화학산업의 급속한 성장으로 인해 많은 혜택을 얻고 있지만 반대급부적으로 배출되는 오염물질로 인한 환경오염과 석유 및 석탄과 같은 한정된 화석연료 자원의 과다한 사용이 큰 문제가 되고 있다. 그에 따라 최근에는 효율적인 에너지 활용과 함께 오염물질의 배출을 최대로 억제할 수 있는 경제적이고 션택적인 화학공정을 필요로 하고 있다. 현재 세계적인 기술의 흐름은 대기오염의 억제와 소량 배출되는 오염물질의 제거를 위해 촉매 및 흡착제를 사용하여 다량의 오염물질 또는 기체를 처리할 수 있는 공정의 개발 및 변형에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 보다 바람직하게는 높은 전환율과 선택적인 화학공정의 도입으로 에너지 효율을 증대시켜 에너지를 절약하고 부산물이 적은 보다 청결한 화학공정으로의 전화을 필요로 하고 있다. 이러한 목적을 위해 무리막의 분리능력과 촉매의 활성을 결합하여 촉매반응과 반응물 및 생성물의 분리기능을 동시에 수행할 수 있는 무기막 촉매기술이 최근들어 광범위하게 연구되고 있다. 또한 최근에는 무기막 및 무기막 촉매의 환경분야에의 이용이 크게 확산되어 가고 있는 추세이기 때문에 막 및 막 촉매 기술은 중요성이 매우 높은 분야이다. 따라서 본 고찰에서는 최근에 연구가 활발히 진행되고 있는 무기막 촉매기술의 특성과 연구 현황 및 방향에 관해 살펴보고 향후 연구방향의 기초자료로서 활용하고자 한다.
본 논문은 무기체계의 오류를 검증할 때 필요한 실시간 시스템 병렬시험 기법에 대해서 제안한다. 이전에 국방분야에서 사용되는 야전시험장비는 무기체계를 순차적으로 검증하는 방식을 사용하였다. 오류를 순차적으로 검증하는 방식은 내부유닛간의 상호 간섭에 의한 부분의 오류검증은 할 수 없었다. 이러한 이유로 인해 본 논문에는 기존에 무기체계 오류 검증 시 사용되는 순차적 시험기법이 아닌 임베디드 장치를 이용한 실시간 시스템 병렬시험 기법을 제안한다. 임베디드 모듈이 탑재된 스위칭 제어카드는 병렬시험을 수행하고 그 결과를 사용자의 제어장치로 전달한다. 이러한 방식은 기존의 방식에 비해 좀 더 정확하게 무기체계 내부의 상호 간섭에 대한 오류 검증을 할 수 있다.
첨단 무기체계의 경우는 선진국에서 기술이전 뿐만이 아니고 판매까지도 꺼린다는 사실과, 4대 강대국으로 둘러쌓여 있는 지정학적 요인 그리고 역사적으로 수 많은 외침 등을 고려할 때, 독자적인 첨단 무기체계 기술을 확보해 유사시 이를 개발하여 사용하는 것만이 우리의 생존권과 번영을 확보할 수 있는 최선의 길일 것이다.
1960년대 초부터 레이저 기술은 새로운 무기나 군사용 레이저 센서를 개발하는데 응용되어 왔으며, 현대전에서 일반적으로 사용되는 정밀유도탄이나 대부분의 사격통제장치에 활용되고 있다. 레이저 기술은 재 운용 중인 무기의 정밀도를 더욱 향상시키는데 활용될 것이며, 미래전에 필요한 새로운 장비나 무기를 개발하는 데에도 필수적인 기술이 될 것으로 전망된다.
본 연구는 HMDS/$O_2$/He/Ar의 gas mixture를 이용하여 remote-type의 DBD source를 통한 APPECVD를 통한 SiOx 양질의 무기막 증착 공정을 개발하였다. 이때 기판에 바이어스를 인가 하거나 혹은 접지를 하여 대기압 플라즈마의 환경 내에서도 바이어스 효과를 확인할 수 있도록 double discharge system을 구축하였다. 그리고 이 double discharge system의 다양한 특성과 기존의 전형적인 DBD와 비교 하였을 때 어떠한 차이점을 가지는지에 대해서도 관찰하였다. 그리하여 전형적인 DBD system과 double discharge를 통해 증착된 SiOx 무기막의 특성을 역시 비교 관찰하였다. Gas mixture 중 HMDS의 유량이 증가함에 따라, 그리고 $O_2$ gas의 유량이 감소함에 따라 SiOx 무기막의 증착률은 감소하였다. 그러나, SiOx 무기막 내의 불순물들, 예를 들어, carbon 혹은 hydrogen 계열의 chemical bond에 대한 정성적인 양은 HMDS 의 유량이 증가하거나 혹은 $O_2$ gas의 양이 감소함에 따라 오히려 증가함을 관찰할 수 있었다. 그리고 기판에 바이어스를 인가하는 double discharge system을 사용하였을 경우, 같은 HMDS, $O_2$ gas 유량을 사용한 전형적인 DBD type의 증착 공정 보다 더 높은 공정 효율을 나타냄과 동시에 더 낮은 불순물 함량을 가짐을 알 수 있었다. 이러한 double discharge system을 통해 증착된 양질의 SiOx 무기막이 증착 되었음을 FT-IR을 통한 막질 분석을 통해 확인 할 수 있었다. 이러한 double discharge system의 증착 공정에 대한 긍정적인 효과들은 atmospheric discharge의 효율 향상에 따른 gas dissociation efficiency 증가와 이를 통한 HMDS 분해 및 산소와의 recombination 효율의 증가에 따른 결과로 사료된다.
본 연구에서 광촉매 $TiO_2$/P-25를 알루미늄 금속판에 코팅하여 코팅 조건에 따른 IPA 분해 활성을 고찰한 결과, 무기계 바인더인 KR-400, 유$\cdot$무기복합 바인더인 TMOS, 유기계 바인더인 A-9540을 사용하여 코팅한 알루미늄 금속판의 표면상은 모두 깨끗하였다. 부착력은 무기계 바인더를 제외한 바인더에서 우수한 것으로 나왔다. 또한 IPA 분해 효율은 무기계 바인더 < 유$\cdot$무기 복합 바인더 < 유기계 바인더 순으로 나타났다. 유$\cdot$무기복합 바인더와 P-25의 비율을 10: 10, 8.3: 10, 6.6: 10, 5: 10, 3.3: 10, 1.6: 10으로 바꾸어 광분해 실험을 수행한 결과, 1.6:10일 때 IPA 분해 효율이 가장 우수하였다. 상용화된 타사(A사, B사) 제품과의 성능 비교 결과, 본 연구에서 사용한 바인더(A-9540): P-25의 비율을 1: 6으로 배합하여 코팅 한 알루미늄 판의 IPA분해 효율이 가장 우수하였다.
최근 국방 분야의 모델링 및 시뮬레이션(M&S)에서는 무기체계의 개발비용을 절감하고 재사용성을 높이기 위해 컴포넌트 기반 개발(Component Based Development) 기술을 사용한다. 이와 관련해서 무기체계를 컴포넌트로 표준화하여 신속히 재구성 및 시뮬레이션하기 위한 연구가 수행되고 있다. 복잡하고 다양한 기능의 컴포넌트 정보를 검색하여 신 무기체계로 신속히 재구성하기 위해서는 기존의 키워드 검색방식과는 차별화된 검색 기법이 요구된다. 이를 보완하기 위해 방대한 정보 사이에서 의미적으로 연관된 정보를 제공하는 시맨틱 검색 시스템(Semantic Search System) 구축이 필요하다. 본 연구에서는 무기체계 컴포넌트 메타데이터와 이들의 대표적인 기능속성을 표현하는 용어들을 온톨로지(Ontology)로 구축하고 이를 활용한 시맨틱 검색 시스템을 제안한다.
고도로 조직화된 마케도니아의 공병 부대는 포위전에 사용되는 무기뿐 아니라 강을 건너는 부교도 제작하였다. 포병의 경우에는 특별히 제작된 중요한 부속들은 동물이나 마차에 의하여 운반되었는데, 이것들은 부분들로 분해되어 한 뭉치씩 조립되어 운반되었다. 알렉산더 대왕은 전투시 단편명령을 전달하기 위하여 7명의 부관이나 근위병 그룹 중 하나를 사용하였다. 근위병 부대는 현대의 사관학교와 비교할만한 훈련 계획으로 훈련된 장교단을 의미한다.
분무건조법을 이용하여 무기질막 microcapsule과 무기질/유기질막 microcapsule을 제조하였다. 무기질막 microcapsule은 core 물질로 $K_{4}SO$와 clay shell 물질로 colloidal silica를 사용하였고, 무기질/유기질막 microcapsule은 core 물질로 상기 제조된 무기질막 microcapsule을 shell 물질로는 ethyl cellulose를 사용하여 각각의 microcapsule를 제조하였다. 제조된 microcapsule이 기능성을 갖기 위하여는 구형의 균일한 표면과 세공용적이 매우 중요하다. 무기질막 microcapsule인 경우 core/shell의 체적비가 0.3/0.7인 경우 구형의 균일한 표면의 microcapsule이 제조되었으며, 무기질/유기질막 microcapsule인 경우, 무게비가 0.76/0.24일 때 균일한 표면을 갖는 microcapsule이 제조되었다. 무기질/유기질막 microcapsule인 경우, 무기질막 microcapsule보다 세공용적이 감소하였고, shell물질(ethyl cellulose)의 양이 증가할수록 피복이 균일하게 되며, 세공용적도 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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