• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1499-1508
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• 2013

남극 암석의 동결-융해 풍화현상에 관한 연구를 위하여 테라노바 만 지역의 편마암을 대상으로 풍화등급에 따라 약한풍화(SW) 및 보통풍화(MW)로 분류하여 암석의 공학적인 특성 변화를 실험하였다. 동결-융해시험은 $-20{\pm}2^{\circ}C{\sim}20{\pm}2^{\circ}C$의 온도 조건에서 수행되었으며, 암석 시험편은 진공챔버에서 포화된 상태에서 5시간 동결과 5시간 융해 과정을 1 cycle의 동결-융해로 설정하였다. 본 논문에서는 전체 200 cycle의 동결-융해 과정을 진행하면서 20 cycle 마다 공극률, 흡수율, 초음파 속도 및 쇼어경도를 측정하였으며, 50 cycle 마다 일축압축시험을 수행하였다. SW 등급의 편마암은 동결-융해 1 cycle 마다 0.07 MPa 정도 일축압축강도가 감소하였으며, MW 등급의 암석은 0.2 MPa 정도 일축압축 강도가 감소하였다. 동결-융해가 200 cycle 진행되는 동안 SW 등급 암석의 흡수율은 0.23%에서 0.39%로 증가하였으며, P파 속도는 4,054 m/s에서 3,227 m/s로, S파 속도는 2,519 m/s에서 2,079 m/s로 감소하였다. 이와 유사하게 MW 등급 암석의 흡수율은 0.65%에서 1.6%로 증가하였으며, P파 속도는 3,207 m/s에서 2,133 m/s로, S파 속도는 2,028 m/s에서 1,357 m/s로 감소하였다. 동결-융해시험 결과, 남극 테라노바 만 지역의 SW 등급 편마암은 동결-융해가 200~300 cycle 반복될 경우 MW 등급 암석에 가깝게 풍화되는 것으로 밝혀졌다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.159-162
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• 2005

전자빔을 이용하던 CRT(Cathode Ray Tube) 모니터에서 픽셀단위의 LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이 사용으로 휴대용 정보처리 장치들은 급속한 발전을 이루게 되었다. 기존의 CRT 모니터에서 전자빔을 사용하던 방식에서 픽셀(Pixel) 단위의 후면발광 디스플레이를 만들면서 CRT 모니터보다 빠른 응답특성을 나타내며 저 전력일 뿐만 아니라 디스플레이의 두께도 줄일 수 있게 되었다. 휴대가 가능한 디스플레이의 발전으로 노트북이나 PDA와 같은 실시간 정보를 활용 및 처리 할 수 있는 방법들을 제시할 수 있었지만 원활한 활용을 위해 더 적은 전력을 사용하는 방법들이 제시되어야 했다. 이에 따라 저 전력 소모, 빠른 응답특성, 넓은 시야각 그리고 경량화가 가능한 디스플레이가 되기 위한 새로운 디스플레이가 선을 보이게 되었다. 현재 차세대 디스플레이로 각광을 받고 있는 디스플레이 소자로는 OLED(Organic Light Emitting Diode)가 있다 이는 LCD 디스플레이가 가지고 있는 단점을 보완하여 우선적으로 높은 색도가 가능하며 후면발광을 사용하지 않고 자체 발광을 하기 때문에 저 전력 소모가 현실화되었다. 또한 디스플레이의 유동성이 가능하여 휘어질 수 있는 특성을 가지고 있다. 그러나 이러한 유기발광 소자의 경우 높은 발광 효율을 위한 구조적 개선이 필요하며 소자의 수명도 개선해야 한다. 이에 따라 유기발광 소자의 메카니즘에 대한 파악이 필요하게 되며 물리적 구조에 대한 이해가 필요하다. 이를 위해 물리적, 수치적 해석으로 소자의 특성을 파악해 줌으로써 개선된 유기발광 소자 제작이 가능 할 것이다.기에 대한 영향정도를 측정하여 정량적으로 도출하였다. 이를 각 구간에 대해 상호 비교 분석함으로써 대형국책사업에서의 공기지연인자에 대한 분석 방법론을 정립하였고 공기지연 분석 방법론의 현실적 적용을 위한 제언과 그에 따른 개선사항에 대해 도출하였다.있는 발판을 마련하게 된다고 추정하였다. 0.5%가 control사이에서 0.95로 가장 색차가 크게 나타났으며, 그 다음이 냉동분쇄 0.5% 0.83으로 나타나 송이의 첨가율이 높을수록 색차가 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 색차가 가장 낮은 제품은 법동분쇄 0.3%, 동결건조 0.3%로 나타났다. 송이양갱의 색(color), 냄새(flavor), 맛(taste), 외관(appearances), 질감(viscosity), 종합적 평가(overall acceptability) 등의 관능평가를 실시한 결과 중 색에 대한 기호도는 냉동분쇄 0.1% 송이양갱이 가장 높은 것으로 나타났으나, 집단간 유의한 차이는 나타나지 않았고, 냄새는 동결건조 0.1%의 송이양갱이 3.38로 가장 점수가 높았으며, 냉동분쇄 0.3%의 송이양갱이 2.81로 가장 낮은 기호도를 나타내었다. 맛에서는 p<0.01수준에서 집단간 유의한 차이를 나타내었는데, 동결건조 0.1%가 그 중 가장 높은 기호도를 나타내었으며, 그 다음이 동결건조 0.5%였다. 가장 낮은 선호도를 나타낸 것은 열풍건조 0.5%였다. 질감은 P<.05 수준에서 집단간 유의미한 차이를 나타내었으며 동결건조 0.1%가 가장 높은 기호도를 나타내었으며, 동결건조 0.5%함유 송이양갱이 1.21로서, 현저히 낮은 기호도를 나타내었다. 종합적인 평가에서는 동결건조 0.1%함유

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.65-74
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• 2003

최근 우리나라는 산업화 및 기술의 현대화로 국토의 유효면적이 인구에 비해 부족하기 때문에 대규모 공유수면을 매립하여 지하구조물 설치를 위한 연약지반의 동결, LNG와 같은 저온 액체를 저장하기 위한 지하저장탱크 건설 및 주변지반의 동결 등 인공동결 공법에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 화강풍화루 실트질 흙, 모래질 흙에 대해서 동결시 흙의 거동을 지배하는 동상팽창압과 부동수분의 변화에 대해서 연구하였다. 즉, 단일방향으로 흙이 동결될 때 함수비에 지배되는 결과 뿐만아니라 시간과 온도변화에 대한 동상팽창압을 연관시켜 연구를 수행하였다. 그 결과, 동상팽창압을 보다 더 용이하게 측정할 수 있었고, 온도변화에 따른 동상팽창압과 수분특성을 알 수 있었다. 또한,TDR 장비를 이용하여 온도와 함수비와의 관계를 도출함으로서 동상팽창압이 발현되는데 지배적인 역할을 하는 수분 특성을 제시하였다. 실험조건은 매립지반의 특성상 지하수위가 지표면에 위치하며, 수분공급 방식 또한 수분이동이 없는 폐쇄형에 적합하므로 완전포화 및 각각의 포화도에 따라 동상팽창압 실험과 수분 특성 실험을 수행하였다. 연구 결과, 동상팽창압은 세립분을 많이 함유한 흙일수록 발휘되는 동상팽창압은 크게 나타났고, 동상이 발현되기까지의 시간과 동상 지속시간 또한 크게 나타났다. TDR을 이용한 부동수분 측정 결과, 온도가 감소할수록 부동수분이 급격히 감소하였고, 비표면적이 큰 세립분을 많이 함유할수록 부동수분이 많이 존재하였다. 이는 동결된 간극수의 체적증가로 인한 Ice segregation이 발생되어, 부동수분이 많은 흙일수록 동상팽창압도 증가하는 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.161-168
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• 2008

해양콘크리트의 대표적인 내구성 열화요인이라 할 수 있는 동결융해나 염해의 경우는 콘크리트내의 공극특성에 따라 침투 및 확산특성이 크게 상이하게 되는데, 이는 동결융해저항성 확보를 목적으로 사용되고 있는 AE제의 종류나 사용량 그리고 그의 경시변화 특성 등과 매우 밀접한 관계가 있다. 따라서 본 연구에서는 굳지않은 콘크리트의 목표 공기량을 각각 4~6%와 8~10%로 계획하여 실내시험을 실시한 후, 모의부재에서는 4~6%를 대상으로 평가하였다. 실험결과, 경화콘크리트의 공기량은 재령 7일에서 각각 2.5~5.2%, 재령 28일에서는 각각 2.4~5.1%정도로서 비빔직후 목표공기량의 절반수준인 것으로 나타났고, 동결융해 반복에 따른 스케일량은 목표공기량 8~10%의 경우가 4~6%에 비해 미미한 수준에서 다소 유리한 것으로 평가되었다. 한편, 모의부재에서 채취한 코어공시체의 동결융해 및 염화물 확산특성에서는 동일배합조건의 실내시험 결과에 비해 다소 불리한 것으로 나타났는데, 실내실험 결과에 비해 동결융해는 106%, 염화물 확산계수는 160% 수준인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1D호
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• pp.33-39
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• 2012

겨울철의 영하의 날씨와 잦은 눈으로 인해 도로 포장의 파손이 증가하고 있다. 본 연구에서는 도로 포장의 동결융해 메커니즘을 살펴보고, 다양한 평가 방법을 통해 배수성 아스팔트 포장의 동결융해 저항성을 평가하였다. 동결융해 저항성의 평가방법은 강성 포장과 연성 포장이 각각의 특성에 따라 다양한 평가 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 변형률의 측정, 수정 로트만 실험, 반복 동결융해 실험, 표면 박리 저항성 실험과 같은 강성 포장과 연성 포장의 대표적인 동결융해 저항성 실험을 적용하여 평가를 실시하였다. 연구결과 배수성 아스팔트 콘크리트는 20%의 공극으로 인해 밀입도 아스팔트 콘크리트에 비해 온도에 따른 변형이 작은 것으로 평가되었다. 또한, 수분의 영향을 받는 동결융해 반복 실험에서도 수분의 원활한 배수와 수분의 동결 시 발생하는 팽창압을 분산시킬 수 있는 충분한 공극으로 인해 다른 종류의 아스팔트 혼합물에 비하여 동결 융해 저항성이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.90.1-90.1
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• 2010

우리나라는 계절적 특성으로 인하여 겨울에서 봄에 이르기까지 도로포장의 동결 융해가 반복되어 도로 파손을 유발 시키고 있다. 동결 융해로 인한 피해를 줄이기 위하여 도로포장 설계시 동상방지층을 별도로 설치를 하고 있으나 실효성 검증 없이 무분별하게 적용되고 있어 국가적으로 예산을 낭비하고 있다. 본 연구에서는 효과적인 동상방지층의 설계를 목적으로 계측된 온도 및 함수비 데이터를 효율적으로 관리하고 모니터링하는 기반을 마련하고자 한다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.111-122
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• 2014

지반에 대한 정확한 이해를 위해 비교란 시료의 채취를 통한 실내실험이 필수적이며, 사질토 지반의 비교란 시료 채취는 인공동결공법에 의한 방법이 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 유사한 상대밀도를 가지는 동결-융해시료와 비동결시료의 비배수 삼축압축실험을 이용한 강도평가와 실험과정에서 측정한 압축파와 전단파 속도의 특성변화를 관찰하는 것이다. 인공동결공법에 의해 채취된 사질토 동결 시료를 모사하기 위해 주문진 표준사를 이용하여 수중강사법으로 60%와 80%의 상대밀도를 가지는 동결시료와 비동결시료를 조성하였다. 동결된 시료는 삼축압축실험용 페데스탈에 거치하여 자연융해하면서 1분 간격으로 시료의 온도를 측정하였다. 시료가 완전히 융해된 후 비동결시료와 동일한 방법으로 실험을 실시하였으며, 포화, 압밀, 전단과정에서 연속적으로 압축파와 전단파를 측정하여 속도를 산정하였다. 실험결과, 동결시료는 비동결시료에 비하여 축차응력과 전단강도는 감소하는 결과를 보였지만, 내부마찰각은 동결-융해의 여부와 상관없이 일정한 값을 나타내었다. 압축파 속도는 포화과정에서 B-value가 증가함에 따라 약 1800 m/s까지 증가하여 수렴하였으나, 압밀과정과 전단과정에서는 일정하게 유지되는 경향을 보였다. 전단파 속도는 포화과정에서 B-value가 증가함에 따라 감소하였고, 압밀과정과 전단과정에서는 시료가 받는 유효응력의 변화에 따라 거동하였다. 실험과정에서 압축파 속도는 상대밀도와 동결-융해여부에 상관없이 유사한 경향을 나타내었으나, 전단파 속도는 같은 상대밀도를 가지더라도 동결-융해시료가 비동결시료에 비해 작은 값을 나타내었다. 본 연구는 동결-융해시료와 비동결시료의 삼축압축실험 결과와 탄성파 특성을 비교함으로써 향후 인공동결공법으로 채취된 비교란 동결시료의 강도평가를 위한 예비실험으로 의의가 있다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제15권4호
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• pp.281-289
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• 2011

돼지 중간엽 줄기세포를 Dimethyl sulfoxide(DMSO), Ethylene glycol(EG), 그리고 DMSO/EG을 이용하여 세포동결을 유도한 후 적절한 동결보호제를 알아보았다. 2개월 이내 돼지 골수에서 중간엽 줄기세포를 분리하여 colony 형성 및 alkaline phosphatase(AP) 활성을 확인하고, 지방 세포로의 분화 유도에 의한 줄기세포의 능력을 확인하였다. 이들 중간엽 줄기세포의 완만 동결을 위해, DMEM에 각각 10% DMSO, 1.5M EG, 5% DMSO/0.75M EG의 동결보호제를 섞은 후 cryovial에 넣고, cryo-containe를 이용하여 $25^{\circ}C$에서 $-80^{\circ}C$까지 $-1^{\circ}C$/min 속도로 동결하였다. 일주일간 저장 후 세포의 생존률은 미동결 세포는 동결 세포군보다 유의적으로 높음을 확인할 수 있었으나, 동결 처리군 간에는 차이가 없었다. 줄기세포 유지 유전자인 Sox-2와 Nanog 발현은 동결 후 배양 시간에 따라 발현량이 증가하는 경향을 보였으나, 동결처리군 간에는 유의적인 차이가 없었다. 세포사 관련 유전자인 Bax의 발현은 모든 군에서 비슷하였다. 또한 지방, 연골 및 뼈세포 분화와 관련된 유전자의 발현은 동결 전 세포와 동결 후 세포군에서 비슷한 경향을 보였다. 이러한 결과는 돼지중간엽 줄기세포 동결함에 있어서 10% DMSO, 1.5MEG, 5% DMSO/0.75M EG 모두 적절한 동결보호제로 이용할 수 있음을 시사한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.258-258
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• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.255-268
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• 2018

해저터널은 시공중 예측치 못한 고수압으로 인한 해수 침투가 발생할 가능성이 매우 크다. 이에 고수압조건에서 차수 및 보강효과가 탁월한 인공 동결 공법의 적용이 대두되고 있다. 본 연구에서는 인공 동결 공법에 필요한 냉매량을 산정하기 위해 열흐름 에너지 이론 모델에 의한 이론적인 값을 계산하고, 동결 챔버 실험결과 및 수치해석결과와의 비교를 통해 적정성을 검증하였다. 염분과 수압에 따른 열적 역학적 특성 변화를 규명하기 위해 동결용 챔버를 제작하여 염분과 수압 조건에 따라 사질토의 동결 시간을 파악하였다. 또한, 이론값과 수치해석 결과의 동결 시간은 유사한 경향을 확인하였다. 동결공법의 냉매량은 수치해석의 결과를 기반으로, 동결 챔버 실험을 통해 동결 효율의 결과와 이론식을 통한 동결 유지를 위한 에너지 비율을 적용하여 산정하였다. 동결유지를 위한 에너지 비율은 해저터널의 토피고와 해저면의 수온에 따라 좌우될 것으로 판단된다.