• 한국환경과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1271-1277
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• 2018

The National Environmental Specimen Bank (NESB) has been sampling and cryogenically preserving various wildlife specimens to monitor bio-accumulations of chemical pollutants since 2010. Recently, the NESB set up a plan to develop reference materials at their facility to assure the analytical quality of and validate the analytical methods for their monitoring samples. One of the crucial characteristics of reference materials is intra- and inter-bottle homogeneity. In this study, we used ANOVA for total mercury concentrations in some samples to validate their homogeneities after milling and homogenization. We examined the intra- and inter-bottle homogeneities of two cryogenically-milled samples (Korean mussel (Mytilus coruscus) and black-tailed gull's egg (Larus crassirostris). The variations in the total mercury concentrations were not significantly different intra- and inter-bottle (mussel: F=0.74, p=0.67; gull egg: F=1.96, p=0.10). Additionally, the relative standard deviations of the total mercury concentrations showed low values (mussel: 2.02%, gull egg: 1.78%). Therefore, the cryogenic-milling process statistically proves the homogeneity of the materials of mussels and sea gull eggs for chemical analysis for total mercury.

• 대한화장품학회지
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• 제46권2호
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• pp.133-145
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• 2020

본 연구는 용해도가 낮은 수용성 활성물질인 바이오틴(biotin)의 안정화 및 용해도 증가를 목적으로 나노리포좀을 활용하였다. 이번 실험을 통해 바이오틴 나노리포좀의 안정성에 pH가 큰 영향을 준다는 사실을 확인할 수 있었으며, pH 상승이 바이오틴 활성에 튼 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 또한 제타사이저(zetasizer)로 입자크기, 제타전위(zeta potential) 및 다분산지수(polydispersity index)를 측정하여 안정성을 평가하였다. 입자크기는 평균 100 ~ 250 nm, 제타전위 -80 ~ -30 mV로 나노리포좀 제조가 가능함을 확인하였다. 바이오틴 나노리포좀 내의 바이오틴 캡슐화율(capsulation efficiency)을 측정하기 위해 dialysis membrane method (DMM)를 이용하여 평가하였으며, 이를 통해 알지닌을 첨가시킨 바이오틴 나노리포좀이 일반 바이오틴 나노리포좀보다 캡슐화율이 5 배 높은 것으로 측정되었다. 바이오틴 나노리포좀의 경피흡수율을 측정하기 위해 in vitro franz diffusion cell method를 통해 확인하였으며, cryogenic transmission electron microscopy (cryo - TEM)을 통해 바이오틴 나노리포좀이 잘 형성되었는지 확인하였다. 본 논문을 통하여 모발건강과 밀접한 관계가 있는 것으로 소개된 바이오틴을 약물전달체(drug delivery carrier)인 나노리포좀에 캡슐화시켜 기존의 낮은 용해도 및 석출되는 문제를 보완한 바이오틴 나노리포좀을 만들 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.262-270
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• 2021

Consumption of Liquefied Natural Gas (LNG) has increased due to environmental pollution; therefore, the need for LNG carriers can efficiently transport large quantities of LNG, is increased. In various types of LNG Cargo Containment System (CCS), Membrane-type MARK-III composed of composite materials is generally employed in the construction of an LNG carrier. Among composite materials in a Mark-III system, glass-fiber composites act as a secondary barrier to prevent the inner hull structure from leakage of LNG when the primary barrier is damaged. Nevertheless, several cases of damage to the secondary barriers have been reported and if damage occurs, LNG can flow into the inner hull structure, causing a brittle fracture. To prevent those problems, this study conducted the applicability assessment of composite material manufactured by bonding glass-fiber and aluminum with epoxy resin and increasing layer from three-ply (triplex) to five-ply (pentaplex). Tensile tests were performed in five temperature points (25, -20, -70, -120, and -170℃) considering temperature gradient in CCS. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Coefficient of Thermal Expansion (CTE) analyses were carried out to evaluate the microstructure and thermos-mechanical properties of the pentaplex. The results showed epoxy resin and increasing layer number contributed to improving the mechanical properties over the whole temperature range.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.222-229
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• 2017

고망간강은 저온환경에서 강도 및 내구성 측면에서 우수한 기계적 성질을 가지고 있다. 최근 고망간강은 우수한 강도와 내구성을 바탕으로 LNG 화물창내에서 사용되는 SUS강, 니켈강의 대체재로 고려되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 본 연구에서는 고망간강의 기계적 물성치와 비선형 거동을 조사하기 위해 상온/극저온(-110K)에서 인장시험을 수행하였다. 또한 재료의 거동을 모사하기 위해 수정된 탄-소성 손상모델을 ABAQUS가 제공하는 사용자지정 재료 서브루틴(UMAT)에 유한요소 정식화과정을 거쳐 탑재하였다. 마지막으로 UMAT을 적용한 유한요소해석을 수행하였고 제안된 UMAT의 유효성 검증을 위해 해석결과를 인장시험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안된 UMAT은 고망간강의 비선형 거동을 효과적으로 모사함을 확인하였다.

• 천문학논총
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• 제32권1호
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• pp.359-361
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• 2017

We report our research on aluminum mirror optics for future infrared astronomical satellites. For space infrared missions, cooling the whole instrument is crucial to suppress the infrared background and detector noise. In this aspect, aluminum is appropriate for cryogenic optics, because the same material can be used for the whole structure of the instrument including optical components thanks to its excellent machinability, which helps to mitigate optical misalignment at low temperatures. We have fabricated aluminum mirrors with ultra-precision machining and measured the wave front errors (WFEs) of the mirrors with a Fizeau interferometer. Based on the power spectral densities of the WFEs, we confirmed that the surface accuracy of all the mirrors satisfied the requirements for the SPICA Coronagraph Instrument. We then integrated the mirrors into an optical system, and examined the image quality of the system with an optical laser. As a result, the total WFE is estimated to be 33 nm (rms) from the Strehl ratio. This is consistent with the WFEs estimated from the measurement of the individual mirrors.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권1호
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• pp.93-100
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• 2011

액체질소 온도부근에서 작동하는 고온초전도 케이블 시스템을 개발하기 위해서는 고온초전도 케이블 시스템에 사용되는 극저온 절연재료의 정확한 열물성 자료가 필요하다. 금속재료와 달리, 비금속 계열의 재료는 열저항이 크기 때문에 정확한 열 유입량을 측정하기 위해서는 특별한 주의가 요구된다. 본 연구에서는 극저온 냉동기를 이용하여 30K 부터 상온 사이에서 절연재료의 열전도도를 정확하게 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 설계와 제작과정을 포함한 열전도도 측정 시스템을 자세하게 기술하였다. 또한 상온으로부터 침입하는 불가피한 열유입량을 최소화하기 위한 열전도도 측정 시스템의 최적화 과정을 소개한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.54-57
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• 2009

차기 한국형 발사체의 추진제 수위 측정시스템은 적용하는 추진제의 극저온 환경 및 유량제어 특성을 고려하여 연속적인 정전용량 값 출력이 가능한 정전용량형이 채택될 예정이다. 현재 정전용량형 신호 감지방식은 2전극과 3전극 방식이 있으나 본 연구에서는 측정 정확도를 고려하여 모든 유체에 적용 가능한 3전극 방식을 채택하였다. 본 논문에는 3전극 방식의 감지원리에 대한 고찰 결과 및 감지부의 형상 변화가 정전용량값에 미치는 영향에 대한 분석 결과, 추진제 탱크 상단의 감지부 설치 위치에 따른 신호감지 영향을 확인하기 위하여 시뮬레이션 프로그램을 활용한 결과가 정리되어 있다. 본 연구에서 얻어진 자료는 실제 탱크 내의 추진제 수위 측정시스템 감지부 설계 및 제작에 활용 가능하다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.25-29
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• 2016

The high temperature superconducting (HTS) contra-rotating propulsion (CRP) systems comprise two coaxial propellers sited on behind the other and rotate in opposite directions. They have the hydrodynamic advantage of recovering the slipstream rotational energy which would otherwise be lost to a conventional single-screw system. However, the cooling systems used for HTS CRP system need a high cooling power enough to maintain a low temperature of 2G HTS material operating at liquid neon (LNe) temperature (24.5 - 27 K). In this paper, a single thermo-syphon cooling approach using a Gifford-McMahon (G-M) cryo-cooler is presented. First, an optimal thermal design of a 1.5 MW HTS motor was conducted varying to different types of commercial 2G HTS tapes. Then, a mono-cryogenic cooling system for an integration of two 1.5 MW HTS motors will be designed and analyzed. Finally, the 3D finite element analysis (FEA) simulation of thermal characteristics was also performed.

• 한국가스학회지
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• 제6권4호
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• pp.33-39
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• 2002

[ $9\%$ ]니켈형 LNG 저장탱크는 내조와 외조가 독립적으로 초저온의 LNG를 저장할 수 있는 이중구조로 되어있다. 내조의 재료로는 초저온에서의 기계적 성질이 우수한 $9\%$니켈강을 사용한다. 그리고 내조파손에 의해 유출된 LNG를 저장할 수 있도록 콘크리트 외조가 설계된다. 코너프로텍션은 LNG 유출시 콘크리트 외조 코너부에 발생하는 열응력을 감소시키기 위해 단열재와 $9\%$니켈강 라이너를 시공하는 것을 말한다. 열하중에 의해 팽창과 수축이 반복되는 코너프로텍션의 경우 복잡한 응력상태가 발생되기 때문에 설계상의 어려움이 있다. 현재 한국가스공사에서 운용하고 있는 LNG탱크에는 TKK, KAWASAKI, WHESSOE사에서 설계한 코너프로텍션이 시공되어 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 이들의 설계사양에 대해 ASME Section VIII Div. 2. Appendix 4에 기초한 건전성을 비교/분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권9호
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• pp.506-510
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• 2018

Nitrogen is a serious contaminant in natural gas because it decreases the energy density. The natural gas specification in South Korea requires a $N_2$ content of less than 1 mol%. Thus, cost-effective $N_2$ removal technology from natural gas is necessary, but until now the only option has been energy-intensive processes, e.g., cryogenic distillation. Using porous materials for the removal process would be beneficial for an efficient separation of $CH_4/N_2$ mixtures, but this still remains one of the challenges in modern separation technology due to the very similar size of the components. Among various porous materials, metal-organic frameworks (MOFs) present a promising candidate for the potential $CH_4/N_2$ separation material due to their unique structural flexibility. A MIL-53(Al), the most well-known flexible metal-organic framework, creates dynamic changes with closed pore (cp) transitions to open pores (ops), also called the 'breathing' phenomenon. We demonstrate the separation performance of $CH_4/N_2$ mixtures of MIL-53(Al) and its derivative $MIL-53-NH_2$. The $CH_4/N_2$ selectivity of $MIL-53-NH_2$ is higher than pristine MIL-53(Al), suggesting a stronger $CH_4$ interaction with $NH_2$.