캘릭스[n]아렌 (1-4)의 다양한 이형체들에 대한 구조들이 DFT B3LYP/6-31+G(d,p) 와 mPW1PW91/ 6-31+G(d,p) (hybrid HF-DF) 계산 방법들에 의하여 최적화 되었다. 모든 캘릭스[n]아렌 (1-4)의 다양한 이형체들 중에서, 수소결합들의 영향으로, cone 이형체가 가장 안정하였다. 그러나, 이형체들의 상대적인 안정성은 다음과 같이 서로 달랐다. 1. t-부틸캘릭스[4]아렌(1): cone > partial-cone > 1,2-alternate > 1,3-alternate. 2. t-부틸캘릭스[5]아렌(2): cone > 1,2-alternate > partial-cone > 1,3-alternate. 3. 탈부틸화된 캘릭스[6]아렌(3): cone(pinched) > partial-cone > cone(winged) ~ 1,2-alternate - 1,2,3-alternate > 1,4-alternate > 1,3-alternate > 1,3,5-alternate. 4. t-부틸캘릭스[6]아렌(4): cone(pinched) > 1,2-alternate > cone(winged) > 1,4-alternate - partial-cone > 1,2,3-alternate > 1,3,5-alternate > 1,3-alternate. 분자 내부의 수소결합의 개수와 강도들이 캘릭스[n]아렌의 다양한 이형체들의 상대적인 안정성에 가장 영향을 많이 미치는 인자들이었다. 두 가지 서로 다른 계산방법들 (B3LYP과 mPW1PW91)에 대한 여러 가지 이형체들에서의 수소결합 길이들이 비교되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권5호
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pp.670-677
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2010
가혹한 부식환경 하에 사용되어 지고 있는 다양한 강구조물에 대해서 많은 표면방식법이 있다. 그 중의 한방법인 용사는 다양한 강구조물의 표면방식을 위하여 비교적 최근에 개발된 유용한 방식법이다. 그러나 용사피막도 환경오염의 가속화에 따라 점차 더욱 좋은 내식성을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 아아크 용사에 의해서 도막두께 $200{\mu}m$의 피막을 만들었으며, 피막의 종류는 순 아연,순 알류미늄, 합금피막(Al:Zn=85:15) 및 (Al:Zn=95:5)의 합금피막이었다. 그리고 이들 피막의 내식성을 해수용액에서 전기화학적인 방법으로 고찰 하였다. 순 알류미늄 피막은 다른 피막에 비해서 비교적 상당히 좋은 내식성을 보였다. 그리고 합금피막도 역시 순 아연피막에 비해서 좋은 내식성을 보였다. 특히 순 알류미늄 피막은 갈바륨 용사라고 알려진 합금피막(Al:Zn=85:15)보다 해수용액에서 내식성이 상대적으로 좋았음이 관찰되었다. 순 아연의 부식된 표면양상은 입게부식의 형태를 나타내었으나 순 알류미늄과 합금피막은 균일부식의 형태를 나타내었다.
본 연구의 목적은 새로운 비색법인 $Cariview^{(R)}$를 이용한 우식 활성 검사의 타당성 및 모자간 우식 경험 및 활성의 상관성 평가를 하고 기존의 특정 세균 배양법인 $CRT^{(R)}$ bacteria 검사와 비교 평가하는 것이다. 만 6세 미만 어린이 - 어머니 34쌍(총 68명)이 사전 동의 하에 연구에 참여하였다. 설문 조사 및 구강 검사 후 우식 활성 검사인 $Cariview^{(R)}$와 $CRT^{(R)}$ bacteria 검사를 각각의 대상자에게 시행하였다. 실험 결과 $Cariview^{(R)}$ 점수는 어린이의 우식 경험 유치수(dft)와 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈고(r = 0.598, p < 0.01) 상관 정도는 $CRT^{(R)}$ bacteria 점수보다 높았다. $Cariview^{(R)}$ 점수는 어머니와 어린이의 우식 치아수(DT, dt)와 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈다(p < 0.05). $Cariview^{(R)}$와 $CRT^{(R)}$ bacteria 검사 모두에서 모자간 우식 경험 및 우식 활성은 통계적으로 유의한 상관성을 나타내지 않았다(p > 0.05). $Cariview^{(R)}$ 비색법은 어린이의 치아 우식 경험 및 현재의 치아 우식 상태를 적절히 반영하며 우식 위험도를 예측하고 예방 전략을 수립하는 데 임상적으로 유용할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.
Hybrid DFT 계산 방법을 이용하여 1H-Indene과 Mono-sila-1H-indene 분자의 구조와 특성에 관한 이론적 연구를 수행하였다. 이 분자들의 방향족성 특성 연구를 위하여 MO, 비등방성 자기 민감도 등을 계산하였다. 1H-Indene과 Mono-sila-1H-indene 분자들에 대한 X8-X9 결합의 상대적인 안정도와 특성을 이해하기 위하여 NBO 계산을 수행하였다. 그 결과, 8, 9 위치의 Si 원자들이 C 원자들로 치환되었을 때, p orbital의 기여도가 증가하였다. 이러한 결과는 X8-X9 결합 길이는 하이브리드 오비탈의 p 오비탈 기여도에 크게 영향받는 사실을 보여준다. NBO계산을 통하여 X8-X9로부터 *X8-X9 결합 오비탈로의 비편재화에 기인하는 정량적인 에너지 안정화 세기를 결정하였다. MO 분석 결과 연구 대상 분자들의 방향족성은 3개의 비편재화된 pMO와 2개의 비편재화된 sMO에 의해서 주로 영향 받는다는 사실을 알 수 있었다.
형광등이나 LED와 같은 인공광을 사용하는 식물공장(인공광 식물공장)은 계절에 상관없이 광, 온도 및 습도 등을 인위적으로 제어하면서 작물을 안정적으로 연중 생산할 수 있는 시스템이다. 본 연구에서는 수경재배 방식을 채택하고 있는 인공광 식물공장 시스템 내에서 엽채재배용 배양액을 이용한 방풍나물의 수경재배 가능성과 혼합광질이 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 방풍나물은 청색과 적색 LED를 1:1 및 1:3의 비율로 혼합한 혼합광 조건에서 90일간 수행하였다. 광원의 광강도는 $100{\mu}mol/m^2/s$로 설정한 후 30일 간격으로 지상부 잎을 3회 수확하여 생장량을 조사하였다. 재배기간 동안 형광등과 LED의 혼합광 조사는 방풍나물 지상부 생장에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 재배개시 30일째 방풍나물 지상부 생체중 및 건물중은 형광등+청색+적색의 혼합광(청, 적색 혼합비율 1:3, FLBR13구)에 의한 영향을 받아, 대조구인 형광등 조사구(FL구)에 비해 각각 3.7배 및 2배 증가하였다. 또한 식물체당 전개엽수는 FLBR13구에서 형광등+청색+적색 혼합광(청, 적색 혼합비율 1:1) 조사구인 FLBR11구에 비해 유의하게 증가하였다. LED와 형광등을 혼합 조사한 처리구에서와 같이, 형광등을 혼합하지 않고 청색과 적색의 LED만을 혼합하여 조사한 처리구에서도 청색과 적색의 혼합비율이 1:1인 BR11구에 비해 적색광의 혼합비율을 3배 증가시킨 BR13구에서 방풍나물의 지상부 생장이 촉진되었다.
개량형 Dentocult-SM 키트의 치아우식활성검사로서의 활용도와 임상적 지수와의 상관관계 그리고 민감도 및 특이도를 조사하기 위하여 만 5-6세 남녀아동 128명을 대상으로 구강검사와 screening strip 검사와 site strip 검사를 시행한 후 일정 부위의 치면세균막을 채취하여 뮤탄스 연쇄상구균 배양검사를 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다. Screening strip 및 site strip 검사 모두에서 우식활성도가 0에서부터 3까지로 증가할수록 아동들이 보유하고 있는 dft index와 dfs index는 각각 통계적으로 유의하게 증가하였고 아동들의 치면세균막 내의 뮤탄스 연쇄상구균 집락수 역시 우식활성도가 0에서 3으로 높아질수록 통계적으로 유의하게 수적인 증가를 나타내었다. Screening strip과 site strip 검사결과의 일치정도는 Spearman의 상관계수가 0.775 그리고 kappa 지수는 0.496으로 두 검사법의 일치도가 높았다. 또한 screening strip 검사의 민감도는 0.74-1.00, 특이도는 0.11-0.67로 나타났고, site strip 검사의 민감도와 특이도는 각각 0.48-1.00 및 0.11-0.66으로 계산되었다. 따라서 치과임상에서도 종래의 우식활성검사법들 보다 시간과 비용이 그리 많이 들지 않으며, 또한 각종 미생물학적, 생화학적인 기술이나 장비가 많이 필요치 않도록 간편하게 개량된 Dentocult-SM 검사법을 활용하면 치아우식증을 예측하는 진단학적인 측면이나 환자들을 대상으로 한 구강보건교육적인 측면에서 많은 도움이 될 수 있을 것으로 사료되었다.
$SiO_2$는 지각과 맨틀을 구성하는 풍부한 물질로 고압 상태의 $SiO_2$ 원자구조를 결정짓는 전자구조적 특성에 대한 상세한 이해는 지구 내부의 탄성과 열역학적 성질에 대한 통찰을 제공한다. $SiO_2$처럼 경원소(low-z)로 이루어진 지구 물질의 고압상 전자구조는 in situ 고압 XRS (x-ray Raman scattering) 실험을 통해 연구되어 왔다. 하지만 기존의 고압 실험 방법으로는 물질의 국소 원자구조와 XRS 스펙트럼 간 상관관계를 밝히는데 한계가 있다. 이를 극복하고 더 높은 압력에서 존재하는 $SiO_2$에 대한 XRS 정보를 얻기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory; DFT)에 기반을 둔 제1원리(ab initio) 계산법을 이용한 XRS 스펙트럼 계산 연구들이 진행되고 있다. 비탄성 X-선 산란에 의하여 원자핵 주변 1s 오비탈에 만들어지는 전자-정공(core-hole)은 경원소 물질의 국소 전자구조에 크게 영향을 미치기 때문에 O K-edge XRS 스펙트럼 형태를 계산할 때 중요하게 고려해야 한다. 본 연구에서는 온-퍼텐셜 선형보충파(full-potential linearized augmented plane wave; FP-LAPW) 방법론에 기반하는 WIEN2k 프로그램을 사용하여 ${\alpha}-quartz$, ${\alpha}-cristobalite$ 그리고 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$에 대한 O 원자 전자 오비탈의 부분 상태밀도(partial density of states; PDOS)와 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하였다. 또한, $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$의 O 원자 PDOS의 전자-정공 효과의 적용 여부에 따른 차이를 비교하여, 원자핵 부근 전자구조 변화에 따른 PDOS의 피크 세기와 위치 변화가 크게 나타났다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 각 $SiO_2$ 구조의 O K-edge XRS 스펙트럼이 각 $SiO_2$ 구조에서 계산된 O 원자의 $p^*$ 오비탈의 PDOS 결과와 매우 유사한 형태를 갖고 있음을 확인하였다. 이는 O K-edge XRS 스펙트럼이 갖는 대부분의 특징적인 피크들이 O 원자의 점유 1s 오비탈에서 $2p^*$ 오비탈로의 전자전이에 기인하기 때문이다. 본 연구의 결과는 $SiO_2$에 대한 정확한 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하는데 있어 전자-정공 효과를 고려해야 한다는 사실을 보여준다. 또한, 실험적으로는 재현이 어려운 고압 환경에 존재하는 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$ (~63 GPa)에 대한 O K-edge XRS 스펙트럼 계산을 통해, 제1원리 계산이 고압상 물질의 물성 연구에 이용될 수 있다는 사실을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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