전기-기계 상호관계식을 사용하여 시편에서의 산란파를 탐촉자의 전기 신호로 변환시키는 방법을 다루었다. 산란파에 의한 탐촉자의 전기 신호는 입사파와 산란파의 변위, 응력 관계식의 적분으로 표시되었다. 적분 표면은 산란자를 포함하는 닫힌 표면이며 입사파와 산란파의 변위, 응력도 이 표면 좌표에서의 값을 사용한다. 파동해석 결과에서 구한 산란된 파동으로부터 초음파 현미경의 탐촉자 전기 신호를 구했으며 계산 결과를 실험 결과와 비교하였다.
본 논문에서는 지한 탐사용 레이더를 이용한 특정 산란체의 간단한 탐지 방법을 제안하였다. 기본 원리는 매설된 특정 산란체를 기준으로 하여 몇 가지 크기와 모양 및 전기적 특성이 유사한 산란체들로부터 발생되는 산란신호의 차이를 상관함수(correlation function)을 이용하여 탐지하는 것이다. 산란체가 매설된 지하매질로는 레이더의 동작 주파수에 다른 분산과 손실 등의 전기적 특성 변화를 시뮬레이션에 반영하기 위하여 다항 Debye 모델이 사용되었다. 지상 및 지하 매질에서의 3차원 전파(電波) 전파(傳播) 시뮬레이션을 위한 EDTD 방법을 사용하였다.
작물의 화분매개를 위해 사용되고 있는 뒤영벌 종 토종 호박벌에 적합한 전기를 이용한 산란유도장치를 본 연구에서 처음으로 개발하였다. 개발된 산란유도장치는 여왕벌의 산란이 이루어지는 산란상자, 산란상자의 온도 유지를 위한 온도제어장치, 열전도부 및 이를 지탱할 수 있는 이동형 선반 등으로 구성되어 있다. 개발된 산란유도장치와 기존의 온수 보일러 장치를 이용하여 토종 호박벌의 산란성과 봉세발달을 조사한 결과, 개발된 산란유도장치에서 산란율이 3.9% 높고, 봉군형성율도 5.2% 높은 것으로 확인되었다. 특히 개발된 산란유도장치는 기존의 장치보다 설치비용을 75% 줄일 수 있었고, 에너지 절감이 가능하여 유지비용에 있어서도 효과적이었다. 이러한 결과들로 볼 때, 본 연구에서 새롭게 개발된 전기 산란유도장치는 비용절감과 함께 효과적인 산란유도에 따른 호박벌의 대량생산에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
잠란의 휴면 개시, 유지 및 각성 등에 따른 단백질의 변화를 알아보기 위해 2D-전기영동에 의한 peptides 분석을 하였다. 잠품종은 백옥잠을 사용하였으며, 단백질 분석은 산란 후 5일 경과란(휴면란), 산란 후 20시간에 침산하여 1일 및 2일 경과란, 및 산란 후 2일 경과 후 냉장(5$^{\circ}C$)처리하여 1일, 3일, 5일된 잠란을 각각 대상으로 하였다. 2D-전기영동은 1차로 pH3-10 range에서 isoelectric focusing 하고 2차로 SDS-PAGE한 후 silve stainin으로 peptides를 검출하였다. (중략)
본 연구에 염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cells; DSSCs)의 광전변환효율을 높이기 위해 작업전극에 새로운 구조의 광투과층 및 산란층을 도입하였다. DSSCs 작업전극의 빛을 투과시키는 투과층에 크기가 10 nm 이하의 nanoparticle $TiO_2$를 적용하고, 투과된 빛이 산란되어 많은 전자가 여기 될 수 있도록 기존의 큰 입자 사이즈였던 산란층을 이용하는 대신 $TiO_2$ nanorod 및 nanotube 형태의 구조를 도입하여 기존의 작업전극과 비교하였다. 산란층에서 방향성을 가지는 rutile 상의 $TiO_2$는 저온에서 안정적인 anatase 상의 $TiO_2$보다 화학적으로 안정하며, 높은 산란율을 가지고, 광에 의해 여기된 전자를 직접적으로 집전전극에 전달해 줌으로서 소자의 효율을 증가시킨다고 보고되고 있다. Rutile 상의 $TiO_2$ 층 제작 시 수열합성법을 이용하면 nanorod 모양의 $TiO_2$층을 형성할 수 있고, 이와 같은 방법으로 성장시킨 산란층에 전기영동법의 식각 효과를 사용하면 nanotube 모양의 $TiO_2$층을 성장시킬 수 있어 산란효과의 극대화 및 전극의 표면적을 넓히는 장점이 있다. 각각의 방법을 이용하여 만든 구조 위에 입자 크기 10 nm의 $TiO_2$를 Dr blade 방법으로 도포하여 double layer (산란층+흡수층)로 구성된 작업 전극을 이용한 DSSCs를 제작한 후 I-V curve와 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 측정하여 효율 및 전기화학적 특성을 분석하였다.
1989년 6월 1일부터 1990년 1월 5일까지 189일간 수온과 광주기를 조절하여 넙치의 산란을 유도한 결과를 요약하면 다음과 같다. 수온 조절에 의한 최초의 산란은 최저수온 $10.6^{\circ}C$ 설정후 수온 $13^{\circ}C$ 전후인 60일 만에 산란이 시작되었고, 자연수의 수온을 낮추기 시작한 때로 부터는 76일이 소요되었다. 한편 광주기 조절에 의한 산란은 수온 $13^{\circ}C$ 전후에서 광주기가 10L/14D로 될 때부터 장일처리를 시작하여 14L/10D로 전환되는 시기에 산란이 이루어졌으며, 장일처리개시일로부터는 71일이 소요되었다. 전 산란기간은 94일이었으며, 그 중 산란이 이루어진 일수는 69일이었다. 산란기간중 1일 최대 산란양은 $133.2{\times}10^4$입 이었으며, 1마리의 평균 산란양은 $267.1{\times}10^4$입이었다. 산란 기간은 산란 전기 30일, 산란중기 41일, 산란후기 23일의 3단계로 구분되었다. 총산란양에 대한 부상란 수와 수정률은 서로 비예하는 경향이었고, 평균 수정률은 중기가 $54.1{\%}$로 가장 좋았고, 전기 $37.4{\%}$, 후기 $19.6{\%}$ 순이었으며, 전체 평균은 $44.4{\%}$였다. 한편, 사료섭식량과 산란과의 관계는 성숙이 진행되는 시간에는 섭식량이 증가하다가 산란개시시부터는 급격히 감소하였으며, 산란 종료시에는 더욱 감소하는 경향을 나타내었다.
본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.
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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[게시일 2004년 10월 1일]
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