계 2 kV/mm에서 정규화변형율(Smax/Emax) = 950 pm/V라는 높은 변형률 값을 얻을 수 있었다. 이러한 결과로 볼 때 상기 BNST28/BNKT18-1BCZ 세라믹 복합소재와 동일하게 BNST 세라믹 복합소재 역시 향후 액추에이터로 제작, 적용이 가능한 후보 물질로 생각되며, 무연압전세라믹스를 복합소재로 제작하는 방법이 기존의 무연압전세라믹스의 한계를 극복할 수 있는 전도유망한 방법이라 생각된다.Docto