• 한국정밀공학회지
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• 제31권10호
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• pp.881-887
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• 2014

Peltier 효과를 이용한 박막형 열전 냉각 모듈은 열전 재료에 의한 열 출입의 방향에 따라서 수직형 구조와 수평구조로 나누어진다. 이와 같은 박막형 열전 냉각 모듈의 성능은 기존의 벌크 형태의 냉각 모듈을 평가하기 위해 사용하는 모델을 이용하여 측정할 수 있다. 우리가 제조한 열전 박막을 모델에 적용하여 열전재료의 길이 변화에 따른 열 방출 성능을 평가 하여 보았다. 재료의 성능이 향상됨에 따라서 동일한 열 전기적 저항에서 최대 열 방출 성능은 $73.9W/cm^2$에서 $131.2W/cm^2$으로 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 방사 형태로 $10{\mu}m$ 두께의 열전 재료와 전극들이 두께가 각기 다른 기판 위에 형성된 수평형 냉각 모듈을 설계하여 $10{\mu}m$ 두께의 $SiO_2$ 멤브레인 위에 열전재료가 형성된 열전 모듈에서 22 K의 온도 차를 해석결과로부터 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 열전 재료의 특성과 모듈의 열 전기적 저항은 필연적으로 짧은 열전 재료의 길이와 두께를 갖는 박막형 열전 모듈을 높은 효율의 모듈로 설계하기 위해 반드시 고려되어 되어야 할 요소임을 확인 할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.697-698
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• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.77-85
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• 2006

한국원자력연구소에서는 현재 사용후핵연료의 효율적인 관리를 위한 차세대관리 종합공정의 실증용 핫셀을 건설중에 있다. 이 핫셀에서 모든 물품의 반출입은 후면 차폐문을 통해 이루어지므로 차폐문의 사용빈도가 매우 크며, 따라서 후면 차폐문의 구조적 안전성 유지가 필수적이다. 본 논문에서는 핫셀의 후면 차폐문에 대한 구조적 안전성을 유한요소 해석을 통해 평가하였다. 후면 차폐문을 닫을 때 벽면의 차폐문틀과 충돌하면서 발생하는 구조적 변형 에 대한 안전성 평가를 위해 이 상황을 충돌-접촉 문제로 가정하고 동적 해석을 수행하였다. 또한 충돌시 반력에의한 후면 차폐문의 전도 가능성 및 이동중 갑작스럽게 정지할 경우 관성에 의한 전도 가능성에 대해서도 해석을 수행하였다. 해석 결과를 통해 차폐문과 차폐문틀 모두 충돌에 의한 구조적 변형에 대해 충분히 안전함을 확인할 수 있었으며, 여러 사고 조건에 대해서도 후면 차폐문의 전도가 일어나지 않고 안정성을 유지함을 보였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권3호
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• pp.525-535
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• 2017

내열성이 우수하며, 태양광 모듈의 유리 표면에 방담성(antifogging) 및 방오성(antifouling)을 동시에 부여하여 효율을 향상시키기 위한 친수성 코팅액을 제조하기 위해 초친수성과 우수한 방담효과를 나타내는 Tween 20과 데카플루오로부탄과 폴리에틸렌글리콜 성분으로 구성된 불소계면활성제 수용액에 방오성 부여를 위하여 나노실리카를 분산하였다. 고온 처리에서 나노실리카의 함량에 따른 방담 효과는 모든 코팅액이 우수하였으나, 방오 효과는 나노실리카의 함량이 6 wt%일 때부터 나타났다. 불소계면활성제의 함량이 증가할수록 초기 접촉각이 증가하며 방담 효과도 500회 wiping까지 잘 유지되었다. 방오 효과 역시 불소계면활성제의 함량에 상관없이 우수하여 불소계면활성제의 적절한 첨가량은 0.1 wt%이상 이면 충분하였다. AFM 결과로부터 불소계면활성제가 0.1 wt%에서 0.3 wt%가 첨가된 경우 코팅 표면의 프랙탈구조가 확실히 나타나 방오성 향상에 기여하였다. 코팅된 유리의 투과도는 불소계면활성제가 0.1 wt% 첨가된 TL-1의 경우가 가장 높았으며 더 많은 양의 불소계면활성제를 첨가할 경우 오히려 투과도 향상은 미미하였다. 이러한 결과는 앞의 AFM 결과에서 나타난 표면 조도가 높으며 프랙탈구조 형성도 잘 일어난 TL-1 코팅액의 결과와 잘 일치하는 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권4호
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• pp.356-360
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• 1999

감귤저장 방법의 개선과 감귤 껍질의 효율적인 활용을 위해서 시판 중인 농약제제와 감귤정유의 감귤부패 관련 사상균에 대한 살균 작용을 조사하였다. Alternaria alternata, Rhizopus sp., Botrytis cinerea, Monilia candida, Penicillium italicum, Penicillium digitatum 등 6종의 사상균에 대한 시판 합성 농약제제 11종의 생육저해 효과를 조사한 결과, mancozeb 또는 fluazinam을 함유한 제제의 활성 범위가 가장 넓었고, conazole 계통의 화합물이 중간 정도의 활성 범위를 나타내었으며, iprodione, benomyl, azoxtrobin 또는 thiophanate을 함유한 제제의 항균활성 범위가 가장 좁은 것으로 나타났다. 농약제제의 생육저해 효과는 대상 균주에 따라 달랐으며, Penicillium italicum과 Alternaria alternata는 각종 살균제의 처리에 대한 생존력이 비교적 강하였다. 감귤정유를 상기 6개 균주의 포자와 각각 접촉시켰을 때는 그 어느 균주의 생존 포자도 검출되지 않았으며, 감귤정유의 살균력은 paper disk법과 현미경 관찰로도 증명되었다. 이는 감귤정유가 광범위한 살균력을 지니고 있음을 제시한다. 따라서 감귤 정유를 감귤저장에 활용하는 방법을 검토할 필요가 있다.

• 농약과학회지
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• 제21권1호
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• pp.33-41
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• 2017

5종의 살충제를 사용하여 솔수염하늘소(Monochamus alternatus) 성충에 대한 약제 감수성과 잔효성을 조사하였고 꿀벌(Apis mellifera)에 대한 급성 및 엽상접촉독성과 엽상잔류독성을 평가하였다. 약제 처리 후 48시간 기준 충체 분무법을 이용하였을 시 5종의 네오니코티노이드계 약제 모두 80% 이상의 살충률을 보였다. 그러나 가지침지법에서 80% 이상의 살충률을 보인 약제는 acetamiprid ME, acetamiprid+buprofezin 2종이었다. 솔수염하늘소 성충에 사용한 5종의 약제에 대한 잔효성 실험에서는 모든 약제에 대하여 60-80%의 살충활성이 나타났으나, 약제처리 1일 후에는 약효가 급격히 감소하였다. 솔수염하늘소 성충에 사용한 5종의 약제에 대한 꿀벌의 급성독성과 엽상접촉독성실험에서는 acetamiprid ME가 가장 낮은 독성을 보였다. 꿀벌에 대한 엽상잔류독성을 조사한 결과에서는 acetamiprid ME와 acetamiprid+buprofezin 2종의 약제에서 매우 낮은 잔류독성을 보였다. 그러나 약제처리 1일 후에서는 모든 처리약제의 잔류독성이 10-30% 이하로 감소하였고, 시간이 지남에 따라 잔류독성은 더욱 감소하였다. 이러한 결과를 통해서 본 실험은 5종의 네오니코티노이드계 약제 중 acetamiprid ME가 솔수염하늘소에는 높은 살충활성을 보인 반면에 꿀벌에 대해서는 비교적 낮은 접촉 및 잔류독성을 보였기에 소나무재선충병 매개충 방제에 acetamiprid ME가 효율적으로 이용 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.425-430
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• 2017

RFID는 무선 주파수를 이용하여 사물 또는 사람에 부착된 태그의 정보를 읽어내는 기술이다. 비접촉 방식으로 위치를 추적하는 RFID 시스템에서 태그를 이용하여 위치를 추적할 때 실제의 위치와 측정된 위치 간의 오차가 발생한다. 본 논문에서는 RFID 기술을 통한 사물 또는 사람의 위치를 파악하는 방법에 있어 3가지 방법을 제안한다. RFID기반의 위치 인식시스템을 구성하고 태그(tag)들을 정사각형 형태로 배치한다. 리더(reader)를 보유한 물체의 실제위치와 실험을 통해 예상되는 물체의 위치를 비교하여 오차를 확인한다. 기존 논문에서는 리더에 읽힌 모든 tag들의 무게중심 값을 구하여 리더의 대략적인 위치를 구하였다면 본 논문에서는 중점과 방사원의 형태를 이용하여 예상위치를 구하는 3가지 방법을 추가적으로 제시하는데 첫 번째는 중간 값을 사용한 방법, 두 번째는 방사 형태를 사용한 방법, 세 번째는 원과 중간 값을 절충한 방법을 사용하였다. 데이터를 통해 본 논문에서 제안된 4가지 방법 중 어떤 방법이 거리의 오차가 적어 실제 위치를 추적하는 데에 효율적인지 확인하고자 한다. 그 결과 방사형태, 중앙 값, 그리고 방사형태와 중앙 값 두 가지를 모두 이용한 방법 중 중앙 값 만을 이용한 계산 방법이 가장 적은 오차가 발생하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.609-614
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• 2017

본 연구에서는 부피는 기존 1단 감속기와 동일한 수준을 유지하면서 2단의 감속비를 갖는 소형감속기에 대한 개발을 위하여 새로운 형태의 편심캠을 이용한 감속기의 연구를 진행하였다. 따라서 자동차에 적용되는 무단변속기의 개념을 이용하여 2단 감속기를 설계하였다. 캠은 감속풀리와 가속풀리에 각각 연결되어있는 V-벨트를 압착하여 미끄러짐을 최소화하기 위하여 텐셔너 역할을 할 수 있도록 $180^{\circ}$의 위상차를 두고 편심형태를 가지는 구조로 설계하였다. 또한 캠의 직경을 35mm로 하고, 외경의 폭을 18mm로 하여 v-벨트의 외측부분과 캠이 완벽하게 접촉할 수 있는 구조로 설계하였다. 감속을 위한 저속 풀리는 입력축에 지름 50.8mm의 풀리를 설치하고, 출력축에 지름76.2mm의 풀리를 설치하였다. 가속을 위한 고속 풀리에는 입력축에 지름 76.2mm의 풀리를 설치하고, 출력축에 지름 50.8mm의 풀리를 설치하였다. 설계된 내용을 토대로 변속기의 동력전달효율실험과 발열특성에 대한 실험을 진행하여 타당성을 검증하였다. 또한 타당성 검증을 통하여 감속기의 적합성을 증명하였다.

• 시큐리티연구
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• 제44호
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• pp.225-250
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• 2015

우리 사회에서 청소년비행을 가장 잘 설명한다고 평가받는 몇 가지 비행이론을 사용하여 한국청소년비행의 원인을 규명하려는 시도가 다방면으로 이루어져 왔다. 이런 노력의 일환으로 이 연구는 사회유대이론, 사회학습이론, 일반긴장이론, 자기통제이론을 사용하여 청소년비행의 원인을 통합적으로 밝히는 것이 그 주된 목적이었다. 특히 위의 4가지 이론 중에서 어떤 이론이 청소년비행을 가장 잘 설명하는지를 살펴보았으며, 4가지 이론에서 추출된 많은 독립변수들 중에서 어떤 요인이 14가지 청소년비행의 원인을 통계적으로 가장 유의미하게 잘 설명하는지를 파악하는 데 주력하였다. 연구결과, 사회학습이론의 설명력이 가장 높았으며, 그 다음으로 사회유대변인들 > 일반긴장이론 > 자기통제이론 순으로 나타났다. 특히 사회학습이론에서 추출된 친구와의 차별적 접촉과 정의변인은 다른 이론의 변인에 비해 가장 많은 청소년비행 변량을 설명함에 따라 사회학습이론이 가장 효율적으로 청소년비행을 잘 설명하는 것으로 드러났다. 본 연구는 청소년비행을 잘 설명하는 것으로 알려져 있는 4가지 비행이론에서 추출된 독립변인들을 바탕으로 청소년비행의 원인을 가장 잘 설명하는 변인들이 무엇인지를 파악했다는 점에서 중요한 의미를 지닌다.