• Title/Summary/Keyword: 단일 입자

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Dependence of Localized Surface Plasmon Properties on the Shape of Metallic Nanostructures (금속 나노 구조체의 형상에 따른 국소 표면 플라즈몬 특성)

  • Kim, Joo-Young;Cho, Kyu-Man;Lee, Taek-Sung;Kim, Won-Mok;Lee, Kyeong-Seok
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • pp.77-77
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    • 2008
  • 금(Au)이나 은(Ag)과 같은 귀금속 물질로 형성된 금속 나노 구조체는 표면 플라즈몬 공진(Surface Plasmon Resonance, SPR) 현상과 이의 국부 환경(local environment) 변화에 대해 민감한 의존성으로 인하여 생화학적 센서로의 응용이 주목 받고 있다. 표면 플라즈몬 공진은 광 흡수와 광 산란을 수반하는데, 두 가지 특성 모두 분광학적 신호검출방식으로 센서에 응용가능하다. 이 중 광 산란을 이용하는 방식은 광원의 배경잡음 효과가 배제되기 때문에 단일 입자 검출에 유리하다. 광 흡수와 광 산란 특성은 금속 나노 구조체는 크기, 형상, 주변 매질, 물질의 선택에 따라서 영향을 받는다. 본 연구에서는 금 나노 디스크(nanodisc)의 형상에 따라서 여기 되는 표면 플라즈몬이 광 흡수와 광 산란 특성에 미치는 영향을 가시광과 근적외선 영역에 대해서 불연속 쌍극자 근사법(Discrete Dipole Approximation, DDA)을 이용하여 전사모사(simulation) 하였다. 금 나노 디스크의 형상과 플라즈몬 특성 간의 관계는 공명 파장과 산란 양자 거둠율(scattering quantum yield, $\eta$)을 이용하여 분석하였고, 센서로서의 응용을 가늠하기 위해 주변 매질의 굴절률을 조절하여 그에 따른 민감도(sensitivity )를 비교하였다. 나노 디스크의 모양이 판상에 가까워질수록 공명 파장은 적색 편이하였고 광 산란 효율과 민감도는 증가하는 현상이 나타났다. 또한, 산란 양자 거둠율은 증가하다가 완만하게 감소하는 경향이 나타났다.

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Improvement of Reservoir Turbidity Prediction Model with Considering Particle Sizes of Suspended Sediments (부유물질 크기분포를 고려한 저수지 탁도 예측 모델 개선)

  • Lee, Heung-Soo;Chung, Se-Woong;Liu, Huan;Jeong, Hee-Young
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.1378-1383
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    • 2008
  • 댐 저수지에서 지속적인 탁도를 유발하는 물질은 쉽게 침강되지 않는 $20{\mu}m$이하의 작은 부유물질(SS)이며, 가을 수직혼합 시기까지 침강되지 않은 부유물질은 다시 재부상하는 경우도 발생한다. 저수지내 탁수의 장기 체류는 수자원 이용과 하류하천의 수생태계에 다양한 문제를 야기하고 있어 일부 댐에서는 실시간 탁도 감시 장치를 설치하고 취수설비를 개선하는 등의 탁수저감 대책의 노력을 기울이고 있으나, 시설의 최적 운영을 지원할 수 있는 탁수 거동 및 탁도 예측에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 특히, 탁도는 물 속에 존재하는 부유물질의 광학적 특성(light attenuation)을 나타내는 지표로써 SS와는 물리적인 물성이 달라 실시간 계측자료(탁도)와 모델의 모의 변수(SS)가 다른 문제점 때문에 모델링에 어려움이 있었다. 지금까지 탁도 모델링은 대부분 탁도와 SS의 상관관계를 이용하는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방법은 탁도-SS 관계가 실측지점과 입자크기분포에 따라 달라지는 특성 때문에 변환과정에 예측결과의 불확실성이 내재한다는 지적을 받아왔다. 본 연구의 목적은 저수지로 유입한 탁수의 보다 과학적이고 정확한 탁도 예측을 위해 탁도를 유발하는 부유물질의 입자크기 분포와 공간적으로 변하는 탁도-SS의 상관관계를 고려할 수 있는 표준화된 탁도 모델링 방법을 개발하고, 실측자료를 사용하여 제시된 탁도 모델링 방법의 예측 성능을 평가하는데 있다. 부유물질의 이송-확산-침강 모델은 2차원 횡방향 평균 수리 모델과 연결(coupling)되어 수행되며, 저수지 수면을 통한 열 교환, 바람과 바닥 조도에 의한 난류혼합과 성층해석, 하천 유입수의 저수지내 밀도류 유동, 그리고 입자 크기별 부유물질의 독립침강을 해석한다. 부유입자의 크기분포와 공간적으로 서로 다른 탁도-SS 관계를 고려한 탁도 예측모델은 기존의 탁도를 종속변수로 사용한 예측 방법 또는 단일 입자크기를 사용한 모델보다 개선된 모의결과를 보여주었다. 본 연구에서 제시된 탁도 예측 알고리즘은 실시간 탁수감시와 예측 모델링, 그리고 댐 방류수 탁도 관리를 위한 선택취수 설비의 운영을 위한 의사결정지원시스템에 적용 가능할 것으로 사료된다.

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A Basic Study on Crushability of Sands and Characteristics of Particle Strength (모래의 파쇄성과 단입자강도 특성에 관한 기초적 연구)

  • 곽정민
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.15 no.5
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    • pp.193-204
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    • 1999
  • Particle crushing is an important and essential factor in interpreting the strength and deformation properties of granular materials in the case of geotechnical problems related to soil crushability. As a recent field problem, the exploitation of offshore oil reserves in tropical and sub-tropical coastal shelf areas has shown that the behaviour of soils containing carbonates is markedly different from predominantly silica sands. In this study, as a first step in making a mechanical framework of granular materials incorporating the soil crushability, single particle fragmentation tests were carried out on four different types of sands in order to clarify the characteristics of the single particle fragmentation strength as related to soil crushability. The single particle strength was considered with the influence of the particle shapes, the amount of mineral components and the particle sizes. The soil particle strength corresponding $D_{50}$ of soil distribution curve has shown the lower value, the more the carbonate component and the more angular the particle shape.

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Single Particle Characterization of Aerosol Particles Collected During "Asian Dust" Storm Events in the Spring of 2000 and 2001, Using Low-Z Electron Probe X-ray Microanalysis (단일입자분석 (Low-Z Electron Probe X-ray Microanalysis)을 이용한 2000년, 2001년에 발생한 황사 입자의 특성분석)

  • 황희진;김혜경;노철언
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • v.19 no.4
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    • pp.415-425
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    • 2003
  • A single particle analysis, called low-Z electron probe X-ray microanalysis was applied to characterize the atmospheric aerosols collected during Asian Dust storm events in the year of 2000 and 2001. Most frequently encountered chemical species were the soil-originated species such as aluminosilicates, silicon dioxide, and calcium carbonate. Also various species such as carbon -rich, organics, sea salts, and some reacted calcium carbonate were identified. The observation of internally mixed particles oi calcium carbonate, calcium nitrate and/or calcium sulfate shows the occurrence of the heterogeneous reaction between Asian Dust particles and NO$_{x}$ and/or SO$_{x}$ species in the atmosphere.ere.

Molecular Dynamics Study of the Energetic Aluminum Cluster Impact and Deposition (운동에너지를 가지는 알루미늄 덩어리 충돌 및 증착에 관한 분자동력학 연구)

  • 강정원;황호정
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.10 no.3
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    • pp.283-288
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    • 2001
  • We have investigated aluminum cluster deposition using a classical molecular dynamics simulations. We studied the variations of the cluster momentum and the impulse force during collisions, and found that the close-packed cluster impact has some of properties of the single particle collision and the linear atomic chain collisions. We also simulated the series of energetic cluster deposition with energy Per atom. When energy Per atom in cluster has some eV rather than very low, the intermixing occurred easily in growth film and we can obtain a good film without subsequent annealing process.

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Understanding Diffusion in Cells and Living Tissues (세포 및 생체조직에서 확산에 관한 이해)

  • Kim, Jung-Kyung
    • Journal of the Korean Society of Visualization
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    • v.5 no.1
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    • pp.12-15
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    • 2007
  • Macromolecule diffusion in cells and tissues is important for cell signaling, metabolism and locomotion. Biophysical methods, including non-invasive or minimally invasive in-vivo photobleaching techniques and single quantum-dot tracking, have been used to measure the rates of macromolecule diffusion in living cells and tissues, including central nervous system and tumors. Mathematical modeling and statistical analysis of experimental data revealed various modes of diffusion, which are strongly coupled with spatiotemporal changes in nanoscale structures and material properties.

Nanoparticle Focusing with A Novel Converging-Diverging-Type Aerodynamic Lens (수축-발산형 공기역학렌즈를 이용한 초미세 나노 입자의 집속)

  • Lee, Kwang-Seung;Kim, Song-Kil;Lee, Dong-Geun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.32 no.8
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    • pp.589-596
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    • 2008
  • An orifice type of aerodynamic lens is generally used to focus nanoparticles. However, it is impossible to focus particles smaller than 10nm in air due to flow instability of fluid in a lens. In this study, we propose a new converging-diverging type of the aerodynamic lens capable of focusing particles of 5-50nm in air. Designing factors of the lens configurations is also extracted and explained in detail through a numerical simulation. It was demonstrated that the aerosols are delivered from the entrance to the downstream of the lens system with 90% transmission efficiency. The final beam diameters are shown to be more or less 1mm in the range of particle size.

Three Dimensional Simulation of the Deposition of Multi-dispersed Particles during Cross-flow Microfiltration (정밀여과에서 불균일 입자에 의한 막오염에 관한 3차원 모사 연구)

  • ;;;Fane, Antony G.
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • pp.48-49
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    • 1997
  • 막분리에 있어 막오염 현상은 공정의 경제성을 좌우하는 중요한 요소이다. 이에따라 막오염에 따른 플럭스 변화를 예측하기 위한 다양한 방법을 시도하고 있다. 그러나 대부분의 동력학적 해석식들은 여과초기에만 적용되는 단점이 있었다. 최근에는 콜로이드 입자에 의한 막오염 과정을 그대로 모사하여 여과개시 후 상당한 시간 후의 플럭스를 예측하려는 시도를 하고 있다. 그러나 지금까지 연구된 모델들은 2차원입자를 사용하거나 혹은 단일입자분포를 갖는 3차원입자를 사용한 것들이었다. 2차원 모사인 경우 세공막힘현상을 설명할 수 없으며 3차원 단일분포 입자시스템은 현실과는 거리가 먼 단점이 있었다. 이에따라 본 연구에서는 다중분포(multi-disperse)를 갖는 입자의 정밀여과 (microfiltration)를 모사하여 시간에 따른 플럭스의 변화를 예측해 보고자 하였다.

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Formation of Au-ZnS Core-Shell nanoparticles using physical vapor deposition and their surface plasmon resonance properties (물리기상증착법에 의한 Au-ZnS 코어-쉘 나노입자 형성 및 표면 플라즈몬 공진특성)

  • Kim, Yun-Ji;Lee, In-Gyu;Kim, Won-Mok;Lee, Gyeong-Seok
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • pp.65-66
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    • 2011
  • 금속:유전체 나노복합체 박막에서 발현되는 국소 표면 플라즈몬 공진특성을 효과적으로 제어하기 위해 코어-쉘 구조를 갖는 나노입자 형성 공정이 물리기상증착법을 이용하여 시도되었다. 선택적 증착 현상에 착안하여 Au와 강한 결합력을 나타내는 sulphur를 포함하는 ZnS 반도체 재료를 모델시스템으로 선정하였다. 교번증착법의 상대적 순서를 변화시켜 가며 Au입자 및 Au-ZnS 코어-쉘 입자의 형성거동을 광흡수 곡선과 TEM 분석을 통해 관찰하였다. Au단일입자에 비해 Au-ZnS 코어-쉘 나노입자는 ZnS 층의 상대적 두께조절에 의해 공진파장의 광범위한 제어가 용이해지고 국부전기장 증폭현상도 강화되는 것으로 확인되었다.

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Application of Intra-particle Combustion Model for Iron Ore Sintering Bed (제철 소결공정에 대한 단입자 연소 모델의 응용)

  • Yang, Won;Choi, Sang-Min;Jin, Hong-Jong
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • pp.181-188
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    • 2006
  • Operation parameters for large scale industrial facility such as iron making plant are carefully selected through elaborate tests and monitoring rather than through a mathematical modeling. One of the recent progresses for better energy utilization in iron ore sintering process is the distribution pattern of fuel inside a macro particle which is formed with fines of iron ore, coke and limestone. Results of model tests which have been used as a basis for the improved operation in the field are introduced and a theoretical modeling study is presented to supplement the experiment-based approach with fundamental arguments of physical modeling, which enables predictive computation beyond the limited region of tests and adjustment. A single fuel particle model along with one-dimensional bed combustion model of solid particles are utilized, and thermal processes of combustion and heat transfer are found to be dominant consideration in the discussions of productivity and energy utilization in the sintering process.

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