• 청정기술
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• 제18권2호
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• pp.123-143
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• 2012

초임계유체기술은 최근 다양한 화학 산업 분야에서 새로운 관심을 모으고 있는 신기술의 하나라 할 수 있다. 초임계유체기술은 높은 용해성, 빠른 침투성, 빠른 물질 이동 등의 초임계유체 장점을 이용한 기술로써 친환경, 에너지 절감, 고효율성을 가진 현재로서 가장 효과적이고 실용적인 기술이라 하겠다. 이러한 특징을 가진 초임계유체기술을 이용한 응용 기술의 잠재력을 분석 및 평가하고 개발하는 것은 필수적이다. 따라서 본 총설에서는 초임계유체기술의 응용 측면에서 초임계유체내에서 고분자 중합 공정의 최적화를 위한 기초자료인 모노머/고분자의 고온 고압에서 초임계유체 내에서의 상거동 현상을 설명하고, 이러한 자료를 통해 초임계유체 내에서 특정물질을 분리 할 수 있는 분자인식고분자의 제조와 성능 평가에 대해 소개하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.102.2-102.2
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• 2015

진공 시스템의 기저상태를 지배하는 것은 대부분의 경우 용기 내면에 수십 단원자 층 정도로 흡착되어 있는 물이다. 용기 압력이 10-9 mbar 대가 될 때까지는 잔류기체의 90% 이상이 수분이고 압력을 10분의 1로 떨어뜨리려면 10배의 시간이 더 필요하다는 소위 1/t 법칙은 광범위한 흡착에너지를 가지는 물분자의 표면방출 특성으로 잘 설명되어진다. 용기가열 등 적극적인 표면처리를 하지 않고 전형적인 압력변화 양상은 그대로 유지하면서 절대적인 시간을 줄이는 가장 직접적인 방법은 물 배기속도를 가능한 한 높이는 것이지만 대부분의 고진공 펌프들에서 물배기속도만 더 증가하도록 만드는 것은 쉽지 않다. 크라이오 워터펌프(CWP: cryo-water pump)는 바로 이런 고민을 제대로 해결할 수 있는 유일한 실용적인 방안이라고 말할 수 있다. 다른 기체분자들의 배기는 일단 염두에 두지 않고 물배기만을 열심히 해서 배기시간을 단축하고 도달 진공도를 낮추는 것을 목표로 하는 장치가 CWP이다. CWP는 모든 기체에 반응하는 정통적인 크라이오 펌프에 비해 훨씬 간단하고 저렴하게 만들 수 있으면서도 진공 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있지만 그동안은 물배기의 필요성에 대한 인식이 미흡하고, 또 부수적이고 추가적인 비용이 드는 것으로 생각되어 주목을 받지 못했지만 디스플레이와 반도체 산업을 필두로 물분압을 낮추고 생산수율을 높이는 것에 점점 더 관심이 높아지면서 CWP에 대한 수요도 높아지고 있다. CWP의 물배기는 아주 단순한 응축현상에 의존하므로 물리적으로 이해하고 성능을 예측하는 것이 직관적이지만 사용용도에 따라 물 이외의 기체분자들은 잘 통과시키면서 물배기는 최대화하는 최적설계가 요구되거나 터보분자펌프(TMP)와 같이 이질적인 고진공펌프와 조합하여 사용하는 경우 기체 온도 의존성을 고려해야 하는 등 까다로운 점이 있다. 본 보고에서는 CWP+TMP로 구성된 복합진공배기시스템을 설계하면서 CWP만의 물배기성능과 복합 시스템의 물 및 알곤 배기성능을 예측하고, 두 펌프의 상호관계에 대해 분석하며, 실제 만들어진 복합배기시스템을 사용하여 실험적으로 구한 물 및 알곤 배기속도 측정결과에 대해서도 간단하게 논의하려고 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.344-344
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• 2008

최근 들어, 압전 세라믹스 제조기술의 급속한 발전으로 기계, 전자뿐만 아니라 휴대용 전자기기의 초소형 적층형 압전모터 및 압전변압기 같은 고품질 압전소자의 개발에 있어 특히 소자의 소형화에 따라 나노크기의 분말제조가 연구의 주류를 이루고 있다. 현재 이러한 나노크기의 세라믹스 제조에 사용되는 방법으로는 화학적 공침법, 졸겔법, 수열반응, 그리고 고에너지 볼밀법등이 보고되고 있다. 볼밀링 공정은 세라믹제조 시 필수 불가결한 공정이나 일반적으로 미세화에 그 한계가 있어 $1{\mu}m$이하의 입자크기를 가지는 분말은 제조가 곤란한 것으로 인식되어 왔다. 그러나 고에너지 볼밀을 이용한 볼밀링은 원료의 변형, 파괴 등과 같은 원료의 물리적 변화 뿐만 아니라 원료를 구성하는 원자/분자 구조에 영향을 미쳐 원료의 화학적 특성의 변화를 유발한다. 이러한 화학적 특성의 변화는 이종 원료간의 화학 반응성을 향상시켜 밀링 중에 새로운 화학종의 생성을 유발하게 되는데 이러한 현상을 mechanochemical 효과라 한다. 이러한 mechanochemical 효과는 나노 분말 입자의 제조뿐만 아니라, 분자설계, 재료합성, 자원처리 및 리사이클링 등에도 그 적용이 시도되고 있다. 이러한 mechanochemical 효과를 이용하여 분말을 미세화 함으로써 저온 소결과 재료특성 향상을 기대해 볼 수 있다. 따라서, 이번 연구에서는 우수한 압전 특성을 가진 PMN-PNN-PZT조성을 가지고 시편을 제작하였으며, 고에너지 볼밀시간에 따라 그 압전 및 유전특성을 조사하였다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.454-465
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• 2015

본 연구의 목적은 액체 혼합물의 끓음에 대한 예비 화학교사의 인식을 알아보는 것이다. 이를 위해 사범대학에 재학 중인 예비 화학교사 65명을 대상으로 에탄올 수용액의 끓는점과 가열 곡선 유형, 용액이 끓을 때의 기포 속 입자 모형 등에 대한 설문조사를 실시하고, 이 중 9명을 면담하였다. 그 결과, 50% 몰분율의 에탄올 수용액의 끓는점에 대한 예비교사의 인식은 ‘78-100 ℃ 구간에서 끓기 시작한다’는 과학적인 응답이 52.3%이었고, ‘에탄올 끓는점인 78 ℃에서 끓기 시작한다’고 생각하는 응답이 35.4%이었다. 전자의 경우, 물과 에탄올의 부분 증기압력의 합이 순수한 에탄올의 증기압력보다 작고, 물의 증기압력보다 커진다는 과학적인 설명에 비해 ‘끓을 때 에탄올 분자가 물 분자와의 인력이나 진로 방해 등을 통해 순수한 끓는점보다 높아진다’고 생각하는 설명이 많았다. 후자의 경우, 에탄올이 먼저 끓는데, 끓는점은 물질의 고유성질이므로 혼합물이 되어도 변하지 않는다고 생각하였다. 액체 혼합물의 가열 시 온도변화에 대해서는 끓기 시작하면서 온도가 증가하다가 일정한 온도가 된다고 생각하는 응답자가 69.2%이었으나 이들은 에탄올이 끓으면서 기화되어, 액체상에 물의 비율이 높아지기 때문에 점점 끓는점이 증가하게 된다는 설명을 하거나, 에탄올은 상태 변화하지만 액체로 남아있는 물이 열에너지를 흡수하기 때문에 혼합액체의 온도가 증가한다는 설명을 제시하였다. 상당수의 예비교사는 두 개의 일정한 온도 구간이 나타난다는 응답을 하였는데 이들은 액체 혼합물의 각 성분이 자신의 고유한 끓는점에서 상태변화를 한다고 생각하고 있었다. 또한, 액체 혼합물의 증발과 끓음 상황에서 기체상에서의 입자 모형을 분석한 결과, 증발 상황에서는 대부분의 예비교사가 기체상에 물과 에탄올이 동시에 존재하는 모형을 그렸으나, 끓음 상황에서는 기체상에 에탄올만 존재하는 모형을 그리는 비율이 증가하였다. 결과를 바탕으로 예비교사들이 혼합액체의 끓음에 대해 가지고 있는 대체적 개념과 이들의 인식 개선을 위한 시사점을 논의하였다.

• 대한화학회지
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• 제62권4호
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• pp.288-298
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• 2018

이 연구에서는 과학교사 11명을 대상으로 서로 다른 질량을 가진 분자들로 이루어진 대기의 균질권에 대한 사고를 알아보기 위하여 사전 사후 검사지를 개발하고 조사하였다. 사전 검사 결과, 교사들은 크게 2가지 유형의 사고로 분류되었으며, 대기를 균일 용액처럼 생각하여 조성비가 균일하다는 사고와 입자의 질량이 다름을 고려하여 대기의 조성비가 비균질하다는 사고가 나타났다. 각각의 사고는 다시 중력의 크기를 크게 고려한 경우와 작게 고려한 경우, 그 중간 정도로 고려한 경우 등 3가지 유형으로 재분류 되어서 총 6가지 유형의 사고를 찾아볼 수 있었다. 이러한 다양한 사전 개념을 제시하고 교사들에게 학문간 교차개념의 중요성을 소개한 후에 화학에서의 원자량과 온도에 따른 분자 운동, 공기라는 용액의 균질성, 물리에서 다루는 질량과 중력, 그리고 거리의 관계, 지구과학에서 다루는 대기의 분포 및 대류 현상 등의 개념을 연계하여 사고하도록 제안하였다. 교사들 간의 토론 후에 사후 개념을 조사한 결과 사전 개념에서 벗어나 중력, 질량, 온도, 고도 등을 고려하여 대기의 조성에 대한 통합적 시각을 가지는 사고로 변화하였다. 이러한 변화를 통해 다양한 학문에서 다루는 교차개념의 중요성에 대해 확인할 수 있었으며, 통합과학에서 앞으로 이러한 유형의 사고를 교사들이 학생들에게 제공함으로써 일관된 세계관을 형성하고 지적 도구로 탐구적 사고를 실행할 수 있도록 도울 필요가 있다고 이 연구에서는 제안하였다.

• 공업화학전망
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• 제14권4호
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• pp.29-40
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• 2011

앞으로 글로벌 시장에 진입할 수 있는 작물보호 신물질 개발을 위해서는 기술 난이도가 크면서 파급성 및 경제성을 갖는 친환경 신규작용점 탐색과 독창적 Scaffold를 갖는 후보물질 또는 천연물소재 발굴에 주력해야 하며, 이를 지원하는 HTS, 화합물은행 및 천연물은행 활용 분자설계 및 최적화 합성기술 등 후보물질 발굴 핵심 기술개발에 국가적인 지원이 지속적이고 장기간에 걸쳐 이루어져야 한다. 고품질의 식량생산 관리기술은 물론 석유대체 에너지 확보를 위한 농작물 바이오매스(작물, 사료, 바이오연료 등) 생산관리기술로서, 그린바이오기반(Target 효소, 천연물소 재탐색응용) 저탄소 녹색성장을 실현시키기 위한 친환경적인 생화학 작물보호제 개발이 필요하다. 또한 인구 증가와 유가상승 등 전 세계적인 경제위기 극복과 이산화탄소 증가에 따른 온난화 등 지구환경보존의 중요성이 크게 증가되면서 안전한 먹거리 생산과 환경오염을 최소화하는 지속적 생산체제를 갖추기 위하여 LOHAS (Lifestyle Of Health And Sustainability) 트랜드가 최근 농업의 화두로 떠오르고 있다. 이를 만족시키기 위하여 OECD를 중심으로 하는 선진 국가들은 기존 작물보호제의 사용을 5년 이내에 현재 사용량의 절반 이하로 감소시키고자 하고 있는데, 특히 지속적 재배와 국민건강 보호를 위한 LOHAS 농작물의 생산이 매년 50-100억불로 성장하고 있다. 이러한 추세는 2017년까지 그 성장세가 계속 지속될 것으로 예상되고 있어 미생물/생화학 중심의 바이오작물보호제의 개발은 LOHAS 트랜드를 충족시킬 수 있는 유력한 수단으로 인식되고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2012

오늘날 첨단산업의 발전과 지구환경 문제의 심각성에 대한 인식이 증가하여 시멘트 산업에서도 다각화 측면에서 다양한 종류의 기술들이 활성화되고 있는 시점이다. 본 연구에서는 최근에 새로이 검토되고 있는 시멘트 대체 재료로서 천연제올라이트를 주원료로 사용한 제올라이트 시멘트 콘크리트에 관한 기초 물성에 대해 분석하는데 목적이 있으며, 악취 및 유독가스 제거기능이 우수하며 중금속, 암모니아와 같은 양이온성 오염물질을 제거하는 이온교환능, 흡착능, 분자체효과를 가지며 또한 다공성 물질이라 보온능력이 좋은 것으로 알려진 천연제올라이트와 알칼리 활성제(NaOH)의 양에 따라 콘크리트의 압축강도, 슬럼프, 블리딩 및 공기량 등을 실험하였다. 천연제올라이트 콘크리트의 압축강도 측정결과 거의 40MPa정도로 측정되었으며 슬럼프, 블리딩, 공기량 시험에서도 일반 콘크리트과 비슷한 성능을 나타내어 향후 고성능, 고기능성 건설재료로 사용 가능하다고 판단되어진다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2002년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.21-21
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• 2002

독일, 미국, 일본 등 세계 주요 선진국운 도금전문 중소기업들이 각 산업분야의 첨단 핵심부품의 기능화, 신기능-신제품 창출에 크게 이바지하고 었으며, 도금 및 표면처리 관련 전문연구소와 전문고굽 기술인력이 정부 및 사회단체의 지원으로 끊임없이 관련 기술의 연구와 개발에 여념이 없으며, 관련업계와의 교류에 있어서도 활발하다. 특히 도금설비, 자동화장치, 폐수처리 등 도금관련기술에 1970년대부터 연구개발을 시작 하여 실용화하고 있으며, 최근에는 분자규모 표면제어기술과 제 4세대 도금기술(저가 격-고품질-환경융화-개성화)의 연구 및 상품화를 구축하고 었다. 또한, 도금약품 분야 도 오랜 공업화 역사와 강력한 기초산엽을 기반으로 하여 고효융, 고성능화를 설현 실용화단계에 접어들었으며, 설비자동화와 함께 세계적 환경문제와 관련된 무공해, 저 공해화의 연구를 통해 세계시장을 지속적으로 선점하고 있는 실정이다. 국내의 경우, 근대 공업화의 늦은 출발과 수출을 통한 산업발전에 기인된 대기업 중 심의 산업구조, 그리고 수출목표 지향의 제품생산, 조립위주 등의 원인으로 산업기반 기술인 도금기술과 이와 관련된 기초, 핵심기술이 여전허 낙후되어 있으며, 해외의존 도에 있어서 지리척으로 가까운 일본의 영향이 크고, 기타 선진국으로부터 기술도입, 원자재수입에 의해 영위되어 오고 있는 실정이다 또한 영세성 소규모 업체로 구성되어 기술개발 자체도 수요의 한정 및 연관 산업과의 정보부족으로 실효성이 적으며­관련 전문 연구기관, 연구장벼 및 전문 기술인력이 선진국과 비교하여 절대 부족한 현실에 놓여었다. 연구시설, 연구인력의 절대부족, 기초연구 재원 및 국가적 전략지원 연구 및 기본 INFRA 구축이 부족한 국내 현실을 인식하여 한국기계연구원에서는 업계가 직면하고 있는 표면처리 관련기술 제반문제에 대한 실질적이고 다양한 내용 즉, 기술지도 및 지원, 기술훈현 및 연수, 품질-시험 인증을 위한 실험.측정장비의 구입 및 업계와의 공동활용, 국내.외 최신기술 정보자료의 수집과 신속제공, 국내.외 전문가 초청 활 용, 미래 지향적 목적활용 기초연구사업 수행, 미래기술 동향예측 및 홍보 등을 통해 서 국내 도금기술의 기술자립 및 고도화를 위한 여건마련을 위하여 노력하고 있다.