• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.223-231
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• 2021

실리콘은 상용 흑연(Graphite, Gr) 음극재 대비 약 10배 정도 높은 이론용량을 가지나 전기전도도가 낮고 충·방전 시 큰 부피변화로 수명이 짧은 문제가 있다. 실리콘의 문제점 해결 방안으로 전도성 탄소와 복합체 형성과정에서 실리카 나노입자 템플레이트를 이용해 복합체 내부에 이중 중공을 갖는 실리콘 나노입자/중공탄소(SiNP/HC) 소재를 제조하였다. 비교를 위해 중공을 갖지 않는 SiNP/C 복합체를 제조하여 SiNP/HC 복합체와의 물리·화학적 특성과 음극소재로서의 전기화학적 특성을 X-ray 회절기, X-선 광전자 분광기, 비표면적과 기공분포 분석을 위한 질소 흡/탈착 실험, 주사형 전자현미경 및 투과형 전자현미경으로 비교·분석하였다. SiNP/C 복합체 대비 SiNP/HC는 사이클 후에도 전극의 큰 부피변화 없이 월등히 우수한 수명특성과 효율을 보였다. 흑연과 혼합한 하이브리드형 SiNP/HC@Gr 복합체는 SiNP/HC와 비교해 낮은 용량에서 더욱 개선된 수명 특성과 효율을 보였다. 따라서 복합체 내부에 실리콘의 부피팽창을 수용하는 중공을 갖는 실리콘/탄소 복합체를 설계하는 것이 수명특성 확보에 유효함을 확인하였다. 복합체 내부에 많은 중공의 존재로 비표면적이 커서 과도한 SEI층 형성에 따른 낮은 초기 효율의 문제점이 있으므로 이에 대한 보완 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.223-229
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• 2013

Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) is a power generation system to convert chemical energy of fuels and oxidants to electricity directly by electrochemical reactions. As a catalyst support for PEMFCs, carbon black has been generally used due to its large surface area and high electrical conductivity. However, under certain circumstances (start up/shut down, fuel starvation, ice formation etc.), carbon supports are subjected to serve corrosion in the presence of water. Therefore, it would be desirable to switch carbon supports to corrosion-resistive support materials such as metal oxide. $TiO_2$ has been attractive as a support with its stability in fuel cell operation atmosphere, low cost, commercial availability, and the ease to control size and structure. However, low electrical conductivity of $TiO_2$ still inhibits its application to catalyst support for PEMFCs. In this paper, to explore feasibility of $TiO_2$ as a catalyst support for PEMFCs, $TiO_2$ nanofibers were synthesized by electrospinning and calcinated at 600, 700, 800 and $900^{\circ}C$. Effects of calcination temperature on crystal structure and electrical conductivity of electrospun $TiO_2$ nanofibers were examined. Electrical conductivity of $TiO_2$ nanofibers increased significantly with increasing calcination temperature from $600^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ and then increased gradually with increasing the calcination temperature from $700^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$. It was revealed that the remarkable increase in electrical conductivity could be attributed to phase transition of $TiO_2$ nanofibers from anatase to rutile at the temperature range from $600^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1665-1673
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• 2013

최근 건설 산업에서는 기능과 조형미를 갖춘 비정형 구조물에 대한 관심과 수요가 증가하고 있는 추세이다. 거푸집 기반의 시멘트 구조물은 구조물의 강도, 시공의 용이성, 치수 정확도, 표면 거칠기 등의 측면에서 장점들을 가지고 있지만, 다양한 비정형 구조물을 건설하는 데 있어서는 공사비용과 공사 기간을 증가시키는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 미국과 영국에서는 이미 쾌속 조형 기술을 건설 분야에 적용시킨 Contour Crafting이나 Concrete Printing과 같은 적층 시공 시스템이 산 학 간의 공동연구를 통해 개발되었다. 국내에서는 이에 관련된 연구가 전무하여, 본 기술로부터 융합 및 파생될 수 있는 가능성이 가로막힌 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 없이 자유 곡면 형태의 구조물을 시공할 수 있는 자동화 적층 시공 시스템의 프로토타입 개발에 관련된 기계, 제어 시스템을 포함한 설계 요소들에 관하여 기술하였다. 적층형 시공에 적합한 재료는 섬유보강모르타르를 압축강도, 유동성 및 점도, 경화시간 실험을 통하여 선정하였다. 선정한 모르타르 배합비로 자동화 적층 시공 시스템에서 이송 및 압출 실험을 수행함으로써 적층 시공 시스템의 성공적 개발 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 기초로 향후 자동화 적층 시공 시스템을 보완한다면 토목 및 건축의 다양한 응용 분야에 확대하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.113-125
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• 2017

본 연구는 전산실험을 통해 중규모 건물에 설치한 수동형 TMD의 매개변수에 대한 가중 다목적 최적화 설계를 다루고 있다. MATLAB으로 수치 시뮬레이션 코드를 작성함으로써 지진하중에 대한 동적응답을 파악하였으며 중심합성계획법과 반응표면법으로 구성한 전산실험을 기반으로 하는 가중 다목적 최적화 기법을 적용하여 TMD의 최적 동조 매개변수를 찾고자 하였다. 본 연구에서는 10층 건물을 대상으로 El Centro를 벤치마크 지진으로 가진하여 반응모델을 생성하고, AHP를 이용하여 반응변수 사이의 상대적 중요도를 산출한 후 가중다목적최적화 설계를 실시하였다. 본 연구의 방법으로 최적화된 매개변수를 가진 TMD는 지진 응답을 효과적으로 저감하였다. El Centro 지진이 작용하는 경우 RSM 기반 가중 다목적 최적설계방법으로 최적화한 TMD의 진동수 응답과 최상층 평균제곱변위는 비제진시보다 각각 31.6%와 82.3% 향상되었고, 모든 적용 지진에서 기존 설계법보다 동등 또는 이상의 성능을 가진 것으로 확인되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.746-755
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• 2017

본 연구에서는 $CeO_2$ 표면에 $Ti(SO_4)_2$의 가수 분해를 이용하여 $TiO_2$를 성장시켜 코어-쉘 구조를 가지는 세라믹 나노입자를 합성 하였다. $CeO_2/TiO_2$ 코어-쉘 합성에서는 $CeO_2:TiO_2$의 몰비, 반응 시간, 반응 온도, $CeO_2$ 슬러리 농도, $Ti(SO_4)_2$의 pH 조절을 통하여 코어-쉘 구조를 가지는 최적의 합성 조건을 찾았다. $CeO_2:TiO_2$의 최적의 몰비는 1:0.2~1.1, 최적의 반응 시간은 24 시간, 최적의 $CeO_2$ 슬러리 농도는 1%, 최적의 반응 온도는 $50^{\circ}C$임을 알 수 있었다. $NH_4OH$ 수용액을 이용하여 $Ti(SO_4)_2$ 의 pH를 1로 맞추어 $CeO_2$ 슬러리에 적하하면 10%의 농도를 가지는 $CeO_2$ 슬러리에서도 $CeO_2/TiO_2$ 코어-쉘 나노 입자를 합성할 수 있었다. $80^{\circ}C$이상의 높은 온도에서 반응을 시키면 $CeO_2/TiO_2$ 코어-쉘 구조가 아닌 독립된 $TiO_2$ 나노 입자를 형성함을 알 수 있었다. 최적의 반응 온도는 $50^{\circ}C$로서 가장 좋은 구조의 $CeO_2/TiO_2$ 코어-쉘이 합성되었다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.759-764
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• 2018

내재적 미세 다공성 고분자(polymer of intrinsic microporosity, PIM-1)를 사용하여 빈용매 유도 상전이법으로부터 3차원 다공성 구조를 가지는 필름을 형성하고, 이를 탄화하여 3차원 다공성 탄소(cNPIM)를 제조하였다. 전자주사현미경 분석을 통해 상전이 공정을 적용한 탄소소재가 마이크로, 메조, 매크로 기공을 모두 가지면서 서로 연결된 계층적 3차원 다공구조를 나타냄을 확인하였다. 특히 상전이 공정의 용매의 함량비를 조절함으로써 기공구조를 제어할 수 있었으며, 결과적으로 평균 0.75 nm의 기공 크기와 $2101.1m^2/g$의 높은 비표면적을 가지면서 약 30%의 메조, 마크로 기공구조를 겸비한 최적화된 다공성 탄소 전극을 제조할 수 있었다. 제조된 3차원 다공성 탄소소재를 전기이중층 캐퍼시터용 전극물질로 사용하여 수계전해질에서 측정한 결과, 높은 비표면적을 가지는 탄소 소재 내의 비약적 이온 이동속도 향상 효과로 높은 비축전용량(304.8 F/g@10 mV/s)과 우수한 충 방전 속도(77% 용량유지율@100 mV/s)를 나타내었다.

• Journal of Microbiology
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• 제42권4호
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• pp.285-291
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• 2004

The soil bacterial community and some inoculated bacteria were monitored to assess the microbial responses to prescribed fire in their microcosm. An acridine orange direct count of the bacteria in the unburned control soil were maintained at a relatively stable level $(2.0\~2.7\times10^9\;cells/g^{-1}{\cdot}soil)$ during the 180 day study period. The number of bacteria in the surface soil was decreased by fire, but was restored after 3 months. Inoculation of some bacteria increased the number of inoculated bacteria sev­eral times and these elevated levels lasted several months. The ratios of eubacteria detected by a flu­orescent in situ hybridization (FISH) method to direct bacterial count were in the range of $60\~80\%$ during the study period, with the exception of some lower values at the beginning, but there were no definite differences between the burned and unburned soils or the inoculated and uninoculated soils. In the unburned control soil, the ratios of $\alpha-,\beta-\;and\;\gamma-subgroups$ of the proteobacteria, Cytophaga-Fla­vobacterium and other eubacteria groups to that of the entire eubacteria were 13.7, 31.7, 17.1, 16.8 and $20.8\%,$ respectively, at time 0. The overall change on the patterns of the ratios of the 5 subgroups of eubacteria in the uninoculated burned and inoculated soils were similar to those of the unburned con­trol soil, with the exception of some minor variations during the initial period. The proportions of each group of eubacteria became similar in the different microcosms after 6 months, which may indicate the recovery of the original soil microbial community structure after fire or the inoculation of some bac­teria. The populations of Azotobacter vinelandii, Bacillus megaterium and Pseudomonas fluorescens, which had been inoculated to enhance the microbial activities, and monitored by FISH method, showed similar changes in the microcosms, and maintained high levels for several months.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1401-1406
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• 2011

면역세포는 외부 병원체 감염, 자연적 순환에 대하여 형태변화를 수반한다. T세포는 염증, 면역 감시, 이동, 그리고 혈관통과를 위해 uropod, filopodia, lamellipodia, 및 microvilli를 생산한다. 짧고 손가락 처럼 생긴 microvilli는 순환하고 있는 포유동물 면역세포 표면을 덮고 있다. 단핵세포와 호중구의 세포표면은 많이 다른데 membrane ruffle을 함유하고 있다. 본 연구는, T세포의 microvilli에 대하여 actin cytoskeleton과의 연관성에 대하여 탐구하였다. Actin 파괴자인 cytochalasin D 처리 후 SEM관찰을 통해서, Jurkat T세포의 microvilli를 보면 빠르게 사라지는 것을 알 수 있었다. 이와는 대조적으로 RhoA의 activator인 PMA는 LIMK와 cofilin 신호 전달을 통해서 microvilli 두께가 확장되는 것을 관찰 하였다. 또한, cytochalasin D 처리는 EL4 T세포의 극성을 사라지게 하는 것으로 보아 F-actin은 T세포의 극성 유지에도 영향을 미친다. 이상의 결과는 Actin cytoskeleton은 T세포에서 microvilli와 극성 유지에 관여하고 있는 것을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제17권9호통권89호
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• pp.1272-1277
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• 2007

느타리버섯 자실체의 형성과정에서 생육 및 미세구조에 미치는 배지기재의 영향을 검토한 결과, 배지의 종류에 따른 초발이소요일수는 폐면이 5일로 가장 빨랐고 볏짚은 대조와 같이 6일이었다. 볏짚과 폐면에서 생육한 느타리의 경도는 대조의 5715.4 $g/cm^2$에 비해 1/2정도로 낮게 나타났으나 톱밥 단독배지에서 생육한 느타리의 경도는 17067.3 $g/cm^2$으로 3배이상의 높은 경도를 나타내어 톱방이 느타리버섯의 경도에 큰 영향을 미치는 것으로 생각된다. 배지별 느타리자실체의 갓부위를 관찰한 결과, 톱밥배지의 경우 다른 자실체의 주름으로부터 비산된 담자포자들이 대량으로 떨어져 있는 것이 관찰되었으며, 볏짚배지의 경우 갓낭상체의 발달이 관찰되었으며 폐면에서 생육한 자실체의 갓의 균사와 노화가 다른 처리에 비해 빠르게 진행되어 있는 것이 관찰되었다. 또한, 톱밥 및 폐면에서 생육한 자실체의 갓의 균사의 노화가 다른 처리에 비해 빠르게 진행되어 있는 것이 관찰되었다. 또한, 톱밥 및 폐면에서 생육시킨 느타리자실체의 담자기의 자가분해 및 담자포자 비산이 빠르게 진행되었음을 확인 하였다. 톱밥배지에서 생육시킨 느타리자실체의 대부의 균사의 생육상태는 두꺼운 균사다발이 대부위 전체를 피복한 듯한 형태가 관찰되어 이러한 균사다발층이 대의 경도를 높이는 요인으로 작용했을 것으로 판단되며, 대조군에서는 풍부한 세포질 물질을 갖는 균사들이 관찰된데 반해, 톱밥에서 생육시킨 느타리자실체의 균사는 다른 처리에 비해 착색이 많이 되어 있는 균사와 액포화된 균사의 발달이 두드러짐을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.61-67
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• 2018

용접예열은 본 용접 전에 금속이 융착되는 모재면을 일정한 온도로 가열하는 것을 의미한다. 냉각속도 조절에 따른 재료 경화 정도 감소, 불순물 편석억제, 열적 변형방지, 그리고 수분제거 등 인접 영향부의 균열을 방지할 수 있다. 이러한 이유에서 고품질의 용접을 위하여 반드시 필요한 작업이다. 유도가열은 전자기유도 현상을 응용하여 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 효율적인 가열방식이다. 기체 및 액체를 이용한 연소발열과 비교하여 신속한 가열뿐만 아니라 청결하고, 안정적이며, 경제적이다. 단순한 구조로 주파수와 코일의 형태를 변형하여 가열체의 형상, 깊이, 재질에 관계없이 가열할 수 있다. 본 논문에서는 유도가열 기법을 이용하여 저주파 용접예열 시스템을 구현하였으며, 3종의 자동차 변속기 부품을 대상으로 권선코일 내에서 각 변속기 높이에 따라 권선코일 저항, 인덕턴스 및 자동차 변속기 부품의 온도변화를 관찰한 결과 전류의 변화는 저주파 가열에 있어 매우 중요한 요인으로 작용함을 확인하였다.