마이크로 유체 시스템을 활용한 농축 기술은 저과다 분석물을 특정 위치에 모으거나 추출하는 기술로, 의료 및 바이오 분야를 포함한 다양한 분야에서 필수적인 기술로 각광받고 있다. 본 연구에서는 이온교환막을 활용한 전기막 시스템(electromembrane system)에서 전기영동(electrophoresis) 현상을 이용해 타겟 샘플을 농축할 때 고려해야 할 변수에 대한 광범위한 연구를 수행하였다. 가시화가 용이한 형광염료로 음전하를 띄는 Alexa Fluor 488과 양전하를 띄는 Rhodamine 6G을 샘플로 사용하여, 타겟 샘플이 포함된 메인 채널의 유속과 메인/버퍼 채널의 농도, 전압 등이 샘플 농축에 어떻게 영향을 끼치는지 알아보았다. 실험 결과, 메인/버퍼 채널 농도비가 같을 경우, 유속이 느릴수록, 샘플이 포함된 메인 채널의 농도가 높을수록, 타겟 샘플의 농축이 훨씬 더 잘 일어난다는 사실을 알 수 있었다. 또한 본 연구를 통해 Alexa Fluor 488과 Rhodamine 6G의 전기영동 이동도 값을 실험적으로 계산하여 비교하였다.
산사태는 토사, 거석, 유목 등 산사태 물질의 중력사면 이동현상이다. 산사태는 수리학적, 지형학적, 지반공학적 요인에 따라 다양한 흐름 및 퇴적특성을 보인다. 흐름특성은 아주 느리게 움직이는 산사태(활동, 이류 등)에서 아주 빠르게 움직이는 산사태(토석사태, 토석류 등)까지 다양하다. 이런 점에서 산사태 발생과 확산 메커니즘의 이해를 위해 전단변형률에 따른 전단강도특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 한국형 산사태에 적합한 링 전단시험장치의 개발과 활용성에 대한 것이다. 링 전단시험장치는 산사태 유형별 피해 및 영향성 평가에 사용되는 전단강도를 측정할 수 있으며, 전단속도에 따른 산사태의 유동성을 평가하기 위한 장치이다. 비배수 전단강도 측정용 링 전단시험장치는 기존에 개발된 링 전단시험기의 수정보완형으로 '포화-압밀-배수-전단' 순으로 시험조건을 자유롭게 조절할 수 있다. 링 전단상자내 흙 시료의 전단강도의 정확한 측정을 위해 미끄럼 방지, 밀폐성 및 회전성 향상 기능을 갖춘 시험장치이다. 링 전단시험장치는 모래와 자갈 시료에 대한 예비실험을 수행하였으며 기존 시험결과와 비교하여 신뢰할 만한 결과를 확인하였다. 회전속도 100 mm/sec 로 구속할 때 배수조건에 따른 일시적 액상화 현상으로 인한 강도저하 현상이 관측되며, 전단면에 따른 입자파쇄 현상이 뚜렷하게 나타났다. 마지막으로 토석류 유변학에 기초하여 링 전단시험장치를 이용한 산사태 유동성 평가기법을 제안하였다.
휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.
노동이동의 증대가 인적자원의 효율적인 재배분으로 이어지기 위해서는 근로자의 능력개발이 요구된다. 우선 노동이동의 효율성을 경력변동 측면에서 살펴보았다. 외환위기 이후 실업을 경험하는 노동이동이 증가하고 있으며, 실업을 경유하지 않는 직장이동 시에도 산업과 직업의 변화를 동반한 경력간 이동을 경험하는 비중이 높게 나타난다. 또한 경력변동을 동반한 직장이동은 동일 산업이나 직업 내에서 이동하는 경우에 비하여 유의하게 임금이 낮은 것으로 나타난다. 이는 경력변동을 동반한 노동이동은 근로자가 보유한 숙련의 손실을 초래할 수 있음을 시사한다. 노동이동의 증대에 따른 인력개발정책 방향을 모색하기 위하여 훈련을 통해 획득하는 숙련의 성격을 살펴보았다. 과거 직장에서 받은 훈련에 대해서도 기업이 보상한다는 분석 결과는 기업이 실시하는 훈련이 다른 기업에도 통용가능한 숙련을 형성한다는 것을 시사한다. 이러한 숙련의 통용가능성은 기업훈련의 과소 투자 문제를 야기할 수 있다. 훈련이 산업간 이동에 미치는 분석 결과를 통해 훈련의 산업특수성을 발견할 수 있었다. 이러한 발견은 기업간에 훈련투자 비용과 수익을 공유할 수 있는 산업별 인력개발 체제의 수립이 바람직함을 시사한다.
Chemical compositions of polydisperse SiO$_2$/TiO$_2$multicomponent aggregates were measured for different heights from the burner surface and different mobility diameters of aggregates. SiO$_2$/TiO$_2$multicomponent particles were generated in a hydrogen/oxygen coflow diffusion flame from two sets of precursors: TTIP(titanium tetraisopropoxide), TEOS(tetraethylorthosilicate). To maintain 1:1 mole ratio of TTIP:TEOS vapor, flow rate of carrier gas $N_2$was fixed at 0.6lpm for TTIP, at 0.1lpm for TEOS. In-situ sampling probe was used to supply particles into DMA(differential mobility analyzer) which was calibrated with using commercial DMA(TSI, model 3071A) and classifying monodisperse multicomponent particles. Classified monodisperse particles were collected with electrophoretic collector. The distributions of composition from particles to particle were determined using EDS(energy dispersive spectrometry) coupled with TEM(transmission electron microscope). The chemical(atomic) compositions of classified monodisperse particle were obtained for different heights; z=40mm, 60mm, 80mm. The results suggested that the chemical(atomic) composition of SiO$_2$decreased with the height from burner surface and the composition of SiO$_2$and TiO$_2$approached to the value of 1 to 1 fat downstream. It is also found that the composition of SiO$_2$decreases as the mobility diameter of aggregate increases.
Chemical compositions of monodisperse $SiO_2/TiO_2$ multicomponent aggregates were measured for different heights from the burner surface and different mobility diameters of aggregates. $SiO_2/TiO_2$ multicomponent particles were generated in a hydrogen/oxygen coflow diffusion flame from two sets of precursors: TTIP (titanium tetraisopropoxide), TEOS(tetraethylorthosilicate). To maintain 1:1 mole ratio of TTIP:TEOS vapor theoretically, flow rate of carrier gas $N_2$ was fixed at 0.61pm for TTIP, at 0.11pm for TEOS. In situ sampling probe was used to supply particles into differential mobility analyzer(DMA) which was calibrated with using commercial DMA(TSI 3071A) and classifying monodisperse multicomponent particles. Classified particles were collected with electrophoretic collector. The distributions of composition from particle to particle were determined using EDS (energy dispersive spectrometry) coupled with TEM (transmission electron microscope). The chemical (atomic) compositions of classified monodisperse particle were obtained for different heights; z=40mm, 60mm, 80mm. The results suggested that the atomic composition of $SiO_2$ decreased with the height from burner surface and the composition of $SiO_2$ and $TiO_2$ approached to the value of 1 to 1 in far downstream. It is also found that the composition of $SiO_2$ decreases as the mobility diameter of aggregate increases.
The structural, optical, and electrical properties of Ga-doped ZnO (GZO) thin films on glass substrates grown by radio-frequency(RF) magnetron sputtering were investigated. The flow ratio of Ar was varied as a deposition parameter for growing high-quality GZO thin films. The structural properties and surface morphologies of GZO were characterized by the X-ray diffraction. To analyze the optical properties of GZO, the optical absorbance was measured in the wavelength range of 300-1100 nm by using UV-VIS spectrophotometer. The optical transmittance, absorption coefficient, and optical bandgap energy of GZO thin films were calculated from the measured data. The crystallinity of GZO thin films is improved and the bandgap energy increases from 3.08 to 3.23eV with the increasing Ar flow ratio from 10 to 100 sccm. The average transmittance of the films is over 88% in the visible range. The lowest resistivity of the GZO is $6.215{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and the hall mobility increases with the increasing Ar flow ratio. We can optimize the characteristics of GZO as a transparent electrode for thin film solar cells by controlling Ar flow ratio during deposition process.
In this study, we have investigated the effect of the substrate temperature and hydrogen flow rate on the characteristics of IGZO thin films for the TCO(transparent conducting oxide). For this purpose, IGZO thin films were deposited by RF magnetron sputtering at room temperature and $300^{\circ}C$ with various $H_2$ flow rate. In order to investigate the influences of the hydrogen, the flow rate of hydrogen in argon mixing gas has been changed from 0.1sccm to 1.0sccm. IGZO thin films deposited at room temperature show amorphous structure, whereas IGZO thin films deposited at $300^{\circ}C$ show crystalline structure having an (222) preferential orientation. The electrical resistivity of the amorphous-IGZO films deposited at R.T. was lower than that of the crystalline-IGZO thin films deposited at $300^{\circ}C$. The increase of electrical resistivity with increasing substrate temperature was interpreted in terms of the decrease of the charge carrier mobility. The transmittance of the IGZO films deposited at $300^{\circ}C$ was decreased deposited with hydrogen gas.
Xie, Shilin;Or, Siu Wing;Chan, Helen Lai Wa;Choy, Ping Kong;Liu, Peter Chou Kee
Structural Engineering and Mechanics
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제28권6호
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pp.677-694
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2008
A vibration power minimization model is developed, based on the mobility matrix method, for a vibration isolation system consisting of a vibrating source placed on an elastic support structure through multiple resilient mounts. This model is applied to investigate the design optimization of an X-Y motion stage-based vibration isolation system used in semiconductor wire-bonding equipment. By varying the stiffness coefficients of the resilient mounts while constraining the dynamic displacement amplitudes of the X-Y motion stage, the total power flow from the X-Y motion stage (the vibrating source) to the equipment table (the elastic support structure) is minimized at each frequency interval in the concerned frequency range for different stiffnesses of the equipment table. The results show that when the equipment table is relatively flexible, the optimal design based on the proposed vibration power inimization model gives significantly little power flow than that obtained using a conventional vibration force minimization model at some critical frequencies. When the equipment table is rigid enough, both models provide almost the same predictions on the total power flow.
Global efforts to reduce carbon emissions have focused attention on the development of hydrogen energy and the development of various hydrogen mobility requires mobile hydrogen charging stations. In this study, the flow characteristics of the flow control hydrogen valve for mobile hydrogen charging equipment were studied according to the temperature change of hydrogen gas. The inlet pressure was 100 MPa, the outlet pressure to 70 MPa, and temperature condition was set -40℃ to 85℃. As a result, the difference in the valve flow coefficient, which determines the capacity of the valve, showed a difference within 5% depending on the temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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