• 공업화학전망
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• 제24권6호
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• pp.3-18
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• 2021

가역적인 표면 젖음성의 제어가 가능한 스마트 표면은 첨단 센서, 기능성 멤브레인 등 여러 산업분야에 적용될 수 있는 계면제어 기술로써 많은 관심을 받을 것으로 기대된다. 표면의 젖음성은 표면의 화학적 구조와 기하학적 입체 구조에 의해 영향을 받는 데, 특히 외부자극에 의해 소재 물성을 가변시킬 수 있는 스마트 고분자 소재를 나노구조가 제어된 표면에 도입함으로써 표면의 젖음성을 초발수에서 초친수로 가역적으로 전환시킬 수 있는 스마트 표면을 효과적으로 구현할 수 있다. 자극 응답성 스마트 소재는 인가하는 외부자극에 따라 물리적 자극(빛, 온도, 전기, 자기)과 화학적 자극(pH, 용매, 이온)으로 구분할 수 있으며, 이를 복합적으로 적용한 이중/다중 유발 자극에 반응하는 소재가 있다. 본 기고문에서는 외부자극에 응답하는 자극응답성 고분자를 나노 구조 표면에 도입하여 초발수에서 초친수로의 가역적인 젖음성 변화가 가능한 고기능성 스마트 표면의 최근 연구 동향과 미래 전망에 대해 소개하고자 한다. 이런 다양한 외부자극을 이용한 표면 특성의 가역적 제어 기술을 통해 물-오일의 분리, 바이오센서, 약물 전달, 소프트로보틱스와 같은 스마트 소재의 잠재적 발전 가능성 또한 엿볼 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학전망
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• 제23권2호
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• pp.40-50
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• 2020

소프트 로봇의 수요와 관심이 증가함에 따라 생체 모방형 액추에이터 연구가 큰 관심을 받고 있다. 액추에이터란 외부 에너지를 기계적인 동작으로 변환하는 장치이며, 재료 자체가 유연하여 부드러운 움직임을 재현할 수 있는 소프트 액추에이터의 연구가 활발히 진행되고 있다. 고분자 연성 재료 중에 하나인 하이드로겔은 90% 이상이 물로 구성되어 있기 때문에 생체 친화적이면서 동시에 환경 친화적인 재료이며 이를 기반으로 한 액추에이터 연구가 새로이 각광받고 있다. 최근에는 하이드로겔 액추에이터의 성능 향상을 위해 나노재료를 하이드로겔에 첨가하는 연구가 진행되고 있으며, 나노재료가 갖는 고유의 특성을 활용함으로써 하이드로겔 액추에이터의 자극 감응성 향상, 변형 방향의 제어, 높은 변형 효율 그리고 기계적 물성 증가가 보고되고 있다. 이는 헬스케어를 위한 웨어러블 장치, 재활을 목적으로 한 인공 근육 등에 적용이 가능하다. 본 기고문에서는 자극 감응성 고분자와 나노재료를 이용한 하이드로겔 액추에이터 연구에 대해 자극(전기장, 빛, 열, 자기장)의 종류에 따라 분류하여 소개하고, 합성 전략 및 구동 원리에 대해 간략하게 설명하고자 한다.

• 공업화학전망
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• 제21권1호
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• pp.3-18
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• 2018

전자피부(Electronic skin)는 외부 환경과의 상호작용하는 인간 피부의 기능을 대체하여 외부 자극 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서들로 이루어진 인공피부로써, 최근 인간과 전자기기 간의 인터페이스에 대한 관심이 급증하면서 이에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다. 그중에서도 피부의 주된 기능인 외부 물리적 자극을 인지하는 촉각을 모방하는 촉각센서는 많은 발전을 거쳐 왔으며, 한계를 극복하고자 다양한 연구들이 진행되고 있다. 촉각센서는 압력, 인장, 굽힘과 같은 물리적 자극에 반응하며, 물리적 자극 신호를 아날로그 및 디지털 신호로 변환하여 인지하는 연구들이 폭넓게 개발되고 있다. 또한, 소자의 구조에 따라 물리적 자극을 전달하는 다양한 변환 방식들이 있으며, 최근에는 각 신호 변환 방식의 민감도, 반응속도, 자극 인지 범위 등의 한계점을 극복하고, 소재의 기계적 물성을 향상시키기 위해 소재의 변형을 주거나 생체의 기관 구조 및 외부 자극 인지 원리 등을 모사한 연구들이 많은 관심을 받고 있다. 본 기고에서는 이러한 촉각센서의 물리적 자극 신호 변환 방식과 소재 변형 및 생체 모사를 통한 다양한 연구들을 소개하고자 하며, 이를 통하여 촉각센서의 나아갈 방향을 제시하고자 한다.

• 전기저널
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• 통권277호
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• pp.63-68
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• 2000

요 몇 해 사이에 고내압$\cdot$대용량 파워디바이스에서는 아주 새로운 진전이 일어나고 있다. 파워일렉트로닉스 장치의 소형화$\cdot$고효율화 및 제어의 고속화 등의 요구에 응할 수 있는 차세대의 새로운 소자가 출현하여 그 제품화가 비약적으로 진전되고 있는 것이다. 새로운 파워디바이스의 대표적인 것으로는 다음의 3가지를 들 수 있다. $\cdot$HVIGBT(High Voltage Insulated Gate Bipolar Transistor Module)$\cdot$HVIPM(High Voltage Intelligent Power Module)$\cdot$GCT(Gate Commutated Turn-off)사이리스터 이들의 파워디바이스를 종래의 GTO(Gate Turn-off) 사이리스터와 비교해 보면 다음과 같은 특징이 있다.(1)GTO 사이리스터가 필요로 했던 스나버회로가 없어도(Snabber-less)턴오프가 가능하며, di/dt 억제용 아노드리액터의 생략 또는 저감이 가능하기 때문에 반도체 부녀회로의 소형화를 기할 수 있다. (2)게이트파워와 전체손실(소자 및 주변회로를 포함)의 저감으로 에너지 절약을 도모할 수 있다. (3)스위칭주파수를 2$\~$3kHz 정도까지 높일 수 있다. 이런 장점 때문에 다음과 같은 용도에의 적용이 기대되고 있다. (1)신간선, 지하철 등의 전철 응용 (2)액티브필터, SVG(무효전력발생장치), SVC(무효전력보상장치) BTB, 가변속 양수발전 스위치 등의 전력응용 (3) 철강압연이나 제지공장용 등의 대용량공업용 컨버터$\cdot$인버터 응용 HVIGBT와 HVIPM은 전철분야에서 신간선의 추진용 컨버터$\cdot$인버터장치와 보조전원장치, 그리고 지하철의 추진용 인버터 장치나 보조전원장치 등에 채용되고 GCT 사이리스터는 전력용 주파수변환기 등에 실용화되고 있다.

• 융합정보논문지
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• 제9권5호
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• pp.117-124
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• 2019

본 논문에서는 AMOLED 디스플레이 구동회로로 사용되는 박막트랜지스터의 구성요소 중에서 반도제 물질 제조의 최근 동향에 대해 논한다. 트랜지스터에 적용을 위해 특성이 좋은 반도체 막을 얻는 방법으로 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 변화시켜야 하는데 레이저와 열처리 방법이 있으며, 레이저를 이용한 기술에는 SLS(Sequential Lateral Solidification), ELA(Excimer Laser Annealing), TDX(Thin-beam Directional Crystallization), 열처리 기술에는 SPC(Solid Phase Crystallization), SGS(Super Grain Silicon), MIC(Metal Induced Crystallization), FALC(Field Aided Lateral Crystallization)가 대표적이며, 이들에 대해 상세히 설명한다. 본 연구실에서 연구중인 레이저 결정화 기술의 대형 AMOLED 디스플레이 제작을 위한 연구 내용도 다룬다.

• 공학교육연구
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• 제24권4호
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• pp.61-74
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• 2021

The purpose of this study is to provide a direction for domestic engineering education research by analyzing the research trends of JEE(Journal of Engineering Education). The results of analyzing research trends regarding research topics, research objects and research methods are as follows. First, by research topic, 'Diffusion of Educational Innovation' was found to have the highest proportion with 52 articles(21%). Second, by research objects, 'university students' showed the highest proportion with 148 articles(53.6%). Third, by research method (large category), 'quantitative research' had the highest proportion with 132 articles(53.2%). By research method (medium category), 'survey research' had the highest proportion with 129 articles(33.5%). Based on the results of this study, future engineering education research should be conducted to contribute to holistic development through diversification of research topics, methods, and objects.

• 전기저널
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• 5호통권15호
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• pp.37-51
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• 1969

이 원고는 표기와 같이 Electrical World지의 오스트레일리아 및 동남아시아관계 편집자인 W. Diesendorf씨의 동남아시아 전기사업의 시찰시행기이다. 주로 전기사업에 있어서의 최근의 동향 및 설비확장상황에 대하여 조사하였고 그 조사대상국은 서말레이시아, 태국, 필리핀, 홍콩 및 싱가포르이다. 이들 제국에서는 민간 및 국제자금, 세계은행차관과 업자차관을 자금원으로 하여 전력설비의 건설을 진행하고 있다. 홍콩은 과거에 722.5Mw의 혹$\cdot$운(Hok Un)발전소로 인한 대기오염 때문에 곤란을 겪어 왔으나 중화전등전력회사와 ESSO의 공동출자로 설립된 반도전력회사(PEPC)의 칭$\cdot$이(Tsing Yi) 발전소가 베이스부하발전을 맡게 되고 시내로부터 멀리 떨어져 있는 위치와 높은 연출에 의하여 1969년도에는 심한 대기오염을 완하하기로 계획되어 있다. 싱가포르는 1971년까지 240Mw의 쥬롱(Jurong)발전소가 운전을 개시하기로 되어 있다. 싱가포르는 $5\~6$년마다 배증하는 부하를 가지고 있는데 이것은 주로, 철강, 시멘트 및 섬유공업에 의한 것이다. 말레이시아는 포오트$\cdot$딕슨(Port Dickson)발전소의 제1기 60MwX4가 $1969\~1972$년에 운전을 개시하기로 되어 있고 제2기는 수개의 유니트가 구성될 예정이며 카메론고지수력개발계획이 진행되고 있다. 태국에서는 유명한 꾸아에$\cdot$야이(Quae Yai)강의 칸$\cdot$리엥(Kany Rieng)에서 200Mw를 개발하기로 되어 있으며 그 제1기 공사는 1973년에 시작될 예정이다. 1975년까지 얀히이(Yanhee)전기청의 부하는 400Mw의 원자력발전소의 건설을 가능케 할 것으로 생각되고 있다. 마닐라에서는 중유화력의 가아드너(Gardener)발전소의 건설을 진행시키고 있으며 첫 번째의 165Mw의 유니트는 곧 운전을 개시할 것이며 두 번째 유니트도 1969년도에 운전이 개시될 예정이다. 마닐라전기회사는 연율 $12\~13\%$의 부하성장율을 흡수할 수 있도록 설비확장공사를 추진시키고 있다. 지리적으로만 보더라도 우리나라와 가까운 동남아시아의 전력설비현황을 알기 위한 참고로서 이 원고를 소개하기로 한다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.361-370
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• 2021

탄소 섬유 강화플라스틱은 가볍지만 우수한 기계적 강도를 가지는 복합재의 한 종류이다. 가벼우면서 우수한 기계적 강도를 가지는 탄소 섬유 강화플라스틱은 산업 전반에 널리 이용되고 있으며, 최근 활발히 연구되고 있는 전기자동차 및 무인기 등의 무게 감소 핵심 대체 부품으로 연구되고 있다. 배터리를 전원으로 사용하는 운송수단 등은 외부 충격에 이차 폭발의 위험이 있기 때문에 배터리를 안전하게 보호할 수 있는 덮개가 필수적인 동시에, 무게를 줄여 주행거리를 늘려야 하는 요구조건을 만족해야 한다. 이러한 요구 조건에 부합하는 재료로 탄소섬유 강화플라스틱이 손꼽히고 있고, 배터리 보호 덮개 및 다양한 대체품으로의 활용이 연구되고 있다. 한편, 우수한 전기적 특성을 가진 탄소 섬유를 배터리 구성품으로 활용하는 연구가 배터리 분야에서 진행 중이고, 이에 더 나아가 탄소 섬유가 배터리를 보호하고 배터리 전극 및 집전체 역할까지 동시에 수행하는 구조용 배터리에 대한 연구가 스웨덴과 미국을 중심으로 활발히 연구 중이다. 본 총설에서는 탄소 섬유의 역할에 따른 구조용 배터리의 분류 및 해당 배터리들에서 발생하는 문제점 등을 포괄하는 최근 연구 동향을 요약하고, 구조용 배터리에 대한 전망을 간략히 논의하고자 한다.

• 공업화학
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• 제35권5호
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• pp.372-378
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• 2024

MXene은 전이 금속과 탄소 또는 질소의 결합으로 이루어진 2차원 물질로, 매우 얇고 넓은 표면적과 풍부한 표면 화학적 특성을 가지며 높은 전기전도성을 발휘한다. 이러한 특성 덕분에 MXene은 에너지 저장 장치, 센서, 촉매 및 기타 다양한 응용 분야에서 많은 관심을 받고 있다. MXene의 합성 방법은 대체로 식각 단계와 박리 단계로 나뉘며, 2011년 MXene이 처음 발견된 이후 기존의 방식을 개선하는 방향으로 다양한 합성 방법이 제시되었다. 특히 표면 종결기의 종류 혹은 표면의 결함 특성이 합성법에 따라 변화하여 전기전도성과 같은 주요 특성에 큰 영향을 미치기 때문에, MXene을 대량 생산하고 산업에 활용하기 위해서는 합성법 연구가 필수적이다. 본 총설에서는 MXene 그룹 중 가장 광범위하게 연구된 Ti₃C₂T_x MXene의 보편적으로 이용하는 불산 식각 방법부터 환경 친화적인 방법으로 최근 많은 관심을 받고 있는 불소를 포함하지 않는 방법까지의 식각 방법과 다양한 박리 방법에 대한 전반적인 내용을 소개하고 최신 연구 동향을 다루며, 향후 MXene의 대량 생산과 산업적 활용을 위한 방향성을 제시하고자 한다.

• 대한공업교육학회지
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• 제43권2호
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• pp.24-42
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• 2018

최근 스마트폰, 태블릿 PC 등 신종 모바일 기기와 전기 자동차 시장의 급속한 성장에 힘입어 화학전지의 중요성이 크게 대두되고 있다. 화학전지는 실생활에 없어서는 안 될 필수적인 소재로써 화학전지 관련 기술의 변화는 우리의 삶에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 기술이다. 그러나 현재까지 국내에서 화학전지를 교육적으로 활용한 선행 연구는 매우 부족한 실정이며, 앞서 개발된 수업자료들도 최신 기술 동향을 반영하지 못하여 현행 교육과정에서는 활용하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 특성화 고등학교 화학공업과 학생 대상의 화학전지 STS 교수-학습자료를 준비, 개발, 개선의 절차를 거쳐 개발하였다. 첫째, 준비 단계에서는 STS 통합 교육 및 화학전지 관련 선행 연구를 분석하여 학습 주제와 학습 목표를 선정하였다. 둘째, 개발 단계에서는 화학전지 관련 이론 및 실험을 분석한 자료를 기반으로 STS 관점에 부합하는 수업과정안 및 교수-학습 자료를 개발하였다. 셋째, 개선 단계에서는 개발된 STS 교수-학습 자료를 전문가 집단을 통해 타당성을 검토하였으며, 현장 수업적용과 학습자 수업 만족도 평가를 통해 개선점을 보완하였다. 본 연구를 통해 개발된 STS 교수-학습 자료는 특성화 고등학교의 과학, 기술, 사회관련 교과의 통합적 구성을 통해 화학전지를 종합적으로 이해하고 깊이 있는 학습이 이루어질 수 있는 방향으로 개발되었으며, 공업화학, 제조화학 등 특성화 고등학교 1학년 교육과정에 포함된 교과목 중 화학전지를 주제로 진행하는 수업에 활용할 수 있도록 구성되었다. 본 연구에서 개발된 교수-학습 자료를 활용하여 수업을 실시한 결과 학생들의 이해도와 흥미도, 실생활과의 연관성 측면에서 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.