연료전지는 수소와 산소를 연료로 하여 전기를 생산해 내는 장치로, 전기분해에 의해 음극에서 생성된 수소이온을 양극으로 전달할 수 있는 전해질을 필요로 한다. 전해질로써 Nafion과 같은 불소계 고체 고분자 막이 개발되어 왔으나, 고온에서의 수소이온 전도도 감소 및 높은 함수율에 따른 안정성 감소 등의 문제로 인해 새로운 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발을 필요로 하였다. 본 연구에서는 술폰산기가 밀집된 구조를 갖는 단량체를 이용함으로써 높은 수소이온 전도도를 확보하고 이에 따른 고분자 막의 높은 함수율은 고분자 사슬 내에 나이트릴(CN) 작용기를 친수성 올리고머에 함께 도입함으로써 고분자 사슬간 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 극복할 수 있도록 하였다. 결과적으로 물리적 가교가 형성된 고분자 막들은 높은 함수율 대비 우수한 치수안정성을 나타내었으며, 모든 조성에서 Nafion-117 고분자막에 비해 낮은 IEC값을 가짐에도 불구하고 보다 높은 전도도를 나타내었다.
Stockmayer 분자 모델을 도입하여 선형분자인 CO분자를 쌍극자 분자로 단순화하여 CO 기체의 YHB 동경분포함수 (radial distribution function)를 컴퓨터로 계산하였다. 얻어진 CO 분자의 YHB 동경분포함수의 신뢰도는 여러 온도에서의 밀도 변화에 따른 CO 기체의 압력을 계산하여 조사하였다. 계산된 압력들은 문헌에 알려진 CO기체의 압력과 잘 일치하였으며 계산에 사용된 온도는 273, 298, 373 K, 그리고 조사한 밀도의 범위는 최대 약 $0.013/{\AA}^3$ (최대 압력 = 1000 atm)까지이다. 계산된 압력들이 문헌에 나타난 실험치와 잘 일치하는 것으로 나타났으므로 구해진 YHB 동정분포함수는 CO 분자의 압력과 같은 밀도변화에 민감한 각종 물리 화학적 평형 양들을 신뢰성있게 계산 및 예측할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이 연구에서 CO 기체의 dipole-dipole 상호작용은 약 2.5 분자직경까지 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다.
A theoretical model has been developed to analyze the jet-edge interaction and the sound radiation. The edge responding to the sinuous impinging jet is regarded as an array of dipoles and their strength is determined by the boundary condition on the edge surface. The surface pressure distribution and the edgeforce are estimated using these dipoles. Then the pressure amplitude and directivity of the sound field is obtained by summing the radiating sounds from the dipole sources. It is found that the effective source is located a little distance downstream from the edge tip. And the directivity of the sound radiation is cardioid pattern near the edge but dipole pattern far from the edge. The theoretical model is confirmed by comparing the theoretical prediction of the edgeforce and sound pressure level with available experimental data.
분자량과 methylacrylate 함량이 다른 아크릴로니트릴 공중합체의 dimethylformamide (DMF) 농후용액의 겔화 거동 및 임계 겔농도 (c*)를 조사하였다. 중합체 종류에 관계없이 저온에서 장시간 방치할 경우 방치시간에 따라 점도가 급격히 증가하여 겔화가 진행됨을 알았으며, 중합체의 분자량이 클수록, 방치온도가 낮을수록 그리고 공중합체 중 아크릴로니트릴 성분비가 증가할수록 겔화 진행속도가 증가하였고, 임계 겔농도는 감소하였다. 동적 점탄성 실험에서 겔 용액으로부터 얻은 필름은 진 용액으로부터 얻은 필름과 달리 두 개의 유리전이 영역을 나타내었다. 이러한 결과는 겔화과정에서 atactic 중합체중 입체 규칙적인 block들간의 쌍극자-쌍극자 상호작용에 의한 ordered junction zone의 존재를 강하게 시사하였다.
지표위의 어떤 지점에서의 지구자기의 수평분력 방향과 진북방향 사이의 각을 편각(Declination)이라고 정의한다. 쉽게 말하면 편각은 나침반의 자침이 가러 키는 방향과 진북방향과의 사이 각을 말한다. 대부분의 사람들은 나침반의 자침이 북자기극(North magnetic pole)을 가러킨다고 잘못알고 있다. 지구 다이나모설(Geodynamo theory)에 의하면 주로 철(약 90%)로 구성된 외핵 속에서 계속 생성 유지되고 있는 복잡한 (각각 나선형(helical)의 회전축에 대체로 평행하거나 평행하지 않은) 대류(Convection currents)에 수반하는 전류가 복잡한 지구자기장을 형성한다. 지표상에서 측정한 지구자기장의 자료를 Spherical harmonic analysis 으로 분석하면 한 개의 커다란 쌍극자(Dipole) (Inclined geocentric dipole 또는 주된 자기장(Main field) 이라고 부름), 적도쌍극자(Equatorial dipole), 4극자 (Quadrupoles), 8극자(Octupoles) 등의 여러 개의 크고 작은 쌍극자들의 총합이 지구자기장의 근원인 것처럼 해석되고 있다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 외핵에서 생성된 천체 자기장에서 Main field를 제거한 나머지 자기장과, 상부 맨틀(upper mantle), 지각 및 지표상에 존재하는 인공 물체 또는 암석 및 광석 등의 잔류자기 및 유도자기 그리고 지형 등의 영향으로 결정된다. 어떤 지점에서의 지구자기장의 방향은 태양풍(Solar wind)과 전리층 사이의 상호작용 등의 외부자장(external field)의 영향도 받는다. 비쌍극자 자장(Non-dipole field)은 지표상에서 측정되는 총자기장에서 외핵에서 생성된 주된 자기장(Main field) 즉, 지구의 회전축에서 약 11.5도 기울어진 쌍극자 자장을 제거하고 남는 자기장을 말한다. 따라서 편각은 비쌍극자자장의 영향을 가장 많이 받는다. 비쌍극자 자장은 정지한 상태의 자장(standing field) 과 매년 서쪽으로 약 0.2도 움직이는 Westward drift하는 자장으로 크게 두 가지로 구분된다. 쌍극자 자장의 방향은 매우 느리게 변하지만 그 세기는 현재 비교적으로 빠르게 약해지고 있다. 비교적으로 매우 빠르게 변하는 비쌍극자 자장의 변화를 영년변화(Secular variation) 이라고 한다.
Sodium 또는 zinc로 중화된 poly(ethylene-co-methacrylic acid)의 아이오노머는 ethylene 사슬 부분들로만 이루어진 결정상, acid 그룹이 존재하는 amorphous 영역, 그리고 ionic aggregate의 세 가지 상으로 나누어진다. Soaking에 의하여 흡수된 nonionic dye 분자들은 결정상을 제외한 amorphous 부분이나 ionic aggregate 분근에 존재하는데, 주위 사슬의 극성에 따라 dispersion force (ethylene 사슬 부분), polar force (acid 부분), ionic dipole (ionic aggregate 부분)의 세 가지 다른 힘의 영향 아래 놓이게 된다. 극성이 적은 ethylene 사슬부분의 dispersion force 영향 아래에 존재하는 Nile Red의 UV/Vis 흡수피크는 500nm 부근에서, polar한 acid 그룹의 영향을 받는 dye 피크는 525 nm, 그리고 ionic aggregate의 영향에 의한 dye는 Na+-아이오노머의 경우 550 nm, divalent이어서 더 큰 ionic dipole을 가지는 $Zn^{2+}$-아이오노머의 경우 610nm에서 각각 피크가 나타났다.
탄성매질에서 레이저 여기에 의한 열탄성 영역에서의 초음파 발생 현상과 표면 균열과의 상호작용을 유한요소법으로 모델링하였다. 반무한 탄성체 표면에 집속된 레이저 선원을 전단 쌍극자(shear dipole)로 모델링하고, 2차원 평면 변형율 유한요소법을 사용하였다. 발생된 표면파의 변위와 종파 및 횡파의 지향성을 관찰함으로써 전단 쌍극자-유한요소 모델의 타당성을 조사하였다. 표면파와 균열(기계가공된 2차원 홈)과의 상호작용을 관찰하기 위하여 2가지 경우를 고려하였다 먼저 레이저 소스와 수신 위치가 균열에 대하여 모두 고정되어 있는 경우, 다음으로 수신자가 고정되어 있고 소스가 시험체 표면 위를 이동하는 주사형의 경우이다. 첫 번째 경우에 균열 깊이 $0.3-5.0mm ({\lambda}_R/d=0.21{\sim}3.45)$에 대하여 균열 상단과 하단에서 각각 반사된 파의 변위로부터 균열깊이를 측정할 수 있음을 보였고, 두 번째 경우에 레이저 소스가 결함 위를 주사할 때 발생하는 반사파의 큰 진폭 변화를 통하여 파장보다 한 차원 낮은 깊이의 균열을 탐지할 수 있음을 보였다.
The flow and acoustic fields due to a vortex ring interaction with a rigid sphere are simulated numerically. The flow field is regarded as three-dimensional inviscid and incompressible. The vorticity is assumed to be concentrated inside the finite core of vortex filament. The vortex filament curve, described by parabolic blending curve function, is used to effectively solve the modified Biot-Savart equation. The interaction between a vortex ring and a rigid sphere using the parabolic blending curve is calculated. The trajectory of the vortex ring is obtained with several different initial positions between the ring and the sphere. The force variations acting on the sphere are calculated by using the boundary integral method. Finally, we can also obtain the acoustic signals at the far field observation positions from the force variations acting on the rigid surface. We can find that the dipole axis of the directivity patterns are rotated during the interacting phenomena.
메틸 클로로 및 플로로 훼메이트의 각종 구조에 대한 CNDO/2 및 INDO 계산을 실시하였다. 결과로 가장 안정한 구조는 할로겐 원자와 메틸기가 trans인 형 임을 알았다. 원자의 전하와 결합전자밀도를 볼 때 에텔 산소의 비공유 전자쌍의 공액과 칼보닐 산소와 메틸기 간의 정전기적인 상호작용으로 분자가 안정화되어 있음을 알 수 있었다. 쌍극자 모멘트는 trans의 값이 실험간에 가까우며 결합모멘트로 계산된 쌍극자 모멘트로 부터 일반적인 결론을 내리기 어려움을 밝혔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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