• 전기화학회지
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• 제3권1호
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• pp.49-56
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• 2000

정상상태 회전원판전극(RDE)방법과 유체역학적 요동에 의한 전기화학적(EHD) 임피던스방법을 이용하여 금(Au)회전 원판전극(rotating disk electrode)표면에 형성된 PVC(polyvinyl chloride)피막내 산소확산계수의 온도의존성에 대한 연구를 수행하였다. PVC 피막내에서의 산소확산속도(산소확산계수와 피막두께의 비) $D_f/\delta_f$는 한계전류 대 전극회전각속도의 변화로부터 측정하였고, 확산시간상수(diffusion time constant) $\delta_f^2/D_f$측정된 임피던스 값을 $\ulcorner$비전도성, 다공성 피막을 통한 물질이동$\lrcorner$에 대한 확산방정식으로부터 계산된 값에 피팅(fitting)하여 얻었다. 이 측정된 확산속도와 확산시간상수로부터 상온에서 PVC피막의 두께 $\delta_f$와 피막내에서의 산소확산계수(diffusivity) $D_f$를 각각 결정하였다. 온도가 증가함에 따라 측정된 PVC내에서의 산소확산계수가 용액에서의 산소확산계수 $D_s$보다 더 빠르게 증가하였다. 이는 온도가 증가함에 따라 PVC피막내 공공이 성장하고, 이 공공들이 피막내에서 유효한 확산경로로 작용한다는 것을 의미한다. 본 정상상태 및 유체역학적 요동상태 실험방법을 이용하여 금속표면에 존재하는 비전도성 다공질피막의 두께와 피막내 산소확산계수를 동시에 측정할 수 있었으며, 피막의 다공도를 정량적으로 계산할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2015

유류유출사고와 같이 하천 수표면의 흐름에 따라 이동 확산하는 부유성 오염물질의 혼합해석을 위해 많은 연구자들은 입자추적모형을 사용한 혼합모의를 수행해왔다. 입자추적모형에서 오염물질의 혼합은 평균 유속 분포에 의한 결정론적인 이동과 난류유동에 의한 무작위적인 혼합으로 나타내며, 난류혼합에 의한 수평확산은 난류확산계수로 조절한다. 따라서 표면흐름에 의한 난류확산계수의 산정을 위해 많은 연구자들은 부유성 입자를 이용한 실내실험을 수행하여 수평확산계수를 산정했고(Engelund, 1969; Cederwall, 1971), 최근에는 GPS의 발전으로 인해 해양영역에서 GPS를 장착한 표면부자를 활용한 확산실험을 통해 수평확산계수를 산정한 바 있다(Kjellson and $D{\ddot{o}}{\ddot{o}}s$, 2012; Alpers 등, 2013). 하천수질오염사고의 약 43.5%가 유류유출에 의한 것이며(환경부, 2013), 이에 따라 표면흐름에 의한 오염물질 혼합해석이 필요하나, 하천에서 수평확산계수 산정을 위한 현장실험연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류에서 GPS부자를 이용한 입자추적실험을 수행하여 표면흐름에 의한 확산계수를 산정했다. GPS부자를 이용한 입자추적실험은 낙동강의 강정고령보 하류와 구미보 하류의 각각 세 지점에서 수행되었다. GPS부자는 바람에 의한 교란을 최소화하기 위해 지름 10 cm의 구형으로 제작하였으며 시범테스트를 통해 입자의 주 궤적 변화가 크지 않은 지점에 GPS부자를 투입했다. GPS부자는 오염물질의 사고유출을 가정하여 한 지점에 투입했고 GPS부자 사이의 간섭을 최소화하기 위해 25 ~ 35개의 GPS부자를 이용했다. 표면흐름에 의해 이동하는 부자의 위치는 GPS에 시계열로 저장됐고 ADCP를 이용하여 실험당시의 수리량을 측정했다. 입자위치의 시계열자료로부터 GPS부자의 확산범위의 시간변화를 계산했고 단순 모멘트법을 이용하여 종, 횡 방향 확산계수를 계산했다. 그 결과, 종 방향 확산계수는 $0.003{\sim}0.041m^2/s$로 계산되었고 횡 방향 확산 계수는 $0.001{\sim}0.012m^2/s$로 계산되어, 흐름방향의 유속성분에 의한 확산이 지배적인 것으로 나타났다. 지류 합류부에서는 이송이 지배적인 혼합이 발생되었고(Pe>1) Pe의 증가에 따라 수평확산계수가 감소되었다. 25~35개 GPS부자 궤적의 앙상블 평균으로부터 계산한 Integral time scale은 모멘트법으로부터 계산한 종, 횡 방향 확산계수와 비례하는 것으로 나타나, Taylor(1921)의 이론과 일치했다. 또한 실험수로에서 수행된 기존연구결과와 비교한 결과, 하폭 대 수심비, 마찰항의 증가에 따라 수평확산계수가 증가하는 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.876-880
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• 1999

이온성과 비이온성계면활성제의 혼합 미셀 용액의 자기확산계수는 NMR FT-PGSE법으로 측정하였다. 또한 프로톤 NMR 피크의 폭을 관찰하였다. 연구된 계는 $C_{12}EO_5/SDS/D_2O$, $C_{12}EO_5/DTAC/D_2O$ 및 $C_{12}EO_8/SDS/D_2O$의 혼합계이다. 모든 시료에서 솔벤트와 계면활성제의 몰비는 일정하고 계면활성제의 혼합비는 다양하게 실험을 하였다. $C_{12}EO_5$ 계에서 계면활성제의 자기확산계수는 이온성계면활성제의 혼합비가 약 25%일 때 최소치를 나타내었다. 비이온성계면활성제가 이온성계면활성제로 치환됨에 따라서 자기확산계수가 감소하는 것은 미셀간의 반발력이 증가하기 때문이다. 이온성계면활성제의 높은 분율에서 자기확산계수가 증가하는 것은 미셀의 크기가 감소하기 때문이다. $C_{12}EO_8$ 계에서 계면활성제의 혼합비의 효과는 분자의 기하학적 구조와 큰 관능기의 면적 때문에 거의 없다. 프로톤 NMR 피크와 자기확산계수는 상호 밀접한 관계를 나타내고 알킬 사슬의 메틸렌 시그날의 넓혀짐 현상은 자기확산계수가 작을 때 나타난다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.39-47
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• 1997

Creep rate the elevated temperature is known to be controller by the softening process of microstructure especially in the solid solution alloys such as 125 Cr rotor steel. The change of structure is a decreasing process of the free energy of the state including stress, diffusivity of the material, and tmeperature. This study shows that diffusion coefficient, D of 12% Cr rotor steel at 953K with 74.8 MPa is 1.084~3.140*$10^{15}mm^2sec^1$ compared to $1.658*10^{24}mm^2sec^1$at 963K without stress. During creep, the growth of martensite laths accelerates the diffusion coefficient under stress due to incoherency of interface between carbides and matrix.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.104-111
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• 2013

균열을 가진 콘크리트에서는 균열폭으로 유입되는 염화물 이온에 의해 열화가 가속화된다. 본 연구는 균열을 가진 콘크리트의 염화물 확산에 대한 모델링으로, 정상상태를 가정하여 1차원 (이방성) 및 2차원 (등방성) 균열 모델링을 수행하였다. 기존의 균열 모델링에서는 직사각형 균열패턴으로 모델링을 수행하였으나, 본 연구에서는 조도를 가진 쐐기형 형태로 균열을 모델링하였다. 검증을 위하여 1차원 유입에 대해서는 콘크리트 시편에 균열을 유입하여 염화물 영동실험을 수행하였으며, 2차원 유입에 대해서는 기존의 실험결과를 이용하여 검증을 수행하였다. 모든 경우에서 균열형태를 쐐기형으로 고려하여 염화물 확산성이 감소되었으며, 조도를 고려함으로서 합리적인 결과가 도출되었다. 특히 0.10~0.15의 조도계수를 고려할 때, 실험값에 가장 근접한 결과를 나타내었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제59권4호
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• pp.374-379
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• 2005

배 경 : 폐확산능 ($D_LCO$)과 폐용적을 보정한 확산계수($D_LCO/VA$; KCO)는 폐포용적이 비 정상적인 경우 차이가 생긴다. 그러나, 기류제한으로 비 정상적인 폐포용적을 가지는 환자에서 이러한 차이의 의미는 연구되지 않았다. 본 연구는 기류제한이 있는 환자에서 기류제한의 호전에 따른 폐확산능과 확산계수의 변화를 연구하고자 한다. 방 법 : 기류제한이 있는 환자에서 기저 폐기능과 더불어 폐확산능을 측정하고, 일회호흡 $CH_4$ 희석법으로 폐포용적을 측정하였다. 기저치에 따라서 환자는 다음의 두 군으로 나누었다. 확산계수(예측치에 대한 백분율)와 확산능(예측치에 대한 백분율)의 비가 115%를 넘는 경우를 고차이군으로 하였고, 115% 미만인 경우를 저차이군으로 하였다. 기류제한을 치료 한 후 폐기능검사와 폐확산능을 반복해서 측정하였다. 결 과 : 고차이군과 저차이군의 기저 폐기능은 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 두 군 모두 확산계수의 예측치에 대한 백분율은 평균 113%와 100%로 정상범위였다. 치료 후 추적 폐기능에서 $FEV_1$과 FVC는 저차이군에 비해 고차이군에서 증가하였다. 고차이군에서 치료 후 측정한 폐기능은 기저치에 비해 폐확산능과 폐포용적은 증가하였으나 저차이군에서는 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 전폐용적과 잔기량은 치료 전후에 양군 모두에서 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 결 론 : 기류제한이 있는 환자에서 확산계수는 정상 범위에 있지만 확산능이 감소한 경우 확산능이 감소하지 않은 환자에 비해 가역적인 기류폐색이 클 것으로 예측할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제22권5호
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• pp.304-310
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• 1978

혈장내의 중요한 성분인 몇가지 염들이 poly(2-hydroxyethyl methacrylate) 격막을 통과하는 상대투과계수($U_{re}$), 분배계수($K_D$), 확산계수($D_m$)등을 측정하였다. 이 격막을 제조할 때 cross-linker로서 사용된 tetraethylene glycol dimethacrylate(TEGDMA)의 함량은 중량비로 2.8%였다. 이 염들의 확산계수는 그 분자량이 증가함에 따라서 지수함수적으로 감소하였으며, 그 분자의 원통반지름(a)에 대해서는 요소를 제외하고는 직선적으로 감소하였다. 이와 같은 사실을 sieve pore filow 모델로서 설명하였다. 여러 온도에서 요소의 $U_{re}$와 $D_m$은 글리신, ${\beta}$-알라닌, D-글루코오스, 사카로스 및 말레산과 같은 다른 염들의 값보다 더 컸다. 이와 같은 결과는 이 poly(HEMA) 격막이 혈투석 응용에 적합하다는 사실을 보여 주었다.

• 멤브레인
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• 제10권3호
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• pp.139-147
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• 2000

불소고분자(ETFE, ECTFE, PVDF)내로 방향족 유기용매(벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠)의 비정상 흡수실험에서 non-Fickian (혹은 비이상적인) 확산이 관측되었다. 본 연구에서는 Fick's 법칙에 바탕을 둔 확산모델식(Crank, Long ＆ Richman, Berens ＆ Hopfenberg, Neogi, Li)을 이용하여 방향족 유기용매의 흡수실험에서 관측된 비이상적 흡수데이터론 분석하였다. 모델식의 매개변수 값은 실험데이터와 모델 예측 값의 차이를 최소화하는 least square 법을 이용하여 결정하였다. Fickian 확산으로부터 약간 벗어나는 ETFE 흡수데이터는 앞에서 언급한 모델식들을 이용하여 모두 만족할 만한 결과를 얻었다. 특히 Neogi 모델식은 ETFE-용매계의 고유확산계수(0.4~0.8$\times$$10^-5{cm}^2$/day) 및 평형 확산계수(0.13~0.31$\times$$10^-4{cm}^2$/day), 고분자구조의 이완 속도상수 값을 예측해주었다. PVDF의 전형적인 sigmoidal 흡수데이터에 대해서는 Crank 모델이 비교적 잘 적용되었으며, 초기 확산계수와 평형 확산계수간의 비($D_{\infty}/D_i$)는 80~200의 값을 나타내주었다. 가속적인 흡수데이터를 나타내주는 ECTFE의 경우에는 모든 모델식들의 예측 결과가 상당히 벗어났다. Fickian 확산으로부터 많이 벗어나는 비이상적인 흡수데이터로부터 확산 이동성질과 고분자구조의 이완현상에 대한 정보를 얻기 위해서는 열역학이나 continuum mechanics에 바탕을 둔 새로운 모델식을 적용해야 할 것으로 사료된다.

• 대한화학회지
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• 제41권8호
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• pp.385-391
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• 1997

Co$(dimethyl bipyridine)_3(ClO_4)_2$의 확산계수$(D_0)$와 전극반응속도상수$(K_0)$를 순환전압전류법과 대시간전류법으로 구하였다. 확산계수에 대한 용매, 농도, 주사속도 등의 영향과 반응속도상수에 대한 온도변화의 영향을 조사하였다. 25$^{\circ}C$에서 확산계수는 $5.54{\times}10^{-6 }cm^2/sec$이었고, 반응속도상수는 $2.39{\times}10^{-3 }/s$ 이었으며, 용매의 점도가 커질수록 봉우리전류값과 확산계수는 감소하였다. 반응속도상수에 대한 온도의 영향으로부터, ${\Delta}G^{\neq},\;{\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S$ 등의 열역학적 파라미터를 구하였다. 이 화합물은 $O_2$분자의 환원에서 봉우리전류를 크게 증가시키고, 환원전위를 양(+)전위방향으로 이동시키는 열역학적 전극촉매현상을 보였다.

• 분석과학
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• 제9권3호
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• pp.292-301
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• 1996

산화환원반응 탐침제로, poly ether 꼬리가 결합된 Cobalt(II)bipyridine 착물을 합성 하였고, 이들 화합물의 느린 확산계수와 불균일 전자이동을 설명하였다. $Co(bpy(ppgm)_2)_{3^-}(ClO_4)_2$에 전해질 $LiClO_4$가 혼합된 neat 상태의 산화반응에 대한 확산계수는 $1.5{\times}10^{-15}cm^2/s$ 였다. 이 화합물들의 불균일 전자이동 속도상수들은 확산계수와 관련이 있었다. 확산계수의 감소에 따라 속도상수(k)의 감소가 일어났다. 강한 이온쌍을 형성하는 $ClO{_4}^-$의 화합물은 약한 이온 쌍을 형성하는 $CF_3COO^-$ 화합물보다 확산계수가 훨씬 작았다.