• 대한기계학회논문집A
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• 제29권1호
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• pp.22-29
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• 2005

A material cloud method, which is a new topology optimization method, is presented. In MCM, an optimal structure can be found out by manipulating sizes and positions of material clouds, which are lumps of material with specified properties. A numerical analysis for a specific distribution of material clouds is carried out using fixed background finite element mesh. Optimal material distribution can be element-wisely extracted from material clouds' distribution. In MCM, an expansion-reduction procedure of design domain for finding out better optimal solution can be naturally realized. Also the convergence of material distribution is faster and well-defined material distribution with fewer intermediate densities can be obtained. In addition, the control of minimum-member sizes in the material distribution can be realized to some extent. In this paper, basic concept of MCM is introduced, and formulation and optimization results of MCM are compared with those of the traditional density distribution method(DDM).

• 디지털융복합연구
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• 제11권1호
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• pp.447-457
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• 2013

노구치가 생각한 공간은 19세기와는 달리 고대 의식의 환경과 관련된 개념을 조각하고 이 개념을 조각적 공간에 포함시켰으며 또한 기술과 새로운 재료를 일상생활의 조각적 미학에 도입했다. 미술계뿐만 아니라 정원 조각, 무대 디자인 등에서도 공간에 대한 인식을 깨우쳐 주었다. 정원과 놀이터는 공간, 그 독특함을 보여주며, 그의 예술적 특성과 작품에 대한 연구의 결과로써 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 노구치의 작업은 동양의 미학을 서양의 모더니즘 양식에 결합함으로써 동 서양 예술의 합류점을 이루었으며, 예술의 사회적인 기능과 실용적인 미학 그리고 기능이 통합된 합리적 형태를 조형적 특성으로 하고있으며, 조각에 대한 그의 접근법은 공간이 최고라는 이해에 기반을 두고 있다는 것이다. 위의 연구 결과를 통해 알 수 있듯이 노구치의 공간적 조각은 상징적 표현과 재료에 대한 민감함, 예술가의 끊임없는 공간의 창출에 대한 노력으로 탄생된 것이며, 노구치에 대한 연구는 공간개념의 발전에도 도움이 될 뿐만 아니라 조형예술가에게도 기여할 수 있으리라 기대한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.117-117
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• 2009

최근 고집적화 구조는 저항(resistance)과 정전용량 (capacitance)에 의한 신호 지연 (RC delay) 증가로 인한 혼선 (cross-talk noise)과 전력소모 (power dissipation)등의 문제를 발생시킨다. 칩 성능에 영향을 미치는 제한인자를 최소화하기 위해서는 저저항 배선 금속과 저유전상수 (low-k)의 층간 절연막 (IMD, intermetal dielectric) 물질이 필요하다. 최근 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)를 이용하여 증착시킨 유기살리케이트 (OSG, organosilicate glass)는 가장 유망한 저유전상수 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 제일원리 연구를 통하여 OSG의 전구체 중에 하나인 DEMS 문자를 모델링하고, 에너지적으로 가장 안정한 구조를 찾아서 각 원자 간의 결합에 따른 해리에너지 (dissociation energy)를 계산하고, DEMS가 H-terminated Si 표면과 반응하는 기구에 대해 고찰하였다. 최적화된 DEMS 분자의 구조를 찾았고 DEMS 분자가 결합이 깨져 조각 분자군으로 될 때의 에너지들을 계산하였다. 계산된 해리에너지로부터 DEMS 분자의 O 원자와 C분자의 결합이 깨져서 $C_2H_5$를 조각 분자군으로 생성할 확률이 총 8가지의 경우에서 가장 높다는 것을 알 수 있었다. 8 가지의 해리된 DEMS 조각 분자군들이 H-terminated Si 표면과 반응할 때의 반응에너지를 계산한 결과 표면의 Si 원자와 DEMS 분자에서 $C_2H_5$가 해리되어 생성된 조각 분자군의 O 원자가 결합을 하고 부산물로 $C_2H_6$를 생성하는 반응이 가장 선호된다는 것을 알 수 있었다. DEMS 분자로 증착시킨 OSG에 대하여 제일원리법을 이용하여 계산한 연구는 보고된 바 없기 때문에, DEMS 분자의 각 원자 간의 해리에너지와 Si 기판과의 반응에너지는 추후 연구개발의 중요한 기초 자료가 될 수 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제43권3호
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• pp.195-200
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• 2004

청동방아벌레의 발생소장과 생태적 특성을 야외의 망실(6$\times$70m, 3개동)과 사육실($20^{\circ}C$, RH$75\%$, L16/DB)내에서 조사하였다. 월동성충은 5월 상순에 발생하기 시작하여 6월 상순에 가장 많이 발생하였으며 6월 하순 이후에는 성충의 발생은 보이지 않았다. 총 마리수에 대한 발생비율은 6월 상순과 5월 하순이 각각 $42.1\%,\;31.7\%$를 차지하여 이 시기에 대부분의 성충이 발생하는 것으로 조사되었다. 산란은 6월 중순부터 시작하였고, 부화는 7월 상순에 시작하였다. 7월 중순에 용화가 시작되어 약 한 달 후인 8월 중순에 성충으로 우화하기 시작하였다. 난기는 23일, 용기는 21일이었으며, 성충의 산란전기는 약 10개월, 유충기는 약 30개월로 추정되었다. 유충은 토양깊이 10-15cm 사이에서 $56.8\%$ (1997)-$45.8\%$ (1998)가 분포하였다. 감자포장내 방아벌레 유충의 밀도조사를 위해 6가지 유인미끼(감자조각, 당근조각, 고구마조각, 통밀, 옥수수 알갱이, 밀가루 반죽)를 토양깊이 15 cm에 묻고 5일, 10일 후에 각 미끼별 유인된 마리수를 조사한 결과, 방아벌레 유충을 가장 많이 유인한 미끼재료는 감자조각으로 10일째 회수 시에 개당 평균 1.8마리가 조사되었고, 통밀, 고구마 조각이 각각 1.6, 1.4마리였다. 따라서 감자포장내의 방아벌레 유충의 밀도조사법으로, 파종을 위한 경운 전에 감자조각을 땅속 15cm 깊이에 묻고, 10일 후 회수하여 감자 조각에 유인된 유충의 마리 수를 조사하는 것이 효과적이었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제32권1호
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• pp.143-160
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• 2002

타이태늄은 뛰어난 생체적합성과 적절한 물리적 성질을 바탕으로 치과 및 정형외과 영역의 매식재로 널리사용되어져 왔으며, 골과 매식재 사이의 골 융합 정도를 증가시킬 목적으로 물리, 화학적인 방법을 이용한 타이태늄의 표면처리에 관한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 최근에는 부착단백질 또는 성장인자를 이용한 생체재료의 표면개질을 통하여 조직적합성 및 치유 능의 개선을 위한 시도들이 있어왔다. Fibronectin(FN)은 주요 세포외기질중의 하나로 생체 내 널리 분포하여 세포의 부착, 이동 및 증식에 관여하는 거대 당단백으로, RGD및 PHSRN 펩타이드 서열이 세포의 인테그린과 결합하여 세포의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 FN으로 처리된 타이태늄이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 미치는 영향과 이에 따른 석회화 정도에 미치는 영향을 관찰하여 부착분자를 이용한 타이태늄 표면개질의 효과를 규명하고자 하였다. 상업용 순수 타이태늄을 gold thiol법을 이용하여 표면처리 후, 혈장 FN(plasma FN, pFN)과 유전자재조합법을 이용하여 얻은 FN조각(FN type III 7-10, FNIII 7-10)을 피복한 시편을 실험군으로, 아무런 처리를 하지 않은것(smooth surface, SS)과 산 부식(Sandblasted and acid etched, SLA)처리된것을 대조군으로 이용하였다. 배양된 조골세포주(MC3T3-E1)를 사용하여 타이태늄 표면 처리에 따른 세포의 증식, 형태변화, 알칼리성 인산분해효소(ALPase) 생산 및 세포면역형광법을 이용한 분화정도를 시간 경과에 따라 관찰하였다. 조골세포증식의 경우 FNIII 7-10 처리군에서 pFN 처리군 및 대조군에 비해 시간경과에 따라 유의성있는 세포수의 증식이 관찰되었으며(p<0.05), ALPase 생성의 경우에도 FNIII 7-10 처리 군에서 아무 처리도 하지 않은 군에 비해 유의성 있게 높은 효소의 생성이 관찰되었다(p<0.05). 주사전자현미경을 이용한 세포의 형태관찰결과 아무 처리도 하지 않은 군에서는 마름모형태를 나타내었으며, 산 부식 처리된 군에서는 세포가 가시모양의 형태를 보인 반면 FN으로 처리된 두 군에서는 세포의 부착 및 펴짐이 매우 발달되어 있는 모습이 관찰되었다. 세포의 분화정도를 관찰하기 위하여 국소부착키나제(focal adhesion kinase, FAK), 및 actin stress fiber의 분포양상을 세포면역형광법을 이용하여 관찰한 결과 FN으로 표면처리된 두 군에서 아무런 처리도 하지않은 군 및 산 부식처리 한 군에 비해 프라크의 발현이 높게 나타났으며 잘 발달된 actin stress fiber의 소견을 나타내었다. 이 실험의 결과들은 gold thiol 법을 이용한 표면처리 후 FN부착을 통한 타이태늄의 표면개질이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 중요한 역할을 담당하여 석회화 정도를 촉진시키는 것을 보여주었으며, 이런 결과들은 더 짧은 FN조각을 이용한 다른 생체재료의 표면개질에 폭 넓게 응용할 수 있으리라 생각된다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.131-140
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• 2011

도로안전시설용 시선유도봉은 통상 도로에 설치되어 운전자의 시선을 유도하고 차선을 분리하는 용도로 사용된다. 이러한 시선유도봉은 주로 도로상에 설치되기 때문에 차량과 부딪히는 경우가 자주 발생하므로 제품의 내구성이 특히 요구된다. 종래의 시선유도봉에 대한 평가방법은 제품의 일부를 채취하여 재료의 기본 품질 성능만을 평가하였다. 그러나 현장의 도로관리를 담당하고 있는 수요기관에서는 빈번한 사고와 민원으로 인해 제품의 평가방법에 대한 문제 제기를 하였고, 완제품 상태로 신뢰성을 평가할 수 있는 방법 개발을 요구하였다. 따라서 본 연구에서는 시선유도봉의 주요 고장 요인이 되는 차량 충돌에 의한 재질 파손, 바퀴 압축에 의한 회복 불능, 제품 표면에 부착되는 반사시트의 박리 및 변색에 대한 고장 메커니즘 분석하고, 이러한 고장을 재현할 수 있는 신뢰성 평가법을 개발하고자 하였다. 주요 고장 메커니즘 분석을 위해 국내.외 평가 기준을 조사하였으며, 특히 미국 AASHTO's (American Association of State Highway and Transportaion Officials)의 NTPEP (National Transportation Products Evaluation Program)에서 수행하고 있는 내구성 평가 방법에 대한 사례 조사를 통해 국내 적용을 검토해 보았다. 또한 서울시설관리공단의 협조로 가장 주요한 고장의 요인으로 꼽히는 차량 충돌 시험을 올림픽대로 내 조각공원에서 실시하였다. 그 결과 시험실에서 고장을 재현할 수 있는 신뢰성 평가 장비 개발의 필요성이 부각되었으며, 차량 충돌과 바퀴 압축을 모사할 수 있는 신뢰성 평가 장비를 제작하였다. 시선유도봉의 신뢰성 평가는 기본적인 품질성능평가 이외에 신규로 개발된 충격시험(고온, 저온, 반사지)과 굴곡압축시험, 반사지와 재질의 내후성 시험을 실시하였다. 또한 국내 9개사(社) 10개 제품에 대한 신뢰성 비교평가를 실시한 결과, 제품의 내구성에 중요 척도가 되는 신뢰성 평가 기준을 설정할 수 있었고, 합리적인 제품의 가격 수준과 품질 수준에 대한 신뢰성 가이드를 제공할 수 있었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제33권2호
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• pp.127-137
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• 2003

치과용 임플란트 실패의 주요 원인은 임플란트 표면에 부착되는 세균의 침착의 결과로 생기는 임플란트 주위염이다. 구강 내에서 세균성 치태의 침착은 치태가 부착하는 기질 표면의 물리적 성상과 타액성 피막의 성분에 영향을 받으며 형성된 피막의 유기질 성분의 차이가 치태의 성분과 병원성에 영향을 미친다. 최근 연구에 의하면 생체재료의 표면에 침착되는 치태세균은 사용되는 재료에 따라 특이한 세균 침착을 보이며 이는 초기 타액성 피막의 차이에 의한 것으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 플라즈마분사법으로 표면 처리된 타이태늄 임플란트에 흡착되는 타액성 단백질 피막의 특성을 정성적인 방법으로 분석하는 데 있었다. 법랑질 조각과 플라즈마분사법으로 표면 처리된 타이태늄 임플란트를 스프린트에 치실을 이용하여 연결한 장치를 구강 내 장착하여 2시간 동안 피막이 침착되게 한 후 피막을 분리 추출하여 냉동 건조시켰다. 재수화 과정을 거치고 나서 전기 영동법과 Western transfer 분석을 통해 단백질 성분에 관한 분석을 시행하였다. 사람의 총 타액과 이하선 타액 및 악하선-설하선 타액을 수집기를 이용하여 채취하고 같은 방법으로 처리한 후 성분분석을 실시하였다. 피막 흡착 전후의 표면변화를 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 실험결과 타이태늄 임플란트에 흡착된 피막은 법랑질 표면의 피막과는 다른 단백질 성분을 가지고 있었으며, 주로 악하선-설하선 타액에서 유래하였다. 임플란트와 법랑질 표면 모두에서 흡착된 피막에는 아밀라제, 분비성 면역 글로불린A 및 락토페린이 존재함을 알 수 있었으나 법랑질의 경우는 blotting이 약하게 나타났다. 주사전자현미경 관찰결과 시편의 표면에 균질한 피막이 덮고 있었으며 세균의 부착은 거의 관찰되지 않았다. 이상의 실험 결과들을 통하여 플라즈마분사법으로 표면 처리된 타이태늄 임플란트 표면에 부착된 타액성 단백질 성분은 법랑질과는 차이가 있음을 알 수 있었으며, 이러한 차이는 치태세균의 종류 및 병원성에 영향을 미칠 것으로 생각된다. 법랑질과 타이태늄 임플란트는 기질과 표면구조가 다르므로 표면에 형성 되는 치태성분도 다르다는 사실과 본 연구 결과를 종합하여 볼 때, 타이태늄 임플란트 표면에 흡착되는 초기 타액성 단백질의 성불이 타이태늄 표면에 침착되는 미생물 군의 조절에 중요한 역할을 가지고 있으며, 임플란트 치료 시에 올바른 치태 관리법의 교육을 통하여 환자 스스로 적절한 관리를 하도록 함으로써 임플란트 치료의 성공률을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.97-105
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• 2004

본 연구에서는 석회부산물의 재활용 방안으로 경량성토재, 뒤채움재 및 경량블록의 활용방안을 종합적인 실험연구를 통해 수행하였다. 이를 위하여 본 연구에서는, 석회부산물, 성토용 토사 및 폐 EPS 조각을 혼합한 새로운 형태의 경량성토계 및 이에 시멘트 고화제를 첨가한 경량블록을 고안하였고, 다양한 배합비로 제작된 경량혼합토 및 경량블록에 대한 시료에 대하여 종합적인 시험을 실시하여 물리적, 지반공학적 및 환경적 특성을 분석하였다. 또한 경량블록에 대하여 국내 용출시험법(KMS Method)을 실시하여 화학성분의 농도변화에 대하여 평가하였다. 본 연구는 석회부산물 처분의 문제에 대하여 해결을 기대할 수 있으며 뿐만 아니라 성토재 및 블록에 대하여 석회부산물의 재활용 방안을 기대할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.761-766
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• 2018

액적-기반 미세유체장치는 물질 합성 및 초고속 대용량 스크리닝 등 다양한 응용분야에서 변형 가능한 새로운 접근법을 이끌어 냈다. 그러나 단일의 액적생성기를 이용한 액적의 생성 속도가 매우 낮기 때문에 이를 상용화 하기 위해서는 생산속도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 본 연구는 단일의 유동-집속 생성기를 병렬로 연결하여 단분산성 액적의 생성 속도를 높이는 방법에 관한 것이다. 이러한 액적생성기를 갖는 미세유체장치를 제작하기 위해 본 연구에서는 양면 임프린팅 방법을 이용하여 단층 엘라스토머 조각에3차원의 마이크로 채널을 갖는 3D 모놀리식 탄성중합체 장치(monolithic elastomer device, 3D MED)를 제작 할 수 있다. 이렇게 제작된 8개의 액적생성기가 연결된 3D MED를 이용하여 연속상과 분산상의 유체를 조절하여 단분산성 액적의 형성속도가 향상되었음을 증명하였다. 따라서 본 미세유체시스템을 사용하여 다양한 재료 또는 세포들을 함유하는 단분산성 액적을 형성하여 마이크로입자 제조 및 스크리닝 시스템과 같은 넓은 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 디자인학연구
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• 제14권3호
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• pp.197-210
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• 2001

고대로부터 현재에 이르기까지 금속공예에서 주재료로 사용되는 물질들에는 물질 자체가 지니고 있는 상징성과 특수한 의미들이 내재되어 있다. 이러한 상징성과 의미들은 금속공예를 해석하는 기본적인 단초가 되어, 의미소가 된다. 일반적으로, 금속공예에 사용된 물질들은 진귀한 물질들로서 금과 은이 대부분이었고, 여기에 어울리는 보석들이 사용되었다. 그러나, 최근에는 그다지 귀하지 않은 유리, 철, 알루미늄 등 일상의 물질들이 여기에 더하여 사용되는 경우도 있다. 몇몇 작가들은 의도적으로 이러한 물질들을 사용하고 있으며, 그들에 의해서, 이러한 물질들만이 드러낼 수 있는 특수기법이 개발되고 있다. 이러한 기법들 중에는 재료자체의 물질이 지니고 있는 질감이나 물성들이 전혀 다른 물질처럼 보이게 하는 경우도 있다. 다시 말하자면, 원형적인 물질 언어를 교란시켜서 새로운 물질처럼 보이게 하여 표현의 가능성을 확대 하고 있다. 이러한 예로서, 준 쉬와르츠는 주로 전해주조, 박공, 에나멜 산화기법, 녹청 착색 .. 등 매우 다양한 금속공예의 방식을 적용하여 작품을 제작하는 작가이다. 그의 작품은 일반적인 금속과는 달리, 형태가 매우 추상적이며, 다양한 질감이 드러나 있으며, 규모는 조각처럼 스케일이 크고, 표면처리 방식은 대단히 회화적이다. 또한 외형은 대단히 구조적이며, 작가가 개발한 특수한 기법에 의한 터치가 드러나 있다 이러한 터치는 상징성이 짙은 추상표현주의적인 색상과 이질적으로 절충되어 있다. 나아가서, 프리미티비즘의 원생적인 분위기에서부터 중세의 장식적인 일면, 미니멀한 특성과 카오스적인 일면들까지 혼재해 있다. 작품을 구성하는 이러한 요인들은 금속의 고유의 의미와 직/간접적으로 연결되고 있으나, 특수하게 사용된 기법과 기초 물질언어가 혼재해 있어서, 그 원형적인 물질로서의 의미는 교란되어 있다. 이렇게 교란된 물질언어는 시각적인 특수 효과를 이룩하여 일루젼으로 작용한다. 그것은 금속공예의 표현법을 더욱 풍요롭고 무한하게 만드는 요인이 되어 다양한 해석을 가능하게 한다