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Contents
Part 1. Smart Oil-capsules for Ultra-low Friction 23
Chapter 1. Background 23
1.1. Bearing 23
1.2. Organogel 25
1.3. Emulsion 27
1.4. Low friction high durability evaluation method 29
1.5. Reference 30
Chapter 2. METHOD FOR MANUFACTURING OIL GEL CAPSULES USING WATER EMULSION PROCESS AND METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE CONTACT PART INCLUDING OIL GEL CAPSULES 31
2.1. Abstract 31
2.2. Introduction 32
2.3. Experiment 35
2.4. Results and Discussion 38
2.5. Summary 60
2.6. Reference 61
Chapter 3. METHOD FOR MANUFACTURING OIL GEL CAPSULES USING ORGANIC SOLVENT EMULSION PROCESS AND METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE CONTACT PART INCLUDING OIL GEL CAPSULES 62
3.1. Abstract 62
3.2. Introduction 63
3.3. Experiment 68
3.4. Results and Discussion 72
3.5. Summary 81
3.6. Reference 82
Part 2. Nanobubbles in Cosmetics 83
Chapter 1. Background 83
1.1. Nanobubble 83
1.2. Reference 90
Chapter 2. Effects of nanobubbles in dermal delivery of drugs and cosmetics 92
2.1. Abstract 92
2.2. Introduction 93
2.3. Experiment 98
2.4. Results and Discussion 102
2.5. Summary 110
2.6. Reference 111
Table 1. Cumulative concentration of active ingredient across the membrane over time at room temperature. 106
Figure 1-1. History of bearing 23
Figure 1-2. Structure of bearing 24
Figure 1-3. Fibrosis of Gelator and gel state as a function of temperature 25
Figure 1-4. Changes in the sol-gel phase of organogel in response to external stimuli 26
Figure 1-5. Principle of O/W emulsion generation 28
Figure 1-6. Frictional wear test method 29
Figure 1-7. The course of action of oil gel capsules 34
Figure 1-8. Manufacturing method of oil gel capsule 36
Figure 1-9. DSC measurement of the phase transition temperature of oil gels according to the weight ratio of 12-HSA 38
Figure 1-10. Photo taken at 25℃ after forming an oil gel with a phase transition temperature of about 62℃ by mixing engine oil and 12-HSA 2wt%... 41
Figure 1-11. Photo taken by mixing engine oil and 2wt% of 12-HSA to form an oil gel having a phase transition temperature of about 62℃ and then heating it to 90℃... 43
Figure 1-12. Emulsion photograph by adding and mixing 2wt% PVA aqueous solution to oil gel 45
Figure 1-13. Confocal fluorescence images of oil gel capsules in aqueous emulsions 1 46
Figure 1-14. Confocal fluorescence images of oil gel capsules in aqueous emulsions 2 47
Figure 1-15. Confocal fluorescence images of oil gel capsules in aqueous emulsions 3 48
Figure 1-16. Size distribution of oil gel capsules in aqueous emulsion measured by DLS... 49
Figure 1-17. Aqueous Emulsion Freeze Dried Oil Powder Pictures... 52
Figure 1-18. The first organic solution obtained by re-dispersing 10wt% oil powder in organic solvent NMP... 55
Figure 1-19. Overlay mix solution in which the first organic solution is mixed with the second organic solution containing... 56
Figure 1-20. Photo of overlay mix solution coated on the surface of a bearing alloy... 57
Figure 1-21. Steel disk specimen linear reciprocating friction test 58
Figure 1-22. Comparison of oil gel capsule manufacturing methods 65
Figure 1-23. How Oil Gel Capsules Work 66
Figure 1-24. (a) Oil gel capsule manufacturing process 69
Figure 1-24. (b) Oil gel capsule manufacturing process 69
Figure 1-25. Bearing coating layer manufacturing process 70
Figure 1-26. Result of friction coefficient measured by Ball-on-Disk Friction Test mode 72
Figure 1-27. Comparison of daily yield 73
Figure 1-28. Rotary Load-Step test data 74
Figure 1-29. Linear reciprocating Full-load test data 75
Figure 1-30. Linear reciprocating Load-step test data 77
Figure 1-31. Wear photos after linear reciprocating friction test of bearing specimens according to oil gel capsule content 78
Figure 1-32. Wear depth measurement data after linear reciprocating friction test of bearing specimen according to oil gel capsule content 79
Figure 2-1. A mimetic diagram of bubble movement or contraction and expansion according to bubble size 83
Figure 2-2. Stability of nanobubbles (how long nanobubbles survive in water) 85
Figure 2-3. Photo of Brownian motion of nanobubble (movement can be seen in the video) 87
Figure 2-4. (a) Photograph of microbubble water showing opacity (b) Photo of nanobubble water showing transparency... 88
Figure 2-5. Schematic diagram of comparison of active ingredient delivery power according to the presence or absence of nanobubbles 95
Figure 2-6. Composition of the Franz Cell 97
Figure 2-7. Schematic diagram of Franz Cell Experiment 1 99
Figure 2-8. Schematic diagram of Franz Cell Experiment 2 100
Figure 2-9. (a) Photographs of NB oil and pure oil in the presence of green laser irradiation. (b) NTA data of produced NB oil 104
Figure 2-10. Cumulative concentration of active ingredient across the membrane over time at room temperature 107
Figure 2-11. (a) Confirmation of cytotoxicity of NB (Control: cell culture with pure oil/ NBs Oil : Cell culture with NB oil... 109
Equation. 2-1. Brownian motion equation. 84
목차
1부 스마트 오일 캡슐을 함유하는 초저마찰 코팅 소재 개발 115
1장 배경지식(Background) 115
1.1. 베어링 (Bearing) 115
1.2. 오가노젤 (Organogel) 116
1.3. 에멀젼 (Emulsion) 119
1.4. 저마찰 평가 방법 (Low friction high durability evaluation method) 122
1.5. 참고문헌 (Reference) 123
2장 수상 에멀젼 공정을 이용한 스마트 오일젤 캡슐 제조 방법 및 스마트 오일젤 캡슐 함유 초저마찰 코팅 소재 제조 124
2.1. 초록 (Abstract) 124
2.2. 서론 (Introduction) 125
2.3. 실험 (Experiment) 131
2.4. 결과 및 논의 (Results and Discussion) 134
2.5. 요약 (Summary) 157
2.6. 참고문헌 (Reference) 158
3장 유기용매상 에멀젼 공정을 이용한 스마트 오일젤 캡슐 제조 방법 및 스마트 오일젤 캡슐 함유 초저마찰 코팅 소재 제조 159
3.1. 초록(Abstract) 159
3.2. 서론 (Introduction) 160
3.3. 실험 (Experiment) 166
3.4. 결과 및 논의 (Results and Discussion) 171
3.5. 요약 (Summary) 180
3.6. 참고문헌 (Reference) 181
2부 나노버블의 기능성 화장품 효능 향상에 관한 연구 182
1장 배경지식 (Background) 182
1.1. 나노버블 (Nanobubbles) 182
1.2. 참고문헌 (Reference) 190
2장 약물 및 화장품의 피부전달에 대한 나노 버블의 효과 192
2.1. 초록 (Abstract) 192
2.2. 서론 (Introduction) 193
2.3. 실험 (Experiment) 199
2.4. 결과 및 논의 (Results and Discussion) 205
2.5. 요약 (Summary) 214
2.6. 참고문헌 (Reference) 215
표 1. 실온에서 시간 경과에 따른 막을 통과한 유효 성분의 누적 농도. 209
그림 1-1. 베어링의 역사 115
그림 1-2. 베어링의 구조 116
그림 1-3. 젤레이터의 섬유화 및 온도에 따른 상태 117
그림 1-4. 외부 자극에 따른 오가노젤의 졸-겔 상 변화 118
그림 1-5. O/W 에멀젼 생성의 원리 121
그림 1-6. 마찰 마모 시험 방식 122
그림 1-7. 오일젤 캡슐 작용 과정 129
그림 1-8. 오일젤 캡슐의 제조 방법 132
그림 1-9. 12-HSA의 중량 비율에 따른 오일젤의 상 전이 온도 DSC 측정 134
그림 1-10. 엔진 오일 및 2wt%의 12-HSA를 혼합하여 약 62℃의 상 전이 온도를 가지는 오일젤을 형성한 후 25℃에서 촬영한 사진... 137
그림 1-11. 엔진 오일 및 2wt%의 12-HSA를 혼합하여 약 62℃의 상 전이 온도를 가지는 오일젤을 형성한 후 90℃로 가열하여 촬영한 사진... 139
그림 1-12. 오일젤에 2wt% PVA 수용액을 첨가하여 혼합한 에멀젼 사진 141
그림 1-13. 수용액 에멀젼 내 오일젤 캡슐의 공초점 형광 이미지 1 142
그림 1-14. 수용액 에멀젼 내 오일젤 캡슐의 공초점 형광 이미지 2 143
그림 1-15. 수용액 에멀젼 내 오일젤 캡슐의 공초점 형광 이미지 3 144
그림 1-16. DLS (Dynamic Light Scattering : 동적 광산란 입도 분석기)로 측정한 수용액 에멀젼 내 오일젤 캡슐의 크기 분포도 145
그림 1-17. 수용액 에멀젼 동결 건조한 오일 파우더 사진 (a) 형광 색소 첨가하지 않음 (b) 형광 색소 첨가 149
그림 1-18. 유기용매 NMP에 10wt% 오일 파우더 재분산한 제 1 유기용액 (a) 색소 첨가하지 않음 (b) 색소 첨가 152
그림 1-19. 제 1 유기용액을 폴리아미드이미드 및 첨가제 포함하는 제 2 유기용액과 1 : 1 비율로 혼합한 오버레이 혼합 용액... 153
그림 1-20. 오버레이 혼합 용액을 베어링 합금의 표면에 코팅한 사진 (a) 색소 첨가하지 않음 (b) 색소 첨가 154
그림 1-21. 스틸 디스크 시편 직선 왕복동 마찰시험 155
그림 1-22. 오일젤 캡슐 제조 방법 비교 163
그림 1-23. 오일젤 캡슐 작용 과정 164
그림 1-24. (a) 오일젤 캡슐 제조 공정 168
그림 1-24. (b) 오일젤 캡슐 제조 공정 168
그림 1-25. 베어링 코팅층 제조 과정 169
그림 1-26. Ball-on-Disk Friction Test mode로 진행하여 측정한 마찰 계수 결과 171
그림 1-27. 일 생산량 비교 데이터 172
그림 1-28. 회전식 Load-Step test data 173
그림 1-29. 직선왕복동 Full-load test data 174
그림 1-30. 직선왕복동 Load-Step test data 176
그림 1-31. 오일젤 캡슐 함유량에 따른 베어링 시편 직선왕복동 마찰테스트 후 마모 사진 177
그림 1-32. 오일젤 캡슐 함유량에 따른 베어링 시편 직선왕복동 마찰테스트 후 마모 깊이 측정 data 178
그림 2-1. 버블 크기에 따른 버블의 운동 또는 수축과 팽창에 관한 모식도 182
그림 2-2. 나노 버블의 안정성 (나노 버블이 물 안에서 생존하는 기간) 185
그림 2-3. 나노 버블의 브라운 운동 촬영 사진 (영상은 움직임을 확인할 수 있음) 187
그림 2-4. (a)불투명성을 보이는 마이크로버블수 사진 (b) 투명성을 보이는 나노버블수의 사진... 188
그림 2-5. 나노 버블 유무에 따른 유효성분 전달력 비교 모식도 196
그림 2-6. 프란츠 셀의 구성 198
그림 2-7. 프란츠 셀 실험 1 모식도 200
그림 2-8. 프란츠 셀 실험 2 모식도 201
그림 2-9. (a) 초록색 레이저 조사가 있는 상태에서 NB 오일과 순수 NB의 사진. (b) 생성된 NB 오일의 NTA 데이터 206
그림 2-10. 실온에서 시간 경과에 따른 막을 통과한 유효 성분의 누적 농도. 210
그림 2-11. (a) NB의 세포 독성 확인. (Control : 순수 오일과 함께 세포 배양/... 213
식. 2-1. 브라운 운동식. 184