• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1354-1360
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• 2018

본 연구에서는 간단하고, 환경친화적인 은 나노입자 합성법을 개발하기 위하여 화학적 환원제 사용없이 Bacillus thuringiensis CH3의 배양상등액만을 사용하여 은 나노입자의 세포외 합성을 조사하였다. 5 mM $AgNO_3$와 배양상등액을 1:1로 혼합하여 반응시켰을 때, 은 나노입자의 표면 플라스몬 공명에 해당하는 418 nm에서 최대 흡광도를 나타내었다. 은 나노입자의 합성은 8시간 내에 일어났고, 40-48시간에 최대가 되었다. 합성된 은 나노입자의 구조적 특성을 다양한 기기분석에 의하여 조사하였다. FESEM 관찰은 잘 분산된 구형의 은 나노입자가 합성되었음을 보여주었고, 은의 존재는 EDS 분석으로 확인되었다. X선 회절 스펙트럼은 은 나노입자가 면심 입방결정격자임을 나타내었다. DLS를 사용하여 계산된 은 나노입자의 평균 입자 크기는 약 51.3 nm이었고, 범위는 19-110 nm이었다. 합성된 은 나노입자는 다양한 병원성 그람양성 세균, 그람음성 세균 및 효모에 대해 항균활성을 나타내었다. 가장 높은 항균활성은 인체병원성 효모인 C. albicans에서 관찰되었다. FESEM 관찰 결과, 은 나노입자의 항균활성은 세포 표층구조의 파괴와 세포질 누출에 따른 세포 용해에 기인하는 것으로 판단되었다. 본 연구는 B. thuringiensis CH3는 은 나노입자의 효율적인 합성을 위한 잠재적인 후보이며, 합성된 은 나노입자는 다양한 제약 분야에서 잠재적 응용가능성이 있음을 시사한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권1호
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• pp.318-345
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• 2013

본 연구는 고문헌 및 도상자료의 분석을 통하여 조선 후기 정치사에 큰 비중을 점유하고 있는 창덕궁 대보단의 시대별 공간구성을 조명하고 단제(壇制) 형성에 이입된 요소를 고찰할 목적으로 수행되었다. 대보단에는 병자호란 이후 지배질서의 위기를 느낀 조선의 지배층이 타개책으로 내세운 존명의리의 이념적 장치가 녹아들어 있으며, 조선중화의식의 자부심과 역대 임금에게 내재된 제천의 욕구가 맞물려 있는 등 복합적 요인이 한데 얽혀 조적(組積)되어 있었다. 표면적으로 대보단은 사직단의 구성요소와 부속건물의 배치를 그대로 가져오되 지형의 제약과 후원의 출입 제한으로 인해 변통한 배치를 보이고 있었으나, 입면적 구조에서 9급의 계단, 5척의 단고(壇高), 단유(壇?)에 나타난 2성(成)의 정황 그리고 황장방 내부의 형태 등 황명제의 다양한 요소가 복합적으로 수용되었다. 또한 "예기 교특생"에서 따왔다는 단명(壇名)은 다분히 교천(郊天)을 상징하고 있었으며, 중국과 조선의 사직단의 제도를 적절히 조합하여 참례(僭禮)의 혐의를 피하여 건립되었다. 이러한 점은 대보단의 단제에서 두드러지게 나타난 특징으로서 중화계승의식과 역대 임금에게 내재된 제천의 욕구가 제단의 구조와 형식을 통해 표출된 것으로 판단된다. 본 연구에서는 대보단의 창건, 확장, 쇠퇴, 훼철의 과정을 편년적 방법으로 살펴보았는데, 각 변천의 기점에서 당대의 정치 문화적 배경에 따른 조선 통치엘리트 집단의 지배이데올로기가 제단의 공간형식에 투영되어 있음을 알 수 있었다. 한편 도상자료에 나타난 대보단에 조응되는 위치를 찾아 현장조사를 실시한 결과 창덕궁 천연기념물 다래나무 주변에서 대보단의 석재, 전돌과 와편 등의 유구가 발견되어 향후 발굴조사를 통한 확인이 요구된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권3호
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• pp.56-73
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• 2019

본 논문은 동아시아 지역의 기와 제작 기술을 관찰함으로써 기술 양식에 대한 본격적인 논의의 필요성을 제시하려는 목적에서 작성되었다. 연구 방법은 기존의 주된 연구 자료인 발굴 성과와 그에 따른 연구방법론인 제작 흔적 분석뿐만 아니라 문헌과 전승 기술 등을 함께 살피려 노력했다. 공정 단위마다 지역별 유사성으로 기술의 권역을 설정하는 작업을 통해 도구, 공정, 인원 편성 등 기술적 요인을 중심으로 접근했다. 따라서 본고는 선행 연구 성과 토대 위에서 기술양식의 파악이 형태뿐만 아니라 문화 교류에 따른 기술의 인과성을 파악할 텍스트로서 작용 가능한지를 논증하는 실험이며, 이러한 논의를 추동하기 위한 시론(始論)이라 할 수 있다. 한국과 중국, 일본 세 나라의 기술 보유 지역을 네 개로 나누어 기와 제작 도구 및 공정을 분석하였다. 토형제작-기와성형-건정 세 공정을 주된 분석 대상으로 삼았으며 한국을 중심으로 주변 지역을 살펴보는 방식으로 진행하였다. 표면적인 현상으로는 양자강 이남과 오키나와가, 한반도 남방과 혼슈 지방이 유사한 기술의 맥을 공유하고 있었다. 그러나 제작 도구와 그에 따른 세부 공정을 유물, 교류관계와 함께 관찰하였을 때, 기와 제작 기술은 지역마다의 특수성만으로 구분할 수 있는 것이 아니었다. 공정별 세부 기법과 인원 편성 관찰은 공정 단위마다 다양한 권역 설정을 가능하게 했으며, 각 권역의 특색이 나타나는 원인과 그에 따른 결과를 추정할 단서를 제공했다. 이를 통해 각 지역의 기술적 특징을 상호 비교하고 그에 대한 원인 규명을 시도하였다. '편절 기법'은 지역이 보유한 기법에 따라서 권역은 구분되었지만, 규구준승(規矩準繩)에 따른 건축 기술에 기반한 기법이었다. 특히 타 지역들과는 다르게 중국을 중심으로 한 중 일만이 공유하던 특수하고도 고유한 제작 기법이었던 것으로 파악되었다. 또한 '타날 기법'은 기술이 전파되고 토착화되면서 다양한 방식으로 분화되는 양상을 드러냈다. 이러한 변화 양상은 기술의 문화적 다변성과 보수성을 관찰할 수 있는 기회가 되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.111-118
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• 2019

흉부 디지털 단층영상합성장치는 기존 DR의 낮은 깊이 해상도, CT의 높은 피폭선량 문제를 해결할 수 있는 획기적인 영상장치로 대두되고 있다. 그러나 제한된 스캔 각도로 인해 프로젝션이 X 선 소스 동작 방향으로 흉부를 완전히 포함 할 수 없어 재구성 된 슬라이스의 위, 아래 방향 경계를 따라 강도의 불연속성이 발생하게 되는데 이러한 현상을 잘림 아티팩트 (Truncation artifact)라고 한다. 이 연구의 목적은 가중 정규화 접근법을 사용하여 잘림 아티팩트를 줄이고 리스템에서 개발한 프로토 타입 흉부 디지털 단층영상합성장치 시스템에 대한 이 접근법의 성능을 평가하는 것이다. 이 시스템의 source-to-image distance는 1100 mm 이고 X 선원의 회전 중심은 검출기 표면에서 100mm 위로 설정되었다. LUNGMAN 팬텀을 사용하여 ${\pm}20^{\circ}$의 투영 뷰를 $1^{\circ}$ 간격으로 41장을 얻은 후, filtered back projection 알고리즘으로 재구성했다. 정량적 평가를 위하여 시뮬레이션을 이용하여 기준영상을 재구성 후 peak signal to noise ratio와 structure similarity index 값을 평가하였으며 실제 실험 데이터를 이용하여 mean value of specific direction 값을 평가하였다. 시뮬레이션 결과로 아티팩트 보정 전 일반적인 filtered back projection 알고리즘으로 재구성 한 영상과 비교하여 peak signal to noise ratio값과 structure similarity index값 모두 각각 증가하였으며, 실제 실험 재구성 영상의 mean value of specific direction 결과는 아티팩트의 영향이 감소됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 가중 정규화 방법은 잘림 아티팩트를 줄임으로써 진단의 어려움을 발생시키는 가능성을 개선시킬 수 있는 방법으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.525-538
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• 2019

낙동강에 위치한 신규조성 습지의 현황 파악 및 관리 방안 마련을 위한 기초연구의 일환으로 부착규조류의 서식현황과 종다양성을 분석하고 부착돌말영양지수(TDI, Trophic Diatom Index)의 적용가능성을 평가하였다. 조사 기간 동안, 부착규조류는 총 38과 173종이 출현하였으며, 봄과 가을에 각각 156종, 154종으로 비슷한 종수를 나타냈다. 자기조직화지도(SOM)를 활용한 분석 결과, 부착규조류의 분포는 각 습지의 영양염류의 농도와 강우 등의 환경요인에 따라 영향 받는 것으로 나타났다. 클러스터 1의 경우, 대부분 가을시기이며, 총인과 총질소 등의 영양염류의 농도와 부착규조류의 종수 및 풍부도가 낮음에도 불구하고, 부착돌말영양지수가 높은 지점들로 구성되었다. 이와 반대로, 클러스터 4는 봄시기의 지점들이며, 총질소가 높음에도 불구하고 부착돌말영양지수가 낮은 특징을 보였다. 신규조성 습지 대부분이 유입 유출구 기능이 원활하지 않은 점을 감안하면, 여름철에 증가된 유량은 가을철에 영양염류 값을 감소시키며, 탁도 증가로 인해 빛의 유입이 원활하지 않아 부착규조류의 종수와 풍부도가 낮아진다. 이와 반대로, 봄철에는 낮은 수위로 인해 부착규조류가 부착할 수 있는 기질표면이 부족하며, 호오탁성 종이 정착 및 발달하기에 이른 시기이기 때문에 부착돌말영양지수 값이 낮게 측정된다. 다양한 기존 연구에서, 부착돌말영양지수를 서식환경 및 수질 평가지표로 활용하고 있으나, 본 습지는 흐름이 적고 정체수역에 가깝기 때문에 대부분 영양염류 농도가 높아 부착돌말영양지수의 평가지표 가치성은 낮은 것으로 판단된다. 여름강우나 유입 유출 조절부의 기능이 부착규조류의 종다양성과 분포에 영향을 미치는 점을 종합적으로 감안한 지속적이고 주기적인 추가 조사가 필요하다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.21-25
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• 2011

본 연구에서는 난분해성 유기물질의 광분해능을 증가시키고자 다양한 산 촉매 및 마이크로웨이브법으로 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매를 제조하였다. 또한 그에 따른 입자 및 결정크기와 브루카이트 분율에 따른 메틸렌블루의 광분해특성을 고찰하였다. 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매의 표면특성 및 입자크기는 주사전자현미경과 레이저회절 입도분석기를 통하여 평가하였고, 결정구조는 X선 회절장치를 통하여 확인하였다. 메틸렌블루의 광분해 특성은 자외선 가시광선 분광광도계를 통하여 확인하였다. 주사전자현미경과 레이저회절 입도분석결과로부터 아나타제 및 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매는 약 500 nm 이하의 클러스터 형태의 입자크기 나타내었고, 평균입자 크기는 $6.66{\sim}6.85{\mu}m$로 산 촉매 종류에 의한 영향은 크지 않음을 알 수 있었다. 산 촉매의 종류 및 마이크로웨이브법으로 제조된 $TiO_2$ 광촉매는 XRD 분석결과로부터 아나타제/브루카이트 혼성형 결정구조를 나타내었고 그 결정구조는 마이크로웨이브 조사시간의 증가에 따라서 변화하지 않았다. 메틸렌블루의 광분해능 실험결과로부터 광분해능은 브루카이트 분율 및 결정크기에 비례하지 않았으며, 브루카이트 분율 및 결정크기가 적정치 이상이 되면 오히려 촉매활성이 저하되는 경향성을 나타내었다. 본 연구결과에서는 브루카이트 분율 및 결정크기가 9.4%, 4.53 nm인 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매가 가장 우수한 광분해능을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.79-93
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• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.243-248
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• 2022

휴대형, 착용형 전자기기의 활용범위가 넓어지면서, 무겁고 부피가 큰 고체 배터리의 한계점이 드러나고 있으며, 배터리의 역할을 일부 분담할 수 있는 소형 에너지 수확 장치의 개발이 시급한 가운데, 일상 생활 속에서 버려지는 에너지원에 대한 활용도가 중요해지고 있다. 정전발전 기술은 두 물질 표면의 접촉과 분리에 의해 발생되는 마찰대전 효과와 전하유도 현상에 기반해 전기를 생산할 수 있기 때문에, 주변환경에 존재하는 역학적, 기계적 에너지원을 복잡한 중간과정을 거치지 않고도 효과적으로 수확할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 인간의 주변환경에 존재하는 에너지원 중에서도 바람에너지는 자연환경에 존재하는 무한한 친환경 에너지원으로써, 그 수확과 활용에 대한 관심이 높은 신재생 에너지원이다. 본 연구에서는 정전발전 기술을 기반으로 하여 이러한 바람에너지의 효과적 수확을 위한 에너지 수확 장치의 최적화와 정전발전 기술의 활용도를 극대화할 수 있는 활용 방안에 대해 분석하였다. Fluttering film을 이용한 Natural wind based Fluttering TENG (NF-TENG)를 개발하였으며, 바람에너지의 효과적 수확을 위해 설계 최적화를 진행하였다. 또한 낮은 전류와 높은 전압을 발생시키는 TENG의 고유 특징을 부각하여 안전한 고전압 발생 시스템을 개발하여 고전압을 요구하는 분야에서의 활용 방안을 제안하였다. 따라서 본 연구에서 도출한 연구 결과는 정전발전 기술을 기반으로 하는 소형 에너지 수확장치를 이용해 일상생활 속에서 버려지는 바람에너지를 수확하여 고전압이 필요한 분야에서 폭넓게 활용할 수 있는 방법으로써 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_2호
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• pp.747-763
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• 2022

해양 염분은 전 지구 규모에서 해수 순환에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 연·근해 지역 저염분수가 어족자원 및 수산업에 피해를 줄 수 있는 등 해양 식생환경의 변화를 줄 수 있다. 해수의 표면 특성인 sea surface salinity (SSS)에 따라 마이크로웨이브 영역의 방사율이 달라지며, 이를 통해 Soil Moisture Active Passive (SMAP) 등 위성 센서를 활용한 SSS 산출물이 제공되고 있다. 하지만 마이크로파 위성 센서 기반의 SSS 산출물은 낮은 시공간해상도로 자료를 생산하며, 연안지역과 고위도 지역에서 정확도가 낮다. 이러한 이유로 연·근해 지역 SSS의 상세한 시공간적 변화를 관측하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 Jang et al. (2022)에서 제시한 기계학습 기반의 개선된 SMAP SSS (SMAP SSS (Jang))를 참조자료로 활용하여, 정지궤도해색센서(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 영상으로부터 고해상도 SSS를 추정하는 Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 기반의 모델을 개발하였다. 3가지 입력변수 조합을 테스트하였고, Multi-scale Ultra-high Resolution Sea Surface Temperature (SST) 자료가 추가된 scheme 3가 가장 높은 정확도를 보였다(R² = 0.60, RMSE = 0.91 psu). 이를 바탕으로 본 연구영역에서 SST가 SSS 모의에 효과적인 환경변수로 작용함을 보였다. 본 연구에서 제시한 LGBM 기반의 GOCI SSS는 SMAP SSS (Jang)와 비슷한 시공간적 패턴을 보였지만, 더 높은 공간해상도를 바탕으로 SSS의 보다 상세한 공간적 분포와 더불어 SMAP SSS (Jang)에서 산출하지 않는 연안 지역의 정보까지 모의하였다. 또한, 중국 남방지역에 대홍수가 발생하였던 2020년 8월을 대상으로 양자강 유출수(Changjiang Diluted Water)의 거동을 분석한 결과, GOCI SSS는 한국 해양수산연구원의 보도자료와 비교하여 일관성 있는 시공간적 변화를 보였다. 본 연구의 결과로 연안 지역의 저염수 뿐 아니라, 원해 지역에서 광학위성 신호를 활용한 고해상도 SSS 산출의 가능성을 제시하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권6호
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• pp.621-631
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• 2021

전남지역의 완도, 진도, 해남을 대상으로 난대상록활엽수림 복원 시 붉가시나무 종실 공급과 묘목 양성에 대한 정보 필요성에 따라 붉가시나무의 종실 생산량 및 종실 형질 특성을 조사 분석하였다. 조사 분석을 위해 표면적 1m²의 종자 트랩을 10개(완도 8개, 해남 1개, 진도 1개) 방형구에 방형구 당 3개씩 총 30개를 설치하였다. 2013년부터 2016년까지 매년 8월에서 12월까지 매월 말 종자 트랩 내로 낙하한 종실을 수거하였으며, 낙하 종실을 수거해 건전, 충해, 부후, 쭉정이 등으로 구분 후 종실 생산량을 산정하였다. 건전 종실의 경우 각두를 제거한 종실의 길이, 지름, 무게 등 종실 형질을 측정하였다. 조사한 종실 생산량 및 종실 형질은 연별, 임분별, 월별, 처리구별 등을 연평균 값 비교분석을 위해 Duncan의 다중검정 등을 실시하였다. 각 방형구 내 종자 트랩 낙하 종실량은 2013년에 5~350립/3m², 2014년에 17~551립/3m², 2015년에 5~454립/3m², 2016년에 14~705립/3m²로 방형구 간에 차이가 큰 것으로 나타났으며, 이는 방형구내 임목 밀도 등으로 인한 수광량의 유입차로 추정진다. 전체 연도별 종실 생산량을 ha당 산정한 결과 각각 2013년에 335,000립, 2014년에 932,000립, 2015년에 556,000립, 2016년에 1,037,000립이었으며, 2년을 주기로 다소 차이가 나타났다. 종실 생산량 증감은 임분 간 동시성을 보여 붉가시나무는 임목 개체 간 결실 풍흉 및 결실 시기의 주기성이 뚜렷한 것으로 판단된다. 9월에 가장 많은 종실이 낙하하였으나 충해종실의 피해 또한 많은 것으로 나타나 종실의 조기 낙하를 방제한다면 결실 기간을 높여 충실 종실의 대량생산이 가능할 것으로 판단된다. 지역별 연평균 종실 길이의 경우 유의성이 없었으며, 종실 지름과 종실 무게의 경우 해남 종실이 완도, 진도 종실에 비해 유의적으로 평균값이 높게 나타났다. 월별 연평균 종실 형질은 유의적 차이는 보이지 않았으며, 11월의 연평균 종실 길이, 지름, 무게가 각각 19.72mm, 12.23mm, 1.64g으로 8월~11월 중 최대치를 보였다.