• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.315-315
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• 2010

결정질 실리콘을 포함하는 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 이의 해결을 위하여 대기와 실리콘표면 사이의 굴절률차이가 크면 클수록 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘의 광반사는 증가하기 때문에 상대적으로 낮은 굴절률의 $SiO_x$나 $SiN_x$와 같은 반사방지막을 광입력 실리콘표면에 증착하여 광반사율 저감공정을 적용하고 있다. 이와 더불어 결정질 실리콘표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 광자들의 다중반사 등에 기인하는 광흡수율의 증가를 기대할 수 있기 때문에 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 이해된다. 본 실험에서도 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산공정에 적용 가능한 ICP-RIE기반 결정질 실리콘표면에 대한 texturing 공정기술을 연구하였다. Double Langmuir 플라즈마 진단시스템(DLP2000)을 적용하여 사용한 $SF_6$와 $O_2$ 개스유량과 챔버압력, 플라즈마 파워에 따른 이온밀도, 전자온도, 포화이온전류밀도, 플라즈마포텐셜의 공간분포를 모니터링하였고 texturing이 완료된 시료에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율을 측정하여 그 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 간략히 정리하면 Si texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W, $SF_6/O_2$ 혼합비는 18:22, 챔버압력은 30mtorr 등이고 이에 상응하는 플라즈마의 이온밀도는 $2{\sim}3{\times}10^8\;ions/cm^3$, 전자온도는 14~15eV, 포화전류밀도는 $0.014{\sim}0.015mA/cm^2$, 플라즈마포텐셜은 38~39V 범위 등이었다. 현재까지 얻어진 최소 평균반사율은 14.2% 였으며 최적의 texturing패턴 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 플라즈마 에너지 및 밀도 상태인 것으로 해석된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.283-283
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• 2010

17~18% 대역의 고효율 결정질실리콘 태양전지를 양산하기 위하여 국내외에서 다양한 연구개발이 수행되고 있으며 국내 다결정실리콘 태양전지 양산에서도 새로운 구조와 개념에 입각한 공정기술과 관련 장비의 국산화에 집중적인 투자를 진행하고 있다. 주지하는 바와 같이, 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지 양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 현재까지 다결정 실리콘 표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 단파장대역에서 광반사율의 감소를 기대할 수 있기 때문에 결정질실리콘 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고효율 다결정실리콘 태양전지 양산공정에 적용하기 위해 마스크를 사용하지 않는, RIE기반 건식 저반사율 결정질실리콘 표면 texturing 패턴연구를 수행하였다. 마스크없이 표면 texturing이 완료된 시료들에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율과 minority carrier들의 life time 분포를 측정하고 검토하여 공정조건을 최적화 하였다. 저반사율의 건식 결정질실리콘 표면 texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W 내외로 낮았고 $SF_6/O_2$ 혼합비율은 0.8~0.9 범위엿다. 본 연구에서 확인된 최적의 texturing을 위한 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 상태로서 확인된 최저 평균반사율은 ~14% 내외였고 p-형 결정질실리콘 표면 texturing 패턴과 minority carrier의 life time 상관는 단결정이 16uS대역에서 14uS대역으로 감소하는 반면에서 다결정은 1.6uS대역에서 1.7uS대역으로 오히려 미세한 증가를 보여 다결정 웨이퍼생산과정에서 발생하는 saw-damage 제거의 긍정적 효과와 texturing공정의 표면 결함발생에 의한 부정적 효과가 상쇄되어 큰 변화를 보이지 않는 것으로 해석된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.275-275
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• 2010

국제핵융합실험로 (ITER)의 블랑켓 일차벽 조달 자격 획득을 위한 검증시험을 수행하여 1단계를 2009년 완료하였고, 2단계는 2011년 예정으로 진행 중이다. 우리나라는 이미 1단계 검증시험에서 2 개의 일차벽 목업 (First Wall Qualification Mockup ; FWQM)을 제출하여 시험을 성공적으로 통과하였고, 2단계 검증 시험을 위해 semi-prototype 제작 기술 및 시험 기술을 개발 중이다. 블랑켓 일차벽 검증 시험 및 제작 기술을 확보하기 위한 고유접합법 개발을 위해서 표준 크기($80\;mm{\times}80\;mm$)의 목업을 제작하여 국내 고열부하 시험 시설에서 접합 방법의 타당성을 확인하였다. 표준목업은 HIP (Hot Isostatic Pressing) 접합법으로 stainless steel과 Cu 냉각부를 제작하고, 다시 $80\;mm{\times}80\;mm$ Be tile을 HIP 방법으로 냉각부에 접합하여 제작한다. 고유접합법 개발을 위해서 Be과 Cu 냉각부 계면에 Cr($1\;{\mu}m$)/Cu($10\;{\mu}m$), Ti($5\;{\mu}m$)/Cu($10\;{\mu}m$) 층을 코팅하여 Be 접합 성능을 개선하였으며, 기존의 접합 계면과 차별화된 기술을 확보하였다. 표준목업의 전체 크기는 $80\;mmW{\times}80\;mmL{\times}84\;mmH$ 이고, 1차로 총 6개, 2차로 4개를 제작하였으며 제작 과정 및 제작 전후에 파괴검사, 비파괴검사를 수행하여 접합의 건전성을 확인하였다. 제작 완료된 표준 목업은 냉각 관로를 장착하여 국내의 고열부하 시험시설인 KoHLT-1에 장착하여 성능 시험을 수행하였다. 고열부하 시험 시설의 냉각수 조건은, 온도 $25^{\circ}C$(실온), 유량 0.15 kg/sec이고, 고열 부하 조건에서는 0.5, 1.0, $1.5\;MW/m^2$의 screening 시험을 거친 후 1.5 MW/m2에서 cycle 시험을 진행하였다. 각 목업의 고열부하 시험을 마친 후 비파괴 검사의 일환으로 UT(Ultrasonic test) 시험을 수행하여 열부하 시험 전후의 목업 건전성을 확인하였다. 고유접합법을 이용하여 개발한 표준 목업의 고열부하 시험을 통해서 접합법의 타당성 및 건전성을 확인하였고, 향후 블랑켓일차벽 조달 검증 2단계 시험에서 semi-prototype 제작 및 고열부하 시험에 대비하고, ITER 관련 핵심 기술 개발 목표를 달성할 것이다.

• 대한치과보철학회지
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• 제56권3호
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• pp.179-187
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• 2018

목적: 본 연구의 목적은 임플란트 고정성 보철물의 시멘트 소환을 위해 가한 열이 임플란트 티타늄 지대주 및 지대주 나사의 풀림토크와 파절강도에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 재료 및 방법: 임플란트와 티타늄 지대주 및 지대주 나사를 20개씩 준비하였다. 지대주와 나사는 가열하지 않은 것을 대조군으로, 진공소성로에서 $450^{\circ}C$까지 8분간 가열 후 공기 중에서 냉각한 것을 실험군으로 분류하였다. 임플란트에 지대주 및 나사를 연결하고 30 Ncm의 힘으로 10분 간격으로 2회의 조임력을 가하고 15분 후 풀림토크를 측정하였고 만능시험기를 이용하여 지대주 나사의 파절강도를 측정하였다. 결과: 평균 풀림토크는 대조군에서 $27.84{\pm}1.07Ncm$, 실험군에서 $26.55{\pm}1.56Ncm$이었고 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (P < .05). 평균 파절강도는 대조군에서 $731.47{\pm}39.46N$, 실험군에서 $768.58{\pm}46.73N$이었고 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (P > .05). 결론: 임플란트 고정성 보철물의 시멘트 소환을 위해 가한 열이 티타늄 지대주 나사의 풀림토크를 유의하게 감소시켰고 파절강도에는 영향을 주지 않았다. 따라서 시멘트 소환을 위해 보철물 및 지대주의 조립체에 열을 가하는 경우에는 지대주 나사를 미리 빼내어 따로 보관하거나 부득이하게 열을 가한 지대주 나사는 재사용에 주의가 필요할 것으로 사료되나 임상적인 재사용 여부를 평가하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권11호
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• pp.46-54
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• 1998

직선 또는 필라멘트 모양의 NiCr 박막 히터 및 Bi-Sb 박막 열전퇴(thermopile)로 구성되는 평면형 Bi-Sb 다중접합 열전변환기를 제작하고, 10 Hz에서부터 10 ㎑까지의 교류 입력신호에 대한 변환기의 교류-직류 변환 특성을 논의하였다. 변환기의 열감도를 증가시키고 또한 교류-직류 변환오차를 감소시키기 위하여, NiCr 히터 및 Bi-Sb 열전퇴의 고온 접합부를 열차단막 역할을 하는 Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ 다이아프램위에 각각 형성하였고, 열전퇴의 저온 접합부는 방열판 역할을 하는 실리콘 림(rim)에 의해 지지되는 Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ 박막위에 형성하였다. 단일 bifilar NiCr 히터가 내장된 변환기의 열감도는 공기 및 진공중에서 각각 약 14.0 ㎷/㎽ 및 54.0 ㎷/㎽였고, 교류-직류 전압 및 전류 변환 오차범위는 공기중에서 각각 약 ±0.60 ppm 및 ±0.11 ppm이었다. 변환기의 교류-직류 변환 정확도가 상용 3차원 구조의 다중접합 열전변환기의 것보다 훨씬 더 높게 개선되었으나, 시간에 따른 출력 열기전력의 변화는 비교적 높게 나타났다.

• 분석과학
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• 제14권5호
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• pp.432-441
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• 2001

본 연구에서는 Tenax-GR을 이용한 고체흡착관과 curie-point식 열탈착 장치로 구성된 농축장치와 자동시료채취장치를 short column GC/PID의 주입구에 연결하여 대기압 이하에서 작동되는 자동화된 휴대용 농축-기체 크로마토그래프 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 농축-열탈착-분석 및 세정의 3과정이 한 단위로 작동되며 1~2 min 주기로 연속적인 단위조작이 가능하였다. 톨루엔 표준기체로 검토한 농축장치는 $0.405{\sim}4.05mg/m^3$의 농도범위에서 $94.7{\pm}6.6{\sim}103.8{\pm}3.1$의 높은 회수율을 나타냈고, 7% 이내의 RSD로 좋은 재현성을 나타냈다. 4 m의 짧은 모세관 컬럼을 사용한 본 시스템에서는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌(BTX)의 혼합표준기체를 30 sec 이내에 신속하게 분리할 수 있었다. 그리고 컬럼출구의 압력이 입구보다 낮은 진공 GC로 작동되기 때문에 일반 GC에 비해 컬럼의 단위길이당 분리능을 높일 수 있었다. 본 시스템의 벤젠, 톨루엔, o-자일렌 표준기체의 검출한계는 각각 41, 49, $472ng/m^3$로 나타났다. 따라서, 본 시스템은 환경대기 중 저농도의 BTX를 수 분 이내의 주기로 연속모니터링하는 장치로 현장에 적용할 수 있을 것이라 생각된다.

• 천문학회보
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• 제42권2호
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• pp.87.3-88
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• 2017

한국천문연구원은 차세대소형위성 1호의 근적외선 영상분광기 NISS (Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history) 탑재체를 개발하여 2017년 6월 30일에 최종 비행모델을 납품하였고, 이 발표는 탑재체 NISS 구조체의 비행모델 개발 결과를 보고한다. NISS는 0.9 - 2.5um (R~20) 근적외선 파장에서 관측을 해야 하기 때문에, 구조체의 배경잡음을 없애기 위해서 200K까지 passive cooling으로 냉각되며, H2RG 검출기는 소형 냉동기에 의해 약 88K에서 운영된다. NISS 구조체의 passive cooling을 효율적으로 수행하기 위해서 방열판, Kevlar 지지대, MLI, 표면제어용 필름 등을 조립하였고, 실제 지상 시험을 통해서 그 성능을 확인하였다. NISS 구조체는 최종 시스템 조립 과정에서 전자부 하네스 조립을 함께 수행했으며, 온도 모니터링 센서를 부착하고 소형 냉동기 피드백 온도를 반복 시험을 통해서 결정하였다. NISS 구조체는 미러 및 렌즈를 지지하는 광기계부를 함께 포함하기 때문에 발사 및 우주환경에서 광학 성능을 유지하기 위한 설계를 거쳐서 제작 되었으며, 최종 시스템 검교정 시험, 진동 및 열진공 시험을 통해서 그 성능을 확인하였다. NISS를 탑재한 차세대소형위성 1호는 2018년 상반기에 미국의 Falcon 9 발사체에 실려서 발사될 예정이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권9호
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• pp.875-883
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• 2010

본 연구에서 차량 탑재용 LNG 연료 탱크의 단열 성능과 연료 공급 능력 등을 예측하기 위하여, 내조와 외조 사이가 진공 단열된 2중 벽 구조이며 탱크 용량은 450$\ell$, 정상 운전조건은 800 kPa인 연료 탱크를 해석 대상으로 선택했으며, LNG의 물성치는 메탄($CH_4$)과 동일하다고 가정했다. 밀폐 저장기간의 연장을 위하여, 차폐 관을 제시했고 기존의 연료 탱크 저장 기간과 비교 해석했다. 또한 기관으로의 적절한 연료량 공급을 보장할 수 있는 탱크 내의 압력 유지를 위하여, 외부로부터 추가적인 열전달률을 예측했다. 이러한 계산을 위하여 압력 변화율과 전열률, 연료 출입률 간의 열역학 관계식을 유도했고, 선택한 연료 탱크 모델로부터 열저항을 근거한 계산식을 설정했다. 계산 결과에 의하면, 차폐된 관을 사용한 연료 탱크는 약 25~30% 이상의 저장기간이 연장되었고, 연료 압송 최소압력 유지를 위하여 외부에서 탱크로 공급되는 열전달에 적합한 운전조건도 결정할 수 있었다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.311-352
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• 1996

Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

• 대한화장품학회지
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• 제39권2호
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• pp.149-158
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• 2013

피부 미백, 콜라겐 합성 및 노화방지 등에 좋은 효능을 나타내는 대표적인 항산화제인 L-ascorbic acid를 사용하여 다양한 보관 조건(분말 상, 수용액 상, 온도 변화, 자외선 조사 및 외부공기 유입 등)에서 산화특성을 조사하였으며, 열에 의한 산화 및 분해특성을 조사하였다. 또한 이중 공간을 갖는 파우치를 사용하여 L-ascorbic acid를 분말 상태 및 에센스와 혼합한 상태에서 각각 보관 조건에 따른 산화특성을 분석하여 파우치의 유효성을 검증하였다. 열 특성조사를 위해서는 TGA, DSC 및 FT-IR을 사용하여 분석하였고, 산화특성 조사를 위해서는 UV-visible spectrophotometer와 산화환원 적정법을 병행 시행하였다. 실험 결과, L-ascorbic acid는 금속이온, 하이드록시이온 등이 많이 함유된 수용액 상에서 고온, 자외선 조사 및 외부공기가 유입되는 상태가 가장 빠른 산화조건인 것으로 나타났고, 순수한 분말 상으로 보관할 경우에는 가열, 자외선 조사 및 외부공기 유입 시에도 오랜 기간 동안 산화되지 않는 특성이 있었다. 이러한 결과를 바탕으로, L-ascorbic acid와 같은 산화 안정성이 떨어지는 활성 성분을 분리하여 보관할 수 있도록 설계 제작 중인, 진공포장이 가능한 이중 공간 구조의 파우치를 사용할 경우 화장품 보관기간을 획기적으로 증가시킬 수 있음을 확인하였다.