• 제목/요약/키워드: 2D field solution

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수경재배에 의한 중금속 (As 및 Cd) 오염토양의 식물상 복원공법 적용 식물종 선별 (Selection of Plant Species for Phytoremediation of Heavy Metal (As and Cd) Contaminated Soil using Hydroponic Culture)

  • 김범준;배범한;김영훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제29권1호
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    • pp.28-38
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    • 2024
  • Phytoremediation presents a low-carbon and eco-friendly solution for heavy metal-contaminated soils, which pose great health and environmental risks to humans and ecosystems. A hydroponic culture was used to quantitatively assess the phytoremediation potential of plant species to remediate As or Cd-contaminated soil in field application. This study examined the growth, uptake, and distribution of Cd in the roots and shoots of Phalaris arundinacea and Brassica juncea in hydroponic conditions with Cd concentrations ranging from 0 to 20 mg/L for 10 days. Additionally, Aster koraiensis and Pteris multifida were cultivated in hydroponic conditions containing As concentrations ranging from 0 to 40 mg/L for 10 days. The concentrations of Cd in the above-ground part and root tissues of P. arundinacea and B. juncea reached a maximum of 147.7 and 1926.7 mg/kg-D.W.(Dry Weight), and 351.6 and 11305.5 mg/kg-D.W., respectively. Bioconcentration factor (BCF) for P. arundinacea and B. juncea were 68.9 and 122.3, respectively. Both species exhibited a translocation factor (TF) of less than 0.1, indicating their eligibility for phytostabilization. Aster koraiensis exhibited significant As accumulation of 155.1 and 1306.7 mg/kg D.W. in the above-ground part and root, respectively. However, this accumulation resulted with substantial weight loss and the manifestation of toxic symptoms. P. multifida exhibited higher accumulation of As (345.1 mg/kg-D.W.) in the fronds than in the roots (255.4 mg/kg-D.W.), corresponding to BCF values of 18.6 and 7.6, respectively, and a TF greater than 1.2. A TF value greater than 1.0 indicates that P. multifida is a viable option for phytoextraction.

Crossover from weak anti-localization to weak localization in inkjet-printed Ti3C2Tx MXene thin-film

  • Jin, Mi-Jin;Um, Doo-Seung;Ogbeide, Osarenkhoe;Kim, Chang-Il;Yoo, Jung-Woo;Robinson, J. W. A.
    • Advances in nano research
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    • 제13권3호
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    • pp.259-267
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    • 2022
  • Two-dimensional (2D) transition metal carbides/nitrides or "MXenes" belong to a diverse-class of layered compounds, which offer composition- and electric-field-tunable electrical and physical properties. Although the majority of the MXenes, including Ti3C2Tx, are metallic, they typically show semiconductor-like behaviour in their percolated thin-film structure; this is also the most common structure used for fundamental studies and prototype device development of MXene. Magnetoconductance studies of thin-film MXenes are central to understanding their electronic transport properties and charge carrier dynamics, and also to evaluate their potential for spin-tronics and magnetoelectronics. Since MXenes are produced through solution processing, it is desirable to develop deposition strategies such as inkjet-printing to enable scale-up production with intricate structures/networks. Here, we systematically investigate the extrinsic negative magnetoconductance of inkjetprinted Ti3C2Tx MXene thin-films and report a crossover from weak anti-localization (WAL) to weak localization (WL) near 2.5K. The crossover from WAL to WL is consistent with strong, extrinsic, spin-orbit coupling, a key property for active control of spin currents in spin-orbitronic devices. From WAL/WL magnetoconductance analysis, we estimate that the printed MXene thin-film has a spin orbit coupling field of up to 0.84 T at 1.9 K. Our results and analyses offer a deeper understanding into microscopic charge carrier transport in Ti3C2Tx, revealing promising properties for printed, flexible, electronic and spinorbitronic device applications.

Reduced graphene oxide field-effect transistor for biomolecule detection and study of sensing mechanism

  • Kim, D.J.;Sohn, I.Y.;Kim, D.I.;Yoon, O.J.;Yang, C.W.;Lee, N.E.;Park, J.S.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.431-431
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    • 2011
  • Graphene, two dimensional sheet of sp2-hybridized carbon, has attracted an enormous amount of interest due to excellent electrical, chemical and mechanical properties for the application of transparent conducting films, clean energy devices, field-effect transistors, optoelectronic devices and chemical sensors. Especially, graphene is promising candidate to detect the gas molecules and biomolecules due to the large specific surface area and signal-to-noise ratios. Despite of importance to the disease diagnosis, there are a few reports to demonstrate the graphene- and rGO-FET for biological sensors and the sensing mechanism are not fully understood. Here we describe scalable and facile fabrication of rGO-FET with the capability of label-free, ultrasensitive electrical detection of a cancer biomarker, prostate specific antigen/${\alpha}1$-antichymotrypsin (PSA-ACT) complex, in which the ultrathin rGO sensing channel was simply formed by a uniform self-assembly of two-dimensional rGO nanosheets on aminated pattern generated by inkjet printing. Sensing characteristics of rGO-FET immunosensor showed the highly precise, reliable, and linear shift in the Dirac point with the analyte concentration of PSA-ACT complex and extremely low detection limit as low as 1 fg/ml. We further analyzed the charge doping mechanism, which is the change in the charge carrier in the rGO channel varying by the concentration of biomolecules. Amenability of solution-based scalable fabrication and extremely high performance may enable rGO-FET device as a versatile multiplexed diagnostic biosensor for disease biomarkers.

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MAP 예측기 기반의 시공간 동영상 순차주사화 알고리즘 (Spatio-Temporal Video De-interlacing Algorithm Based on MAP Estimation)

  • 이호택;송병철
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제49권2호
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    • pp.69-75
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    • 2012
  • 본 논문은 MAP (maximum a posterior) 예측기에 기반하여 움직임 보상 예측 오차를 보정해주는 방식의 순차주사화 (de-interlacing) 알고리즘을 제안한다. 먼저, 현재 필드와 인접한 필드 간의 적절한 정합 (registration)을 수행 한 후, 계산된 정합 정보에 기반한 MAP 예측기를 통해 현재 필드에 대응하는 순차 주사 (progressive) 프레임을 찾아낸다. 안정적인 결과를 얻기 위하여 잘 알려진 BTV (bilateral total variation) 기반의 평활화 (regularization) 과정이 추가된다. 한편, 잘못된 정합 정보로 인한 소위 깃털 현상 (feathering artifact)을 억제하기 위하여 블록 단위로 깃털 현상 발생 여부를 판단하여 발생되었다고 판단된 블록 영역에 대해서는 앞서 설명한 MAP기반 순차주사화 대신 에지 방향성에 기반한 공간적 순차주사화를 적용한다. 실험 결과에 따르면, 제안된 기법은 종래 기법들에 비하여 평균 약 4dB의 PSNR 성능 개선을 보이고 있으며, 우수한 주관적 화질을 보여주고 있다.

계면활성제 수용액에서 미셀형성(제2보) - 계면활성제/탄화수소/물의 상 변화에 따른 자기확산 - (Studies on the Micelle Formation of Surfactant Solution(2) - Self-Diffusion by Phase Transition in Ternary System of Surfactant/Hydrocarbon/Water -)

  • 최성옥;이진희;김상춘;남기대
    • 공업화학
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    • 제10권1호
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    • pp.112-117
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    • 1999
  • Pulsed Field Gradient NMR(FT-PFGE)을 이용하여 N-alkyl-N, N-dimethylamine oxide/hydrocarbon/$D_2O[C_nDMAO/C_{n^{\prime}}H_{{2n^{\prime}+2}}/D_2O]$ 3성분 계에서 자기확산 계수를 측정하였다. 여기서 n = 12, 14, 16인 계면활성제를 사용하였으며, n' = 6, 8, 10, 12, 14인 탄화수소를 사용하였다. 미셀 상에서 주로 확산은 미셀의 유체역학적 이동에 지배되며, 미셀들의 충돌로 가용화된 탄화수소의 교환에 의해서도 일부 이루어진다. 이 연구는 계면활성제의 알킬 사슬 길이와 탄화수소 분자크기의 변화에 따라서 검토되었다. 그 결과 큐빅 상에서 용매는 물의 연속상에서 거동에 대한 전형적인 자기확산 계수 값을 나타내고, 이때 장애물로서 마이크로에멀젼 액적이 작용한다. 겔 상태에서 계면활성제의 유동성은 낮고, 알킬 사슬 길이가 가장 짧은 계면활성제에 대해서만 결정되었다. 겔 내에서 미셀들 간의 탄화수소 교환은 호핑 과정에 의해서 일어나는 것을 알았고, 회합율은 계면활성제의 알킬 사슬 길이에 따라 감소하였다.

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파랑-지반 상호작용에 의한 해저지반의 동적응답 수치해석법 검증 (Verification of Numerical Analysis Technique of Dynamic Response of Seabed Induced by the Interaction between Seabed and Wave)

  • 강기천;김성웅;김태형;김도삼;김재홍
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.5-14
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    • 2015
  • 해저지반에 고파랑이 장시간 지속적으로 작용하는 경우 과잉간극수압이 크게 발생할 수 있고, 이로 인한 유효응력의 감소로 최악의 경우는 액상화를 유발할 수 있다. 따라서, 파작용에 의한 발생되는 해저지반의 동적응답을 정확히 예측할 수 있는 수치해석방법이 필요하다. 본 연구에서는 복합모델(2D-NIT 모델 & FLIP 모델)을 사용한 새로운 수치 해석법을 제안하였다. 해저지반과 파동장이 접하는 경계면상에서 작용하는 파압과 유속을 2D-NIT모델로부터 산정하고, 이를 해저지반상의 외력으로 입력하여 FLIP으로부터 해저지반의 동적응답 거동을 조사하는 것이다. 복합모델의 신뢰성 확보를 위해 본 연구에서는 2D-NIT & FLIP 모델에 의한 수치해석결과를 기존의 Yamamoto 이론해 및 Chang 실험결과와 비교하였다. 그 결과 2D-NIT & FLIP 해석값과 차이는 있지만, 전체적으로 깊이에 따라 지반내의 유효응력 증분과 과잉간극수압증분의 변화양상이 상당히 잘 일치하고 있기 때문에 본 연구에서 제안된 2D-NIT & FLIP모델이 상당한 타당성을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다.

계면활성제 수용액에서 미셀형성(제3보) -비이온성과 이온성계면활성제의 혼합 미셀에 있어 자기확산 및 프로톤 이완- (Micelle Formation of Surfactant Solution(3) -Self-Diffusion and 1H Relaxation for Mixed Micelle of Nonionic and Ionic Surfactants-)

  • 최성옥;곽광수;박흥조;남기대
    • 공업화학
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    • 제10권6호
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    • pp.876-880
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    • 1999
  • 이온성과 비이온성계면활성제의 혼합 미셀 용액의 자기확산계수는 NMR FT-PGSE법으로 측정하였다. 또한 프로톤 NMR 피크의 폭을 관찰하였다. 연구된 계는 $C_{12}EO_5/SDS/D_2O$, $C_{12}EO_5/DTAC/D_2O$$C_{12}EO_8/SDS/D_2O$의 혼합계이다. 모든 시료에서 솔벤트와 계면활성제의 몰비는 일정하고 계면활성제의 혼합비는 다양하게 실험을 하였다. $C_{12}EO_5$ 계에서 계면활성제의 자기확산계수는 이온성계면활성제의 혼합비가 약 25%일 때 최소치를 나타내었다. 비이온성계면활성제가 이온성계면활성제로 치환됨에 따라서 자기확산계수가 감소하는 것은 미셀간의 반발력이 증가하기 때문이다. 이온성계면활성제의 높은 분율에서 자기확산계수가 증가하는 것은 미셀의 크기가 감소하기 때문이다. $C_{12}EO_8$ 계에서 계면활성제의 혼합비의 효과는 분자의 기하학적 구조와 큰 관능기의 면적 때문에 거의 없다. 프로톤 NMR 피크와 자기확산계수는 상호 밀접한 관계를 나타내고 알킬 사슬의 메틸렌 시그날의 넓혀짐 현상은 자기확산계수가 작을 때 나타난다.

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Thermo-mechanical analysis of reinforced concrete slab using different fire models

  • Suljevic, Samir;Medic, Senad;Hrasnica, Mustafa
    • Coupled systems mechanics
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    • 제9권2호
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    • pp.163-182
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    • 2020
  • Coupled thermo-mechanical analysis of reinforced concrete slab at elevated temperatures from a fire accounting for nonlinear thermal parameters is carried out. The main focus of the paper is put on a one-way continuous reinforced concrete slab exposed to fire from the single (bottom) side as the most typical working condition under fire loading. Although contemporary techniques alongside the fire protection measures are in constant development, in most cases it is not possible to avoid the material deterioration particularly nearby the exposed surface from a fire. Thereby the structural fire resistance of reinforced concrete slabs is mostly influenced by a relative distance between reinforcement and the exposed surface. A parametric study with variable concrete cover ranging from 15 mm to 35 mm is performed. As the first part of a one-way coupled thermo-mechanical analysis, transient nonlinear heat transfer analysis is performed by applying the net heat flux on the exposed surface. The solution of proposed heat analysis is obtained at certain time steps of interest by α-method using the explicit Euler time-integration scheme. Spatial discretization is done by the finite element method using a 1D 2-noded truss element with the temperature nodal values as unknowns. The obtained results in terms of temperature field inside the element are compared with available numerical and experimental results. A high level of agreement can be observed, implying the proposed model capable of describing the temperature field during a fire. Accompanying thermal analysis, mechanical analysis is performed in two ways. Firstly, using the guidelines given in Eurocode 2 - Part 1-2 resulting in the fire resistance rating for the aforementioned concrete cover values. The second way is a fully numerical coupled analysis carried out in general-purpose finite element software DIANA FEA. Both approaches indicate structural fire behavior similar to those observed in large-scale fire tests.

Proteomic Analysis기법을 이용한 홍화자약침액(紅花子藥鍼液)이 간암세포주(肝巖細胞柱)의 유전자(遺傳子) 발현(發顯)에 미치는 영향(影響) (Effect of Carthami Tinctorii Fructus Herbal-acupuncture Solution(CTF-HAS) on Gene Expression in HepG2 carcinomar cells by Proteomic Analysis)

  • 이경민;임성철;정태영;서정철;한상원
    • 대한약침학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.23-28
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    • 2005
  • Objective : It has long been known about the osteogenic effect of CTF-HAS on bone tissues. However, it has not been determined the effect of CTF-HAS on cancer cells. The purpose of this study is to screen the CTF-HAS mediated differentially expressed genes in cancer cells such as HepG2 hepatoma cells lines. Methods : CTF-HAS was prepared by boiling and stored at $-70^{\circ}C$ until use. For proteomic analysis, total protein was analyzed by 2D gel electrophoresis and Q-TOF mass spectrometer. Results : In proteomic analysis, three spots were identified by 2D-gel electrophoresis and Q-TOF analysis. One down-regulated protein was heat shock 70kDa protein 5 and up-regulated proteins were chaperonin and 2-phospho -pyruvate-hydratase ${\alpha}-enolase$ by 1.5mg/ml of CTF-HAS. Discussion : Proteomic analysis approach were performed to screen the differential expression genes. The screened genes will be used for the better understanding in therapeutic effect of CTF-HAS on cancer field.

개방식 장치를 이용한 water+2-propanol계의 인화점 측정 및 예측 (The Measurement and Prediction of the Flash Points for the Water+2-Propanol System Using Open-Cup Apparatus)

  • 하동명;이성진
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.48-53
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    • 2007
  • 혼합물의 인화점에 대한 지식은 산업 현장에서 화재화재 예방 및 방호를 위해서 매우 중요하다. 본 연구에서는 water+2-propanol 계의 인화점을 Tag 개방식 장치(ASTM D1310-86)를 이용하여 측정하였다. 실험값은 Raoult의 법칙, Van Laar 모델식과 NRTL 모델식에 의해 계산된 값들과 비교되었다. 그 결과, Van Laar 모델식과 NRTL(non random two liquids) 모델식에 의한 예측값이 Rauolt의 법칙에 의한 예측값 보다 실험값에 더욱 근접하였다. 이는 water+2-propanol 계와 같은 비이상용액의 활동도 계수값을, Van Laar 및 NRTL 모델식이 Raoult의 법칙보다 정확하게 계산하기 때문이다. 또한, Van Laar 모델식의 실험값에 대한 모사성이 NRTL 모델식의 그것 보다 우수하였다.