• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권10호
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• pp.2974-2978
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• 2014

$Mn_3O_4$/multi-walled carbon nanotube (MWCNT) composites are prepared by chemically synthesizing $Mn_3O_4$ nanoparticles on a MWCNT film at room temperature. Structural and morphological characterization has been carried out using X-ray diffraction (XRD) and scanning and transmission electron microscopies (SEM and TEM). These reveal that polycrystalline $Mn_3O_4$ nanoparticles, with sizes of about 10-20 nm, aggregate to form larger nanoparticles (50-200 nm), and the $Mn_3O_4$ nanoparticles are attached inhomogeneously on MWCNTs. The electrochemical behavior of the composites is analyzed by cyclic voltammetry experiment. The $Mn_3O_4$/MWCNT composite exhibits a specific capacitance of $257Fg^{-1}$ at a scan rate of $5mVs^{-1}$, which is about 3.5 times higher than that of the pure $Mn_3O_4$. Cycle-life tests show that the specific capacitance of the $Mn_3O_4$/MWCNT composite is stable up to 1000 cycles with about 85% capacitance retention, which is better than the pure $Mn_3O_4$ electrode. The improved supercapacitive performance of the $Mn_3O_4$/MWCNT composite electrode can be attributed to the synergistic effects of the $Mn_3O_4$ nanoparticles and the MWCNTs, which arises not only from the combination of pseudocapacitance from $Mn_3O_4$ nanoparticles and electric double layer capacitance from the MWCNTs but also from the increased surface area, pore volume and conducting property of the MWCNT network.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권3호
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• pp.191-205
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• 2020

Soil shear strength parameters play a remarkable role in designing geotechnical structures such as retaining wall and dam. This study puts an effort to propose two accurate and practical predictive models of soil shear strength parameters via hybrid artificial neural network (ANN)-based models namely genetic algorithm (GA)-ANN and particle swarm optimization (PSO)-ANN. To reach the aim of this study, a series of consolidated undrained Triaxial tests were conducted to survey inherent strength increase due to addition of polypropylene fibers to sandy soil. Fiber material with different lengths and percentages were considered to be mixed with sandy soil to evaluate cohesion (as one of shear strength parameter) values. The obtained results from laboratory tests showed that fiber percentage, fiber length, deviator stress and pore water pressure have a significant impact on cohesion values and due to that, these parameters were selected as model inputs. Many GA-ANN and PSO-ANN models were constructed based on the most effective parameters of these models. Based on the simulation results and the computed indices' values, it is observed that the developed GA-ANN model with training and testing coefficient of determination values of 0.957 and 0.950, respectively, performs better than the proposed PSO-ANN model giving coefficient of determination values of 0.938 and 0.943 for training and testing sets, respectively. Therefore, GA-ANN can provide a new applicable model to effectively predict cohesion of fiber-reinforced sandy soil.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제8권1호
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• pp.21-25
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• 2018

We developed nano-porous $TiO_2-SiO_2$ composites (commercial name : PTI, porous titania insulator) with low thermal conductivity as thermal insulating material as well as function of photocatalyst. The objectives of this paper are, firstly, to evaluate of the thermal conductivity of the PTI powder in the temperature range from -160 to $250^{\circ}C$, secondly to evaluate of thermal conductivities of insulation materials that is applied PTI powder. The structure of the PTI powder that has the pores size of 20-30 nm and the particle diameter of 2-10 nm. The PTI had a high surface area of $400m^2/g$ and a mean pore size of $45{\AA}$, which was fairly uniform. The thermal conductivity was measured by GHP(guarded hot plate) method and HFM(heat flux method). The PTI structure is a three-dimensional network nano-structures composed by a pearl-necklace that involved a precious stone in the center of the necklace. The thermal conductivities of PTI-PX powder by the GHP and HFM were 0.0366 W/m.K, 0.0314 W/m.K at $20^{\circ}C$, respectively. This is similar to values that are proportional to the square of the absolute temperature of the thermal conductivity of static air. The thermal conductivities of insulating sheets coated with PTI powder were similar results with that of the PTI powder.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.111-118
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• 2019

본 연구에서는 비정질강섬유의 혼입이 초고강도콘크리트의 폭렬특성에 미치는 영향이 실험적으로 검토되었다. 콘크리트는 압축강도 100과 150 MPa의 초고강도콘크리트가 사용되었다. 폴리프로필렌섬유는 0.15 vol%, 비정질강섬유는 0.3 및 0.5 vol%가 혼입되었다. 시험체는 콘크리트의 압축강도와 섬유혼입 조건에 따라 6수준이 제작되었고, ISO-834 가열곡선에 의해 가열되었다. 결과로써 폴리프로필렌섬유와 비정질강섬유가 혼입된 초고강도콘크리트의 폭렬제어에 있어서는 용융된 폴리프로필렌섬유가 형성하는 공극네트워크를 통해 수증기가 이동하는 효과가 지배적인 것으로 나타났다. 또한, 비정질강섬유 0.3v ol% 혼입률에서는 폭렬제어에 큰 영향을 미치지 않지만, 0.5 vol%의 비정질강섬유가 혼입될 경우에는 수증기가 이동할 수 있는 균열의 발생이 억제됨으로써 콘크리트 폭렬의 원인으로 지적되고 있는 수분막힘층(moisture clog)가 형성될 가능성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제12권2호
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• pp.81-90
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• 2020

Sialic acid, which is contained in about 60-160 mg/kg in the edible bird's nest (EBN), is known to facilitate in the proper formation of synapses and improve memory function. The objective of this study is to extract effectively the sialic acid from edible bird's nest using affinity bead technology (ABT). After preparing the non-polar polymeric bead "KJM-278-28A" having a porous network structure, and then desorbed sialic acid was concentrated and dried. The analysis of the physicochemical properties of bead "KJM-278-28A" showed that the particle size was 400-700 ㎛, the moisture holding capacity was 67-70%, the surface area (BET) was 705-900 ㎡/g, and the average pore diameter 70-87 Å. The adsorption capacity of the bead "KJM-278-28A" for sialic acid was shown a strong physical force to bind sialic acid to the bead surface of 400 mg/L. In addition, as a result of analyzing the adsorption and desorption effects of sialic acid on water, ethanol, and 10% ethanol on the bead, it was confirmed that desorption effectively occurs from the beads when only ethanol is used. As a result of HPLC measurement of the separated sialic acid solution, a total of four sialic acid peaks of N-acetyl-neuraminic acid (Neu5Ac), α,β-anomer of Neu5Ac and N-glycoly-neuraminic acid were identified. Through these results, it was confirmed that it is possible to separate sialic acid from EBN extract with efficient and high yield when using ABT.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.167-178
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• 2008

본 연구에서는 실제 풍화토 사면에 대하여 침투해석과 안정해석을 수행하여 강우에 따른 사면의 붕괴를 재현하였다. 불교란시료를 채취하여 불포화토 물성을 실험적으로 직접 획득하여 실제 강우량에 의하여 침투해석을 수행한 결과, 토사층과 암층의 경계부를 중심으로 간극수압이 증가하는 경향이 나타났다. 또한 안정해석을 수행한 결과 안전율이 1.0미만으로 감소하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다. 또한 설계 강우강도에 의하여 침투해석을 수행한 결과 선행강우 및 강우기간에 따른 침투효과를 고려하기 곤란하였다. 이로 인하여 토사층의 수두변화가 크게 발생하지 못하였고 사면의 안전율이 1.0이상으로 나타났다. 또 다른 붕괴 사면의 경우에는 불포화토의 정수들을 인공신경망기법으로 추정하였다. 침투해석 결과 토사층과 연암층 경계부를 중심으로 포화대가 뚜렷하게 형성되었으며 이로 인하여 토사층의 안전율이 1.0미만으로 감소하였다. 이러한 기법을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권5호
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• pp.507-512
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• 2017

초음파에 의한 전분입자 내 다공구조의 조절 가능성을 검토하기 위하여 초음파 처리조건에 따른 옥수수전분의 물성변화와 글루코아밀레이스에 의해 생성되는 표면 기공의 특성을 조사하였다. 손상전분 측정실험과 및 X-선 회절분석을 통하여 전분입자의 결정성 구조는 초음파 처리조건에 따라 제한적으로 손상되는 것이 확인되었다. 신속점도분석기로 측정한 전분의 페이스팅 점도는 초음파처리에 감소하여 초음파에 의해 전분분자의 polymer network이 약화되는 것으로 판단된다. 전분의 유지흡수는 초음파 10분처리의 경우 초음파 세기가 높을수록 증가한 반면, 전분 손상도가 상대적으로 높은 30분과 50분 처리에서는 오히려 감소하는 양상을 나타내었다. 전분입자 표면은 초음파의 전단력으로 인해 마모되어 처리시간이 길어질수록 손상 정도는 증가하였으나 초음파에 의한 기공 생성은 관측되지 않았다. 글루코아밀레이스 반응시간에 따른 전분표면의 기공 특성 관측결과, 반응초기 초음파처리 전분의 표면에는 무처리 전분 보다 더 많은 미세기공이 생성되었으며 효소반응에 따라 그 크기와 깊이가 확장되어 5시간 반응에서 다공성의 전분입자 형태를 나타내었다. 반면 효소반응 10시간 이후에는 과도한 가수분해로 인한 입자의 형태 파손이 관측되었다. 이상의 결과에 따라 전분입자는 초음파에 의한 표면과 일부 결정성 영역의 손상으로 글루코아밀레이스의 반응이 초기에 빠르게 진행되어 더 많은 미세기공이 입자표면에 생성됨에 따라, 초음파처리 전분의 다공성은 무처리 전분에 비해 증가하는 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권9호
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• pp.636-642
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• 2013

광촉매인 나노크기의 산화아연(ZnO)과 흡착기능의 지지체인 Laponite, 결합제인 poly vinyl alcohol (PVA)를 혼합하여 붕산(boric acid)과 가교반응(crosslinking)을 통해 흡착과 광분해가 동시에 발생하며 회수가 불필요한 nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼을 개발하였다. ZLP 광촉매 흡착볼 제작을 위한 최적의 배합비는 Nano-ZnO:Laponite:PVA:deionized water의 구성비가 3:1:1:16 (by weight)으로 도출되었으며, PVA가 붕산과의 가교결합을 통해서 다층의 망(mesh network)과 막(film)을 형성하여 Laponite의 팽윤과 ZnO의 탈리 현상을 억제하는 것으로 사료된다. 수중안정성을 개선하고 비표면적을 높이기 위한 최적의 건조방법은 microwave를 활용하는 방법이며, SEM과 TEM의 분석을 통해 다양한 크기(55~500 ${\mu}m$)의 공극(pore)이 분포하며 ZnO의 균질한 분포를 확인할 수가 있었다. 메틸렌블루 광분해 특성은 반응 초기(40분)에는 Laponite와 메틸렌블루의 이온결합에 따른 흡착제거가 주요 제거 기작이며, 메틸렌블루의 흡착이 포화상태에 도달 후 광분해를 통한 제거가 발생함을 확인하여 흡착과 광분해가 동시에 발생하여 수중에 용해된 메틸렌 블루를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 짧은 시간에 흡착과 광분해가 동시에 진행되어 난분해성 오염물질을 효과적으로 제거하는 광촉매 흡착볼의 제작이 가능하며, 나노물질의 탈리로 인해 발생하는 환경 및 수용체에 미치는 위해성도 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제31권4호
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• pp.373-386
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• 2015

본 연구는 문화재 복원용 일반 경화형 Epoxy계 수지 Araldite$^{(R)}$ AY103-1/HY956의 온도 스트레스에 의한 열화특성을 고찰하였다. 인장강도 및 압축강도는 $34{\sim}45^{\circ}C$에서 6,480시간까지 증가하여 내구성의 열화는 발생하지 않았다. 외부 응력 및 온도에 대한 안정성은 인장강도에 비해 압축강도가 우수하여, 복원 재료의 강도 특성 및 응력 상태를 고려한 보존처리 방침의 수립이 요구된다. 인장전단 접착강도는 $40{\sim}60^{\circ}C$에서 4,320시간까지 감소하여 접착 특성의 열화가 발생하였으나 특성 변화는 비교적 작았다. 도자기와 같은 다공성 시스템의 경우 Pore Network 등 피착재의 계면특성이 접착제의 성능 변화에 관여하므로, 항온 항습에 의한 보존 환경 관리가 중요할 것으로 판단된다. 광택도는 $34{\sim}45^{\circ}C$에서 6,480시간까지 감소하였고, 색차는 증가하여 광학 특성의 열화가 발생하였다. 광택 안정성은 우수하였으나, 색상 안정성은 취약하여, 향후 광학 특성 개선을 위한 노력이 재고되어야 한다. 특히 전시 유물의 경우 조명 및 태양 광선에 의해 대상 유물 및 복원 재료의 표면 온도 상승이 우려되므로, 노출 환경에 따른 물성 변화를 최소화할 수 있는 선제적 보존 대책이 수반되어야 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.135-141
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• 2020

실리카-벤젠 에어로겔은 균일하고 정렬된 네트워크 기공 구조, 개선된 기계적 특성을 갖도록 합성되었다. 실리카 에어로겔의 기계적 특성을 향상시키기 위해 유기물을 첨가하는 것이 일반적인 방법이지만, 기공 특성이 유-무기 상분리 현상으로 인해 감소한다. 본 연구에서는 실리카 기반 에어로겔의 기공 특성을 유지하면서 동시에 기계적 물성을 높이기 위해 간단하고 저렴한 방법을 사용하였다. 기공 및 기계적 특성에 대한 하이드록실 결합수의 영향을 연구하기 위해 두 가지 유형의 벤젠 브리지 전구체를 사용하였다. 다공성 실리카 에어로겔은 간단하고 비용-효율적이며 무공해인 졸-겔방법으로 제조되었다. 최종적으로 제조된 실리카-벤젠 에어로겔은 추가적인 silylating reagents없이 우수한 기공 특성, 높은 비 표면적(1,326 ㎡/g), 다공성 구조 및 소수성(>140°)을 가졌다. 일부 샘플(2T4)의 경우 기계적 강도는 순수 실리카 에어로겔의 5 배 이상을 보였다.