• Title/Summary/Keyword: 초분자

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초분자 고체전해질을 이용한 고효율 염료감응형 태양전지 (Solid-state Supramolecular polymer electrolytes containing double hydrogen bonding sites for high efficiency dye-sensitized solar cells(DSSCs))

  • 김선영;전라선;이용건;강용수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.309-311
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    • 2007
  • Supramolecules containing double hydrogen bonding sites at their both chain ends were self-polymerized to become solid state polymer and were utilized to improve the efficiency of solid state DSSCs. Hydrogen bonding sites were attached at the chain ends of PEG of Mw=2000, such as pyrimethamine and glutaric acid. The solar cell with the solid state supramolecular polymer electrolyte resulted in the overall energy conversion efficiency of 4.63 % with a short circuit current density $(J_{sc})$ of 10.41 $mAcm^{-2}$, an open circuit voltage $V_{oc}$, of 0.71 V and a fill factor (FF) of 0.62 at one sun condition ([oligomer]:[1-methyl-3-propyl imidazolium iodide (MPII)]:$[I_2]$ = 20 : 1 : 0.19, active area = 0.16 $cm^2$, $TiO_2$ layer thickness = 10 ${\mu}m$). The ionic conductivity of the sol id state electrolyte was $5.11{\times}10^{-4}$ (S/cm). The cell performance was characterized by electrochemical impedance spectroscopy and ionic conductivity.

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정밀 하천환경조사를 위한 드론 기반의 초분광영상 촬영 및 기하보정 (Drone-based hyperspectral imaging and geometric correction for precise river environment investigation)

  • 이윤호;윤병만;김서준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.159-159
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    • 2020
  • 하천환경조사는 하천의 전반적인 특성을 조사 분석하는 것으로 하천환경 조사결과는 하천관련사업의 기초자료로 사용된다. 하천환경조사의 기초조사에서는 현장답사를 통해 하천의 특성을 대략적으로 판단하고 하천 전구간의 물리적 구조와 식생의 분포, 중요 서식처 정보를 포함하는 RCS 지도(River Corridor Survey)를 작성한다. 기초조사를 위해서는 하천 전 구간에 대한 현장답사가 필요하기 때문에 많은 시간, 비용 그리고 인력이 필요하고, 육안 또는 사진을 통한 스케치로 이루어져 조사 결과가 정성적이고 작업자의 경험이나 능력에 따라 결과가 좌우된다는 한계가 있다. 따라서 하천환경조사를 좀 더 간편하고 과학적이며 경제적으로 조사하기 위해 최근 드론 영상을 이용한 조사 기술 개발에 대한 연구들이 증가하고 있다. 하지만 드론을 이용한 하천환경조사의 대부분은 RGB 영상을 이용하기 때문에 정밀한 하천환경 변화를 정량적으로 분석하는데 한계가 있다. 이를 극복하기 위한 대안으로 사람이 감지할 수 있는 빛의 영역 뿐 아니라 자외선과 적외선 영역의 분광특성을 이용하여 하천환경의 특성을 세밀하게 분류하는 것이 가능한 초분광센서를 드론에 탑재하여 하천환경을 조사하기 위한 기초 연구들이 시작되고 있다. 본 연구에서는 line scan 방식의 초분광센서를 드론에 탑재하여 초분광영상을 촬영하기 위한 드론 시스템을 구성하였고, 하나의 사진과 같이 초분광영상을 제작하기 위해 다양한 기하보정 기술을 적용하여 최적의 기하보정 방법을 제시하였다. 이를 위해 초분광영상의 기하보정은 각각의 초분광영상의 GCP와 대응점을 이용한 2차원 변환 방법 및 비선형 변환 방법을 적용하여 보정을 수행하였으며, 각 방법에 따른 정사보정 영상의 위치정확도를 검증하였다. 연구 결과 드론 기반의 초분광영상 촬영 및 기하 보정 방법을 제시하였다. 향후 하천환경조사 뿐만 아니라 다양한 분야의 원격탐사에 초분광영상을 활용하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

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부부과학자-서정헌 ㆍ백명현박사부부

  • 한국과학기술단체총연합회
    • 과학과기술
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    • 제31권6호통권349호
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    • pp.82-83
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    • 1998
  • 서울대 화학과 서정헌 교수와 화학교육과 백명현 교수부부는 서울대 화학과 동기생이자 실험실 짝으로 인연을 맺었다. 서교수는 요즈음 인공효소와 바닷물에서 우라늄을 추출해 내는 연구에 빠져 있으며 백교수는 무기재료에 이용될 수 있는 기능성 초분자 및 거대고리분자의 설계, 합성연구로 학문적 성과를 인정받고 있다.

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1,3-bisdicyanovinylindane 색소를 이용한 선택적 $Hg^{2+}$ 감지 특성

  • Kim, Su-Ho;Kim, Young-Sung;Kim, Sung-Hoon;Son, Young-A
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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    • pp.19-20
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    • 2009
  • 최근 화학, 물리, 생명과학, 전기, 전자등의 다양한 분야에 활발하게 연구가 이루어지고 있는 초분자 화학은 선택적 분자인지를 위한 효율적인 골격구조와 나아가 다양한 계에 응용할 수 있다. 초분자 화학의 분자인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 비공유 결합성 상호작용에 의하여 이루어지는 초분자 화학의 분자 인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 이는 공유결합을 이용하는 분자화학과는 차별화 된 것이다. 수용체는 간단한 구조의 화합물 및 금속 이온들과 같은 기질과 가역적으로 상호 작용할 수 있는 착물을 형성한다. 최근들어 급격한 산업화가 진행되어 환경문제가 심각하게 대두 되어져 왔고, 그 중에서 특히 수은이나 카드뮴에 의한 질병, 납에 의한 중독 등 중금속에 의한 오염이 크게 나타남에도 불구하고, 현재 그러한 중금속을 검출함에 있어 많은 비용과 시간이 드는 문제점이 있다. 또한 우리에게 이로운 금속은 효율적 분석을 통해 환경계와 의료계에 많은 도움을 줄 것으로 사례되므로 화학센서 기술의 개발은 절실히 요구되어지고 있다. 이에 새로운 1,3-bisdicyanovinylindane 을 통해 $Hg^{2+}$ 금속의 감지 여부 알아보고, 그 특성을 파악하고자 한다. 1,3-indandion (2.18g, 14.9mmol), malononitrile (2.95g, 44.7mmol), ethanol 50ml를 20분간 상온에서 용해시킨다. 후에 sodium trihydrate acetate(3.05g)을 첨가한 후 5시간 동안 환류반응 시킨다. 이 과정에서 얻어진 용액을 필터과정을 통하여 에서 합성 반응 중에 생성된 불순물(1,3-dicyanovinylindane-1-one, monocondensation)을 제거한다. 필터과정을 통해 걸러진 미 반응 물질을 제�G 용반응욕액을 증류수(100ml)를 이용하여 희석시키고 난 후 염산을 이용, 산성화 시켜 고체 생성물을 얻어낸다. 이렇게 생성된 고체 생성물은 다시 필터 및 건조를 통하여 회색의 고체 화합물을 얻어낸다. 1,3-bisdicyanovinylindane과 금속이온에 대한 감응도를 확인하기 위하여 metanol/water(1:2)을 용매로 하여 금속이온의 농도를 변화시켜 발색특성을 살펴보았다. 본 색소화합물과 Hg2+에 대한 UV 흡광도 변화 적정결과와 그 화합물의 상태 살펴본 결과 금속이온이 0.2ml씩 더 참가되면서 색의 변화를 뚜렷하게 나타내었다. 반면 그 밖에 이온($Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$, $Zn^2$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$)은 UV 흡광도 변화가 적거나 변화 자체가 없었다. 하지만 과량의 $Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$는 색상 변화를 나타내었으며,이와 같은 흡광도 변화는 금속에 따라 약간의 차이가 있지만, 420nm를 등흡수점으로 하여, 580nm의 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기는 감소하는 반면 400nm 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기가 증가하였다. 1,3-bisdicyanovinylindane 화합물은 다양한 생물계 및 환경계에서 요구되는 micro mol에서 milli mol 농도 영역의 $Hg^{2+}$ 이온의 선택적이고 민감한 검출과 정량적인 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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초분자체 함유 화장제재의 항균 활성 효과 (The Anti-Bacterial Activity of Supramolecule Containing Cosmetic Materials)

  • 유동찬;조현남;김경란;변혜정;김정현;박혜빈;김희준;방대석;양선아;강공원;정호순;지광환
    • 대한화장품학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.337-345
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    • 2011
  • 약용식물은 피부와 모발을 보호하는 잠재적 기능을 가지고 있다고 알려져 있다. 약용식물의 유용 성분들은 대부분 비수용성 약용성분들이므로 수용성 분자 담지체인 ${\beta}$-cyclodextrin을 이용하여 초분자 복합체를 형성시켜 기능성의 변화를 살펴보았다. 약용식물의 유용 성분이 함유된 크림, 샴푸, 바디워시, 그리고 헤어토닉은 계면활성제, 방향제, 약용식물 추출물과 ${\beta}$-cyclodextrin을 혼합하여 제조하였다. 복합체를 함유한 샴푸 및 바디워시에서 그람 양성균들과 비듬균으로 알려져 있는 효모에 대한 항균활성과 균 성장억제 효과를 확인하였다. HDF (human dermal fibroblast)에 대한 초분자체의 독성실험결과, 초분자체의 함량이 1 mg/mL 이하의 경우에서는 세포 독성이 나타나지 않았다. 본 연구결과는 약용식물 추출물과 약용성분 초분자 복합체에 대한 세포무독성을 확인하고 항균활성을 확인함으로써 향후 기능성화장품 제조 시 안정성과 기능성의 과학적 근거를 확보하였다고 사료된다.

고체형 염료감응 태양전지용 초분자 전해질 개발 (Design of Supramolecular Electrolytes for Solid State Dye-sensitized Solar Cells)

  • 고종관;고주환;서진아;김종학
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.24-27
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    • 2009
  • Solid-state dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been constructed employing supramolecular electrolytes with multiple hydrogen bonding. A supramolecule was facilely synthesized by one-pot reaction between the amines of methyl isocytosine (MIC) and the epoxy groups of poly(ethylene glycol diglycidyl ether) (PEGDGE) to produce quadruple hydrogen bonding units. Hydrogen bonding interactions and dissolution behavior of salt in supramolecular electrolytes are investigated. The ionic conductivity of the supramolecular electrolytes with ionic liquid, i.e. 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (MPII) reaches $8.5{\times}10^{-5}$ S/cm at room temperature, which is higher than that with metal salt (KI). A worm-like morphology is observed in the FE-SEM micrographs of $TiO_2$ nanoporous layer, due to the connection of $TiO_2$ nanoparticles resulting from adequate coating by electrolytes. DSSCs employing the supramolecular electrolytes with MPII and KI exhibit an energy conversion efficiency of 2.5 % and 0.5 %, respectively, at 100 $mW/cm^2$, indicating the importance of the cation of salt. Solar cell performances were further improved up to 3.7 % upon introduction of poly(ethylene glycol dimethyl ether) (PEGDME) with 500 g/mol.

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한국 중학생의 영어 읽기 발화에서 문장유형에 따른 유창성 등급과 초분절 요소의 관계 (The relationship between fluency levels and suprasegmentals according to the sentence types in the English read speech by Korean middle school English learners)

  • 김화영
    • 말소리와 음성과학
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    • 제14권3호
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    • pp.51-66
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 한국인 영어 학습자가 영어문장을 읽을 때 어떠한 초분절 요소가 영어 원어민 화자에 가깝게 구현되는데 영향을 미치는지를 밝혀 영어 발음교육에 도움이 되고자 하는 것이다. 본 연구에서는 연구대상자를 중학생 영어학습자로 선택하고, 다양한 유형의 문장(평서문, 의문문, 명령문, 감탄문)과 음절수로 연구 자료를 구성하였다. 이들 영어 문장 발화의 분석대상으로는 초분절 요소 중 발화속도, 휴지빈도, 휴지길이, F0 범위, 리듬을 이용하였고 음성분석 결과는 평균분석, 상관분석 및 회귀분석을 실시하였다. 그 결과, 발화속도, 휴지빈도, 휴지길이, F0 범위가 유창성 등급 평가에 영향을 미친다는 결과를 얻었다. 모든 초분절 요소와 유창성 등급 간의 회귀분석에서는 유창성 등급에 영향을 미치는 초분절 요소는 발화속도와 F0 범위이다. 리듬은 유창성 등급과의 관계에서 통계적으로 유의미하지 않았다. 따라서, 영어 발음교육을 할 때 발화속도를 높이고, F0 범위를 크게 하도록 교육하는 것이 필요하다. 또한, 발화시 휴지개수와 휴지시간을 줄이도록 하는 교육이 유창성을 높이는데 도움이 된다. 문장유형을 분류하여 분석한 결과, 감탄문의 경우 다른 문장유형에 비해 발화속도가 더 빠르고, 휴지빈도는 더 적고, 휴지길이는 더 짧으며, 리듬값은 더 높았다.

폴리도파민/미세다공성 복합막의 기체투과특성 (Gas Transport Behavior of Polydopamine-Coated Composite Membranes)

  • 김효원;박호범
    • 멤브레인
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    • 제23권2호
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    • pp.136-143
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    • 2013
  • 최근 큰 각광을 받고 있는 표면개질소재 중 하나인 도파민은 알칼리 수용액상에서 자발적으로 반응이 진행되어 금속, 고분자 등 거의 모든 소재에 강하게 흡착되는 물질로 흡착 메커니즘 및 반응 후 최종구조에 관해 많은 논란이 있다. 기존의 도파민의 최종구조는 aryl-aryl 결합에 의한 고분자 구조가 제안되었지만, 본 연구에서는 구조분석을 통해 기존에 제안된 aryl-aryl 결합이 형성되지 않는 결과와 열적거동을 통해 고분자의 특징이 나타나지 않는 것을 확인하였으며, 기체투과거동을 통해 고분자와 같이 비다공성 코팅층을 형성하지 못하는 결과를 토대로, 도파민의 최종구조는 2차 결합에 의한 초분자 구조로 서로 응집되어 있는 것으로 판단된다.

꿈의 스마트 재료로서 자기치유 탄성체 (Self-healing Elastomers As Dream Smart Materials)

  • 김일;신남호;조정규;허아영;이해청;하창식
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권3호
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    • pp.196-208
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    • 2009
  • 감응 성질을 탑재한 복잡한 고분자 재료가 시장에 등장하기 시작하고 있다. 가역적이며 비공유성인 상호작용을 사용하여 이와 같은 감응형 재료를 설계하는 예가 많아지고 있다. 최근에 개발된 수소결합 단위가 이와 같은 설계 기법을 극으로 치닫게 하고 있다. 단량체를 이어주는 힘이 수소결합뿐인 초분자 고분자는 온도나 용매의 변화에 기계적 성질이 감응되는 재료를 형성한다. 본 보문에서는 수소결합으로 이루어진 초분자 고분자가 자기치유 재료로 사용되는 예를 소개한다. 재생 가능한 고무성 재료를 합성하는 일은 그리 매력적이라 할 수 없다. 그러나 상온에서 접착제를 사용하지 않고도 손상을 반복해서 치유할 수 있는 고무 재료는 우리의 상상의 나래를 펼치게 하는 재료이다. 외부의 간섭 없이 환경적 자극에 비선형적으로 감응하여 파손된 부분을 치유시키는 재료인 자기치유 재료는 여러 가지 첨단공학 계에서 엄청난 가능성을 가진 재료라 할 수 있다.

지상 분광반사자료를 훈련샘플로 이용한 감독분류의 정확도 평가: 세종시 금남면을 사례로 (Accuracy Assessment of Supervised Classification using Training Samples Acquired by a Field Spectroradiometer: A Case Study for Kumnam-myun, Sejong City)

  • 신정일;김익재;김동욱
    • 대한공간정보학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.121-128
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    • 2016
  • 많은 연구들에서 영상자료와 분류 알고리즘 측면에서 분류정확도를 비교하였지만, 참조자료 또는 분석자에 의존하는 훈련샘플에 의한 분류정확도 비교와 관련된 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 감독분류에 있어 훈련샘플로써 지상 분광반사자료의 유용성을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 초분광영상과 다중분광영상을 대상으로 영상 수집 훈련샘플과 지상 분광반사자료를 사용하여 분류 정확도를 비교하였다. 그 결과 영상 수집 훈련샘플 사용 시 초분 광영상과 다중분광영상에서 공통적으로 약 90%의 분류정확도를 얻을 수 있었다. 그러나 지상 분광반사자료를 훈련 샘플로 사용하면 초분광영상의 경우 약 10%p, 다중분광영상의 경우 약 20%p의 분류정확도 감소가 발생하였다. 특히 다중분광영상에서 분광반사특성이 유사하게 나타나는 클래스들의 경우 분류정확도가 초분광영상에 비해 매우 낮게 나타났다. 따라서 지상 분광반사자료는 다중분광영상에 적용하는 데에는 한계가 있지만, 초분광영상을 이용한 토지피복분류에 있어 유용한 훈련샘플이 될 수 있다.