• 새물리
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• 제68권12호
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• pp.1315-1323
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• 2018

본 연구에서는 폐 커피분말을 열처리 조건에 따른 탄화과정을 거쳐 리튬 이온 이차전지의 음극 활물질 재료로 응용하기 위한 실험을 진행하였다. 이차전지의 음극 활물질로 사용한 커피분말은 커피 껍질이 아닌 커피 알맹이로부터 얻은 것으로, 커피를 내리고 남은 커피분말을 공기 중에서 건조하고 $Ar/H_2$ 분위기에서 열처리하여 기공(pore)이 있는 활성 탄소 분말 형태로 얻을 수 있었다. 전기화학적인 특성을 조사한 결과 약 0.2 V에서 Li의 삽입, 0.01 V에서 Li의 탈리가 관찰되었다. $700^{\circ}C$에서 열처리된 시료에 대해 1000 mA/g의 전류밀도로 1000 사이클 충방전 후 측정된 비용량은 303 mAh/g 이었으며 99.5% 이상의 쿨롱(Coulomb) 효율을 나타내었다. 폐 커피분말을 이용한 리튬이온이차전지는 기공으로 인한 표면적 증가와 이온 및 전자전도 특성 개선으로 전기화학적인 성능 향상을 보였으며, 또한 재활용을 통한 전지 제조 가격을 낮출 수 있는 이점이 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1659-1668
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• 2020

본 연구의 목적은 코로나-19 확산 속에서 손 씻기 교육 프로그램 적용이 지적장애 아동들의 손 씻기 빈도와 방법에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 연구대상은 지적장애 아동 14명이며, 시각적 영상 자료를 활용한 손 씻기 교육에 참여하였다. 손 씻기 교육 프로그램은 소개, 이론교육, 실습으로 구성되었으며, 매주 2회로 16회기, 총 8주간 실시하였다. 손 씻기 이론교육은 손 씻기 중요성과 적응증, 올바른 손 씻기 단계와 방법, 손 씻기 도구 사용방법, 그리고 손 소독제 특성을 포함한 손 소독제 사용방법, 손 씻기로 인한 피부 손상 예방으로 구성되었다. 손 씻기 평가는 손 씻기 빈도와 방법 관찰 기록지를 활용하여 실시되었다. 손 씻기 빈도는 일상생활의 일과 중에서 손을 씻는 빈도를 평가하였으며, 일별, 월별 빈도를 분석하였다. 손 씻는 방법은 손 씻는 도구사용, 시간, 부위, 손 씻은 후 건조방법으로 구분하여 평가하였다. 그 결과 손 씻기 교육 프로그램 적용 후 대상자들의 손 씻는 빈도가 증가하였고, 손 씻는 방법도 향상되었다. 코로나-19 확산 속에서 적극적인 감염예방 방법으로 손 씻기는 매우 중요하다. 따라서, 본 연구결과를 토대로, 지적장애 아동들의 손 씻기 빈도를 증가시키고, 손 씻기 방법을 향상시키기 위해서 손 씩기 교육의 적용을 고려해야 할 것이다.

• 식품과학과 산업
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• 제55권2호
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• pp.154-165
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• 2022

인간이 최소 8,500년 이상 이용하고 섭취를 해온 누에는 화학물질과 공해에 매우 민감하다. 뽕나무 밭이나 누에를 키우는 잠실 근처의 농작물 재배용 밭이나 과수원에서 병해충 방제를 위해 살포한 농약이 비산 되면, 매우 적은 양의 농약이 누에의 먹이가 되는 뽕나무 잎을 오염시키거나, 잠실로 침투해도 누에 유충은 섭식을 더 이상 하지 않아서 성장을 멈추고 죽는 특징이 있다(양잠보급과, 2022). 그리고, 누에 유충은 가축 배설물에서 나는 냄새와 차량통행에서 나오는 공해 물질과 먼지에도 매우 민감하므로(양잠보급과, 2022), 정상적으로 성장한 누에는 천연식품으로 간주할 수 있다. 누에제품들에 대한 성분분석결과를 보면 5령3일 동결건조 누에 분말(권해용 등, 2019)과 홍잠 분말(Ji 등, 2016, 2017, 2019)에서는 중금속이 전혀 검출되지 않는다. 그러므로, 누에를 이용하여 제조된 제품들의 안전성은 다른 곤충식품이나 육류에 비하여 매우 높다. 하지만, 누에는 오로지 뽕 나뭇잎 만을 섭취하고, 5령 동안 전 생애 섭취하는 뽕 나뭇잎의 80% 이상을 섭취하기 때문에 단 기간 고강도의 노동이 필요하므로, 제품의 단가가 높은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 누에 사육에 자동화 시스템을 도입해서, 노동력 투입을 줄이면서 품질이 일정한 제품을 생산할 수 있어야 한다. 현재 선진국들은 의생명과학의 발전과 개인 위생의 증진으로 기대수명이 빠르게 늘어나고 있다. 대한민국을 포함한 많은 여러 선진국은 2030년에 기대수명이 90세를 초과할 것이라고 예측되고 있다(Kontis 등, 2017). 하지만, 65세 이상의 노인은 하나 이상의 만성질환으로 고통을 받고 있어서 기대수명(또는 기대여명)과 질병없이 건강하게 살아가는 건강수명과는 9년 내외의 차이가 나고 있다(Garmany 등, 2021). 2021년 현재 노인인구의 비율은 16.5%이지만(통계청, 2021), 노인이 사용하는 건강보험 진료비 비율은 2020년에 이미 총 진료비에서 43.4%에 도달하였다(건강보험심사평가원, 2021). 그러므로, 향후 개인과 국가의 의료비용을 절감하기 위해서는 건강수명을 늘려야 한다. 누에의 산물들은 다양한 건강증진 효과가 있고(표1과 2), 인류가 이미 8500년 이상 섭취를 하여온 대부분의 사람들에게는 부작용이 없는 식품이다. 그리고 누에 산물 중 홍잠의 경우는 동물 모델의 건강수명을 증진시켜 줌이 알려져 있으므로(Choi 등, 2017b; Mai 등, 2022; Nguyen 등, 2016; Park 등, 2022), 향후 홍잠을 이용한 새로운 제품을 개발하고 판매하여 대중화되면, 국민들의 건강수명이 증대됨으로서 의료비용의 감소를 가져오고 개인의 행복이 증진될 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.639-647
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• 2022

선박의 건조공정 중 강재의 절단과 곡 가공, 용접에 있어 화염의 사용은 필수적이다. 현재 조선소의 강재 절단과 가공 과정에서는 아세틸렌이 화염 연료로 가장 많이 사용되고 있지만, 폭발 사고의 위험성과 상대적으로 적은 발열량의 한계로 최근에는 프로판 연료의 활용이 증가하고 있다. 하지만 프로판 연료는 상대적으로 가공 속도가 느리고, 가공 시 슬래그의 발생빈도가 높아 품질이 저하된다. 대체 연료로써 프로필렌이 주목받으며 가공 속도와 품질향상에 대한 기대가 증가하고 있다. 프로필렌은 발열량이 우수한 연료로 강재 가공 간 생산성과 가공 품질의 우수성을 갖추고 있다. 이에 본 논문에서는 프로판, 프로필렌 화염을 이용한 철판 가공 시 각 연료의 연소 특성을 분석 및 비교하였다. 프로필렌 화염을 이용한 철판 가공 시 배출되는 온실가스와 유해가스를 프로판 연료의 배출량과 비교하여 저감효과를 실험적으로 확인하였다. 또한, 가공 연료에 따른 입열량이 선박용 강재의 기계적 강도 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 열 분포실험과 인장시험을 수행하였다. 실험 결과로, 대체 연료인 프로필렌을 사용할 때 프로판 연료에 비해 온도분포가 고르게 나타났다. 기계적 강도 실험 결과로 인장강도의 저하는 관찰되지 않았으나, 변형률은 감소하는 경향을 보였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 향후 실제 조선소의 강재가공 및 절단과정에 적용하였을 때, 발생하는 문제점에 대한 분석 및 보완연구를 수행할 예정이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.191-198
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• 2022

치과용 임플란트 재료로 주로 사용되는 지르코니아 및 티타늄 합금은 생체불활성 특징으로 인하여 골유착 및 골형성 능력이 떨어진다. 이러한 문제를 쉽고 간단하게 해결하기 위한 방법으로는 생체활성 물질을 표면에 코팅하여 생체 활성을 높이는 방법이 있다. 본 연구에서는 우수한 골결합 능력을 가진 실리케이트계 세라믹인 아커마나이트(Ca₂MgSi₂O₇)를 고상반응법으로 합성하고, SBF 용액 내 침적실험을 통하여 합성 아커마나이트 분말의 생체활성을 분석하였다. 고상반응 출발원료로는 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산마그네슘(MgCO₃), 이산화규소(SiO₂) 분말을 사용하였다. 분말을 혼합 및 건조한 후, 가압 성형하여 디스크 형태로 만든 후, 고상반응 온도를 변화시키며 아커마나이트 상의 합성을 유도하였다. 합성된 아커마나이트 펠릿의 용해 및 생체활성 분석을 위하여 SBF 용액 내 침적 시키고, 침적시간에 따라 아커마나이트의 표면 용해 및 하이드록시아파타이트 석출을 분석하였다. 합성반응 온도가 높아질수록 아커마나이트 상이 뚜렷하게 나타난 반면에, SBF 용액 내 용해는 천천히 진행되었다. 합성된 아커마나이트 분말의 생체활성도는 대체적으로 우수하였으나, 그 중에서도 1100℃에서 고상반응 하여 합성한 분말에서 적절한 용해 및 하이드록시아파타이트 입자의 석출이 잘 일어나는 것으로 분석되었다.

• 응용통계연구
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• 제35권4호
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• pp.543-552
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• 2022

서리는 표면 근처의 공기의 이슬점 온도가 빙점 이하일 때 수증기가 승화, 응축되어 땅이나 물체에 얼게 되는 작은 얼음 결정체이다. 서리가 내리면 농작물이 직접 피해를 입는다. 농작물이 낮은 온도에 접촉하면 조직이 얼어서 세포막이나 엽록체가 딱딱해지고 파괴되거나 건조한 세포가 죽습니다. 2020년 7월, 세계 최대 커피 생산국인 브라질 미나스제라이스 주에 갑작스러운 영하의 날씨와 서리가 내려 지역 커피 나무의 약 30%가 피해를 입었다. 이로 인해 피해로 커피값이 크게 올랐고, 피해가 심각한 농가는 농작물이 회복되기까지 3년이 걸리기 때문에 2024년에야 커피를 생산할 수 있다. 본 논문에서는 심한 서리가 내리는 것을 방지하기 위해 기상청이 제공하는 서리 발생 데이터와 기상관측 데이터를 이용해 서리를 예측하려고 했다. 관측 지점의 고도 및 풍속, 온도, 습도, 강수량, 흐림 등의 기상 요인을 반영하여 모델을 구축하였다. XGB, SVM, Random Forest, MLP 모델을 사용하여 다양한 하이퍼 파라미터를 학습 데이터로 적용하여 각 모델에 가장 적합한 모델을 선택하였다. 마지막으로, 결과는 테스트 데이터에서 정확도(acc)와 중요 성공 지수(CSI)로 평가되었다. XGB는 90.4%의 acc와 64.4%의 CSI로 다른 모델에 비해 최고의 모델이었고, SVM은 89.7%의 acc와 61.2%의 CSI로 그 뒤를 이었다. 랜덤 포레스트와 MLP는 약 89%의 acc와 약 60%의 CSI로 비슷한 성능을 보였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권4호
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• pp.402-412
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• 2022

본 연구는 주요 난대 상록활엽수종인 붉가시나무, 구실잣밤나무, 동백나무, 황칠나무 등 4종 임분과 곰솔림을 대상으로 2019년 5월~2020년 1월까지 각 산림의 임분 특성 및 NVOCs 발산특성을 알아보고자 수행되었다. 분석 결과, 각 조사구의 계절별 기온 및 습도는 여름철에 고온다습하고 겨울철 저온건조한 일반적 우리나라의 기후적 특성을 보였고 기압은 대체적으로 겨울이 높았으며 봄, 여름보다 가을과 겨울의 기압이 높았다. 조사구 5개소의 총 NVOCs는 전체적으로 여름철에 가장 높았으며 봄, 겨울은 황칠나무림, 가을은 구실잣밤나무림, 여름은 붉가시나무림의 NVOCs량이 상대적으로 높은 특성을 보였다. 수종별로 살펴보면, 침엽수종인 곰솔림보다 난대 상록활엽수종인 붉가시나무, 구실잣밤나무, 동백나무, 황칠나무의 NVOCs 발산량이 낮지 않거나 오히려 높은 것을 확인하였다. NVOCs 발산에 기온(r=0.590, P=0.000), 습도(r=0.655, P=0.000)는 양(+)의 상관관계, 기압(r=-0.384, P=0.000)과 풍속(r=-0.263, P=0.018)은 낮은 음(-)의 영향이 있었다. 미기상인자 중 습도(β=0.507, P=0.000)가 NVOC 발산량에 가장 크게 영향을 미치는 것으로 나타났으며 기온, 기압, 풍속 순으로 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.185-194
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• 2022

커피는 세계에서 가장 많이 소비되는 음료 중 하나이며 석유에 이어 두 번째로 많이 거래되는 상품이다. 커피의 수요가 많은 만큼 커피 산업에서는 독성이 있고 심각한 환경문제를 일으키는 다량의 폐기물이 생성된다. 본 연구는 사용된 커피찌꺼기(SCG)를 재활용하여 콘크리트 제조 시 시멘트를 대체하는 혼화재로써의 활용가능성을 확인하는 것을 목표로 한다. 커피찌꺼기를 재활용하기 위해서 커피찌꺼기는 수분 제거를 위해 건조되고 850℃의 소성로에서 8시간 동안 소성하며, 탄화된 커피찌꺼기는 볼밀 분쇄를 통해 커피찌꺼기 애시(CGA)로 제조된다. 제조된 커피찌꺼기 애시의 화학성분 분석은 XRF로 수행하였으며, 화학성분 분석결과 커피찌꺼기 애시의 주요 성분은 K₂O(51.74 %), CaO(15.92 %), P₂O₅(14.39 %)이며 MgO(7.74 %), SO₃(6.89 %)의 부성분과 소량의 F₂O₃(0.66 %), SiO₂(0.59 %), Al₂O₃(0.31 %)가 함량되어 있다. 물리 역학적 특성을 평가하기 위해 커피찌꺼기 애시를 5 %, 10 %, 15 % 중량 치환하여 수행하였다. 품질 시험결과, 커피찌꺼기 애시가 5 % 치환된 CGA 5의 28일 활성지수는 80 %이며, 플로 값 비는 96 %로 플라이 애시 2종의 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 모르타르의 역학적 시험결과로부터 커피찌꺼기 5 %가 포함된 시편에서 최적의 결과를 확인할 수 있었으며, 우수한 기계적, 물리적 특성을 보여주었다.

• 보존과학회지
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• 제36권6호
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• pp.541-548
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• 2020

휘발성 유기 화합물 기반의 접착제를 대체하고자 천연 재료에 대한 수요가 늘고 있지만, 제조 및 생산의 전 과정에서 휘발성 유기화합물 사용을 일절 배제할 경우, 제조의 곤란, 생산성 및 보존성의 저하 등의 단점이 나타났다. 본 연구에서는 해조류의 카라기난 성분을 이용해 천연바이오 접착제를 제조하고 종이 접착제로서의 가능성을 확인해보고자 하였다. 카라기난을 이용한 액상형 바이오 종이 접착제의 제조에서 carrageenan의 겔화는 접착제의 제조과정, 발림성, 균일성, 접착 강도의 문제를 나타내게 된다. 이를 위하여 추출된 전체 carrageenan 중에서 λ-carrageenan만을 분리하여 사용하였으며 이로 인하여 매우 안정된 종이 접착제의 제조가 가능하였다. 최종 조성은 λ-carrageenan 52.0 ± 1.0%, polyvinylpyrrolidone 30.5 ± 0.5%, ethylhexylglycerin 1.0 ± 0.05%, glycerin 1.5 ± 0.05%, dextrine 13.5 ± 0.5%, 식품용 소포제 FD330A 0.6 ± 0.05%의 조성이었다. 이들이 나타내는 점도는 1.13 ± 0.07 × 10⁵ cPs (25℃), pH 6.22, 건조속도 15 min, △b^* -10.79, △E^*ab 8.18의 자외선 열화 결과를 나타내고 있었으며 44.63 kgf/cm²의 매우 우수한 접착 강도를 나타내고 있었다. 이 접착제는 TVOC, HCHO 및 중금속 모두에서 불검출 결과를 나타내었으며 총호기성생균수 측정과 ASTM G 21-15 시험법에 의하여 곰팡이 challenge test에서도 곰팡이에 대한 우수한 저항성 결과를 나타내고 있어서 접착제의 항속성에서도 우수한 결과를 나타내고 있는 것으로 보인다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.405-412
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• 2021

본 연구는 건설폐기물 중간처리 사업장에서 발생하는 미세먼지의 환경영향을 조사하여, 향후 예상되는 정부의 강화된 환경규제에 공학적 자료 및 미세먼지 발생 억제 방안 제시를 목적으로 한다. 연구 결론은 다음과 같다. 1) 사업장 내의 미세먼지 농도측정 결과, 파분쇄 작업이 이루어지는 지점에서 최대치인 160㎍/m³가 측정되었으며, 폐기물 하적되는 지점이 두 번째로 높게 나타나, 향후 집중적인 발생 억제 방안의 적용이 필요하다. 2) 사업장 내 젖은 도로 상태는 113㎍/m³, 건조된 상태 때는 50㎍/m³의 미세먼지 농도가 측정되어, 살수만으로도 미세먼지를 50% 정도는 감소시키는 것으로 나타났다. 3) 이격에 따른 영향을 분석한 결과, 작업장 가동 중의 PM10은 사업장에서 인근 지역과 비교하여 약 25㎍/m³ 높게 측정되었으며, PM2.5의 경우는 인근 지역과 뚜렷한 차이가 없는 것으로 나타났다. 4) 중금속 함유량을 측정한 결과는 인근 지역에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.