• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.15-20
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• 2015

To examine the magnetic shielding effect for carbon-based materials at extremely low frequencies (60 Hz), two types of carbon black (Super-P and Denka Black) and a natural graphite (HC-198) were mixed into organic binder at 10 wt.% to produce a coating solution, and a powder coating with varying thickness was applied on an aluminum disk measuring 88 mm in radius. A device was developed to measure the sheielding effect at extremely low frequencies. A closed circuit was achieved by connecting a transformer and a resistor. The applied voltage was fixed at 65 V, and the magnetic field was measured to being the range of 4.95~5.10 mG. Depending on the thickness of the coating layer, the magnetic field showed a decreasing trend. The maximum decrease in the magnetic field of 38.3% was measured when natural graphite was coated with specimens averaging $455{\mu}m$. This study confirmed that carbon-based materials enable magnetic shielding at extremely low frequencies, and that the magnetic shielding effect can be enhanced by varying the coating thickness.

• 센서학회지
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• 제6권4호
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• pp.258-264
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• 1997

$YBa_{2}Cu_{3}O_{7}$ 단일층 박막으로 된 직접결합형 직류 SQUID magnetometer를 설계하여 $SrTiO_{3}$기판위에 제작하였다. 검출코일은 외변 8.5 mm, 선폭은 2.6 mm로 하였으며, 조셉슨 접합의 선폭은 $3\;{\mu}m$, SQUID 인덕턴스는 50pH로 하였다. 제작된 소자의 외부 자속에 대한 전압 변조신호의 크기는 최대 $65\;{\mu}V$, 자장잡음은 1 Hz에서 약0.6 pT/$\sqrt{Hz}$ 이었다. 이 SQUID magnetometer를 사용하여 자기차폐실 내에서 심자도 파형을 측정하여 가산평균하였을 때 매우 양호한 심자도 파형을 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.153-160
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• 2010

인체의 심장 활동에 의해 발생되는 생체 자기 신호를 심자도(magnetocardio-gram, MCG)라고 부른다. 이러한 생체자기장은 극저온 상태에서 고감도 자장센서인 SQUID(Superconducting QUantum Interference Device)를 사용함으로서 측정할 수 있다. 이 심자도 장비의 냉각장치는 액체 헬륨을 냉매로 사용하며 이 냉매를 보관하는 방법이 장비의 성능을 좌우한다. 액체 저온 듀아가 극저온 4 K에서 초전도 특성을 유지하기 위하여 사용된다. 본 연구에서는 액체 헬륨 듀아의 온도분포 특성이 연구되었다. 본 연구에서 사용된 듀아는 액체헬륨 용량이 30 L이고 5일간 유지된다. 듀아에는 150 K와 40 K의 이중 차폐체가 설치되었다. 열차폐체 끝단에서의 온도가 측정되었으며 전산모델의 해석결과와 비교되었다. 기하 설계 변수에 대한 최적화 기법을 적용하여 냉각장치인 저온 듀아의 열전단율을 최소화하였으며 듀아의 응력분포에 영향을 갖는 설계 기하 변수들의 특성을 연구하였다. 냉각장치의 열해석 및 최적화해석을 위해 유한요소 코드 ANSYS 10을 사용하였다. 저온 듀아에 사용된 전산모델은 열복사에 의한 영향을 최소화 할 수 있는 분야에서 온도 분포를 예측하는데 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권9호
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• pp.744-750
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• 2013

본 논문에서는 메타물질 특성을 구현하기 위하여 고임피던스 표면을 갖는 인공자기도체(AMC) 구조를 제안하였다. 설계한 AMC 구조는 3.2GHz에 적용하는 것을 목표로 하였으며, 특성 분석을 위해 다중의 AMC 구조를 일정하게 배열한 반사판으로 제작 및 측정하였다. AMC 반사판의 표면에 형성되는 높은 임피던스로 인하여 반사 특성이 좋아지고, 간섭 및 시스템의 크기를 줄이며, 안테나의 성능을 증가시킨다. 제안된 구조는 설계된 AMC와 접지면을 잇는 via hole을 사용하지 않고, 유전체의 두께와 유전율, 구조의 특성을 이용하여 고임피던스를 구현하였다. 기존의 연구된 via hole이 없는 구조와 비교하여 대역폭이 약 150% 증가하였다. 또한, 금속(PEC) 반사판과 동일한 반사특성을 보이는 대신, 안테나와 반사판 간의 거리를 ${\lambda}/10$까지 줄일 수 있다. 실험을 통하여 안테나와의 거리가 약 10mm 지점에서 방사 특성이 3dB 증가한 것을 확인하였다. 설계된 반사판은 반사거리가 작아 휴대용 무선통신기기의 내부에 삽입이 가능하며, 안테나의 효율을 증가시키고, 후방 방사를 차폐함으로써 전자파인체흡수율을 94% 이상 획기적으로 감소시킬 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.933-940
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• 2017

본 논문에서는 부성 임피던스 변환기(Negative Impedance Converter: NIC)를 적용한 무선전력전송 시스템을 제안하였다. 차폐물질의 영향을 고려하여 전송 시스템을 구성하였다. 전송효율 개선을 위하여 부성 임피던스 변환기에서 발생한 부성저항을 적용하여 송신단의 Q 인자가 향상했다. NIC는 연산증폭기와 저항 소자로 구현하였으며, 특정 저항에 따른 부성저항 특성을 얻었다. 송신 코일의 크기는 $250mm{\times}250mm{\times}0.8mm$이며, 임피던스와 Q 인자는 각각 $31+j1874{\Omega}$, 60이다. 부성저항이 약 $30{\Omega}$일 때, 송신단의 저항이 감소하여 Q 인자는 약 900으로 증가했으며, 이는 기존 대비 약 15배 향상된 결과이다. 제안하는 시스템에 대하여 전송 효율을 측정하였으며, 기존 시스템과 비교하여 효율이 크게 향상되었다. 따라서 NIC의 효과로 전송 효율이 개선될 수 있는 것을 검증하였다.

• Progress in Superconductivity
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• 제8권1호
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• pp.33-39
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• 2006

We have developed a second-order double relaxation oscillation SQUID(DROS) gradiometer with a baseline of 35 mm, and constructed a poorly magnetically-shielded room(MSR) with an aluminum layer and permalloy layers for magnetocardiography(MCG). The 2nd-order DROS gradiometer has a noise level of 20 $fT/{\surd}Hz$ at 1 Hz and 8 $fT/{\surd}Hz$ at 200 Hz inside the heavily-shielded MSR with a shielding factor of $10^3$ at 1 Hz and $10^4-10^5$ at 100 Hz. The poorly-shielded MSR, built of a 12-mm-thick aluminum layer and 4-6 permalloy layers of 0.35 mm thickness, is 2.4mx2.4mx2.4m in size, and has a shielding factor of 40 at 1 Hz, $10^4$ at 100 Hz. Our 64-channel second-order gradiometer MCG system consists of 64 2nd-order DROS gradiometers, flux-locked loop electronics, and analog signal processors. With the 2nd-order DROS gradiometers and flux-locked loop electronics installed inside the poorly-shielded MSR, and with the analog signal processor installed outside it, the noise level was measured to be 20 $fT/{\surd}Hz$ at 1 Hz and 8 $fT/{\surd}Hz$ at 200 Hz on the average even though the MSR door is open. This result leads to a low noise level, low enough to obtain a human MCG at the same level as that measured in the heavily-shielded MSR. However, filters or active shielding is needed fur clear MCG when there is large low-frequency noise from heavy air conditioning or large ac power consumption near the poorly-shielded MSR.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제17권4호
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• pp.275-285
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• 2013

목적: 본 연구의 목적은 자화감수성 영상 (SWI)에 나타난 정상 노인의 뇌조직을 픽셀 별로 분석하기 위해 사용되는 다듬질 (smoothing)의 핵심 크기 효과를 보는 것이다. 대상과 방법: 이십 명의 정상 지원군 (평균 나이${\pm}$ 표준 편차 = $67.8{\pm}6.09$세, 여 14명, 남 6명) 이 실험에 대한 동의와 함께 본 연구에 참여하였다. 이 지원군 각각의 자화감수성 영상을 만들기 위해 일차원 혈류흐름 보상 삼차원 경사자장 에코 시퀀스를 이용해 크기과 위상 영상을 얻었고, 영상 처리와 영상 내 조직 분할에 사용되는 자화준비 급속획득 경사자장 에코 (MPRAGE) 시퀀스를 이용한 삼차원 시상면 T1 강조영상을 얻었다. 자화감수성 영상은 다시 위상영상을 이용하여 상자성 (paramagnetic) 물질의 존재 여부를 강조하는 PSWI (위상 영상에서 양수 값을 강조한 자화감수성 영상)과 반자성 (diamagnetic) 물질의 존재 여부를 강조하는 NSWI (위상 영상의 음수 값을 강조한 자화감수성 영상) 영상을 만들었다. 오직 뇌조직 부분만 나타나도록 조직이 아닌 부분을 차폐 (masking) 하는 과정을 거쳤다. 마지막으로 뇌조직 PSWI와 NSWI는 등방성의 0, 2, 4, 8 mm의 다듬질 핵심 크기를 이용하여 다듬질 되었다. 또한 각각의 다듬질 핵심 크기로 다듬질된 PSWI와 NSWI를 쌍 비교 t검정을 실행하여 각 픽셀 별로 비교하였다. 결과: 통계 분석의 중요도는 다듬질의 핵심 크기가 커질수록 증가하였고, 영상의 시그널 세기는 NSWI가 PSWI보다 컸다. 또한 영상의 픽셀 별 비교 분석에 가장 최적화 된 다듬질의 핵심 크기는 4였으며 쌍 비교 t검정 결과 뇌의 양쪽에서 차이가 난 뇌 조직의 위치와 범위는 뇌의 여러 지역에서 발견되었다. 결론: 상자성 물질을 강조한 PSWI는 자화감수성이 높은 뇌 여러 영역의 시그널 크기를 감소시켰다. 부분적인 부피효과와 큰 혈관의 기여도를 최소화 하기 위해서는 뇌 조직만 뽑아낸 자화감수성 영상의 복셀 별 분석이 사용되어야 하겠다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.435-444
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• 2009

연구목적: 전기장과 전자기장은 1970년대부터 여러 기술들이 개발되어 골절의 치유가 어려운 경우에도 치유를 촉진하는 것으로 알려져 왔다. 한편 임플란트 술식이 성공하려면 임플란트가 견고하게 골과 결합하여 오랫동안 기능성 부하에 견딜 수 있어야 한다. 그러나 이 과정은 통상 6-12개월의 오랜 기간이 소요되며, 발치 후에는 치조제가 전반적으로 감소하며 치조제의 근단측, 협설측 흡수가 일어난다. 그래서 이러한 문제점들을 극복하기 위해 임플란트의 즉시 식립이 제시되었다. 그러나 여전히 치아 상실 후 즉시 임플란트를 식립하여도 발치와 함께 일어나는 골개조가 억제되지는 않았고, 치아 발거 후에는 치조제 높이가 지속적으로 감소한다고 하였다. 이에 본 연구에서는 이러한 가설 즉, 정적 자기장을 형성하는 영구자석을 임플란트 즉시 식립 후 임플란트 상부에 설치하여 신선 발치와에서 생리적으로 일어나는 조직개조에 의한 골흡수를 억제시킬 수 있는지를 알아보고자 하였다. 연구재료 및 방법: 임플란트는 직경 4.0 mm, 길이 8.5 mm로 실험군, 대조군 각각 8개씩 총 16개를 실험에 이용하였다. 30 kg 전후 성견 4마리의 하악 양측 제 3, 4 소구치 발거 후 임플란트를 즉시 식립하였고, 실험군은 임플란트 상부에 자석을 부착한 후에, 대조군은 임플란트 상부에 cover screw을 연결한 후에 결손부에 골이식재나 차폐막 없이 판막을 재 위치시키고 봉합하였다. 형광현미경 관찰을 위하여 식립 1주, 6주, 11주에 각각 oxytetracycline hydrochloride, calcein, 그리고 alizarin red S 순서로 정맥주사 하였다. 12주의 치유과정을 거친 후 희생시켜 조직 시편을 제작하였고 광학현미경과 형광현미경 하에서 골-임플란트 접촉율 및 골면적율을 측정하고 치조골 흡수량을 측정하여 관찰하였다. 결과 및 결론: 골접촉율 측정 결과 설측에서의 골접촉율 비교시 유의성이 없었으나 협측에서는 실험군이 유의성 있게 높았다 (P<.05). 골면적율 측정 결과 실험군이 대조군에 비해 높았으나 유의성은 없었다. 또한 치조정 높이의 소실은 실험군이 대조군에 비해 유의하게 더 적었고 (P<.05), 협설골벽의 치조정 높이의 소실은 협측이 설측에 비해 유의하게 더 컸다 (P<.05). 이상의 결과로 볼 때 성견 하악에서 발치 후 즉시 임플란트 식립시 설측벽에 비해 협측벽의 골소실이 다소 크나, 발치 후 즉시 임플란트를 식립하고 자석을 부착할 경우 골형성에 유리한 조건을 제공하여, 치아 발거 후 발생하는 생리적인 골개조 반응으로 인한 골흡수를 최소화할 뿐만 아니라 임플란트 안정과 성공에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권1호
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• pp.8-19
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• 2008

목적 : 본 연구에서는 인체 뇌 대사물질에 대하여 2D MR 기술인 correlation spectroscopy (COSY) 와 nuclear Overhauser effect/enhancement spectroscopy (NOESY)를 직접 적용하고, 데이터를 획득하여 인체 뇌대사물질들간의 스칼라 짝지움 (coupling)과 쌍극자 (dipolar) 상호작용- NOE에 대한 분석을 통하여 결합연결관계 및 공간연결관계에 대한 정보를 획득하고자 하였다. 대상 및 방법 : 모든 2-D (dimensional) MR 실험 (즉, COSY와 NOESY)은 z축 능동차폐 펄스경사자장, 삼중공명 동결탐침기가 장착된 Bruker Avance 500 (11.8 T) 장비에서 298 K에 수행되었다. MRS상에서 뇌 대사물질과 유사하도록만든 희석액을 만들었고, 최종 MRS 샘플은 10% $D_2O$를 이용하였다. 2-D 스펙트라는 2048 복합 (complex) 데이터 포인트로서 총 320개 의 free induction decay (FID)를 평균화 (averaging)하였고, $H_2O$에서 얻어진 스펙트라는 8012 Hz 였다. 반복지연 (repetition delay) 시간은 2초, 각각의 FID는 4개의 평균화를 선택하였다. 얻어진 2D-COSY, 2D-NOESY 데이터는 Top Spin 2.0 소프트웨어에서 후 처리기법 (post-processing)에 의해 분석되었다. 분석 대상 대사물질은 N-acetyl aspartate (NAA), creatine (Cr), choline (Cho), glutamine (Gln), glutamate (Glu), myo-inositol (Ins), lactate (Lac)로서 총 7 가지 화학물로서 주요 목표 피크로 정했다. 결과 : 인체 뇌 대사물질에 대한 대칭형태의 2D-COSY와 2D-NOESY 스펙트럼을 획득하였고, COSY 스펙트럼상에서는 오직 1.0-4.5 ppm 사이에서만 교차피크들이 생성된 반면 NOESY 스펙트럼상에서는 1.0-4.5 ppm 외에도 7.9 ppm에서 공명 교차피크를 발견할 수 있었다. COSY 스펙트럼을 통하여 lactate에서 메틸 프로톤과 CH 프로톤의 COSY 크로스피크가 발견되었고, NAA에서 메틸렌 프로톤들간과 메틸렌 프로톤과 NH프로톤의 크로스피크가 발견되었고, Ins에서 CH 프로톤 들간의 크로스피크가 발견되었다. NOESY 스펙트럼을 통하여 NAA 분자내 NH 프로톤과 메틸 (-CH3) 프로톤과의 NOESY 크로스피크가 발견되었고, lactate에서 메틸 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Cr에서 메틸 프로톤과 메틸렌 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Glu에서 메틸렌 프로톤 들간과 또한 메틸렌 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Gln에서 메틸렌 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Ins에서 CH 프로톤 들간의 크로스피크가 발견되었다. 결론 : 본 연구에서는 in vitro 상태의 인체 뇌 대사물질에 2D-COSY와 2D-NOESY 기술을 직접 적용하고, 결합연결관계 및 공간연결관계에 대한 정보를 성공적으로 획득하여 분석하여 보았다. 본 연구 결과물은 향후 인체 내 in vivo 2D-COSY를 이용한 뇌 대사물질 연구에 매우 유용하리라 사료된다.