• 제목/요약/키워드: 모세관 현상

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고균일 유기박막 코팅을 위한 모세관 현상 전산모사 (Simulation of Capillary Phenomenon for Solution Coating of High-uniformity Organic thin Films)

  • 신동균;홍기영;박종운;서화일
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.106-111
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    • 2017
  • When a substrate with a pixel-defining layer (bank) is coated, there arises capillary force due to surface tension and adhesive forces between a solvent and the bank layer. It brings in a degradation of film thickness and emission uniformities within pixels. With an attempt to suppress it, we have performed fluid flow simulations of capillary arise by varying the contact angle of bank and the bank structure. We have first demonstrated that the fluid flow model can reproduce the capillary phenomenon that was observed experimentally. It has been found that capillary arise can be suppressed using a hydrophobic material for the bank layer. Furthermore, it was suppressed by tilting the sidewalls outwardly (i.e., using a positive photoresistor). We can obtain very uniform films when the slope is $50^{\circ}$ with the contact angle of $40^{\circ}$.

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모세관 현상에 의한 토양 환경에서의 지하수 거동에 관한 연구 (Studies on the Mobility of Groundwater in Soil Environment by Capillary Rise Observation)

  • 최수아;최은진;김동수
    • 한국물환경학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.115-119
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    • 2011
  • The mobility of groundwater in the soil environment has an important role in the soil environment and absorption of plant. Therefore, studies on the mobility of groundwater considering the physical and chemical properties of soil is very important. In this study, movement of water due to change in soil particle size were observed by capillary rise. The height of the capillaries was measured according to capillary diameter, temperature and solution concentration. The inner diameter of each capillary itself is 0.012, 0.016, 0.024, 0.027 cm, and experiments were performed at $22^{\circ}C$. As a result, the height of the capillaries decreased with increasing capillary diameter, and the solution temperature but increased with increasing concentration. Changes in the height of the capillaries are interpreted to related with surface tension by the Young-Laplace equation. Also on the mobility of groundwater, the increase of water and soil temperatures can be significant factors caused by ion strength and global warming as well as pores in the soil particles. The results of this study is considered to provide the basic data on the behavior of groundwater in the soil environment.

점적 양액공급에 있어서 모세관 현상의 이용 (Pratical Use of Capillarity in Nutrient Solution Trickle Supply)

  • 장전익;김우일
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1998년도 정기총회 및 학술논문 발표요지
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    • pp.122-127
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    • 1998
  • (1) 급액천의 규격별 양액공급량 $\bigcirc$ 합섬(비스코스+레이온) : 시간당 소(12.6ml), 중(21.2ml), 대(57.5ml)의 순으로 유입되었으며 중과 대의 급액천의 유입은 거의 같아 급액천의 규격간에 공급량은 비례하지 않았다. $\bigcirc$ 합섬(폴리에스텔) : 소(4.3ml), 중(20ml), 대(57.5ml)순으로 양액이 유출되었으며, $\bigcirc$ 합섬(인견) : 소(2.9ml), 중(23.7ml), 대(32.3ml)순으로 유입되었으나 소(급액천)의 유출량은 적어 급액천 재질로서 부적합하다고 생각되었으며, $\bigcirc$ 실(cotton) : 소(0.2ml), 중(3.0ml), 대(2.7ml)순으로 규격간에 유입은 차이가 없었으며 전체적으로 유출이 적어 급액천으로서는 부적합하였다. (2) 배지의 규격(종류)별 양액의 유입량 $\bigcirc$ 송이(Ф6.0mm~12.0mm이상) : 배지의 입자가 굵은 배지일수록 급액초기 1~2시간이 유입이 급격히 증가하였으나 시간이 경과할수록 일정한 량을 보였으며 유입량은 다른 배지에 비하여 많았고 급액천의 규격이 클수록 유입되는 량이 많았으나 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였다. $\bigcirc$ 송이(Ф1~5mm) : 합섬A(비스코스+레이온)과 합섬B(폴리에스텔)에서는 시간당 15.0~50.1ml가 유입되었으나 합섬C(인견)과 실에서는 시간당 10ml이하로 토출량이 적었다. $\bigcirc$ 송이(Ф1~12mm) : 합섬A와 합섬B 급액천에서는 17.0~53.8ml가 유입되었으나 합섬C와 실에서는 시간당 평균 4.0~21.2ml가 흘러나와 배지의 공극이 일정하지 않아 시간당 통과하는 양이 일정하지 않았다고 생각되었다. $\bigcirc$ 펄라이트 : 합섬A(비스코스+레이온)급액천의 유입은 소(1$\times$60cm)에서 21.8ml, 중(2$\times$60cm) 33.5ml, 대(3$\times$60cm) 43.4ml가 통과되었고 합섬(폴리에스텔)에서는 19.0~30.7ml로서 급액천의 규격에 따라 통과되는 차이가 있었다. 배지가 규격화되어 있어 급액천의 규격별로 일정하게 유입되었으며 급액천의 재질이 유입에 영향을 미친 것으로 사료되었다. (2) 급액관과 베드상과의 높이에 따른 유출양 : 급액과 베드상과의 낙차가 클수록 유출이 증가함을 알수 있었으나 합섬C(인견)실험구에서는 낙차가 유출에 영향을 미치지 않았다. (4) 급액된 양액의 EC 및 pH조사 : 급액된 양액의 EC 및 pH에 전혀 변화가 없어 재배 적응에 문제가 없을것으로 사료되었다.

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종이 기반 전기화학 센서의 연구 동향 (A Review on Paper-based Electrochemical Sensors)

  • 서민지
    • 전기화학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-7
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    • 2024
  • 신체에 부착하는 웨어러블(wearable) 센서 및 현장 진단 검사(point-of-care testing)가 용이한 센서의 필요성이 부각되면서, 종이를 기반으로 하는 센서들이 활발히 연구되어왔다. 종이는 매우 저렴하면서도 가볍고 유연할 뿐만 아니라, 표면에 카본과 같은 전도성 물질 및 왁스와 같은 소수성 물질을 입히기 쉽다. 또한, 종이를 이루는 셀룰로오스 섬유에 의한 모세관 현상으로 외부 힘 없이 용액의 흐름을 유도할 수 있어 웨어러블 전기화학 센서의 플랫폼으로 특히 주목받고 있다. 이에 따라, 다양한 분석 물질들을 전기화학적인 방법으로 검출하는 종이 기반 센서들이 활발히 개발되어 왔다. 특히, 분석 물질에 따른 전류 값 이외에도, 전기화학 발광현상(electrochemiluminescence) 혹은 전기 변색 물질(electrochromic material)을 도입하여 시각적으로 데이터를 나타내는 센서들도 보고되어 왔다. 이 논문에서는 종이 기반 전기화학 센서들의 제작법 및 다양한 활용 전략을 사례 중심으로 소개하였다.

비증착 방법에 의한 사용후 핵연료의 EPMA 분석

  • 정양홍;송웅섭;김도식;김희문
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.353-354
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    • 2004
  • 사용후 핵연료의 조성을 분석하거나 또는 반사전자상과 2차 전자상 등으로 시료를 관찰하기 위해서는 핫셀(Hot cell)에 증착기(coater)를 설치하여 시료표면을 전도성 물질인 탄소 등으로 증착시켜야 한다. 그러나 원격조정기를(manipulator)를 이용하여 수행되는 핫셀에서의 증착작업은 사용후 핵연료 시험의 선진분석기술을 갖고 있는 원자력 선진국에서도 핫셀내에 설치되어 있는 증착기의 탄소봉을 교체하는 작업과 진공장치의 성능 유지가 까다로워 시료표면에 균질하게 전도성 물질을 증착시키는 작업에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 통상적으로 이용되는 증착기를 사용하지 않고 Silver Paint를 사용하여 사용후 핵연료를 분석할 수 있는 새로운 방법에 대한 연구를 수행하였다. 산화물 핵연료는 전기전도도가 매우 낮아($3{\times}10^{-1}~4{\times}10^{-8}/ohm{\cdot}cm$)입사된 전자의 이동이 원활하지 못해 일어나는 들뜸(Charging)현상이 발생한다. 그러나 Silver Paint 에 사용후 핵연료를 접착하면 모세관(capillary)현상에 의해 시료 주위와 핵연료의 결정립계로 Silver가 스며들어 입사된 전자의 이동이 원활해져 전도성이 극히 낮은 시료의 분석이 가능하게 된다. 본 시험에 사용된 EPMA는 (Electron Probe Micro Analyzer, SX-50R, CAMECA, Paris, France) 고 방사능을 띤 조사 핵연료의 시험을 수행할 수 있도록 기기의 적절한 부위에 납과 텅스텐으로 차폐되어 시편의 방사능 세기가 $3{\times}10^{10}Bq$까지 시험 가능한 기기이다. 그림 1은 JAERI 에 설치 운영중인 증착기 설비 사진이다. 그림에서 핫셀에 설치된 증착기의 진공을 유지하기 위해 핫셀 벽을 관통하여 증착기 본체까지 연결된 배출관의 형상과 복잡한 주변장치들을 볼 수 있다. 그림 2는 비조사 핵연료 시편을 Silver Pain떼 접착한 사진이다. 그림은 시료주위와 시료 표면까지 Silver Paint가 도포된 모습을 보여주고 있다. 상용발전소에서 연소도가 50,000 Mwd/tU인 사용후 핵연료를 상기와 같은 방법으로 만든 시편의 표면을 관찰한 사진을 그림 3~8에 나타내었다. 그림 3은 핵연료 중앙부위의 결정립을 나타낸 그림이다. Silver Paint만으로 접착한 시료의 표면관찰 및 정량분석이 그림에서 보듯이 가능함을 확인하였다. 그림 4는 사용후 핵연료시료를 중앙부위에서 가장자리까지를 다섯 부위로 나누어 그 중 중앙부위(1/5) 지점의 입계 및 형상을 관찰한 사진이다. 결정립의 크기가 다른 부위보다 상대적으로 크고, 결정립에 생성된 기공이 발달되어 있음을 볼 수 있다. 그림 5와 6과 7은 중심부위와 rim부위 사이 지점을 관찰한 사진으로서 결정립과 기공의 분포가 비슷한 형상을 나타내고 있음을 관찰할 수 있었다. 그림 8은 rim 부위 사진으로 전형적인 rim 영역 현상을 관찰할 수 있었다. 표 1은 그림 2와 같이 비조사 산화물 핵연료를 Silver Paint로 접착한 시편을 정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.

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Membrane Strip 크로마토그래피 방법에 기초한 전기화학발광 (Electro-Chemiluminescence) 면역센서의 개발

  • 윤채하;백세환
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.206-207
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    • 2000
  • 스크린프린팅 된 탄소전극과 항체가 결합된 리포좀을 이용한 일회용 전기화학발광 면역센서를 구성하였다. 분석물질농도에 비례하여 분석물질-면역리포좀 복합체는 모세관현상에 의해 membrane strip에서 전극 상으로 전달되었고, 이 리포좀은 계면 활성제에 의해 파괴되고 신호발생에 이용되는 ruthenium이 방출되었다. 이와 같은 면역센서의 성능은 의료현장검사 혹은 자가진단에 적합할 것으로 예측된다.

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식품보장(食品保藏)과 수분활성(水分活性)에 관(關)한 연구(硏究) - 제 2 보 : 말쥐치육(肉)의 건조기구(乾操機構)와 수분활성(水分活性) - (Studies on Food Preservation by Controlling Water Activity - II. Dehydration Mechanism and Water Activity of Filefish Muscle -)

  • 한봉호;최수일;이종갑;배태진;박호구
    • 한국식품과학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.342-349
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    • 1982
  • 송풍식건조과정(送風式乾燥過程) 중의 말쥐치육의 건조기구(乾操機構)와 수분활성(水分活性)과의 관계를 검토하기 위하여 $47.5^{\circ}C$에서 풍속과 공기의 상대습도를 달리하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 전체 건조과정은 정속건조기(定速乾燥期)와 감속건조기(減速乾燥期)로 구분되었다. 정속건조기(定速乾燥期)는 건조표면(乾燥表面)이 수분활성(水分活性) 1.0을 유지하는한 계속되었으며, 온도와 상대습도가 일정할 때 정속건조속도(定速乾燥速度)는 공기의 속도(速度)의 제곱근에 비례하였다. 감속건조기(減速乾燥期)는 건조기구(乾操機構)가 서로 다른 제(第)1 및 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)로 구분되었다. 제(第)1감속건조기(減速乾燥期)는 모세관 응축수의 건조표면(乾燥表面)으로의 이동이 불충분한 불포화표면건조기(不飽和表面乾燥期)였으며, 이 때의 건조속도(乾燥速度)는 공기의 온도가 일정할 때 상대습도에 크게 좌우되었다. 제(第)1감속건조기(減速乾燥期)와 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)의 변환점에서 표면경화현상(表面硬化現象)이 시작되었다. 상대습도의 변화에 따라 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)가 시작될 때의 수분활성(水分活性)과 수분함량(水分含量)은 각각 다른 값을 나타내었다. 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)는 다시 건조기구(乾操機構)를 달리하는 두 개의 건조기(乾燥期)로 구분되었다. 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)의 1단계는 말쥐치육 내부의 모세관 응축수가 건조표면(乾燥表面)으로 확산, 증발하여 건조가 진행되었으며, 이때의 수분의 확산계수는 $47.5^{\circ}C$에서 $2.89{\cdot}10^{-10}m^2/sec$였다. 표면경화현상(表面硬化現象)은 말쥐치육의 수분활성(水分活性)이 0.7에 이를때까지 계속되었다. 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)의 2단계는 수분활성(水分活性) 0.45에서 시작되었다. 이 때의 건조는 말쥐치육 내부에 다분자층(多分子層)으로 흡착(吸着)한 결합수의 건조표면(乾燥表面)으로의 확산, 증발에 의하여 진행되었다. 흡착수분(吸着水分)의 분자층(分子層)의 수는 4였으며, $47.5^{\circ}C$에서의 확산계수는 $4.38{\cdot}10^{-11}m^2/sec$였다.

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탄성파를 이용한 흙의 특성연구 (Soil Properties in Relation to Elastic Wave)

  • 조계춘;이인모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.83-101
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    • 2002
  • 탄성파는 지표면에 가까운 흙에 관한 중요한 정보를 공급한다. 흙특성 파악에 물리탐사기법의 원활한 적용을 위하여 탄성파인자와 흙특성과의 관계를 고찰하였다. 적용 예로서, 비포화토의 거동 및 특성을 전단파 시험을 통하여 알아보았다. 포화시료를 건조하면서 밴더엘리먼트를 사용하여 미소변형률 전단강성을 연속적으로 측정하였다. 비포화토에서는 모세관현상, 이온공유에 의한 접착, 세립자 이동에 의한 강화효과, 염 침전에 의한 시멘트결합과 같은 입자간 힘의 변화가 강성의 변화에 직접적으로 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 비포화토의 시료를 교란함으로써 메니스커스의 회복에 대한 연구를 수행하였고, 비포화토에서 일어나는 여러 가지 현상들을 제시하였다.

열모세관 현상에 의한 액체 슬러그 이동에 관한 연구 (A Study of Thermocapillary Migration of a Liquid Slug)

  • 김호영;김이구;강병하
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권12호
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    • pp.1521-1527
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    • 2004
  • Thermocapillary migration of a liquid slug is caused by temperature difference between the ends of a slug. The temperature difference induces the difference of the surface tension coefficient and consequently of capillary pressure between the ends of the slug. Presently available model to predict a velocity of thermocapillary migration adopts the Poiseuille equation which is valid only for a very long slug and neglects the shear stress near the contact line. In the present study, a new model has been developed to consider the shear stress near the contact line so that it can be applied to slugs or drops of general configuration. The experiments using mineral oil with the length to diameter ratio being 10 and a glass capillary were performed. It was found that the liquid slug began to move upon overcoming contact angle hysteresis when the temperature difference reached 35$^{\circ}C$. The results indicate that the new model well predicts the velocity of the liquid slug.

골프코스를 조성할 폐염전 매립지의 지하수위에 따른 토양산도 및 전기전도도 변화 (Changes of Salt Concentration by the Height of Ground Water Table on Disused Saltpan for Golf Course Construction Site)

  • 이동익;김기동;주영규
    • 아시안잔디학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.143-150
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    • 2009
  • 폐 염전 매립지를 활용한 골프코스 조성에 있어서 중요한 것은 고농도의 염이 식물 생육의 제한 요인으로 작용한다는 것이다. 높은 농도의 염류를 조절하는 것이 필수적이며, 건설 부지의 토양을 개량하기 위해서는 토양 및 지하수 내 염 농도에 대한 체계적인 지표를 필요로 한다. 이에 본 연구는 지하수위에 따른 pH 및 염 농도의 변화를 조사하였다. 이는 골프코스 조성 시 지반공사를 위한 기초자료가 될 뿐만 아니라 공사 후 식재지반의 효율적이고 합리적인 관리에도 유익한 자료가 될 것으로 사료된다. 대상지역의 토양 물리 화학성 분석 결과, 건설부지 내 토양의 대부분은 염분 함량이 높고 약 알칼리성의 식토(clay soil)로 분류되었다. 지하수 수위변화는 갈수기(6월 중 하순), 장마기(2006년 7월 초 중순), 장마후기(7월 말)로 측정 시기를 구분한 결과 1.3m, 3.3m 및 2.8m로 장마기 지하수위는 평균 지면높이 2.9m에 비해 약 0.4m 높은 것으로 측정되었다. 전기전도도의 변화를 측정한 결과 갈수기에는 전체 측정지역에서 $4.0dS{\cdot}m^{-1}$ 이상으로 측정되었고, 지역에 따라서 $20dS{\cdot}m^{-1}$ 이상으로 나타났다. 장마기 ECe 측정간은 $1.2{\sim}15.0dS{\cdot}m^{-1}$로 갈수기에 비해 상대적으로 낮은 EC값을 나타냈다. 따라서 폐 염전 매립지를 이용한 골프코스 조성에 있어 고농도의 염을 함유한 지하수와 식재지반과의 모세관 연결을 차단시키는 것이 중요하다. 이를 실현하기 위하여는 최고 지하수위 보다 높은 지점에 차단층(자갈층)을 포설한 후 식재층을 포설하여 토양 내 모세관 작용을 차단함으로써 염성분의 식재지반으로 이동을 차단한다면 염해에 의한 식물생육의 장애를 방지할 수 있을 것으로 사료된다.