• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.362-368
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• 2023

이 연구 논문은 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려와 온실 가스 배출 감소를 위한 필수적인 요구에 대응하여 마이크로기공 고분자(PIM-1)의 이용을 탐구한 것이다. 연구는 PIM-1 막을 이산화탄소(CO₂) 가스 분리 막으로 사용하는 현대적인 소재로서의 응용에 집중하고 있다. 연구는 PIM-1 막의 합성, 분자량 제어, 그리고 제각각의 특성 분석 기술을 통해 포괄적인 통찰을 제공하며, 이러한 특성 분석 기술을 통해 PIM-1의 고유한 교차결합 및 강성 구조에서 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 가교된 구조로부터 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 튜닝 가능한 화학적 특성을 강조하며, 가스 분리 막의 맞춤 및 최적화를 가능케 하는 특성에 대한 이해를 제시하고 있다. 분자량을 통제함으로써 고분자량(H-PIM-1) 막은 낮은 분자량 대비 더 뛰어난 CO₂ 투과성과 선택성을 나타내며, 이를 통해 PIM-1 막의 특성을 조절하는 데 분자량의 중요성을 강조하고 있다. 연구 결과는 PIM-1 막 특성을 조절하는 데 분자량이 중요한 역할을 하는 것을 강조하며, 이는 기후 변화의 긴급한 글로벌 도전에 대응하기 위한 효율적이고 선택적인 CO₂ 포집을 위한 차세대 막 기술의 발전에 기여하고 있다.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.355-360
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• 2023

에폭시계 탄소섬유복합재는 고유의 높은 취성특성으로 인해 산업 응용에 적합성에 한계로 인성 특성을 향상시키기 위한 광범위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 최소 함량을 활용하는 데 중점을 두고 PA6입자(pPA6)와 CTBN에 의한 인성 메커니즘을 평가하는 데 초점을 맞춰 Mode I 파단 인성 및 인장강도 분석을 통해 다양한 농도의 p-PA6와 CTBN 첨가제, 즉 0.5, 1, 2.5 및 5 phr의 영향을 평가하였다. p-PA6는 1 phr의 비교적 낮은 비율에서 인성이 강화되었으며, 인장강도를 유지하면서 동시에 향상된 인성에 기여하는 지속적인 파단 거동으로 나타났다. 또한, p-PA6의 입자 응집에 영향에 의해 전체적인 인성 메커니즘에 영향을 미치는 것을 확인하였다. CTBN 첨가는 2.5 phr 이상의 높은 농도에서 인성의 증가하나, 인장강도의 감소를 동반하고 취성을 나타내는 기존의 복합재와 유사한 파단 거동을 관찰하였으며, p-PA6, CTBN 두 첨가 기술은 특정 농도 조건에서 인장강도를 미세하게 향상시키는 것으로 확인하였다. 해당 결과를 통해 p-PA6, CTBN 강화 기술 적용에 최적화된 조건이 확립하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.209-223
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• 2024

4차 산업혁명 시대에 접어들어 데이터 기반의 의사결정이 보편화되고 있다. 하지만 데이터 품질이 확보되지 않은 채 수행되는 데이터 분석은 왜곡된 결과를 낳을 가능성이 존재한다. 수자원 관리의 기초가 되는 수위 데이터도 마찬가지로 결측, 스파이크, 잡음 등 다양한 품질 문제를 가진다. 본 연구에서는 잡음으로 인해 발생하는 데이터 품질 문제를 해결하고자 하였다. 잡음은 데이터의 트렌드 분석을 어렵게 하고 비정상적인 이상치를 생성할 가능성이 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 Wavelet Transform을 이용한 잡음 제거 접근 방안을 제안한다. Wavelet Transform은 신호처리에 주로 사용되는 방법으로 잡음 제거에 효과적인 것으로 알려져 있으며 수집된 데이터의 정답 데이터(True value) 수집을 요구하지 않으므로 시간과 비용을 줄일 수 있다는 점에서 적용이 용이한 편이다. 본 연구는 Wavelet Transform의 성능 평가를 위해 대표적인 머신러닝 기반 잡음 제거 방법인 Denoising Autoencoder와 성능 비교를 수행하였다. 그 결과 Wavelet Transform 중 Coiflets 함수는, Denoising Autoencoder에 비해 Mean Absolute Error, Mean Absolute Percentage Error, Mean Squared Error 등 모든 측면에서 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 환경에 맞는 적절한 웨이블릿 함수의 선택을 통한 잡음 문제를 효과적으로 해결할 수 있음을 시사한다. 본 연구는 수위 데이터의 품질을 향상시켜 수자원 관리 결정의 신뢰성에 기여하는 강력한 도구로서 Wavelet Transform의 잠재력을 확인한 의의가 있다.

• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.136-156
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• 2019

본 연구는 예비 과학교사들을 대상으로 STEAM 프로그램을 개발 적용한 후 의사소통역량에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 예비 과학교사들이 STEAM 프로그램을 경험한 후 그들의 경험에 대해 어떠한 성찰을 하는지 면밀히 살펴보았다. 본 연구는 단일그룹 사전-사후 검사 설계로 양적자료와 질적자료 모두를 활용한 혼합 연구이다. STEAM 프로그램은 STEAM에 대한 이론적 배경 소개(4차시), 과학기반 4가지 주제의 STEAM 활동에의 참여(16차시), 그리고 STEAM 프로그램에 대한 성찰(2차시)로 구성되었다. 예비 과학교사들은 STEAM 프로그램 후 의사소통역량이 향상되었다. 특히 예비 과학교사들은 의사소통역량의 하위요소 중 정보수집과 경청으로 이루어진 해석능력, 자기제시능력, 타인관점이해 능력이 향상되었다. 또한, 예비 과학교사들은 STEAM 프로그램에 대한 성찰을 통해 상황제시 단계에서 실생활과 관련되어 있거나 사회적 당면한 문제이기 때문에 문제해결의 필요성을 느끼고 호기심이 유발되었다고 하였다. 창의적 설계 단계에서 예비 과학교사들은 모둠원의 합의, 일상생활의 실용 가능성, 기존 경험에 의한 최상의 선택, 그리고 설득력 강한 주장에 의해 최종 아이디어가 선택되었다고 하였다. STEAM 활동에 몰입할 수 있었던 이유로는 융합적 사고의 적용, 실생활 관련 문제, 모둠원 간의 소통이라고 답하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.305-312
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• 2019

산화질소(NO)가 혈관 확장, 혈소판 응집 억제, 면역 반응 조절, 상처 치료, 항암 등의 주요 병리 생리학적 프로세스에 관여한다는 사실이 밝혀지면서 최근 산화질소 전달에 대한 국내외 연구진들의 관심이 높아지고 있다. 그러나 인체에 이상적으로 적용될 수 있는 산화질소 전달체의 개발은 산화질소의 높은 반응성과 짧은 반감기로 인하여 여전히 난제로 남아 있다. 본 논문에서는 다양한 산화질소 전달체 중에서도 최근 바이오메디컬 분야에서 연구가 활발히 이루어지고 있는 나노 구조체를 이용한 전달체의 연구 결과 및 응용 방향에 대해서 소개하고자 한다. 나노 크기의 구조체가 다른 전달체와 비교하여 가지는 장점은 표면 대 부피 비율이 높아 산화질소를 효율적으로 탑재할 수 있고, 표면 개조능력이 뛰어나 산화질소의 방출 양상을 효과적으로 제어할 수 있다는 것이다. 특히 이 글에서는 다양한 나노 구조체 중에서도 나노입자 형태, 마이크로에멀젼 형태, 그리고 다층필름 형태의 나노 구조체에 대해서 다룸으로써 각 구조체의 산화질소 방출 양상을 비교하고 그 특징에 대해서 자세히 알아보고자 한다. 이와 같은 나노 구조체의 개발은 산화질소의 급격한 방출을 방지하고 지효성을 띠게 함으로써 타겟 부위에서의 효과를 높일 수 있을 것으로 기대되며, 더 나아가 차후 다양한 바이오메디컬 분야에서 유망한 치료 기제로서 적용될 수 있을 것으로 보인다.

• 과학기술학연구
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• 제18권3호
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• pp.217-255
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• 2018

2008년 등장한 비트코인(Bitcoin)은 중앙의 신뢰기관 없이 직접 거래가 가능한 전자 화폐 시스템이다. 당시 비트코인은 단지 개념상의 화폐에 불과했지만, 이제는 현실 화폐만큼의 지위를 누리게 되었다. 비트코인의 대중화 덕분에 블록체인 기술은 대중적 관심의 대상이 되었다. 블록체인 기술은 화폐 기능만이 아니라, 다양한 영역으로 확장해가고 있다. 블록체인의 가능성은 구성 중이다. 이 논문에서는 블록체인 응용 중에서 비트코인, 네임코인(Namecoin), 메디블록(MediBloc) 사례를 비교함으로써 블록체인의 기술적 성격과 사회적 상호 구성의 경과를 살펴보고자 한다. 2013년 등장한 네임코인은 현행의 중앙집중적 인터넷 도메인 네임 시스템(DNS)을 대체할 목적으로 설계되었다. 도메인 네임 관리 방식에 대해서는 오래전부터 논쟁이 있었지만 이미 수립된 체제를 대체하는 일은 쉽지 않다. 한편 메디블록은 의료데이터의 분산적 관리를 제안하고 있다. 메디블록은 의료데이터의 핵심 생산자는 환자이므로 데이터의 관리도 환자에게 권한을 줘야 한다고 주장한다. 블록체인 기술은 현행의 관리 권한을 분산함으로써 더 민주적인 의사결정 형성을 도울 것인가? 아니면 단지 더 자동화된 기술적 해법에 그칠 것인가? 시민으로서 우리는 블록체인을 의제화함으로써 이 기술의 현실적 구현 과정에 개입할 수 있다. 그것이야말로 기술의 사회적 구성이 될 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.523-535
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• 2017

IoT 환경이 심화됨에 따라 집, 사무실 등 특정 지역에 설치된 센서 정보를 활용하여 지역내 냉난방, 조명 등의 서비스를 자동 조절하는 지능형 로컬 서비스에 대한 관심이 커지고 있다. 그런데 지금까지의 IoT 기반 지능형 로컬 서비스는 지역 내 사용자의 프레즌스와 서비스 선호도를 간접적인 방식으로 반영함으로써 실제 재실중인 사용자의 선호도를 왜곡하여 반영하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 개별 사용자의 프레즌스 및 선호도 정보를 기반으로 한 지능형 로컬 서비스 제어 방식을 제안하고 이를 프로토타입 으로 구현한 결과를 제시한다. 아울러 대부분의 지능형 로컬 서비스를 위한 복잡한 예측 모형의 생성은 주로 클라우드 상의 서버에서 수행되어 왔다. 그러나 이러한 방식은 IoT 기기와 클라우드 간의 대량의 데이터 전송을 발생시킨다. 모바일 엣지 컴퓨팅 환경은 지능형 로컬 서비스 제어 시스템의 이러한 문제점을 해결할 수 있는 해결책이 될 수 있다. 본 연구에서는 클라우드 환경에서 개인 프레즌스-선호 기반 지능형 로컬 서비스 시스템을 구현한 후, 구현 결과를 기반으로 모바일 엣지 컴퓨팅 환경에 적용하는 방안을 제시한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.542-549
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• 2023

대안 모델링에 대한 관심이 커진 이후 데이터 기반의 기계학습을 이용하여 비선형 화학 공정을 모사하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 그러나 기계 학습 모델의 black box 성질로 인하여 모델의 해석 가능성에 한계는 산업 적용에 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 모델의 정확도가 보장된 상태에서 해석력을 부여하는 개념인 설명 가능한 인공지능(explainable artificial intelligence, XAI)을 이용하여 화학 공정 분석을 시도하고자 한다. 기존의 화학 공정 민감도 분석이 변수의 민감도 지수를 계산하고 순위를 매기는 데에 그쳤다면, XAI를 이용하여 전역적, 국소적 민감도 분석뿐만 아니라 변수들 간의 상호작용에 대하여 분석하여 데이터로부터 물리적 통찰을 얻어내는 방법론을 제안한다. 사례 연구의 대상공정인 암모니아 합성 공정에 대하여 첫번째 반응기로 향하는 흐름에 대한 예열기(preheater)의 온도, 세 반응기로 향하는 cold-shot의 분배 비율을 공정 변수로 설정하였다. Matlab과 Aspen plus를 연동하여 공정 변수를 바꿔가면서 암모니아의 생산량과 세 반응기의 최고 온도에 대한 데이터를 얻었으며, tree 기반의 모델들을 훈련시켰다. 그리고 성능이 좋은 모델에 대하여 XAI 기법 중 하나인 SHAP 기법을 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 전역적 민감도 분석 결과, 예열기의 온도가 가장 큰 영향을 미쳤으며 국소적 민감도 분석 결과에서 생산성 향상 및 과열 방지를 위한 공정 변수들의 범위를 규정할 수 있었다. 이처럼 화학 공정의 대안 모델을 구축하고 설명 가능한 인공지능을 이용해 민감도 분석을 진행하는 방법론을 통해 공정 최적화에 대한 정량적, 정성적 피드백을 제안하는 데 도움을 줄 것이다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.109-115
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• 2012

지난 5년간 NdFeB계 이방성 본드자석은 25 MGOe의 높은 자기특성을 강점으로 기존 페라이트 영구자석을 갈음하면서 모터의 경량화라는 새로운 패러다임을 주도했고 자동차용과 전동공구용 모터산업분야에서 두드러진 약진을 보였다. 또한 차체중량감소를 통한 연비향상이라는 자동차산업의 기술동향에 정확히 초점을 두고 기존모터의 50 % 경량화라는 새로운 변혁을 이끌어 냈다. 그러나 2010년 7월에 중국이 희토류원소의 수출규제를 발표함에 따라 2011년 희토류 원자재는 또 한 차례의 폭등을 기록하였고 그 여파는 전방 수요산업에 심각한 충격으로 던져지고 있다. 각 희토류 주요 소비국들은 자원 확보, 희토류 최소사용부품개발 및 희토류 대체 신기술개발 강화에 총력을 다하는 모습이다. 이러한 환경적 변화가 이방성 본드자석 분야에는 중희토류 원소인 Dy의 사용량을 줄이면서 보자력을 향상시키고자하는 기술적 도전을 유발하였고 모터고속화 응용분야에 탐색을 시도하게 하였다. 본 글에서는 희토류 자원문제에 대한 각국 희토류자석산업의 대응과 NdFeB 이방성 본드자석으로 대표되는 Aichi Steel사의 MAGFINE 자성분말에 대해 최근의 개발 동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.

• 대한공업교육학회지
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• 제44권1호
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• pp.209-231
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• 2019

이 연구의 목적은 기술 교사에게 필요한 핵심역량의 요인을 추출하고, 추출된 역량요인에 대한 교육 요구도를 분석하여 교사 재교육 과정에서의 핵심역량의 적용의 방안을 탐색하고자 하였다. 이 연구는 문헌 고찰, 전문가 타당화, 교육요구도 분석 방법에 의하여 수행되었고, 기술 1급 정교사 연수에 참여한 기술교사가 대상이며, 92매가 최종 분석되었다. 자료의 분석은 SPSS 24를 활용하여 요인분석, 교육요구도, IPA 분석을 수행하였다. 교육 요구도가 높은 핵심역량 요인은 보리치 공식에 의한 산출점수와 IPA 분석에 의하여 선정하였다. 연구의 결과, 최우선적으로 도전, 기획능력, 의사결정능력, 이 미래지향, 지식재산 활용 능력, 의사소통 능력, 융합적 사고 등의 29개 요인이 선정되었다. 이 연구의 결론을 기초로 다음과 같이 제언한다. 초임 기술교사의 교육요구도가 높은 핵심역량을 중심으로 새로운 재교육 프로그램을 신설하는 것이다. 아울러 기존의 교사 재교육 프로그램에서 핵심역량을 방법론적으로 반영하는 전략이 필요하다. 그리고 향후 연구 과제로는 초임교사의 핵심역량 증진을 위한 프로그램 설계 및 교재개발연구, 그리고 프로그램의 적용에 따른 질적 양적 실험연구가 뒤따라야 할 것이다.