• 산업식품공학
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• 제15권2호
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• pp.97-115
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• 2011

이 총설에서는 반응표면분석법을 이용하여 식품제조프로세스를 최적화하는 방법에 대하여 검토하였다. 반응표면분석을 수행하기 위한 절차와 반응표면분석의 필수적인 기본이론을 설명하였고, 반응표면분석법 중에서도 대부분 사용되는 2차 실험계획법(3인자 완전요인, 중심합성, Box-Behnken, 및 Doehlert 계획법)들에 대한 장단점 및 효율성을 비교하였다. 식품제조프로세스를 최적화하는데 반응표면분석법을 적용하기 위해서는 우선 실험계획을 선택하고, 적절한 모델함수를 적합화한 다음, 적합화된 모델의 질 및 실험데이터와의 예측의 정확성을 평가할 필요가 있다. 식품제조프로세스를 최적화할 때 일부요인계획, 완전요인계획 및 Plackett-Burman 계획 등과 같은 실험계획법을 사용하여 중요한 실험인자를 일차적으로 스크린한 다음, 2차 실험계획법을 선택하는 것이 바람직하다. 실제적으로 최적실험조건을 찾기 위해서는 F-test, 수정 $R^2$ 등과 같은 분산분석을 사용하여 모델을 적합화하는 것이 바람직하다. Doehlert 계획과 Box-Behnken 계획은 중심합성계획법보다 좀 더 효율적이며, 최근에는 이 계획들을 적용한 문헌의 수가 증가하고 있는 추세이다. 더욱이 이 계획들은 3수준 완전요인계획법보다는 비교할 필요도 없이 훨씬 더 효율적이다. Box-Behnken설계는 식품분야에서와 같이 극한조건(즉, 인자들이 동시에 가장 높거나 혹은 가장 낮은 수준의 실험 조건)하에서 실험을 하는 것을 피하고자 할 때 유용하다. Doehlert 계획에서는 각 인자들의 수준(level)이 다르기 때문에, 몇몇 인자들이 가격적인 면에서 그리고(혹은) 장비사용에 제약을 받는 제한이 있다든지 혹은 인자의 중요도에 따라 수준의 수를 조절해야 할 필요가 있을 때에는 Doehlert 계획이 아주 유용하다. 종래에는 반응표면분석법의 2차 회귀모델 실험계획법 중에서 다른 계획법(Box-Behnken 계획 및 Doehlert 계획)에 비해 중심합성계획법을 압도적으로 많이 적용해 왔다. 그러나 Box-Behnken 계획 및 Doehlert 계획은 중심합성계획법보다 장점이 많기 때문에, 향후에는 Doehlert 계획과 Box-Behnken 계획을 사용하여 식품제조프로세스를 최적화하는 쪽으로 초점이 맞추어 지리라고 전망한다.

• 농약과학회지
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• 제6권2호
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• pp.105-109
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• 2002

Bezoylphenyl urea계 신규 살충제인 1-(2,6-difluorobenzoyl)-3-(3,5-bistrifluoromethyl-2-chlorophenyl) urea (DBI-3204, HW-3204)를 생산하기 위하여 경제적인 합성법을 확립하였다. 특히 3단계 합성공정에 사용하는 용매를 사염화탄소로 단순화 시켰다. 필수적인 중간체인 3,5-bis(trifluorornethyl)-2-chloroaniline을 92%로 선택적으로 합성하였으며, 2,6-difluorobenzoylisocyanate는 95%, DBI-3204는 약 90%의 좋은 수율로 합성하였다.

• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.196-202
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• 2016

DMC (dimethyl carbonate)를 합성하기 위하여 ceria 계열의 촉매를 이용하여 반응 조건을 확인하는 연구를 수행하였다. 촉매의 합성 조건을 찾기 위하여 소성 온도와 Cu(II)의 함량을 조절하였고, 완성된 촉매는 NH₃-TPD를 이용하여 반응성(산점)을 확인하였다. DMC를 합성하기 위하여, 산화카르보닐화법(oxidative carbonylation, 일산화탄소와 산소를 메탄올과 반응)과 직접합성법(direct synthesis, 이산화탄소를 메탄올과 반응)을 적용하였다. 르샤틀리에의 원리에 따라, 반응 중 생성되는 물을 제거하여 반응성(메탄올 전환율)을 향상시키고자 하였으며, 이를 위해 화학적 탈수제(chemical dehydration agent)인 2-cyanopyridine를 사용하였다. 화학적 탈수 반응을 산화카르보닐화법에 적용하였을 경우, 메탄올 전환율은 15.1%에서 38.7%, DMC 선택도는 0%에서 98.8%까지 향상되었다. 이를 직접합성법에 적용하였을 경우, 메탄올 전환율은 1.0%에서 77.8%, DMC 선택도는 41.2%에서 100.0%까지 향상되었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2012

화학센서는 분석물질과 감응물질간의 화학적 반응을 통해 분석물질을 선택적으로 인지하고 이를 통하여 특정물질을 실시간으로 분석할 수 있는 기술이다. 최근 화학센서로 색소를 이용하여 음이온을 진단/감응하는 기술이 각광 받고 있으며, 더불어 음이온을 선택적으로 인지함에 있어 검출하고자 하는 특정 음이온에 대한 민감도를 높이기 위한 노력이 계속되고 있다. 감응물질로 이용되는 색소는 주로 분자 내 전하 이동형 색소(intramolecular charge transfer dye)로 주위 환경 변화에 민감하게 반응하며, 자극에 따른 변화를 흡수와 발광, 굴절률의 변화 등으로 나타낸다. 또한 다양한 음이온 중 분석물질로써 연구 가치가 큰 음이온에는 플루오린화물(fluoride)이 있다. 이는 플루오린화물이 치아 보호와 골다공증에 중요한 역할을 하는 순기능을 가지는 반면 고농도 상태에서는 불소증(fluorosis)을 비롯한 악영향을 잠재적으로 가지기 때문에 그 양을 인지하는 것이 중요하게 여겨지기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 2-(3,5,5-trimethylcyclohex-2-enylidene)-malononitirle과 indole-3-carboxaldehyde를 통하여 분자 내 전하 이동형 색소를 합성하고, $^1H$ NMR, GC-mas, EA로 합성된 색소의 물성을 분석하였다. 우선 반응물인 2-(3,5,5-trimethylcyclohex-2-enylidene)-malononitirle을 합성하기 위해 dimethylfor mamide(DMF) 용매 하에서 isophorone과 malononitrile을 12시간 반응시키고, 얻어진 결과물을 정제한다. 이후 indole-3-carboxaldehyde와 10시간 환류시켜 색소를 얻는다. 합성된 색소는 F 이온 검출에 이용되며, UV-vis 분광법을 이용하여 분석물질에 따른 흡수 정도와 강도 변화를 살펴본다. 연구의 최종적인 목적은 비단 진단/감응 색소의 합성이 아니라 나노 섬유 소재와 색소의 접합을 통해 진단/감응형 나노 섬유를 개발하는 것으로 이를 위해 전기방사법이 이용된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1136-1145
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• 1993

여러가지 페이딩 통신로의 통신 용량을 구한 다음 이를 가우스 잡음 통신로의 통신 용량과 비교하여 각 페이딩 환경에 따른 통신 용량의 감소치를 구하였다. 그 결과 Rician페이딩 통신로에서는 직접파 대 반사파 전력비가, m-분포 페이딩 통신로에서는 지수 m이 커짐에 따라 페이딩 통신로의 통신용량은 가우스 잡음 통신로의 통신 용량에 가까워짐을 확인하였고 반송파 대 잡음 전력비(CNR)의 변화에 따른 가우스 잡음 통신로와 각 페이딩 통신로간의 통신 용량의 차이를 구해냈다. 또한 Rayleigh페이딩 통신로에 있어서2-branch 다이버시티의 도입으로 인한 통신 용량의 개선치를 구해냈다. 다이버시티로서는 검파전 최대비 합성법과 검파후 선택 합성법을 다루었다. 그 결과, 2-branch 사이의 상관계수 값에 관계없이 검파전 최대비 합성 다이버시티가 검파후 선택 합성 다이버시티보다 더 우수하였다. 상관계수 값의 변화에 따른 통신 용량의 개선치는 두 방식 모두 2-branch가 서로 무상관일때 가장 좋았으며, 2-branch사이의 상관계수 값이 작으면 작을수록 두 방식 모두 개선치가 커진다는 것을 알아냈다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.333-336
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• 2010

합성가스에서 경질 올레핀을 합성하는 Fishcer-Tropsh 반응을 위하여 다양한 조성을 가지는 구형 철-알루미늄 촉매를 졸-겔 오일법으로 합성하였다. 합성된 구형 촉매를 이용하여 다양한 특성분석 및 반응성능을 측정하였다. 촉매의 비표 면적은 철의 비율이 증가할수록 감소하였고, CO 전환율은 Al/Fe비가 1.5인 촉매가 가장 우수하였다. 올레핀 선택도는 Al/Fe비에 영향을 받지 않았다. 함침법을 이용하여 K를 첨가한 경우 반응특성에 영향을 주었다. 첨가한 K의 농도가 증가할수록 초기 CO 전환율과 올레핀 선택도는 향상됐지만 촉매의 활성도는 급격히 감소하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2011

산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

• 멤브레인
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• 제15권4호
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• pp.330-337
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• 2005

[ $250^{\circ}C$의 고온에서 수증기 선택 투과 특성을 가지는 silica 막을 메탄을 탈수에 의한 dimethyl ether (DME) 합성 반응에 분리막 반응기로 적용하였다. Silica 전구체로서 tetraethoxysilane (TEOS)을 이용하여 초음파 분무 열분해 및 기상화학 증착법(CVD)법 등에 의해 다공성 스테인레스 스틸(SUS)에 silica 막을 합성하였다. CVD법에 의해 합성한 silica막의 수증기 투과도 및 메탄올에 대한 분리계수 상관관계 trade-off 선이 열분해 silica 막보다 높이 존재하였다. 수증기 투과도가 $1.2\times10^{-7}\;mol\;{\cdot}\;m^{-2}\;{\cdot}\;S^{-1}\;{\cdot}\;Pa^{-1}$ 이상이고, 메탄올에 대한 분리계수가 10 이상의 성능을 가지는 분리막 반응기에 대해서 기존 반응기 대비 $20\%$ 이상 메탄을 전환율이 향상되었다. 고온 수증기 선택성 silica 막이 메탄을 탈수 반응에 의해 생성되는 수증기를 제거함으로서 촉매 활성 저하를 억제하여 반응 전환율을 개선시키는 막 반응기로서의 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.379.2-379.2
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• 2014

열 화학기상증착법은 여러 가지 그래핀의 제작방법 중 대면적으로 양질의 그래핀을 효과적으로 합성할 수 있는 방법으로 널리 이용되고 있다. 이 방법으로 그래핀을 합성할 경우, 주요 변수로 성장 온도와 촉매 금속이 있으며 이를 적절히 조절함으로써 합성되는 그래핀의 결정성과 층수를 조절할 수 있다[1-3]. 본 연구에서는 탄소 용해도가 작은 두꺼운 촉매 금속 기판 위에 선택적인 위치에 탄소 용해도가 큰 얇은 촉매 금속을 증착하여 그래핀의 층수를 적절하게 제어하고자 한다. 그래핀을 합성하기 위해 온도를 증가시키는 과정에서 두 층의 촉매 금속은 표면 에너지를 낮추기 위해 합금을 형성하게 되며, 이 때 탄소 용해도가 변화할 것으로 예상된다. 이 변화하는 탄소 용해도에 맞추어 탄소 공급원인 메탄 가스를 주입하는 시기를 적절히 조절하게 되면, 합성되는 그래핀의 층수 조절이 가능할 것이라 예상한다. 탄소 용해도가 큰 금속으로 니켈을, 탄소 용해도가 작은 금속으로 구리를 선택하였다. 우선 니켈의 확산 거리를 계산하여 메탄 가스를 주입하는 적절한 온도를 결정하였으며, 이 온도를 기준으로 표면에서의 니켈의 함량을 분석하였다. 니켈의 함량과 표면에서의 탄소의 구성비의 관계를 조사한 결과, 본 실험에서 이용한 방법으로 그래핀의 층수를 조절하는 것이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제9권1호
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• pp.36-46
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• 1995

빙판파괴 형태는 여러 모드의 합성이며 실제로 한 가지 양식으로 파괴되는 경우는 거의 일어나지 않는다. 이제까지 빙하중 해석 이론이나 방법은 한 가지 양식에 기준하는 것이었다. 이 논문에서는 합성모드로 빙판이 파괴될 때 해양구조물에 작용하는 빙하중 추정방법을 소개하여 모형 실험결과치와 그 결과를 비교하였다. 두 가지 합성모드에 대한 빙하중 추정방법인 비례파괴해석법 (Proportional Failure Method)과 국부경계해석법(Local Ice boundary Method)을 본논문에 소개하였으며, 이 두가지 방법과 함께 널리 알려진 Crushing 해석방법을 적용하여 정적 및 동적 구조물에 작용하는 빙하중을 산출/비교하였다. 동적구조물은 쇄빙선을 이용하였고, 쇄빙선이 SPM 터미널에 monopod로 연결되어있는 형태를 선택하였다. 모형 실험은 Finland의 Wartsila 실험실에서 실시 하였고, 이 실험을 통하여 쇄빙선에 작용하는 빙력 및 시간별 쇄빙선의 동적 움직임을 측정하였다. 이 논문에서는 위에서 소개된 세가지 방법으로 계산된 빙하중과 실험측정결과를 비교하였고, 이론적으로 추정한 쇄빙선의 운동을 실혐결과치와 비교하였다. Crushing방법으로 산출한 빙하중은 실제치보다 상당히 높았고, 비례파괴해석법은 Crushing 방법보다 정확한 결과를 보여주었으며, 국부경계해석법은 상당히 모형실험측정치와 가까웠다. 물론 쇄빙선의 움직임도 빙하중에 따라 변화가 심했고, 국부 경계해석법을 적용했을 때 실제 쇄빙선의 동적움직임을 가장 가깝게 추정할 수 있었다.