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기계식 쿨링 기법에 따른 고성능 멀티코어 프로세서의 냉각 효율성 분석 (Analysis on the Cooling Efficiency of High-Performance Multicore Processors according to Cooling Methods)

  • 강승구;최홍준;안진우;박재형;김종면;김철홍
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.1-11
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    • 2011
  • 사용자들의 높은 요구 사항을 만족시키는 컴퓨팅 시스템을 개발하기 위해 프로세서의 성능을 향상시키기 위한 연구는 지속적으로 진행되어 왔다. 공정 기술 발달을 비롯한 다양한 기술 발전을 통하여 프로세서의 성능은 비약적으로 발전하였으나 그 이면에는 새로운 문제들이 발생하게 되었다. 그 중에서, 최근 들어 주된 문제점 중 하나로 인식되고 있는 열섬 현상은 칩의 신뢰성에 심각한 영향을 미치기 때문에 프로세서 설계 시 성능, 전력 효율성과 함께 반드시 고려되어야 한다. 과거에는 기계적인 냉각 기법으로 프로세서의 온도를 효과적으로 제어할 수 있었지만, 최근에는 프로세서의 성능이 높아져 발생되는 온도가 높아 냉각 비용이 급속히 증가하고 있다. 이로 인해, 최근의 온도 제어 연구는 기계적인 냉각 기법보다는 구조적 기법을 통한 온도 제어에 더욱 집중되는 추세를 보이고 있다. 하지만, 구조적 기법을 통해 온도를 제어하는 방안은 프로세서의 온도를 낮추는 데에는 효율적이지만 이를 위해 성능을 희생한다는 단점이 존재한다. 따라서, 기계적 냉각 기법을 통해 프로세서의 온도를 효율적으로 제어할 수 있다면, 성능 저하가 발생되는 구조적 기법을 통한 온도 제어기법의 사용 빈도가 줄어 그 만큼 성능이 향상될 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 고성능 멀티코어 프로세서에서 발생하는 온도를 기계적인 냉각 기법이 얼마나 효율적으로 제어할 수 있는지를 상세하게 분석해 보고자 한다. 공랭식 냉각기와 수랭식 냉각기를 이용하여 다양한 실험을 수행한 결과, 공랭식 냉각기와 비교하여 수랭식 냉각기가 온도를 효과적으로 제어하는 반면에 전력 소모가 더 많음을 확인할 수 있다. 특히, 1W의 전력을 통해 낮출 수 있는 온도를 분석해 보면 공랭식에 비해서 수랭식이 더 효율적임을 알 수 있으며, 수랭식 냉각기의 경우에는 냉각 단계가 냉각 효율은 오히려 감소하게 됨을 확인할 수 있다. 실험 결과를 바탕으로 온도에 따라 적절하게 기계적 냉각 기법을 활용한다면 프로세서의 온도를 더욱 효과적으로 제어할 수 있을 것으로 기대된다.

구순 및 구개열 환아 부모의 가족 스트레스와 대처에 관한 연구 (A Study on Family Stress and Coping of the Parents of Child who has a Cleft Lip or / and Cleft Palate)

  • 노난이;탁영란
    • Child Health Nursing Research
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    • 제2권2호
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    • pp.45-57
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    • 1996
  • A serious disease in a family influences the entire family member given the fact that the members closely interact with each other. Especially in terms of pediatric nursing, study on family gains importance as the need to care of families whose children with developmental disabilities and chronic disease This study was done based on The Resiliency Model of Family Adjustment and Adaptation(McCubbin, 1991) is intended to examine the stress of parents whose children suffer from cleft lip or /and cleft palate. It also helps them to cope with the stress and analyze the relationship between the stress and coping This study used Family Inventory of Life Events and Changes (FILE) and Coping Health Inventory for Parents(CHIP) for measuring family stress and coping. The two instruments are revised to fit the social and cultural environment of Korean culture. Data collection was done from April 18, 1996 to May 18, 1996 at 8 University medical centers located in Seoul. Those who answered questionnaires were 84 parents whose children have cleft lip or /and cleft palate. SPSS PC+ was used to analyze the data collotted. Programs used for data analysis were t-test, ANOVA, Pearson correlation coefficient. The study is summarized as follows .1. The average score of family stress is 10.46(percentage of the full score 24.90) and 'finance and business strains'(3.25), and 'intrafamily strains'(2.65) ranked the highest. The average score of family's coping is 1.93, which is close to the answer of' moderately helpful' and they are measured to put their utmost efforts to' intergration and cooperation of family and optimistic definition on the situation'. 2. There is no significant statistical correlation between the family stress and coping. 3. Mothers show more stress than fathers in the parts of 'illness and family care strains' and 'losses'(t〓-2.34, t〓-2.32, p<.05). 4. Fathers show more willingness to cope with the stress than mothers do in the parts of' seeking social support','self-esteem','emotional comfort' 5. Mothers are more stress than fathers in the parts of family stress and its coping with it by usual traits(t〓-2.78, p<.05). Parents with religion are measured to cope more willingly than those who are not 6. Income of a family shows positive correlationship with family coping (r〓.28, p<.05). The study shows that gender difference is significant variable in studying on family stress and coping. Mothers get more stress than fathers, which has much to do with the fact that they are in charge of raising children and keeping houseworks. Accordingly, managing family crisis and its survival can be induced by giving support for the mothers, studying fathers including the rest of the family members and giving nursing care and arbitration ; religious background is also considered to be one of the important factors in family stress , judging from the relationship between family income and family's coping, caring given to suffering children is needed on societal levels. The above considerations bring up the need to have a longitudinal study of children with congenital anomaly including cleft lip or /and cleft palate and their families about family stress and coping. Resiliency programs on family system and their effectiveness and the relationship between the enlarged families with social and cultural values reflecting Korean tradition are also needed to be studied.

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첨가물이 냉동반죽의 품질향상에 미치는 영향 (Effects of Additives on the Improvement of Frozen Dough Quality)

  • 이영춘;정형원;윤석권
    • 한국식품과학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.217-225
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    • 2004
  • 본 연구에서는 냉동반죽의 제조시 발생하는 효모 및 글루텐 조직의 물리 화학적 손실로 인한 제품의 품질손실을 효과적으로 억제 예방 할 수 있는 첨가물로서 ascorbic acid, L-cysteine, SSL을 선택하고, 이 첨가물들의 최적 배합비율을 반응표면 분석법을 통하여 도출해 냈다. 그 결과로 ascorbic acid 160.4ppm, L-cysteine 63.1ppm, SSL 0.6%를 첨가하여 냉동반죽을 제조하였을 때 빵의 경도와 관능검사결과 대조구와 매우 유사한 물성을 보여주었다. 선정된 최적배합비율에 xanthan gum 0.3%(formula A)과 Ultra tex-3 5%(formula B)를 첨가한 반죽의 물성을 Farinograph를 통해 측정하였다. 두 처리구 모두 대조구에 비해 안정도가 떨어지는 경향이 나타났으나, development time이 대조구에 비해 짧고 수분흡수율이 높아 이를 이용하여 냉동반죽을 제조할 경우 빵의 부피와 조직에 유익한 효과를 줄것이라고 예상되었다. 냉동반죽을 $-20^{\circ}C$에서 냉동저장시 2주가 경과하면서 대조구의 pH와 총산도가 급격히 변화하기 시작하여 4주 경과 후부터 반죽의 품질특성과 빵의 품질특성모두 급격히 저하되기 시작하였다. 이와는 대조적으로 선정된 formula A와 B는 10주간의 냉동저장기간 동안 반죽 및 빵의 품질 변화가 적고 일정한 품질을 유지할 수 있는 것을 보여주었다. 이상과 같이 연구결과 선정된 ascorbic acid, L-cysteine, SSL, xanthan gum 및 Ultra tex-3 등의 최적배합 비율은 냉동반죽의 저장과정에서 발생할 수 있는 본질적인 문제점들을 효과적으로 극복함으로서 제빵제조시 우수한 품질특성을 갖는 냉동반죽을 제조할 수 있을 것이라 사료된다.이었다. 관능검사 결과 $10^{\circ}C$에서 30일 저장한 초고압처리구가 신맛과 쓴맛이 적고 단맛과 종합적인 기호도가 높아 가장 우수한 품질을 나타내었다.accase의 활성이 나타나지 않았다. 저해제의 영향을 조사한 결과, 일반적으로 구리를 포함하는 단백질의 저해제인 $NaN_{3}$, TGA, DDC를 일정농도로 처리한 실험구에서는 효소의 활성이 완전하게 억제되었으며, p-coumaric acid와 EDTA 처리구에서는 효소의 활성이 억제되지 않았다. 한국산 주걱송편버섯 SCH-3 균주로부터 생산되는 laccase의 N-말단의 아미노산의 서열은 P. coccineus의 laccase와 호주에서 분리 동정된 P.cinnabarinus PB의 laccase와 94%가 같았다.적 특성치 중에서 경도와 씹힘성은 염도와 양의 상관을, 관능적 특성치중에서 전반적인 수용도는 감칠맛과 전반적인 맛에 대한 수용도와 양의 상관을 나타내었다(p<0.05). 적었고 자당(蔗糖)은 칠복(七福)이 가장 많고 원기(元氣)가 가장 낮았으며 가용성전당(可溶性全糖)은 유심(琉心)이 가장 많고 천미(千美)가 가장 적었다. 3. 전단백질함량(全蛋白質含量)은 수원(水原) 147호(號)가 가장 높고 유심(琉心)이 가장 낮았으며 가용성단백질함량(可溶性蛋白質含量)은 칠복(七福)이 가장 높고 유심(琉心)이 가장 낮았으며 전단백질함량(全蛋白質含量)과 수용성단백질함량(水溶性蛋白質含量) 간(間)의 차이(差異)도 각각(各各) 상이(相異)하였다.& Inner part)의 순서등 5품종을 선정하였다. B. 숙성온도별 영향으로서 실온 $24{\sim}25^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$ 별로 각 fine spirit에 oak chip을 넣고 숙성시킨

IF 대역 신호처리 시스템 응용을 위한 13비트 100MS/s 0.70㎟ 45nm CMOS ADC (A 13b 100MS/s 0.70㎟ 45nm CMOS ADC for IF-Domain Signal Processing Systems)

  • 박준상;안태지;안길초;이문교;고민호;이승훈
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권3호
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    • pp.46-55
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    • 2016
  • 본 논문에서는 IF 대역의 고속 신호처리 시스템 응용을 위해 높은 동적성능을 가지는 13비트 100MS/s ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 45nm CMOS 공정에서 동작 사양을 최적화하기 위해 4단 파이프라인 구조를 기반으로 하며, 광대역 고속 샘플링 입력단을 가진 SHA 회로는 샘플링 주파수를 상회하는 높은 주파수의 입력신호를 적절히 처리한다. 입력단 SHA 및 MDAC 증폭기는 요구되는 DC 이득 및 넓은 신호범위를 얻기 위해 이득-부스팅 회로 기반의 2단 증폭기 구조를 가지며, 바이어스 회로 및 증폭기에 사용되는 소자는 부정합을 최소화하기 위해 동일한 크기의 단위 소자를 반복적으로 사용하여 설계하였다. 한편, 온-칩 기준전류 및 전압회로에는 배치설계 상에서 별도의 아날로그 전원전압을 사용하여 고속 동작 시 인접 회로 블록에서 발생하는 잡음 및 간섭에 의한 성능저하를 줄였다. 또한, 미세공정상의 잠재적인 불완전성에 의한 성능저하를 완화하기 위해 다양한 아날로그 배치설계 기법을 적용하였으며, 전체 ADC 칩은 $0.70mm^2$의 면적을 차지한다. 시제품 ADC는 45nm CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.77LSB, 1.57LSB의 값을 가지며, 동적성능은 100MS/s 동작 속도에서 각각 최대 64.2dB의 SNDR과 78.4dB의 SFDR을 보여준다. 본 시제품 ADC는 $2.0V_{PP}$의 넓은 입력신호범위를 처리하는 동시에 IF 대역에서 높은 동적성능을 확보하기 위해 사용공정상의 최소 채널 길이가 아닌 긴 채널 기반의 소자를 사용하며, 2.5V의 아날로그 전압, 2.5V 및 1.1V 두 종류의 디지털 전원전압을 사용하는 조건에서 총 425.0mW의 전력을 소모한다.

멜론 봄 재배 시 코이어 배지경에서 배지 혼합 비율과 급액량에 따른 생육 및 품질 (Growth and Quality of Two Melon Cultivars in Hydroponics Affected by Mixing Ratio of Coir Substrate and Different Irrigation Amount on Spring Season)

  • 최수현;임미영;최경이;김소희;정호정
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.376-387
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    • 2019
  • 최근 수경재배에서 가장 많이 사용되는 친환경 유기배지인 코이어 배지를 사용하였을 때 코이어 칩과 더스트 비율, 급액량에 따라 멜론의 생육과 과실 품질을 분석하고 봄 재배시 코이어 배지를 이용한 멜론 수경재배의 기초 자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 실험에 사용한 2 종류의 코이어 배지는 칩과 더스트의 비율이 각각 3:7, 5:5이었으며, 배액률 10, 20, 30% 수준으로 급액하였을 때 멜론의 생육과 품질 변화, 배지의 물리적 화학적 변화를 분석하였다. 배액률 10%를 기준으로 양액을 공급한 처리구는 총 급액량이 주당 91L로 급액량이 가장 많은 배액률 30% 처리구에 비해 약 30% 절감되었다. 총 배액량 또한 급액량이 가장 적은 배액률 10% 처리구에서 주당 10L 이하로 낮은 값을 나타내었다. 더스트 비율이 높은 칩:더스트 3:7 배지는 5:5 배지보다 총 배액량이 약 30-70% 감소하였다. 급액량이 많고 더스트 비율이 높은 3:7 배지를 사용했을 경우 엽생육과 과실 비대가 좋았고 당도는 품종 간 차이가 컸다. 배액률 30%를 기준으로 급액하면 배액률 10% 기준으로 급액하였을 때보다 과중이 21% 증가하였다. 더스트의 비율이 높은 3:7 배지는 5:5 배지보다 용기용수량, 공극률 등 배지 물리성이 우수하였고, 재배 기간 중 네트발현기 이후 배액 EC가 $3.0-6.8dS{\cdot}m^{-1}$로 높은 값을 나타내었다. 재배 품종 특성 및 재배 조건 등을 고려하여 적정한 양수분 관리를 하면 코이어 배지를 이용한 수경재배 시 고품질의 멜론을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.

자궁내막증 환자와 대조군에서의 자궁내막 유전자 발현의 차이: Microarray를 이용한 연구 (Comparison of Gene Expression Profile in Eutopic Endometria with or without Endometriosis: A Microarray Study)

  • 정민지;정은정;이신제;김문규;전상식;이택후
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제34권1호
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    • pp.19-31
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    • 2007
  • 목 적: 자궁내막증은 자궁내부에 존재하여야 할 자금내막조직이 자궁 외에 존재하는 질환으로 그 발생기전은 아직 명확하게 밝혀져 있지 않다. 이에 저자들은 자궁내막증 환자와 정상 대조군의 자궁내막조직 간의 유전자 발현의 차이가 자궁내막증의 발병과 관련이 있을 것이라는 가정 하에 DNA microarray 기술을 도입하여 연구를 시행하였다. 연구방법: 2002년 1월부터 2002년 12월까지의 기간 동안 본원 산부인과에서 자궁내막증 환자와 자궁내막증 이외의 다른 부인과적 질환으로 수술을 시행한 환자들을 대상으로 채취한 자궁내막 조직으로 KNU 4.8K cDNA chip을 이용하여 유전자 발현을 비교 연구하였다. 유전자칩으로 자궁내막증 조직에서 발현의 증감을 보였던 유전자 중에서 8종의 유전자를 대상으르 RT-PCR이나 real time RT-PCR 법을 통하여 그 발현 양상을 검증하였다. 결 과: 자궁내막증에 이환된 여성의 자궁내막조직에서 대조군에 비하여 높게 발현되고 있는 것으로 나타난 유전자들은 ATP synthase H transporting F1 (ATP5B), eukaryotic translation elongation factor 1, isocitrate dehydrogenase 1 (NADP+), mitochondrial ribosomal protein L3, ATP synthase H+ trarsporting (ATP5C1), LPS induced TNF-$\alpha$ factor 등으로 세포의 에너지 생성과 대사과정 및 신호전달에 관여하는 유전자들이었다. 한편 자궁내막중 환자의 자궁내막조직에서 대조군에 비하여 낮게 발현된 유전자들은 insulin like growth factor II associated protein, EGF-containing fibulin-like EMP1, matrix Gla protein, TGF beta-induced, TGF beta receptor 1(activin A receptor type II-like kinase), cystallin alpha B, fibulin 5, tissue inhibitor of metalloproteinase 3, collage type XII, alpha 1, tissue inhibitor of metalloproteinase 1, decorin 등으로 세포외기질의 구성 및 기능에 관련이 있었다. 결 론: 이상의 DNA mirroarry 및 RT-PCR을 통해 얻어진 결과에서 자궁내막증의 자궁내막조직에서 대조군에 비하여 유전자들의 발현에 차이가 있음을 확인하였다.

물리적 제어기술이 Aspergillus ochraceus 저감화에 미치는 영향 (Effect of Physical Control Technology on Aspergillus ochraceus Reduction)

  • 이은선;김종희;김부민;오미화
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.447-453
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    • 2021
  • 본 연구는 식품 생산 환경에서 A. ochraceus를 저감하기 위하여 물리적 제어기술인 광살균(LED, UV), 열수 처리를 통하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 이를 위하여 A. ochraceus 포자 현탁액(107-8 spore/mL)를 스테인리스 칩에 1 mL 접종하고 37℃에 건조한 후 각각의 물리적 처리에 적용하였다. LED를 활용하여 30분, 1, 2, 5, 8, 11시간 처리하였으나 균수에서 유의적인 차이를 확인하지 못하였으나 UV-C와 열수침지에서는 모두 A. ochraceus가 유의적으로 감소하였다. UV-C를 단독으로 스테인리스 칩에 360 kJ/m2까지 조사한 결과 A. ochraceus가 1.27 log CFU/cm2 까지 유의적으로 감소한 것을 확인하였다. 열수 처리에서는 가장 고온인 83℃에서 5분간 침지할 경우 A. ochraceus 초기 접종농도인 6.49 log CFU/cm2를 모두 사멸 시켰다. 그러나 고온의 열에너지를 5분간 현장에서 유지하는 것이 쉽지 않으므로 경제성과 사용 적합성 등을 고려하여 비교적 저온인 60℃와 자외선을 복합처리 하여 적절한 저감 조건을 확인하고자 하였다. 복합처리 결과 미온수에서도 침지시간 증가와 UV-C 조사량 증가에 따라 유의적으로 감소하여 불검출되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 미온수인 60℃ 물에 작업도구 등을 침지하여 3분간 침지한 후 10분 이상 UV 살균처리 장치에 비치하여 둔다면 작업 중 A. ochraceus가 식품으로 교차오염되는 가능성을 줄일 수 있을 것으로 예상된다.

목재수확 방법에 따른 벌채부산물 목재칩의 생산 및 연료 특성 (Production and Fuel Properties of Wood Chips from Logging Residues by Timber Harvesting Methods)

  • 최윤성;정인선;조민재;문호성;오재헌
    • 한국산림과학회지
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    • 제110권2호
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    • pp.217-232
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    • 2021
  • 본 연구는 목재수확방법에 따른 단목수확시스템과 전목수확시스템으로 구분하여 벌채부산물 수집 및 가공작업의 생산성과 비용을 산출하고, 생산된 목재칩의 연료 특성을 비교 분석하여 목재칩 등급을 분류하고 에너지 시설에 연료 조건이 적합한지를 검토하였다. 벌채부산물 목재칩의 시스템 생산성 및 총 비용은 단목이 1.6 Gwt/SMH, 89,865 won/Gwt이었고, 전목은 2.9 Gwt/SMH, 72,974 won/Gwt로 단목에 비해 목재칩 생산성이 1.3배 높았고, 비용은 18.7% 절감되었다. 벌채 부산물 목재칩은 국제표준과 국내기준으로 단목의 목재칩은 등급에 적합하지 않았지만 선별처리를 통해 품질이 A2와 2급으로 향상되었다. 전목은 선별전 목재칩이 국내기준 2급이었으나 국제표준에 적합하지 않았고, 선별처리를 통해 A2 등급으로 향상 되었다. 또한 에너지 시설을 대상으로 Plant A는 단목의 선별전을 제외한 모든 목재칩이 건조처리를 통해 이용가능하였고, 전목 선별전 목재칩이 99,408 won/Gwt으로 가장 비용이 낮았다. 별도의 건조처리가 요구되지 않은 Plant B, C, D는 전목 선별전 목재칩이 57,204 won/Gwt으로 가장 비용이 낮았다. 따라서 벌채부산물을 이용하기 위해 전목수확시스템의 적용과 목재칩 품질 향상을 통해 에너지 이용시설에 적합한 목재칩을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.

인도의 문화코드와 글로컬문화콘텐츠 (Indian Culture Code and Glocal Cultural Contents)

  • 김윤희;박치완
    • 국제지역연구
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    • 제14권4호
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    • pp.79-106
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    • 2011
  • 전 세계적으로 문화콘텐츠 산업이 주목받기 시작하면서 글로컬문화콘텐츠 개발에 대한 필요성이 제기되고 있다. 골드만삭스의 BRICs 보고서에 따르면 인도는 중국과 더불어 미래 글로벌 경제의 성장 동력이자, 문화콘텐츠 소비시장의 새로운 블루칩으로 주목 받고 있다. 글로컬문화콘텐츠 개발에 있어 가장 중요한 것은 각 나라의 문화를 체계적·심층적으로 분석하는 것이다. 인도의 경우 단일문화권인 우리나라와는 다르게 복합·다문화 체계를 가지고 있으며 한국, 중국, 일본을 대표하는 동아시아 문화권에 속하지 않아 문화적 거리감도 큰 편이다. 따라서 본 연구에서는 인도 진출을 목적으로 한 한국기업들을 위해 글로컬문화콘텐츠 개발의 방향을 제시하고 인도의 문화코드를 이해하는데 그 목표를 두고 있다. 연구 결과를 요약하면, 인도는 정치와 사회 그리고 문화 분야에서 대략 다음과 같이 9가지 문화코드가 발견된다. 먼저 정치와 사회 문화코드로는 다음 5가지가 있다: i) 지속적 민주주의와 서민구제, ii) 권력지향적 권위주의, iii) 집단주의와 개인주의 성향을 동시에 지닌 집단적 개인주의, iv) 생활종교의 정착, v) 미래보다 현재에 충실한 '카르페 디엠'. 그리고 경제 문화코드는 vi) 12억 인구가 모시는 또 다른 신인 돈, vii) 과소비를 지양하는 실용적 구매라는 2가지 코드로 요약할 수 있으며, 마지막으로 인도인이 선호하는 문화콘텐츠 코드로는 viii) 인도의 국민문화콘텐츠라고 할 수 있는 맛살라 무비를 들 수 있다. ix) 그리고 이 맛살라 무비의 공통된 주제인 해피엔딩을 꼽을 수 있다. 결론에서는 <대장금>, <괴물>, <디워>를 앞서 제시한 9가지 인도의 문화코드에 적용하여 어떤 점이 부합하고 또 어떤 점이 부합하지 않는지를 개략적으로 살펴보았다. 인도를 상대로 한 비즈니스는 결코 쉽지 않다. 그 이유는 일차적으로 인도라는 나라가 문화적으로 다양성을 기초로 이루어진 국가이기 때문이다. 따라서 우리나라와 인도의 현존하는 문화적 거리를 좁히는 것이 우리나라의 문화콘텐츠산업이 인도에 진출하는데 있어 가장 큰 과제라 할 수 있으며, 현지화 과정에 있어서는 인도인이 선호하는 콘텐츠가 무엇인지를 파악하는데 많은 노력을 기울어야 할 것이다.

전도성고분자, 티로시나아제 효소 및 이온성 액체 전해질을 융합한 전압전류법 기반의 비스페놀F 검출 센서 (Voltammetric Sensor Incorporated with Conductive Polymer, Tyrosinase, and Ionic Liquid Electrolyte for Bisphenol F)

  • 지성은;이상혁;이혜진
    • 공업화학
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    • 제34권3호
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    • pp.258-263
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    • 2023
  • 본 연구에서는 일회용 센서 칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅된 탄소칩 전극(screen printed carbon electrode; SPCE) 표면에 전도성고분자 및 효소 티로시나아제(tyrosinase, Tyr)를 적층하여 전기화학적인 방법으로 남성 질환, 갑상선 질환 등과 연관성이 입증된 내분비계 교란 물질인 비스페놀F (bisphenol F, BPF) 검출에 적용하였다. 산소 플라즈마 처리를 통해 음전하를 띠게 한 SPCE 작업전극 표면에 양전하를 띄는 전도성 고분자인 poly(diallyldimethyl ammonium chloride) (PDDA)과 음전하를 띠는 고분자 화합물 poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) 그리고 PDDA 순서대로 정전기적인 인력으로 층을 쌓고, 최종적으로 pH (7.0)를 조절하여 음전하를 띄게 한 효소, Tyr층을 올려 PDDA-PSS-PDDA-Tyr 센서를 제작하였다. 상기 전극 센서를 기질이자 타겟분석물인 BPF 용액에 접촉하면, 전극 표면에서 Tyr 효소와 산화반응에 의해 4,4'-methylenebis(cyclohexa-3,5-diene-1,2-dione)가 생성되고, 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물을 0.1 V (vs. Ag/AgCl)에서 환원하면 4,4'-methylenebis(benzene-1,2-diol)이 생성되면서 발생하는 피크 전류 값의 변화를 측정함으로써, BPF의 농도를 정량적으로 분석하였다. 또한, 기존에 많은 연구에서 사용되는 인산완충생리식염수를 대체할 수 있는 이온성 액체 전해질을 사용하여 BPF의 검출 성능 결과를 비교하였다. 또한 BPF와 유사한 구조를 갖는 방해물질로 작용하는 비스페놀S에 대한 선택성을 확인하였다. 마지막으로 실험실에서 준비한 실제 시료안의 BPF의 농도를 분석하는데 제작한 센서를 적용함으로써 센서의 실제 적용 가능성을 입증하고자 하였다.