• 대한화학회지
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• 제62권4호
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• pp.299-313
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• 2018

과학교육에서 탐구 중심의 교육은 중요하나 실제 교육 현장에서는 현실적인 어려움으로 인하여 획일화된 형태의 과학 탐구가 이루어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 본 연구에서는 RS(Reverse Science)를 중학교 화학 교과 수업에 활용하여 학생들에게 능동적으로 탐구 학습에 참여하고 과학적 사고가 가능한 기회를 제공하고자 한다. 본 연구에서는 이를 개발하고 적용하여 중학교 학생들의 과학 탐구 능력에 미치는 효과와 이에 대한 학생들의 인식을 알아보았다. 프로그램 적용을 위해 D 소재 중학교 2학년 6학급을 선정하고, 실험 집단과 비교 집단을 각각 64명, 64명으로 128명을 구성하였다. 실험 집단에는 RSP기반 화학 탐구 프로그램을, 비교 집단에는 같은 주제의 강의식 수업과 확인실험을 3개의 주제로 7차시에 걸쳐 지도하였으며, 과학 탐구 능력 검사지를 사용하여 사전 사후 검사 결과를 분석하고, 수업 관찰, 학생 활동지, 주관식 설문지, 인터뷰 내용의 분석을 통해 드러난 학생들의 인식을 바탕으로 프로그램의 효과를 논의하였다. 그 결과, 본 프로그램을 활용한 수업이 중학생의 과학 탐구 능력에 통계적으로 유의미한 변화를 보였으며, 구체적으로 실험집단은 비교집단에 비하여 기초 탐구 능력의 하위요소 중 예상에서 유의미한 것으로 나타났고 통합 탐구 능력의 하위요소인 자료변환, 가설설정, 변인통제에서 그 차이가 유의한 것으로 나타났다(p<.05). 또한, 학생들이 과학 법칙이 생성되는 과정에 관심을 가지게 되었고 친구들과 협력으로 인해 높은 흥미를 보였으며 학생들에게 과정 중심의 탐구를 통해 과학적 사고를 하는 기회를 제공하였다. 결국, RSP기반 화학 탐구 프로그램이 학생들에게 미치는 긍정적인 영향을 바탕으로 프로그램의 활용 가능성을 확인 할 수 있다.

• 대한약리학회지
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• 제23권2호
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• pp.101-111
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• 1987

중추신경계 특히 뇌내(腦內)의 무수카린성 콜린 수용체 (mAchR)에 대한 수용체 특성의 연구의 하나로, 물리 화학적 성상에 다른 두 종류의 콜린길항제를 사용하여 서로 다른 두 형태의 조직에서 약물의 작용양상 및 다른 약물과의 상호작용을 정초하였다. 실험동물로는 흰쥐를 일정기간 규정사료를 사육하였고, 사용한 Radioactive ligands는 $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS였으며 그외에 다른 수종의 길항제 또는 효능제와의 치환작용을 brain homogenates와 intact brain cell aggregates에서 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS는 모두 질량작용의 법칙에 비례하여 수용체와의 결합에서 높은 친화력과 포화를 보였으며 또한 높은 결합 능력을 나타내었다. 더욱이 homogenates 제제와 intact cell aggregates제제에서의 결과 사이에는 유사한 점이 많았다. 2. Homogenates제제를 사용한 실험에서, 제 3 급아민콜린길항제인 QNB, atropine과 scopolamine 또는 제 4 급 암모늄골린 길항제인 methylatropine과 methylscopolamine을 사용하여 위의 radioactive ligands와의 치환작용을 검토하였다. $(^3H)$ NMS 실험군에서는 제 3 급아민 및 제 4 급 암모늄길항제 모두가 구조의 구별없이 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 $(^3H)$ QNB 실험군에서는 제 4급 암모늄콜린 길항제들을 단일성(unity)이 아닌 높고 낮은 두 종류의 친화도를 가진 결합부위의 양상을 나타내었다. 또 비특이성 콜린길항제인 pirenzepine을 사용한 실험군에서는 두 ligands을 모두 치환시켰고 서로 다른 결합부위가 있음을 보였다. 3. Intact cell aggregates 제제를 사용한 실험에서, $(^3H)$ NMS와 $(^3H)$ QNB 모두 homogenates 제제에서와 같은 양상의 반응을 보였다. 또 $(^3H)$ NMS를 radioligand로 하여 수종의 콜린길항제와 수종의 콜린 효능제를 사용하여 약물 상호작용으로 수용체의 성질을 검토하였다. 그 결과 콜린 길항제들은 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 콜린 효능제 투여군에서는 높고 낮은 두 종류의 다른 친화력의 결항부위를 나타내었다. 4. 위의 실험의 결과로,(a) 친유성콜린 길항제인 $(^3H)$ QNB는 친수성 콜린길항제인 $(^3H)$ NMS보다 훨씬 높은 결합능력을 보였으며 이것으로 수용체 특히 mAchR의 존재 장소 또는 mAchR의 형상의 일부는 세포막 표면 뿐 아니라 세포막내의 어떤 부위와도 관계가 되는 것으로 간주되는데 이것이 $(^3H)$ QNB가 $(^3H)$ NMS보다 높은 최대 결합능력 $(B_{max})$을 나타낼 이유이다. (b) 두 종류의 다른 제제에서 우리는 같은 양상의 결과를 관찰하었기에 결점이 많은 homogenates 제제보다는 intact cell aggregates 제제를 수용체 연구에 대한 새로운 실험모형(experiment model)으로 사용할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.71.2-71.2
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• 2010

고체산화물연료전지는 청정에너지원으로써 기존의 발전방식을 대신할 차세대 에너지원으로 각광 받고 있다. 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하는 특성상 실험을 통하여 전극미세구조 및 구동조건을 최적화하는 것은 매우 어렵다. 본 연구는 전기화학식을 이용한 전산모사를 통해서 고체산화물 연료전지의 구동조건에 따른 성능 평가 및 전극의 미세구조 최적화 과정을 수행하였다. 전극 내 전달현상을 무시하고 오직 전기화학반응만을 고려한 전산모사는 단전지의 전극미세구조 및 구동조건에 따른 전지성능을 빠르게 예측할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 조건에서 얻은 전지 성능 데이터를 통해 전극미세구조를 최적화하였다. 개회로전압, 활성화분극, 저항분극, 물질수송손실을 표현하기 위하여 Nernst 식, Butler-Voler 식, 옴의 법칙, dusty-gas 모델을 각각 사용하였으며, 전극미세구조 및 구동조건의 변화는 물질확산계수 및 교환전류밀도를 통하여 그 영향이 전지성능에 반영된다. 온도, 압력, 주입 연료의 조성에 대한 성능평가가 수행되었으며, 1023K, 1 bar의 조건하에서 최적의 단전지 성능을 위한 기공도와 기공크기를 조사하였다. 더 향상된 단전지 성능 확보를 위해서 실험에서 쓰이는 기능층(functional layer)과 유사하게 넓은 반응 면적과 원활한 반응물 및 생성물의 이동을 보장하도록 기공도 및 기공크기를 그레이딩한 전극구조(graded-electrode)를 디자인하고 성능을 평가하였다. 그 결과 기존의 전지구조 대신에 그레이딩된 전극을 사용할 경우 50%이상 향상된 전지성능을 예측할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제31권1호
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• pp.25-29
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• 2020

본 연구에서는 롤 공정으로 제작된 고분자(polydimethylsiloxane, PDMS)/그래핀(graphene) 복합재료를 기판으로 하여 간단한 표면처리 공정을 통해 센서를 구현하였고, 이 센서의 성능과 거동에 대한 고찰을 실시하였다. 고분자와 그래핀 파우더를 혼합한 전구체를 3-롤 공정으로 제조하였고, 이를 2-롤 공정에 도입하여 고분자/그래핀 기판 소재를 제조하였다. 나아가, 간단한 표면처리 공정을 통하여 센서의 요체가 되는 환형 다당류(cyclodextrin, CD)를 도입하였다. 표면처리의 유효성의 적외선 분광기를 통해서 확인하였고, 전기 신호 전달의 가능성을 옴의 법칙을 통하여 분석하였다. 간단한 형태의 센서를 구현하여, 분석 물질(methyl paraben, MePRB)을 도입하였을 때, 아주 낮은 농도 수준(10 nM)까지 감지 신호를 얻을 수 있었다. 특히, 그래핀의 함량이 낮을 경우 센서 측정이 어려움을 확인할 수 있었다. 이는, 높은 그래핀 함량에서 보여주는 그래핀 입자의 배향이 다소 억제되어 발생하였을 것으로 사료된다. 이는 첨가제의 물리적인 배향이 센서의 성능에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 이 정보는 향후 유사한 시스템의 센서를 구현하는 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.538-543
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• 2014

이산화지르코늄 표면에 흡착되는 금 입자의 분포 또는 그 반대 경우의 분포에 영향을 끼칠 수도 있는 정전기적 상호작용과 금 입자를 코팅한 Glutathione층의 표면물성을 규명하였다. 이를 위하여, 원자힘현미경(AFM)으로 Glutathione 층 표면과 이산화지르코늄표면 사이의 표면힘을 염 농도와 pH 값에 따라 측정하였다. 측정된 힘은 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO) 이론으로 해석되어 표면의 전하밀도와 포텐셜들이 정량적으로 산출되었다. 이 특성들이 염 농도와 pH에 대하여 나타내는 의존성을 질량보존의 법칙으로 기술하였다. pH 8 조건에서 실험으로 산출된 표면 특성의 염 농도 의존성은 이론적으로 예측했던 결과와 일치하는 것으로 관찰되었다. Glutathione 층의 표면이 이산화지르코늄 표면보다 높은 전하밀도와 포텐셜을 갖는 것이 발견되었는데, 이는 Glutathione 층의 이온화-기능-그룹에 기인한 것으로 생각된다.

• 전기화학회지
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• 제4권2호
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• pp.70-76
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• 2001

본 연구는 Pd박막 전극에서 수소 확산시 발생되는 응력해석에 대한 레이저 빔 디플렉션 방법의 응용에 대해 기술하였다. 우선, 탄성에 의한 확산 (고스키 효과) 및 확산에 의한 탄성 현상에 대해 간략히 설명하였고, 주어진 초기 및 경계 조건하에서 Fick 방정식의 해와 Vegard 및 Hooke의 법칙으로부터 확산에 의한 탄성 현상의 모델을 이론적으로 유도하였다. 다음으로 레이저 빔 디플렉션 방법이 수소 확산으로 인해 발생되는 응력해석에 어떻게 사용될 수 있는지 실험 장치 및 시편에 대해 소개하였다 마지막으로, 수학적으로 계산된 디플렉션 시간 추이 곡선과 실험적으로 얻어진 곡선의 비교로부터, 시간에 따른 인장 디플렉션의 변화를 시간에 따른 전극 내부의 수소 농도 구배의 변화 및 수소 확산계수의 차이로 설명하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.61-71
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• 1993

충돌이나 폭파시 발생하는 기계적 에너지나 화학적 에너지는 응력파의 형태로 매체를 통과하게 되며, 매체의 자유면과 절리면을 따라 반사와 굴절을 거듭하는 매우 복잡한 과정을 거치게 된다. 본 연구에서는 재료특성을 달리하는 층을 통과하는 소성응력파의 전파과정을 압력 부종속 모델인 Von-Mises 모델을 사용하여 연구하였다. 응력파의 전파과정을 연구하기 위한 지배 방정식(governing equation)으로서는 물체에 종속되어 있는 라그란지안 좌표계(lagrangian coordinate system)로 표현된 운동량과 질량보존(conservation of momentum and mass)법칙식을 사용하였으며 또한 충격전면(shock front)에 연속성을 부여하기 위해 인공점성(artificial viscosity)을 운동량 보존식에 첨가하였다. 주요 방정식을 풀기 위한 수치해석법으로는 시간과 공간 좌표계로 구성된 유한차분법(finite difference method)을 사용하였으며 소성변형률을 구하기 위한 소성이론으로서는 associated normality flow rule을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1713-1721
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• 1994

Intermetallic-matrix composites(IMCs) have the potential of combing matrix properties of oxidation resistance and high temperature stability with reinforcement properties of high specific strength and modulus. One of the major limiting factors for successful applications of these composite at high temperatures is the formation of interfacial reactions between matrix and ceramic reinforcement during composite process and during service. The purpose of the present investigation is to develop a better understanding of the nature of creep fracture mechanisms in a $Ni_{3}Al$ composite reinforced with both $TiB_{2}$ and SiC particulates. Emphasis is placed in the roles of the products of the reactions in determining the creep lifetime of the composite. In the present study, creep rupture specimens were tested under constant ranging from 180 to 350 MPa in vacuum at $760^{\cric}C$. The experimental data reveal that the stress exponent for power law creep for the composite is 3.5, a value close to that for unreinforced $Ni_{3}Al$. The microstructural observations reveal that most of the cavities lie on the grain boundaries of the $Ni_{3}Al$ matrix as opposed to the large $TiB_{2}/Ni_{3}Al$ interfaces, suggesting that cavities nucleate at fine carbides that lie in the $Ni_{3}Al$ grain boundaries as a result of the decomposition of the $SiC_{p}$. This observation accounts for the longer rupture times for the monolicthic $Ni_{3}Al$ as compared to those for the $Ni_{3}Al/SiC_{p}/TiB_{2} IMC$. Finally, it is suggested that creep deformation in matrix appears to dominate the rupture process for monolithic $Ni_{3}Al$, whereas growth and coalescence of cavities appears to dominate the rupture process for the composite.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.319-324
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• 2020

전기와류 불안정성은 전기투석 장치, 갈바니 전지, 전해 전지 등의 이온-선택성 이동 현상계에서 발견되는 비선형 이동 현상이다. 이 불안정성은 이온-선택성 표면 근처 공간 전하층의 요동에 의해 발생하며, 불안정성의 발현은 물질 전달 속도를 증가시켜 준다. 따라서 전기와류 불안정성은 물질 전달 측면에서 중요한 의미를 가진다. 최근의 실험적 기법들이 불안정성의 직접적 가시화를 가능하게 해주었으나, 실험적 한계점에 의해 불안정성의 원론적 연구는 제한된 영역에서만 이루어지고 있다. 본 연구에서는 일정 전위 모드에서의 전기와류 불안정성에 대한 수치 해석을 진행하여 전류-시간 곡선과 불안정성의 거동 간의 상관관계를 밝히고자 하였다. 시간-분해 해석을 통하여, 불안정성의 발달 거동을 SCL 형성 - 전기와류 불안정성의 성장 - 정상 상태 도달로 구분 지었다. 더불어, 인가 전위에 따른 전이 시간들의 크기 법칙 또한 수치적으로 유도하였다.

• Composites Research
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• 제14권2호
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• pp.8-12
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• 2001

필라멘트 와인딩 공법(filament winding process)은 회전하는 맨드렐에 로빙(roving)형태의 연속섬유를 감는 비교적 간단한 공정이다. 이것은 저장탱크, 화학용 파이프, 그리고 다른 산업에 사용되는 안정적이고 다양한 공법이다. 본 연구에서는 split disk test 치구와 dress disk test 치구에 의한 필라멘트 와인딩 링 시편의 인장강도 값을 실험에서 얻어진 결과와 혼합법칙에 의해 얻어진 이론적인 값을 비교하였다. 이 논문의 목적은 필라멘트 와인딩 구조물의 인장 특성 평가에 대한 적합한 시험법을 제안하고 있는 것이다. dress disk test 치구로 시험한 링 시험편의 인장강도는 split disk test 치구의 모서리 부분에서 발생하는 응력집중 때문에 split disk test의 시험 결과보다 이론적인 인장강도 간에 잘 근절함을 보여준다. 이 실험 결과 시험 치구의 기하학적 형상과 섬유의 연속성, 섬유 장력 그리고 시험편의 응력 집중에 영향은 받음을 알 수 있었다.