• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.4
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• pp.20-29
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• 2020

최근 미세먼지가 사회적 이슈가 됨에 따라 지하철 시스템의 공기 질에도 많은 관심이 쏠리고 있다. 지하철 미세먼지는 지상과 달리 폐쇄적인 환경이라는 특징이 있는데, 이로 인해 발생 및 유입된 미세먼지는 지하철 시스템에 축적된다. 지하철 미세먼지의 대부분을 차지하는 미세마모입자들은 철 성분을 주축으로 다양한 중금속 성분을 포함하므로 인체에 해롭다. 본 기고문에서는 이러한 지하철 미세먼지 및 미세마모입자에 대한 기본 지식과 미세마모입자의 주된 발생원인 휠-레일 접촉 미세먼지발생 연구에 대해 소개하고자 한다. 연구 결과들은 지하철 공기 질 향상을 위해 미세마모입자 발생 저감에 기여할 것으로 기대된다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.1
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• pp.18-29
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• 2020

배터리 구동 기기의 사용이 계속적으로 증가하고 첨단화, 다기능화, 융합화가 되면서 고에너지 밀도 배터리에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 배터리의 에너지 밀도를 높이는 여러 가지 전략 중에서 활물질 코팅 두께를 늘려 에너지를 저장하지 않는 집전체와 분리막의 사용량을 줄이고 배터리의 중량, 부피, 그리고 가격을 동시에 줄이는 전략은 간단하면서도 매우 효율적인 방법이다. 하지만 기존 전극 제작 방법으로 후막 전극을 제작할 경우 전극 제작 자체가 쉽지 않고 만들었다고 해도 전자와 이온의 두께 방향 이동 지연으로 인해 전극의 전기화학 특성이 좋지 않다. 이러한 문제점을 극복하고자 이차 전지용 첨단 후막 전극에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 기고문에서는 이차 전지용 후막 전극의 구조, 제조방법, 전기화학 특성에 관한 연구동향을 소개하고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.2
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• pp.12-22
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• 2020

전기변색 물질은 전압을 인가하였을 때 산화-환원 반응을 통해 흡수도나 투과도 같은 광학적 물성 변화를 보인다. 이러한 전기변색 물질에 기반한 전기변색 소자는 높은 투과도 변화, 낮은 구동 전압, 간단한 소자 구조 등 다양한 장점을 가지고 있어 차세대 투명 디스플레이로 각광받고 있다. 최근에는 이러한 전기변색 소자에 변색 특성 이외에 유연성 및 에너지 저장성 등 다양한 기능을 추가하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 기고문에서는 전기변색 소자의 기본적인 구동 원리 및 다기능 개발 동향 등에 대해 알아보고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.1
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• pp.30-41
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• 2020

최근 전기차, 신재생에너지 등장 등으로 중대형 이차전지 시장이 확대되면서, 리튬 이온 배터리 안전성 이슈 관련 고안전성 전해액 소재에 대한 관심이 높아졌다. 다양한 고안전성 전해액 시스템 중, 상온 이온성 액체는 비발화성, 낮은 증기압 특성으로 많은 관심을 받고 있다. 뛰어난 물리적 특성에도 불구하고 리튬 이온 배터리의 전해액으로 사용되기 위해서는 전도도 및 전기화학 안전성, 전극 계면 거동이 전기화학 성능을 얻는데 만족되어야 한다. 많은 종류의 상온 이온성 액체들이 분자 구조 설계 및 양극/음극 전해액 사용, 전지 내 부품 안전성 확보 등의 다양한 접근 방법들로 연구가 진행되어 왔다. 향후 지속적인 전지 안전성의 이슈에 대한 중요성 증대로 상온 이온성 액체에 대한 연구 역시 더 활발해질 것으로 기대되며, 본 기고문에서는 다양한 상온 이온성 액체들이 전지 시스템에 적용된 연구동향에 대해서 정리하고 소개하고자 한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.32 no.6
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• pp.49-56
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• 2003

CO2환기제어는 신축건물에서 흔히 사용되고 있지만, 기존의 건물에서는 그 적용 예가 흔하지는 않다. 아마도 개보수라는 것이 가능하다고 여겨지는 자원절감이나 이익에 대한 방대한 기록이 요구되기 때문이며 게다가 제어에 관한 개보수는 복잡하다는 인식에 기인한다. 공교롭게도, 에너지 사용 패턴에 대하 명확한 기록이 있는 기존의 건물에 가장 에너지절약적인 기회가 많다는 사실이다. 이 기고문에서는 기존 건물의 CO2개보수에 관하여 그 성능 평가에 대한 방법론을 제시하고 있으며, 현장 평가와 이 방법론을 적용한 A-등급 사무소 건물에서의 개보수를 통한 성능개선에 관하여 분석하고 있다. 대상은 첨단 DDC시스템이 있는 미국 환경청의 에너지스타 등급을 획득한 건물이다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.4
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• pp.1-12
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• 2019

최근 전 세계적으로 이상화탄소 배출규제에 대응하기 위해 신에너지를 동력원으로 하는 자동차에 관심이 증가하고 있다. 그중 이온 교환막 연료전지(PEMFC)는 내연기관을 대신에 자동차 동력원으로 많이 사용되어지고 있으며 양산화를 위한 노력을 전 세계적으로 하고 있다. 하지만 이러한 수소 자동차가 시장과 소비자의 요구 조건을 충족하기 위해서는 내구성을 개선하여야 한다. 현재 선진사들을 중심으로 수소 자동차의 내구성을 개선하기 위해 노력하지만, 대부분 실험적 방법으로 내구성의 분석 및 평가를 수행하고 있다. 하지만, 이러한 방법은 비용과 시간이 많이 들기 때문에 경제적이지 못하다. 본 기고문에서는 내구성에 영향을 받는 인자, 연료전지 시스템 내구성을 예측하고 평가할 수 있는 수소 자동차 내구성 모델 개발에 필요한 수식에 관한 연구, 그리고 내구성 개선을 위한 해석적 방법(simulation)에 관한 연구 동향을 소개하고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.4
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• pp.20-34
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• 2019

수소경제 시대의 도래와 함께 연료전지에 관한 연구가 크게 주목받고 있다. 그중 실험적으로 분석이 어려운 부분에 관하여 비용과 시간이 요구되는 실험적인 방법을 배제할 수 있는 모델링 기법인 전산유체역학(computational flow dynamics, CFD)이 큰 관심을 받고 있다. 연료전지의 연구에 주로 사용되는 전산유체역학에 관한 연구는 열분포, 유체의 흐름, 각종 반응물의 농도, 그리고 전기화학반응 등의 실험적인 분석이 현실적으로 불가능한 부분의 분석으로 통하여 실험을 줄이고도 많은 결과를 얻을 수 있는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 기고문에서는 전산유체역학을 이용한 연료전지 내부에서 벌어지고 있는 각종 유체, 열, 전기화학반응 등에 관한 연구동향을 소개하고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.4
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• pp.13-19
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• 2019

최근 가공할만한 성능의 슈퍼컴퓨터에 머신 러닝 기법을 연동한 인공 지능형 소재 정보학이 과학 기술 및 산업계에 새로운 연구개발 패러다임으로 급속히 확산되고 있다. 본 기고문에서는 이 기법의 성공에 핵심적 요소인 정확한 데이터베이스 구축을 위해 제일원리 전산을 적용하는 것과 이를 기반으로 소재를 구성하는 원소 간 인공 신경망 포텐셜을 만드는 방법을 소개하고자 한다. 이 연구 방법론은 나노 스케일 신소재 개발에 적용할 경우, 양자역학 수준의 정밀도로 순수 제일원리 전산 대비 100배 이상의 빠른 결과를 도출할 가능성이 있음을 예시한다. 이는 향후 다양한 산업계에 막대한 파급효과를 가져올 것으로 예상된다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.6
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• pp.13-25
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• 2019

건강한 미래, 건강 사회 구현과 함께 질병 진단, 치료, 예방에 대한 관심이 급증하고 있다. 이에 따라 적시적기에 질병을 치료하고 예방하기 위한 건강 검진용 바이오센서 수요가 증가하였고 이에 따라 바이오센서 시장은 전세계적으로 급격히 확장되고 있다. 혈액 샘플을 기반으로 한 검진 방법이 보편적이지만 최근에는 고감도 센서 개발에 따라 소변, 침, 눈물 등과 같은 체액으로도 검진이 가능한 환자 친화적 비침습 센싱 방법도 활발하게 연구되고 있다. 이러한 센서 시장 패러다임의 변화 및 급속한 발전은 마이크로, 나노 재료 제작과 분석 기술 발전으로 체액 내 존재하는 나노 크기의 바이오 마커(단백질, 유전자, 펩타이드, 사이토카인)를 검출하는 소형화된 고감도의 센서를 개발할 수 있게 되었고 그 결과 화학, 물리, 재료, 의약 등 다양한 학문 분야에서 다양한 형태의 센서가 활발히 보고되었다. 본 기고문에서는 바이오센서용 소재 중에서 나노입자에 집중하여 첨단 센서 구현을 위해 사용된 입자의 종류, 센서 내에서의 입자의 역할을 소개하고 나노입자의 광학적, 물리적 특성에 따른 타겟 물질 검출 방법 및 동향에 대해 논의하고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.6
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• pp.2-12
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• 2019

최근 암 면역치료는 임상연구에서 긍정적인 결과를 보이고 있으며 암 질환의 표준치료법으로 자리 잡아가고 있다. 암 면역치료는 암의 재발과 전이를 획기적으로 개선시킬 수 있다는 이점이 있다. 하지만 전체 암 환자의 15~20%에서만 치료 효과를 보이고 심각한 부작용을 유발할 수 있다는 임상적 한계가 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해서 기존에 약물전달 또는 조직공학 분야에서 활용되었던 생체재료를 도입하여 면역치료의 효과를 개선하고 부작용은 줄이려는 시도가 활발하다. 본 기고문에서는 효율적인 암 면역치료를 위한 생체재료(나노입자, 리포좀, 미립구, 및 하이드로젤)에 관한 최신 연구동향을 다루고자 한다. 고기능성 생체재료 개발과 종양 면역학 분야의 깊은 이해는 효과적인 암 면역치료제를 개발하는데 있어서 매우 중요하다.