스핀전자소자 연구 분야의 가장 큰 관심은 전하와 스핀의 자유도를 동시에 고려하여 메모리 및 논리용 트랜지스터를 구현하려는데 있다. 스핀 분극 된 전자를 자성금속으로부터 상자성 및 절연체를 이용하여 또 다른 자성체 및 반도체, 초전도체에 주입하는 일 (Spin injection)에 관한 연구가 일부 진행되어 왔다. 두 개의 자성 금속 사이에 Au등의 상자성 금속을 끼워 넣는 구조로 한쪽의 자성금속을 스핀 소스로 사용하여 상자성 금속에 스핀을 주입하고 다른 쪽의 자성금속으로 주입된 스핀을 검출하는 스핀 스위치 저장소자로서의 양극 스핀 트랜지스터 (bipolar spin transistor)를 많은 연구소에서 제조 연구하였다. (중략)
Czochralski방법을 사용하여 정비조성(stoichiometric)으로 성장시킨 강유전체 $LiTaO_3$, 단결정을 $1000^{\circ}C$ 및 $1100^{\circ}C$에서 각각 열처리하였다. 열처리한 시료와 열처리하지 않은 정비조성 $LiTaO_3$ 단결정에 대하여 전자 상자성 공명(EPR : electron paramagnetic resonance) 실험을 하였다. X-band(9.21 GHz) 전자 상자성 공명 스펙트로미터를 사용하여 얻은 $Fe^{3+}$ 상자성 불순물 이온의 공명 흡수선을 분석한 결과 정비조성 $LiTaO_3$ 단결정내의 $Fe^{3+}$ 상자성 불순물 이온의 위치(site location)와 국소 대칭성(local site symmetry)은 열처리 후에도 변화가 없는 것을 알 수 있었다. 그러나 $1000^{\circ}C$및 $1100^{\circ}C$에서 열처리 한 단결정의 경우에는 $v$ 이온이 $Fe^{2+}$ 이온으로 원자가 상태가 바뀌는 것을 화인 하였다. 또한 유효 스핀 하밀토니안을 이용하여 EPR 상수를 계산하였다.
농산물 포장화물의 경우 농산물의 손상은 겉포장 상자의 파손에 의한 압상이 주요 원인이다. 따라서 농산물 상자의 경우 압축강도를 특히 중요시 여기고 있으며, 한국산업규격을 비롯해 각종 농산물 관련 규정에서는 압축강도에 의한 상자의 품질관리를 규정화 하고 있다. 골판지 상자의 압축강도는 원단인 골판지의 구성 원지들(라이너, 골심지)의 품질과 이들의 구성 형태 및 상자의 외형 치수 비율에 따라 결정되므로, 원지의 링크라쉬(ring crush), 원단의 수직압축강도(edgewise compression strength)를 통해 상자의 압출강도를 관리하는 것이 보통이다. 또한 골판지 상자는 제작 후 유통 과정을 거치면서, 여러 요인에 의해 압축강도가 현격하게 저하되는데, 이중 수분 흡습에 의한 강도저하와 장기 누적하중, 진동 및 충격 등의 피로로 인한 강도 저하가 가장 크다. 여러 산업 분야에서 골판지 상자의 견고성 문제는 물품의 내수 및 수출시 제품에 대한 신뢰성 확보와 기업의 이미지 제고와 직결되는 중요한 사항이다. 특히, 세계 각 국의 농산물 시장이 개방됨에 따라 우리나라 농산물의 수출도 확대될 전망이고 또한 마땅한 대체재가 개발되지 않는 한 골판지 상자의 이용은 날로 증가될 것으로 전망된다. 따라서 골판지 상자의 압축강도와 내구성 향상에 대한 다각적인 연구가 절실하다. (중략)
본 연구에서 생력화가 가능하면서 친환경적인 재배법을 개발하고자 병, 상자를 이용하여 표고의 재배적 특성 및 자실체 생산성을 분석하였다. 재배용기별 배양기간은 병에서 배양된 처리구가 30일, 상자에서의 배양이 35일로 나타났고, 갈변기간은 병 재배가 25일, 상자 재배가 40일이었으며, 병 배양 후 상자재배가 50일로 가장 길었다. 전체 재배기간은 병이 75일, 상자가 90일, 병 배양 후 상자 재배방식이 105일로 가장 길었다. 재배방식별 버섯 발이수는 상자 17.8개, 병 배양후 상자재배 14.7개, 병 1개 순으로, 자실체 생산성에도 영향을 끼쳐 상자재배는 945 g, 병 배양 후 상자재배 638 g, 병재배가 70 g으로 나타났다. 건조 배지량별 신선버섯 수량(BE, %)은 상자재배가 32.7%, 병 재배가 24.3%, 병 배양 후 상자재배가 22.1% 순으로 상자재배의 자실체 수량성이 가장 우수하였다. 따라서 상자재배는 갈변기간의 단축과 버섯 수량성에서 병 재배, 병 배양후 상자재배 방식보다 유리한 장점이 있어 친환경 생력화 재배법 개발 가능성을 보여주었다.
원예작물은 수확 후 여러 가지 요인에 의해 품질이 저하되어 상품성을 잃게되는데, 특히 수확 후 품온상승에 의해 호흡작용이 왕성해져 품질변화를 촉진하게 된다. 그러므로 수확 후 품온을 가능한 한 빠르게 낮추어 신선도를 유지하기 위한 예냉, 저온저장, 저온수송기술등 저온유통시스템을 활용하는 것이 매우 필요하다. 저온유통시스템을 효과적으로 활용하기 위해서는 냉기의 순환이 원활하여 냉각효율이 좋고 파손의 위험과 물류비용을 줄일 수 있는 포장상자의 구조에 대한 연구가 필요하다. 포도, 방울토마토, 참외의 소비형태는 핵가족화와 더불어 신선 고품질의 농산물을 소량 구매하는 소비패턴으로 변화하면서 저온유통 및 소포장을 위한 포장형태의 개선이 요구되고 있다. 따라서 예냉.저온유통에 적합한 포장상자를 개발하기 위하여 연구소, 농협중앙회, 상자제작회사, 포장디자인 업체, 산지농협 작목반이 개발협의체를 구성하여 참외, 포도, 방울토마토의 저온유통용 골판지 상자를 개발하여 압축강도 및 냉각시험을 실시하여 소비지에 시범 보급하였다. 1. 참외 포장상자는 3kg용 상부 개방형 골판지상자로써 손잡이를 부착하고, 포장상자 상부에 덮개용 필름을 부착하였다. 제작된 상자의 압축강도는 저온유통 후 에도 안전압축강도 이상인 343kgf의 압축강도를 나타냈고, 냉각효율도 기존상자에 비하여 높게 나타났다. 또한 개발된 상자를 사용하여 시중에 출하할 경우 기존 5kg 상자에 비하여 8%이상의 부가가치를 높일 수 있었다. 2. 포도 포장상자는 소비자 기호도를 충족하고 다층적재시 손상을 방지하기 위하여 내용물을 1단 적재하고 상자를 개방형으로 하여 덮개용 필름을 부착하므로써 소비자가 내용물을 확인할 수 있도록 하고, 상자의 압축강도는 소비지까지 유통이 완료된 후 에도 수직압축강도가 400kgf이상으로 안전압축강도 보다 높아 저온에서 안전하게 유통할 수 있었다. 또한 개발된 상자를 사용하여 시중에 출하할 경우 기존 5kg 상자에 비하여 2kg상자는 21%, 4kg상자는 12%이상의 부가가치를 높일 수 있었음. 3. 방울토마토 포장상자는 외포장 상자를 4kg용 상부 개방형 골판지상자를 사용하고, 내포장상자는 500g용 PET용기를 사용하여 1상자에 8개의 내포장상자가 적재될 수 있도록 제작하였다. 제작된 외포장상자의 압축강도는 저온유통후에도 320kgf으로 안전압축강도보다 높게 나타났고, 파랫트 적재효율도 96%이상으로 나타나 물류의 효율성을 높일 수 있었다. 개발된 상자를 사용하여 시중에 출하할 경우 기존 산물형태의 4kg용 상자에 비하여 500g 내포장상자에 출하할 경우 20%이상의 부가가치를 높일 수 있었다.
황산칼륨($K_2SO_4$) 포화용액으로부터 증발법으로 $K_2SO_4$ 단결정을 최적조건에서 생성시킨다. 이 단결정은 약 $12{\times}10^6$ 렌트켄의 ${\gamma}$-선에 조사시키면 그 결정내에 상자성 중심 또는 상자성 결합을 형성한다. 이 상자성 중심들의 전자스핀공명(ESR) 스펙트라를 상온에서 X-띠 전자스핀 공명 분광분석기로 얻는다. 상자성종들의 ESR 피이크들은 무등방성을 보이지만 $SO_3-$기만은 g = 2.0036인 가우스형 등방성 피이크이었다. 무등방성피이크들의 각도 의존성을 나타내기 위하여 서로 직교하는 a, b, c 결정축으로 단결정을 회전시키면서 여러 각도에서 ESR 스펙트라를 기록하였다. 무등방성 피이크들과 등방성 피이크의 선위치관계로부터 g값들을 계산하고 각 상자성 중심에 대응하는 g-값의 9매트릭스 원소들을 대각화 시켜 주 g-값과 방향여현을 얻는다. 이들 특성 주 g-값과 방향여현을 사용하여 모든 상자성 결합구조를 확인하였다.
최적 조건에서 티오황산나트륨$(Na_2S_2O_3) 포와 수용액으로부터 단결정을 생성시킨다. 이 단결정에 약 $20{\times}10^6$ 렌트겐의 ${\gamma}$-선을 조사시키면 그 결정 내부에 상자성 중심 또는 상자성 결함들이 생성되어 진다. g값이 2.0036인 등방성 D.P.P.H 피크를 기준으로 하여 무등방성인 각 상자성종들의 스펙트럼을 상온에서 X-band 전자 스핀 공명 분석기로 얻었다. 무등방성 피이크들의 각도의존성을 나타내기 위하여 서로 직교하는 a, b, c 결정축으로 $0^{\circ}$에서 $180^{\circ}$까지 $10^{\circ}$간격으로 회전시키면서 ESR 스펙트럼을 기록하였다. 무등방성 피이크들과 등방성 D.P.P.H 피이크간의 선위치 거리로부터 g값들을 계산하고 각 상자성종들의 g값의 9 matrix 원소들을 얻어 대각화(diagonalization)시켜 특성 주 g 값(principal g values)과 방향여현(direction cosine)을 얻었다. 이 특성 주 g값과 방향여현으로 ${\gamma}$-선에 조사된 $Na_2S_2O_3$ 단결정내의 상자성 결함을 분석한 결과 이 단결정내에 무등방성 피이크에 해당하는 $SO_2^+, SO_2^- $및 미확인된 불안정한 상자성 중심 등이 존재함을 확인하였다.
현재 국내에는 통기성 상자의 설계에 관한 기준이 마련되어 있지않아, 통기공으로 인한 상자 압축강도 저하와 통기성 면에서도 좋지 않은 형편이다. 선진 외국과는 물류 및 포장환경이 다르고, 방법에 있어서도 큰 차이가 있기 때문에 외국의 사례를 국내의 포장설계에 적용하는 데는 한계가 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에서 유통되는 통기성 상자에 대한 실태분석과 온 습도 변화에 따른 압축강도 저하와 통기성을 분석하므로써, 통기성 상자의 최적설계를 위한 설계 기준을 마련하고자 수행되었다. 현행 유통되는 통기성 상자의 통기공의 면적 비율은 $1.41{\sim}2.65%$ 였으며, 통기공의 형태, 크기 및 위치가 매우 다양하여, 이로 인한 상자 압축강도 저하율은 $8.5{\sim}20.2%$의 범위에 있었다. 대체로 통기공의 면적비율 보다는 통기공의 형태와 위치가 상자의 압축강도 저하에 미치는 더 중요한 요인으로 분석되었다. 통기공의 면적비율이 클 수록 온도와 상대습도의 평형도달시간은 짧았으며, 온도가 상대습도에 비하여 더 빨리 형평상태에 도달하였으며, 또한 통기공의 면적 비율이 같은 경우, 통기공의 형태에 따른 온도 및 상대습도의 평형도달 시간과 평형도달 온 습도에 있어서는 큰 차이가 없었다.
국내 농수산물 유통용 골판지 상자의 65% 이상이 이중 양면골판지 (DW) 상자를 사용하고 있다. 이것을 양면 골판지(SW) 상자로 대체시 강도의 변화 및 경제성을 검토한 결과는 다음과 같다. 이중 양면골판지 상자에 비해서 양면골판지 상자의 압축강도는 46%에서 98%까지 높았고 가격은 8% 더 저렴한 경우도 강도는 높게 나타났다. 이중 양면골판지 상자를 양면골판지 상자로 대체시 날개부분에서 절약되는 금액은 405억원으로 자원 절약 효과는 13%에 달했다. 따라서 국내 골관지물 유통용 골판지 상자로는 양면골판지(SW) 상자로 대체하는 것이 바람직하고 사료되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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