습도센서의 감습막으로 응용하기 위하여 폴리이온넨계 전해질 잉크를 제조하였다. 감습필름 은 금전극이 인쇄된 알루미나 기판 위에 잉크젯 인쇄 기법을 사용하여 도포 하였다. 또한 methyl methacrylate, acrylic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate 그리고 [(2-methacryloyloxy)ethyl)ethyl]trimethylammonium chloride의 공중합체를 합성하였으며, 이것은 침적코팅에 의한 감습막 제조에 사용하였다. 상대습도에 따른 전기적 특성을 측정하였으며 침적코팅에 의한 습도센서와 비교하였다. 습도센서는 상대습도가 증가함에 따라서 저항의 감소함을 보여주었으며 그들의 저항특성은 시료간에 가깝게 일치함을 보여주었다.
현재상태(現在狀態)에서 기온(氣溫)과 그 관계(關係)의 영역을 결정(決定)함에 있어서 우리는 아직도 실험(實驗)에 의한 충분(充分)한 자료(資料)를 우리 수중(手中)에 갖고 있지 않은데 그 자료(資料)는 극히 방대하고 시간(時間)이 소요되는 것으로서 그 자료(資料)를 모으는 일은 이런 자료(資料)를 현실화(現實化)시키는데 필요(必要)할 것이다. 현재(現在)의 예술품(藝術品)에서 부식(腐蝕)을 관찰(觀察)함으로서 이미 지금(至今)까지 얻어진 실험(實驗)에 의한 사실(事實)들로부터 또 물질(物質)은 락(落)한다는 일반적(一般的)인 인식(認識)과 더불어 이미 고려한 특별(特別)한 자연현상(自然現象)으로부터 우리는 문화재(文化財)의 보호(保護)에 합리적(合理的)으로 알맞다고 여겨지는 기후조건(氣候條件)의 영역을 결정(決定)할 수 있다. 일본(日本)에서는 곤충(昆蟲)과 곰팡이 때문에 발생(發生)하는 손해(損害)도 결코 무시(無視)되어지지 않으며 이 손해(損害)들을 피하기 위하여 20℃ 이하(以下)의 기온(氣溫)과 60% 이하(以下)의 상대습도(相對濕度)의 제한은 바람직하다. 물질(物質)은 형태(形態)에 있어서 보다 낮은 기온(氣溫)과 보다 낮은 습도(濕度)의 변화(變化)에 관(關)한 이론(理論)상의 일반적(一般的)인 상식(常識)과 실험(實驗)에 의한 사실(事實)들은 보다 낮은 기온(氣溫)은 문화재(文化財)를 이루는 물질(物質)의 상태(狀態)에 변화(變化)를 일으키지 않는다는 것을 말해준다. 금속이나 일본(日本)칠기와 같은 몇몇 특별(特別)한 예외는 있지만 권위자는 일반적(一般的)으로 그 물체(物體)를 위해서 10~20℃의 기온(氣溫)과 50~60%의 상대습도(相對濕度)의 영역을 추천(推薦)한다.
전기 저항식 습도 센서를 이용하여 온도 보상된 습도계를 개발하였다. 개발된 습도계는 사인파 발생기, 대수 변환기, 정류기, 그리고 증폭기로 구성되며, 사용된 센서의 선형화와 온도 보상을 수행한다. 습도계의 동작 원리를 제시하였고, 실험 결과들을 이용하여 이론적인 예측의 타당성을 증명하였다. 실험 결과는 습도계의 변환 감도가 약 24.8 mV/%RH이고 변환 특성의 선형 오차가 30에서 80 %RH의 상대습도 범위에서 17.2 %보다 작다는 것을 보여준다. 실험 결과는 또, 출력 전압의 온도 계수가 22에서 $40^{\circ}C$의 온도 범위에서 $10149ppm/^{\circ}C$ 이하라는 것을 보여준다.
물-결합재비가 낮은 고성능콘크리트의 자기건조에 의한 습도감소와 수축과의 연관성을 파악하기 위하여 물-결합재비 0.3, 0.4의 배합에 대하여 습도와 변형률을 측정하였다. 그 결과 물-결합재비 0.3의 콘크리트 내부 습도 감소는 약 10%, 수축변형률은 약 $320\times10^{-6}$을 나타내었고, 물-결합재비 0.4의 콘크리트의 경우 4%의 습도 감소와 $120\times10^{-6}$ 수축변형률을 나타내었으며 배합에 상관없이 습도와 변형률은 모두 강한 선형성을 보였다. 콘크리트 내부 습도 변화와 수축변형률의 관계를 보다 구체화하기 위하여 콘크리트 내부 공극을 단일 네트워크로 가정하고 확장 메니스커스 생성가정 하에 공극수에서 발생하는 모세관 압력과 수화조직체에서 발생하는 표면에너지 변화를 습도의 함수로 모델링하여 수축의 구동력으로 작용시킨 결과 실험값과 비교적 일치하는 값을 나타내었다. 이를 근거로 물-결합재비가 낮은 고성능 콘크리트에서 자기건조에 의한 습도감소는 20 nm 이하의 소형공극에서 발생함을 파악할 수 있었으며 따라서 자기수축에 대한 제어 방안은 이러한 소형공극에서의 공극수 표면장력과 포화도에 초점을 맞추어야 함을 확인할 수 있었다.
본 연구는 스탠다드 국화 '백마'의 흰녹병 발생과 생육에 미치는 시설 내의 상대습도(70, 80, 90, 95%)의 영향을 조사한 후, 온도(15, 20, $25^{\circ}C$)와 상대습도(60, 70, 80, 90%)의 상호관계를 알아보고자 실시되었다. 또한 흰녹병의 발생 초기부터 동포자퇴에서 소생자가 형성될 때까지 병 발생 단계를 관찰하였다. 국화 '백마'를 시설 재배 시 상대습도를 90% 이상 조건에서 40일간 처리되었을 때, 흰녹병 발생률이 97%, 주당 발병엽수가 10개, 발병엽당 병징수가 55개 이상으로 나타났다. 그러나, 상대습도를 70% 이하로 유지하면 흰녹병 발생률을 30% 낮출 수 있고, 한 주당 1-2개의 감염된 잎에 2개의 병징만 나타나 병해를 크게 줄일 수 있었다. 생체중과 엽수와 같은 절화의 품질은 다른 처리보다 상대습도 70% 처리에서 가장 우수하였다. 상대습도 90% 처리구에서 흰녹병에 감염된 국화를 정식한 후 6일 후에 첫 병징인 흰색 반점이 나타났고 (1단계), 1일 경과 후에 동포자가 잎의 표피 조직을 뚫고 나왔으며(2단계), 1-2일 후에 동포자의 수가 증가하면서 동포자퇴가 크게 형성되었다(3단계). 동포자에서 1-2일 후에 전균사체가 발달하였고(4단계), 4-5일 경과된 후 전균사체에서 소생자가 형성되었다(5단계). 시설 내 온도를 $25^{\circ}C$로 처리했을 때, 상대습도에 관계없이 흰녹병이 전혀 발생하지 않았다. 시설 내 온도가 $20^{\circ}C$에서는 상대습도에 관계없이 소생자수가 많았으나, 60%와 70%에서는 흰녹병이 발생하지 않았다. 시설 내 온도가 $15^{\circ}C$에서는 상대습도가 높을수록 소생자수가 많았고, 흰녹병 발생률도 높아졌으나, 상대습도가 낮은 60-70% 처리에서는 흰녹병 발생률이 14% 이하로 낮았다.
백삼(白蔘)을 상대습도별(相對濕度別)로 장기보존(長期保存)하면서 경시적(經時的)으로 지질산패도(脂質酸敗度), 지용성(脂溶性) 및 수용성색소(水溶性色素)의 변화(變化)를 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 단분자층(單分子層) 수분함량(水分含量)은 백삼(白蔘)이 6.68g/100g, 백삼분말(白蔘粉末)이 7.81g/100g이었으며 그때의 수분활성도(水分活性度)는 각각(各各) 0.16, 0.18이었다. TBA가(價)는 저장기간(貯藏期間)이 경과할수록 증가(增加)하였으며 상대습도(相對濕度) 96%인 경우에 가장 컸으며 23%, 32%인 경우에 가장 낮았다. 지용성(脂溶性) 및 수용성색소(水溶性色素)의 변화(變化)도 상대습도(相對濕度)가 높을수록 저장기간(貯藏期間)이 경과하면서 급격한 증가(增加)를 보였다. 이상(以上)의 결과(結果)로 백삼(白蔘)을 장기간(長期間) 보존(保存)할 경우 단분자층(單分子層) 수분활성도(水分活性度)보다 다소 높은 $0.23{\sim}0.32$에서 저장(貯藏)하는 것이 품질정정화(品質定定化)를 위한 최적조건(最適條件)이라 보이며 적어도 Aw=0.57 이하(以下)의 조건(條件)을 유지(維持)시켜야 된다고 생각된다.
이 연구에서는 콘크리트 초기재령시의 역학적 특성을 분석하고 수화반응 및 발열반응으로 인한 콘크리트 내부에서 발생하는 온도 및 상대습도의 변화에 대한 분석을 실시하고자 하였다. 세 가지의 다른 단위시멘트량을 실험변수로 하였으며, 타설 직후부터 콘크리트 내부의 온도 및 상대습도의 변화 계측하기 위하여 새로운 계측시스템을 개발하였다. 단위시멘트량에 압축, 인장 및 휨강도의 변화는 크지 않았으며, 재령 7일 이후에는 증가가 많지 않았다. 각 측정부위별 최고 온도는 타설 후 약 11시간 정도 경과시에 발생되었으며 이후 점차 온도가 낮아지다가 양생 1일 경과 후 거푸집 탈형 이후부터 온도가 하강하기 시작했다. 각 측정부위별, 온도감소 분석 결과, 콘크리트 구조물의 위치 및 노출조건에 따라 온도의 변화가 굉장히 다른 것으로 분석되었으며, 초기재령에서 콘크리트 내부의 상대습도의 변화는 수화반응에 영향을 미치는 단위시멘트량 보다는 외부에 노출된 상태가 더 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다.
고분자전해질 연료전지 성능에서 기체확산층 압축률은 계면 접촉 저항과 전극으로의 반응물 전달 및 전극 내 수분 포화도에 영향을 주는 중요한 변수이다. 본 연구에서는 국내 상용 제품인 JNT20-A3를 이용하여 기체확산층 압축률에 대한 연료전지의 성능 평가를 수행하였다. 전극면적 25 ㎠ 단위 전지를 이용하여 상대습도 조건과 압축률에 대한 전기화학 임피던스 분광법과 분극 곡선을 측정하였다. 기체확산층을 18.6%에서 38.1%으로 압축시켰을 때 상대습도 100, 25% 조건에서 ohmic 저항이 각각 8, 30 mΩ·㎠이 감소하여 기체확산층 압축률이 증가할수록 접촉 저항이 감소하는 것과 동시에 막의 수화도가 증가하는 것을 확인하였다. 상대습도 조건에 대한 ohmic 저항의 변화 경향을 통하여, 압축률을 증가시켰을 때 기체확산층의 기공이 감소하여 공기극에서의 물 역확산과 전해질 막의 수화도가 증가하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 정전용량형 센서 칩과 CMOS 인터페이스 칩으로 구성된 투 칩 집적화 습도 센서를 개발하였다. (100) 실리콘 기판위에 폴리이미드 박막을 이용해서 제작된 습도 센서 칩은 넓은 습도 및 온도 범위에 걸쳐 우수한 직선성(0.72%FS), 낮은 히스테리시스(<3%), 작은 온도계수(-0.0285∼-0.0542 pF/K)를 나타내었다. 40℃/90%RH에서 9주동안 방치한 후 측정된 정전용량은 약 2∼3% 변하였다. 신호처리 회로는 1.2-㎛, one poly double metal CMOS 공정으로 제작하였다. 측정된 센서 출력 전압은 상대습도에 비례해서 변하였으며, 이론치와 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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