• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제45권2호
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• pp.56-69
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• 2022

Silk is a unique natural biopolymer with outstanding biocompatibility, high mechanical strength, and superior optical transparency. Due to its excellent properties, silk has been widely reported as an ideal biomaterial for several biomedical applications. Recently, fluorescent silk protein, a variant of native silk, has been reported as a biophotonic material with the potential for bioimaging and biosensing. Despite the realization of fluorescent silk, the traditional degumming process of fluorescence silk is crude and often results in fluorescence loss. The loss of fluorescent properties is attributed to the sensitivity of silk fibroin to temperature and solvent concentration during degumming. However, there is no comprehensive information on the influence of these processing parameters on fluorescence evolution and decay during fluorescent silk processing. Therefore, we conducted a spectroscopic study on fluorescence decay as a function of temperature, concentration, and duration for fluorescent silk cocoon degumming. Sodium carbonate solution was tested for degumming the fluorescent silk cocoons with different concentrations and temperatures; also, sodium carbonate solution is combined with Alcalase enzyme and triton x-100 to find optimal degumming conditions. Additionally, we conducted a molecular dynamics study to investigate the fundamental effect of temperature on the stability of the fluorescent protein. We observed degumming temperature as the prime source of fluorescent intensity reduction. From the MD study, fluorescence degradation originated from the thermal agitation of fluorescent protein Cα atoms and fluctuations of amino acid residues located in the chromophore region. Overall, degumming fluorescent silk with sodium carbonate and Alcalase enzyme solution at 25 ℃ preserved fluorescence.

• Composites Research
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• 제21권6호
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• pp.1-7
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• 2008

본 연구에서는 염수환경이 고강성 탄소-에폭시 복합재의 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시편은 UPN139B 탄소-에폭시 복합재로 제작하였고, 3.5% 염수에 0, 1, 3, 6, 9, 12개월 간의 침수 후 면내 인장시험과 전단시험을 수행하였다. 실험에서 온도 조절과 같이 흡수 시간을 절약하기 위한 특별한 가속방법은 사용하지 않았다. 섬유방향 및 기지방향 인장강도와 강성의 경우 12개월 동안의 침수에도 불구하고 특별한 변화를 발견할 수 없었다. 반면 12개월 침수 후 전단강도와 강성은 염수에 노출되지 않은 시편에 비해 약 10% 내외의 감소를 보였다. 본 연구를 통하여 UPN139B가 우수한 섬유방향 강성과 내부식성으로 인하여 염수환경에서 외부수압에 의한 좌굴을 지지해야 하는 구조물의 설계에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.1-8
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• 2008

본 연구에서는 염수환경이 탄소-에폭시 복합재의 기계적 물성치에 미치는 영향을 살펴보았다. 시편은 USN125 복합재로 제작하였고, 3.5% 염수에 0, 0.5. 1, 2, 3, 6, 9, 12 개월간의 침수 후 면내 인장시험과 전단시험을 수행하였다. 실험에서 염수로부터 시편을 보호하기 위한 방수페인트나 시간을 절약하기 인한 특별한 가속방법은 사용하지 않았다. 섬유방향 및 기지방향 인장강도와 강성의 경우 12개월 동안의 침수에도 불구하고 특별한 물성치의 변화를 발견할 수 없었다. 반면 전단강도와 강성은 염수환경에 민감하게 반응하며. 12개월 침수 후의 물성치는 염수에 노출되지 않은 시편에 비해 전단강도 30%, 전단강성 46%의 저하를 보였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.111-112
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• 2023

With the development of cities, the density of the population is continuously increasing as buildings become larger and more high-rise, but since the Haeundae residential complex fire in Busan in 2010, there has been a growing need to meet the fire protection performance of buildings as large-scale fires continue to occur every year. On the other hand, fire doors, which are one of the fire protection performance of buildings, have been judged unqualified in 82% of cases when fire doors constructed on the actual site were inspected after completion. The reason for this is that paper honeycomb and glasswool, which are used as core materials for fire doors, absorb moisture, reducing thermal insulation performance, and sagging due to increased weight, leading to performance degradation due to warping in empty spaces. To overcome these problems, research is underway to apply lightweight aerated concrete, an inorganic material, as a core material. Therefore, in order to select a blowing agent that produces stable bubbles prior to the production of lightweight bubble concrete for application as a fire door inner core, this study examined the physical performance according to the type of blowing agent and dilution concentration, and the following conclusions were drawn. Compared to vegetable bubbles and independent bubbles, synthetic bubbles have 3~8% higher thermal conductivity than independent bubbles, but 3~6% lower slurry density than vegetable bubbles, and 2~13% higher compressive strength, which is thought to be an improvement of synthetic bubbles.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권5호
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• pp.481-492
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• 2023

The past earthquakes revealed the importance of the design of moment-resisting reinforced concrete framed structures with ductile behavior. Due to seismic activity, failures in framed structures are widespread in beam-column joints. Hence, the joints must be designed to possess sufficient strength and stiffness. This paper investigates the effects of fibers on the ductility of hybrid fiber reinforced self-compacting concrete (HFRSCC) when subjected to seismic actions; overcoming bottlenecks at the beam-column joints has been studied by adding low modulus sisal fiber and high modulus steel fiber. For this, the optimized dose of hooked end steel fiber content (1.5%) was kept constant, and the sisal fiber content was varied at the rate of 0.1%, up to 0.3%. The seismic performance parameters, such as load-displacement behavior, ductility, energy absorption capacity, stiffness degradation, and energy dissipation capacity, were studied. The ductility factor and the cumulative energy dissipation capacity of the hybrid fiber (steel fiber, 1.5% and sisal fiber, 0.2%) added beam-column joint specimen is 100% and 121% greater than the control specimen, respectively. And also the stiffness of the hybrid fiber reinforced specimen is 100% higher than the control specimen. Thus, the test results showed that adding hybrid fibers instead of mono fibers could significantly enhance the seismic performance parameters. Therefore, the hybrid fiber reinforced concrete with 1.5% steel and 0.2% sisal fiber can be effectively used to design structures in seismic-prone areas.

• 지질공학
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• 제34권1호
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• pp.25-38
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• 2024

본 연구에서는 해수와 산성증류수가 암석 풍화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 실내인공풍화가속실험을 수행하였다. 70℃의 해수와 산성증류수(pH 3)를 이용하여 총 45회의 동결-융해 실험을 통하여 5종의 유천층군 화산암에 대하여 화학적·물리적 풍화를 모사하였다. 실내인공풍화가속실험 15회와 45회에 각각 물리적 물성과 일축압축강도를 측정하여 풍화 진행에 따른 물성 변화를 추적한 결과, 물리적 물성의 열화는 대부분은 초기 15회 실험에서 발현되었으며, 산성증류수가 해수보다 물리적 물성 변화에 더 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 실내인공풍화가속실험에 따른 암종별 일축압축강도의 차이를 통계적으로 평가하기 위하여 분산분석법을 사용하였다. 45회 실험 이후의 대조군에 대한 실험군 시료의 일축압축강도의 감소율은 암종과 물리적 물성 변화 추이와 상관없이 유사하게 나타났지만, 물리적 물성 변화와는 달리, 산성증류수보다 해수가 일축압축강도 변화에 더 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권5호
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• pp.467-480
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• 2024

The mechanical properties and durability of concrete pavements may be degraded in extreme situations, resulting in the need for partial repair or total replacement. During the past few decades, there has been a growing body of research on substituting a portion of Portland cement with alternative cementitious materials for improving concrete properties. In this study, two different configurations of powdered and granulated blast furnace slag were implemented, replacing fine aggregates (by 12 wt.%) and Portland cement (by 0, 20, 40, and 60 wt.%) in the making of roller-compacted concrete (RCC) mixes. The specimens were fabricated to investigate the mechanical properties and durability specifications, involving freeze-thaw, salt-scaling, and water absorption resistance. The experimental results indicated that the optimum mechanical properties of RCC mixes could be achieved when 20-40 wt.% of powdered slag was added to concrete mixes containing slag aggregates. Accordingly, the increases in compressive, tensile, and flexural strengths were 45, 50, and 28%, in comparison to the control specimen at the age of 90 days. Also, incorporating 60 wt.% of powdered slag gave rise to the optimum mix plan in terms of freeze-thaw resistance such that a negligible strength degradation was experienced after 300 cycles. In addition, the optimal moisture content of the proposed RCC mixtures was measured to be in the range of 5 to 6.56%. Furthermore, the partial addition of granulated slag was found to be more advantageous than using entirely natural sand in the improvement of the mechanical and durability characteristics of all mixture plans.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.618-625
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• 2018

외부환경에 노출된 콘크리트 구조물은 사용기간 동안 시간의 경과함에 따라 여러 가지 환경적, 화학적, 물리적 요인들이 콘크리트 내부로 서서히 침투 및 확산되면서 콘크리트 초기의 우수한 내구성능을 저하시켜, 열화발생으로 인한 성능저하의 규명과 유지관리에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 특히, 해안에 근접한 콘크리트 구조물이 동결융해 작용을 받는 경우, 동결융해의 과정에서 콘크리트 조직이 팽창 수축을 반복하면서 콘크리트의 조직이 이완되고 이때, 해수에 존재하는 염화물이온이 콘크리트 내부에 침입하게 되면, 콘크리트 구조물의 철근부식으로 인한 열화를 가속화시키기 때문에 내륙 콘크리트 건축물에 비해 내구성능의 저하가 급속히 진행됨으로 특별한 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수에 접한 콘크리트 구조물의 내구성 확보를 위해 광물성 혼화재료를 혼입한 코팅용 고성능 모르타르의 개발을 목적으로 하고 있으며, 모르타르의 강도 및 내구 특성에 대한 실험적 연구가 진행 되었다. 모르타르에 광물성 혼화재료인 실리카퓸, 메타카올린, 초고분말 플라이애시를 혼입하였다. 혼입률은 실리카퓸과 메타카올린은 각각 3, 7, 10%로 혼입하였으며, 초고분말 플라이애시는 5, 10, 15, 20%로 혼입하여 실험을 진행하였다. 혼화재료 혼입을 통해 제작된 모르타르 시험편을 재령 1일과 28일에 정적 강도시험을 진행하였으며, 재령 28일에 염소이온 침투저항성 시험, 황산 저항성 시험, 염해 저항성 시험 등의 열화 촉진실험을 실시하여 내구 특성을 분석하였다. 촉진 염화물이온 확산 침투 시험 결과를 이용해 국내 콘크리트학회에서 제안하는 방법과 미국, 유럽의 방법으로 내구수명을 평가해 보았다. 메타카올린 혼입 시 모든 규정에서 우수한 내구 수명으로 평가 되었으며, 메타카올린 10%혼입 시 KCI를 기준으로 약 470년의 내구수명이 예측되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.1-7
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• 2018

본 연구에서는 동결융해 작용을 받는 콘크리트의 내구성을 현장에서 평가하기 위한 일환으로 표면 거칠기 값과 이미지 분석을 대상으로 상대동탄성계수와의 관계를 분석하였다. 배합은 물-시멘트비에 따라 40%, 50%, 60% 및 70% 총 4배합으로 수행하였으며 동해를 조기에 발현시키기 위하여 AE제를 사용하지 않았다. 실험은 물-시멘트비에 따라 상대동탄성계수 및 압축강도 등의 기본 물성 시험과 표면 거칠기 측정, 화상 이미지 및 SEM 이미지 분석을 수행하였다. 표면 거칠기 시험 결과 물-시멘트비에 상관없이 전반적으로 싸이클이 증가함에 따라 표면거칠기 값이 증가하는 경향을 보였으며 상대적으로 조밀한 40% 및 50%의 경우 상대동탄성계수가 60% 이하인 시점까지 서서히 증가하는 경향을 보였으나, 60% 및 70%의 경우 파괴 시점에서만 표면 거칠기 값이 증가하였다. 또한, 표면부 화상 이미지 분석에서도 물-시멘트비 40% 및 50%의 경우 동결융해 싸이클이 진행되는 과정에서 표면부터 서서히 열화가 진행되는 과정을 확인할 수 있었으나 60% 및 70%의 경우 표면부의 변화가 미미하다 파괴 시점에서 균열 등의 손상을 확인할 수 있었다. 따라서, 상대적으로 수밀하지 않은 시험체의 경우 화상 이미지나 표면 거칠기 등의 인자로 동결융해의 열화 정도를 판별하기에는 일부 제한이 있을 것으로 판단되며 상대적으로 수밀한 W/C 40% 및 50%의 경우 표면 거칠기 및 표면부 화상 이미지로 동해의 열화 진행 정도를 판단할 수 있었으며 향후 현장에서 표면 거칠기 및 이미지 분석을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권1호
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• pp.42-50
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• 2009

장기적인 상아질 접착의 내구성 악화는 접착층과 혼성충의 친수성 부위에서의 가수분해에 의해 일어나는 것으로 보고 되고 있다. 본 연구의 가설은 콜라겐 망상체를 유기용매로 프라이밍하면 콜라겐 조직을 붕괴시키지 않고 수분을 밀어내고 소수성 단량체와 유기용매로 이루어진 접착제가 침투하여 접착강도를 얻을 수 있다는 것이다. 두 소수성 단량체인 Bisphenol-A-glycidylmethacrylate (Bis-GMA)와 triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA)를 아세톤, 에탄올 또는 메탄올에 용해시켜 세 가지의 실험용 접착제를 준비하였다. 산 부식과 수세과정 후에, 접착제를 습윤 상아질 표면(습윤 접착)이나 동일한 용매로 프라이밍 된 상아질 표면(용매 프라이밍 접착)에 적용하였다. 48시간 후와 1개월 후, 및 10,000회의 열순환 후에 미세인장결합강도를 측정하였다. 접착계면은 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 접착 방법에 무관하게 대부분의 시편의 접착계면에서 잘 발달된 혼성층을 관찰할 수 있었고, 가장 높은 평균 미세인장결합강도는 에탄올을 포함하는 접착제의 48시간 후 시편에서 관찰되었다. 용매를 이용하여 프라이밍하는 접착 방법에서는 에탄올이나 메탄올을 포함하는 접착제에서 열순환 후에 미세인장접착강도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나, 습윤 접착의 경우에는 시효처리 후 미세인장결합강도의 증가가 관찰되지 않았다. 본 연구에서 에탄올을 이용한 상아질 프라이밍으로 우수한 접착력을 얻을 수 있었고, 열순환 후 접착력 이 더욱 증가하였다.