• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.647-655
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• 2021

IMO에서는 선박으로부터 온실가스 감축을 위해 선박의 에너지효율 증진에 관한 논의를 진행하고 있다. 현재, 선박으로부터 발생되는 폐열을 이용한 ORC 발전 시스템을 적용함으로써 선박으로부터 높은 에너지 변환 효율을 기대할 수 있다. 이 기술은 물보다 더 낮은 온도 범위에서 증발하는 프레온 또는 탄화수소 계통의 유기 매체를 작동 유체로 사용한다. 이를 통해 상대적으로 낮은 저온에서 증기(기체)를 생성 및 동력을 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 유기 랭킨 사이클인 ORC 발전 시스템에서 냉매와 폐열 사이 열·유동해석(Analysis of Heat flow)을 3D 시뮬레이션 기법을 이용하여 구조물의 내·외부에 흐르는 유체가 온도 변화, 속도 변화, 압력 변화 및 질량 변화를 통해서 구조물에 어떤 영향을 미치는지를 분석하고자 하며, 동 연구는 이 기법을 이용하여 ORC 발전 시스템에서 냉매와 선박 주기관의 배기가스로부터 일어나는 열교환기의 열전달을 해석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.690-695
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• 2012

가스 하이드레이트는 순수한 물이 이루는 격자구조 내에 다양한 가스분자들이 선택적으로 포획되어진 고체상의 화합물로, 최근 이산화탄소를 포집, 수송, 저장 하는 CCS (Carbon Capture and Storage)기술에 이를 응용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가스 하이드레이트를 적용한 CCS 기술의 핵심은 효과적으로 $CO_2$ 하이드레이트를 제조하는 기법의 개발이며, 본 연구에서는 초음파 노즐을 이용하여 수십 나노미터 직경의 미세수적을 통해 고속의 $CO_2$ 하이드레이트 제조기술 개발하였고, 이 과정의 특성을 파악해 보았다. 주파수 2.4 MHz의 초음파 노즐을 이용하여 미세직경의 수적을 분무하고 이송가스(carrier gas)로 $CO_2$를 적용, 미세 수적과 $CO_2$가 동시에 급속 냉각되는 저온 반응기에 도입되어 다공질 얼음입자가 직접 평균 $10.7{\mu}m$ 직경의 $CO_2$ 하이드레이트로 생성되는 연속공정을 개발하였다. 미세직경 얼음입자를 시작물로 하여 정압조건에서 $CO_2$ 하이드레이트가 생성되도록 하며 가스포집량을 측정, 그의 가스 포집속도를 알아본 결과, 미세직경이며 동시에 다공 얼음이 제공하는 높은 기-고 접촉면적으로 인해 가스 하이드레이트 생성에 매우 적합한 것을 알 수 있었으며, 제조된 $CO_2$ 하이드레이트의 자기보존효과(self-preservation effect)를 실험으로 확인함으로서 $CO_2$ 가스의 수송에도 이용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권5호
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• pp.559-567
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• 2012

신선편이 포도 상품의 유통, 판매 중 부패억제 및 품질유지를 위한 환경기체조절포장기법의 활용 가능성을 확인하고자 살균소독, 세척, 절단 과정을 거친 캠벨 포도 시료에 대해 다양한 기체 충진 조건을 적용하여 플라스틱 포장용기에 밀봉한 후 $5^{\circ}C$에 저장하면서 품질변화를 살펴보았다. 고이산화탄소 조건에서 포도의 호흡률은 일반 대기조성에서의 호흡률과 크게 다르지 않았으나, 고산소 조건에서는 산소 소모율이 2배 정도 증가하는 비정상적인 호기호흡이 일어났다. 저온저장 중 포장 내부의 기체조성은 초기 기체충진 조건에 관계없이 $O_2$가 모두 소비되고 고농도의 $CO_2$가 축적되었으나, PE 포장구에서는 약 13% 이상의 $O_2$가 유지되었다. 포도의 품질인자 가운데 생체중량은 대조구인 통기 포장구에서만 1.0% 이상 감소하였고 고산소 처리구에서 가장 낮은 중량감소를 나타내었으며, 과육의 pH, 산도, 가용성 고형분 함량 및 경도, 과피 표면색, 폴리페놀 함량, PPO 활성에서는 기체충진 조건에 의한 유의적 차이를 구분할 수 없었다. 한편 고이산화탄소 처리구에서는 약 $10^1-10^2$ CFU/g 수준의 가장 낮은 미생물 균수를 나타내었으나 저장말기에 이취가 강하게 발생하였고, 고산소 처리구에서는 상대적으로 이취가 적고, 고유의 포도향이 유지되면서 관능검사 평가점수가 다소 높게 나타났다. 결론적으로 적정 농도의 고이산화탄소와 고산소를 병용한 환경기체조절포장은 신선편이 포도의 저장유통 중 품질유지에 효과적임을 확인할 수 있었지만, 최적의 포장조건을 찾기 위해서는 향후 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.103-108
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• 2020

일반적으로 LPG 운반선의 화물창은 국제해사기구(IMO)에서 정의한 독립형 탱크 Type A에 해당하며, 탱크의 외부는 폴리우레탄 폼으로 단열하고, 탱크는 영하 50도에서도 견딜 수 있는 값비싼 저온 강으로 제작된다. 따라서, 화물창 재료의 절감은 많은 비용의 절감으로 직결된다. 화물창은 외판, 격벽, 보강재, 웨브 프레임 및 스트링거로 구성된다. 그 중에서 외판, 격벽과 보강재는 구조해석 없이 선급 규정에 의해 설계될 수 있어 용이하게 최적 설계를 통해 설계된다. 하지만, 웨브 프레임과 스트링거는 구조해석을 통해 설계하고 선급승인을 받아야 하므로, 수없이 많은 구조해석을 포함하는 최적 설계는 사실상 수행하지 못하고, 수 십 번의 구조해석을 통해 설계치수를 결정하는 적정설계만을 수행하는 실정이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 위해 2번 화물창을 대표 화물창으로 선정하여 8개의 하중조건을 적용하였고, 각 하중조건에 대한 선박 전체의 변형을 고려하였다. 또한, 탐색시간이 효과적인 미분 기반 최적화 기법을 통해 82,000 ㎥ LNG 운반선의 웨브 프레임을 대상으로 최소중량설계를 수행하였다. 본 연구를 통해 총 48개의 설계변수 치수를 결정하였고, 척 당 약 108 톤의 강재를 절감하였다.

• 자원환경지질
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• 제38권2호
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• pp.165-176
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• 2005

심해저 퇴적물에 분포하는 천연가스는 물리, 화학적인 조건에 따라서 세 가지 상(phase)으로 존재한다. 즉, 공극수에 녹아있는 가스의 농도가 용해도 이하이면 용존 가스 형태로 존재할 것이며, 용해도 이상이면 자유가스가(free gas) 형성될 것이며, 자유가스를 포함하는 해저 퇴적물이 저온 고압 조건인 하이드레이트 안정 지역이라면 가스 하이드레이트로 존재한다. 심해저 퇴적물내의 가스의 농도를 정확히 파악할 수 있다면 천연가스와 하이드레이트의 형성과 분포를 예측할 수 쳐다. 그러나, 해저 퇴적물 내에 포함되어 있는 가스의 양을 정확히 측정하는 것은 매우 어렵다. 심해저 퇴적층에서 가스를 채취하는 방법으로 널리 이용되는 공기층 가스 기법을 이용하여 퇴적물내의 가스의 양을 가늠하는 것은 천부 퇴적층에서만 가능하고 심부 지층에서 채취한 가스는 코어 회수와 시료 채취 과정에서 대부분의 가스가 유실되고 극히 일부만 정량 분석된다. 압력 코어(Pressure Core Sampler PCS)는 길이 $1{\cal}m$, 반경 $4.32{\cal}cm$ 규격으로 총 $1,465cm^3$의 퇴적물을 68.9 Mpa 압력 하에서 채취하는 장비이다. ODP Leg 204 시추 동안에 총 6개 지점(site) 에서 압력 코어를 사용하여 각 시추 지점에서 심도에 따른 퇴적물내의 가스의 양과 가스 하이드레이트의 분포를 측정하였다. 분석 결과 시추 위치에 따라서 가스 농도 및 분포 특성이 서로 다르게 나타났다. 하이드레이트 릿지(Hydrate Ridge)의 정상 주변에는 해저면 퇴적물에 메탄가스가 과포화되어 있고 정상 측면 및 분지지역에는 일부 심도의 퇴적물에서만 과포화되어 있었다. 하이드레이트 릿지의 가스 하이드레이트 분포는 압력 코어에 의해서 측정한 현장(in-situ)의 가스 농도 특성과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.476-477
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• 2013

반도체의 성능은 최근 10년 사이에 급격하게 발전했고 아날로그 및 디지털 회로 소자들에 있어 저전력/고속 특성 요구가 커지고 있다 [1]. 상온에서 30,000 $cm^2$/Vs 이상의 전자 이동도를 가지며 큰 conduction band offset을 갖는 InAs/AlSb 2차원전자가스(2DEG) 소자는 Spinorbit-interaction의 값이 매우 커서 SPIN-FET 소자로 크게 주목받고 있다 [2]. 본 발표자들은 GaAs 기판위에 성장한 InAs 2DEG HEMT 소자의 전/자기적인 특성과 고속반응 물질로 주목 받는 InSb 박막소자의 doping 특성에 따른 전기적/물리적인 특성의 평가에 대해 그 결과를 소개하고자 한다. 격자정합과 Semi-insulating 기판의 부재로 상용화되어 있는 GaAs와 InP 기판위에 물질차이에 따른 고유의 한계 특성을 줄이기 위한 Pseudomorphic이라 불리는 특별한 박막 성장 기법을 적용하여 높은 전자 이동도를 가지며 spin length가 길어 Spin-FET로서 크게 주목받고 있는 InAs 2DEG HEMT 소자를 완성시켰다. 60,000 ($cm^2$/Vs) 이상의 높은 전자 이동도를 갖는 소자의 구현을 목표로 연구를 진행하였으며 1.8 K에서 측정된 Spin-orbit interaction의 값은 6.3e-12 (eVm)이다. InAs/InGaAs/InAlAs 및 InGaAs/InAlAs 구조의 InP 기반의 소자에서 보다 큰 값으로 향후 Spin-FET 응용에 크게 기대하고 있다. 또한, GaAs 기판위에 구현된 InSb 소자는 격자부정합 감소를 위해 InAs 양자점을 사용하여 약 $2.6{\mu}m$ 두께로 구현된 InSb 박막 소자는 상온에서 약 60,400 ($cm^2$/Vs)의 상온 전자이동도를 보였으며 현재 동일 두께에서 세계 최고결과(~50,000 $cm^2$/Vs)에 비해 월등하게 높은 값을 보이고 있다. Hall bar pattern 공정을 거쳐 완성된 소자는 측정 결과 10~20% 이상 향상된 전자 이동도를 보였다. 2e18/$cm^3$ 미만의 p-doping의 경우, 상온에서 n-type 특성을 보이나, 저온에서 p-type으로 변하는 특성을 보였고 n-doping의 경우 5e17/$cm^3$까지는 전자 이동도만 감소하고, doping에 의한 효과는 크게 없었다. 1e18/$cm^3$의 높은 doping을 할 경우 carrier가 증가하는 것을 확인했다. 이상의 측정 결과로 Spin-FET 소자로서 아주 우수하다는 것을 확인할 수 있었고 n-/p- type이 특성을 고려한 high quality InSb 박막소자의 응용을 위한 중요한 정보를 얻을 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제45권2호
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• pp.191-198
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• 2013

신선한 딸기 상품의 유통, 판매 중 부패억제 및 품질유지를 위한 고산소 환경기체조절 포장기법의 활용 가능성을 확인하고자 국내산 설향 품종의 딸기를 대상으로 다양한 산소농도 조건을 적용하여 플라스틱 포장용기에 밀봉한 후 $5^{\circ}C$에 저장하면서 품질변화와 미생물 생균수를 살펴보았다. 고산소 조건에서 딸기의 호흡률은 $O_2$ 함량이 높을수록 $O_2$ 소비율은 증가하지만 $CO_2$ 생성율은 크게 다르지 않은 비정상적인 호기호흡이 일어났다. 저온저장 중 포장 내부의 기체조성은 $O_2$의 경우 초기 $O_2$ 농도가 높을수록 저장 중 높게 유지되었으나 $CO_2$는 $O_2$ 농도에 상관없이 고농도로 축적되었다. 딸기의 품질인자 가운데 생체중량은 대조구인 통기 포장구에서만 3.0% 이상 감소하였고 기체조성에 상관없이 밀폐 포장구에서는 1% 이하로 유지되었다. 과육의 pH, 산도, 가용성 고형분 함량 및 경도, 과피 표면색 변화에서도 산소농도 조건에 따른 유의적 차이를 구분할 수 없었다. 한편, 통기 포장구에서는 곰팡이 발생률이 높았던 반면 병원성 미생물의 생균수가 가장 낮았고, 짓무름 현상이 많았던 밀폐 포장구에서는 통기 포장구와 상반된 미생물 동태 양상을 나타내었다. 딸기의 외관 변화는 저장 6일까지 40%, 60% $O_2$의 고산소 조건에서 비교적 높은 점수를 얻었으나 이후에는 오히려 PE 밀봉포장구보다 낮은 평가를 받았고, 전반적으로는 저장 중 6-15% 저산소와 7-9% 고이산화탄소의 MA 조건이 형성된 PE 필름포장구가 가장 높은 점수를 얻어 고산소 조건의 차단성포장보다는 딸기의 품질유지에 효과적인 조건임을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.57-63
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• 2020

말 정자의 첨체 손상도를 간단하게 분석하는 기술을 개발하기 위하여 Coomassie brilliant blue G 또는 R 염색 시약을 이용하여 정자 도말 슬라이드에 대한 염색도를 조사하였고, 3.7% paraformaldehyde (PF)과 35% methanol (MT) 고정제가 첨체 염색에 미치는 영향을 연구하였다. PF로 고정한 후 말 정자 도말 슬라이드를 0.05, 0.1 및 0.2 % 농도 CBB에 각 2분간 염색을 실시하여 첨체를 관찰하면 0.05%의 경우 완전한 첨체 염색도가 G형에서 62.6%, R형은 61.5%로 관찰되었으나, 0.1 및 0.2%의 경우, 80.2 및 79.7%로 (G 형), 78.1 및 76.0%로 (R 형) 관찰되어 유의적 차이가 나타났다. 그러나 MT 고정제를 이용할 경우, 첨체 외막이 느슨해진 정자의 비율은 3.5%로 관찰되어 PF 고정제를 사용하면 9.0%로 관찰되어 유의적으로 낮게 관찰되었다. 이러한 결과는 말정자첨체손상도를 관찰하기 위하여 CBB G 또는 R형 염색시약을 0.1~0.2% 농도로 이용될 수 있음을 증명한다. 또한, 말 정자 슬라이드 도말을 고정하는데 있어 고정제의 선택이 중요하며 MT보다 PF를 활용하는 것이 첨체 변화 과정 중인 정자를 관찰하는데 중요하다는 보여 준다. 이러한 방법은 말의 인공수정을 위한 정액의 저온저장 또는 동결보존과정 중에서 정자첨체손상율을 정확하게 판별하는데 이용될 수 있음을 증명한다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권4호
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• pp.758-763
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• 1997

당도와 ascorbic acid함량이 높은 우수한 신선 과일인 생대추를 장기간 저장하기 위하여 숙도 및 저장온도에 따른 무등품종 대추의 호흡특성, 저장 중 품질변화를 측정하였다. 녹숙 대추와 적숙 대추의 숙도에 따라서 호흡속도는 차이가 없어서 non-climacteric특성으로 간주될 수 있었고, 호흡의 온도의존성에서도 숙도간에 차이가 없었다. 적숙 대추가 녹숙 대추에 비해서 단위과중이 약간 크며, 가용성 고형분 농도와 ascorbic acid 함량이 약간 높았다. 대추는 저장 중 조직의 연화가 먼저 나타난 후 부패가 진행되었다. 대추의 저장 중 연화 및 부패의 진행은 녹숙대추의 경우가 적숙대추에 비해서 늦어서 장기저장을 위해서는 녹숙대추를 저장하는 것이 유리하였다. 저장 중 녹숙 대추의 표면색택은 붉은 색으로 착색이 진행되고 가용성 고형분은 증가하고, 총산과 ascorbic acid 함량은 감소하였다. $-2^{\circ}C,\;0^{\circ}C,\;5^{\circ}C,\;10^{\circ}C,\;20^{\circ}C$에서의 녹숙 대추의 저장실험에서는 $-2^{\circ}C$에서는 저온장해가 발생하였고, $5^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 온도가 높을수록 품질변화와 부패가 빨라서, $0^{\circ}C$가 저장적온으로 판단되었다. 저장적온인 $0^{\circ}C$에서 대추는 40일정도 밖에 신선한 상태로 저장될 수 없어서 보다 장기간의 저장이 가능한 포장 기법의 적용이 필요한 것으로 평가되었다.

• 보존과학회지
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• 제30권3호
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• pp.249-261
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• 2014

본 연구에서는 강원도 원주 지역에서 발굴된 귀래2리 1호 가마터와 2호 가마터에서 출토된 백자의 제작 기술 및 사용 원료의 특징을 살펴보고 출토 백자 원료의 연관성을 도출하고자 하였다. X-선 형광분석기(XRF)와 X-선 회절분석(XRD), 열팽창계수 측정(Dilatometer), 유도결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS) 및 유도결합 플라스마 방출 분광법(ICP-AES)을 이용하여 대상 시편에 대해서 각각 화학 조성과 결정상, 소성온도, 미량원소 및 희토류원소 등을 분석하였다. 귀래2리 가마터 출토 백자는 착색 산화물과 융제의 함유량이 높은 특징을 나타낸다. 소성온도는 시편마다 차이가 있지만 대부분 $1200^{\circ}C$ 이하에서 소성 되었으며 일부 시편은 $1000^{\circ}C{\pm}20^{\circ}C$에서 저온 소성되었고 귀래2리 1호 가마터 출토 백자 중 일부는 $1200^{\circ}C$ 이상 고온에서 소성되었다. 분석 대상 백자의 태토를 XRD 분석한 결과 모두 quartz와 mullite가 검출 되었으며 quartz와 mullite의 검출 비율은 모두 비슷하다. 출토된 백자 태토의 제겔식을 이용한 분석 결과 대상 백자 모두 같은 영역에서 군집하여 태토 원료와 제작 기법의 유사성을 확인할 수 있다. 또한 희토류 원소 분석 결과를 통하여 분석 대상 백자는 지질학적 성인이 동일한 모암으로 제작했음을 알 수 있다.