부피 측정법을 이용하여 산 염기 적정 실험에서 중화점을 측정할 때, 나는 용액의 부피 변화에 대한 한국 대학생들의 개념을 조사하였다. 이 연구에 의하면, 대부분의 대학생들은 산 염기 적정 동안 중화반응에 의해 물이 생성되기 때문에 부피가 증가한다는 오개념을 갖고 있었다. 그러나 이것은 용액에 있는 염에 의한 효과를 무시한 것이기 때문에, 부피 변화를 설명하는데 충분하지 않다. HCl/NaOH 중화반응 동안 용액의 부피 증가를 설명하기 위해, 나는 생성된 NaCl의 부분 몰부피를 계산하였다. 실험 결과와 계산된 부분 몰부피를 비교할 때, 나는 부피 증가의 주요 효과는 HCl/NaOH 중화반응 동안 생성된 NaCl의 부분 몰부피 때문이라는 것을 밝혔다. 여기서 산 염기 중화 적정 동안 용액의 부피 변화에 대한 오개념을 줄이기 위해, 나는 부분 몰부피의 개념을 대학생들에게 도입하도록 제안한다.
묽은 고분자 용액의선형 점탄성과 완화시간 스펙트럼에 대하여 비드수, 유체역학적 상호작용, 배제 부피와 비선형 스프링들의 영향을 비드-스프링 모델을 통하여 연구하였다. Fixman의 모델을 개량하였고, 비선형 스프링개념을 도입한후 선형점탄성에 관한 식들을 유 도하였다. 그중에서 주로 복고 점도의 크기와 위상차에 대한 BSM 파라미터들의 영향을 살 펴보았다. 실험데이터에서 진동수에 따른 위상차의 평평한 부분의 길이로부터 비드수를 Mark-Houwink 식의 지수 값으로부터 유체역학적 상호작용 파라미터를 그리고 fitting 파라 미터로써 배제 부피 파라미터와 비선형 스프링 파라미터의 함수형태로 표현되는 동적 확장 파라미터를 결정할수 있었다. 또한 광산란 실험등으로부터 배제 부피 파라미터를 결정하게 된다면 이로부터 비선형 스프링 파라미터도 결정할수 있음을 알수 있었다. 한편 불연속적인 현태인 BSM의 완화시간 스펙트럼에 미치는 BSM 파라미터들의 영향을 분석함으로써 각 파람터의 효과와 차이점을 분명히 알수 있었다. 본논문에서는 BSM에 비드수, 유체역학적 상호작용 배제 부피 그리고 비선형 스프링 효과를 동시에 적용하는 방법을 제시하였으며 이 방법을 통하여 묽은 고분자 용액의 선형 점탄성 실험 데이터를 정량적으로 설명할 수 있었다.
본 연구는 표적이 규칙적으로 움직일 때 생기는 4DCT 영상의 모션 아티팩트(motion artifact) 관련된 원인들인 partial volume effect (PVE), partial projection effect (PPE), 각각의 프레임의 시작점 사이에 불일치(MMimph)의 원인들은 조사 및 분석을 목적으로 했다. 본 기관에서 제작된 흉부팬텀과 아크릴의 두개의 원기둥팬텀(반지름: 2 cm, 길이: 0.5 cm/ 반지름: 2 cm, 길이: 10 cm)이 규칙적인 움직이는 동안 CT을 이용하여 4D 영상을 획득했다. 촬영은 자동시작과 각각의 프레임의 시작점을 일치시키기 위해 매뉴얼로 두 가지 방법으로 시작하였다. 첫번째 실험에서는 CT 캔트리 rotation time은 5초와 8초가 이용되었다. 각 프레임은 다른 위상으로 시작되었다. 두번째 실험에서는 각 프레임에서 같은 위상으로 시작되게 하기 위해 매뉴얼로 시작했다. 세번째 실험에서는 원기둥팬텀을 2초와 6초를 주기로 움직였다. 각각의 4DCT의 영상에서 표적의 부피를 구했다. 영상으로부터 구한 표적의 부피와 표적의 실제 부피와 비교를 통해 관계를 분석했다. 흉부팬텀 실험에서는 CT의 갠트리 속도가 팬텀의 움직임보다 빠를수록 PVE와 PPE의 영향이 적어짐에 따라 영상에서 얻은 표적부피는 실제에 근접했다. 각각의 프레임의 시작점이 일치할수록 움직임의 속도와 표적의 부피와 상관관계가 높았다. 원기둥팬텀에서는 흉부팬텀의 경우와 같이 갠트리 속도가 팬텀의 움직임보다 빠를수록 영상으로부터 구한 표적부피는 실제 표적부피에 근접했다. 특히 한 slice의 두께가 2.5 mm을 고려 할 때 axial방향의 PVE, PPE, 각각의 프레임의 시작점이 일치가 되는 상태를 시뮬레이션한 길이 10 cm의 원기둥팬텀 실험에서는 영상에서 얻은 표적부피는 표적이 정지되었을 때 영상에서 얻은 부피와 거의 일치했다. 팬텀이 느리게 움직일수록, CT 갠트리의 rotation 시간이 짧을수록 영상에서 얻은 표적부피는 실제 부피에 근접했다. CT 촬영 시 각각의 프레임의 시작점이 같을수록 표적의 속도와 영상에서 의한 표적의 부피는 상관관계가 높게 나타났다. CT 갠트리의 rotation 속도를 팬텀의 움직임보다 빠르게 하고, CT 촬영시 각의 프레임의 시작점을 일치시킬수록 실제의 팬텀부피에 근접하리라고 예상된다.
질소의 흡착 등온곡선을 이용하여 흡착체의 동공부피 분포를 계산하는 과정에서 표면장력의 곡률 의존도 고려 효과를 조사하였다. 즉, 장세헌 등에 의한 표면장력의 곡률 의존도식과 캘빈 식으로부터 주어진 압력에서의 캘빈반경을 구하고, 이것으로부터 흡착체의 동공부피 분포를 계산하였다. 이와 같이하여 얻은 계산 결과를 표면장력의 곡률 의존도를 고려하지 아니한 종래방법에 의한 계산 결과와 비교하였다. 일반적으로 곡률 의존도를 고려해주면 동공부피 분포 곡선의 극대부분이 큰 동공 쪽으로 이동한다. 또한 모세관 응축이 일어나는 상대압력이 종래까지 생각했던 것보다 훨씬 낮아지고 있다. 이러한 효과들은 흡착체의 동공들이 미세해 질수록 더욱 현저하게 일어난다.
본 연구에서는 Ni가 처리된 PAN계 ACFs에 대하여 흡착, 표면특성 및 항균효과를 통하여 물리 화학적인 특성과 생물학적인 특성을 제시하였다. Ni가 처리된 PAN계 ACFs의 흡착에 관한 연구로부터 N1-N3에 대하여 Type I의 흡착등온곡선과 N4-N6에 대하여 Type II와 III의 흡착등온곡선을 각각 얻었다. 이들 시료에 대하여 흡착된 부피는 Ni의 몰농도의 증가와 함께 천천히 감소함을 알 수 있었다. BET식을 사용하여 계산된 $S_{BET}$값은 $692.58-895.24m^2/g$의 범위에 분포하였다. 또한 common-t값을 사용하여 ${\alpha}_s$-법으로부터 구한 단위 질량 당 미세 동공 부피는 $0.19-0.56cm^3/g$이었다. SEM 모폴로지의 결과로부터 PAN계 ACFs의 표면은 Ni를 처리함에 따라 부분적으로 피복됨을 관찰 할 수 있었다. 최종적으로 Shake flask법을 사용한 대장균(E. coli)에 대한 항균 효과를 측정한 결과, 각각의 시료들은 92.5-100%의 효과를 나타내었다. 이러한 항균 효과는 역시 Ni의 몰농도의 증가와 함께 향상됨을 알 수 있었다.
본 연구에서는 반복하중을 받는 구리 나노와이어에서 나타나는 초탄성 거동을 분자동역학 전산모사를 통해 해석하였다. 나노스케일에서는 표면적 대 부피비가 매우 크기 때문에 표면효과가 지배적으로 나타난다. 이로 인해 벌크상태에서는 보이지 않던 새로운 성질들이 나노크기에서 나타나는데, 이러한 효과로 인해 나노와이어의 경우에는 초탄성 거동을 보인다. 초탄성 거동은 나노와이어의 결정학적 방향의 재배열에 의한 것으로써, 하중을 받는 동안 나노와이어의 결정 구조는 변하지 않으며, 쌍정의 발생 및 쌍정계면의 전파에 의해 결정학적 방향이 재배열된다. 재배열에 의해 부분적으로 변형되었던 나노와이어는 하중을 제거하거나 하중의 방향이 바뀜에 따라 원래의 상태를 회복하는 거동을 보이게 된다. 본 연구에서는 분자 동역학 전산 모사를 통해 <100>/{100} 구리 나노와이어가 반복적인 압축-인장 거동 하에서 초탄성을 보이게 됨을 확인하였으며, 반복 하중 싸이클을 증가시키는 전산모사를 통해 나노와이어의 초탄성이 영구적으로 유지됨을 확인하였다.
2단발포에서 금형시간이 천연고무(NR) 스폰지의 팽윤에 미치는 효과를 검토하였다. Kneader와 Rollmill을 사용하여 NR컴파운드를 제조하고 높은 압력조건의 1차금형에서 부분가교시킨 후 대기압의 2차 금형에서 발포와 가교를 완성시켰다. NR스폰지의 겉보기밀도를 측정하고 주사전자현미경을 사용하여 셀구조를 관찰하였다. 얻어진 스폰지에 대하여 실온에서 톨루엔, 이소옥탄, 항공유에 의한 팽윤거동을 조사하였다. 1차금형시간이 증가하면 NR스폰지의 겉보기밀도가 증가하고 팽윤비가 감소하였다. 2차금형시간이 증가하면 NR스폰지의 겉보기밀도가 감소하고 팽윤비가 증가하였다. 용매의 접촉에 의한 NR 스폰지의 부피팽윤비를 높이기 위하여 금형에서 동시에 발생하는 발포제의 분해반응과 NR의 가교반응을 적절히 조절하는 것이 중요하다.
본 연구에서는 2006년 1월부터 2009년 2월까지 자연 상태에서 만들어진 솟는 고드름(n=107)을 관측, 분석하여 실험실에서 솟는 고드름을 재현할 수 있는 실험 장치를 개발했다. 이 장치를 이용하여 동영상 관측과 실험(531개의 솟는 고드름 생성)을 통해 그 생성과 성장 원리를 연구했다. 용기의 아래 부분이 위쪽 보다 더 차가운 상태에서 용기 바닥과 물 표면에서부터 얼음이 얼기 시작하는데, 표면에서 얼음이 얼지 않는 부분을 숨구멍이라고 하며 이곳으로부터 솟는 고드름이 만들어지기 시작한다. 솟는 고드름이 만들어지기 시작한 후 계속 성장하기 위해서는 용기 하부의 물이 얼음으로 변할 때의 부피 팽창 효과와 숨구멍을 통해 올라오는 과냉각수의 빠른 빙결 효과 등이 관련된다. 실험 장치에서 아이스 트레이 큐브에 증류수를 넣고, -12- $-13^{\circ}C$의 온도를 약 1시간 30분 정도 유지시키면 수면에 살얼음과 숨구멍이 생기기 시작한다. 숨구멍으로부터 생기기 시작한 솟는 고드름은 10-30분 동안 성장하고, 끝이 막히면서 성장을 멈춘다. 솟는 고드름의 형태는 7가지로 분류되며 자연 상태에서는 꼭지형과 기운형이 많았고, 실험실에서는 수직형이 가장 많았다.
이 연구는 초음파에 의한 1,4-dioxane(1,4-D)의 제거효율과 반응속도의 증가를 위해 초음파의 조사방식, 반응온도와 부피의 효과를 조사하였다. 초음파가 펄스방식으로 주사된 경우가 연속적으로 주사된 경우보다 약 10%의 1,4-D의 감소 효율의 증가를 보였다. 두 경우 모두 1000 mL와 반응온도가 고정되지 않은 조건에서 실시된 것으로 반응곡선은 도입단계, 가속단계, 그리고 안정화단계 등 3단계로 구분될 수 있었다. 실제로 1,4-D의 제거를 보이는 부분은 도입단계와 가속단계로 이들의 속도론적 특징은 도입단계와 가속 단계 각각 0차 반응과 유사일차반응과 부합하였다. 반면에 300 mL의 반응부피에서 온도를 고정한 경우에서는 3단계의 제거 유형을 보이지 않았다. $5^{\circ}C$로 고정한 경우만이 유사일차 반응과 부합하였고 그 이상의 온도에서는 0차 반응과 부합하였다. $20^{\circ}C$로 온도가 고정된 조건에서 반응부피 300 mL의 경우가 1000 mL 반응에서 보다 높은 분해 효율을 보였을 뿐만 아니라 단일한 제거 특성을 보였다. 이러한 반응 온도와 부피의 영향은 초음파 주사에 의해 생성되는 bubble의 강도에 영향을 주며 bubble의 강도가 높을수록 OH 라디칼의 생성이 증가되었다.
본 논문에서는 국내 게임 시장 규모에서 다른 부분에 비해 떨어지는 콘솔 게임 시장의 발전방향으로 클라우드 기반의 콘솔게임기술에 대한 내용 제안한다. 콘솔게임의 새로운 패러다임의 방향은 사람들이 콘솔의 가장 큰 단점으로 꼽은 기기의 가격으로 인한 경제적인 부담을 덜어내며 부피의 간소화의 효과 또한 기대한다. 이러한 기대로 단점을 보완하여 콘솔 게임을 대중화 시킨다면 자연스레 시장의 확장으로 이어지며 이러한 시장 확장 상황에서 기업들의 정책 방향을 연구할 수 있을 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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