다중 암의 동시 진단 기술에 대한 관심이 전 세계적으로 증가하는 추세이며, 진단 난이도를 낮추기 위해 혈액과 같은 미량의 바이오 유체를 이용하여 질병을 진단하는 미세 유체 소자 기반의 액체 생검 기술이 연구되고 있다. 바이오 유체를 이용하여 형광 영상 등을 통해 분석물질의 농도를 측정하는 광학적 바이오 센싱에 있어 민감도를 향상시키기 위한 기술개발이 필요하다. 본 논문에서는 모세관력에 의한 자가구동 기반의 마이크로 채널의 기하학적 구조와 미세 유체 현상만으로 수동적 자기 혈장 분리 기술과 유체 혼합을 통한 분자 인식 활성화 기능을 구현하는 형광 다중 암 진단 센서 플랫폼 구조를 제안하고 설계하였다. 설계된 센서의 혈장 분리부의 성능에 영향을 미치는 파라미터를 확인하기 위해 채널의 수력학적 직경과 종횡비, 유체의 점도를 변수로 설정하여 딘 와류 형성 여부를 시뮬레이션을 통해 확인하였고 최적의 센서 플랫폼 구조를 제시하였다.
가스 폭발의 위험성의 증대와 함께 가스 폭발의 규모와 영향을 예측하는데 필요한 폭발 인자들을 간접적으로 추정하는 방법들이 사용되고 있다. 본 연구에서는 주로 사용되고 있는 TNT 등가량 산정법, TNO 다중에너지 방법, BST 방법의 특성과 폭발 인자를 결정하는 과정을 비교하였다. TNT 등가량 산정법의 경우, 증기운 폭발의 형태와 폭발 물질 등 다양한 조건에 따라 적합한 efficiency factor를 선택하는 것이 필요하였다. TNO 다중에너지 방법은 클래스 번호를 결정하기 위한 객관적 기준이 부족하였으며 음의 과압을 추정하지는 못하였다. 기 보고된 인자값에 오기재로 보이는 부분을 확인하였으며 수정된 인자값을 제시하였다. BST 방법은 음의 과압을 포함한 보다 상세한 폭발 인자 추정이 가능하지만 사용하는 그래프가 가시적이지 않은 문제점이 있었다. 이를 보완하기 위해 그래프를 재작성하였으며 향후 그래프의 수식화를 통한 편리한 폭발 인자 추정이 가능할 것으로 기대된다.
본 연구는 낙동강수계 중점관리하천인 35개 지류 지천 수질 및 유량을 모니터링하고 수질오염농도, 발생부하량, 계절별 오염특성과 수질항목 간 상관관계 및 다중회귀분석을 실시하여 지류중심의 오염특성을 확인하였다. 그 결과 COD, TP, TOC 및 TN을 제외한 대부분의 하천에서 $BOD_5$, Chl_a 및 Fecal E. Coli 등은 50% 이상이 하천수질항목 II(약간좋음)등급 이하에 속하였다. 비유량(Q)은 $0.05m^3/s/km^2$ 이상 지점이 54.4%(19지점)를 차지하였고, 이 가운데 달서천, 현지천, 석교천1, 의령천1 및 대산천2 지점 등은 오염농도 역시 높아 오염물질부하량을 고려한 상세조사가 필요할 것으로 판단된다. 35개 중점관리지천은 낙동왜관, 금호강, 낙동고령, 낙동창녕, 남강, 낙동밀양 및 낙동강하구언 등 7개 중권역에 속하였으며, 이 가운데 금호강과 남강 중권역은 영천댐, 가창댐, 공산댐 및 남강댐과 같은 인공댐의 영향을 받아 다른 중권역과 달리 일정한 하천 유지유량을 보임으로써 오염물질부하량도 높게 조사되었다. 계절적 오염특성을 살펴볼 때, 농도편차가 큰 수질항목은 $BOD_5$, TN, SS, 비유량(Q)이, 큰 편차가 없는 항목은 TP와 Chl_a가 관찰되었고 이는 강우특성 및 유 무기물의 분해특성이 다르기 때문으로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로 계절별/수질항목 간 상관관계는 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)를 이용하여 분석하였고, 일부 항목을 제외한 모든 계절에서 TOC와 COD의 상관성이 높음을 확인하였다. 계절별 상관관계가 높은($R2{\geq}0.5$) 수질항목들이 $BOD_5$에 미치는 영향력을 알아보기 위해 단계선택방법(Stepwise regression method)을 이용한 다중회귀분석(Multiple regression analysis)을 실시함으로써 계절별 영향력이 높은 수질인자 및 회귀식을 제시하였다. 그 결과 겨울철을 제외한 봄, 여름 및 가을에 다중회귀분석이 적합하였고 봄철에는 COD, TP가, 여름철에는 Chl_a, TOC가 가을철에는 TOC 및 COD가 $BOD_5$에 영향력이 높음을 확인하였다.
본 연구에서는 다중 코팅 폴리에스터(PET) 섬유 여재의 항바이러스 소재 응용 가능성을 고찰하기 위해 금속산화물, 키토산, 및 구리이온의 첨착 조건에 따른 PET의 항균 및 항바이러스 성능을 평가하였다. 항균 물질이 단독으로 코팅된 PET 대비 다중 코팅 PET의 경우 첨착량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 배양 후 박테리아가 육안상으로 검출되지 않는데(< 10 CFU/mL) 필요한 균 접촉시간을 단축할 수 있음을 확인하였다. 금속산화물은 촉매반응에 의해 라디칼 등의 산소 활성종을 생성하며, 구리이온은 접촉 살균 효과를 가지면서 산소 활성종에 의한 박테리아와 바이러스의 손상에 기여한다. 키토산은 구리이온의 배위결합을 통한 고정화뿐만 아니라 아민기에 의한 살균 효과로 코팅 PET의 항균 성능 향상 효과를 보였다. 다중 코팅 PET는 대장균과 황색포도상구균에 대한 항균 효과 외에 인플루엔자 A (H1N1)와 SARS-CoV-2에 대해 99.9% 이상의 항바이러스 효과가 있음을 확인하였다. 대면적 roll-to-roll 공정을 통해서도 다중 코팅 PET 섬유 여재의 제조가 가능하고 높은 항바이러스 성능이 유지됨을 보였으며, 이는 공기정화용 필터, 마스크, 및 개인 보호용구과 같은 항바이러스 직물 소재로서 관련 산업에 응용될 수 있음을 시사한다.
1990년대 이후부터 현재까지 일련의 사건들은 - 1995년 러시아 국립공원에서 매설된 오염폭탄발견, 2001년 9/11 테러, 2003년 알카에다 오염폭탄 실험 증거 발견등 - 방사성물질 (본 논문에서 언급한 "방사성물질"은 "핵물질 사용후핵연료 방사성동위원소"를 말함)을 이용한 핵테러 및 방사능테러 (본 논문에서는 "핵테러 및 방사능테러"를 간단히 "핵테러/방사능테러"로 표시함)가 공상과학소설이 아닌 실제적으로 발생가능할 심각한 위협임을 보여준다. 이에 따라 세계는 새롭게 대두된 위협에 효과적으로 대응하기 위해 방사성물질에 대한 보안(security)과 물리적방호(physical protection)를 강화하고 방사성물질 불법거래 예방 및 대응체제를 구축하도록 요구하고 있다. 우리나라는 이러한 국제적 추세에 부응하기 위해, 관련 법 체제를 제 개정하고 국제협약 혹은 기구에 합의하거나 가입하였다. 본 논문에서는 핵테러/방사능테러 예방의 일환으로 방사성동위원소에 비해 상대적으로 복잡한 붕괴 과정을 가진 핵물질의 물리적 특성을 살펴보고, 현재 운영되고 있는 핵테러/방사능테러 탐지 장비들의 특성을 파악한다. 검토된 장비들의 특성과 함께 국외에서 국내로 불법 유입된 방사성물질이 목표 지점까지 도달되는 과정, 국내 지형적 특정 그리고 다중 방어적 개념을 고려하여 핵테러/방사능테러 탐지체계 구축 방안을 제안한다. 본 논문은 핵테러/방사능테러로부터 국민의 건강, 안전 그리고 환경을 보호하는데 중요한 기여를 할 것으로 판단된다.
본 연구는 복지지위가 복지인식에 미치는 영향이 각 개인의 정부신뢰 수준에 따라 상이하게 나타나는지 실증적으로 분석하는데 그 목적이 있다. 복지인식의 유의미한 예측요인으로 알려진 복지지위에 주목하며, 각 개인의 복지지위를 단일한 차원으로 측정하고자 복지부담-혜택 간 격차를 '물질적 희생(material sacrifice)'이라는 개념으로 정의하였다. 또한 '물질적 희생'과 정부신뢰가 '복지확대를 위한 비용부담의지'로 구체화되는 복지인식에 가지는 직접효과와, '물질적 희생'이 복지인식에 미치는 영향을 조절하는 기제로서 정부신뢰의 상호작용효과를 검증하였다. 이를 위해 "한국복지패널 8차년도"의 "복지인식부가조사"에 응답을 완료한 4,185명을 연구대상으로 위계적 다중회귀분석을 실시하였다. 연구결과, 복지지위에서 복지부담(조세 및 사회보험료지출)이 복지혜택(사회보험, 공공부조급여 및 각종 정부보조금)보다 커지는 '물질적 희생'이 증가할수록 '복지확대를 위한 비용부담의지'에 부(-)적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 정부가 사회정책을 유능하게 수행할 것이라는 신뢰가 높아질수록, '물질적 희생'이 '복지확대를 위한 비용부담의지'에 미치는 부(-)적인 영향이 완화됨이 확인되었다. 이는 복지태도를 결정하는 일차적 동기인 자기이해 역시 정부기능에 대한 믿음이나 기대에 의해 조절될 수 있음을 의미하며, 복지확대를 위한 사회적 합의를 견인하기 위해 사회정책에 대한 신뢰 확충이 뒷받침되어야 함을 시사한다.
화학산업이 발달함에 따라 화학 산업 현장에서 사용되고 있는 가연성물질들의 여러 가지 화재 및 폭발 위험이 증가되고 있으며, 화재 및 폭발의 예방 안전을 위한 화학공정설계 및 대처에 있어, 물질의 연소특성치 데이터를 필요로 한다. 인화점은 가연성 액체를 다루는 공정에서 안전한 취급과 사고방지를 위해 중요한 자료가 되며, 화재의 위험을 나타내는 지표로서 가연성액체의 액면 가까이서 인화할 때 필요한 증기를 발산하는 액체의 최저온도, 그리고 가연성증기의 포화증기압이 공기와 혼합기체의 폭발한계 하한농도와 같게 되는 온도로 정의한다. 본 연구에서는 2성분계 혼합물에 대해 인화점을 측정하였고, 측정값을 Raoult의 법칙과 다중회귀분석(Multiple Regression)을 도입하여 이론값과 비교 하였다. 따라서 본 연구에서 제시된 방법론에 의해 아직까지 밝혀지지 않은 순수가연성액체와 가연성혼합물의 인화점을 예측하는 방법을 전개하고자 하며, 실험에서 찾고자하는 자료에 도움을 주고자 한다. 본 연구를 바탕으로 혼합물의 인화점 예측 방법과 실험에서 측정한 자료를 화재 및 폭발을 방지하는 기초 자료로 제공하고자하며, 산업현장에서 취급되고 있고 위험성 평가가 되지 않은 보다 많은 물질에 대한 이론 및 실험 연구에 활용 되도록 하는데 그 목적이 있다.
본 연구에서는 유한차분법(FDM)을 적용한 혼성 격자볼츠만 방법(HLBM)을 이용하여 직사각 형태를 갖는 공동형상 내 혼합특성에 대하여 수치적으로 연구하였다. 유동장은 다중 완화시간을 적용한 격자볼츠만 방법(LB-MRT)을 사용하였으며, 농도장은 두 물질의 질량은 같고 두 물질 사이의 상호작용이 없다고 가정한 Passive Scalar 방법을 사용하였다. 먼저, 정사각형과 종횡비가 2인 직사각형의 공동형상 내 유동해석 결과를 기존의 신뢰성 있는 연구결과와 비교하여 HLBM의 신뢰성을 검토하였다. 이를 토대로 다양한 종횡비를 갖는 공동형상에서 Pe수를 변화시키며 공동형상 내부에서의 혼합특성과 물질전달 형태에 대하여 파악하였다.
본 논문은 다중 가스 필터 휠 (multi gas filter correlation wheel: multi GFC wheel)을 갖는 비분산 적외선법(NDIR method : non-dispersive infrared method)을 이용하여 대기 중 다종환경오염물질(CO, $SO_2$, NOx 등)을 동시에 실시간 측정할 수 있는 광학분석장치 개발을 위한 미세신호 검출 알고리즘을 제안한다. MCT(mercury cadmium telluride) 센서를 통해 측정된 각각의 환경오염물질의 미세신호는 고유한 NDIR 흡수 특성을 갖는다. 제안한 방법은 임계값과 하나의 외부 동기신호를 사용하여 연속적으로 측정된 신호로부터 각각의 오염물질 특정농도에 해당하는 데이터를 분리 검출한다.
최근 고출력 펄스 스퍼터링, HPPMS (high power pulsed magnetron sputtering)을 개선한 기술이 개발되고 있다. High power impulse magnetron sputtering (HIPIMS)이라고도 불려지는 이 기술은 Kouznetsov1) 에 의해 개발되었으며, 짧은 주기 동안 높은 peak power 밀도를 얻을 수 있기 때문에, 스퍼터링시 높은 이온화율을 만들 수 있다. 스퍼터 된 종들의 높은 이온화는 다양한 분야에서 기존 코팅 물질의 특성 개선 및 self-assisted 이온 증착 공정을 통해 우수한 박막을 제조하는데 기여되고 있다. 그러나 HIPIMS는 순간 전력 밀도가 MW수준으로 높아서 고융점, 고열전도도의 물질에만 적용할 수 있다는 단점을 가지고 있다). 최근에 HIPIMS를 대체하기 위해 modulated pulse POWER (MPP)가 개발되었다. 이것은 스퍼터 된 종들의 이온화율을 높일 수 있음과 동시에 여러 가지 물질에 적용할 수 있다고 보고하고 있다. MPP와 HIPIMS와의 차이점은 HIPIMS는 간단한 하나의 초고출력 펄스를 이용하는 반면에, MPP는 펄스 길이 3 ms 안에서 다양하게 조절이 가능하며, 한 전체 펄스 주기 안에서 다중 세트 펄스와 micro 펄스를 자유롭게 조합하여 인가할 수 있다는 장점이 있다. 본 실험에서는 In2O3 : SnO2의 조성비 10:1 wt% target을 사용하였으며, Ar:O2의 유량비는 10:1의 비율로, 기판의 온도를 올려 주지 않는 상태에서 실험을 하였다. Ar 유량을 40 sccm으로 고정시킨 후 O2의 유량을 2~6 sccm에 대하여 비교를 하였다. 박막의 두께를 100 nm로 이하로 하였을 때 비저항은 $7.6{\times}10-4{\Omega}cm$의 값을, 80% 이상의 투과도와 10 cm2/Vs 이상의 mobility를 얻을 수 있었다. 또한 박막 두께 150 nm로 고정, substrate moving에 따른 ITO 박막의 차이를 알아보았다. 비저항의 값은 $5.6{\times}10-4{\Omega}cm$의 값을, 80% 이상의 투과도와 15 cm2/Vs의 값을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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