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3D 프린팅을 이용한 골밀도 팬텀 개발 (Development of BMD Phantom using 3D Printing)

  • 이준호;최관용;홍성용
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.185-192
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    • 2019
  • DXA 검사는 작은 골량의 변화로 발생하는 생물학적 변화를 가장 잘 반영할 수 있어 임상에서 우수한 성능을 발휘하는 골밀도 검사 장치이다. 검사의 정확도와 정밀도의 유지를 위하여 정도관리가 필수적으로 수행되어야 하지만 팬텀의 제작이 어렵고 상대적으로 고가의 가격이기 때문에 병원마다 보유하지 않고 있는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린터 및 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 필라멘트의 내부채움 정도의 변화를 이용하여 교차보정 팬텀을 개발하고 상용화된 팬텀과의 비교 평가를 통해 유용성을 평가하였다. 팬텀의 개발을 위해 ABS, TPU, PLA, 30% Cu-PLA, 30% Al-PLA의 HU을 평가하였으며 각각 내부 채움 100%에서 $-149.74{\pm}2.36$, $-55.62{\pm}7.14$, $-7.68{\pm}3.82$, $87.53{\pm}1.07$, $1795.20{\pm}16.15$의 HU를 나타내었다. 선형회귀분석이 적용된 3D 프린팅 팬텀의 L1, L2, L3 골밀도는 $0.620{\pm}0.010g/cm^2$, $1.092{\pm}0.025g/cm^2$, $1.554{\pm}0.026g/cm^2$으로, 기존 팬텀과 통계적으로 높은 관련성을 보였다. 이를 활용한다면, DXA 장치의 적절한 정도관리가 가능할 것이며, FDM 3D 프린팅을 이용한 다양한 의료용 팬텀 제작에 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다.

억셉터(Sr, Mg)가 첨가된 LaAlO3의 고온 전도 특성 (High temperature electrical properties of Sr-and Mg-Doped LaAlO3)

  • 박지영;박희정
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.187-191
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    • 2019
  • 고체전지, 산화물연료전지, 센서, 산화물 분리막 등 에너지 재료로 활용이 무궁한 산소 이온 전도체 중 acceptor가 첨가된 $LaAlO_3$의 전기적 특성과 고온에서의 혼합전도체로 사용 가능성을 연구하였다. Sr과 Mg을 $LaAlO_3$에 동시에 첨가하여 만든 LSAM의 전기적 특성을 교류(a.c.)와 직류(d.c.) 방법을 이용하여 다양한 산소 분압에서 측정하였다. 교류 임피던스 방법을 이용하여 LSAM의 전체 저항에서 입자(grain) 저항과 입계(grain boundary) 저항을 분리한 결과, $550^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 입계 저항이 지배적이나 $800^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 입자 저항이 대부분임을 알 수 있었다. 또 산소분압에 따른 전도도 측정을 물질의 결함모델(defect model)을 이용하여 분석해 전체 전도도를 이온 전도도와 전자 전도도로 분리하였다. 그 결과, $800^{\circ}C$ 이상의 고온에서 LSAM은 낮은 산소분압($Po_2$ < $10^{-10}atm$)에서는 산소이온 전도체이고 높은 산소분압($Po_2$ > $10^{-5}atm$)에서는 혼합전도체의 거동을 보였다. 또 온도가 증가하여도 산소이온 전도가 주도적인 산소분압의 영역은 줄어들지 않았고 낮은 산소분압에서도 안정적인 전기적 특성을 보이는 등으로 보아, LSAM은 고온의 낮은 산소분압(T > $1500^{\circ}C$, $Po_2$ < $10^{-10}atm$) 조건에서 용강에서의 산소이온센서와 같은 산소이온체로의 사용 가능성이 높다.

인공광 이용에 따른 작물의 기능성 물질의 차별적 증가 (Varying Effects of Artificial Light on Plant Functional Metabolites)

  • 김양민;성좌경;이예진;이덕배;류철현;이슬비
    • 한국환경농학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.61-67
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    • 2019
  • 최근 10년 동안 LED등의 인공광원을 사용하여 작물을 재배한 많은 연구들이 수행되었다. 인공광원 중 LED를 조사한 연구가 가장 많았고, 이는 LED의 에너지 효율성 및 광합성에 필요한 특정파장 비율을 디자인하여 조사할 수 있는 장점 때문이라 여겨진다. 광질이 작물 기능성 물질 생산에 큰 영향을 미쳤는데, 밀폐시설과 시설재배에서의 영향에 차이가 있었다. 밀폐시설에서 재배할 때 인공광의 광질에 따라 증가되는 기능성물질차이 외에도, 동일 광질을 사용하더라도 작물별로 증가되는 기능성물질이 달랐다. 자연광을 주광원으로 이용하고 인공광을 보광으로 사용한 연구에서, 밀폐시설에서의 연구와 동일한 광질을 보광으로 사용하더라도 기능성물질 생산 측면에서는 다른 결과를 보였다. 따라서, 밀폐시스템과 시설재배에 대한 보광연구 양쪽 모두 필요하다고 판단된다. 또한 광질에 의한 기능성물질 함량의 증가와 별도로 작물의 생산성이 고려된 기능성물질의 총생산량의 관점에서도 평가될 필요가 있다. 작물별, 광질별, 재배환경에 따라 작물의 기능성 물질이 차별적으로 증가할 수 있으므로, 기능성 물질 증진을 위한 작물 재배를 위해서는 환경제어-기능성물질-생산성이 종합적으로 평가되어야 할 것이다.

용액 코팅법을 통한 연료전지용 불소계 전해질 강화복합막의 특성에 미치는 분산용매의 영향 (Effect of Dispersion Solvent on Properties of Fluorinated Polymer Reinforced Composite Membrane for Fuel Cell by Solution Coating Method)

  • 육승호;윤기로;최지훈;이주성;김종민;이승우;이관영;김진영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권3호
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    • pp.413-419
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    • 2019
  • 최근 화석연료기반에서 친환경 수소 기반의 청정에너지원으로 전환되는 세계적 흐름에 따라, 수소연료전지의 고성능 저가격 핵심 소재 기술 개발에 많은 관심이 이루어지고 있다. 그 가운데 연료전지의 전해질로 사용되는 강화복합막의 기술 도입은 과불소계 술폰산 이오노머(Perfluorosulfonic acid, PFSA) 양의 감소 및 막 두께 감소를 통한 가격 저감 및 셀 저항 감소, 치수 안정성 개선 그리고 계면 안정성에 대한 확보가 가능하여 최종적으로 연료전지 성능 향상과 가격절감이 동시에 가능하다. 본 연구에서는 연료전지용 불소계 전해질 강화복합막 코팅 공정에서 이오노머 분산용매에 따라 막 형성 및 물성 변화와 연료전지 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다.

질소 도핑 티타니아의 제조와 광촉매 활용의 연구동향 (Brief Review on the preparation of N-doped TiO2 and Its Application to Photocatalysis)

  • 오경석;황덕근
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권3호
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    • pp.331-337
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    • 2019
  • 광촉매로 검토된 물질 중에는 티타니아가 가장 큰 주목을 받아왔다. 그러나, 티타니아는 밴드갭 에너지가 높음으로 인하여 자외선 영역에서만 그 활성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 티타니아의 광촉매 활성을 가시광선 영역으로 확대하려는 노력들이 있어왔으며, 대표적인 방안들은 티타니아의 표면 개질을 통해 시도되었다. 티타니아 광촉매가 가시광선 영역에서 활성을 갖기 위해서는 표면 개질을 요구한다. 티타니아의 다양한 표면 개질 방안 중 질소도핑은 제조의 수월성과 친환경적인 장점을 가진다. 질소 도핑 티타니아는 가시광선 영역에서도 가전자대의 전자가 전도대로 여기되며, 광촉매 활성을 잘 나타내고 있다. 본 연구에서는 발표된 많은 자료에 근거하여 티타니아 내부에 도핑된 질소 형태에 주목하였다. 여전히 논쟁이 계속되는 질소 도핑 제조방법과 티타니아 내부의 질소 형태에 대해서 살펴보았다. 특히, 질소 도핑 형태는 주로 두 가지로 보고되고 있으며, 티타니아 격자를 구성하는 산소를 질소가 치환하는 경우와 티타니아 격자 사이에서 질소산화물의 형태로 위치하는 경우가 알려져 있다. 지금도 가시광선 영역에서 물 분해를 할 수 있는 잠재력을 활용하려는 시도들은 지속적으로 나오고 있으며, 질소 도핑 티타니아의 향후 전망에 대해서도 살펴보았다.

세포내 소기관과 물질대사의 관점에서 오이 떡잎의 발달 (Development of Cucumber Cotyledon in View of Metabolic Pathways and Organelle)

  • 김대재
    • 생명과학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.778-785
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    • 2021
  • 오이 씨앗의 발아는 세포의 지방체내 저장지방의 분해 결과인 acyl-CoA의 글라이옥시좀으로 이동 후 베타 산화의 결과물인 acetyl-CoA의 글라이옥실산 회로로의 유입과 지방의 유동으로 촉발된다. Acetyl-CoA는 글라이옥실산 회로의 가동을 위한 탄소원을 제공하며 시트르산과 말산을 생성하며 글라이옥실산 회로의 작동을 유도한다. 지방 저장 종자의 발아에 있어서 글라이옥실산 회로는 필수적 요소이며, 그 결과물인 말산 및 숙신산의 미토콘드리아로의 이동은 TCA 회로의 가동과 옥살초산의 생성 및 세포질로의 유동으로 PEPCK에 의한 당신생을 가능하게 한다. 즉, 저장 지방을 원료로 여러 대사물질의 생산 및 이동과 다중의 대사경로를 통하여 발아 시 사용 가능한 에너지원인 포도당의 형태로 전환이 이루어진다. 이에 동반하여 많은 유전자의 발현 조절이 이루어지고, 세포내 소기관 특히 미소체로 대표되는 글라이옥시좀은 말산 합성효소(malate synthase)와 이소 시트르산 분해효소(isocitrate lyase)로 특화된다. 또 다른 acetyl-CoA의 유동은 carnitine을 매개로 하는 BOU (A BOUT DE SOUFFLE)의 작동이다. 이것은 카니틴의 대사와 관련하여 고등식물의 발달과 대사과정에서의 중요성이 확인된 것으로 사료된다.

HeMOSU-1 풍속자료를 이용한 연직 분포함수의 매개변수 추정 및 분석 (Estimation and Analysis of the Vertical Profile Parameters Using HeMOSU-1 Wind Data)

  • 고동휘;조홍연;이욱재
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.122-130
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    • 2021
  • 다양한 목표 고도에서의 풍속 추정은 해상풍력 구조물 설계 및 풍파 추정 등의 분야에서 매우 중요한 요소이다. 그러나 풍속 관측 자료가 특정 고도에 한정되어 있기 때문에 다른 고도에서의 풍속 추정은 일반적으로 사용되는 연직 분포함수와 평균적인 매개변수를 이용하여 추정한다. 본 연구에서는 HeMOSU-1 관측타워의 다양한 고도에서 측정한 풍속 자료를 이용하여 Power 함수, 대수함수의 매개변수를 추정하고 그 변동 양상을 분석하였다. 매개변수 추정 결과, Power 함수의 지수 매개변수는 일반적으로 제안되는 0.14(= 1/7) 보다 작은 평균 0.10 정도로 추정되었으며, 변동 범위도 0.0~0.3 정도로 파악되었다. 대수분포함수의 경우, 매개변수는 마찰속도와 조도 길이로 그 범위가 풍속에 따라 차이를 보이고 있으며, 변동 범위는 각각 0~10 (m/s), 0.0~1.0 (m) 정도로 파악되었으며, 일반적으로 제시되는 범위와는 그 차이를 보이는 것으로 파악되었다. 이러한 차이는 기존의 고도 분포함수가 대기 중립 조건을 가정하고 있는 영향으로 판단되며, 보다 정확한 추정을 위해서는 대기조건을 고려한 비선형 고도분포함수의 도입이 필요하다.

전통주거공간의 환경친화적 설계기법 추출 및 현대적 적용 - 경상북도 독락당을 사례로 - (A Study on the Environmentally-friendly Design Techniques Extract and Applying Modern of Traditional Residential Area - The Case of Dokrakdang in Kyungbuk Province -)

  • 허준;송병화
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.63-72
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    • 2011
  • 본 연구는 전통주거공간 속에서 환경친화적인 설계기법과 원칙을 파악하여 그 원리를 재정립하고자 수행되었다. 이를 위해서 문헌연구를 통해 전통주거공간에 반영된 환경친화성을 자원보전적 측면, 입지적 측면, 공간구성적 측면으로 구분하고, 사례지를 선정하여 현대적 적용방안을 모색하였다. 사례지는 조선시대에 조영된 상류주택 중 비교적 원형이 잘 보존되고 있으며, 양호한 건축년도가 명확한 주택인 독락당을 선정하였다. 입지적 측면에서는 지형의 변경을 최소화하는 건물축조기법을 하고 있었으며, 환경보전적 측면에서는 열환경조절을 위해 실내 온도를 조절한 기법을 볼 수 있었다. 물질순환 측면에서는 자연재료의 재활용을 하고 있었으며, 수순환기법 및 조절을 통해 물을 적극적으로 활용하였다. 또한, 경관조망을 중요시 하여 내부에서 외부로 바라보는 경관의 다양한 조절을 통하여 내부공간을 외부로 확장시키고 끌어들이는 기법을 활용하였다. 현대적 공간에서의 전통성 추구는 단순히 단절된 전통의 복원이나 회복에 있기 보다는 전통 공간 속에 내재하는 구성원리 등을 추출하여 현대의 사회적, 문화적 환경공간에 대한 이해의 바탕위에서 수용 가능하다. 전통주거공간에 있어서 환경친화적 설계기법은 오랜 시간동안 경험에 의해 발전된 것으로 이의 현대적 적용은 지구환경과 에너지 문제를 해결하고 쾌적한 인간의 생활환경을 창출해 낸다는 점에서 중요한 의미를 내포하고 있다.

ICT가 CO2 배출에 미치는 영향: 경제성장, 무역개방성, 금융발전과의 연관관계하에서 분석 (The Effects of ICT on CO2 Emissions Along with Economic Growth, Trade Openness and Financial Development in Korea)

  • 김수이
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제30권2호
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    • pp.299-323
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    • 2021
  • 본 연구는 1990년부터 2016년까지 한국의 정보통신기술(ICT), 무역 개방성, 금융 발전, 경제성장이 CO2 배출량에 미치는 영향을 분석하였다. 변수의 공적분관계는 Autoregressive distributed lag (ARDL)공적분 검증을 통해 확인되었다. 장기적으로 경제성장과 CO2 배출 간에는 연관관계가 확인되었지만, ICT를 비롯한 다른 요인은 장기적으로 CO2 배출량과의 연관관계를 확인하지 못하였다. 한편, 단기적으로 경제성장, ICT는 CO2 배출량을 증가시켰으며, 금융발전은 CO2 배출량 감소를 가져왔다. 무역개방성은 장기와 마찬가지로 단기에도 CO2 배출량에 큰 영향을 미치지 못하였다. 특히 ICT는 장기뿐만 아니라 단기적으로도 CO2 배출량 감소에 기여하지 못하였다. ICT를 통한 CO2 감축을 유도하기 위해서는 ICT를 활용하여 효율적으로 에너지를 절약할 수 있는 기술의 개발과 보급이 더욱 촉진되어야 할 것이다.

3 kW 무선 전력전송을 위한 전력 변환기 회로 특성 (The Power Converter Circuit Characteristics for 3 kW Wireless Power Transmission)

  • 황락훈;나승권;김진선;강진희
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.566-572
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    • 2020
  • 무선 전력전송기에서 두 유도 코일 사이의 무선 전력전송 특성과 영향에 대해서 알아보고, 무선 전력전송 기술을 이용한 전력변환기 회로와 배터리 충·방전기 회로를 제안한다. 무선 전력전송기 및 무선 충전기의 장점은 기존의 플러그인 탑재형 유선 충전기(OBC; on-board charger) 대신 무선으로 전력을 전송하여 배터리에 전력 충전 시 사용자가 외부에서 전원을 연결 시키지 않고 무선으로 충전할 수 있는 점이다. 또한 무선충전의 이점은 2차 측 정류기의 회로와 수신 코일을 사용하여 에너지 효율 향상 효과를 가져올 수 있으나, 대용량의 원거리 무선충전 방식은 전송거리에 대한 한계가 있어 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 비 접촉 방식의 전력 전송기의 전력을 전송 할 수 있는 송신부 인 1차측 코일과 수신부인 2차측 코일 및 하프브리지(half bridge) 직렬공진 컨버터를 적용한 무선 전력전송장치의 송신부 회로와 수신부 회로의 연구를 목적으로 무선충전시스템의 전력전송거리 향상을 위한 새로운 토폴로지를 적용하고, 각각의 거리에 따른 실험을 통해 8 cm 전송거리에서 출력 3 kW 일 때, 최대 효율(95.8%)을 확인 할 수 있었다.