• 한국재료학회지
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• 제31권12호
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• pp.665-671
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• 2021

A 1.8 ㎛ thick polycrystalline diamond (PCD) thin film layer is prepared on a Si(100) substrate using hot-filament chemical vapor deposition. Thereafter, its thermal conductivity is measured using the conventional laser flash analysis (LFA) method, a LaserPIT-M2 instrument, and the newly proposed light source thermal analysis (LSTA) method. The LSTA method measures the thermal conductivity of the prepared PCD thin film layer using an ultraviolet (UV) lamp with a wavelength of 395 nm as the heat source and a thermocouple installed at a specific distance. In addition, the microstructure and quality of the prepared PCD thin films are evaluated using an optical microscope, a field emission scanning electron microscope, and a micro-Raman spectroscope. The LFA, LaserPIT-M2, and LSTA determine the thermal conductivities of the PCD thin films, which are 1.7, 1430, and 213.43 W/(m·K), respectively, indicating that the LFA method and LaserPIT-M2 are prone to errors. Considering the grain size of PCD, we conclude that the LSTA method is the most reliable one for determining the thermal conductivity of the fabricated PCD thin film layers. Therefore, the proposed LSTA method presents significant potential for the accurate and reliable measurement of the thermal conductivity of PCD thin films.

• 청정기술
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• 제16권4호
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• pp.245-253
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• 2010

대구경 강관 표면 보호를 위해 사용되는 필라멘트 와인딩 공정에 불포화 폴리에스터 (unsaturated polyester: UP)를 이용한 자외선 (ultraviolet) 경화 방법을 적용하고자, UP를 이용한 최적의 UV 경화 조건을 찾아보았다. 기존의 유기계 과산화물을 개시제로 사용한 열경화 방법에서는 개시제의 불안정성, 휘발성 유기물 발생, 열에 약한 대상물질의 변형 등 문제점이 발생하므로 이에 대한 개선책으로 UV 경화방법을 시도하였다. UV 경화에 사용되는 다양한 개시제 중에서 비교적 침투력이 높아서 두꺼운 고분자 층 형성이 가능한 개시제 2 종(Irgacure 819 및 Darocure 1173)을 선정하여 이들의 조합비율에 따라 경화된 UP 고분자에 대한 열역학적, 기계적 물성을 비교 분석하여 우수한 경화조건 (개시제 함량 1.5 phr, 혼합 비율 1:1.2, UV 램프로는 갈륨램프)을 찾아내었다. 또한 UP 광경화수지의 경도, 충격강도, 굴곡강도 향상을 위해 유리섬유를 수지 내에 적층하여 복합재료를 제조하고 이들의 특성을 비교한 결과 충격강도가 매우 향상되었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제23권1호
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• pp.84-87
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• 2024

A water sterilization system is developed utilizing a 275 nm-wavelength LED light source equipped with a TIR lens. The system's light source is constructed by combining a 275 nm-wavelength UVC LED, known for its germicidal properties, with a TIR lens having a direction angle of 6.8 degrees. The optical simulation software 'LightTools' is employed to design and optimize the intensity of deep ultraviolet sterilizing light irradiation, its distribution, and sterilization capacity. In the inactivation experiment with E. coli, the water sterilizer system achieved a sterilization rate of 78.92 % while maintaining a water flow capacity of 50 L/min. Compared to the conventional mercury lamp light source water sterilizer system, the UVC LED water sterilizer system addresses environmental concerns related to mercury usage and offers advantages in terms of lifespan and durability.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.304-309
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• 2015

해양에서 기름 유출 사고로 인한 오염도를 정량적으로 평가하기 위해서, 사고 현장에서 기름을 직접 탐지할 수 있는 센서의 적용이 필요하다. 여러 형태의 기름 탐지 센서 중에서, 기름 성분에 의한 형광 현상(fluorescence)을 탐지 원리로 하는 센서는 해수 중에 존재하는 기름의 농도를 측정할 수 있으므로 효용성이 높은 장점을 갖고 있다. 그러나 이런 종류의 센서는 기름의 형광 현상을 야기시키기 위해서, 수은 램프(mercury lamp)와 같은 자외선 광원(ultraviolet light source)이 필요하고 다양한 종류의 광학 필터와 광전증배관(photomultiplier tube, PMT)과 같은 광학 센서가 주로 사용된다. 이러한 이유로 형광 측정을 기반으로 하고 있는 센서는 측정 플랫폼의 크기가 크기 때문에 현장에서 원활히 사용하기에 한계가 있으며, 고가의 부품들이 집적되어 있어, 센서의 가격이 높은 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 논문에서는 소형의 크기와 가격 경쟁력을 갖고 있는 형광 광도계 기반의 기름 탐지 센서를 설계하는 방법에 대해서 제시하였다. 형광 광도계의 설계 인자를 파악하기 위한 방법으로, 본 연구에서는 5종의 원유 샘플과 3종의 정제유를 이용하여, 기름의 여기 스펙트럼(excitation spectrum)과 발광 스펙트럼(emission spectrum)을 측정하였다. 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 측정을 위해서는 형광 분광기(fluorescence spectrometer)를 이용하였고, 측정된 스펙트럼 자료를 분석하여 형광 광도계(fluorimeter) 설계에 필요한 유종에 따른 공통 스펙트럼 파장 대역을 도출하였다. 본 실험을 통해서 모든 종류의 기름 샘플의 경우, 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 최고 값을 갖는 파장의 차이는 약 50 nm인 것으로 파악되었다. 실험 중에서, 여기광의 파장을 365 nm와 405 nm로 고정하였을 경우, 280 nm와 325 nm로 고정하였을 경우에 비해서 최대 발광(emission)의 세기가 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 형광 광도계의 광원 파장을 365 nm 또는 405 nm로 사용할 경우, 광학 센서의 민감도(sensitivity)가 발광되는 빛의 세기를 측정할 수 있도록 설계에 반영해야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 실험에서 도출된 결과를 통해서, 기름 탐지를 위한 형광 광도계의 광원, 광학 센서 그리고 광학 필터의 유효 파장 대역을 선택하는데 필요한 설계 인자를 파악할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.241-249
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• 2000

난분해성 폐수인 사진현상폐수의 $UV/H_2O_2$ 및 $H_2O_2$의 고급산화에 의한 오염물질의 제거 실험을 실시하였다. $UV/H_2O_2$ 산화에서 $H_2O_2$의 분해로 $OH^-$ 라디칼이 발생되는데 파장 190~300 nm의 UV가 반응의 촉매 역할을 한다. $OH^-$ 라디칼은 수명은 짧으나 강력한 산화력을 갖고 있는데, 이 산화력은 폐수처리에서 폐수나 액상 폐기물의 유기물질을 제거하는데 이용된다. 본 연구에서 기존의 tube형 반응조의 단점을 보완한 UV-자유반사 반응조를 제작하여 사용하였으며 UV원으로는 수은 고압램프가 이용되었다. 본 실험에서는 반응시간과 $H_2O_2$ 주입량 및 pH 변화에 따른 오염물의 처리효율의 변화를 조사하였는데 $H_2O_2$의 주입량이 증가할수록 처리효율이 높았으나 그 차이는 미미하였으며, pH 8에서 보다는 3에서 처리효율이 약간 높았으나 그 차이 역시 크지 않았다. 본 연구에서 사진현상폐수 처리의 적정 운전조건은 pH 8, $H_2O_2$ 주입량은 유입수의 COD를 기준으로 한 1.3배 화학량론적 주입으로 나타났는데, 5시간의 처리에서 $COD_{Cr}$, TOC 및 색도의 제거효율은 각각 약 47.5%, 75.0% 및 91.5%로 나타났다. 반응 후 생분해성의 지표인 BOD/COD 비는 초기 0.04에서 0.21로 약 5.3배 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.321-327
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• 2020

최근 2년간 군 기동화력장비의 엔진 생산 공정 중에 발생한 주요 품질문제 중에는 엔진오일 누유가 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 이를 최소화하기 위해서는 엔진오일 누유에 대한 근본적인 원인 파악과 다빈도로 발생되는 누유 부위에 대한 파악이 필요할 뿐만 아니라 더 나아가 품질비용 감소를 위해서는 엔진 조립 및 검사공정에서 누유에 대한 사전식별이 필요하다. 본 연구에서는 형광염료가 주입된 엔진오일을 통하여 누유를 가시화하고 엔진오일 누유 현상에 대한 식별성을 증대시켜 군 기동화력장비 엔진의 생산품질을 향상시키고자 하였다. 이를 위하여 기존에 사용하는 엔진오일과 형광염료가 주입된 엔진오일의 특성분석을 통하여 대체 가능성에 대해 검토하였으며 엔진오일 주입 공정과 누유검사 공정을 개선하여 엔진오일 누유에 의하여 발생할 수 있는 정비기간 및 시간을 최소화 시키고자 하였다. 최종적으로 본 연구결과를 토대로 군 기동화력장비 엔진의 신뢰도 확보 및 엔진 생산업체의 품질관리 능력 향상을 통하여 엔진 생산 공정간 발생할 수 있는 품질비용을 최소화 시킬 수 있다고 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제20권1호
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• pp.81-87
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• 2013

최근 국민의 생활수준이 높아지면서 건강과 먹거리에 대한 관심도 높아지고 있다. 따라서 항암효과나 항산화물질을 함유한 기능성 농산물이나 식품 등의 소비도 증가되고 있는 실정이다. 마늘은 항균, 항암, 항산화 등의 여러 가지 기능성 효과 때문에 건강 농식품으로 인정받고 있으며 꾸준히 소비가 되고 있는 농산물이다. 특히 마늘의 알리신 성분의 증폭을 위해 최근 연구되고 있는 광 조사에 의한 알리신 성분 향상에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 도출한 연구의 결론은 다음과 같다. 깐 마늘에 형광등, 컬러등(녹색, 황색, 청색, 적색), 자외선등(UV-A, UV-B, UV-C) 등을 다양한 조건으로 조사 했을 때, 알리신 성분의 함량이 가장 많이 증가한 처리구는 UV-B 자외선등으로 700 mm 광원 거리에서 15초 동안 조사한 $0.129W/m^2$ (40 W) 강도의 처리구와 적색등의 700 mm 광원 거리에서 24시간 동안 조사한 126 lx (40 W) 조도의 처리구이며, 각각의 알리신 함량 변화는 $15.15{\pm}0.25mg/g$ 과 $15.15{\pm}0.34mg/g$ 으로 나타나 대조구에 비해 10%의 증폭효과가 나타났다. 또한 이들 두 처리구에 대해 광 조사 처리를 하지 않은 마늘과의 유의성 검증 결과, 5% 이하의 유의수준에서 광 조사 미처리구에 비해서 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서, 이러한 광조사 처리에 의한 마늘의 알리신 등의 기능성 성분이 증폭될 수 있는 것으로 판단되며, 대량으로 마늘의 기능성을 향상 시킬 수 있는 처리장치의 개발 등으로 산업화 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제11권3호
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• pp.123-128
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• 2005

$TiO_2$는 금속 산화물의 일종으로서 자체가 가지고 있는 물리화학적 안정성, 무독성, 탁월한 유기물의 산화분해력 등으로 인해 저농도의 환경 유해물질 정화 분야로 응용이 활발히 연구되고 있는 반도체 물질이다. 그러나 $TiO_2$는 자외선 영역대(${\lambda}$ < 387 nm, 태양광의 2.7%가 UV)의 빛을 통해서 활성을 나타내고, 여기된 전자의 빠른 전자-정공 재결합속도로 인해 광 효율이 저하되는 단점을 갖는다. 따라서 광 감응 파장대를 넓히고 재결합속도를 길게 함으로써 광효율을 높이고, 광촉매 활성을 증대하는 방향으로 연구의 초점이 모아지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 광촉매의 광 감응 파장대를 가시광선 영역으로 확대함과 동시에 여기된 전자와 정공의 재결합시간을 연장하기 위하여 백금(Pt)이 광침적(photodeposition)된 탄소(C) 도핑 $TiO_2$를 제조하였다. 제조한 $Pt-C-TiO_2$의 특성은 전자투과현미경(Transmission Electron Microscopic; TEM), 질소흡탈착법(Brunauer-Emmett-Teller method; BET), X-ray 회절 분석법(X-ray Diffractometer; XRD), 분광 산란 광도계(UV-visible diffuse reflectance spectroscopy; UV-Vis DRS), X-ray 광전자 광도계(X-ray Photoelectron Spectroscopy; XPS)를 통하여 살펴보았다. $Pt-C-TiO_2$의 광촉매 활성을 검증하기 위하여 아조 계열의 붉은색 염료인 Acid Red 44 ($C_{10}H_7N=NC_{10}H_3(SO_3Na)_2OH$)의 광분해 실험을 수행하였다. 광원은 Xe arc 램프(300 W, Oriel)를 사용하였으며 420 nm 이하 제거 필터를 사용하여 가시광 영역대의 빛만을 조사되도록 하였다. 그 결과, 제조한 $Pt-C-TiO_2$는 가시광선 하에서 사용제품과 비교하여 월등히 뛰어난 분해력을 보이며 $C-TiO_2$의 활성을 한 층 더 향상시킴을 확인하였다. 이는 무한 에너지 자원인 태양광을 이용한 염료 폐수 정화 시스템 응용으로의 유용한 결과라 할 수 있겠다.

• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.534-539
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• 2006

크립토스포리디움은 염소내성이 매우 강해 일반적인 표준정수처리공정의 소독으로는 제거가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 오존 및 UV를 이용한 단위소독공정에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였으며, 또한 오존을 이용한 고도산화처리 파일럿에서는 세포배양법을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였다. 오존 소독연구는 50 mL 용량의 piston type batch reactor에서 용존오존을 자동적으로 측정해주는 flow injection analysis (FIA) 시스템을 이용하여 실험한 결과, 1 log 제거에 필요한 CT값은 $25^{\circ}C$에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation에 의해 각각 약 1.8, 2.2 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log 제거에 필요한 CT값은 각각 약 3.2, 3.8 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났다. 또한 $5^{\circ}C$에서 크립토스포리디움 1 log 제거에 필요한 CT값은 DAPI/PI 방법에 의해 약 9.1 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log제거에 필요한 CT값은 14.8 $mg/L{\cdot}min$로 나타나, 같은 소독효과를 나타내기 위해서 저온에서는 상온에서보다 요존 요구량이 약 $4{\sim}5$배 정도 증가하여야 함을 확인하였다. 40 L규모의 오존 반응조를 이용한 파일럿 실험에서는 정수처리공정상 모래여과를 거친 물에 살아있는 크립토스포리디움을 접종한 것을 시료로 하여 연속적으로 흐르게 한 다음, 오존량을 변화시키고 체류시간은 5분으로 고정하여 불활성화를 평가하였다. 실험결과, 8 $mg/L{\cdot}min$의 CT값에서 DAPI/PI 및 excystation과 같은 생사판별법을 이용하였을 경우에는 약 0.2 log정도의 불활성화를 나타내었으며, 세포감염시험법을 이용하였을 경우에는 약 1.2 log정도의 불활성화를 나타냈다. 오존에 의한 크립토스포리디움의 소독능 평가에 단위공정 및 파일럿 실험 모두 2가지 생사판별법(DAPI/PI와 excystation) 사이에는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 생사판별법과 세포감염시험법 사이에는 현저한 차이를 나타내었는데, 이는 세포감염시험법으로 측정하는 sporozoite 및 merozoite로의 분화과정이 생사판별법이 근거한 세포벽의 구조와 기능 유지 보다 더 오존 소독에 더 민감함을 알 수 있었다. 파일럿 실험에서의 CT값이 piston batch reactor에서의 CT값 보다 낮게 나타난 것은 파일럿 실험에서 수작업으로 인한 용존 오존 측정이 정밀하지 못하여 IOD가 농도에 반영되지 않았고, 반응조 규모(50 mL vs 40 L) 및 형태(회분식 vs 연속식)의 차이에 기인하는 것으로 여겨진다. 한편, UV를 이용한 단위공정에서는 크립토스포리디움 1, 2 log 제거에 필요한 IT값은 $25^{\circ}C$에서 각각 DAPI/PI 방법에 의해 약 25, 50 $mWs/cm^2$로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서의 크립토스포리디움 1, 2 log제거에 필요한 IT값은 약 40, 80 $mWs/cm^2$로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$ 감소 시 약 60% 정도의 IT값이 더 필요한데, 이것은 저온에서는 약한 자외선을 발산하는 저압저출력 UV 램프의 특성 때문인 것으로 사료되었다.