• 제목/요약/키워드: Electric Field Control

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방사선을 이용한 전기 활성 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔 소프트 액추에이터의 제조 및 구동 특성 분석 (Synthesis of Electroactive PAAc/PVA/PEG Hydrogel Soft Actuator by Radiation Processing and Their Dynamic Characteristics)

  • 신예린;김소연
    • 공업화학
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    • 제30권6호
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    • pp.698-706
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    • 2019
  • 지난 수십 년 동안, 외부 자극에 대한 응답성이 우수하면서도 인체에 적용할 수 있는 소프트 액추에이터 개발을 위한 많은 노력이 이어졌다. 본 연구에서는 동역학적 정밀 제어가 가능한 의료용 소프트 액추에이터를 개발하기 위해, 유해한 화학적 첨가제나 개시제 없이 방사선을 이용하여 전기 자극 반응성과 물리적 특성이 우수한 3차원 가교 구조의 poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) 하이드로겔을 합성하였다. 방사선 조사 후, 모든 하이드로겔은 75% 이상의 겔 분율을 나타내었고, 표면 반사 적외선 분광법을 통해 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔이 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔의 겔 분율, 평형 수분 함량, 압축 강도를 측정하여 감마선의 총 조사 선량과 구성 성분의 함량비 조절에 따른 하이드로겔의 물리적 특성 변화를 확인하였다. 조사된 감마선의 선량이 증가하거나 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)의 함량이 많을수록 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 높은 가교 밀도와 우수한 기계적 강도를 나타내었다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 3 V의 저전압에서도 전기적인 자극에 반응하였고, 전기장 하에서 이동성 이온의 움직임에 따른 하이드로겔의 밴딩 거동은 하이드로겔의 가교 밀도, 이온기의 함량, 인가 전압 및 전해질 용액의 이온 농도 등을 조절함으로써 제어할 수 있음을 확인하였다.

PDMS 표면특성에 따른 비균일계 마이크로채널의 유속 변화 (Flow Rate Changes in the Heterogeneous Rectangular Microchannels with Different Hydrophilicity for the PDMS Bottom Surface)

  • 노순영;이효송;김기호;최재호;유재근;윤수경;이영우
    • 청정기술
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    • 제13권3호
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    • pp.195-200
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    • 2007
  • 본 연구에서는 표면특성에 따른 비균일계 마이크로채널에서의 유속 변화를 조사하였다. 비균일계 마이크로채널은 PDMS와 soft lithography를 사용하여 제작하였고, 마이크로채널의 내부 표면 중 아랫면만을 allyl alcohol로 증착하여 친수성을 띠게 하였다. 채널의 길이는 10, 20, 30 mm, 너비는 100, 200, $300\;{\mu}m$로 각각 제작하였으며, 채널 내 전기영동에 의한 흐름을 생성하기 위해 외부전압을 가해주었다. 그 결과 동일한 세기의 전기장과 밑면의 친수성 정도가 동일할 때 유속은 같았다. 이는 이론적 결과에 부합하고, 연구가 신뢰성이 있다는 것을 뒷받침할 수 있었다. 같은 친수성을 갖는 밑면일 때 채널의 너비가 증가할수록 유속도 증가하고, 친수성 정도가 큰 채널이 작은 채널보다 유속이 빨랐다. 이 결과는 밑면의 친수성 정도에 따라 채널 유속을 조절할 수 있다는 것을 의미한다.

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수치해석을 이용한 세그먼트라이닝의 수리거동과 누수제어 연구 (A study on hydraulic behaviour and leakage control of segment linings using the numerical method)

  • 신종호;신용석;박동인;채성은;최규훈
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.131-140
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    • 2009
  • 쉴드 터널의 세그먼트라이닝은 일반적으로 배수시스템을 채용한 재래식 터널과 달리, 비배수 방식을 채택하여 건설된다. 하지만 비배수 터널로 건설된 경우 시간의 경과에 따른 열화의 진행으로 누수가 증가하여, 장기적으로는 설계시 적용된 비배수 개념이 유지되지 않는다. 세그먼트 터널에서 이음부는 변위와 누수가 주로 빌생되는 부분으로, 특히 누수는 이음부를 통하여 일어나는 경우가 대부분이다 이에 본 논문에서는 전력구 터널을 모델로 선정하여 라이닝 이음부의 열화로 인한 누수가 터널의 세그만트 라이닝에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 라이닝 전반열화 조건과 이음부의 전반 열화 및 국부 열화 조건으로 설정하여 수치해석을 수행하였으며, 라이닝 이음부의 열화로 인한 누수가 기준량 초과 시 그라우트 주입구를 이용하여 재주입시 누수제어가 가능한지 여부를 수치해석을 통하여 조사하였다. 해석결과 세그먼트 라이닝 및 이음부의 누수로 인한 터널과 지반 간 수리 상호작용 메커니즘을 알 수 있었으며, 시공 중 라이닝 투수성 품질관리, 운영 중 누수관라의 기준을 설정하는데 활용할 수 있음을 확인하였다.

석탄회(石炭灰)(Fly Ash) 시용(施用)이 옥수수의 생육(生育) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Influence of Fly Ash Application on Growth and Yield of Corn(Zea mays L.))

  • 김정제;양재의;조병옥;최병선;박종현
    • 한국토양비료학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.249-254
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    • 1992
  • 본 연구는 다양한 수준의 석탄회 시용이 옥수수의 생육 및 수량, 토양의 화학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 유연탄회의 시용은 출사기 옥수수의 초장을 증가시켰고, 무연탄회는 수확기 옥수수의 간장, 건물율등을 증가시켰다. 석탄회의 시용이 옥수수의 생육환경에 미치는 영향은 석탄회의 종류, 시용량, 생육시기에 따라 크게 영향을 받지 않았으나, 무처리구와 비교하여 옥수수의 생육에 나쁜영향을 초래하지 않았다. 옥수수의 수량은 무연탄회 시용에 의해 유의성있게 증가하였고, 기타 수량구성요소들은 석탄회의 시용에 의해 악영향을 받지 않았다. 석탄회의 종류와 시용량에 따라 다소의 차이는 있지만 석탄회의 시용으로 수확기 토양의 총탄소함량, 염기치환용량, 유효태 인산함량등이 유의성있게 증가되었다. 치환성 양이온의 경우는 실험오차 범위내에서 다소 변이를 보여주었다. 옥수수에 의해 흡수된 인산함량은 유연탄회 처리에 의해 증가되었고, 인산의 흡수량과 토양중 인산함량 사이에는 정의 상관관계가 있었다. 흡수된 양이온함량은 석탄회의 종류와 시용량에 따라 다소 변이를 보여주었으나, 석탄회에 의해 현저히 감소된 경향은 없었다. 석탄회의 시용이 작물체의 생육 및 양분흡수에 미치는 영향은 1년의 포장시험을 통해 그 효과를 구명하기 어렵다고 사료되나, 석탄회의 시용은 양분흡수에 악영향을 미치지 않았고, 일부 생육상황, 수량구성요소, 영양소의 흡수는 조장되었다. 석탄회의 비효적 기치를 판단하기 위하여, 다양한 토양환경 조건과 작물을 대상으로 계속적인 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

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THE CURRENT STATUS OF BIOMEDICAL ENGINEERING IN THE USA

  • Webster, John G.
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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    • pp.27-47
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    • 1992
  • Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.

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성견에서 발치 후 즉시 식립 임플란트에 설치한 자석이 주위 조직에 미치는 영향 (The influence of magnet on tissue healing after immediate implantation in fresh extraction sites in dogs)

  • 유석민;조인호;신수연
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.435-444
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    • 2009
  • 연구목적: 전기장과 전자기장은 1970년대부터 여러 기술들이 개발되어 골절의 치유가 어려운 경우에도 치유를 촉진하는 것으로 알려져 왔다. 한편 임플란트 술식이 성공하려면 임플란트가 견고하게 골과 결합하여 오랫동안 기능성 부하에 견딜 수 있어야 한다. 그러나 이 과정은 통상 6-12개월의 오랜 기간이 소요되며, 발치 후에는 치조제가 전반적으로 감소하며 치조제의 근단측, 협설측 흡수가 일어난다. 그래서 이러한 문제점들을 극복하기 위해 임플란트의 즉시 식립이 제시되었다. 그러나 여전히 치아 상실 후 즉시 임플란트를 식립하여도 발치와 함께 일어나는 골개조가 억제되지는 않았고, 치아 발거 후에는 치조제 높이가 지속적으로 감소한다고 하였다. 이에 본 연구에서는 이러한 가설 즉, 정적 자기장을 형성하는 영구자석을 임플란트 즉시 식립 후 임플란트 상부에 설치하여 신선 발치와에서 생리적으로 일어나는 조직개조에 의한 골흡수를 억제시킬 수 있는지를 알아보고자 하였다. 연구재료 및 방법: 임플란트는 직경 4.0 mm, 길이 8.5 mm로 실험군, 대조군 각각 8개씩 총 16개를 실험에 이용하였다. 30 kg 전후 성견 4마리의 하악 양측 제 3, 4 소구치 발거 후 임플란트를 즉시 식립하였고, 실험군은 임플란트 상부에 자석을 부착한 후에, 대조군은 임플란트 상부에 cover screw을 연결한 후에 결손부에 골이식재나 차폐막 없이 판막을 재 위치시키고 봉합하였다. 형광현미경 관찰을 위하여 식립 1주, 6주, 11주에 각각 oxytetracycline hydrochloride, calcein, 그리고 alizarin red S 순서로 정맥주사 하였다. 12주의 치유과정을 거친 후 희생시켜 조직 시편을 제작하였고 광학현미경과 형광현미경 하에서 골-임플란트 접촉율 및 골면적율을 측정하고 치조골 흡수량을 측정하여 관찰하였다. 결과 및 결론: 골접촉율 측정 결과 설측에서의 골접촉율 비교시 유의성이 없었으나 협측에서는 실험군이 유의성 있게 높았다 (P<.05). 골면적율 측정 결과 실험군이 대조군에 비해 높았으나 유의성은 없었다. 또한 치조정 높이의 소실은 실험군이 대조군에 비해 유의하게 더 적었고 (P<.05), 협설골벽의 치조정 높이의 소실은 협측이 설측에 비해 유의하게 더 컸다 (P<.05). 이상의 결과로 볼 때 성견 하악에서 발치 후 즉시 임플란트 식립시 설측벽에 비해 협측벽의 골소실이 다소 크나, 발치 후 즉시 임플란트를 식립하고 자석을 부착할 경우 골형성에 유리한 조건을 제공하여, 치아 발거 후 발생하는 생리적인 골개조 반응으로 인한 골흡수를 최소화할 뿐만 아니라 임플란트 안정과 성공에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용한 실리카 나노입자의 제조 및 전기감응형 유체로의 응용 (Preparation of Silica Nanoparticles via Recycling of Silicon Sludge from Semiconductor Dicing Process and Electro-responsive Smart Fluid Application)

  • 추연룡;제갈석;김지원;김하영;김찬교;사민기;심형섭;윤창민
    • 유기물자원화
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    • 제31권3호
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    • pp.15-25
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    • 2023
  • 본 연구에서는 반도체 패키지 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였으며 이를 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 실리콘 슬러지에 산처리를 통해 금속불순물을 제거한 고순도의 실리콘 분말을 얻고, 수열합성법을 통해 실리카 나노입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 크기를 조절하기 위해 수열합성법의 반응시간을 8, 15, 20, 30시간으로 진행하였으며, 반응시간이 증가할수록 실리카 나노입자의 크기가 증가하였다. 수열합성의 반응시간이 길어질수록 실리콘의 가수화 및 탈수 반응이 증가하며 입자의 크기를 증가시킨다. 실리콘 슬러지에서 제조한 실리카 나노입자를 실리콘 오일에 분산하여 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 30시간의 수열합성으로 제조된 실리카 나노입자가 동일한 전기장 하에서 21.4Pa의 가장 높은 전단응력을 나타내었다. 이는 큰 실리카 나노입자의 사이에 작은 입자들이 배치되는 보강효과 효과를 통해 단단한 사슬구조의 형성 때문이다. 본 연구를 통해 반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 성공적으로 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였고, 이를 전기감응형 스마트유체에 적용함으로써 산업현장에서 친환경성을 강조하는 ESG 경영의 일환으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

핵이식 마우스 생산에 관한 연구 (Studies on production of nuclear transplanted mouse embryos)

  • 이병천;조충호;황우석
    • 대한수의학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.151-169
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    • 1993
  • The present study was carried out to investigate the best condition for nuclear-cytoplasm fusion and in vitro culture of nuclear transplanted embryos and to investigate the production of nuclear transplanted offsprings. The nuclei from 2-, 4- and 8-cell mouse embryos were transferred into enucleated 2-cell embryos, and the reconstituted embryos were submitted to direct current(DC) pulses at output voltage of 1.0, 1.5 and 2.0 kV/cm for 100, 150 and $200{\mu}$ sec to induce cell fusion. 1. The culture of intact or zona cut 2-cell embryos in the medium supplemented with cytochalasin B($5{\mu}g/m{\ell}$) and colcemide($0.1{\mu}g/m{\ell}$)for 30 and 60 minutes did not affect the development to later stage. 2. The in vitro developmental rates of group A(a nucleus from one of the blastomeres was removed) and B(electrofusion of group A) were significantly lower than that of control group(p<0.01). 3. When nuclear transplanted embryos were submitted to electrofusion, the significantly higher fusion rates of 2-cell donor nuclei were achieved at the electric field strength of DC 1.5kV/cm for 100 and $150{\mu}$ sec, DC 2.0 kV/cm for $100{\sim}200{\mu}$ sec than DC 1.0 kV/cm for 100 and $150{\mu}$ sec(p<0.01). The significantly higher fusion rates of 4-cell donor nuclei were achieved at DC 2.0 kV/cm for 100 and $150{\mu}$ sec than DC 1.0kV/cm for $100{\sim}200{\mu}$ sec(p<0.01). These fusion rates in 8-cell donor nuclei were 88.7~99.3%. 4. The developmental potency to blastocyst in 2- and 4-cell donor nuclei was significantly higher in DC 1.0 and 2.0 kV/cm for $100{\sim}200{\mu}$ sec treated group and DC 2.0 kV/cm for 150 and $200{\mu}$ sec treated group (p<0.01). The developmental potency to blastocyst in 8-cell donor nuclei was significantly higher in DC 2.0 kV/cm for $100{\mu}$ sec treated group than in DC 1.0 kV/cm for $100{\mu}$ sec treated group and DC 2.0 kV/cm for 150 and $200{\mu}$ sec treated group(p<001). 5. The developmental potency to blastocyst after nuclear transplantation was significantly higher in 2-cell donor nuclei than in 8-cell donor nuclei(p<0.01). 6. The success rate of nuclear injection into enucleated 2-cell embryos was significantly higher in 2-cell donor nuclei than in 4- or 8-cell donor nuclei(p<0.01). 7. The culture time taken for the nuclear transplanted 2-cell embryos to blastocyst stage was significantly longer in 2-cell donor nuclei than in 8-cell donor nuclei(p<0.01). 8. There was no significant difference in the developmental potency of nuclear transplanted embryos within the concentration of EGF at 0 to 15 ng per $m{\ell}$ of BMOC-3 solution. 9. The production rates of offspring after transfer of nuclear transplanted embryos to recipient mouse were significantly higher in 2-cell donor nuclei than in 8-cell donor nuclei(p<0.01).

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첨단산업의 환경동태성이 공급체인의 결속에 미치는 영향: 유연성과 의존성의 역할 (The Effects of Environmental Dynamism on Supply Chain Commitment in the High-tech Industry: The Roles of Flexibility and Dependence)

  • 김상덕;지성구
    • 마케팅과학연구
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    • 제17권2호
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    • pp.31-54
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    • 2007
  • 첨단산업의 기업들은 환경의 변화에 효과적으로 대응하는 것을 기업 성패에 중요한 요인으로 여기고 있다. 하지만 첨단산업의 환경 동태성이 공급체인 구성원 간 관계 결속에 미치는 영향에 관한 연구가 부족하여, 환경 변화에 효과적인 대응을 어렵게 하고 있다. 본 연구는 첨단산업에서 환경 동태성이 공급체인의 결속에 영향을 미치는 메커니즘에 대해 규명하고 있다. 좀 더 구체적으로 말하면, 첫째, 첨단산업의 고객, 경쟁, 기술 동태성이 공급체인의 결속에 어떠한 영향을 미치는지, 둘째, 공급체인의 유연성과 의존성이 이러한 영향에 어떠한 조절효과를 가지는 지 실증하고 있다. 구조방정식 모형에 의한 가설검정 결과 첨단산업의 고객 동태성은 공급체인의 결속을 약화시켰지만 경쟁 동태성은 강화시키는 역할을 하였다. 한편 유연성과 의존성은 고객과 경쟁 동태성에 유의적인 조절 효과를 가졌다.

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