본 연구그룹에서는 투명 전도성 기판이 필요 없는 광감응형 전기변색 소자를 개발하였다. 이전의 연구에서 백금 촉매 적용에 의한 빠른 착색 및 탈색을 확인하였고, 저온소성형 WO3졸과 TiO2 졸을 적용하여 플렉시블 필름형 소자를 구현하였으나, 이러한 소자가 4~5 시간 동안 태양광에 노출될 경우 과착색 되어 암막상태에서도 탈색이 되지 않는 현상을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 과착색 현상을 해결하기 위하여 광감응형 전기변색 소자의 전해질에(4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (TEMPOL)을 첨가하였다. TEMPOL을 첨가제로 사용한 광감응형 전기변색 소자의 경우 4시간 이상 햇빛에 노출되어도 과착색이 되지 않고, 가역성이 크게 향상되는 것을 확인하였다. 다양한 농도의 TEMPOL을 적용하여 가시광 투과율 변화 및 착/탈색 속도를 비교하였고, 에너지 레벨 관점에서 가능한 TEMPOL의 과착색 방지 메커니즘을 제시하였다.
본 논문에서는 용액 기반의 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano-tube)를 전자기기의 전도성 소재로 사용하기 위하여 쉽고 빠르게 형성하는 방법에 대해 연구하였다. 이를 위해 스핀 코팅 방법 및 아르곤 상압플라즈마 공정을 적용하여 글라스 위에 CNT 박막 코팅을 진행하였다. 코팅 횟수에 따른 전기적, 물리적 특성 변화를 관찰하기 위하여 1회부터 5회까지 동일한 방법으로 형성된 샘플을 제작하였고, 각 샘플에 대해 표면 형상, 반사도, 투과도, 흡수율 및 표면 저항을 측정하였다. 현미경을 이용하여 관찰했을 때 횟수가 늘어날 때 글라스 상에 검은 형상이 더 잘 관찰되며, 특히 스핀코팅에 의해 가운데 영역이 더 검게 관찰되는 것을 알 수 있다. 코팅 수가 증가함에 따라 측정 파장의 전 영역에서 투과도는 감소, 반사도 및 흡수율은 증가하였다. 또한, 파장이 감소함에 따라 투과율은 감소, 반사도 및 흡수율은 증가한다. 전기적인 특성의 경우, 2번 코팅했을 때 전도도가 상당히 향상됨을 확인할 수 있었으며, 추가 코팅에 의해서 전도도 감소가 관찰되지만, 큰 변화를 보이지는 않았다. 결론적으로 CNT를 투명전극으로 대체하기 위해서는 반사도 및 전기전도도를 함께 고려하여 코팅 횟수를 고려해야 하며, 2회가 최적임을 알 수 있다.
Transparent ZnO (100 nm thick) and ZnO/Ti/ZnO (ZTZ) films were prepared with radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputtering on the glass substrate at room temperature. During the ZTZ film deposition, the thickness of the Ti interlayer was varied, such as 6, 9, 12, and 15 nm, while the thickness of ZnO films was kept at 50 nm to investigate the effect of the Ti interlayer on the crystallization and opto-electrical performance of the films. From the XRD pattern, it is concluded that the 9 nm thick Ti interlayer showed some characteristic peaks of Ti (200) and (220), and the grain size of the ZnO (002) enlarged from 13.32 to 15.28 nm as Ti interlayer thickness increased. In an opto-electrical performance observation, ZnO single-layer films show a figure of merit of 1.4×10-11 Ω-1, while ZTZ films with a 9 nm-thick Ti interlayer show a higher figure of merit of 2.0×10-5 Ω-1.
한미보석감정원은 최근에 5개의 투명한 합성 모이사나이트를 검사했다. 그 샘플들은 라운드 브릴리언트 컷의 무색, 핑크, 황색, 청색, 적색 컬러와 0.93~0.96 ct 중량을 가지고 있었다. FT-IR과 Raman 분석 결과 합성 모이사나이트임을 확인하였고, 확대검사 결과 무색을 제외한 나머지 샘플에서 코팅의 흔적이 발견되었다. EDXRF 분석 결과 무색 샘플을 제외한 모든 샘플의 코팅부분에서 Ca, Ti, Co의 미량원소가 검출되었다. 무색 샘플의 Raman 분석에서 탄소 원자의 sp3 bonding에 의해 생성되는 1332 cm-1 또는 graphite와 관련된 sp2 bonding에 의해 생성되는 ~1550 cm-1는 발견되지 않았다. 무색 샘플의 SEM 이미지에서도 코팅의 흔적은 발견되지 않았으나, TEM 이미지에서 3~8 nm의 코팅층의 존재가 발견됐다. EDX line 프로파일과 EDX elements map을 통해 무색 샘플의 코팅층을 구성하는 원소는 C, Si, O로 추정된다.
마늘의 주아(珠芽)재배를 통한 우양종구(優良種球) 생산과 생산비 절감 방안을 구명하기 위하여 1996년 가을부터 1998년 여름까지 경상북도(慶尙北道) 의성군(義城郡) 안계면(安溪面)에 위치한 안계종합고등학교(安溪綜合高等學校) 실습포장에 '의성(義城)'종(種)을 사용하여 주아(珠芽)의 채취시기, 주아(珠芽)의 재배방법과 주아(珠芽)재배에서 생산된 통마늘의 생육 및 수량성을 비교분석한 결과는 다음과 같다. 화경출현 15일 이후의 주아(珠芽)는 종구(種球)생산용으로 이용가능하나 채취적기는 마늘 수확직전이었다. 주아(珠芽)재배시 비닐피복 효과는 백색 PE 멀칭이 흑색비닐에서보다 현저히 좋았고, 백색비닐의 피복 및 제거 시기별로는 비닐피복은 파종직후 보다 파종 30일후, 비닐제거는 수확직전보다 4월 하순에 실시하는 것이 수확개체수가 많아 효과적이었다. 시비방법에서 석회(l50kg)와 퇴비(3,000kg)만을 시용한 구가 금파(金肥)의 관행시비구와 질소 및 가리 50% 증시구(增施區)에서보다 출현 및 생육이 양호하였고 수량성이 높게 나타났다. 파종 방법은 주아(珠芽)의 조파(早播)보다 총포파종(總苞播種)이나 모아심기에서 출현율이 높았고, 수확개체수가 많았을뿐 아니라 노동력이 56~61% 절감되었다. 주아(珠芽)재배에서 생산된 통마늘과 인편(鱗片)의 크기별 생육 및 수량성 비교에서 통마늘이 일반 인편(鱗片)마늘보다 생육이 양호하였고, 바이러스 감염율도 현저히 낮았으며, 수량은 95% 증수되었다. 통마늘의 구(球)가 클수록 생육이 좋았고, 수량성이 높은 경향이었다. 통마늘의 재식거리는 $15{\times}10cm$에서 보다 $20{\times}10cm$에서 수량이 증수되었다. 주아(珠芽)재배 l년차에서 분화된 인편(鱗片)마늘의 수량도 일반 인편(鱗片)마늘(1,071 kg/l0a)에서 보다 46% 증수되었다.
한반도 남부 일대에서 자생하는 황칠나무(Dendropanax morbifera Lev.) 수액으로부터 추출한 천연 도료인 황칠도료(Korean Dendropanax lacquer)는 예로부터 귀중한 예술품이나 투구, 화살, 활 등의 전쟁도구를 찬란한 황금색으로 도장하는데 사용되어 왔다. 경화 후 황금색의 투명한 도막을 형성하여 우수한 색상특성을 지니고 있을 뿐만 아니라 내후성, 내수성, 내식성 등이 우수하여, 보호도장으로써도 훌륭한 가치를 지니고 있다. 그러나 이러한 많은 장점에도 불구하고, 현대적인 여러 적용분야에 사용되지 못하고 있는 이유는 황칠도료의 생산량이 적고, 이로 인하여 가격이 매우 고가이고, 장시간의 경화시간이 소요되는 문제도 큰 원인으로 작용하고 있다. 한편 황칠 내에 광중합이 가능한 conjugated diene을 포함한 모노머가 있으며, 이러한 모노머는 일광 조사 조건등에 의하여 짧은 시간에 단단하고 황금색을 띠는 도막을 형성할 수 있음이 보고된 바가 있다. 따라서 본 연구에 서는 전통적인 황칠도료의 경화방법을 개선하고 경화속도를 촉진하기 위하여, 열개시제를 도입하여 열경화를 촉진하는 방법과 열개시제 및 광개시제를 동시에 도입하고 이중경화(dual curing)에 의해서 경화속도를 촉진하고자 하였다. 이러한 경화 속도 및 경화 거동은 적외선분광분석기(FT-IR)을 이용하여 -C=C- 이중결합 특성피크의 변화를 관찰하거나, 진자경도계(pendulum hardness tester)를 이용하여 표면 경도의 변화를 관찰함으로써 평가하였다. 또한 강체진자물성측정기(RPT)에 spot UV curing 장비를 도입하여 이중경화에 의한 경화 속도 진을 평가하였다. 본 연구의 결과 열개시제에 의하여 열경화가 촉진될 수 있을 뿐만 아니라, 이중경화에 의하여 경화속도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 황칠도료 경화 속도 촉진 방법을 활용하여 전통적인 역에만 사용되어온 황칠도료를 현대적인 여러 적용분야에도 확대하여 사용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
단옥수수의 수량을 상품성 있는 이삭수, 이삭무게, 이삭 크기별 시장가격을 적용한 조수입으로 평가하였을 때 이들 수량평가방법의 결과를 비교하기 위하여 단옥수수 품종 Golden Cross Bantam 70을 질소시비량(0, 5, 10, 15, 20kg/10a)을 달리하여 0.03mm 투명 P.E. film 피복하에서 재배하였다. 출아후 30일과 44일에 초장과 분벽수를 조사하였고, 이삭조사는 출사후 25일에 수확하여 포엽을 제거한 후 이삭의 수, 크기, 무게를 조사하고 무게별 이삭수, 10a당 상품성 있는 이삭수, 이삭무게, 조수입을 조사하였다. 1. 초장, 간장, 착수고, 분벽수는 질소시비량이 많을수록 증가하고 출사기는 1-2일 빨랐다. 2. 수확기의 주간 엽면적지수는 1.5-1.9이었으며, 질소시비량이 많을수록 증가하였다. 3. 이삭의 질소함유율은 지비량간에 차이가 없었으나 경엽의 질소함유율과 총질소흡수량은 질소시비량이 많을수록 증가하였다. 그러나 질소이용율은 질소시비량이 많을수록 감소하였다. 4. 상품성있는 이삭은 도매시장가격에 따라 상품(포엽 제거한 무게 150g, 포엽 포함한 무게 350g이상)과 중품(포엽 제거한 무게 100-150g, 포엽 포함한 무게 180-230g)으로 분류하였다. 가격은 출하시기, 상품의 품질 및 년차에 따라 현저히 달랐다. 5. 상품성있는 이삭이 평균 길이, 굵기, 무게는 질소시비량간에 차이가 없었다. 6. 포엽을 제거한 이삭무게가 150g 이상인 상품비율과 10a당 100g 이상의 상품성있는 이삭수, 이삭무게, 크기별 가격과 이삭수를 고려한 조수입은 질소시비량이 많을수록 증가하였다. 7. 10a당 상품성있는 이삭수, 이삭무게, 크기별 가격과 이삭수를 고려하여 계산한 조수입간에는 고도로 유의한 정의 상관이 있었다. 그러나 질소시비량이 많을 때 상품성있는 이삭수와 무게로 수량을 평가하면 조수입보다 다소 과소평가되었다. 8. 이삭을 수확한 후 경엽의 건물수량은 740-963kg/10a으로 질소시비량이 많을수록 증가하였으며, 건물함량은 20.8-24.5%이었다. 9. 흑조위축병은 11.8-15.0% 리병되었으나 질소시비량간에는 차이가 없었다.
통풍과 차양이 하절기 옥외공간에서 인간이 느끼는 온열쾌적성에 어떤 영향을 미치는지를 객관적으로 검증하기 위하여 통풍과 차양을 달리한 실험구를 조성하고 흑구온도와 기온 및 풍속을 측정하여 평균복사온도를 환산하여 비교 분석하였다. 미기후 측정을 위하여 개방된 잔디밭에 철제 각관을 이용하여 가로${\times}$세로${\times}$높이가 각각 $3m{\times}3m{\times}1.5m$인 프레임을 구성하고, 투명 폴리에틸렌 필름과 농업용 차광막을 이용하여 통풍과 차양의 조건을 달리한 네 가지의 실험구를 조성하였다. 각 실험구 내 중심부 지면으로부터 1.2m 높이에서 베인형 풍속계와 흑구, 측온저항체(PT-100)를 이용하여 2011년 5월 1일부터 동년 9월 30일까지 풍속과 기온, 흑구온도를 매 분 단위로 계측하였다. 기상조건과 계측자료의 유효성 등을 고려하여 총 44일 동안의 13,262건의 자료를 바탕으로 실험구별 일중 시계열적 변화를 분석하였으며, 낮 시간에 해당되는 오전 7시부터 오후 8시까지의 7,172건의 자료를 바탕으로 실험구에 따른 통계적 차이를 해석하였다. 아울러 햇볕이 가장 강렬한 시간대인 오전 11시부터 오후 4시까지의 자료를 바탕으로 평균복사온도와 풍속 및 일사량과의 관계를 분석하였다. 평균복사온도를 기준으로 해석했을 때, 통풍이 차단된 노지에서의 측정기간 중 최고값이 $58.84^{\circ}C$까지 상승한 반면, 차양이 적용되고 통풍이 원할한 실험구의 최고값은 $42.94^{\circ}C$였다. 시험결과를 종합하면, 하절기 옥외공간에서 낮 동안의 평균복사온도에 있어서 차양에 의해서는 최대 $13^{\circ}C$, 평균 $9^{\circ}C$의 냉각효과가 발생한 반면, 방풍에 의해서는 반대로 평균 약 $3^{\circ}C$의 가열효과가 있는 것으로 정리되어, 통풍이 되지 않는 태양직사광 지역은 바람이 원활하게 통하는 그림자 지역 보다 최대 $16^{\circ}C$까지 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구를 통해서 하절기 옥외공간의 열쾌적성을 개선하는데 차양이 가장 중요하며, 그 다음이 통풍이라는 사실을 파악할 수 있었다. 따라서 옥외공간에 더 많은 녹음수와 숲을 조성하여 그림자 지역을 증가시킴으로써 인간의 하절기 옥외활동에 많은 제약을 주고 있는 불필요한 열에너지를 현격하게 저감시켜 쾌적한 미기후를 효과적으로 조성할 수 있으며, 나아가 정교하게 조성된 바람길이나 통풍 시스템을 적용한다면 도시 전체의 열환경도 효과적으로 개선할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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