• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.362-367
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• 2023

최근 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 고분자 막의 연구개발은 가격 저감과 성능 향상을 위해 박막화하는 방향으로 진행되고 있다. 그리고 상용차용 수소 전기 차량 수요가 증가하고 있는데, 승용차용보다 내구성이 5배 증가해야 한다. 막의 두께가 얇아짐에도 불구하고 내구성은 5배 증가해야 하므로, 막의 내구성 향상이 더 중요해진 상황이다. 가속 내구 평가 시간도 단축해야하기 때문에 기존 프로토콜에서 공기 대신 산소를 사용한 프로토콜을 10 ㎛ 박막에 적용해 내구성을 평가하였다. 가속 내구 평가(개회로 전압 유지)는 720시간에 종료하였다. 공기를 사용한 미국 에너지부(DOE) 프로토콜을 사용했다면 약 1,500시간의 내구성으로 운전시간 450,000 km 수명을 예상한다. 화학적 내구 평가중에 전극의 활성 면적이 51% 감소해 촉매 열화가 막 내구성 약화에 영향을 준 것으로 판단되고, 촉매 열화 속도를 감소시키면 막 내구성이 증가할 것으로 예상된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.649-656
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• 2008

손상 또는 균열된 구조물의 내구성을 향상시키려는 과제는 연구자들과 엔지니어들에게 중요한 과제로 떠오르고 있다. 팻취로 보강되지 않은 균열판과 팻취보강된 균열판의 응력확대계수 및 응력등고선의 산정 및 비교에 의한 균열선단에서의 파괴거동의 특성을 적분형 르장드르 다항식에 기초를 둔 계층적 무강성요소를 사용하여 표현하고자 한다. 이 연구에서는 등가단층이론이 채택되므로, 제안된 무강성요소는 불연속 균열부를 강성이 0인 연속체로 간주된다. 그러므로 균열을 모델링하는 무강성요소의 변장비는 매우 커질 수밖에 없다. 제안된 요소의 강건성을 보이기 위해 형상비 변화에 따른 에너지방출률, 변위 및 응력값에 대한 유한요소해의 민감도는 변장비를 2000까지 증가시켜 가면서 평가되었다. 한편, 강성도미분법과 변위외삽법이 인장모우드가 발생되는 문제의 응력확대계수를 예측하는데 사용된다. 제안된 계층적 무강성요소는 팻취보강된 균열문제를 해석할 수 있는 대안중의 하나라 평가된다.

• 한국안전학회지
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• 제14권1호
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• pp.208-215
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• 1999

급냉응고 강화된 Al-9.45wt%Fe-4.45wt%Cr 합금의 크 거동을 40~115Mpa 응력범위와, 300~$441^{\circ}C$(0.53~0.66Tm) 온도 범위에서 조사하였다. 이 계열의 합금은 비행기 및 자동차의 구조용재료 혹은 엔진용 부품에 많이 사용되고 있으며, 재료의 사용이 주로 고온에서 이루어지므로 안전성을 확보하기 위해서는 크 실험이 특히 중요하다. 이 합금의 크 실험 결과 응력지수와 크 활성화에너지가 높았으며 실험 응력과 온도에 크게 좌우되었다. 크 응력이 조대화에 강하게 영향미치는 것으로 보이기 때문에 모든 크 시편의 분산입자의 조대화율은 등온 소둔시편 보다도 더 빠르게 나타났다. 분산상과 연결된 전위는 고응력, 저온의 크 시편에서 더욱 자주 관찰되었다. Power law creep에서의 크 변형 속도는 문턱응력과 전위분리기구를 포함하는 Sherby와 Rosler/Arzt식으로 예견되는 것과 일치함을 발견하였다. 이 합금에서 분산상은 void생성원으로 작용하였으며 소위 입계파괴인 입자내의 연성파괴의 원인이 되었다. 생성된 void는 성장하여 Al기지내의 분산상과 분리되고, 슬립에 의해 결정립계에 집적되어 결국 입계파괴가 일어났다. 그러므로 이들 분산상이 $Al_{13}Fe_4$, $Al_{13}Cr_2$ and $Al_2O_3$의 형성에 의해 파괴 기구의 중요한 역할을 함이 입증되었다.nd $Al_2O_3$의 형성에 의해 파괴 기구의 중요한 역할을 함이 입증되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.517-522
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• 2023

고분자전해질 연료전지 (PEMFC)에 공기와 수소를 공급하고 개회로전압 (OCV) 상태에서 가습/건조를 반복하는 고분자막의 화학적/기계적 내구성 평가법이 사용되고 있다. 이 프로토콜에서 가습/건조가 반복되면 전압 상승/감소가 반복되어 전극 열화도 발생한다. 막 내구성이 우수한 경우 전압 변화 횟수가 증가해, 전극 열화에 의해 평가가 종료되어 원래 목적인 막 내구성 평가를 할 수 없는 문제가 발생하기도 한다. 본 연구에서는 미국 에너지부 (DOE)와 동일한 프로토콜을 사용하되 cathode 가스로 공기대신 산소를 사용하고 가습/건조시간과 유량도 증가시켜 막의 화학적/기계적 열화 속도를 증가시켜서 고분자막 내구 평가 시간을 단축시킴으로서 이와 같은 문제를 개선하고자 하였다. Nafion 211 막전극접합체(MEA) 내구성 평가를 공기 대신 산소를 사용해서 가속화도를 2.6배 증가시켜 2,300 사이클만에 평가 종료하였다. 본 프로토콜에 의해 고분자막도 가속 열화되고, 전극 촉매도 가속 열화되어 고분자막과 전극의 내구성을 동시에 평가할 수 있는 이점도 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.86-90
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• 2023

본 연구에서는 패키지에 활용될 수 있는 PVA 고분자 표면의 표면 특성을 흡습성과 경도를 중심으로 향상을 위한 연구를 수행하였다. 접촉각 측정을 통해 표면의 흡습성 특성을 평가하였으며, ASTM_D3363 규격에 준하여 부착력을 평가하였다. 또한, 고분자 표면의 내구성 향상을 위하여, IPL 공정의 파라미터에 따른 경도 및 인성을 연필경도 및 나노인덴테이션 시험으로 특성을 평가하였다. 이와 같은 방법을 통해 0.06N/m의 높은 표면 에너지와 6H의 연필경도, 0.52GPa을 경도를 달성하였다. 이를 통해 고분자 마이크로 패키징에 있어 고분자와 무기물간 이종 소재의 접합 패키징에도 소재들을 견고히 결합하고 악조건 속에서도 작동 환경을 유지하는 접합을 구현하여 습기, 온도 변동 및 부착력, 표면 마모 같은 환경 요인에 대한 고분자 소자의 신뢰성 및 내구성 향상 방법을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.967-977
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• 2023

Rubus crataegifolius (RC)는 장미과에 속하는 전통적인 아시아 약용 식물이다. RC 열매는 항산화 작용을 통해 성인병을 예방하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 RC 열매 추출물(RCex)이 비만과 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)에 미치는 영향을 동물 모델을 통해 평가하였다. 28마리의 수컷 C57BL/6J 마우스에 8주간 비만을 유도한 후, 추출물을 8주간 경구 투여하였다. 그룹 1은 일반 대조군으로 표준사료를 섭취하였다. 그룹 2는 HFD 대조군으로, 그룹 3에는 심바스타틴(6.5 mg/kg/일)을, 그룹 4에는 RCex (200 mg/kg)을 투여하였다. RCex투여는 실험 마우스의 체중, 지방 조직, 간 무게를 감소시켰으며, 또한 지질 대사(ALT, AST, TC, TG, LDL, HDL)를 포함한 생화학적 바이오마커를 개선하였다. AMPK의 활성화는 지방생성 유전자(LXR, SREBP-1c, FAS, ACC1)의 발현을 감소시켰으며, RCex에 의한 CPT 활성 증진 효과를 검증하였다. RCex는 또한 에너지 소비 및 신진대사와 관련된 호르몬(adiponectin 및 leptin)의 혈장 수준에도 영향을 미쳤다. 또한, RCex가 HFD로 유도된 비만 mice의 포도당 불내성을 개선했음을 확인 하였다. RCex는 AMPK의 인산화를 통해 지방산 산화 및 지방산 합성을 조절함으로써 항비만 및 항NAFLD 효과를 가짐을 처음으로 입증하였다. 이는 R. crataegifolius가 비만 및 관련 NAFLD 예방에 좋은 보충제가 될 수 있음을 시사한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.91-111
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• 2024

전력구 터널은 송전선로 지중화 사업의 일환으로 대부분의 경우 쉴드 TBM을 활용하여 건설된다. TBM 챔버는 터널 내부 중 유일하게 암반과 흙을 마주하는 공간이며, 붕락과 부딪힘 사고 등 사고노출 빈도가 가장 높은 곳이다. 현재 챔버 외부에서 디스크커터 마모정도를 측정할 수 있는 방법이 부재하기 때문에 근로자의 수시점검이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 TBM 챔버 내부 안전사고를 예방하고, 챔버 오픈회수 절감을 통해 공사기간 단축의 효과를 기대하기 위하여 디스크커터 마모측정 기술 개념을 정립하고, 시작품을 제작하였다. 선행기술을 고찰하여 자기센서가 굴착환경에서 가장 적합하다고 판단하여, 자기센서, 무선통신 모듈, 전원공급, 외부 케이싱, 그리고 모니터링 시스템을 종합한 마모측정 센서 패키지를 개발하였다. 실제 굴착환경에서 시작품 성능검증을 수행하기 위해 3.6 m 토압식 쉴드 TBM을 활용한 실대형 굴진시험을 수행하였다. 실대형 굴진시험 결과 8개의 시작품 중 5개가 정상적으로 작동하였다. 최대 3,000 kN의 추력과 1.5 RPM의 회전속도 안에서 센서측정값이 무선통신을 통해 시스템에 원활하게 표출되는지 확인하였고, 센서 케이싱이 파손되지 않아 내구성을 확보하는 것으로 분석되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.835-840
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• 2023

RFID(Radio Frequency Identification) 시스템은 응용 서비스의 비용과 에너지 효율성으로 인해 사물인터넷 기술의 핵심 구성 요소로 각광받고 있다. RFID 기술을 사물인터넷 응용 서비스 분야에서 사용하기 위해서는 RFID 시스템의 리더와 태그 사이의 단순한 인식뿐만 아니라 다양한 정보를 장기간 저장하고 관리할 수 있어야 한다. 그리고 정보를 태그에 읽고 쓰기 위하여 열악한 무선 채널에 강하고 신뢰성 있는 성능 향상 기술이 필요하다. 특히, UHF(Ultra High Frequency) RFID 시스템에서는 다수의 태그가 밀집 환경에서 수동적인 방법으로 통신하기 때문에 개별 태그의 인식률과 전송속도 향상이 필수적이다. 본 논문에서는 임펄스 잡음 환경에서 RFID 시스템의 성능을 분석하기 위하여 Middleton의 A급 임펄스 잡음 모델을 선정하였고 태그에서는 FM0 인코딩과 Miller 인코딩을 적용하여 RFID 시스템의 오율 성능을 분석하였다. Middleton의 A급 임펄스 잡음 채널에서 RFID 시스템의 성능을 분석한 결과, 가우스 잡음 대 임펄스 잡음의 전력비 값과 임펄스 잡음 지수 값이 클수록 가우시안 잡음 채널과 유사함을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.49-59
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• 2024

생분해성 중합체 코팅 요소는 질소 용출을 제어하면서, 질소이용 효율을 극대화하며 농업생태계의 비점오염원을 줄여주는 역할을 한다. 따라서 본 연구의 목적은 생분해성 중합체 혼합물을 이용한 코팅 요소의 용출 패턴과 온실가스 배출량을 구명하는 것이었다. 처리내용은 속효성 비료인 요소를 대조구, 난분해성 코팅 요소(NBCF), 생분해 완효성 코팅 요소(NB60)와 생분해성 완효성 코팅 요소(MDS)를 토양에 혼합한 4가지 수준으로 구성하였다. 침출수에 대한 최대 총 질소 누적 농도는 NBCF가 NB60보다 33% 높았으며, NB60이 NBCF 보다 최대 용출 기간은 10일 지연되는 것으로 나타났다. 누적 총 질소 및 NO₃-N의 용출 패턴에서 NB60과 NBCF는 일차 직선형태로 동일하였지만, 대조구와 MDS는 Sigmoid curves 형태로 누적 용출 농도는 MDS가 대조구보다 높게 나타났다. 생분해성 코팅 요소의 온실가스 발생량을 살펴보면, CH₄의 발생량은 대조구 대비 NBCF, NB60, MDS 각각 0.38%, 11.36%, 5.91% 증가하였고, 또한 N₂O의 발생량은 대조구 대비 각각 50.5%, 32.4%, 58.8% 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 생분해 완효성 코팅 요소는 비료 이용성을 감안하여 포장에 시용할 경우 비료 시용량뿐만 아니라 농업생태계 비점 오염원을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.157-166
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• 2008

이 논문에서는 2000년부터 2004년까지 발생한 지자기 폭풍과 Sawtooth 진동 현상의 통계적 관계에 대해 연구하였다. 먼지 이 시기에 발생된 154건의 지자기 폭풍을 Dst 지수를 이용하여 선별하였으며 특히 선별된 지자기 폭풍이 코로나 물질 분출(Coronal Mass Ejection; CME), Corotating Interaction Region(CIR) 등 어떤 유도체에 의해 발생되었는지 구분하였다. 또한 같은 $2000{\sim}2004$년 기간에 대해 정지궤도 고에너지 대전 입자 플럭스 자료를 통해 Sawtooth 진동 현상 사례 48건을 선별하였다. 이 두 종류의 현상에 대한 통계적 상관관계를 분석한 결과, 총 154건의 지자기 폭풍 중에서 47건(약 30%)이 Sawtooth 진동 현상을 동반하는 지자기 폭풍이었다. 또한 총 48건의 Sawtooth 진동 현상 사건 중 단 1건의 경우를 제외하고 모든 Sawtooth 현상이 지자기 폭풍 기간 동안 발견되었다. 그리고 Sawtooth 진동을 동반하는 지자기 폭풍은 그 유도체가 CIR인 경우(약 30%) 보다는 CME인 경우(약 62%)가 더 많았다. 이외에도 Sawtooth 진동 현상은 CME에 의한 지자기 폭풍의 경우에는 주로(약 82%) 주상기간(Main Phase)에 발생하였지만 CIR에 의한 지자기 폭풍의 경우에는 주로(약 78%) 회복기간(Recovery Phase)에 발생하였다. 다음으로 지자기 폭풍을 유발하는데 중요한 요소인 행성간 자기장 IMF (Interplanetary Magnetic Field)의 남쪽 방향 성분 Bz 및 태양풍의 속도가 Sawtooth 진돌 발생기간 중 어떤 평균적인 특징을 갖는지 조사하였다. 대부분의 Sawtooth 진동 현상은 IMF Ba가 -15nT에서 0 사이이고, 태양풍 속도가 $400{\sim}700km/s$인 상태에 해당한다. 또한 IMF Bz의 강도는 Sawtooth 진동 기간 동안에 대전 입자 플럭스 증가의 횟수와 약한 상관관계가 있음을 발견하였다.