현대 산업이 점차 세분화되고 산업용 반응조, 수조, 송수관 등 시설물이 증가하고 시설물의 관리가 증가함에 따라 본 논문에서는 감마선을 이용한 결합 검출기를 개발하였다. 물질의 투과성이 좋은 감마선의 특성을 이용하여 물체의 결합을 측정을 한다. 감마선이 물체를 투과하여 수집된 데이터를 영상 신호처리를 하여 이미지로 나타냄으로서 측정을 하는 사용자가 물체의 결합의 위치를 쉽게 알 수 있도록 하였으며 측정기기를 소형화하여 이동을 편리하게 하는데 본 논문은 목적을 두고 하드웨어를 제작하였으며, 물체내부의 결함은 영상 신호처리의 시뮬레이션을 통해서 확인하였다.
HEMP(High-Altitude Electromagnetic Pulse, 고 고도 전자기 펄스) 신호는 매우 큰 전계 값과 매우 빠른 상승시간 등으로 인해 그 영향 범위 안에 노출되어 있는 시스템은 심각한 손상을 입을 수도 있다. HEMP로부터 시스템을 적절하게 방호하기 위해서는 방호 설계 사양 도출 이전에 시스템의 개구면이나 케이블에 대한 전자기 결합 신호 해석이 먼저 수행되어야 한다. 본 논문에서는 RF 또는 비디오 신호 등을 전송하기 위해 사용되는 동축 케이블에 대한 HEMP 결합 신호를 해석하였고, 차폐선에 대한 HEMP 감소 효과를 확인하기 위해 단일 도선과 동축 케이블 내부 도선에 대한 결합 신호를 비교하였다. 동축 케이블은 차폐선의 외부 영역과 내부 영역으로 각각 분리되어 해석되었으며, 차폐선 표면 위의 전류 계산을 위해 동축 케이블 외부 영역에는 일반화 된 산란방정식을 적용하였고, 동축 케이블 내부 영역에는 Chain Matrix 알고리즘을 적용하였다. 본 논문의 해석 결과를 검증하기 위해 기존 논문의 결과 데이터와 비교하였고, 두 결과가 비슷한 경향을 나타내었다.
팽창흑연과 탄소나노튜브를 이용한 산화전극을 CTP에 Ni을 혼합한 결합제로 제작하였으며, 산화전극에 CTP와 Ni을 혼합한 결합제와 Nafion 결합제를 대조구로 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 산화전극 제작에 사용된 CTP 양이 적을수록, Ni 함량이 증가할수록 산화전극 표면에 부착성장한 미생물량이 증가하였으며, 내부저항이 감소하였다. CTP 4 g과 Ni 0.2 g을 혼합한 결합제로 제작한 산화전극의 경우 최대전력밀도는 $731.8mW/m^2$, 내부저항은 $146.19{\Omega}$이다. 대조구인 Nafion결합제로 제작한 산화전극와 비교하여 최대전력밀도는 23.68% 컸으며, 내부저항은 33.82% 낮았다. 따라서, CTP와 Ni을 혼합한 물질은 저렴하고 효율이 높은 미생물연료전지의 산화전극결합제로서 좋은 대안이 될 수 있다.
Kim, Min-Young;Na, Sea-Jin;Suh, Chang-Woo;Kim, Chang-Ho;Lee, Na-Hyun;Lee, Eun-Kyu
한국생물공학회:학술대회논문집
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한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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pp.555-559
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2003
EK를 고정화하기 위해 니켈 친화결합 방법과 공유 결합형 고정화 방법을 수행하였으며 니켈 친화결합이 공유 결합형 고정화보다 높은 고정화 수율과 activity를 나타냈다. 풀림과 재접힘을 이용한 효소의 활성 회복은 공유결합형 고정화가 니켈 친화결합보다 높은 결과를 나타내었다. 또한 기질의 분자량 크기에 따른 절단율의 차이가 없었으므로 레진 공극 내부로의 확산도 차이에 의한 절단반응의 차이는 없는 것으로 나타났고, 기질 종류에 따른 EK의 활성은 작은 기질이 큰 기질보다 높은 활성을 보였다.
유도결합 플라즈마 방전 시 사용되는 L형 임피던스 정합기(impedance matcher)의 경우 일반적으로 직렬 및 병렬 콘데서가 연결되어있으며, 임피던스 정합조건이 되었을때 전원과 안테나 사이에 있는 임피던스 정합기의 소자값이 특정 값을 가지게 된다. 유도결합 플라즈마를 진단하기 위한 여러 방법들이 연구되어 왔지만, 이러한 임피던스 정합조건과 플라즈마 내부 변수들의 상관 관계에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 유도결합 플라즈마의 임피던스 정합조건과 유도결합 플라즈마의 변압기 회로모델를 이용하여 플라즈마 저항 및 플라즈마 인덕턴스를 구하기 위한 관계식을 도출하고 임피던스 정합기의 직렬 및 병렬 콘덴서 용량값 측정하여 플라즈마 저항 및 플라즈마 인덕턴스값을 계산하였다. 결과 검증을 위해 다양한 압력 및 전력 조건에서 부유랑뮤어 탐침법을 이용하여 플라즈마 밀도를 측정해 비교해 보았으며, 두 결과의 경향성은 잘 일치함을 확인하였다.
본 연구는 각 결합부 조건에 따른 결합부의 강도적 성능 증가를 살펴보고자 하였다. 주 부재로 집성재를, 측면 부재로 3 mm 두께의 강철판을 사용하여 제작하였으며, 1 mm 두께의 강철판을 개수를 달리하여 집성재에 삽입하여 결합부를 제조하였다. 본 연구를 통해 아주 얇은 두께의 강철판이라도 대단면 부재인 집성재 내부에 삽입하여 결합부를 제조할 경우 강도에 상당한 증가를 보였다. 집성재 결합부는 강철판을 삽입하지 않은 A 그룹, 강철판을 1개 삽입한 B 그룹, 강철판을 2개 삽입한 C 그룹, 그리고 강철판을 3개 삽입한 D 그룹으로 각각 분류하였다. 강철판을 삽입하지 않은 A 그룹에 비해 강철판을 1개 삽입한 B 그룹은 최대값과 항복 하중값을 각각 18%, 13%, 강철판을 2개 삽입한 C 그룹은 27%, 20%, 강철판을 3개 삽입한 경우 33%, 24%의 강도 증가를 보였다. 하지만 집성재 내부에 얇은 두께의 강철판을 삽입하는데 필요한 추가적인 경제적 기술적 어려움으로 인해 강철판 삽입으로서 얻을 수 있는 강도적 성능 증가와 그에 따른 어려움을 충분히 고려해야 할 것이다.
화학 결합을 이해하는 중요한 방법 중 하나는 결합이 가지는 고유한 진동 모드를 분석하는 것이다. 진동 모드의 변화를 관측함으로써 다양한 외부 자극과 분자의 상호작용에 대한 연구도 가능하다. 본 연구에서는 전기장이 가해진 물 분자의 진동 모드 변화를 분석함으로써 전기장과 물분자의 상호작용이 화학 결합에 미치는 영향을 알아보았다. 물 분자의 특정 O-H 결합 방향으로 전기장을 걸어주었을 때 신축 진동수의 변화를 살펴봄으로써 결합의 변화를 분석했다. 전기장에 따른 결합의 진동수 변화를 vibrational Stark effect (VSE)라 하고 그 정도를 Stark tuning rate ${\Delta}{\mu}$ ($={\Delta}v/{\Delta}E$, ${\Delta}v$ :진동수의 변화, ${\Delta}E$: 전기장의 변화)로 정의한다. 이때 Stark tuning rate에 영향을 미치는 요소는 전기장에 의한 (1) 분자 구조 변화(geometric effect)와 (2) 전자 구조의 분극현상(polarization effect)으로 나누어 생각해 볼 수 있다. 본 연구에서 물 단일체, 이중체, 사중체의 O-H 결합에 대해 살펴본 결과, VSE 효과에 주로 영향을 미치는 것은 전기장에 의한 구조 변화인 것으로 나타났다. 이를 통해 전기장이 주는 전자 구조 분극 효과는 크지 않지만 이를 통해 유발되는 구조 변화에 의해 진동수 (또는 화학 결합의 세기)가 크게 변한다는 것을 알 수 있다. 그렇기 때문에 수소 결합 안정화로 인해 구조 변화가 쉬운 물 이중체, 사중체에서 VSE 효과가 크게 나타났다. 추가적으로 물 클러스터에서 형성되는 내부 전기장과 O-H 결합의 포텐셜 비조화성(anharmonicity)이 VSE에 주는 영향에 대한 연구도 수행하였다.
유도결합플라즈마 장비의 공정에서 안테나의 역할은 매우 중요하다. 유도결합플라즈마의 식각 공정에서도 충분한 식각과 균등한 식각 결과를 얻기 위해 안테나의 역할은 중요한 요인 중 하나이다. 안테나와 공정 웨이퍼간의 거리에 따라 발생하는 플라즈마 밀도나 전자 온도 등이 변화하고 그에 따른 식각정도나 균등성도 달라진다. 본 연구에서는 플라즈마 특성 변화를 관찰하기 위해 기존 유도결합플라즈마 식각 장비의 안테나와 웨이퍼간 거리와 내부 안테나를 웨이퍼와 가깝게 하였을 때의 플라즈마 밀도, 안테나의 전류와 식각률 등을 측정하였다.
나노 크기의 기공이 규칙적으로 배열되어 있는 실리케이트 메조포러스 분말 재료는 넓은 표면적과 화합물에 대한 선택적 흡착 등이 가능하여 많은 연구가 진행퇴고 있다. 최근에는 실리케이트 메조포러스 재료를 박막으로 제조하여 전자소자 혹은 광소자의 제작에 응용하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 실리케이트 기공 내부의 표면에 소수성, 극성, 광전자 활성 등, 특정한 기공 표면 특성을 부여하기 위해서 grafting 방법과 co condensation 방법을 이용하고 있다. 특히, co-condensation 방법을 이용하여 tetraalkoxysilane 과 organo-trialkoxysilane을 함께 반응시키는 경우, 유기성분의 양을 더욱 증가시킬 수 있고 물질 내부에 균일한 유기성분의 분포를 얻을 수 있다. 메조포러스 무기 network에 fluorine을 포함하는 그룹이 공유결합으로 결합되어져 있는 물질은 소수성, 흡착성 및 광학적으로 응용 가능성을 가질 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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