• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.23-27
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• 2024

Bismuth는 적절한 작동 전압(0.8 V)과 높은 체적 용량(3,765 mAh cm^-3) 때문에 Li-ion battery (LIBs)의 유망한 음극소재로 여겨진다. 그럼에도 불구하고 Bi의 Li과의 합금화 반응 중 필연적인 부피 팽창은 심각한 용량 손실과 셀 파괴를 초래한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 N이 도핑된 탄소에 내장된 비스무트 합금 나노 입자(Bi@NC)의 복합체를 간단한 열분해 방법을 통해 제조하였다. 나노 크기의 Bismuth 합금은 단축된 Li⁺ 이온 확산 경로를 통해 반응 동역학을 향상시킬 수 있다. 또한, N 도핑된 탄소 코팅은 Li⁺ 이온과의 확장된 합금/탈 합금 반응 동안 Bismuth의 부피 변화를 효과적으로 완충하고 효과적인 전도성 네트워크를 유지한다. 열 중량 분석한 결과 매우 높은 Bismuth 합금 로딩(80.9 wt%)을 보여줬음에도 불구하고 100 cycles까지 315 mAh g^-1 용량을 유지하였다.

• 보존과학회지
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• 제27권4호
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• pp.431-440
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• 2011

석조문화재에 사용되는 에폭시 수지에 열팽창계수가 낮은 무기물을 첨가하여, 석재와 비슷한 수준으로의 열팽창계수 조절 및 무기물 첨가에 따른 기계적 변화를 연구하였다. 사용된 에폭시 주제는 hydrogenated bisphenol A (HBA), 경화제로는 상온에서 경화가 가능한 Isophoronediamine (IPDA), 점도 조절을 위한 반응성 희석제로는 difunctional polyglycidyl epoxide (DPE)를 선정하였으며 열팽창계수를 조절하기 위한 무기물 첨가제는 talc와 fused silica 를 사용하였다. 에폭시 수지와 희석제의 함량에 따라 점도를, 에폭시 수지와 무기물 첨가제의 부피비에 따른 열팽창계수를 측정하여 물리 화학적 물성 개선 가능성을 확인하였으며 인장강도, 전단강도 측정을 통하여 기계적 성능을 비교하였다. 연구결과 에폭시 수지에 첨가될 무기물 첨가제의 함량이 커질수록 열팽창 계수가 감소할 뿐만 아니라, 굴곡강도가 감소하고 전단 강도는 증가하는 특성이 나타났으며, fused silica를 사용한 에폭시 수지가 talc를 사용한 제품군에 비해 열팽창계수가 크게 감소하여 석재와 비슷한 수준으로 조절 가능함을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권5호
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• pp.510-515
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• 2020

본 연구에서는 글루텐 프리 쌀 빵의 품질을 개선하기 위해서 반죽 시 첨가되는 물의 양과 물의 온도 그리고 발효 시간을 다양하게 하여 글루텐 프리 쌀 빵의 품질을 비교해 보았다. 품질 비교를 위해서 빵의 단면적과 기공 개수, 기공의 면적, 부피, 빵의 경도 등을 측정해 보았으며, 그 결과 반죽 시 첨가되는 물의 온도 95℃가 0, 25℃에 비하여 단면적이 넓고, 기공의 개수가 많게 나타났으며, 발효시간이 2시간일 때 단면적이 가장 넓게 나타났다. 그리고 반죽 시 첨가되는 물의 양은 쌀가루 100 g에 130 g 이상의 물을 사용하였을 때 단면적의 넓이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 95℃의 물을 50 g (쌀가루 50 g)을 사용하여 2시간 발효를 하였을 때 단면적이 가장 넓어지고, 기공의 개수가 많아 졌으며 경도도 낮아져서 부드러운 빵을 만들 수 있었다. 비록 밀가루를 사용한 빵보다 단면적의 크기가 작았지만, 기존의 방법을 이용하여 만든 글루텐 프리 쌀 빵과 비교하였을 때 부피와 단면적이 증가하였으며, 추후 부피 팽창에 도움을 줄 수 있는 증점제와 같은 첨가물 사용을 동시에 진행하게 된다면 더욱 품질이 좋을 글루텐 프리 쌀 빵을 만들 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.193-200
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• 1999

팽창토에 설치된 직경 305 mm 현장타설말뚝의 18개월간에 걸친 거동을 관찰하였다. 계절적 함수량 변화에 따른 말뚝주변 흙의 부피 변화가 발생시킨 말뚝의 인발력을 측정하였고, 측정한 인발력에서 말뚝 단위 표면적당의 전단 응력을 계산하였다. 본 실험 말뚝에서는 최대 전단 응력은 54 kPa이 계산되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.547-550
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• 2011

레이저 기반의 무바늘 액체 약물전달장치는 계속해서 개발되어왔다. 레이저 빔이 고무 챔버 내부의 액체에 모이게 된다. 초점이 맞춰진 레이저 빔은 공기방울을 생성시키고 급격히 팽창하게 된다. 밀봉된 챔버 안쪽에서의 급격한 부피변화는 액체약물을 마이크로 노즐을 통해 빠르게 밀어내어 마이크로 약물젯을 생성한다. 노즐의 출구지름은 100 ${\mu}m$ 이하이며 본 연구팀은 생성된 마이크로 약물젯의 속도가 인체의 연조직으로 침투시키기에 충분함을 확인하였다. 이 실험에서는 사람의 혈전을 모사한 무게 비 5%의 젤라틴 수용액을 냉각시킨 샘플과 돼지 지방층을 사용하여 침투실험을 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1092-1100
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• 2005

We investigated a carbon nanotube (CNT) oscillator controlled by the thermal gas expansion using classical molecular dynamics simulations. When the temperature rapidly increased, the force on the CNT oscillator induced by the thermal gas expansion rapidly increased and pushed out the CNT oscillator. As the CNT oscillator extruded from the outer nanotube, the suction force on the CNT oscillator increased by the excess van der Waals(vdW) energy. When the CNT oscillator reached at the maximum extrusion point, the CNT oscillator was encapsulated into the outer nanotube by the suction force. Therefore, the CNT oscillator could be oscillated by both the gas expansion and the excess vdW interaction. As the temperature increased, the amplitude of the CNT oscillator increased. At the high temperatures, the CNT oscillator escaped from the outer nanotube, because the force on the CNT oscillator due to the thermal gas expansion was higher than the suction force due to the excess vdW energy. By the appropriate temperature controls, such as the maximum temperature, the heating rate, and the cooling rate, the CNT oscillator could be operated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.150-161
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• 1996

연구로용 우라늄-실리사이드 분산 핵연료에서의 응력 및 변형율 분포를 계산할 수 있는 변형모델을 개발하였다. 이 변형모델은 탄소성이론 및 지수법칙 크리프이론을 기초로 한 것이며, 또한 등방 핵연료팽윤 및 열팽창을 가정하였다. 개발된 모델을 HANARO 및 카나다의 NRU 핵연료에 적용하여 본 결과 핵연료의 변형을 성공적으로 계산하는 것으로 판단되었다. 계산결과에 따르면, 연구로용 우라늄-실리사이드 분산핵연료가 연소할 때 핵연료심에서 가장 중요한 변형기구는 팽윤이며, 피복관에서 가장 중요한 변형기구는 크리프이다. 또한, 피복관에서 원주방향 최대응력은 항상 5 MPa 이하로서 항복응력보다 훨씬 낮게 유지되었다. 여기서 고려한 두 핵연료설계에 대해서 전 연소도 범위에서 핵연료봉의 부피변화는 10% 이하로 예측되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.96.1-96.1
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• 2012

SOFC는 다른 연료전지보다 상대적으로 높은 구동 온도를 가지며 그로인해 높은 에너지 효율을 가진다. 먼저 금속연결제의 경우 높은 고온에서 산화 반응이 쉽게 일어나기 때문에 이로 인하여 연결재의 주요 특성인 전기전도도의 감소와 부피변화로 인한 크랙등이 유발되어 연결재의 주요 기능인 전기적인 연결 뿐만 아니라, 물리적으로 양극과 음극의 차폐 또한 어려워져 장기 구동에 있어서 주요 결함의 원인이되고 있다. 이로 인하여 많은 세라믹 연결재의 개발이 진행되어왔고, 이중에서 perovskite-structure를 가지는 LCO계의 연결재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. $LaCrO_3$는 열팽창 계수가 주요 구성소재들과 유사하다는 장점과 도핑과 친환으로 인하여 특성제어가 용이하다는 이유 때문에 주로 사용되고 있다. 그러나 $LaCrO_3$는 낮은 전기전도도와 높은 소결온도에서 Cr휘발되는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서 A에 희토류와 B-site에 전위금속을 치환하여 소결 온도를 낮춘 연구들이 진행 되었다. 본 연구에서는 이런 결과 중 $La_{0.7}Ca_{0.3}Cr_{0.9}Co_{0.1}O_3$조성에 소결조제를 첨가하여 그에 따른 특성변화를 관찰하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.84.1-84.1
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• 2018

현재 사용되고 있는 화석 연료는 고갈되고 있으며 지구온난화와 같은 환경오염을 일으키는 주원인으로 이를 대체하는 에너지원으로서 수소가 주목받고 있다. 그러나 수소는 상온 및 대기압에서 4 %의 낮은 LEL (lower explosive limit)을 가지므로 높은 인화성과 폭발성을 가진다. 또한 무색, 무취한 성질을 가지고 있어 사람에 의해 검출되지 않는다. 그러므로 상온에서의 수소 농도를 정량화하고 검출하기 위한 방법이 필요하다. 수소를 검출하기 위한 수소센서에는 저항, 촉매, 광학, 일함수 등을 이용한 센서들이 있으며 그 중 저항을 이용한 귀금속 기반 수소센서가 널리 알려져 있다. 팔라듐(Pd), 백금 (Pt)와 같은 귀금속 기반 수소센서는 높은 수소 용해도 및 확산으로 인해 수소에 우수한 선택성을 가진다. 특히 Pd는 흡착에 대한 친화성이 매우 우수하다. 팔라듐에 수소가 노출되면, 수소가 Pd 격자로 확산되어 Pd-hydride를 형성시켜 부피가 팽창되고 저항이 변한다. 이러한 특성을 바탕으로 팔라듐의 저항 변화를 기반으로 한 수소센서의 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 물리기상증착 (PVD)을 이용하여 다양한 다공성 나노 Pd 박막을 가지는 수소센서를 제작하였으며, 수소 농도에 따른 실온에서의 수소 검출 특성을 관찰하였다. 제작된 다공성 나노 Pd 박막의 특성은 SEM, TEM 및 XRD를 통하여 확인하였다. 다공성 나노 Pd 박막이 수소에 노출 되었을 때 전자 산란 및 접촉 면적의 증가에 따른 저항의 변화를 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.451-451
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• 2011

적외선 소자의 재료로 쓰이는 액상 에피 성장법(Liquid phase epitaxy: LPE)으로 성장된 HgCdTe (MCT)박막의 Hg 분위기 열처리에 따른 구조적 변화를 고 분해능 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. 일반적으로 LPE방법으로 성장된 MCT박막은 성장 방법의 특성상 Te 과다 영역의 성장용액이 사용되므로 상온 냉각 과정에서 박막 내 국부적인 Te 석출물을 형성 시킬 가능성이 높다. 또한, 성장 과정시 높은 Hg 증기압으로 인해 Hg-vacancy가 존재하므로 품질을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 본 실험에서는 Hg-vacancy와 국부적인 Te 석출물의 제거를 위해 Hg 분위기 열처리 공정을 실시하여 박막의 결정성 변화 및 국부적인 조성 변화를 관찰하였다. 실험결과, 열처리에 따른 Hg의 박막 내 공급으로 인한 이차상의 형성 등이 관찰 되었으며 부피 팽창으로 인해 격자의 변형이 관찰 되었다. 이는 투과 전자 현미경의 고 분해능 이미지 와 Gaussian mask filtering 기법으로 보여진 격자 줄무늬상 (lattice fringe)으로 확인 하였다. 또한, 열처리에 따른 국부적인 조성 편기의 해소는 high angle annular dark field scanning TEM(HAADF-STEM)을 이용하여 관찰 하였다.