본 논문은 현재 국내 외적으로 널리 공급되고 있는 유리식(glass) 진공관형 태양열 집열기를 대체할 수 있는 비유리식(non-glass) 진공관형 태양열 집열기의 설계 및 제작에 관한 실험적 내용을 소개하고 있다. 비유리식 진공관형 태양열 집열기는 유리식에 비해 그 내구성이 탁월할 뿐 아니라 적용성도 뛰어나지만 비유리식 집열기는 유리식 집열기와 달리 외부공기 입자의 진공관 내부로의 확산을 억제하거나 그 내부의 진공도 유지를 위해 특수 설계를 하여야 하며 아울러 소재의 특성을 최대한 살릴 수 있는 응용 기술의 개발을 필요로 한다. 이를 위하여 진공관 내부의 일정한 진공도 유지를 위해 집열기와 별도로 설치된 Vacuum Chamber를 진공관과 튜브(vacuum connector)로 연결하여 진공관 내의 outgasing이 가능하도록 할 수도 있으며, 진공관 외피에 공기의 침투를 억제하기 위한 gas barrier coating을 고려할 수도 있다. 본 논문에서 소개하는 비유리식(non-glass) 진공관형 태양열 집열기는 기계, 화공, 재료 등 다양한 분야의 원천 기술을 복합적으로 적용한 것으로 기존의 유리식에 비해 설계 및 제작에 있어서 다소 복잡한 양상을 띠고 있다.
자원 재활용 및 에너지 생산관점에서 폐유지로부터 환경친화적인 연료인 바이오디젤에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 폐유지내 함유된 유리지방산 및 수분에 의해 효율적인 에스테르화 반응이 어렵기 때문에 이를 전처리 단계에서 제거되어야 한다. 본 연구에서는 폐유지내 유리지방산을 효과적으로 제거하기 위하여 회분식 반응기에서 제올라이트 촉매의 종류에 의한 세공구조와 산성도 변화에 따른 유리지방산 전환반응에 미치는 영향을 조사해 보았다. 제올라이트 촉매의 유리지방산 전환율은 세공구조와 산성도에 따라 큰 차이를 나타내었다. 유리지방산 전환율은 FAU < MOR < MFI < BEA의 순으로 높았다. 제올라이트의 세공구조는 1차원적인 구조를 가질 경우 탄소침적이 일어나지만 3차원적인 세공구조를 가지는 경우 탄소침적에 의한 촉매의 활성저하가 감소된다. 또한 제올라이트의 산성도에 따른 특성으로는 유리지방산의 전환반응에는 중간정도의 산세기를 가진 촉매가 유리함을 확인하였다. 그러므로 폐유지로부터 유리지방산을 제거하기 위한 우수한 제올라이트 촉매로는 BEA 제올라이트 촉매임을 확인하였다.
LCD, PDP 공정에서 사용하는 유리접합법은 유리용 본드를 사용하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 접합부의 내구성 증대 및 경제성을 고려하기 위한 유리접합 방법의 고안이 필요하다. 본 논문에서는 전기로 안에서 유리용접을 수행하기 위한 공정변수를 실험적으로 도출하여 유리를 접합하는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위하여 유리용접에 필요한 이송기와 유리용접 전기로, 브라운 가스 발생기, 브라운 가스 토치를 사용하였으며, 유리용접 공정변수인 토치의 이송속도, 전기로의 공정온도, 토치와 유리모재사이의 거리를 측정하여 분석하였다.
마이크로 고체 추진제 추력기의 점화 시스템의 제작 및 점화 실험에 관한 연구 결과를 기술하겠다. 유리 박막 마이크로 백금 점화기는 일반적인 금속 박리 공정과 감광 유리 제작 공정을 이용하여 제작되었다. 백금 층의 두께는 $2000{\AA}$, 점화기 패턴의 폭은 $40{\mu}m$ 였다. 제작된 유리 박막의 두께는 $15{\mu}m$, 유리 박막의 지름은 1 mm 였다. HTPB/AP 추진제를 이용하여 점화 실험을 수행하였다. 12 V의 전압을 사용한 경우, 점화 지연 시간은 1.6 s 였으며 이 때의 점화 에너지는 1.4 J로 측정되었다.
본 연구는 김치와 노화 억제에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 AIN-76 마우스 식이에 배추, 갓김치, 갓배추김치를 각동결건조 김치를 5%씩 첨가하여 만든 후 김치식이를 노화촉진쥐인 SAMP8에게 1년간 섭취시키면서 간의 노화관련 특성인 유리기 농도와 항산화효소계의 효소활성 변화를 살펴보았다. 노화촉진쥐 간의 총유리기, OH radical, $H_2O$$_2$그리고 TBARS 모두 가려에 따라 증가되었으며, 간에서 생성된 유리기 농도와 TBARS 농도는 대조군에 비해 김치섭취시 유의적으로 감소되었다(p<0.05). 그러나 생성된 유리기를 제거하기 위한 SOD 활성은 오히려 김치섭취군에서 유의적으로 증가되었으며(P<0.05), catalase와 GSH-px, GSH/GSSG의 비율도 김치섭취군에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 따라서 김치섭취는 노화에 따라 발생되는 간의 유리기 및 TB-ARS 생성은 억제시키면서, 이를 제거하는 항산화계 효소는 활성화시켜 노화를 억제한 것으로 생각된다. 김치종류 중에서는 배추김치보다 배추갓김치와 갓김치가 유리기 생성 억제 및 항상화 효소 활성을 더욱 증진시킨 것으로 관찰되어 이는 첨가된 갓의 항산화물질 때문인 것으로 생각된다.
봉독은 거풍습(祛風濕), 지통(止痛), 해경평천(解痙平喘), 소종강압(消腫降壓)의 효능으로 오랫동안 통증과 염증성 질환을 치료하는데 이용되어져 왔는데 최근에는 면역관련질환치료에 응용하여 좋은 결과가 보고되고 있다. 본 연구는 Rheumatoid arthritis와 유사한 형태의 대표적 실험모델로 알려진 실험용 쥐의 Type II collagen 유발 관절염(Type II collagen induced arthritis : CIA)의 활액에서 봉독약침이 단백분해효소와 유리기 손상에 미치는 면역억제효과를 알아보기 위해 실행되었다. 본 실험에서는 CIA가 유발된 실험용 쥐에 봉독약침($5{\mu}l/kg$)을 처리한 실험군과 대조군으로서 CIA 유발 쥐에 생리식염수를 처리한 군(CIA군), 정상적인 쥐에 생리식염수로 처리한 군(정상군)으로 구분하여 각 군들의 일련의 표본에서 세포질, 리소좀, 간질성 단백분해효소의 활성과 유리기로 인한 단백질 손상정도를 (carbonyl 유도체를 측정하여)서로 비교하였다. 그 결과 각 군의 활액표본에서는 많은 종 류의 단백분해효소가 정산군보다 CIA군에서 유의하게 활성이 높았으며, 봉독약침($5{\mu}l/kg$)을 처리한 군에서 효소들의 활성이 유의하게 감소하였다. 그러나 각 군들의 혈장표본에서는 이 효소들의 활성은 서로 유의한 차이가 없었다. 이는 혈장속의 면역반응과 연관되리라고 추측되는 단백분해효소들의 활성변화는 병인적 측면에서 RA와 같은 염증성관절 질환과는 큰 상관성이 없다는 것을 의미한다. Carbonyl 유도체 측정으로 평가한 유리기 손상은 활액과 현장표본에서 모두 봉독약침($5{\mu}l/kg$)을 처리한 군에서 유의성 있게 감소하였다. 이상의 결과로 볼 때 단백분해효소와 유리기의 활성은 RA의 병인학적 측면에서 모두 잠재적인 중요성을 가지고 있으므로 향후 새로운 RA치료법은 이들 단백분해효소의 활성저해와 유리기의 소거능을 포함해야 한다고 사료되며 봉독약침은 이러한 2가지 효능을 포함한 효과적인 치료라고 평가된다.
MEMS 추력기를 위한 유리 박막 마이크로 점화기를 개발하였다. 수십 마이크로 미터의 두께를 가지는 유리 박막을 사용하여 점화기의 구조적 안정성을 향상시켰다. 마이크로 점화기는 박막 형성을 위한 감광 유리의 이방성 식각과 점화 코일 형성을 위한 Pt/Ti 증착 공정으로 제작되었다. 개발된 점화기는 유리 박막의 구조적 안정성으로 인하여 특별한 장치없이 추진제 충전이 가능하였다. 점화 실험이 성공적으로 이뤄졌으며 최소 점화 지연은 27.5 ms, 최소 점화 에너지는 19.3 mJ 이였다.
본 논문은 초음파를 이용한 유리 절단기를 개발하고 실험적으로 최적의 구동 주파수를 조사하였으며 유리 절단기의 효과에 대하여 검토하였다. 효과를 분석하기 위해 유리 절단기 시스템의 이론적 모델을 제시하였다. 그리고 시스템에서 최대 가속도 진폭의 주파수를 이론적으로 구하였다. 주어진 시료에 대해 절단면의 최대 깊이를 실험적으로 조사하였으며 사용한 시료는 석영유리($200mm(L){\times}30mm(W){\times}3mm(T)$)로 일정 가속도 진폭으로 모든 주파수에 대해 초음파 진동자를 구동하였다. 적정한 구동 주파수의 효과를 실험적으로 검토한 결과, 유리판에서 메디안 크랙의 깊이를 최대화하는 최적 주파수는 18.35kHz로 나타났다. 이러한 결과는 이론적 모델로 제시한 시스템의 계산 결과와 매우 일치하였다.
최근 유연 기판을 이용한 태양전지 및 TFT 등 전자소자 개발에 관한 연구가 주목받고 있다. 본 연구에서는 공정 시 유리한 유리기판상 전자소자 제작 후 폴리이미드막 박리를 통한 유연전자 소자 구현을 목적으로 한다. 폴리이미드막 박리를 목적으로 희생층으로서 a-Si:H을 사용하였다. 유리기판상에 60 nm 두께의 a-Si : H을 ICP (Induced coupled plasma) 공정으로 증착한 후 a-Si : H층 상부에 30 ${\mu}m$ 두께로 폴리이미드를 코팅하여 Hot plate와 furnace에서 열처리를 거쳤다. 이후 각기 다른 파장을 갖는 레이저의 파워를 가변하며 유리 기판 후면에 조사하였다. 실험 결과 355 nm UV 레이저로 가공한 경우 희생층으로 사용 된 a-Si : H층 내에 존재하는 수소가 레이저 빛 에너지에 의해 결합이 끊어지면서 유리기판과 폴리이미드막이 분리됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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