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- 저자 : 곽호재(Ho Jae Kwak) (검색결과 8 건)
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방사광 X-선 영상법을 활용한 마이크로/나노 구조 표면에서의 액체 퍼짐 가시화 연구
곽호재(Ho Jae Kwak),유동인(Dong In Yu),도승우(Seungwoo Doh),박현선(Hyun Sun Park),김무환(Moo Hwan Kim) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.8
최근들어 고체 표면의 젖음성을 향상시키기 위해 표면에 나노/마이크로 기술을 적용하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구를 통하여 나노 구조가 표면 젖음성을 향상 시킬 수 있고, 액체 퍼짐은 실 모세관(Capillary wicking)에 의해 형성된다는 것을 확인하였다. 그러나 대부분의 연구는 나노 구조의 작은 스케일 때문에 분석하는데 어려움이 있어서 퍼짐현상을 정성적으로 분석하고 있다. 본 연구에서는 마이크로/나노/마이크로-나노 구조를 갖는 실리콘 표면에서의 액적 계면 거동을 정량적으로 분석하였으며, 계면의 거동은 방사광 X선 영상법으로 직접 측면가시화를 진행하였다. 그 결과 모든 구조 표면에서 퍼짐 현상이 발생하였고, 액체 계면의 거동이 서로 다르게 나타났다. 마이크로구조의 경우 일정한 액막 두께를 유지하며 퍼졌고, 나노구조는 완만한 경사를 갖는 것으로 나타났다. 마이크로-나노 구조의 경우 두 가지가 결합된 형태의 퍼짐현상을 보였다. 또한, 액체의 퍼짐은 마이크로-나노 구조에서 가장 증진됨을 확인하였다. Nano/micro technology is currently applied to improve solid surface wettability, with recent research studies indicating that nanostructures can improve surface wettability in the hydrophilic direction, and liquid spreading (propagation) is generated by capillary wicking. The majority of the existing research involves qualitative analysis of the spreading phenomena, owing to the difficulty in conducting small-scale analysis (nanostructures). In this study, the droplet interfacial behavior on silicon surfaces with micro/nano/micro-nano structures is experimentally investigated. The interfacial behavior is directly visualized using synchrotron X-ray imaging (side view). The spreading phenomena occur on structured surfaces, and the liquid interface behaviors on the surfaces differ. The liquid film thickness is uniform during spreading on the microstructured surface, but not on the nano case which shows a gentle slope. These combined spreading shapes were observed on a micro-nano structured surface, and liquid propagation was enhanced when the micro- and nano-structures are combined.
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마이크로-나노 구조가 있는 표면에서의 액적 계면 거동 현상에 대한 연구
곽호재(Ho Jae Kwak),유동인(Dong In Yu),김무환(Moo Hwan Kim),박현선(Hyun Sun Park),키요후미 모리야마(Kiyofumi Moriyama),안호선(Ho Sun Ahn),김동억(Dong Eok Kim) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.5
최근 표면개질을 통한 젖음성 향상을 위하여, 마이크로와 나노 구조가 계층적(hierarchical)으로 존재하는 표면에 대한 연구가 공학 및 다양한 연구 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 계층적구조가 존재하는 표면에서 초친수성(super-hydrophillic)은 대개 물방울(water droplet)의 계면 거동에 의해 그 특성이 확인된다. 따라서, 본 연구에서는 초친수성 표면위에서의 물방울 계면 거동에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 포토리소그래피(photo lithography)공정과 건식 식각공정을 이용하여, 정량적으로 표면을 제작하였으며, 실험 표면에서의 계면 거동은 초고속카메라로 가시화하였다. 가시화 자료를 바탕으로, 물방울 계면거동은 표면에 존재하는 마이크로 및 나노구조의 지형학적 특성에 의해 영향을 받음을 확인하였다. Recently, surfaces with micro and nano structures are the focus of various research and engineering fields to enhance wetting characteristics of the surfaces. Hydrophilic surfaces with hierarchical structures are generally characterized by the interfacial behavior of water droplets. In this study, the interfacial behavior of water droplets is experimentally investigated considering the scale of structures. Using the dry etching and conventional lithography method, quantitative hierarchical structured surfaces are developed. The behavior of the liquid?vapor interface on the test sections is visualized using an automatic goniometer and a high-speed camera. On the basis of the visualized data, the interfacial behavior of water droplets is intensively investigated according to surface geometrical characteristics.
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마이크로 구조가 있는 소수성 표면에서 액적의 젖음성 상태에 대한 열역학적 모델 개발
유동인(Dong In Yu),도승우(Seoung Woo Doh),곽호재(Ho Jae Kwak),박현선(Hyun Sun Park),김무환(Moo Hwan Kim) 대한기계학회 2015 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2015 No.11
In this study, the wetting state on the hydrophobic micro-textured surfaces is experimentally and theoretically investigated. For the quantifiable analysis, the hydrophobic micro-textured surfaces are fabricated by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique. To clarify the wetting state depending on the geometrical morphology, the wetting state of a droplet on the surface is visualized by synchrotron X-ray radiography with a high spatial resolution (In this study, the size of a pixel was 1.74μm). On the basis of the visualized wetting state data, the thermodynamic model is theoretically developed to estimate the wetting state on the hydrophobic micro-textured surfaces.
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마이크로 기둥 구조가 있는 친수성 / 소수성 표면에서의 겉보기 접촉 각에 대한 연구
유동인(Dong In Yu),도승우(Seung Woo Doh),곽호재(Ho Jae Kwak),안호선(Ho Seon Ahn),김무환(Moo Hwan Kim),박현선(Hyun Sun Park) Korean Society for Precision Engineering 2014 한국정밀공학회지 Vol.31 No.2
In this study, the apparent contact angle on the hydrophilic/hydrophobic surfaces with micropillars was studied. The previous researches showed that the Wenzel equation and the Cassie-Baxter equation were thermodynamically derived for the rough hydrophilic/hydrophobic surfaces and generally referenced on the field of wetting phenomena. For the verification of both equations, the apparent contact angle on the hydrophilic/hydrophobic surfaces with micro-pillars was measured. In the comparison between the measured and estimated apparent contact angles with the equations, the differences between the apparent contact angles were analyzed. Conclusively, the available range and limitation of theoretical equations were investigated and further researches about the apparent contact angle on the rough surfaces were proposed.
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방사광 X-선 영상법을 이용한 소수성 미니채널에서의 동적접촉각 상관식에 대한 실험적 검증
박세현(Sehyeon Park),김희진(Heejin Kim),박성원(Sungwon Park),송민주(Minju Song),안호선(Ho Seon Ahn),곽호재(Ho Jae Kwak),유동인(Dong In Yu) 대한기계학회 2019 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2019 No.11
In hydrophobic small scaled channels, slug flow with moving contact lines is broadly developed at broad ranges of two phase flow map. Pressure drop of this flow is largely generated at moving contact line. Therefore, to well design two-phase flow system with small scales, it is important to estimate dynamic contact angle at moving contact line. In our previous research, the correlation to estimate dynamic contact angle had been developed on the basis experimental data of pressure drop at moving contact line. In this follow-up study, dynamic contact angles of a liquid slug in a hydrophobic minichannel(D=1.018mm) were visualized with synchrotron X-ray imaging. The previous correlation for dynamic contact angle was evaluated on the basis of visualization data.
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