고온에서 열화학적 분해 현상을 겪는 고분자 기지 복합재료는 기지 내부의 기공도가 급격히 증가한다. 기공의 생성은 재료의 탄성 계수와 파손 강도를 감소시키며, 기공 내부의 가스 압력은 재료의 열기계적 거동에 영향을 준다. 본 논문에서는 기지 내부에 많은 기공이 포함된 일방향 섬유 강화 복합재료의 이차원 대표 체적 요소를 설정하고 유한요소 해석을 수행하였다. 이를 통해 기공 상태에 따른 복합재료의 유효 탄성 계수, 기공 탄성 계수, 파손 강도 등을 산출하였다. 특히, 기지 재료의 특성에 많은 영향을 받는 섬유 수직 방향의 파손 강도가 원래 기지 강도보다 현격히 낮게 산출되며, 기공도가 증가함에 따라 지속적으로 떨어지는 경향을 확인하였다.
다공성 실리콘의 기공은 n형 실리콘의 경우 기판에 수직으로 성장하여 이는 큰 곡률을 가지는 기공 끝 부분에서의높은 전기장에 의한 tunneling 기구로 설명된다. 본연구에서는 불산 수용액에서 전기화학적인 방법으로 다공성 실리콘을 제조할 때 n형 단결정 실리콘 기판과 전해질 용액의 계면에서의 전압 분포를 Poisson식에 의하여 수치적으로 계산하였다. 이 전압 분포로 기공 벽에서의 전기장 세기 및 전류 세기를 구하여 기공이 기판에 수직으로 성장하는 것을 설명하였다. 기공 사이의 거리는 고갈층의 두께에 의하여 결정되며, 고갈층의 두깨를 계산하여 그 원인에 대해서도 고찰하였다.
후두 또는 하인두 암종에 대한 광범위 절제 후 효율적인 호흡을 위하여 영구기공(permanant tracheostome)을 만들어 주게 되는데, 여러 가지 원인에 의하여 기공 협착이 발생하면 가피형성, 혈담, 호흡곤란 등을 초래하게 된다. 현재까지 기공협착의 치료는 Z형 성형술, 국소 스테로이드요법, 스텐트 삽입법 등 다양하게 이용되고 있으나 만족할 만한 결과를 얻는데 한계가 많았다. 이러한 기공협착의 치료에 도움을 얻고자, 저자들이 경험한 12례의 기공협착 환자에 대하여 기관전진점막피판(tracheal advancement flap)을 이용하여 성공적으로 치료하였기에 요약 보고하고자 한다.
탄소재료의 가스화속도는 근본적으로 활성자리의 수와 관련되어 있으며, 또한 가스화속도는 활성자리 뿐 아니라 확산제한에 따라 달라진다. 대부분의 탄소재료의 활성화 초기단계는 제한된 활성자리 때문에 반응속도는 느리고, 다음 단계는 총 활성자리가 증가하여 반응속도는 급격히 증가하고, 마지막으로 활성자리가 감소하여 활성화 속도는 감소한다. 이러한 sigmoidal특성을 나타내는 활성화 단계를 기공발달과정으로 설명하면, 활성화 초기에 탄소재료 내부에 이미 존재하는 닫힌 기공이 열리고, 일단 기공이 열리면 성장하게 된다. 이렇게 기공 수가 증가하는 것 뿐 아니라 기공 직경이 증가하여 활성화 과정이 진행될수록 비 표면적 및 기공부피는 증가하는데 이런 일련의 과정을 통하여 활성자리 수는 증가하고 또는 감소한다. 이렇게 기공이 발달하는 과정은 각각의 활성화 단계에서 탄소재료의 비 표면적 측정으로 알 수 있으며, 전반적인 산화속도 변화를 측정하여 반응단계를 추정하게 된다. 대부분의 연구자들은 반응 전체의 평균 산화속도를 측정한 후 활성화 에너지를 구하여 반응조절단계로 활성화 기구를 설명한다. 이 연구에서는 활성화 과정 중에 발생하는 중량감소 단계, 즉 각각의 활성화 단계에 따라 달라지는 반응속도상수를 측정하고, 반응단계별 활성화 에너지를 비교 해석하여 피치계 탄소섬유의 기공발달에 영향을 미치는 활성화 기구를 고찰하고자 하였다.
벼의 기공 분포 밀도에 미치는 규소의 영향을 구명코자 동계 온냉조절온실에서 규소 농도를 달리하여 수경재배한 벼 제 7 엽기의 엽신 부위별 기공수 및 기공세포 크기를 관찰한 결과 규소 농도 증가로 밀양2003 엽신중 기공수가 줄어들고 엽의 전 표면적에 대한 기공수$\times$기공세포 크기로 나타낸 기공세포의 분포 밀도가 낮게 되어 양면 표피의 cuticle-silica 2중층의 존재 이외에도 수분경제면에서 유리한 특성을 갖게 될 것으로 간주되었다.
소맥엽신에 있어서 기공개도의 측정법 및 기공개도의 일변화를 검토하여 광합성연구 및 수분생리 연구의 기초자료를 얻고자 조사하였든 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 기공개도의 실측치와 침윤법에 의한 시약순위와는 직선적인 비례관계가 있었다. 2. 침윤법으로 측정한 시약순위 1의 경우 기공개도의 실측 평균치는 0.7$\pm$0.5$\mu$이었으며 순위 6의 경우는 6.3$\pm$0.6이었다. 3. 동일엽신내에서도 엽신의 기부는 선단부보다 기공개도가 현저히 컸다. 4. 지엽과 제1엽 엽신의 기공은 10시경에 제2엽은 12시경에 기공개도가 가장 컸으며, 오후가 되면서 기공개도는 감소하기 시작하여 18시경에는 거의 완전히 폐공하였다. 5. 기공개도의 최대치는 지엽보다 제1엽이 또 세력이 왕성한 분벽의 엽신일수록 큰 경향이었다. 6. 엽신기부의 기공은 선단부에 비하여 모든 엽위와 어는 시각에서도 기공개도가 큰 일변화를 보였다. 7. 이상의 결과로부터 소맥엽신의 기공개도 측정은 침윤법으로 가능하나 품종이나 육종재료들에 대하여 기공개도를 비교할 때는 엽위, 엽신부위 및 분벽간에 차가 있으므로 측정재료 선정에 주의가 필요하리라 본다.
Grand canonical Monte Carlo 전산모사 방법에 의하여 77.16 K에서 국부분자배향 모델을 가지는 나노 기공 탄소 흡착제에 대한 질소의 평형 흡착량을 계산하였다. 국부분자배향 모델은 일정한 공간을 가지는 규칙적인 격자에 동일한 크기를 배열하였다. 국부분자배향 영역의 연속적인 평면의 직교(out-of-plane)의 제거에 의해 미세기공을 도입하였고, 기본구조단위의 기울임을 통해 기울어진 기공을 도입하였다. 이런 기공 구조는 틈새형 기공 구조보다 나노기공을 가지는 탄소계 흡착제의 흡착 연구에 보다 현실적인 모델이 된다. 또한 이들 기공 구조에 대해 기공도, 표면적 그리고 제한된 비선형 최적화 기법을 활용하여 기공크기분포에 구하였다. 또한 참고 자료로써 틈새형 기공에서의 등온 평형흡착량도 계산하였다. 틈새형 기공에서는 질소분자의 5배 이상의 기공에서 hysteresis 루프가 관찰되었고, 모세관 응축과 응축의 역과정인 증발이 한 압력에서 한 번에 일어났다. 국부분자배향 기공모델에서는 질소분자의 크기의 6배 큰 기공에서 기저 슬립면, armchair 슬립면 그리고 상호연결된 채널에서 각각 세 가지 연속적인 응축이 관찰되었다. 탈착 과정의 hysteresis 루프에서는 단일 또는 두 압력에서 응축의 반대인 증발이 관찰되었다.
금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.
SiOC 박막은 산소와 bistrimethylsilylmethane 전구체를 사용하여 CVD방법을 이용하여 만들었다. 유량비에 따라서 유기물, 하이브리드 그리고 무기물 특성의 3가지 특성으로 분류되어지는데 유기물의 특성을 지니는 박막에서 기공이 생성되었다 기공의 생성은 유전상수가 낮아지는 효과가 있으며, 본 연구에서는 기공이 형성되는 유기물 특성의 SiOC 박막내의 기공율을 Maxwell-Garnett 등식을 이용하여 계산하였다. 박막의 기공율은 IR분포에서 blue shift특성을 가지며, 기공율이 증가할수록 유전상수는 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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