• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권4호
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• pp.1067-1072
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• 2014

In this study, we report a new approach for $Mn_3O_4$-graphene nanocomposite by ex situ method. This nanocomposite shows two-dimensional aggregation of nanoparticle, and doping effect by decorated manganese oxide ($Mn_3O_4$), as well. The graphene film was made through micromechanical cleavage of graphite on the $SiO_2/Si$ wafer. Manganese oxide ($Mn_3O_4$) nanoparticle with uniform cubic shape and size (about $5.47{\pm}0.61$ nm sized) was synthesized through the thermal decomposition of manganese(II) acetate, in the presence of oleic acid and oleylamine. The nanocomposite was obtained by self-assembly of nanoparticles on graphene film, using hydrophobic interaction. After heat treatment, the decorated nanoparticles have island structure, with one-layer thickness by two-dimensional aggregations of particles, to minimize the surface potential of each particle. The doping effect of $Mn_3O_4$ nanoparticle was investigated with Raman spectra. Given the upshift in positions of G and 2D in raman peaks, we suggest that $Mn_3O_4$ nanoparticles induce p-doping of graphene film.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.299-304
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• 2008

A detection system was set up to measure the neutron generation rate of a recently developed D-D neutron generator. The system is composed of a Si detector, He-3 detector, and electronics for pulse height analysis. The neutron generation rate was measured by counting protons using the Si detector, and the data was crosschecked by counting neutrons with the He-3 detector. The efficiencies of the Si and He-3 detectors were calibrated independently by using a standard alpha particle source $^{241}Am$ and a bare isotopic neutron source $^{252}Cf$, respectively. The effect of the cross-sectional difference between the D(d,p)T and $D(d,n)^3He$ reactions was evaluated for the case of a thick target. The neutron generation rate was theoretically corrected for the anisotropic emission of protons and neutrons in the D-D reactions. The attenuations of neutron on the path to the He-3 detector by the target assembly and vacuum flange of the neutron generator were considered by the Monte Carlo method using the MCNP 4C2 code. As a result, the neutron generation rate based on the Si detector measurement was determined with a relative uncertainty of ${\pm}5%$, and the two rates measured by both detectors corroborated within 20%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.255-261
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• 2016

탄산칼슘은 뛰어난 물리 화학적 특성, 다양한 결정성, 많은 매장량 등으로 인한 경제성 등 때문에 고무, 플라스틱, 종이, 식품 첨가제 및 중화제 등 여러 분야에 걸쳐 응용되고 있다. 특히, 탄산칼슘의 백색도 및 물리적 특성은 입자의 크기 및 형상에 의존하기 때문에 구조 및 형태를 조절하는 연구가 최근 주목 받고 있다. 본 논문은, 수열합성법 및 자기조립법을 이용하여 염화칼슘과 탄산칼슘을 이용해 다양한 형상과 결정구조를 갖는 탄산칼슘을 합성하였다. 탄산칼슘의 구조 및 형태는 pH 및 전구체의 농도를 조절함으로써 제어할 수 있으며, 특히 pH 조절은 탄산칼슘의 형상 조절 및 결정성 변화에 중요한 요인으로 나타났다. 다양한 조건을 통한 실험 결과, 칼사이트 결정형을 가지며 큐빅 형상을 지닌 탄산칼슘은 pH 7에서 나타났고, 아라고나이트와 칼사이트상을 동시에 가지며 로드형상을 갖는 탄산칼슘 입자는 pH 7 이상에서 나타났다. 연구 결과 입자의 생성과정 분석을 통해 탄산칼슘 입자의 형성 과정을 확인할 수 있었다. 탄산칼슘의 물리 화학적 특성은 SEM, XRD, EDS, FTIR 및 TG/DTA를 통해 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권4호
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• pp.404-409
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• 2017

천연고분자 키토산은 생체적합하고 생분해성의 특성뿐만 아니라 항암, 항균, 콜레스테롤 저하 등의 다양한 생체활성을 갖고 있어 의료용 분야에서 많이 응용되고 있다. 현재 키토산을 약물전달시스템에 응용한 다양한 약물이 담지 된 키토산 나노입자를 개발하여 질병을 치료할 수 있는 연구가 활발히 진행 중에 있다. 키토산에 존재하는 free 아민($-NH_2$) 그룹은 다양한 소수성기를 물리적 화학적 개질을 통해 결합이 가능하며 소수성기가 도입된 키토산은 물에 분산시 자기회합에 의한 shell-core 나노입자를 형성하고 core 부분에 다양한 난용성 약물을 담지하여 물에 대한 용해도를 증가시킬 수 있으며, 단백질, 항암제, 백신 등의 다양한 약물을 담지하여 기존 약물의 부작용을 최소화하여 치료효과를 극대화할 수 있다. 또한, 키토산에 도입된 소수성기에 따라 입자의 크기 및 방출 속도를 제어할 수 있어 다양한 의료용 분야에 응용이 가능하다. 본 총설에서는 다양한 소수성기가 도입된 키토산 나노입자의 제조 및 특성과 특성에 따른 약물전달시스템의 응용성에 관하여 논의 하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.1-6
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• 2005

조립질 물질을 이용한 축소모형실험(예를 들어 모래상자실험)을 다양한 크기의 많은 지질학적 문제에 성공적으로 적용되어왔다. 이러한 물리적 실험은 개별요소법(DEM)을 이용하여 수치적으로도 수행될수 있다. 이연구에서는 현재 지구상에서 가장 중요한 지구조적 과정 중의 하나인 인도판과 유라시아판의 충돌문제를 시뮬레이션하기 위해 개별요소법을 적용하였다. 개별요소 시뮬레이션은 구조지질학뿐만 아니라 토질역학, 암석역학 등의 다양한 동역학적 분야에 적용되어왔다. 조사대상이 많은 작은 입자들의 조합으로 가정되기 때문에 개별요소 시뮬레이션은 거대하고 불연속적인 변형이 일어나는 대상을 다룰 수 있다. 그러나 DEM 시뮬레이션에서는 개개 입자에 대한 입력변수들과 전체 물성의 관계에 대해 거의 알려져 있지 않기 때문에 입력 변수들의 타당성을 검증하기 어려운 경우가 자주 있다. 그러므로 이전의 연구들에서는 시행착오에 의해 입력변수를 조정하여만 하였다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 이 연구에서는 개별요소 시뮬레이션에 수치적인 이축 시험을 도입하였으며, 이러한 수치 시험 결과를 이용하여 충돌 모델에 사용되는 입력변수의 타당성을 검토하였다. 결과적인 층돌 모델은 동 아시아에서 관측되는 실제 변형과 매우 비슷하며, GPS 자료 및 동 아시아의 원위치 응력자료와 잘 대비된다.

• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.106-112
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• 2021

최근에 알칼리막연료전지의 막전극접합체에서 이오노머에 의한 촉매 피독에 대한 연구 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해서 전극 제조 시에 사용되는 유기용매의 성분을 조절하여 막전극접합체의 성능을 향상시키고자 하였다. Fuma-Tech사의 상용 이오노머를 사용하여 N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP)와 Ethylene glycol (EG)를 이용한 4가지의 혼합용매를 제조하였다. 혼합용액을 이용하여 제조된 캐소드 전극은 NMP기반의 상용 이오노머에 비해서 약 36%의 향상된 분극성능을 나타내었다. 이것은 용매의 종류에 따른 이오노머의 분산성 차이에 따른 결과로 추측되며 비균일성 분포의 이오노머가 전극의 성능을 향상시키는 것으로 관찰되었다. 이에 관한 원인분석을 위해서 막전극 접합체의 고주파 저항, 내부저항 보정 분극곡선, Tafel 기울기, Mass activity 및 임피던스 분광법을 사용하여 특성 분석을 실시하였다. 이오노머의 비용매의 비율 증가에 따라서 캐소드 전극 성능이 개선되는 것을 확인하였고, 이것은 이오노머의 입도 분포에 따라서 촉매의 피독이 감소되는 결과로 판단된다.

• 대한지리학회지
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• 제43권6호
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• pp.808-823
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• 2008

하천 퇴적물질의 마식은 하상과의 충돌과 퇴적물질 입자간의 충돌에 의하여 발생한다. 하천 퇴적물질의 물리적 강도는 마식에 대한 저항의 정도를 나타내는 것으로 정의할 수 있으나, 이에 대한 실증적인 연구는 큰 진전을 보이지 못해왔다. 본 연구에서는 퇴적물질의 마식에 영향을 미치는 요소들(퇴적물질의 물리적강도, 퇴적물질의 크기, 퇴적물질의 양등)의 관계를 파악하기 위해서 마식기를 이용한 물리적 실험을 실시하였으며, 특히 퇴적물질의 물리적 강도가 마식율에 미치는 영향을 분석하는데 강조점을 두고 있다. 이 실험에서는 266개의 퇴적물을 이용했으며, 퇴적물질의 양과 퇴적물질의 평균 무게에 따라 11개의 소집단으로 나눠 실험하였다. 각 실험은 1시간 단위로 이루어 졌으며 퇴적물질은 최장 8시간 동안 마식되었다. 마식율은 각 실험단계마다 퇴적물질 입자 무게의 변동으로 측정하였으며, 총 2,128번의 측정이 이루어졌다. 퇴적물질의 물리적 강도는 시험이 종료한 뒤에 파괴하중을 측정하여 계산한 점 하중강도지수를 통해 측정하였다. 퇴적물질의 점하중강도지수는 마식율과 음의 상관이 있는 것으로 나타났으나, 두 변수들 간의 회귀식의 설명율($R^2$)은 0.22로 나타났다. 퇴적물질의 전반적인 마식은 실험 초기에는 빠르게 진행되지만, 풍화각이 제거된 뒤에는 마식율이 급감하는 경향을 보여주고 있다. 풍화각을 제거하는 초기 단계에는 퇴적물질의 물리적 강도와 마식율의 관계가 미약하지만 이후로 점점 설명율이 상승한다. 이 실험 결과에 의하면 퇴적물질의 물리적 강도는 마식율의 결정적인 설명변수가 아닐 수 있으며, 물리적 속성 이외에도 퇴적물질의 운반조건 등이 마식율에 큰 영향을 주는 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제24권2호
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• pp.105-111
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• 2018

본 연구는 입자 내에서 패치의 위치를 정교하게 제어할 수 있는 새로운 친환경 공정기술에 관한 것이다. 물리화학적으로 안정한 소재를 활용한 미세성형 기술과 패치의 위치를 제어할 수 있는 선택적 제거방법을 결합하여 수행하였다. 미세성형 기술에는 이방성 구조의 패치입자의 형상을 안정적으로 구현하기 위하여, perfluoropolyether (PFPE) 마이크로몰드를 사용하였다. 이를 통하여, 소수성의 패치소재가 poly(dimethylsiloxane) (PDMS) 마이크로몰드 내로 확산되는 문제를 극복할 수 있었다. 그리고, 이는 패치의 우수한 형상 안정성과 소수성 패치소재를 이용한 패치입자 제조를 가능하게 하였다. 마지막으로 패치의 위치가 서로 다른 12종의 패치입자를 제조하여 향상된 공정 안정성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 미세성형 기술과 패치의 선택적 제거방법은 패치의 위치가 선택적으로 제어된 이방성의 입자를 적은 공정의 수를 거쳐 빠르게 제조할 수 있는 장점을 가진다. 또한 제조된 패치입자는 방향성이 유도된 자기조립 분야, 조절이 가능한 약물 전달 시스템 등의 다양한 연구에 널리 활용될 수 있으리라 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권2호
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• pp.35-44
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• 2021

파이썬은 다른 정적 언어(예, C, C++, FORTRAN 등)에 비해 실행 속도가 느리기 때문에 대규모 반복이 필요한 지구동역학 코드를 작성하는데 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 파이썬의 계산 속도를 향상시키기 위해 Just-In-Time (JIT) 컴파일 등과 같은 많은 고속화 수단이 개발되었다. 우리는 파이썬을 기반으로 JIT 컴파일러에 최적화된 맨틀 유동 지구동역학 코드를 개발했다. 코드는 지구동역학 분야에서 널리 사용되는 PIC (Particle-In-Cell) 방법과 유한요소법을 결합하여 맨틀 대류를 수치 모사하며, 코드의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 잘 알려진 2차원 맨틀 대류 문제를 벤치마킹했다. 수치 모사 결과, 제곱근 평균 제곱 속도와 넛셀 수가 이전 연구와 거의 일치함을 확인했다. JIT 컴파일러를 적용한 코드는 적용하지 않았을 경우와 대비해 계산 속도가 PIC 방법에서 최대 258배, 전체 행렬 조립 과정에서 최대 30배 향상했다. 따라서, 이번 연구는 파이썬의 계산 성능이 JIT 등의 가속기를 이용하여 충분히 향상되며, 많은 지구 동역학 문제를 해결하는데 활용될 수 있음을 제시하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권3호
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• pp.27-42
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• 2005

본 연구에서는 $PFC^{3D}$상에서 공내입자들의 반경을 팽창/수축시키는 기법을 통해 공벽입자들에 접촉력의 형태로 폭발압력을 부여하는 폭원모델링을 기법을 소개하고, 제안된 기법을 이용하여 홉킨슨 효과 효과와 스폴링 현상을 응용하여 암석코어에 대한 응력파의 전파 및 반사과정을 기존의 외력을 적용함으로써 서로 비교하여 보았다. 암석코어는 직경 20m, 길이 200mm의 입자결합체로서 접촉결합을 이용하여 구성하였으며, 시료의 선단에 주기 0.050m$(50{\mu}s)$의 펄스형태의 폭발하중을 기존의 방법과 제안된 폭원모델링 기법을 이용하여 각기 입사시켰다. 해석결과 두 기법은 서로 유사한 결과를 보였으며, 입사압축파는 0.060ms$(60{\mu}s)$ 이후 시료의 후단에서 반사되어 반사인장파의 형태로 되돌아오면서 시료의 축방향과 직각방향으로 인장균열을 발생시켰다. 또한 시료 중을 전파하는 응력파의 속도는 4,167m/s로 계산되어 물리시료에 대한 측정치 4,300m/s와 $3\%$ 정도의 근소한 오차를 보였다.