• 우주기술과 응용
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• 제1권2호
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• pp.178-198
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• 2021

국내 태양우주환경 분야에서 널리 이용되는 자료와 모델의 이해와 활용도를 높이고, 세부 분야 간 공동연구의 기회의 장을 마련하고자, 최근 한국우주과학회 태양우주환경분과에서 국내 연구소와 대학을 중심으로 사용되는 태양우주환경 자료와 모델의 보유 및 활용에 대한 조사를 실시했다. 조사 결과를 크게 태양 및 행성간 공간, 자기권, 전리권의 세 분야로 나눠 정리하였고, 본 논문에서는 자기권 분야의 관련 자료와 모델을 소개한다. 자기권 연구의 특성 상 우주공간에서 지점관측을 위한 위성 개발과 운용에 투자가 많이 필요하여 국내 보유 자료는 다른 분야에 비해 상대적으로 적은 편으로 조사됐지만, 국내 지자기관측소를 통한 자기장 변화를 실시간으로 제공하고 있으며, 자기권 모델을 통해 꾸준한 연구를 수행 중이다. 본 논문에서는 자기권 분야 중 국내 위성자료를 이용한 연구들과 제 1원리 물리법칙에 바탕이 된 모델을 대표로 소개한다. 이번 조사 결과와 이를 정리한 논문이 우주과학 관련 자료에 대한 장기적이고 연속적인 관리에 대한 중요성을 인식하며, 우주과학 연구에 참여하는 다양한 인력들이 참조하여 국내에서 생산되고 있는 자료를 활용하여 국내 우주과학 자료의 위상을 높이는데 기여하기를 희망한다. 자료에 대한 조사 내용은 한국우주과학회 홈페이지에서 다운로드할 수 있다(http://ksss.or.kr/).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.297-297
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• 2010

Precise control of the position and density of doping elements at the nanoscale is becoming a central issue for realizing state-of-the-art silicon-based optoelectronic devices. As dimensions are scaled down to take benefits from the quantum confinement effect, however, the presence of interfaces and the nature of materials adjacent to silicon turn out to be important and govern the physical properties. Utilization of visible light is a promising method to overcome the efficiency limit of the crystalline Si solar cells. Si quantum dots (QDs) have been proposed as an emission source of visible light, which is based on the quantum confinement effect. Light emission in the visible wavelength has been reported by controlling the size and density of Si QDs embedded within various types of insulating matrix. For the realization of all-Si QD solar cells with homojunctions, it is prerequisite not only to optimize the impurity doping for both p- and n-type Si QDs, but also to construct p-n homojunctions between them. In this study, XPS and SIMS were used for the development of p-type and n-type Si quantum dot solar cells. The stoichiometry of SiOx layers were controlled by in-situ XPS analysis and the concentration of B and P by SIMS for the activated doping in Si nano structures. Especially, it has been experimentally evidenced that boron atoms in silicon nanostructures confined in SiO2 matrix can segregate into the Si/$SiO_2$ interfaces and the Si bulk forming a distinct bimodal spatial distribution. By performing quantitative analysis and theoretical modelling, it has been found that boron incorporated into the four-fold Si crystal lattice can have electrical activity. Based on these findings, p-type Si quantum dot solar cell with the energy-conversion efficiency of 10.2% was realized from a [B-doped $SiO_{1.2}$(2 nm)/$SiO_2(2\;nm)]^{25}$ superlattice film with a B doping level of $4.0{\times}10^{20}\;atoms/cm^2$.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.327-333
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• 2019

달 탐사에 필요한 모든 자원을 지구에서 이송하는 것은 천문학적인 비용이 들기 때문에 지속가능한 달 탐사를 위해서는 현지에서 필요한 자원을 조달해야 한다. 이것을 가능하게 하는 기술이 현지자원활용 기술이다. 지구에서는 개발된 현지자원활용 기술을 검증할 수 없기 때문에 기술검증을 위한 달 표면 환경 모사 시설이 요구된다. 달 표면은 대기가 없으며, 표면의 평균온도는 낮에는 $107^{\circ}C$, 밤에는 $-153^{\circ}C$에 달한다. 또한 달 지표는 미세하고 거친 토양으로 덮여 있으며, 태양복사와 태양풍으로 인해 정전기적으로 대전되어 있다. 본 연구는 월면토를 포함한 고진공 환경과 정전기적으로 충전된 토양 모사에 대한 내용을 다루었다. 진공챔버의 감압속도 조절 실험을 통해서 지반 교란없이 토양을 포함한 진공환경을 성공적으로 구축하였고, 달 먼지의 대전 현상 이론 고찰을 통해 달 토양 대전 환경 구현을 위한 실험 방향을 제안하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권10호
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• pp.1473-1482
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• 2011

Adult male musk deer (Moschus spp.) secrete musk, a widely used ingredient in traditional Asian medicine and the international perfume industry. Musk deer are endangered due to historic over-utilization of musk and habitat loss. Musk deer farming, provides an important way of conserving musk deer and ensuring a sustainable musk supply. For over 50 years musk deer farming has been conducted in China with the endangered Alpine musk deer (Moschus sifanicus) the predominant farmed musk deer species. To date, few studies have examined the musk production of captive musk deer. This study analyzed musk-extraction data collected from 1997 to 2009 at Xinglongshan Musk Deer Farm, Gansu, China. The musk-extraction ratio (MER) of captive male musk deer was 90.30% (n = 732), while the annual average musk extraction (AME) per animal was $7.90{\pm}0.17\;g$ with the range from 0.00 g to 34.20 g (n = 732). The origin of the deer had an influence on AME and MER production, with male wild-captured (WC) individuals recording higher values (AME, $8.76{\pm}0.27\;g$, n = 272; MER, 93.75%, n = 272) than those of captive breeding (CB) males (AME: $7.39{\pm}0.22\;g$, n = 460; MER: 88.26%, n = 460). The origin of an individual's parents, however, did not influence AME and MER. Age also influenced musk production with the MER of 1.5-year-old males being 87.5% with an average musk production of $8.27{\pm}0.47\;g$ (n = 96). The peak period for musk production was from 1.5 to 8.5 years of age. The results of our study demonstrate musk deer farming could work as an effective measure to protect musk deer and provide sustainable musk resources, however, the musk production including MER and AME could be improved through optimizing the managing and breeding system in endangered musk deer farming.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.51-60
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• 2019

본 연구에서는 Cosmic-ray 토양수분량 관측시스템 구축 시 필요한 검증 네트워크 설계 기법 개발에 목적을 두고 유전율식(dielectric constant) 장비인 Frequency Domain Reflectometry (FDR)와 연계하여 Cosmic-ray 검증시스템을 구축 운영하였다. Cosmic-ray 검증시스템 평가에 필요한 시범지역은 기존 계측 장비와의 연계성과 다양한 수문자료의 활용성을 고려하여 설마천 유역에 구축하였다. 시범지역은 Cosmic-ray 장비와 FDR 센서(10개소)로 구축하였으며 2018년 7월부터 현재까지 운영되고 있다. 본 연구에서는 검증시스템의 신뢰도를 높이기 위해 코어법(soil core sampling method)을 통해 산출한 용적수분함량(volumetric water content)을 유전율식 장비와 정기적으로 검증하였다. 연구기간 중 수행한 코어법과 FDR 센서를 검증한 결과, 두 자료의 통계량이 $bias=-0.03m^3/m^3$과 $RMSE=0.03m^3/m^3$의 유의한 값을 보였다. 또한 연구기간 동안 FDR 센서의 시계열 특성은 모든 강우에 정상적으로 반응하였다. 그러나 일부 지점에서는 낙엽 및 캐노피의 차단과 상부사면의 유출 등으로 인해 상이한 특성을 보였다. Cosmic-ray 영향원(influence line) 내 FDR 센서의 대표성 분석은 시간 안정성 해석법(temporal stability analysis, TSA)을 이용하여 토심별(10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm)로 분석하였다. 10개소에 대한 토심별 토양수분량의 대표성을 TSA로 분석한 결과, 토심 10 cm에서는 FDR 5, 토심 20 cm에서는 FDR 8, 토심 30 cm에서는 FDR 2, 토심 40 cm에서는 FDR 1에서 가장 우수한 대표 특성을 보였다. 본 연구의 시범지역 운영 기간이 짧다는 한계는 있지만 지금까지의 분석 결과를 토대로 하여 볼 때, Cosmic-ray 관측시스템 구축 시에는 검증 장비로는 유전율식을 활용하고, Cosmic-ray 영향원 내 토양수분량의 대표성 분석은 TSA 방법으로 수행하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.5-17
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• 2021

최근 달에서 에너지자원으로 활용할 수 있는 헬륨-3과 물 등이 발견됨에 따라 달은 심우주 탐사를 위한 전초기지로 주목받고 있다. 따라서 지속가능한 우주행성 탐사를 위해 달 현지 자원을 활용한 건설재료 생산 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 마이크로파를 이용해 달 표면에서 쉽게 채취할 수 있는 월면토를 소결하여 건설재료로 생산하는 기술에 대한 가능성을 평가하였다. 효율적인 소결을 위해 하이브리드 소결 시스템을 구축하고 소결에 미치는 영향인자에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 열에 반응하여 변색되는 감열지를 이용해 소결로 내 열 분포를 사전에 파악하고, 이를 기반으로 약 직경 1cm, 높이 2cm의 원통형 한국형 인공월면토 소결체를 제작하였다. 마이크로파를 분산시키는 효과가 있는 회전조건 하에서 제작된 소결체에 대해 밀도를 측정한 결과 마이크로파를 흡수하는 시료가 복수개로 배치될수록 마이크로파가 분산 흡수되어 높이에 따른 열 집중현상이 줄어들어 소결체의 균일도가 향상되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.71-78
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• 2011

본 연구에서는 비금속 광산에서 원석을 채취하거나 가공하는 과정에서 발생되는 폐분의 공학적 특성 및 활용가능성을 평가하기 위하여 폐분재료에 대한 기본적인 물리적, 역학적 특성시험을 수행하였다. 이때 원석의 차이에 따른 폐분의 물리 역학적 특성을 비교하고자 석회석 폐분 2개, 백운석 폐분 1개에 대한 분석을 실시하였으며, 첨가제로 시멘트와 벤토나이트를 사용하였다. 또한, 일반적인 지반재료로 많이 사용되고 있는 기존의 화강풍화토를 대체할 재료로 폐분의 활용가능성을 평가하기 위하여 화강풍 화토와 폐분의 혼합비에 따른 다짐, 일축압축강도, 투수계수 특성시험을 실시하였다. 시험결과, 석회석 및 백운석 등의 비금속 광산폐분은 일반적인 쇄석골재 생산과정에서 발생되는 석분과 화학적 조성에서 큰 차이를 나타내었으며, 산화마그네슘(MgO)의 함량이 높은 백운석 폐분이 석회석 폐분보다 공학적 특성이 뛰어난 재료로 평가되었다. 화강풍화토에 대한 폐분의 혼합비가 증가할수록 다짐, 일축압축강도, 투수계수 특성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 시험결과, 백운석 폐분은 물류비를 고려하여 현지의 화강풍화토와 적절히 혼합하여 사용한다면 매우 유용한 지반재료로 활용할 수 있는 재료로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권10호
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• pp.49-55
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• 2023

달 극지방에 얼음이 존재한다는 사실을 발견하고 달 현지자원활용과 유인기지 건설에 국제적 관심이 증대되고 있다. 대기가 없는 달은 지구환경과 다르게 운석충돌, 우주방사선, 극한 온도편차의 위험에 노출되고 있다. 이러한 3대 위협요소로부터 유인 우주기지를 보호하기 위해 보호층 시공이 반드시 요구된다. 월면토를 보호층 시공 재료로 사용하는 것은 지구-달 운송에 필요한 비용 절감과 대량의 원자재 확보라는 관점에서 상당히 매력적이다. 또한, 별도의 제작 및 통합 일정을 위한 추가적인 시간이 필요치 않고 지구에서 재보급 없이 쉽게 수리 및 개조가 가능하다. 환경이 변하는 경우에도 유인 우주기지의 구조적 한계 내에서 보호층 두께 조절이 가능하다. 월면토를 이용한 보호층과 관련한 다양한 연구들이 진행되어 왔으나, 보호층의 요구조건에 대해서는 다양한 의견들이 제시되어 왔다. 본 논문에서 달 지상 3대 위협요소별로 상세히 살펴본 결과를 토대로 장기 유인거주를 위해서는 2m 이상의 보호층 시공이 필요한 것으로 판단하였다. 이를 기반으로 보호층 시공에 필요한 기술과 달 지상에서 급속으로 시공이 가능한 방안을 제시하고자 한다.

• 멤브레인
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• 제27권6호
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• pp.487-498
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• 2017

본 연구에서는 (주)파인텍에서 제조한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발실험을 수행하였다. 분리막을 투과한 기체분자들은 액체질소트랩을 이용하여 포집하였으며, 기체크로마토그래피(TCD)를 이용하여 혼합물의 조성을 분석하였다. 실험을 통해 물과 메탄올(분리계수 최대 250 이상), 물과 부탄올(분리계수 최대 1,500 이상)의 혼합물에서 선택적으로 물을 분리하는 것을 확인하였다. GMS (generalized Maxwell Stefan) 이론을 적용하여 2성분계의 투과증발 거동을 모사하였으며, 상수추정을 통하여 제올라이트 비지지체의 흡착상수 및 확산상수를 구하였다. 제올라이트 4A 분리막의 경우 기공의 크기가 물보다는 크고, 메탄올, 부탄올 보다는 작기 때문에, 알코올로부터 물을 분리시키는 공정에 적용시킬 수 있다. 바이오 에탄올 분리, 부탄올 분리, 막반응기, 하이브리드 반응-탈수 공정 등에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제105권4호
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• pp.401-413
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• 2016

우리나라 산림의 이용 문화 및 다양한 교란사는 생물다양성 및 탄소저장의 생태학적, 그리고 인간 활동 및 자연사를 포함하는 문화적 기능을 수행하고 있는 오래된 큰 나무로서 유존목(relic tree)의 희귀성 및 보전 활동의 배경이 된다. 본 연구는 최근 10년간 고해상도 칼라항공사진과 현장답사 자료를 토대로 남한 전역의 산지에서 자연적으로 성립 및 분포하고 있는 산림유존목(줄기 둘레 300 cm 이상)의 다양성, 상태 및 그것의 서식 환경을 평가하고, 이를 통한 보전 기반을 조성하는데 있다. 본 연구를 통해 지금까지 확인된 남한 지역의 산림유존목은 총 54분류군(18과 32속 48종 1아종 3변종 및 2품종)으로서 우리나라 교목류의 약 22%에 해당하였다. 837개체의 산림유존목은 개체군이 풍부한 소나무과, 낙엽성 참나무과 및 장미과 수종에서 풍부하였다. 산림유존목은 인간의 활동 및 강도 구배에 따라 주로 고지대(평균해발 1,200 m), 중경사도 이상 및 북사면 지형에서 주로 잔존하고 있었다. 조사된 개체들은 '큰 가지 결손'상태(55.6%)가 가장 많았고, 이와 관련하여 생육 임분의 수관층 피도는 80% 이하로 다소 낮게 나타났다. 종합적으로, 산림유존목은 기후, 기상 및 생물학적 요인들의 복잡한 과정을 통하여 현재에 잔존하고 있는 중요한 산림생물다양성 요소로서 평가되었다. 향후, 산림생태계 내에서의 역할 및 기능, 개체 및 생육지를 활용한 현지 내 외 프로그램, 그리고 보전 정책화를 위한 활동이 요구된다.