• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.100.1-100.1
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• 2015

중이온가속기에서 잔류기체 분자와 가속 이온의 충돌이 발생하면 이온빔 전류의 손실을 야기하는 직접적인 효과 외에 잔류 기체분자 중에서 전리된 이온들이 반발력에 의해 용기 벽에 부딪힐 때 표면에 흡착되어 있던 기체분자들을 충격탈리(stimulated desorption)시킨다. 더 심각한 경우는 산란된 고속 이온이 용기 벽과 충돌하면서 핵반응을 일으켜 방사화 시키거나 벽에서 다량의 기체를 방출시키는 것이다. 최악의 경우에는 고속이온의 에너지에 의해 용기벽이나 부품들이 열적인 손상을 입을 수도 있다. 현재 설계 및 연구개발이 진행중인 기초과학원(IBS) RISP (Rare Isotope Science Project)의 RAON 중이온가속기는 입사기에서 실험영역까지 각 부분의 진공도 조건이 일반적으로 10-8~10-9 mbar 대에 있어서 이온빔 전류의 손실이나 전리 이온들에 의한 충격탈리는 무시할 수도 있지만 고속이온의 기체방출 수율이 ~104 정도로 높은 것을 감안할 때 고속이온의 충격탈리에 의한 압력 증가가 감내할 수준인지 검토할 필요가 있다. 압력증가는 추가적인 손실을 유발하고 이것은 다시 압력을 상승시키는 진공 불안정성(vacuum instability)을 야기할 수 있다는 축면에서 조심하는 것이 좋다고 판단된다. 고속 중이온과 잔류기체 분자와의 충돌에서 이온이 손실되는 반응에는 쿨롬(coulomb) 산란과 전하교환(charge exchange)이 있는데 전자는 후자에 비해 일반적으로 1/10000 가까이 낮아서 무시할 수 있고, 전자 포획(electron capture) 또는 전자 손실(electron loss, 이온의 전리에 해당)로 대별되는 전하교환 반응이 이온 손실을 주도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 다양한 전하교환 반응 단면적을 아우르는 비례칙(scaling law)을 사용하여 대표적인 중이온인 U33+ 및 U79+의 손실 및 잔류 기체의 전리율을 계산하고 충격탈리에 의한 표면방출 및 압력상승을 일차적으로 고려하여 진공도 조건의 타당성을 입증하려고 한다.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.22-32
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• 2008

청정에너지의 중요성이 부각됨에 따라 수소연료를 활용한 고효율, 무공해 전력 공급원인 연료전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 연료전지는 전기화학 반응에 의한 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 장치로 자동차, 우주항공, 산업 및 가정용 발전 등에 적용할 수 있는 잠재력이 있다. 최근 재료 및 에너지 변환공정 차원에서 바람직한 $200{\sim}500^{\circ}C$의 온도범위에서 작동하는 중온형 연료전지에 대한 새로운 인식과 이 온도범위에서 사용 가능한 수소이온 전도성 물질의 개발 필요성이 요구되고 있다. 본 논문은 고체 수소이온 전도체의 특성과 기술 현황을 소개하고, perovskite형 고체 무기 산화물을 이용한 중온형 연료전지 응용에 관한 연구에 대하여 고찰하였다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.949-956
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• 1994

본 연구에서는 Cs, Sr, Co이온과 5가지 유형의 제올라이트(A, 13X, Y, Mordenite, Chabazite)를 대상으로 낮은 이온농도(0.01N과 0.005N)의 수용액 중에서 이온평형 isotherm과 총 이온교환용량을 측정하고, 그 결과를 이용하여 이온교환반응에 따르는 자유에너지변화(${\Delta}G^0$)와 엔탈피변화(${\Delta}H^0$)를 계산하였다. 또 이들 5종의 제올라이트 중 이온교환특성이 뛰어난 3종을 대상으로 3종의 이온이 공존할 경우의 이온교환평형을 측정하여 그 결과를 삼성분계 도표에 나타내었다. 실험결과, 이온선택도와 이온교환반응에 따르는 자유에너지변화(${\Delta}G^0$)의 크기 순서가 일치하며, ${\Delta}G^0$크기의 차이가 선택도 크기의 차이와도 상관관계가 있다는 사실을 확인하였다. 그리고 Cs이온의 흡착에는 Chabazite가 적합하고, Sr과 Co이온의 흡착에는 제올라이트-A와 13X가 효과적인 것으로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제19권1호
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• pp.14-20
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• 2016

바나듐 레독스 흐름 전지는 서로 다른 산화수를 가지는 이온의 산화 환원 반응을 이용하여 전기에너지와 화학에너지를 상호 변환하여 충전 및 방전하는 원리의 에너지 변환 장치로, 구동 중요 요소로는 전극, 전해액, 이온교환막이 있다. 여기서 이온교환막은 산화 환원 반응의 수소이온의 전달 및 전해액을 분리하는 역할을 하며, 이상적인 특징으로는 높은 내산성, 낮은 저항과 높은 수소 전도도와 낮은 바나듐 이온의 투과성과 낮은 가격이다. 최근 이러한 목표에 도달하기 위해서 이온 교환막에 대한 활발한 개발이 이루어지고 있다. 개발된 이온교환막은 여러 물성 평가를 통해 적합막인지 판별하며, 그 평가 중 장기 내구성 평가는 막대한 시간이 걸린다. 이러한 단점을 보완하고자 본 연구에서는 평가 시간이 긴 낮은 전류밀도부터 평가 시간이 짧은 고 전류밀도에서 수행한 단기 실험(총 운전시간 87.5 시간)을 통하여 하나의 식을 만들어 그 수명을 예측하였으며, 실제 장기 내구성 평가(총 예상 운전시간 2,296 시간)를 진행하여 해당 식의 오차율이 5~6%로 적용 타당성을 확인하였다. 그 결과 본 식을 통하여 수명을 예측할 경우 96.2%의 시간을 단축시킬 수 있었다.

• 공업화학
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• 제16권5호
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• pp.595-602
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• 2005

이온성 액체는 $100^{\circ}C$ 이하에서 액체로 존재하는 이온성 염으로 낮은 휘발성, 비가연성, 높은 온도에서의 액체상 안정성, 유기물과 무기물에 대한 높은 용매화 능력, 높은 전기 전도성 등 독특한 화학적, 물리적, 전기적 특성을 갖고 있어 신 개념의 매체로 주목받고 있다. 특히, 이용 목적에 따라 양이온과 음이온을 다양하게 조합하여 그 특성을 변화시킬 수 있어서 디자이너 용매(designer solvent)라고도 불린다. 이온성 액체는 기존 화학산업을 비롯한 에너지, 재료, 전자 등 광범위한 산업분야에서 필수적으로 사용되는 휘발성 유기용매를 대체하여 환경유해물질의 배출을 원천적으로 방지하면서 반응선택성과 반응성을 향상시킬 수 있는 green media로 기대되고 있다. 본 총설에서는 이온성 액체의 구조, 특성, 응용분야와 연구동향에 대해 기술하였다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.401-410
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• 2022

수산화리튬(LiOH)에 대한 수요는 현재의 대안들에 비해 환경에 대한 효율성과 안전성 때문에 매년 증가하고 있다. 리튬은 다른 염분과 염수 호수에서 발견될 수 있으며, 나중에 합성되어 다양한 용도로 LiOH를 생성한다. 리튬 이온을 분리 및 회수하기 위해 다양한 방법이 사용되며, 그 중 가장 일반적인 방법은 전기투석법(ED)이다. ED는 이온을 한쪽에서 다른 쪽으로 밀어내는 구동력으로서 그 층의 전위차에 작용하는 멤브레인 기반 분리 기술이다. ED의 이온교환막(IEM)은 유체역학적 부피에 따라 상이한 이온의 선택성이 달라지기 때문에 공정을 효율적으로 만든다. 본 총설에서는 리튬이온의 회수를 향상시키기 위한 ED와 IEM의 서로 다른 변화 전략이 논의된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.29-38
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• 2014

G-quadruplex를 형성하는 DNA연속체는 텔로미어에서 발견된다. 지금까지의 연구 결과에 따르면 G-quadruplex는 다양한 유전질환과 암과의 상관관계가 있으며, 따라서 G-quadruplex에 대한 연구는 제약 개발 분야에서 활발하게 진행되고 있다. G-quadruplex는 두 개 이상의 G-tetrad들이 쌓여서 형성된 복합체를 의미하며, G-tetrad란 4개의 구아닌 염기들이 Hoogsteen의 수소결합 통해, 정사각형의 평면을 이룬 물질을 일컫는다. 이때, 알칼리 금속 이온이 G-quadruplex에서의 G-tetrad 복합체 형성에 중요한 역할을 한다는 선행연구 결과가 있다. 특히, 알칼리 금속 중 $K^+$이 가장 G-quadruplex와 결합을 잘 한다고 알려져 있는데 그 이유에 대한 분자적 관점의 설명이 이루어져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 먼저 G-quadruplex의 기본 구성 단위 구조인 G-tetrad와 알칼리 금속 결합체들의 수용액상에서의 구조적, 열역학적 특징을 정량적으로 비교, 분석하였다. 또한, 양자화학적 방법으로 계산된 수용액 상태에서의 결합구조에 대한 용매화 자유 에너지 계산을 수행하여 G-quadruplex 간의 자기 조립 (self-assembly) 현상을 설명하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.180.2-180.2
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• 2012

저궤도 인공위성에서 배터리는 태양전지 배열기에서 생성된 전력을 저장하여 탑재체 구동과 식구간 위성의 동작 유지를 위하여 사용된다. 최근 상용 배터리 시장에서도 리튬이온 배터리의 보급이 많이 이루진거와 마찬가지로 인공위성에서도 리튬이온 배터리의 사용이 보편화 되는 추세이다. 리튬이온 배터리가 기존에 인공위성에서 사용되던 니켈카드늄이나 니켈수소 배터리에 비하여 자연 방전량이 적다고는 하지만 이 또한 존재하며, 초기 위성 발사시 태양전지 배열기의 전개를 통한 전력 생산이 이루어질 때까지 위성의 동작을 보장하고 임수종료까지 에너지를 충방전 할 수 있는 상태를 유지하여야 하므로 위성 발사 전까지 배터리의 상태를 최적으로 유지해야 함은 필수적이다. 본 연구에서는 저궤도 인공위성의 발사 전까지 배터리의 상태를 최적화 하기위한 배터리 운용에 관하여 기술하며, 배터리 상태에 대한 실측 데이터를 제시하여 배터리의 정상상태를 검증하였다.

• 한국자기학회지
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• 제21권5호
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• pp.163-166
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• 2011

기계적 자유도(mechanical degrees of freedom)를 가지는 free-standing 박막의 전계 방출 특성을 연구하였다. Free-standing 박막에서의 전계 방출 효과를 보다 정확히 해석하기 위하여 기계적 자유도(mechanical degrees of freedom)를 고려한 Fowler-Nordheim 전계 방출 식을 유도하였다. 새롭게 유도된 Fowler-Nordheim 식은 실험값과 매우 잘 일치한다. 이러한 free-standing 박막에서의 전계 방출 효과를 이용하여 이온화된 생체 분자의 충돌로 인해 발생된 free-standing 박막의 고주파 기계적 진동을 탐지함으로써 단백질 질량 분석기의 디텍터로 활용될 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제8권2호
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• pp.22-28
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• 1997

세포는 생명체의 가장 기본단위이다. 식물은 태양 에너지를 변환하여 화학에너지의 형태로 축적한다. 모든 생물은 이 화학에너지를 변환하여 생명을 유지하고 있다. 인체 세포는 이 화학에너지 를 변환하여 세포 자체의 구조를 유지하면서 체온을 유지하고, 근육수축과 같은 기계적인 일과 신경 전달과 같은 전기적인 일도 한다. 또 세포는 새로운 화학물질을 합성하기도 한다. 세포에 이상이 생기면 조직이나 기관의 이상이 따르게 되고 결국 병적인 상태에 이르게 된다.외 부 환경이 세포의 기능에 영향을 미치는 것 중의 중요한 요인이다. 세포에 대한 외부환경은 세포를 둘러 싸고 있는 세포외액과 몸밖에서 들어오는 방사선이나 열과 같은 물리적 에너지로 대별된다. 영양의 불균형이나 섭취한 물질은 세포외액의 항상성 유지를 방해한다. 방사선, 특히 이온화 방사선은 직접 세포속에서 중요한 분자를 분해시키기도 하고 새로운 분자를 합성하기도 하여 세포를 죽이기도 하고 세포의 기능을 비정상적으로 바꾸기도 하고 드물게는 암세포로 바꾸기도 한다. 열은 단백질의 변성 을 촉진한다.