• 제목/요약/키워드: 공극 구조

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스텐철사를 전극으로 이용하는 미생물연료전지의 전류 발생 (Current Generation from Microbial Fuel Cell Using Stainless Steel Wire as Anode Electrode)

  • 장재경;김경민;변성아;유영선;장인섭;강연구;김영화
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.753-757
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    • 2014
  • 산화전극부 전극은 단순히 전자를 받아 전달할 수 있는 역할 뿐만 아니라 공극이 많아 표면적이 큰 구조로 미생물을 고정화할 수 있는 표면적을 제공할 수 있어야 한다. 미생물의 수가 많을수록 폐수처리 효율과 전류발생을 높일 수 있기 때문이다. 따라서 전극은 미생물연료전지의 효율을 높일 수 있는 중요한 역할을 하는 인자 중의 하나이다. 본 연구는 미생물연료전지에 사용하는 고가의 흑연펠트를 스텐철사 타래(철 수세미)로 대체할 수 있는지 알아보기 위한 것이다. 이 연구에 사용된 가축분뇨는 전처리를 거친 후 유기오염물질(COD)로 500 mg/L로 희석한 것을 이용하였고, 이때 전류 발생은 스텐철사 타래를 적용하였을 때 약 5% 정도 낮았지만 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 유기오염물질(COD)의 감소는 스텐철사 타래를 이용하였을 때 88.3%이었으며, 흑연펠트를 사용하였을 때 82.4%로 스텐철사 타래의 제거율이 더 높게 나타났다. 암모니아성 질소 이온의 경우는 두 경우 모두 반응시간에 따라 농도 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 이 결과 스텐철사 타래를 적용하였을 때 전류발생이나 수처리 측면 모두 효과가 유사하거나 더 좋은 결과를 보였으며, 초기 시스템을 구축하는 비용을 약 1/50 정도로 줄일 수 있는 것으로 예상되어. 흑연펠트 대체제로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

우리나라 산사태의 형태분류에 따른 사례 (Case study of landslide types in Korea)

  • 김원영;김경수;채병곤;조용찬
    • 지질공학
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    • 제10권2호
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    • pp.18-35
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    • 2000
  • 우리나라에서 가장 흔히 발생하는 산사태는 쇄설성유동(debris flow)이며 이는 집중호우 시기인 6월-8월 사이에 대부분 발생한다. 조사통계에 의하면 2일간의 강우량이 200mm 이상일 때 발생하기 시작한다. 이들은 산사면의 노두 발달이 양호한 지역에서는 발생하지 않으면 노두가 없는 지역에서만 발생한다. 초기에는 전이형슬라이드(translational slide)로 시작되며 파괴물질이 산사면의 계곡으로 유동되면서 쇄설성유동으로 전이된다. 쇄설성유동의 원인이 되고있는 전이형 슬라이드의 발생인자는 강우와 인위적 조건을 제외하면 암석의 종류, 지형고도, 사면경사, 입도분표, 투수계수, 건조밀도, 공극율 등이다. 이들 발생인자들의 통계처리, 특히 로지스틱 회귀분석에 의하여 인자들의 정량적 가중치를 구하여 산사태 발생 확률을 정량화 하였다. 암반포행(rock mass creep)은 대부분 경상계 퇴적암지역에서 발생되면 직접원인은 거의 사면 하단 부의 절토 때문이다. 전단전이는 적은 편으로 1m 내외이나 포행암반의 규모가 크기 때문에 매우 위험하다. 칠곡, 부산 황룡산 터널입구, 사천 산사태 등이 이 범주에 속한다. 포행의 원인이 되는 상부 전단대는 대부분 주변에 발달되어있는 단층이나 대규모 전달절리와 연과되어 있어 사면설계 조사시 지질구조에 주의를 요한다. 회전형 슬라이드(rotational slide)는 토양층이 두껍거나 기반암이 심히 풍화된 연약층에서 발생하여 이들도 흔히 사면 하단부의 절토와 연관되어있다. 이 산사태는 원호 또는 반원호형으? 진행되는 특징이 있으며 우리나라에서는 제 3기 응회암 지역이 취약하다. 이는 화산재와 화산쇄설 물질이 흔재된 제3기 응회암의 절리가 매우 잘 발달되어있어 팽윤과 흡수율이 높고 이로 인하여 심부까지 풍화에 취약하기 때문으로 경주 산사태와 포함-구릉포간 국도면의 산사태가 이 종류의 산사태에 속한다.

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화학용액증착법에 의하여 증착된 CdS 박막의 특성에 대한 Cd 농도의 영향 (Effect of Cd Concentration on Characteristics of CdS Thin Films Prepared by Chemical Bath Deposition)

  • 정성희;정지원
    • 공업화학
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    • 제23권4호
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    • pp.377-382
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    • 2012
  • CIGS 화합물 반도체 태양전지에서 광흡수층과 상부투명전극 간의 격자부정합을 낮추기 위해 buffer layer로써 CdS 박막이 적용된다. 높은 광투과도와 낮은 비저항을 갖는 CdS 박막을 제조하기 위하여 화학적 용액 증착법에 의해 반응용액 내의 S 용액의 농도를 고정하고 Cd 용액의 농도를 변화시켜 CdS 박막을 제조하여 특성을 조사하였다. $[S^{2-}]/[Cd^{2+}]$ 농도비에 따른 박막의 구조적, 광학적 및 전기적 특성을 조사하였다. Cd의 농도가 S의 농도보다 높을 경우에는 균일반응이 촉진되어 CdS 결정들이 클러스터 형태로 기판에 흡착되어 결정 크기가 증가하고 광투과율이 감소하였다. 반면, Cd의 농도가 S의 농도보다 낮을 경우에는 용액 내에서 보다 기판위에서 CdS 결정입자가 생성되는 불균일반응에 의해 결정이 생성 및 성장되었고 수백 옹스트롱의 작고 균일한 구형 입자가 생성되었다. Cd 농도가 증가할수록 과잉 Cd가 증가하여 S 공극 생성으로 $[S^{2-}]/[Cd^{2+}]$ 조성비는 감소하였고 CdS 박막의 전하 농도가 증가되어 비저항이 감소되었다.

동해 가스전 탄성파 자료에서 나타나는 AVO 반응의 한계점에 대한 고찰 (Study on the limitation of AVO responses shown in the seismic data from East-sea gas reservoir)

  • 신승일;변중무;최형욱;김건득;고승원;서영탁;차영호
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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    • pp.107-112
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    • 2008
  • 동해가스전과 같이 해저면 심부에 위치한 저류층의 경우 CMP 단면도 상에서 AVO 반응을 관찰하기가 어려운 경우가 종종 발생한다. 이렇게 심부저류층인 경우 고결성이 증가하기 때문에 매질의 공극유체가 가스로 치환되더라도 매질의 P파 속도가 크게 감소하지 않으며 이로 인해 AVO 반응 확인이 어렵다. 본 연구에서는 상.하부층의 포아송비를 달리하면서 포아송비의 차이가 작아질수록 입사각에 따른 반사진폭의 변화량이 작아져 AVO 반응이 미미해짐을 관찰하였다. 이 결과를 토대로 동해가스전의 AVO 반응의 한계점을 고찰하기 위해서 탄성파 자료와 물리검층 자료를 이용하여 고래 V 구조를 모사한 속도모델을 만들고 합성탄성파 탐사자료를 생성하였다. 매질의 성질을 이용하여 이론적으로 계산한 AVO 반응과 실제 합성탄성파 자료를 처리하여 얻은 AVO 반응을 비교한 결과, 상.하부층의 포아송비의 차이가 작을 경우 입사각에 따른 반사진폭 변화가 매우 작으며 잡음이나 전처리 과정 중에서 발생하는 진폭 왜곡에 의해 AVO 반응 특성이 가려짐을 확인할 수 있었다. 이러한 심부저류층의 AVO 분석의 한계점을 극복하기 위해서는 자료취득 단계부터 정확한 반사파 진폭을 획득해야 하며 자료처리 과정에서도 반사파 진폭을 보존할 수 있는 기술이 필요하다.

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양전하와 음전하를 띄며 pH 감응성인 카본나노튜브-콜라젠 Hydrogel의 합성 (Preparation of Positively and Negatively Charged Carbon Nanotube-Collagen Hydrogels with pH Sensitive Characteristic)

  • 서재원;신원상
    • 대한화학회지
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    • 제60권3호
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    • pp.187-193
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    • 2016
  • 다양한 pH 환경에서 감응 할 수 있는 CNTs/Collagen Hydrogel들을 양이온성 CNT인 CNT-NH2와 그리고 음이온성 CNT인 CNT-COOH를 Collagen(CG)과의 접목을 통하여 양이온성 또는 음이온성 Hydrogel들을 합성하는데 성공하였다. 구체적으로 pH 4에서 크게 Swelling되는 양이온성 CNT-NH2/CG Hydrogel과 pH 10에서 크게 Swelling되는 음이온성 CNT-COOH/CG Hydrogel들을 합성하였다. pH 4~10 범위에서의 제타전위 값 측정을 통해 사용된 CNT(CNT-NH2와 CNT-COOH)들, CG, 합성된 CNT-NH2/CG Hydrogel 및 CNT-COOH/CG Hydrogel들의 표면전하 값 변화를 추적하였다. 서로 다른 pH 조건에서 Swelling 변화 실험을 통해 CG의 Fibril사이 공극 변화를 예측해 약물 방출 가능성을 체크하였다. 양전하성 CNT-NH2/CG Hydrogel의 경우 pH 4에서 가장 높은 Swelling(pH 7 대비 5% 상승)을 보였으며, 반대로 음전하성 CNT-COOH/CG Hydrogel의 경우에는 pH 10에서 가장 높은 Swelling(pH 7 대비 10% 상승)을 보였다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발 한 pH 감응성 Hydrogel들이 산성(pH ~2의 위장) 또는 알칼리성(pH ~9의 소장)에서 특이적으로 확장된 다공성 구조를 통해 약물을 쉽게 방출 할 수 있는 pH 감응성 약물전달 시스템에 적용 가능함을 확인 하였다.

큰느타리버섯 균사체를 증식시킨 콩을 첨가제조한 두부의 품질특성 (Characteristics of Tofu Added with Soybeans Cultured by Mycelia of Pleurotus eryngii)

  • 이가순;김홍규;오만진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권8호
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    • pp.1038-1044
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    • 2006
  • 큰느타리버섯 균사체를 증식시킨 콩을 첨가하여 버섯의 맛과 성분이 첨가된 기능성 두부를 제조하여 품질특성을 조사하였다. 버섯균사체가 증식된 콩의 성분 중 단백질 및 회분의 함량은 43.23 및 6.34%로 일반 콩의 40.42 및 5.90%에 비하여 높았고 지질과 총당의 함량은 낮았으며 무기질 중 Mg과 Ca의 함량은 높았고 P의 함량은 낮았다. 균사체를 증식시킨 콩을 일반 콩에 대하여 25% 첨가 시까지는 두부제조가 가능하였으나 30% 이상 첨가 시부터는 성형이 제대로 이루어지지 않았다. 균사체를 증식시킨 콩의 첨가비율에 따라 제조한 두부 조직내부의 초미세구조를 촬영한 결과 버섯균사체를 증식시킨 콩의 첨가량이 높은 두부에서는 다당체간의 응집반응으로 거대분자가 만들어져서 단백질의 응고조직 간에 공극이 커져있음을 볼 수 있었다. 또한 $5{\sim}10%$ 첨가 시 두부의 수율이 약 $1.5{\sim}3.7%$ 증가하였다. 두부의 물리적 특성은 균사체를 증식시킨 콩을 20% 첨가 시까지는 첨가량이 클수록 두부의 hardness가 증가하였고 cohesiveness, chewiness, springiness 및 gumminess 등은 $5{\sim}10%$ 첨가 시에 무첨가구보다 높은 경향이었다. 관능검사 결과 두부제조 시 버섯균사체를 증식시킨 콩의 첨가비율이 증가할수록 버섯향이 진하다는 결과를 보여주었으나 기호도면에서 $5{\sim}15%$ 첨가하였을 때 버섯 향 및 전체적인 맛에 대한 기호도가 무첨가구보다 유의적으로 높게 나타났다.

전나무림, 잣나무림 유역(流域)에서 산림시업(山林施業)이 산림(山林)의 수질정화기능(水質淨火機能)에 미치는 영향(影響)(I) (Influence of Forest Management on the Facility of Purifying Water Quality in Abies holophylla and Pinus koraiensis Watershed (I))

  • 정용호;박재현;김경하;이봉수
    • 한국산림과학회지
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    • 제88권3호
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    • pp.364-373
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    • 1999
  • 이 연구는 전나무림과 잣나무림에서 산림시업(山林施業)(간벌 및 가지치기)이 토양(土壤)의 물리성(物理性) 및 수질변화(水質變化) 등에 미치는 영향(影響)을 파악함으로써 산림시업(山林施業)에 따른 산림(山林)의 수질정화기능(水質淨化機能)을 평가(評價)하기 위한 기초자료(基礎資料)를 제공(提供)하기 위하여 실시하였다. 1996년 3월부터 5월까지 산림시업을 한 광릉시험림 31, 33임반내 전나무림과 잣나무림 유역에서 1998년 3월 1일부터 1998년 8월 4일까지 임분특성(林分特性), 토양(土壤)의 물리적(物理的) 특성(特性), 그리고 강우(降雨), 임내우(林內雨)(수관통과우(樹冠通過雨), 수간류(樹幹流)), 토양수(土壤水), 계류수(溪流水)의 수질동태(水質動態)를 분석(分析)하였다. 산림시험 후 약 2년 6개월이 경과된 1998년 9월 현재, 전나무림과 잣나무림에서 임목의 평균수고(平均樹高), 평균흉고직경(平均胸高直徑)은 시업구가 비시업구 보다 각각 1.8m, 0.6m, 4.7cm, 1.4cm 더 성장하였으며, 시업구는 비시업구 보다 A층 토양에서의 조공극율(粗孔隙率), 총공극율(總孔隙率)은 증가하였으나, 토양(土壤)의 가비중(假比重)은 감소하여 전나무림과 잣나무림에서는 산림시업(山林施業)에 따라 산림토양(山林土壤)의 강수침투구조(降水浸透構造)는 개선(改善)되는 것으로 나타났다. 또한, 전나무림과 잣나무림에서 산림시업(山林施業)으로 임우내(林內雨) 및 토양수(土壤水)의 완충효과(緩衝效果)가 증대(增大)되는 것으로 분석(分析)되었다.

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고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 강도 발현 특성 및 내구성 (Strength Development and Durability of High-Strength High-Volume GGBFS Concrete)

  • 김주형;정지용;장승엽;정상화;김성일
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제3권3호
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    • pp.261-267
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 개발을 위해 고로슬래그 미분말(GGBFS)을 65%까지 치환한 물-결합재비 23%의 고강도 콘크리트를 대상으로 압축강도 발현 특성과 내구성을 분석하였다. 연구 결과에 따르면 GGBFS를 65% 혼입한 고강도 콘크리트의 압축강도는 재령 3일까지는 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)만을 사용한 콘크리트보다 낮지만 재령 7일 이후부터 더 높아지는 것으로 나타났으며, 강도의 증가와 함께 공극구조가 더 치밀해짐으로써 염소이온 투과 저항성이 커지고, 이로인해 별도의 공기연행 없이도 우수한 동결융해 저항성을 확보할 수 있으며, 수산화칼슘의 감소에도 불구하고 우수한 탄산화 저항성을 나타냈다. 반면 실리카퓸(SF)을 GGBFS와 함께 혼입하면 GGBFS만 혼입한 경우보다 강도는 낮아지고 염소이온 투과 저항성이 낮아지는 것으로 나타났다. 따라서 향후 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트에서의 SF의 반응에 대한 심층적인 연구가 요망된다.

알칼리 활성화 3성분계 혼합시멘트의 염해 저항성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Chloride Attack Resistibility of Alkali-Activated Ternary Blended Cement Concrete)

  • 양완희;황지순;전찬수;이세현
    • 한국건축시공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.321-329
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    • 2016
  • 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 활용한 3성분계 혼합시멘트는 해양 콘크리트 구조물의 염해내구성 확보 등의 이유로 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합한 3성분계 시멘트에 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 1.5~2.0% 사용할 때, NT Build 492에 의한 염화물 확산 시험과 ASTM C 1202( KS F 2271)에 의한 염소이온 침투 저항성 시험을 이용하여 콘크리트의 염해저항성의 변화를 관찰하고자 하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용에 따라 Plain 대비 슬럼프는 다소 감소하는 경향을 나타냈으나 재령 2일부터 재령 7일까지의 압축강도는 17~42% 향상되었다. 또한 재령 28일에 측정한 염화물 확산 계수는 알칼리 설페이트의 활용에 따라 Plain 대비 36~56% 감소하였으며, 염소이온 침투 저항성 시험에 따른 총통과전하량은 재령 7일은 33~62%, 재령 28일은 31~48% 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 기존의 연구결과와 마찬가지로 알칼리 활성화에 의해 고로슬래그 미분말 및 플라이애시의 반응성이 향상되어 공극이 더욱 치밀해진 효과에 의한 것으로 판단된다. 향후 이와 관련하여 장기재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

복소 전기비저항을 이용한 IP 탐사 모델링 및 역산 (IP Modeling and Inversion Using Complex Resistivity)

  • 손정술;김정호;이명종
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권2호
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    • pp.138-146
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    • 2007
  • 이 연구에서 복소 전기비저항을 이용한 2차원 IP 모델링 알고리듬과 이를 이용한 역산 알고리듬을 개발하였다. 복소 전기비저항을 이용한 IP 탐사기법은 크기인 전기비저항과 위상정보를 제공함으로써 지하의 수리지질학적인 특성 및 내부 공극수 종류 등 다양한 정보의 제공이 가능하여 활용성이 확대되고 있다. IP 탐사 모델링 및 역산 알고리듬은 기존의 전기비저항 모델링 및 역산 알고리듬을 복소 연산을 포함하도록 확장함으로써 개발되었다. IP 모델링은 유한요소법을 이용한 2.5차원 모델링 알고리듬을, 역산 알고리듬으로는 평활화 제한을 가한 감쇠 최소자승법을 이용하였다. 모델링의 검증에는 슐럼버저 배열에 대하여 3차원 층서모형에 수치필터링을 이용한 1차원 모델링 결과와 비교하였으며, 쌍극자 배열에 대하여 고립이상체 모형에 3차원 적분방정식 IP 모델링 알고리듬과 비교하여 그 타당성을 확인하였다. 역산의 타당성을 확인하기 위하여 전기비저항 및 위상 중 하나는 배경매질과 동일하고 다른 물성 하나만 차이를 가지는 모델에 대하여 역산 실험을 수행하였으며, 전기비저항 및 위상 이상체를 정확히 영상화하고 있음을 확인하였다. 역산의 실제 복잡한 지질모델에의 적용성을 확인하기 위해, 3차원 층서구조 내에 두 번째 층의 일부에 위상 이상체가 존재하는 모형을 설정하여 수치실험을 수행한 결과 전기비저항 단면에서는 이상체가 잘 확인되지 않으나, 위상 단면에서 그 이상체가 명확히 나타나는 것을 확인하였다.