셀룰로스에 대한 +2와 +3가 금속이온들의 흡착성을 최적 조건에서 실험하였는데, +2가 금속이온으로 Cu(II), Zn(II), Pb(II) 및 Cd(II) 이온을 선택하였으며, +3가 금속이온으로 Cr(III)와 Fe(III) 이온을 선택하여 실험하였다. 셀룰로스에 대한 흡착능을 증대시키기 위하여 셀룰로스를 2M NaOH로 처리하여 Na-셀룰로스를 제소하였다. 셀룰로스에 대한 금속이온 흡착능은 매우 작아서 고분자 흡착제로서의 효과가 없었으나 Na-셀룰로스는 고분자 흡착제로서 매우 효과적이었다. Na-셀룰로스에 대한 금속이온들의 흡착은 뱃치법으로 실험하였다. 최적 조건에서 Na-셀룰로스에 대한 금속이온들의 흡착은 +2가 금속이온들은 1:2, +3가 금속이온들은 1:3의 흡착비로 흡착하는 이온교환 흡착이었다. Na-셀룰로스에 대한 금속이온들의 흡착엔탈피는 -18kcal/mol 정도였으며, carboxymethylcellulose(CMC)와 Dowex 50W-X8 수지와 비교 실험한 결과, Na-셀룰로스에 대한 금속이온들은 흡착은 이온교환흡착으로, 비슷한 작용기를 가지고 있는 CMC와 비슷한 흡착엔탈피를 보였다.
Corn starch와 waxy corn starch를 시료전분으로 사용하여 수분함량 $20{\sim}80%$ 범위에서 DSC를 사용하여 얻은 흡열곡선의 엔탈피와 효소분석법으로 전분의 호화도를 측정하여, 측정방법들 사이의 차이를 비교하여 보았다. DSC로 시료전분의 엔탈피 측정시 수분함량 70%까지는 수분함량 증가에 따라 엔탈피가 비례적으로 증가하였으나 70% 이상의 수분함량에서는 엔탈피가 평형에 도달하였으며 waxy corn starch가 4.2 cal/g, corn starch가 3.23cal/g의 엔탈피를 나타내었다. 효소분석법으로 호화도를 측정하였을 때는 수분함량의 증가에 따라 80% 수분함량까지도 시료전분의 호화도가 비례적으로 증가하였다. DSC에 의한 엔탈피 변화와 효소분석법에 의한 호화도 결과를 비교하여 보면 수분함량 70% 이하에서는 서로 직선적인 비례관계를 나타내었으나, 수분함량 70% 이상의 고 수분계 전분은 DSC로 측정시 엔탈피 차이가 나지 않았으나 효소분석법으로 측정했을 때는 수분함량 80%까지도 호화도 차이가 잘 나타났다.
열성능 평가를 위한 수치해석에서는 온도, 압력, 건도, 체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 열역학적 성질들의 수치값이 필요하다. 그러나 이러한 성질들을 포함하고 있는 증기표를 그대로 사용할 수 없기 때문에, 효과적으로 모델링하여야 한다. 이러한 관점에서 함수근사 특성을 가진 신경회로망을 하나의 대안으로 검토하였다. 신경 회로망은 포화증기 영역과 과열증기 영역에 대해서 따로 구성하였다. 포화증기 영역에 대해서는 하나의 입력으로 7개의 출력을 얻을 수 있도록 하였으며, 각각 10개와 20개의 노드를 가진 은닉층을 구성 하였다. 과열증기 영역에 대해서는 2개의 입력으로 3개의 출력을 얻을 수 있도록 하였으며, 각각 15개와 25개의 노드를 가진 은닉층을 구성하였다. 제안된 모델은 온도, 엔탈피, 엔트로피의 백분율오차가 대부분 ${\pm}0.005%$, 압력이나 비체적의 백분율오차도 대부분 ${\pm}0.025%$ 범위 내로 수렴시킬 수 있었다. 이 성공적인 결과로부터 증기 표를 함수근사하는데 있어서 신경회로망이 아주 강력한 수단이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.
양쪽성 계면활성제인 dodecyldimethyl(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide(LSB, $CH_3(CH_2)_{11}N^+(CH_3)_2(CH_2)_3SO{_3}^-$)와 LSB/Tween-20, LSB/Tween-40, LSB/Tween-80 및 LSB/DTAB, LSB/TTAB, LSB/CTAB 혼합계면활성제의 임계미셀농도(CMC)값을 284 K에서 312 K의 온도범위에서 UV/Vis 분광광도법으로 측정하였다. 열역학적 연구를 위해 온도의 변화가 미셀화에 어떤 영향을 미치는지를 분석하였다. 계산한 결과 측정범위 내에서 미셀화에 따른 깁스 자유에너지값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었다. 한편 엔탈피값은 Tween-20에서는 양의 값을 그리고 다른 계면활성제에서는 음의 값을 나타내었다. 엔트로피값은 측정한 온도범위 내에서 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 모든 열역학 함수값들은 온도와 알킬-그룹의 길이에 따라 큰 변화를 보였다.
Amberlite XAD-2 및 XAD-7 수지에 대한 페놀과 그 할로겐 일치환체들에 대한 흡착성을 분포계수를 측정하여 조사하였다. XAD 수지에 대한 페놀의 흡착은 Langmuir 등온흡착으로 설명될 수 있었으며, 이 때의 흡착은 분자의 크기에 따르는, 즉 분산상호작용에 기인하는 전형적인 물리흡착임을 알았다. 고분자 합성수지에 대한 페놀류의 흡착에너지는 Lennard-Jones potential로 계산하였다. 이 때 고분자 수지의 반지름은 수지의 최소기본단위의 van der Waals 부피로부터 계산하였으며 페놀류의 분자 반지름도 같은 방법으로 구하였다. 페놀유도체들의 흡착성은 각 수지에 대한 시료의 Stacking factor (F)-고분자 수지와 페놀류사이의 van der Waals 부피로부터 구한 평형거리의 보정인자-로부터 흡착에너지를 구하고 뱃치법으로 측정한 흡착엔탈피값과 비교함으로써 설명할 수 있었다. 각 수지에 대한 페놀이온의 흡착엔탈피는 쌍극자 작용력이나 하전-쌍극자 상호작용보다 분산상호작용이 주 요인인 것으로 나타났다.
조리와 식품 산업에 고구마 전분의 이용 가능성을 높이기 위해 고구마를 $40^{\circ}C$ 항온기에서 2, 4, 7, 10일간 수침시킨 후 전분을 분리 제조하고 이들 전분의 호화 특성과 노화 특성을 측정하였다. 시차주사열량기에 의한 호화 양상에서 무처리 전분의 피크 온도와 엔탈피는 각각 $73.7^{\circ}C,\;1.32cal/g$으로서 폭넓은 피크를 보였으며, 수침 전분은 피크 온도와 엔탈피가 증가하였다. 알칼리 호화 양상은 초기에 급격한 점도의 증가를 보이다 완만해했으며 무처리 전분에 비해 2, 4, 7일 수침 전분의 점도는 증가하였으나 10일 수침 전분은 감하였다. 호화액의 투명도는 모든 전분에서 저장에 따라 감소하였으며 수침 기간이 길어질수록 투명도는 낮아졌다. ${\alpha}$-아밀라아제-요오드법에 의한 노화도는 무처리 전분에 비해 수침 전분은 증가하였고, 노화 전분의 시차주사열량기에 의한 엔탈피도 4일 수침시킨 전분을 제외하고 수침에 의해 증가하였다. 무처리 전분과 분해 후 잔여 전분에 고구마 추출액을 첨가하여 호화시키며 노화도가 낮아졌으며 노화 억제 정도는 분해 후 잔여 전분이 더 컸다.
수용액 내에서 란탄(Ⅲ)-benzoylformate 착물 형성 반응의 열역학적 파라메타들(${\Delta}$G, ${\Delta}$H 및 ${\Delta}$S)을 pH 및 엔탈피 적정 방법을 사용하여 이온세기 $0.1M NaClO_4$, 25$^{\circ}C$ 조건하에서 구하였다. 란탄-benzoylformate 착물의 안정도 상수(1:1) 값으로부터 benzoylformate가 두자리 리간드로 작용함을 알 수 있었다. 열역학적 실험 결과는 카르복실기와 함께 케톤기 산소원자가 결합에 참여하여 킬레이트를형성하는 것으로 판단되었으며, 이는 benzoylformate 리간드 내에 존재하는 벤젠고리의 공액 효과에 의해 케톤기의 산소원자의 전하량이 증가된 결과로 해석되었다. 착물의 안정도는 엔트로피 효과 뿐 아니라, 금속-산소결합 형성에 따른 엔탈피 효과에도 기인하였다.
아세토니트릴 용매 중에서 p-methylphenacyl arenesulfonate와 피리딘의 반응을 1∼2000 bars 및 35∼55$^{\circ}C$에서 전기전도도법으로 측정하였다. 반응속도는 온도와 압력의 증가에 따라 증가하였으며, 이탈기에 전자받개 치환기가 도입됨에 따라 증가하였다. 활성화엔탄피, 엔트로피 및 부피로부터 이 반응은 전반적으로 S$_N$2 반응으로 진행되나 압력이 증가함에 따라 C${\cdots}$O 결합분열이 더욱 진전된 dissociative S$_N$2 반응으로 진행됨을 알 수 있었다.
$Zn_{0.5}Cd_{0.5}Al_{2}Se_{4}$ and $Zn_{0.5}Cd_{0.5}Al_{2}Se_{4}$:$Co^{2+}$ single crystals were grown by CTR method. The grown single crystals have defect chalcopyrite structure with lattice constant a=5.5966$\AA$, c=10.8042$\AA$ for the pure, a=5.6543$\AA$, c=10.8205$\AA$ for the Co-doped single crystal, respectively. The optical energy band gap was given as indirect band gap. The optical energy band gap was decreased according to add of Co-impurity Temperature dependence of optical energy band gap was fitted well to the Varshni equation. From this relation, we can deduced the entropy, enthalpy and heat capacity. Also, we can observed the Co-impurity optical absorption peaks assigned to the $Co^{2+}$ ion sited at the $T_{d}$ symmetry lattice and we consider that they were attributed to the electron transitions between energy levels of ions.
In this research, low fidelity air/heat load analysis was conducted for the intake of high speed vehicle. For air/heat load calculations, aerodynamic properties at the surface and the boundary layer edge were estimated using Taylor-Maccoll equation for conical flow, shockwave relation and Prandtl-Meyer expansion equation for internal and external flow. Couette flow assumption and Reynolds analogy were used in order to calculate convective heat transfer coefficient. In order to calculate skin friction coefficient for heat transfer coefficient analysis, Van Driest method II and Reference Enthalpy method were considered. An axis symmetric SCRAMJET model was selected as a reference configuration for verifying the proper implementation of the present method. Comparison of the results using the present method and Computational Fluid Dynamic analysis showed that the present method is valuable for efficiently providing pressure and heat loads for air-intake structure design of the high speed air vehicle.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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