• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.44-50
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• 2001

전자빔증착법과 이온빔의 도움을 받는 전자빔 증착법(ion beam assisted electron beam deposition; IBAED)법으로 비정질 Si(-200nm) 박막을 p-Si 기판위에 성장하고 이 두 구조를 급속열처리산화(Rapid Thermal Oxidation; RTO)를 시킴으로서 $SiO_2$/나노결정 Si(nanocrystal Si)/p-Si구조를 형성하였다. 그 후 시료 위에 Au 막을 증착함으로서 최종적으로 나노결정이 함유된 MOS(metal-oxide-semiconductor)구조를 완성하였다. 이 MOS구조내의 나노결정 Si의 전하충전 특성을 바이어스 sweep 비율을 변화시키면서 Capacitance-Voltage(C-V) 특성을 측정하여 조사하였다. 전자빔증착시료의 경우에는 $\DeltaV_{FB}$(flatband voltage shift)가 1V 미만의 작은 C-V 이력곡선이 관측된 반면 IBAED 시료의 경우는 $\DeltaV_{FB}$가 22V(2V/s Voltage Sweep비율) 이상인 대단히 큰 C-V 이력곡선이 관측되었다. 전자빔증착중 Ar ion beam을 조사하면 표면 흡착원자이동이 활성화되고 따라서 비정질 Si내에 Si의 핵 생성율이 증가하여 후속 급속열처리산화공정중 이 높은 농도의 핵들이 나노결정 Si으로 자라나게 되고 이렇게 형성된 높은 농도의 나노결정의 전하 충전 및 방전현상이 큰 이력곡선을 나타내는 원인이라고 생각된다. 따라서 IBAED 방법이 고농도의 나노결정 Si을 형성시키는데 유용한 방법이라고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.75-82
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• 2010

수박재배에 적합한 양분함량보다 약 3배 이상 높고, 7년간 수박을 연작해온 시설 재배지에서 시비관리 및 생볏짚을 연용하면서 토양 중 염류경감 효과와 수박시들음증 발생률을 조사하였다. 시험은 관행구, 시비관리구, 시비관리 및 5, 10, 15 ton $ha^{-1}$ 생볏짚 처리구로 나누어 3년간 실시하였다. 유기물함량은 예상할 수 있는 바와 같이 대부분의 처리구에서 지속적으로 증가하였으며, 단지 시비관리구에서만 감소하였다. 토양 pH는 관행구 및 시비관리구에서는 변화가 거의 없었고, 시비관리-볏짚처리구에서 감소하는 경향을 보였다. 그러나 시험 3년차부터 10, 15 ton $ha^{-1}$ 시비관리-볏짚처리구에서 다시 증가하는 경향을 보였다. 치환성 양이온 즉 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, 중 $Ca^{2+}$과 $Mg^{2+}$의 함량과 수용성 음이온, ${NO_3}^-$, $Cl^-$, ${SO_4}^{2-}$, ${PO_4}^{3-}$의 함량은 시비관리구 및 시비관리-볏짚처리구에서 상당히 감소하는 경향을 보였다. 그러나 시비관리-볏짚처리구에서 생볏짚의 처리량과는 관계없이 시험 1년차에 많은 양이 감소한 후, 2~3년차에서는 더 이상 감소하지 않는 것으로 나타났다. 또한 치환성 $K^+$ 함량은 시비관리구에서 다고 감소하는 경향을 보였으나 다른 처리구에서는 시험기간 동한 거의 변화하지 않았다. 그리고 이러한 양이온과 음이온의 함량변화와 관계가 깊은 전기전도도(EC)를 조사한 결과 수용성 음이온 함량변화와 같은 경향을 보이며 감소하였다. 또한 수박생육과 관련하여 수박시들음증 발생률은 관행구에서 최고 약 20%까지 발생하였으나, 시비관리와 함께 생볏짚을 10 ton $ha^{-1}$ 이상 사용하면 최고3.5%까지 급격히 감소하였다.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-34
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• 2013

본 연구의 목적은 동해안 석호 습지인 선유담에서 조름나물이 서식하는 부유성 매트를 중심으로 조름나물 서식지의 생태적 특성을 밝히고, 서식지를 보전하기 위한 방안을 제안하고자 한다. 식생학적 특성을 확인하기 위하여 부유성 매트의 조름나물 서식지를 중심으로 방형구를 이용한 식생조사를 수행하였다. 부유성 매트의 두께 및 수위, 깊이별 유기물 함량을 조사하였다. 표층수의 pH, DO, EC, TDS를 측정하고, 인산, 질산, 암모늄, Ca, K, Na, Mg의 양을 분석하였다. 선유담에는 총 78분류군의 식물이 서식하고 있으며, 부유성 매트의 조름나물 서식지에서 조름나물의 평균 피도는 62.6%, 평균 shoot 밀도는 71.2개/$m^2$로서 중요한 수반종은 갈대였다. 부유성 매트의 평균깊이는 조름나물 순군락에서 26.5cm, 갈대-조름나물 군락에서 68.9cm였으며, 매트 아래 수위는 각각 106.5cm와 17.7cm였다. 매트의 유기물 함량은 아래로 내려갈수록 감소하여 5cm 깊이에서는 73.7%, 이후 40cm 깊이까지는 43.5~54.6%, 40~60cm 깊이에서는 19.3~21.3%의 범위를 보였다. 표층수의 pH, DO, EC, TDS는 각각 5.06, 46.1%, 59.4 ${\mu}s/cm$, 29.3 mg/L였다. 물에서 인산, 질산, 암모늄의 농도는 각각 47.2, 9321, 15.9 ${\mu}g/L$였으며, Ca, K, Na, Mg의 농도는 11.1, 1.5, 15.1, 11.3 mg/L으로 확인되었다. 습지형 석호인 선유담의 조름나물 서식지는 Hewett의 분류에서 저지대 군락의 일종에 해당한다. 선유담 습지의 조름나물 서식지를 보전하기 위하여 개방수면의 확보, 관찰로 설치, 오염물 유입을 막기 위한 주변 농지로부터의 유입수 차단이 필요하다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.372-379
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• 2006

토양염류가 집적된 시설재배지에서 팽화왕겨의 시용량과 점적관개에 의한 염류경감 효과를 검토코자, 팽화왕겨를 0, 2.5, 5.0, $7.5Mg\;ha^{-1}$ 각각 시용한 후 토양수분포텐셜이 -33 kPa 일때 관개한 처리와 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용후 -20 kPa시 관개한 처리 등 5처리를 두어 관개 종료시점을 -10 kPa로 하여, 시험전 토양 EC가 $5.10dS\;m^{-1}$ 인 사양토에서 적축면상추를 시험작물로 포장시험을 수행하였다. 정식 후 100일에서 팽화왕겨 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용구의 토양 EC는 무처리구에 비해 토양수분포텐셜 -20 kPa 시 관개구에서는 26%, -33 kPa 시 관개구에서는 24% 각각 감소하였다. 정식 후 100일에서의 토양 EC와 $NO_3{^-}-N$, $Cl^-$, $SO{_4}^{2-}$ 등의 음이온 간에는 고도의 정의 상관이 있었고, EC에 관여하는 정도는 $Cl^-$ > $NO_3{^-}-N$ > $SO{_4}^{2-}$ 순으로 상관이 높았다. 정식 후 100일에서의 아질산산화균의 밀도는 EC가 높았던 무처리구에서 높고, EC가 낮았던 팽화왕겨 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용구의 -20 kPa 관개구에서는 낮았다. 상추의 엽중 질소함량은 생육초기에만 다소 부족한 경향이었으며, 수량은 팽화왕겨 $5.0Mg\;ha^{-1}$ 시용구의 -33 kPa 시 관개구에서는 6% 증가하였으나, -20 kPa 시 관개구에서는 4% 감소하였다. 관개량은 팽화왕겨의 시용량이 증가함에 따라 감소하였으며, 관개시점을 토양수분포텐셜 -20 kPa 보다는 -33 kPa로 했을때 경제적이었다.

• 한국조경학회지
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• 제47권4호
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• pp.61-67
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• 2019

본 연구는 염화칼슘($CaCl_2$) 처리농도에 따른 토양침출수 및 참억새의 생육 특성을 평가해 제설제 살포로 인한 토양의 화학적 변화를 분석하고, 참억새(Miscanthus sinensis)의 내염성을 살펴봄으로써 제설제의 대표적 피해지역인 가로변 식생관리방안에 적용하고자 한다. 염화칼슘 처리농도는 0(Cont.), 1(C1), 2(C2), 5(C5), $10g{\cdot}L^{-1}$(C10) 등 총 5가지로 수용액을 조제해 참억새를 정식한 화분 토양에 1회 0.2L씩 2주 간격으로 총 6회 관주한 후 생육과 침출수의 특징을 분석하였다. 참억새를 식재한 토양침출수의 산도는 염화칼슘 처리농도가 높을수록 점차 완만하게 낮아진 반면, 전기전도도는 유의적으로 급증하는 경향을 보였다. 또한 염화물계 치환성 양이온의 함량은 전반적으로 증가하였으며, 치환성 칼슘 > 칼륨> 나트륨> 마그네슘 순으로 치환성 칼슘이 다른 이온에 비해 약 83~90% 높은 수치를 보였다. 참억새의 초장은 C10 처리구를 제외하고, C1~C5 처리구까지 유의적인 차이가 없었으나 엽장은 C5 처리구부터, 엽폭은 농도가 증가할수록 좁아지는 경향이 뚜렷했다. 반면, 엽수는 C10 처리구를 제외하고 C1~C5 처리구가 대조구에 비해 많아졌다. 참억새의 지상부와 지하부 생체중과 건물중 모두 C10 처리구를 제외하고 대조구에 비해 염화칼슘 처리농도가 높을수록 증가되었으며, 지상부 보다는 지하부의 증가세가 높았다. 이러한 결과로 볼 때, 가로변 염화칼슘 제설제의 지속적인 살포는 토양 내 산도 및 전기전도도, 염화물계 치환성 양이온에도 영향을 미칠 수 있음을 예측할 수 있다. 또한 참억새는 C10 처리구를 제외하고, 대조구에 비해 지상부 및 지하부의 생육이 양호해 제설제로 오염된 가로변 토양에서도 현장적용이 가능할 것으로 본다.

• 전기화학회지
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• 제24권3호
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• pp.52-64
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• 2021

Li_1+xFe_xTi_2-x(PO₄)_3-y(BO₃)_y (x = 0.2, 0.5)계 유리에서 Fe doping과 BO₃ 치환이 유리 또는 결정화유리(glass-ceramics) 전해질의 구조적, 열적 및 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, Li_1.5Fe_0.5Ti_1.5(BO₃)₃ 유리분말을 소결하고, 소결 온도에 따른 결정상과 이온전도도 영향도 검토하였다. Li_1+xFe_xTi_2-x(PO₄)_3-y(BO₃)_y 유리에서 Fe²⁺ 및 Fe³⁺ 이온은 network modifier로서 FeO₆ 팔면체를 형성하거나 network former로서 유리망목구조에 들어가 FeO₄ 유사 사면체를 형성하면서 유리의 구조를 변화시키는 것으로 확인되었다. 한편, BO₃는 BO₃ 또는 BO₄ 그룹을 형성하였는데, BO₃ 치환량이 작은 경우 boron은 (PB)O₄ 망목구조를 형성하지만, BO₃ 치환량이 증가하면 붕소이상현상(boric oxide anomaly)이 생겨나면서 BO₄는 BO₃로 변화하고 이로 인하여 비가교산소(non-bridging oxygen)가 증가하였다. BO₃ 치환은 유리전이온도와 결정화 온도를 낮추는 효과가 있으며, Fe 첨가량이 증가하면 Fe³⁺의 일부는 Fe²⁺로 환원되며, 유리전이온도와 연화온도를 낮아지게 하고 결정화온도를 높아지게 하는 것으로 확인되었다. Li_1+xFe_xTi_2-x(PO₄)_3-y(BO₃)_y (x = 0.2, 0.5) 유리에서 BO₃ 함량이 증가함에 따라 이온전도도는 증가하였으며, x = 0.2 및 0.5에서 각각 8.85×10^-4 및 1.38×10^-4S/cm의 이온전도도값을 나타내었다. 본 연구에서 얻어진 높은 이온전도도는 Fe³⁺의 산화상태 변화와 붕소이상현상에 의한 BO₃ 생성 및 이로 인한 비가교산소의 생성에 기인한 것으로 생각된다. Li_1.5Fe_0.5Ti_1.5(BO₃)₃ 유리를 800℃에서 소결한 결과 이온전도도가 급격히 저하되었는데 이는 결정화유리 분말이 고온에서 유리화되었기 때문으로 생각된다. 따라서 유리분말을 800℃에서 소결한 후, 다시 460℃에서 조핵하고, 600℃에서 결정성장을 시킨 결과, 이온전도도가 열처리전과 동등 수준으로 회복되는 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.426-438
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• 2023

차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MO_x, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MO_x@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MO_x@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g^-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g^-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g^-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni_0.7Mg_0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g^-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

• 산업식품공학
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• 제23권1호
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• pp.7-15
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• 2019

연화 및 기능성 강화를 위한 함침기술 개발의 일환으로 돈육을 소금 용액에 함침시키는 공정에서 물과 용질의 이동에 미치는 함침 용액 농도의 영향과 Fickian model을 이용하여 이동 현상을 수식화하였고, 함침 후 시료의 전단력과 물성을 측정하였다. 소금 농도 6%를 기점으로 2.5%와 5%에서는 팽윤에 따른 수분의 이동으로 수화가 일어났으며, 10%에서는 수축이 동반되어 수화가 줄어들다가 결국 15%에서는 수분 이동 방향이 전환된 탈수가 확인되었다. 이러한 사실을 분석한 결과, 물질이동 방향은 11-14% 사이에서 전환되는 것으로 예측되었다. 즉, 5%에서 6시간 함침 후 수분함량은 12.68 g/100 g으로 가장 높았다. 용질의 이동은 함침액 농도와 함침 시간에 따라 증가하였다. 확산에 관한 Fick's의 제 2 법칙의 해석해를 이용하여 물과 용질에 대한 유효확산계수를 산출한 결과, 소금의 유효확산계수는 함침액 농도에 따라 증가하며 그 값은 2.43×10^-9에서 3.53×10^-9 m²/s 이었다. 반면 수분의 유효확산계수는 1.22×10^-9에서 1.88×10^-9 m²/s이었으나 농도에 따른 정확한 상관관계를 예측할 수 없었다. 즉, 확산모델은 용질의 이동에 대하여는 R²이 0.91 이상으로 잘 일치하지만 수분 이동에 관하여는 적합하지 못함을 알 수 있었다. 따라서 농도구배에 의한 구동력에 bulk flow의 원인이 되는 구동력을 포함하는 이론식이나 경험식의 연구가 필요하다고 사료된다. 함침 공정에 의해 대조군에 비하여 모든 농도에서 낮은 경도, 씹힘성 및 전단력 값을 나타내었고, 수분 보유가 가장 큰 5% 용액으로 함침 하였을 경우에 가장 낮은 값을 나타내어 함침 공정에 의한 연화 효과를 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.5-11
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• 2024

유기질비료는 무기질비료와 달리 작물의 생산량뿐만 아니라 토양 비옥도 등을 향상시킨다고 알려져 있다. 그러나 유기질비료의 사용이 작물 생산성 및 토양특성뿐만 아니라 최근 이슈화 되고 있는 탄소 축적에 미치는 영향에 대해서는 연구가 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 배추 재배시 유기질비료를 밑거름으로 사용하고 이때 작물의 생산성 및 토양 화학성의 변화와 작물 재배 후 토양의 탄소축적량에 대해 평가하고자 하였다. 본 시험은 무처리, NPK처리구(N-P₂O₅-K₂O : 32-7.8-12.8 kg 10a^-1), 유기질비료 처리구로 설정하였으며, 유기질비료 처리구는 질소 밑거름 시비량(11 kg 10a^-1)을 기준으로 50, 100 및 150%로 설정하였다. 배추의 생산량은 무처리구를 제외하고는 유의적인 차이가 없었으며 밑거름 비율에 따라서도 차이가 없었다. 토양의 화학성은 토양 유기물함량, 전기전도도 및 질산성질소의 함량은 유기질비료 사용에 따라 증가하는 경향이었으나 그 외 항목은 차이가 나지 않는 것으로 확인되었다. 유기질비료 사용에 따른 토양 유기탄소축적은 무기질비료에 비해 유기질비료 처리구에서 증가하는 경향이었으며 밑거름 사용량에 따라서는 큰 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 농업에서 유기질비료의 밑거름 사용은 작물의 생산성뿐만 아니라 토양 유기탄소의 축적에 효과적이었으며 탄소중립을 위한 하나의 방법으로 판단된다.