• 제목/요약/키워드: 구조적 견고성

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전구의 밝기에 대한 초등학생들의 사전개념 일관성 정도와 인지갈등 정도와의 관계 (Relation Between Degree of Consistency of Elementary Students' Preconceptions on the Brightness of Electric Bulb and Their Cognitive Conflict)

  • 정미영;김경숙;권재술
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제24권3호
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    • pp.259-267
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    • 2005
  • 학생들은 과학수업을 통해 과학적 개념을 접하기 전에 경험을 통해 그와 관련된 사전개념을 가지고 있거나, 과학적 개념이 아니더라도 현상의 원인을 예상하는데 필요한 근거를 제시할 수 있는 논리적 사고력, 인지구조 등이 포함된 사전개념을 가지고 있다. 이 사전개념이 과학 수업을 통해 과학적 개념을 형성해 가는 것을 방해하는 요인이 될 수 있다는 많은 연구가 있었다. 또한 이 사전개념은 견고하여 잘 바뀌지 않는 것으로 알려져 있다. 자신이 가지고 있는 사전개념이 견고하고 이로써 인지구조를 형성하고 있다면 같은 맥락의 많은 유형의 문제를 같은 사전개념으로 이해하고 설명하는 일관성을 갖게 긴 것이라는 가설을 바탕으로 '초등학생들의 전구의 박기에 대한 사전개념'을 알아보았다. 사전개념은 어떠하며 이 사전개념이 일관성을 나타내는지, 또한 개념 일관성 정도는 과학 학업 성취도와 어떤 관계가 있으며 개념변화의 필요조건이라 할 수 있는 인지갈등 정도와 관계가 있는지 알아보았다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생들은 전구의 밝기에 대해 다양한 사전개념을 가치고 있는데 대부분 과학적 개념이 아니었다. 둘째, 초등학생들의 사전개념은 일관성을 나타내었는데 그 정도는 학생에 따라 달랐다. 셋째, 과학 학업 성취도가 높은 학생들이 개념 일관성 정도가 높은 것으로 나타났다. 넷째, 개념 일관성 정도가 높을수록 인지갈등이 높은 것으로 나타났다. 이 연구 결과에 의하면, 개념 일관성 정도가 높을수록 개념변화에 유리할 것이다. 그러나 인지갈등이 일어났다하여 모두 개념변화를 쉽게 일으키는 것은 아니라는 연구들이 있다(노태희 등, 2002). 따라서 개념 일관성 정도에 따라 학생들의 개념변화 과정에 어떤 특성을 보이는지 연구해야 할 것이다. 즉, 사전개념에 일관성 정도를 보이는 것이 개념변화에 어떤 영향을 미치는지에 대한 계속적인 연구가 필요하다고 하겠다.이드 램프와 주광색 형광램프, $\ulcorner$역량성$\lrcorner$축은 백열램프류, $\ulcorner$평가성$\lrcorner$축은 주로 색온도가 낮은 형광램프에 의한 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.. 있고 관련 인허가 부서에서의 전문성 및 지도력 부족으로 관련 산업계에 심각한 비효율성과 오류가 야기되고 있는 실정이다. 이를 개선하기 위해서는 납석의 광석평가 방식이 그 품위와 품질 개념 하에서 응용광물학적으로 적용되어야 할 것이다. 나타난 device의 문제점 등을 보완 수정한다면 치료에 더 많은 도움이 되리라 생각된다.운 IMRT의 분야에서 필름을 통한 주기적 점검의 대체수단으로 사용가능성이 있음을 알 수 있었다. 특히 point-dose 측정시 사용하는 diode나 전리조(lonization chamber)를 통해 평가하기 어려운 IMRT의 sliding window영상에 대한 적절한 평가와 MLC에서 leaf사이의 누설선량과 소조사면에서의 DMLC 움직임에 대한 정확한 평가가 기대된다.}1.06\%$이었다. packing시행 후에 $50\%,\;80\%,\;100\%$선량의 volume 방광은 $8.29\%,\;4.49\%,\;2.64\%$, 직장은 $4.45\%,\;1.52\%,\;1.21\%$ 감소하였다. 결론 : 자궁경부암의 강내치료 시 사용하는 packing의 효과를 CT를 이용한 삼차원치료계획을 통하여 알아본 결과 ICRU 38에서 권고하는 방광과 직장의 기준 점선량(reference point dose)의 경우 P값이 각각 0.0781, 0.0781이었고, 최대점선량(maximum point dose)은 P값이 각각 0.0156, 0.0156으로써 유의한 차이를

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코아 가교 양친성 고분자 나노입자를 이용한 고함량 유용 약물 담지 고분자 나노입자 제조 (Preparation of Valuable Compounds Encapsulated Polymer Nanoparticles with High Payload Using Core-crosslinked Amphiphilic Polymer Nanoparticles)

  • 김나혜;김주영
    • 공업화학
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    • 제27권1호
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    • pp.26-34
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    • 2016
  • 본 연구에서는 반응성 비닐기를 가지고 있는 반응성 양친성 고분자 전구체(Reactive Amphiphilic Reactive Polymer Precursor) (RARP)를 이용하여 제조된 소수성 세그먼트들이 가교된 코아 가교 양친성 고분자(Core-crosslinked Amphiphilic Polymer) (CCAP) 나노입자와 나노침전법을 사용하여서 소수성 유용물질을 고함량으로 담지할 수 있는 새로운 공정을 제안하였다. 극성이 각기 다른 유기용매(에탄올, 아세톤, 테트라하이드로퓨란(THF))들과 소수성 세그먼트 분자량이 다른 CCAP를 사용하여서, 모델 유용 약물인 ${\alpha}$-tocopherol의 담지 효율, 담지량 및 약물 담지 나노입자의 크기와 안정성 변화를 조사하였다. 소수성 세그먼트 분자량이 큰 CCAP와 소수성 용매인 THF를 용매로 사용한 경우에 가장 높은 유용 약물 담지량, 담지 효율을 나타내는 안정한 나노입자가 형성이 되었다. 즉 CCAP 나노입자들의 물리적 화학적으로 견고한 나노 구조로 인해서 33 wt%의 높은 담지량과 97% 이상의 담지 효율을 가지면서 물속에서 70 nm의 크기의 안정한 유용 약물 담지 고분자 나노입자를 제조할 수 있었다.

향상된 음향 신호 기반의 음향 이벤트 분류 (Enhanced Sound Signal Based Sound-Event Classification)

  • 최용주;이종욱;박대희;정용화
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제8권5호
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    • pp.193-204
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    • 2019
  • 센서 기술과 컴퓨팅 성능의 향상으로 인한 데이터의 폭증은 산업 현장의 상황을 분석하기 위한 토대가 되었으며, 이와 같은 데이터를 기반으로 현장에서 발생하는 다양한 이벤트를 탐지 및 분류하려는 시도들이 최근 증가하고 있다. 특히 음향 센서는 상대적으로 저가의 가격으로 현장 정보를 왜곡 없이 음향 신호를 수집할 수 있다는 큰 장점을 기반으로 다양한 분야에 설치되고 있다. 그러나 소리 취득 시 발생하는 잡음을 효과적으로 제어하지 못한다면 산업 현장의 이벤트를 안정적으로 분류할 수 없으며, 분류하지 못한 이벤트가 이상 상황이라면 이로 인한 피해는 막대해질 수 있다. 본 연구에서는 잡음 상황에서도 강인한 시스템을 보장하기 위하여, 딥러닝 알고리즘을 기반으로 잡음의 영향을 개선 시킨 음향 신호를 생성한 후, 해당 음향 이벤트를 분류할 수 있는 시스템을 제안한다. 특히, GAN을 기반으로 VAE 기술을 적용한 SEGAN을 활용하여 아날로그 음향 신호 자체에서 잡음이 제거된 신호를 생성하였으며, 향상된 음향 신호를 데이터 변환과정 없이 CNN 구조의 입력 데이터로 활용한 후 음향 이벤트에 대한 식별까지도 가능하도록 end-to-end 기반의 음향 이벤트 분류 시스템을 설계하였다. 산업 현장에서 취득한 음향 데이터를 활용하여 제안하는 시스템의 성능을 실험적으로 검증한바, 99.29%(철도산업)와 97.80%(축산업)의 안정적인 분류 성능을 확인하였다.

Sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 Field Effect Transistor 센서에 관한 연구

  • 배태언;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.431.1-431.1
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    • 2014
  • 최근, 높은 캐리어 이동도와 유연성, 투명성의 우수한 전기적 기계적 특성을 갖는 그래핀에 관한 연구가 활발해지고 있으며 이를 기반으로 한 그래핀 field effect transistor (FET) 센서 응용 또한 관심이 커지고 있다. 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋은 FET 기반의 센서의 감지 특성은 주로 전해질과 직접 접촉하는 게이트 절연체의 고유 특성에 의해 결정된다. 이러한 게이트 절연체는 일반적으로 스퍼터링, atomic layer deposition (ALD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 등의 진공 방법에 의해 형성되며, 이 공정 기술은 고가의 장비, 긴 공정 시간과 높은 제조비용이 요구된다. 더욱이, 위의 방식들은 소자 제작 동안에 플라즈마 발생 또는 열처리를 필요로 하게 되며 이는 그래핀 기반의 소자의 제작에 있어 큰 손상을 발생시키게 된다. 이러한 이유로 인해, 그래핀 FET 센서의 게이트 절연체의 형성에 있어 진공 증착 기술은 적절하지 않다. 본 연구에서는, 진공 증착 기술의 문제점을 극복하기 위해 sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서를 제작하였다. Sol-gel 방식은 적은 비용, 공정의 단순화, 높은 처리량 뿐 아니라 소자의 대면적화 제작에 유리하다는 장점을 가지며, 또한 게이트 절연체를 증착함에 있어서 플라즈마가 발생하지 않기 때문에 그래핀 FET 제작에 쉽게 적용될 수 있다. 특히, 게이트 절연체 중 Al2O3은 우수한 화학적 안정성과 감지 특성으로 인해 본 실험에 사용하였다. 결론적으로, sol-gel 방식을 통한 Al2O3 게이트 절연체를 갖는 그래핀 FET 센서는 우수한 전기적 특성과 감지 특성 측면에서 매우 전망적이다.

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Trench 형성 및 High-k 물질의 적층을 통한 고출력 특성 EIS pH센서 제작

  • 배태언;장현준;정홍배;이영희;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.238-238
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    • 2011
  • Ion sensitive field effect transistor (ISFET)는 용액의 이온 농도를 측정하는 반도체 센서로, 1970년 Bergveld에 의해 처음으로 제안되었다. ISFET가 제안된 이래로, 제조공정이 간단하고 감지막의 감지 특성 평가가 용이한 electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) pH센서 또한 지속적으로 연구되었다. EIS pH센서는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS공정과의 호환성이 좋다는 장점이 있다. EIS 또는 ISFET 센서를 이용하여 생물학적 요소의 신호 감지 특성을 평가함에 있어 소자의 signal to noise 비율이 우수해야 한다. EIS pH센서의 높은 signal to noise 비율을 얻기 위해, 소자의 표면적을 증가시키거나 감지막으로 유전상수가 높은 물질을 사용하여 출력 특성을 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 trench구조와 SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층 감지막을 갖는 EIS pH센서를 제작하여 출력 특성을 증가시키는 실험을 실시하였다. 120 nm, 380 nm, 780 nm의 다양한 깊이를 가진 trench를 형성하였으며, trench 깊이에 따른 출력특성을 비교하였다. 또한, 제작된 EIS 소자의 pH감지 특성을 분석하였다. 제작된 EIS소자의 감지막 중 SiO2는 Si와 high-k물질의 계면 상태를 보완하기 위한 완충막으로 성장되었고, HfO2는 높은 유전상수를 가지고 있어 signal to noise 비율을 향상시키는 물질로 증착되었다. 최종적으로 Al2O3는 pH용액과의 화학적 손상을 막기 위한 물질로 증착되었다. 실험 결과, trench 깊이가 깊어질수록 출력값이 증가하였고 이는 signal to noise 비율이 향상되는 것을 의미한다. 결론적으로 trench 형성을 통한 표면적 증가와 high-k물질을 적층한 감지막으로 인해 높은 출력 특성을 갖는 우수한 EIS 바이오센서를 제작할 수 있었다.

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노드의 복원력이 있는 온톨로지 기반의 동적 멀티캐스트 라우팅 연구 (A study on Robust Topology for the Resilient Ontology-based Dynamic Multicast Routing Protocol)

  • 김순국;두경민;지삼현;이강환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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    • pp.188-194
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    • 2007
  • Ad-hoc망은 기반의 하부 구조 계층의 도움 없이 이동 노드와 클러스터(Cluster)들만으로 구성된 유연한 무선 통신망이다. 위의 연구 기술은 제한된 대역폭과 높은 이동성으로 인해 ad-hoc망에서는 견고하고 간단하면서도 에너지 소비를 최소화해야 한다. 본 논문에서는 이동 노드의 위치 정보를 탐색하여 임의의 클러스터 영역을 지정하여 효율적인 온톨로지(Ontology) 기술의 망을 형성시켜, 네트워크의 변화에 대한 예측을 가능케 하는 추론망을 제안한다. 초기에는 mesh 형태의 망을 구성하고 각 노드간의 거리를 분석하고 노드의 이전 값과 현재의 값을 비교하여 노드의 방향성을 예측한다. 이는 노드의 다양한 상황 정보 수집을 해석하여 추론이 가능한 온톨로지 기반의 상황인식(Context-Awareness)기술을 활용하였다. 제안하고자 하는 RODMRP(Resilient Ontology-based Dynamic Multicast Routing Protocol)의 추론망 구조는 온톨로지 기반에서 하나의 상황인식 형태를 떤 이동 노드에서 복원력이 뛰어난 트리 구조를 제공한다. 제안된 RODMRP는 이동 노드간의 변화된 환경에서의 재연결성 유지 및 과도한 packet의 증가에 따른 traffic 증가와 중복 전송에 따른 패킷내에서의 중복정보의 제거 목적으로 제안되었다.

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모델변환에 의한 시뮬레이션 모델의 타당성 검사 (A Validation Check of Simulation Model with the Model Transformation)

  • 정영식
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 1992년도 제2회 정기총회 및 추계학술 발표회 발표논문 초록
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    • pp.9-9
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    • 1992
  • 시뮬레이션(simulation)은 실 시스템(real system)의 효과적이고 효율적인 운영을 도모하기 위하여 실 시스템의 동작을 이해하고 분석, 예측, 평가하는 과학적인 문제해결 접근방법이다. 시뮬레이션 수행단계는 실 시스템의 행위를 정확히 반영하도록 타당한 모델을 구축하는 모델링 단계와 모델에 의도하는 명령어들을 컴퓨터 프로그램으로 작성하는 구현단계로 나누어진다. 시뮬레이션 모델은 시간, 상태, 확률변수, 상호규칙 등의 여러 관점에 따라 다양하게 존재하는데, DEVS(Descrete EVent system Specification) 모델은 연속적인 시간상에서 이산적으로 발생하는 사건에 따라 시스템의 상태를 분석할 수 있고 모델링 및 시뮬레이션 방법론의 형식화를 위한 견고한 이론적 기반을 제공하고 있다. 또한, DEVS 모델은 모듈적, 계층적 특성을 제공하고 집합론에 근거한 수학적 형식구조를 제공하여 실 시스템에 대한 체계적인 분석과정을 수행하게 되어 보다 현실적인 모델링을 가능하게 한다. 그러나 타당하지 못한 DEVS 모델이 구축되면 시뮬레이션을 통한 분석결과의 신뢰성이 떨어져 아무런 효과가 없고 경제적인 손실만이 따른다. DEVS 모델에 대한 기존의 타당성 검사가 많은 시간과 노력이 요구되고, 반복적인 DEVS 모델링 과정으로 인한 전문적이고 경험적인 지식을 요구한다. 또한, 모델설계자에 의해 설정된 실험 프레임하에서 DEVS 모델의 구성요소에 속하는 상태전이함수, 시간진행함수 및 출력함수에 대하여 commutative 성질의 보전성 검사가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, DEVS 모델에 대한 타당성 검사를 SPN(Stochastic Petri Net) 모델로 변환하여 SPN 모델을 이용하는 간단하고 효과적인 타당성 검사 방법을 제안한다. 먼저, DEVs 모델에 대한 개념과 기존의 DEVS 모델에 대한 타당성 검사 방법을 고찰하고 그 문제점에 대하여 자세히 설명한다. DEVS 모델의 타당성 검사에 이용하는 SPN 모델에 대한 개념과 DEVS 모델과 행위적으로 동등한 SNP 모델로 변환을 위한 관점을 제조명하다. 동일한 관점에서 두 모델의 상태표현이 같도록 DEVS 모델이 SPN 모델로 표현됨을 보이는 변환이론을 제시하고 변환이론을 바탕으로 모델 변환과정을 제시한다. 모델 변환이론과 변환고정을 기본으로 타당성 검사를 위한 새로운 동질함수(homogeneous function)를 정의하고 이와 함께 SPN 모델의 특성을 이용하여 DEVS 모델에 대한 타당성 검사 방법을 새롭게 제안한다.

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우리나라 인구이동결정에 관한 경제적 분석 (An Economic Analysis of the Migration Decision: The Case of Korea)

  • Lee, Seon
    • 한국인구학
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    • 제10권1호
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    • pp.70-86
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    • 1987
  • 사회발전에 관한 기존이론의 분석틀을 비판적으로 검토하는 이 글은 급속한 경제성장에 따른 사회적 결과로서 삶의 질의 과정에 대해 그 인과 구조를 조망함으로써 정치경제적 요소보다는 사회적 조건에 대한 합리적 선택이론의 명제를 제시한다. 아울러 근대의 지배적 담론이었던 시간과 역사에 가려져 있던 공간을 사회적 관계의 산물이자 동시에 사회적 과정과 끊임없이 상호작용하는 역동적인 대상으로 접근한다. 곧 삶의 질 자체가 공간적으로 생산되며, 복지국가의 실현 역시 그것이 실현될 수 있는 열린 사회의 공간을 전제로 한다는 것이다. 분석의 초점은 부분적으로 국가구조의 결과이면서 동시에 국가로부터의 자율성을 기반으로 하는 발전경로의 역사적인 흐름과 성격을 파악하는 데 두고 있다. 또한 국가권력과 시민사회 세력간의 힘의 역학관계를 바탕으로 성장위주의 발전전략으로부터 삶의 질을 찾아가는 사회적 변동에 관한 이론적 함의를 제시함으로써 사회발전의 의미를 재성찰하고 앞으로의 발전과정에 대해 조심스럽게 진단하고자 한다. 연구의 결과는 시민사회가 국가권력과의 대응관계에서 어떻게 그 성격을 변화시켜 왔으며 또 삶의 질을 둘러싼 사회적 조건은 어떻게 형성해 왔는가를 보여준다. 특히 국가의 성장위주의 경제정책과 억압적 사회정책은 역설적으로 경제성장의 주체인 사회적 공간의 인내력을 감소시킴으로써 사회변동의 틀을 마련해 준다. 더욱이 국가권력의 질적으로 상이한 측면을 반영한 질적 분석에 따르면, 국가중심적 이론은 국가의 적극적인 경제개입과 사회통제를 강조함으로써 사회의 다른 영역을 등한시함과 동시에 삶의 질을 위한 사회적 조건을 규명하는데 한계를 지님으로써 그 이론적 내용을 수정해야 할 필요성이 있다. 반대로 노동 및 환경운동에 직접적으로 또는 간접적으로 영향력을 행사하는 시민사회의 성립과 공고화과정은 한국에서 복지국가의 형성과 삶의 질을 위한 실질적 노력을 제고하는 데 필수적인 요소로 나타나고 있다. 한국의 지탱가능한 사회발전에 대한 이론적 전망은 공공-민간 부문의 협력체계에 입각한 국가재정의 견고성에 의해 삶의 질의 사회적 공간을 제공, 확산하는 데 달려있으며, 유럽의 경우에서와 같이 과도한 복지지향의 사회정책과 형평성의 원리는 동시에 견제됨을 요구한다. 이러한 성장과 분배의 양립가능성을 조절하는 균형점으로서 삶의 질에 관한 연구는 발전과정과 사회정의와 관련하여 다른 역사적·문화적 조건 위에서 그 일반화의 수준을 검토하는 작업을 미래의 탐구영역으로 남겨놓고 있다.

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삶의 질의 공간구조화 과정에 대한 사회학적 고찰 (The Opening Space for Quality of Life in South Korea)

  • 서문기
    • 한국인구학
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    • 제20권2호
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    • pp.181-198
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    • 1997
  • 사회발전에 관한 기존이론의 분석틀을 비판적으로 검토하는 이 글은 급속한 경제성장에 따른 사회적 결과로서 삶의 질의 과정에 대해 그 인과 구조를 조망함으로써 정치경제적 요소보다는 사회적 조건에 대한 합리적 선택이론의 명제를 제시한다. 아울러 근대의 지배적 담론이었던 시간과 역사에 가려져 있던 공간을 사회적 관계의 산물이자 동시에 사회적 과정과 끊임없이 상호작용하는 역동적인 대상으로 접근한다. 곧 삶의 질 자체가 공간적으로 생산되며, 복지국가의 실현 역시 그것이 실현될 수 있는 열린 사회의 공간을 전제로 한다는 것이다. 분석의 초점은 부분적으로 국가구조의 결과이면서 동시에 국가로부터의 자율성을 기반으로 하는 발전경로의 역사적인 흐름과 성격을 파악하는 데 두고 있다. 또한 국가권력과 시민사회 세력간의 힘의 역학관계를 바탕으로 성장위주의 발전전략으로부터 삶의 질을 찾아가는 사회적 변동에 관한 이론적 함의를 제시함으로써 사회발전의 의미를 재성찰하고 앞으로의 발전과정에 대해 조심스럽게 진단하고자 한다. 연구의 결과는 시민사회가 국가권력과의 대응관계에서 어떻게 그 성격을 변화시켜 왔으며 또 삶의 질을 둘러싼 사회적 조건은 어떻게 형성해 왔는가를 보여준다. 특히 국가의 성장위주의 경제정책과 억압적 사회정책은 역설적으로 경제성장의 주체인 사회적 공간의 인내력을 감소시킴으로써 사회변동의 틀을 마련해 준다. 더욱이 국가권력의 질적으로 상이한 측면을 반영한 질적 분석에 따르면, 국가중심적 이론은 국가의 적극적인 경제개입과 사회통제를 강조함으로써 사회의 다른 영역을 등한시함과 동시에 삶의 질을 위한 사회적 조건을 규명하는데 한계를 지님으로써 그 이론적 내용을 수정해야 할 필요성이 있다. 반대로 노동 및 환경운동에 직접적으로 또는 간접적으로 영향력을 행사하는 시민사회의 성립과 공고화과정은 한국에서 복지국가의 형성과 삶의 질을 위한 실질적 노력을 제고하는 데 필수적인 요소로 나타나고 있다. 한국의 지탱가능한 사회발전에 대한 이론적 전망은 공공-민간 부문의 협력체계에 입각한 국가재정의 견고성에 의해 삶의 질의 사회적 공간을 제공, 확산하는 데 달려있으며, 유럽의 경우에서와 같이 과도한 복지지향의 사회정책과 형평성의 원리는 동시에 견제됨을 요구한다. 이러한 성장과 분배의 양립가능성을 조절하는 균형점으로서 삶의 질에 관한 연구는 발전과정과 사회정의와 관련하여 다른 역사적·문화적 조건 위에서 그 일반화의 수준을 검토하는 작업을 미래의 탐구영역으로 남겨놓고 있다.

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CVD를 이용한 수직으로 정렬된 탄소나노튜브의 합성과 성장한계에 관한 메커니즘

  • 박상은;송우석;김유석;송인경;이수일;박종윤
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.615-615
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    • 2013
  • 탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

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