• 제목/요약/키워드: 최적처리기술

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중부지방에서 파종기에 따른 조, 기장, 수수의 생육 및 수량 특성 (Growth and Yield Characteristics of Foxtail Millet, Proso Millet and Sorghum According to Sowing Date in Middle Area in Korea)

  • 윤성탁;제은경;김영중;정인호;한태규;김태윤;조영손;강항원
    • 한국작물학회지
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    • 제60권2호
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    • pp.197-211
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    • 2015
  • 우리나라 중부지역에서 파종기이동과 멀칭유무에 따른 조, 기장, 수수의 최적파종기 및 파종한계기 구명을 위하여 5월 15일, 6월 6일, 6월 26일, 7월 13일 파종기를 4수준으로 하여 피복 및 무피복을 처리하였다. 시험품종은 조 4품종(삼다찰, 삼다메, 경관1호, 황금조), 기장 4품종(이백찰, 만홍찰, 황실찰, 황금기장), 수수 4품종(남풍찰, 황금찰, DS202, 목탁수수)을 국립식량과학원 기능성작물부와 농업기술실용 화재단에서 분양받아 2013년 경기도 안성시에서 실시한 시험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 간장은 조, 기장, 수수 모두 6월 6일 파종기에서 가장 컸다. 2. 수장은 조, 기장은 5월 15일 파종기에서 가장 컸고 수수는 6월 26일 파종기에서 가장 컸다. 3. 엽수는 조, 기장, 수수 모두 5월 15일 파종기에서 가장 많았다. 4. 조의 출수소요일은 파종기가 늦어짐에 따라 삼다메와 경관1호, 삼다찰은 감소하였고 황금조는 1차 파종기인 5월 15일부터 3차 파종기인 6월 26일 파종기까지는 감소하다가 7월 13일 4차 파종기에서는 6월 26일 파종기와 같았다. 기장의 출수소요일은 4품종 모두 파종기가 늦어짐에 따라 감소하였다. 수수의 출수소요일도 4품종 모두 파종기가 늦어짐에 따라 감소하다가 마지막 파종기인 7월 13일에는 증가하였다. 5. 멀칭 및 무멀칭구 간에는 조, 기장, 수수 3작물 모두 생육 및 수량 특성간 유의적인 차이가 없었다. 6. 1수립수, 천립중 및 10당 수량은 조, 기장, 수수 모두 6월 26일 파종기에서 가장 높았다. 중부지방에서 조, 기장, 수수의 최적 파종기는 6월 하순으로 판단된다. 7. 7월 13일 파종기에서는 황금조, 만홍찰, 황금기장을 제외한 나머지 품종들은 만파로 인하여 성숙기에 이르지 못하였다. 중부지방에서 조, 기장, 수수의 파종 한 계기는 7월 초순으로 판단된다.

당귀의 광합성 특성과 수경재배 방식에 따른 생장 분석 (Photosynthetic characteristics and growth analysis of Angelica gigas according to different hydroponics methods)

  • 박종석;김성진;김홍주;최종명;이공인
    • 농업과학연구
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    • 제41권4호
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    • pp.321-326
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    • 2014
  • 본 연구는 당귀의 대량생산 시스템에 적합한 재배 방식을 선정하기 위하여 담액경, 배지경, 분무경 재배 시스템에 대한 비교 평가와 당귀의 엽단위 광합성 특성을 분석하여 대량생산 시스템에서의 최적환경 조건 구명을 위하여 수행되었다. 참당귀 '만추'를 파종하여 암상태에서 발아 시킨 후에 기온 $18-22^{\circ}C$, 상대습도 50-70%, PPFD $120{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 조건으로 3주간 육묘하였다. 본엽 4매가 출현하는 시기에 담액경, 배지경, 분무경의 3개의 처리구에 각각 16주씩(총 48주) 이식하였으며 PPFD는 광원 20 cm 아래에서 $150{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, 온도 $20/23{\pm}1^{\circ}C$, 상대습도 50-70% 조건으로 11주간 재배하였다. 11주째에 생육조사를 실시하였으며, 당귀의 환경조건에 대한 광합성 특성을 살펴보고자, $CO_2$농도, 온도, PPFD 값에 따른 광합성특성을 휴대용 광합성 측정기를 이용하여 측정하였다. 배지경재배에서 당귀의 생체중과 건물중이 담액경 재배와 비교하여 유의적인 증가를 나타내었으며, 분무경 재배와는 유의적 차이가 발생되지 않았다. 광합성 특성으로 PPFD 값이 $50-200{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 증가할 때 광합성 값이 급상승하는 경향을 나타내면서 $800-1600{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 사이에서 광포화점이 있을 것으로 추정되었다. $CO_2$ 포화점은 $1000-1200{\mu}mol\;mol^{-1}$에 존재하는 것으로 관찰되었으며, 온도가 $16-26^{\circ}C$로 증가할 때, 실제 광합성 값은 거의 영향을 받지 않았다. 결과적으로 당귀를 수경재배 기술을 이용한 대량 생산 시스템에 도입할 경우 분무경 재배 시스템에 PPFD는 $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, $CO_2$ 농도는 약 $1000{\mu}mol\;mol^{-1}$ 이하에서, 온도는 $20{\pm}3^{\circ}C$ 조건에서 광합성 환경을 조성해 주거나 환경제어를 유지하면 당귀 대량생산 시스템의 최적 조건을 구현하여 높은 생산성을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

이산화황 불순물이 이산화탄소 해양 지중저장 공정설계에 미치는 영향 평가: 상태량 모델의 비교 분석 및 이성분 매개변수 최적화 (Impact of Sulfur Dioxide Impurity on Process Design of $CO_2$ Offshore Geological Storage: Evaluation of Physical Property Models and Optimization of Binary Parameter)

  • 허철;강성길;조맹익
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.187-197
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    • 2010
  • 화석연료를 사용하는 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서 배출되는 $CO_2$를 포집하고 이를 대수층이나 유가스전과 같은 지질학적 구조에 장기간 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon dioxide Capture and Storage, CCS)이 기후변화 대응기술로서 국내외적으로 주목 받고 있다. 이와 같은 CCS 기술을 구현하기 위해서는 포집된 대용량의 $CO_2$ 혼합물을 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하는 과정이 필요하고, 이러한 공정에 대한 기존의 연구는 주로 순수 $CO_2$를 대상으로 하여 진행되어 왔다. 그러나 일반적으로 발전소 및 제철소 등에서 포집된 $CO_2$ 혼합물에는 $N_2$, $O_2$, Ar, $H_2O$, $SO_2$, $H_2S$ 등과 같은 불순물들을 포함하고 있다. 이러한 $CO_2$ 혼합물 내 불순물들은 처리하고자 하는 $CO_2$ 혼합물의 열역학 상태량 등을 변화시킴으로써 압축, 정제, 수송 및 저장 공정들에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 이러한 불순물 중 황성분이 함유된 $SO_2$가 포함된 $CO_2$ 혼합물의 수송 및 저장 공정을 설계하는데 있어 매우 중요한 $CO_2$ 혼합물의 열역학 거동을 모사하기 위한 상태량 모델들을 비교 분석하였다. 이를 위해 BWRS EOS, PR EOS, PRBM EOS, RKS EOS, SRK EOS 그리고 NRTL-RK 모델과 같은 총 6가지 물리적 상태량 모델을 이용하여 $CO_2-SO_2$ 혼합물의 VLE 거동을 수치계산하고 이를 실험 데이터와 비교하였다. 또한, $CO_2$, $SO_2$와 같은 서로 다른 분자간의 상호작용 효과를 보완하기 위하여 상태량 모델을 이용한 계산결과와 실험결과와의 차이를 정량화하여 각각의 상태량 모델의 예측능력을 계량화 비교분석하였고 이로부터 $CO_2-SO_2$ 혼합물에 대한 최적의 이성분 매개변수 값들을 도출하였다.

질소 불순물이 이산화탄소 해양 지중저장 공정설계에 미치는 영향 평가: 상태방정식의 비교 분석 및 이성분 매개변수 최적화 (Effect of Nitrogen Impurity on Process Design of $CO_2$ Marine Geological Storage: Evaluation of Equation of State and Optimization of Binary Parameter)

  • 허철;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.217-226
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    • 2009
  • 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 포집한 $CO_2$ 혼합물을 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송하고, 이를 해양의 퇴적층에 수백-수천 년 이상 장기간 격리 및 관리하는 $CO_2$ 해양지중저장기술이 기후변화 대응기술로서 국내외적으로 주목 받고 있다. 본 CO2 저장기술을 구현하기 위한 수송 및 저장 공정에 대한 기존의 연구는 주로 순수 $CO_2$를 대상으로 하여 진행되어 왔다. 그러나 일반적으로 발전소 및 제철소 등에서 포집된 $CO_2$ 혼합물에는 $N_2$, $O_2$, Ar, $H_2O$, $SO_x$, $H_2S$ 등과 같은 불순물들을 포함하고 있다. 이러한 $CO_2$ 혼합물 내 불순물들은 처리하고자 하는 $CO_2$ 혼합물의 열역학 상태량 등을 변화시킴으로써 압축, 정제, 수송 및 저장 공정들에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 이러한 불순물 중 불활성 가스인 $N_2$가 포함된 $CO_2$ 혼합물의 수송 및 저장 공정을 설계하는데 있어 매우 중요한 $CO_2$ 혼합물의 열역학 거동을 모사하기 위한 열역학 상태방정식들을 비교 분석하였다. 또한, $CO_2$, $N_2$와 같은 서로 다른 분자간의 상호작용 효과를 보완하기 위하여 사용되는 이성분 매개변수에 대한 최적 값을 도출하였다.

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직파 및 이식재배 유형에 따른 산양삼의 생육특성 연구 (A Study on Growth Characteristics of Wild-simulated Ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) by Direct Seeding and Transplanting)

  • 김기윤;정대희;김현준;전권석;김만조;엄유리
    • 한국자원식물학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.160-169
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    • 2019
  • 본 연구는 고품질 산양삼의 표준재배기술 개발을 위해 직파 및 이식재배에 따른 산양삼의 생육특성을 조사하여 재배유형이 산양삼의 생육에 미치는 효과를 구명하고자 하였다. 재배유형 별 처리구에 따라 산양삼 종자를 점파 및 조파로 파종하고, 종근을 이식하여 산양삼 종자의 발아율 및 종근의 생존율을 조사하였다. 산양삼 종자는 점파재배 시 종자의 크기가 6.5 mm 이상일 때 발아율이 유의적으로 가장 높았고, 이식재배는 주근직경이 10 mm 이상, 재식거리는 7 cm 이하, 복토두께는 2 cm 이하 일 때 종근의 생존율이 유의적으로 증가하였다. 재배유형별 산양삼의 생육특성은 점파재배 시 종자크기가 6.5 mm 이상, 파종립수는 3립, 파종간격은 5 cm 이하일 때 산양삼의 지상부 생육이 유의적으로 증가하였으며, 조파재배에서는 파종간격이 30 cm, 종자의 파종량은 23 g 이하일 때 산양삼의 지하부 및 지상부의 생육이 유의적으로 증가하였다. 이식배재에서는 주근직경이 10 mm 이상인 종근의 뇌두방향을 위 또는 아래를 향하도록 이식하였을 때 산양삼의 지상부 생육이 유의적으로 높은 것을 확인하였다. 향후 재배유형과 산양삼의 생육특성과 더불어 입지환경과의 상관관계를 분석할 수 있다면 보다 정확한 산양삼의 최적 재배 및 환경조건의 확립이 가능할 것으로 판단된다. 이와 같은 연구결과를 통해 기존 재배자의 경험에만 의존하던 산양삼의 재배 관리 기술을 보다 명확하게 확립할 수 있었고, 나아가 고품질 산양삼의 생산기술의 확립을 통해 임업인의 소득을 증대시키고 산양삼의 산업 활성화에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

재식밀도 및 시비량 차이가 신농흑찰 품질 및 수량에 미치는 영향 (Effects of Different Nitrogen Levels and Planting Densities on the Quality and Yield of the Black Rice Cultivar 'Shinnongheugchal')

  • 이인석;이덕렬;조승현;이송이;김갑철;이기권;송영주
    • 한국작물학회지
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    • 제61권2호
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    • pp.79-86
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    • 2016
  • 본 연구는 질소시비량과 재식거리 차이에 따른 신농흑찰의 미질 및 수량 차이를 분석하여 안토시아닌 함량에 변화가 없으면서 최고 수량을 생산할 수 있는 적정 재배기술의 자료를 얻고자 수행하였고 그 결과는 다음과 같다. 1. 출수기는 70주 및 80주 시험구+15 kg 조합에서 8월 22일로 동일하였고 다른 조합에서는 8월 21일로 조사되었다. 출수 후 40일에 경수는 70주 시험구+13 kg시비량 조합에서 가장 높았다. 2. 도복지수는 시비량이 증가할수록 증가하였지만 모든 처리구에서 포장도폭은 발생하지 않았고 병해충도 발생하지 않았다. 3. 질소함량은 잎>종자>줄기 순으로 증가하였고, 줄기 및 잎의 질소함량은 80주 시험구의 평균이 70주보다 조금 높았지만 종자의 질소함량은 70주 시험구가 80주보다 높았다. 종자의 최대 질소 함량은 70주+13 kg 조합에서부터 통계적으로 유의성 있는 증가를 보였다. 4. 수당립수는 70주+13 kg 시비량 조합에서 가장 높았고, 등숙률은 80주+13 kg 시비량 조합에서 가장 높았다. 정현비율은 70주+15 kg 시비량 조합에서 가장 높았고, 천립중은 80주+15 kg 시비량 조합에서 가장 높았으나 통계적으로 큰 차이는 없었다. 5. 현미 수량은 70주 시험구의 평균이 80주 시험구보다 높았고, 70주+13 kg 시비량 조합에서 다른 처리구보다 가장 높은 수량을 보였다. 회귀분석에 의해 최대 수량은 14.67 kg/10a로 추정되었다. 6. 관능평가 결과 착색정도는 70주 시험구가 80주보다 높았지만 C3G는 80주가 더 높았다. 완전착색립 수량은 70주+13 kg 시비량에서 가장 높았다. 7. 그러므로 현미수량, C3G 함량 및 100% 착색립 수량을 기준으로 신농흑찰 최고수량을 위한 최적 질소 시비량은 13~14 kg/10a까지 높일 필요가 있을 것으로 판단된다.

MDCT 장치의 z-축 기하학적 선량효율에 관한 연구 (Research of z-axis geometric dose efficiency in multi-detector computed tomography)

  • 김유현;김문찬
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제29권3호
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    • pp.167-175
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    • 2006
  • 최근의 나선형 CT와 MDCT는 기존의 고식적 CT보다 X-선 조사시의 겹침 현상과 영상 재구성에 있어서의 보간삽입처리로 인해 보다 높은 선량을 환자에게 주게 되었다. MDCT와 나선형 CT장치가 보다 많은 의학적 정보를 제공하는 것에도 불구하고 환자가 받는 방사선 노출은 기존의 고식적 CT검사에 비해 $2{\sim}4$배 정도로 증가되고 있는 실정이므로, 그 잠재적 위험성을 아무리 강조해도 지나침이 없다. CT장치에서의 보다 많은 X-선에 관련된 자료들, 특히 선량효율적 디자인이나 X-선 조절 소프트웨어에 대한 자료들이 필요하다. 왜냐하면 CT장치의 디자인 요소는 임상적 진단에 있어서 환자선량을 성공적으로 줄일 수 있는 중요한 요소이기 때문이다. 이에 본 연구에서는 최근 급격히 확산되어 사용되고 있는 여러 단계의 MDCT의 z-축 선량효율을 측정하여 SDCT와 비교하였다. 그리고 MDCT에서 스캔 시 채택하는 focal spot size와 beam collimation, 검출기 조합 등을 비롯한 파라메터들의 변화에 따른 z-축 선량효율을 파악하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. SDCT가 z-축 기하학적 선량효율이 가장 높았고, 4 슬라이스 MDCT가 가장 낮았다. MDCT 중에서는 small beam collimation 적용 시 64 MDCT가 기하학적 선량효율이 가장 높았고 16, 8, 4 슬라이스 MDCT 순이었으며, large beam collimation 적용 시에는 small focal spot에서는 8 MDCT가, large focal spot에서는 16 MDCT가 가장 높았다. 2. MDCT의 경우 large focal spot에 비해 small focal spot의 z-축 기하학적 선량효율이 최저 0.67%에서 최대 13.62%의 범위에서 높았다. 3. MDCT의 경우 small beam collimation에 비해 large beam collimation의 z-축 기하학적 선량효율이 $3.13{\sim}51.52%$의 범위에서 높았다. 4. 동일한 focal spot size와 beam collimation을 채택한 상태에서 detector combination 차이에 따른 z-축 기하학적 선량효율은 4 슬라이스 MDCT의 모든 경우와 8 슬라이스 MDCT의 large beam collimation에서 일정하였다. 하지만 8 슬라이스 MDCT의 small beam collimation과 16 슬라이스 MDCT에서는 z-축 기하학적 선량효율이 차이를 보였으며 변화의 일률성은 없었다. 5. 동일한 스캔 파라메터를 적용시 나선형 스캔과 고식적 스캔 모드의 z-축 기하학적 선량효율은 동일하였으며, pitch를 변화시키거나 영상재구성 시 슬라이스 두께와 간격을 변화시켜도 z-축 기하학적 선량효율은 변화가 없었다. 결론적으로, CT검사 시 환자가 받는 X-선 피폭선량을 줄이기 위해 연구자는 CT장치의 선량효율에 대해 각별히 주의하여야 하며, Z-축 선량효율성을 높이는 동시에 최적의 임상적 정보를 보존할 수 있는 스캔 파라메터를 선택하여야 한다.

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메소코즘에서 USCG phase-II 형식승인 대비 영양염 첨가에 따른 식물플랑크톤 대량 배양조건 확립 및 군집구조의 단주기변화 (Short-term changes of phytoplankton communities after nutrient addition and establishment of stable mass culture condition to prepare the type approval test of USCG Phase-II in mesocosm enclosure)

  • 백승호;이민지;신경순
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.34-42
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    • 2016
  • 본 연구는 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 여름철 메소코즘에서 영양염 첨가(+N, +P, +NP)에 따른 식물플랑크톤의 대량 배양 가능성의 검토와 더불어, 영양염 조성의 차이에 따른 자연 식물플랑크톤 군집의 반응과 시간경과에 따른 종천이 양상을 파악하였다. 메소코즘에서 식물플랑크톤은 영양염 첨가후 곧바로 반응하여 1-3일 이내 최고 개체수 밀도에 도달하였다. +NP 실험군($N:30{\mu}M$, $P:3{\mu}M$)에서 식물플랑크톤 군집의 성장율은 $2.47d^{-1}$로 현저하게 높게 나타났고, +N실험군($N:30{\mu}M$)에서도 1.98 d-1로 나타났다. 반면, +P실험군($P:3{\mu}M$)에서는 대조군과 유사한 성장율을 보여, 영양염 첨가 효과가 명확하지 않았다. 특히, 식물플랑크톤 개체수 밀도 또한 +NP실험군에서 대조군 보다 약 50배 높게 나타나, 선박평형수의 형식승인 시험용 시료를 확보하는 대량 배양가능성을 시사할 수 있었다. 식물플랑크톤의 군집조성은 자연 상태에서 우점한 Pseudo-nitzchia spp. 종이 영양염첨가와 더불어 압도적으로 우점하였고, 실험시간의 경과와 함께 영양염 고갈로 인하여 총 식물플랑크톤이 급격하게 감소하였다. 결과적으로 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 시험수로 활용하기 위한 자연생물 대량배양의 최적 영양염(질산염: $30{\mu}M$과 인산염: $3{\mu}M$)과 수확시기(하계기준 실험3일 후)를 제시할 수 있었고, 이와 같은 과학적 근거는 선박평형수 처리장치를 개발하는 산업계에 크게 도움이 될 것이다.

미나리가루의 첨가가 Castella의 품질에 미치는 영향 (Effects of Dropwort Powder on the Quality of Castella)

  • 박상준;이광석;안혜령
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.834-839
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    • 2007
  • 밀가루의 3%, 6%, 9%, 12%를 미나리가루로 대체한 castella를 제조하여 최적의 비율을 알아보고, 대체 비율에 따라 castella의 비중 및 비용적, 색도와 조직감, 관능적 특성을 통해 품질 특성을 평가하였다. 미나리가루의 첨가는 castella의 비중을 증가시켰는데 미나리가루가 12% 첨가된 DP 12의 비중이 가장 높았고, 나머지는 첨가량이 줄어들수록 유의적으로 낮아졌다. 비용적은 첨가량이 많아질수록 낮게 나타났다. 색도에서 L값은 미나리가루를 첨가한 castella보다 대조구가 가장 높은 값을 나타냈으며, 미나리가루 첨가량이 많아질수록 낮아졌고, a값은 미나리가루 첨가량이 증가할수록 미나리가루의 색소 성분의 증가로 인하여 녹색이 증가한 것으로 사료된다. 조직감 측정 결과는 견고성, 접착성, 씹힘성에서 미나리가루가 9% 첨가된 DP 9가 가장 높게 나타났고, 응집성은 첨가량이 증가할수록 낮게 나타났다. 하지만 탄력성에서는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 관능검사 결과는 castella의 속질색과 껍질색이 대조구에 비해 진했다. 기공의 크기는 미나리가루 첨가랑이 많아질수록 작아지고, 기공의 균일성은 미나리가루 첨가량이 많아질수록 일정했다. 견고성은 미나리가루 첨가량이 많아질수록 높게 나타났고, 미나리가루의 맛도 첨가량이 많아질수록 높게 나타났다. 전체적인 기호도는 미나리가루 9%가 첨가된 DP 9가 가장 높게 나타났으며 유의적인 차이를 보이지 않았다. 미나리가루 첨가에 대한 기능적인 측면에서는 9%를 첨가한 DP 9나 12%를 첨가한 DP 12가 좋겠지만, 재료비 대비 측면에서는 미나리 가루를 3% 첨가한 DP 3이 미나리가루 첨가의 적정량으로 보여진다.e)에 있어서는 검은콩 청국장 가루를 10% 첨가한 BC10시료가 가장 높은 점수를 받았는데, 이 결과는 청국장 냄새가 강하지 않고 촉촉한 정도(moistness)나 부드러움(softness)에 있어서도 무첨가 마들렌과의 차이가 가장 적기 때문으로 사료된다. 이상의 결과를 통해 검은콩 청국장 가루 첨가 마들렌 제조 시 10%를 첨가하는 것이 조직과 관능 특성 상 적정 첨가량임을 알 수 있었다.과 통신탑재체 및 통신탑재체와 CBSSIM을 연동시키는 PCTS를 포함한 HITL시뮬레이터의 설계 및 구현 내용에 관해 기술한다.에 관해 기술한다.와 관련된 involucrin, loricrin, filaggrin의 단백질 발현이 최소한 2-3배 이상 증가함을 HaCaT 세포에 UA와 ONA(각 10$\mu$M)를 24 h 처리 후 실험 결과로 확인할 수 있었다. 이런 결과를 토대로 UA와 ONA가 장벽기능 향상뿐 아니라 PPAR $\alpha$를 통한 표피 각질세포 분화를 유도함을 제시할 수 있었다. Masson-trichrome과 elastic fiber 염색법을 통해서, UA와 ONA 도포에 따른 콜라겐섬유의 비후(thickening)와 엘라스틴섬유의 신장(elongation)을 조직 사진으로 확인하였다. 시험관 시험을 통한 콜라겐 및 엘라스틴 합성실험과 엘라스틴 분해효소에 대한 저해능 평가를 통해 진피에 대한 UA와 ONA의 효과를 확인할 수 있었다. 이런 결과들을 토대로 UA와 ONA는 피부장벽기능 유지뿐 아니라, 진피 내 콜라겐섬유와 엘라스틴섬유 합성을 촉진하는 것을 관찰할 수 있었다. 이 결과로부터, UA와 ONA는 장벽기능 및 진피강화에 관여할

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수열법에 의한 세라믹분말 합성 (Synthesis of ceramic particles by hydrothermal method)

  • 김판채;최종건
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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    • pp.219-222
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    • 1996
  • 수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

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