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급속응고된 $P-type Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ 합금 열전재료의 미세조직과 열전특성에 미치는 압출 온도의 효과 (The Effect of Extrusion Temperature on Microstructure and Thermoelectric Properties of Rapidly Solidified P-type $P-type Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$ alloy)

  • 이영우;천병선;홍순직;손현택
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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    • pp.28-28
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    • 2001
  • $Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였£며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의

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베시클을 이용한 단분산 구형 미분체 합성에서 베시클 내 알루미늄 이온의 침전조건과 침전메카니즘 (Condition and Mechanism of Precipitation of Intravesicular Aluminum Ion in Preparation of Monodispersed Spherical Fine Particles With Use of Vesicles)

  • 정종재;김창현;이병교;이창섭;이해욱
    • 대한화학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.535-541
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    • 1996
  • 베시클을 이용한 알루미나 미분체 제조에 있어서 베시클 외부 분산계의 pH 변화, 즉 수산화이온의 농도변화가 베시클 내부에서 침전 반응기구 및 침전물의 입자 형태, 분포, 크기등에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 투과전자현미경(TEM)과 탁도계로 관찰한 결과 분산계의 pH가 11.4 및 11.3에서부터 베시클내부에서 알루미늄 이온과 수산화이온이 반응하여 침전물이 생성되기 시작하였고 pH 12.0 에서 평균입자 크기가 50nm정도의 미세하고 균일한 구형의 침전물이 형성되었다. pH12.3 이상인 영역에서는 시간경과에 따른 베시클간의 응집 및 합체가 일어나 베시클 내부의 침전물이 pH12.0에서 생성된 침전물 크기에 비해 약 두 배 정도 성장함을 알 수 있었다.

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가수분해에 의한 AN-co-(MMA(IA) 다관능성 섬유이온교환체의 합성 및 미랑 전이금속 흡착특성 (Synthesis of Multifunctional AN-co-(MMA/IA) Fibrous ion-exchanger by Hydrolysis and Adsorption Properties for Trace Transition Elements)

  • 황택성;이선아;황계순
    • 폴리머
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    • 제25권6호
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    • pp.765-773
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    • 2001
  • 본 연구에서는 수중의 $Co^{2+}$, $Ni^{2+}$ , $Cr_2O_7\;^{2-}$등의 유해이온을 선택적으로 흡착 제거시키기 위하여 단량체의 몰비를 달리하여 AN-co-(MMA/IA)를 합성하고, 습식방사에 의해 제조한 PAN 섬유를 산가수분해하여 PAN계 다관능성 이온교환섬유를 합성하였다. 또한 합성한 이온교환섬유의 구조, 관능화도, 이온교환용량, 분포계수. 기계적 물성 등을 시험하였다. 이온교환체의 음이온교환 용량은 IA의 mole 함량이 증가함에 따라 4.5~4.2 meq/g으로 감소하고, 양이온교환용량은 1.8-2.2 meq/g으로 증가하는 경향을 보였다. 인장감도는 공중합체 내에 IA의 함량이 0.008 mol%까지 증가하여 216 $kg/cm^2$로 최대값을 나타냈고, AN-co-(MMA/IA) 이온교환체의 분포계수 측정 결과 Co(II)와 Ni(II)는 pH 5-6영역에서 최대를 보였고, Cr(III)는 pH 3-4에서 최대값을 나타냈다. 또한 다성분 계상에서의 연속식 흡착 실험에서 Cr(III > Co(II) > Ni(II)의 순으로 선택능을 나타냈다.

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수소취화된 인코넬 718의 VHCF(Very High Cycle Fatigue) 피로특성에 관한 연구 (A Study on the VHCF Fatigue Behaviors of Hydrogen Attacked Inconel 718 Alloy)

  • 서창민;남승훈;김준형;편영식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권7호
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    • pp.637-646
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    • 2016
  • 실온에서 인코넬 718의 UNSM(Ultrasonic nanocrystal surface modification)처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 수소취화재의 UNSM처리재의 회전굽힘피로시험에 의해 얻어진 결과, 수소취화재는 미처리재의 S-N곡선보다 피로수명이 약 10~20 % 감소하며 부식피로나 비철재료처럼 피로한도 없이 점진적으로 감소하였다. 표면균열수는 수소취화의 영향으로 평균입경($13{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 80 %를 차지하였다. 결정입계, 표면 흠 등에 수소침투에 의한 취화현상으로 티어링(tearing)하면서 복수로 발생한 작은 표면균열은 불규칙적으로 분포하며 티어링하면서 성장, 합체되어 피로수명이 감소하는 것으로 추정된다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로수명은 전 영역에서 크게 증가하였고, 수소취화된 시험편을 UNSM 처리한 후 피로시험을 실시하면 700 MPa에서 10배 이상, 600 MPa에서 20배 이상 증가하였다.

새로운 N-Methacryloyl-N'-ethyl-N'-propyl Piperazinium Bromide 단량체를 사용한 습도센서 및 그들의 특성 조사 (Resistive Humidity Sensor Using New N-Methacryloyl-N'-ethyl-N'-propyl Piperazinium Bromide Monomer and Their Properties)

  • 이인호;박찬교;공명선
    • 폴리머
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    • 제33권4호
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    • pp.326-332
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    • 2009
  • 새로운 감습성 단량체인 N-methacryloyl-N'-ethyl-N'-propyl piperazinium bromide(MANEPPB)를 N-methacryloyl-N'-ethyl piperazine(MANEP)와 1-bromopropane의 4차염화 반응에 의하여 합성하였다. MANEPPB/MMA/AA=60/35/5, 70/25/5, 80/15/5, 90/5/5 및 95/0/5 조성의 전해질 공중합체를 감습막으로 사용하기 위하여 제조하였다. 상기 감습액에 아지리딘 가교제인 trimethylolpropane tris(2-methyl-1-aziridinopropionate)(TTAP)를 혼합하여 금 전극 위에 침적법에 의하여 도포하고 가교반응을 진행하여 습도센서를 제조 하였다. 상대습도에 대한 습도센서의 저항을 측정하였을 때, $20{\sim}90%RH$ 상대습도 영역에서 $10^3$의 저항 값이 변화하였으며, 이것은 상용 습도센서로서 대기의 습도를 측정하는데 요구되는 특성을 보여주었다. 그 밖에 온도 의존성, 주파수 의존성, 히스테리시스, 응답 및 회복 속도 그리고 내수성을 측정하여 습도센서로서 특성을 평가하였다.

비닐아세테이트/알킬아크릴레이트계 에멀젼 공중합과 등온 열분해 특성 (Characteristics of Isothermal Analysis and Emulsion Copolymerization of Vinyl Acetate/Alkyl Acrylate)

  • 조대훈;최성일;설수덕
    • 접착 및 계면
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    • 제13권2호
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    • pp.64-72
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    • 2012
  • 비닐아세테이트와 알킬아크릴레이트계 에멀젼공중합에서 개시제인 ammonium persulfate (APS)의 농도, 보호 콜로이드인 poly(vinyl alcohol) (PVA)의 종류와 농도, 공단량체인 methyl acrylate (MA), ethyl acrylate (EA), n-butyl acrylate (BA)의 혼합비를 변화시켜 중합하였다. 제조된 poly(vinyl acetate-co-methyl acrylate) (PVAc/PMA), poly(vinyl acetate-co-ethyl acrylate) (PVAc/PEA), poly(vinyl acetate-co-n-butyl acrylate) (PVAc/PBA)에 대하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 등온 열분해법으로 $100{\sim}200^{\circ}C$ 영역에서 구한 비닐아세테이트와 알킬아크릴레이트 공중합체에 대한 등온 열분해 활성화에너지는 PVAc/PMA > PVAc/PEA > PVAc/PBA이었으며, 플라스마 처리 전과 후의 접착박리강도는 PVAc/PMA > PVAc/PEA > PVAc/PBA의 순이었다.

섬유소의 연속 효소 가수분해를 위한 순환식 기포탑 반응기의 설계 (Design of Recycle Bubble Column Reactor for Continuous Enzymatic Hydrolysis of Cellulose)

  • 김춘영;홍석표정봉우이태원
    • KSBB Journal
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    • 제5권1호
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    • pp.59-67
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    • 1990
  • 생성물의 분리 및 효소의 회수를 위하여 수평흐름 한외여과장치를 부착한 기포탑에서 섬유소의 연속적인 효소 가수분해 반응을 연구하였다. 기포탑을 효소 가수분해 반응 공정에 이용할 경우 기체유속의 범위는 1-3cm / sec로 기포의 합체현상이 발생하지 않는 dispersed bubble flow 영역이 적합하며 혼합도 거의 완전하게 이루어짐을 확인하였다. 효소 회수장치에 한계분자량이 $10^4$인 여과막을 사용하였을 경우 효소의 활성이 저하되지 않은 채 대부분이 회수되었고 glucose 및 cellobiose의 배제율은 0이었다. 따라서 수평흐름 한외 여과장치는 효소의 연속회수장치로 작합하였으며 반응생성물이 연속적인 분리로 섬유소의 당화율을 증가시켰다. 화분식 반응의 경우 반응시간이 8시간이내에서 실험치는 성능식에 잘 부합되었으나 반연속식 및 연속식 반응의 경우에는 이론값과 차이가 있었다. 이는 반응기 내에서의 효소의 변성에 기인된다. 반연속식 및 연속식 반응의 경우 희석율을 증가시킴에 따라 전환율은 증가하나 반응액중의 환원당의 농도는 낮아진다. 따라서 적정한 기질 공급속도 및 희석율은 효소의 회수비용, 생성물의 농축비용 및 기질의 공급비용등의 경제적 요소를 고려하여 판단하여야 한다. 이상의 결과로부터 수평흐름 한외여과장치를 효소 회수장치로 기포탑에 응용할 경우, 효소의 재사용이 가능할 뿐 아니라 당화율을 증가시킴으로서 연속반응기로 효과적이라고 판단되었다.

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융복합기술을 활용한 G-Robot 프레임워크 구현 (Implementation of G-Robot Framework using Fusion Technology)

  • 박영식;김도현;권성갑;양영일
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.332-337
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    • 2010
  • 본 논문에서는 로봇기술(Robot Technology, RT)과 정보기술(Information Technology, IT)의 핵심 인 휴대폰을 활용한 RITS(RT&IT System) 융합기술을 이용하여 로봇제어 및 원격감시를 수행하는 G-Robot의 프레임웍을 설계하고 구현하였다. 구현된 시스템에서 로봇에 장착된 휴대폰은 로봇을 제어하는데 활용할 뿐만 아니라 사용자의 휴대폰으로 영상정보를 전송한다. 사용자는 휴대폰을 활용하여 로봇의 주변지역을 감시하고 로봇의 움직임을 제어한다. 뿐만 아니라, 미리 설정된 상황이 발생했을 경우, 휴대폰이 합체된 로봇은 사용자의 휴대폰으로 데이터를 전송한다. 실험결과, 3세대 이동통신이 가능한 지역에서 휴대폰을 이용하여 실시간으로 로봇을 제어하였고, 로봇의 주변 환경을 감시 할 수 있었다. 또한 시야에서 관찰되는 영역에 로봇 있을 경우 휴대폰 대신 블루투스를 이용하여 실시간으로 로봇을 제어할 수 있었다.

$YBa_2Cu_3O_{7-x}$ 산화물에서 기공의 생성과 소멸 (Formation and elimination of pores in $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ Oxides)

  • 김찬중;홍계원
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2001년도 춘계학술강연 및 발표대회
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    • pp.9-10
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    • 2001
  • 용융공정 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(123) 초전도체는 고자장 하에서도 통전특성이 우수하다 그러나 123 초전도체에는 미세균열이나 기공과 같이 초전도체의 통전특성에 유해 한 요인들도 다수 포함된다. 미세균열은 고온 정방정 상이 저온 사방정상으로 상변 태 시 발생하는 웅력에 의해 생성된다. 반면, 기공은 123 성형체를 녹이는 과정에서 123 상에 포함된 산소원자들이 격자로부터 이탈되고, 이 산소원자들이 모여 액상에서 기공을 형성한다. 제조공정에 따라 기공의 크기와 밀도가 다르지만 대략 수십 이크론 정도로 대단히 크다 생성된 기공 중 일부는 열처리 중에 소멸되나, 어떤 것들은 그대로 남아 초전도체의 치밀화를 방해한다. 본 연구에서는 123의 용융 및 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(211)과 액상으로의 분해 과정 및 포정반응과 관련된 미세조직을 조사하여 기공생성과 소멸과정을 조사하였고, 123의 최종 미세조직에 대한 기공의 영향에 대 하여 연구하였다. 열처리 스케쥴은 123-211-액상의 그림 l의 2원 상태도를 기초로 하여 결정하였다. 먼저 부분 용융상태에서의 기공의 분포를 알고자 시편을 105$0^{\circ}C$에서 0.5-1 시 간 유지한 후, 액체 질소통에 넣어 냉각하였다 (그림 2의 열처리 경로 CD)$\circled1$부분 용 융상태에서 급랭할 경우 211과 액상 상태가 그대로 유지되므로 액상에서의 기공분 포를 관찰할 수 있다. 또 다른 시편들은 그림 2의 @$\circled2$경로로 열처리하였다. 이 시편에서는 고온에서 생성된 211과 액상이 반웅하여 123 결정이 생성, 성장하므로 123 결정립 내의 기공분포를 알 수 있다. 그림 3은 시편에서의 기공과 액상포켓의 분포를 모식도와 각 부위의 미세조직 사진이다. 시편에는 산소가스 발생으로 인해 생성된 수형의 기공이 관찰된다. 기공은 시편의 중앙에 집중되며, 시편 바깥부분은 기공에 액상이 채워진 액상포켓이 관찰된다. 기공의 생성과 소멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.

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스마트 워터 그리드 서비스 Framework 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Smart Water Grid Service)

  • 김성훈;오현제;정진홍;김원재;윤영한
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.6143-6150
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    • 2012
  • 최근 우리가 살고 있는 정보화 사회의 가장 중요한 화두 중 하나로 "스마트"가 떠오르고 있으며 통신 및 사회간접자본 분야 등을 포함한 사회의 여러 영역이 이 주제로 빠르고 접근하고 있다. 국내에서는 전력분야에서의 우선접근이 비교적 성공적인 평가를 받고 있으며 물공급 분야는 이제 막 그 첫발을 내 딛고 있는 것이 현실이다. 이러한 관점에서 본 연구는 "스마트 워터 그리드" 서비스를 위한 프레임? 개발에 그 목적이 있다. 연구의 절차로, 우선 국내외 관련 연구가 조사되었고, "스마트 워터 그리드" 서비스를 구성하는 4 기술요소가 정의 되었다. 4 기술요소분야 각각에 대해 프레임? 모델링이 수행되었고 그 결과로 각각에 대한 TRM이 제시된다. 또한 4 요소영역을 아우르는 전체 서비스에 대한 종합적 TRM이 제시되고 본 논문에서 제시되는 프레임? 모델과 유사 모델을 비교하면서 차별성 있는 연구내용의 전개와 두 모델의 연계컨셉이 정의되었다. 엔터프라이즈 통합모델, 즉, 매크로 레벨부터 마이크로 레벨 적용과 서비스를 온전히 커버하기위해 필요한 두 모델의 합체운영 컨셉과 이러한 상호연계성 위에서 작용하는 마이크로 레벨 모델의 현실화를 통해 물관리분야에서의 스마트화 구현에 현 논문이 다소간 기여하기를 기대한다.