• Molecules and Cells
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• 제41권12호
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• pp.1016-1023
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• 2018

Regenerative orthopedics needs significant devices to transplant human stem cells into damaged tissue and encourage automatic growth into replacements suitable for the human skeleton. Soft biomaterials have similarities in mechanical, structural and architectural properties to natural extracellular matrix (ECM), but often lack essential ECM molecules and signals. Here we engineer mineralized polysaccharide beads to transform MSCs into osteogenic cells and osteoid tissue for transplantation. Bone morphogenic proteins (BMP-2) and indispensable ECM proteins both directed differentiation inside alginate beads. Laminin and collagen IV basement membrane matrix proteins fixed and organized MSCs onto the alginate matrix, and BMP-2 drove differentiation, osteoid tissue self-assembly, and small-scale mineralization. Augmentation of alginate is necessary, and we showed that a few rationally selected small proteins from the basement membrane (BM) compartment of the ECM were sufficient to up-regulate cell expression of Runx-2 and osteocalcin for osteoid formation, resulting in Alizarin red-positive mineral nodules. More significantly, nested BMP-2 and BM beads added to a non-union skull defect, self-generated osteoid expressing osteopontin (OPN) and osteocalcin (OCN) in a chain along the defect, at only four weeks, establishing a framework for complete regeneration expected in 6 and 12 weeks. Alginate beads are beneficial surgical devices for transplanting therapeutic cells in programmed (by the ECM components and alginate-chitosan properties) reaction environments ideal for promoting bone tissue.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-121
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• 2019

SWCNT는 매우 뛰어난 역학적 성능을 가지고 있고. 이로 인해 각종 첨단 소재의 보강재료로서 각광받고 있다. 그러나 완전한 형태의 SWCNT는 소수성을 가지고 있고. 서로간에 Van der Waals 인력으로 결합되어 물에 분산이 어렵다. 본 연구에서는 SWCNT를 시멘트 복합체에 활용하기 위하여, 분산된 용액 형태로 제조하여 시멘트 복합체에 활용하고자 하였고, 이를 위한 계면활성제로 DOC 및 SDS를 선정하였다. 초음파 처리 및 초원심분리를 통해 제조된 SWCNT 수용액을 이용하여 시멘트 페이스트를 제조하여 이의 전단응력 vs. 전단변형률 관계를 확인하고, 이를 통해 소성점도 및 항복응력을 도출하였다. 본 연구의 결과에 따르면 SWCNT를 혼입하지 않은 DOC 및 SDS는 공기연행제와 유사한 유변학적 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. DOC 2wt%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 거의 유사한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났으나, SDS 1%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 상이한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권1호
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• pp.11-19
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• 2021

본 연구는 타일 떠붙임 시멘트 모르타르의 시멘트 : 잔골재의 혼합 비율인 모르타르 배합비에 따른 품질 특성 및 시공성에 대한 관능 평가를 실시한 것이다. 즉, 타일 시공 후 타일 탈락 하자와 관련한 타일 부착량 및 바탕 부착 하중 시험을 통해 타일 떠붙임 시공 시 콘크리트 바탕면과 타일면의 부착 성상이 서로 다른 것을 알 수 있었다. 또한, 시공성에 관한 관능 평가 결과 타일 떠붙임 모르타르의 시멘트에 대한 잔골재의 질량 비율인 S/C 6 이상은 도기질 타일과의 초기 부착성은 우수하나, 마감 조정성이 불량하고, 바탕면에서 처짐 발생 우려가 있다. 반면, S/C 4 이하는 마감 조정성은 좋으나, 초기 부착성이 저하하고, 바탕면에서 점성에 의한 처짐 등으로 시공성이 저하하며, 부착강도가 저하하여 타일과 모르타르의 계면 탈락 우려가 있는 것으로 평가되었다. 따라서 도기질 타일용 타일 떠붙임 모르타르의 우수한 품질 및 시공성을 확보하기 위해서는 S/C 5 전후가 가장 적정한 혼합 비율로 평가되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.323-332
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• 2019

건설 방수재로 사용되는 고무아스팔트 씰재에 대한 한국 및 중국의 공동 품질관리 규정 제정을 위해 양국의 재료 및 품질기준 현황을 조사하고, 향후 방향을 제시한 연구다. 고무아스팔트 씰재에 대한 한중 무역교류가 추진되고 있 있으나, 국가 간에 제시된 품질기준이 달라 제품에 대한 품질 검증의 어려움이 있고, 이를 해소하기 위해 양국의 현황을 파악하여 공동 품질관리 규정 제정의 필요성을 제시하였다 .한국과 중국의 고무아스팔트 씰재에 대한 구성 재료 비교, 품질관리 기준(성능평가 항목)의 비교 결과, 구성 재료에 있어서 방수 성능을 발현하는 주성분 원료인 "아스팔트와 고무"의 사용 비율에 차이가 있고, 부원료(충전제, 증점제, 접착제 등)의 사용 소재 종류도 다르게 나타났으며, 성능평가 항목에 있어서도 양국의 요구 성능 항목이 크게 다르다는 것을 파악되었다. 이러한 문제을 해소하기 위하여 일반적으로 ISO(국제표준기구 : International Organization for Standardization)에서 제시한 표준 기준을 활용하는 등의 대안이 있으나 고무 아스팔트 씰재에 대한 방수재 ISO 표준은 전무하며, 한중간 무역 교류를 위하여 ISO 규격을 제정하기에는 소모되는 시간이나 비용에 따른 경제적 여건이 불합리한 상황이다. 이에 본 연구에서는 한중 양국 간에 공동으로 적용할 수 있는 품질규격을 제정하여 상호 무역 교류 시 이를 적용함으로써 제품에 대한 물성파악이 용이한 국제공동규격 제정을 위한 성능평가 요소로써 주요 성능 항목으로 "화학저항성능, 투수저항성능, 온도안정성능, 습윤면 부착성능"을, 부가 성능 항목으로 "균열 거동 대응성능", "점도", "고형분" 등 7가지 항목을 제시하였다.

• 한국전통조경학회지
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• 제37권4호
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• pp.11-31
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• 2019

대영도서관 소장의 청나라 중기에 제작된 「무이산구곡계전도」을 대상으로 그림에 명기된 경물의 명칭을 분석하는 한편 산세, 포구(浦口)와 선박, 건축요소, 토목요소, 인물, 석각 등으로 경물명을 유형화한 후 곡별 문화경관적 속성을 살펴본 결과는 다음과 같다. 「무이산구곡계전도」에 등장하는 건축요소는 총 28 건으로 정자(亭)가 7개소(25%), 사묘[廟]가 4개소(14.3%), 서원과 관(觀)이 각각 3개소(10.7%), 도원(道院)과 마을(村)이 각각 2개소(7.1%)로 집계되었으며, 토목요소는 총 29건으로 동(洞)이 9개소(31%), 고적(古跡)이 6개소(20.7%), 대(臺)가 3개소(10.3%), 도(渡)·교(橋)·지(池)가 각각 2개소(6.9%), 원(園)·문(門)·갱(坑)·정(井)·유지(遺址)가 각각 1개소(3.4%)로 나타났다. 이들 형체요소와 토목요소는 18C 중반 무이산 구곡계의 문화경관적 속성을 드러내는 중요한 유적이다. 각 곡별 형체요소는 1곡이 12개소(21.1%), 5곡이 11개소(19.3%), 4곡이 9개소(15.8%), 9곡이 8개소(14%), 3곡이 7개소(12.3%), 6곡이 4개소(7%), 2곡이 3개소(5.3%), 7곡이 2개소(3.5%) 그리고 8곡이 각각 1개소(1.8%)로 정리되어 1곡과 5곡 그리고 4곡이 갖는 문화경관적 특성이 한층 부각되었다. 한편 『무이산지』의 명소 유형에 대한 묘사에 따르면, 「무이산구곡계전도」에 표현된 경물의 묘사는 총 38개 유형으로 집계되었는데, 이중 암(岩)·봉(峰)·석(石) 등 3개 경물이 차지하는 경관적 비중이 압도적이었다. 이는 무이구곡의 벽수단산의 경색을 보이는 단하지모적 특성이 반영된 결과이다. 「무이산구곡계전도」에 표현되었거나 내포된 무이산의 문화적 함의를 분석 및 해석한 결과, 무이산 구곡계에는 이학문화, 도교문화, 불교문화, 차문화, 기타문화 등 5개 문화가 존재하는 것으로 파악되었다. 한편 「무이산구곡계전도」에 표시된 총 171곳의 경물 명중에는 현장 바위글씨[石刻]와 일치되거나 동일한 의미를 보이는 석각은 찬경제각(贊景題刻) 3방, 철리제각(哲理題刻) 3방, 길어제각(吉語題刻) 1방 등 총 7개소로 나타났으며 이는 그림과 석각 간의 상호텍스트성을 보이는 중요한 근거로 보인다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.483-490
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• 2009

본 연구의 목적은 도시지역 강우유출수 내에 존재하는 다양한 오염물질에 대한 여과장치의 제거 효율을 평가하고 여재의 특성에 따른 설계인자를 도출하는데 있다. 비점오염물질 제어기술로서 여과 장치 내에 충전될 여재의 선정은 여과장치의 수명과 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 컬럼운전을 수행함으로써 펄라이트와 합성여재의 강우유출수 내에 존재하는 오염물질에 대한 제거능을 조사하였다. 각 여재의 양이온교환능력 (CEC) 및 제타전위 등 여재의 표면특성을 분석한 결과 펄라이트가 양 이온계 오염물질의 흡착에 있어서는 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 컬럼 운전 수행 결과 입자성 오염물질인 $TCOD_{Cr}$와 탁도는 초기 2.5분의 접촉시간만 가지고도 대부분의 제거가 가능한 것을 확인할 수 있었다. 한편 수리학적 특성에 있어 EBCT (empty bed contact time) 2.5분의 시점에서 살펴보았을 때 폐색이 발생한 시점은 펄라이트는 630분, 합성여재에서는 810분으로 동일 조건에서 합성여재의 운전 수명이 더 긴 것으로 나타났다. 용존성 오염물질인 $SCOD_{Cr}$에 대하여서는 두 여재 모두 뚜렷한 제거 특성이 보이지 않았으며 이 결과는 흡착에 필요한 접촉시간이 확보되지 못한 것으로 판단된다. 마지막으로 여재의 표면 특성인 양이온 교환능력과 중금속 제거효율 사이의 상관관계는 찾아볼 수 없어 대부분 입자에 포획된 상태로 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 도시지역 강우유출수 처리를 위한 여과장치 설계 및 적정 여재 선정에 있어 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.348-354
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• 2015

현재 국내에서 가장 많이 시공되고 있는 우레탄 방수재는 시공이 간편하고 이음매 없이 도막을 만들 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 저온 및 낮은 습도에서 경화지연 및 도막 두께의 제한과 같은 결점이 있어서 현장 시공 시에 물을 강제적으로 혼합하여 경화시키는 방법인 수경화성 폴리우레탄 방수재가 해결방안으로 제시되고 있다. 하지만, 수경화성 폴리우레탄 방수재는 경화제로 사용하는 물 혼합비에 따라 방수성능 및 현장 시공성에 어떠한 영향을 주게 되는지에 대한 객관적이고 정량적인 평가가 없는 실정이다. 따라서 시공현장에서는 객관적인 기준 없이 작업자의 판단에 따라 물을 혼합하여 시공하고 있어서 일정한 성능과 품질을 얻을 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 수경화성 폴리우레탄 방수재가 폭 넓게 적용되는 계기를 만들기 위하여, 물 혼합비에 따른 성능의 변화를 정량적인 근거를 바탕으로 평가, 분석하여 적정한 물 혼합비 제안을 위한 기초적 자료를 마련하기 위해 진행하였다. 연구의 방법은 수경화성 폴리우레탄 방수재의 물 혼합비(0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%)에 따른 객관적 성능 평가를 통해 결과 값을 도출하고 비교 분석하여 혼합비별 물성변화 특성을 파악한 후 이를 데이터 베이스화 하여 가장 적정한 물 혼합비 제안을 위한 기초적인 자료로 활용 가능할 수 있도록 결과를 제시하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.212-228
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• 2013

파손된 석조문화재를 재사용하기 위한 방법으로 금속보강재를 사용하게 되는데 현재까지 보강재에 대한 보존처리 지침 없이 처리자의 경험에 의해서 이루어지다 보니 여러 가지 문제점이 도출되고 있다. 따라서 2차적인 원부재의 훼손을 최소화하기 위한 금속봉의 구조적 보강방법과 거동 특성 등을 제안된 실험체를 통해 검증 받아 금속보강재 매입방법에 관한 설계기준을 마련하고자 하였다. 절단면에 에폭시수지 접합만 할 경우 원 모재 물성의 70% 정도밖에 회복되지 않아 30%에 대한 금속보강재의 구조적 보강이 필요하다. 금속봉은 석재 취성파괴 후 구조적 거동을 받는데 금속보강재비가 0.251% 이하로 설계되면 구조적 거동은 발생하지 않으며, 0.5% 이상이면 구조적 보강은 이루어지나 모재의 2차 훼손을 유발시킨다. 따라서 $1,500kgf/cm^2$ 강도를 갖는 석재의 적정 금속보강재비는 접착단면적의 0.283~0.377% 정도로 설계되어야 가역성 있는 파손과 보강재의 연성거동이 이루어진다. 또한 휨 하중에 대응되는 금속봉의 최대 응력을 기대하기 위해서는 보강재 간격을 멀리하는 것보다 가깝게 유지하는 것이 효율적이며, 특히 상부에 보강재를 매입하는 것은 구조적으로 아무런 도움이 되지 못하고 오히려 원부재의 손상만 유발한다. 따라서 보강재는 하부에 집중배치하고 일부 중앙부에 매입하여야 안정적인 인장재 역할을 하면서 하중응력을 받는다. 금속봉의 분산효과는 보강봉의 면적에 영향을 받을 뿐 지름과는 무관하였다. 하지만 큰 규모를 대상으로 할 때는 접착 단면을 고려하여 보강재 개수를 늘려주는 것이 하중응력에 안정적이다. 이때 적용되는 정착길이는 보강재의 직경에 따라 다음과 같은 식($l_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$)에 의거하여 설계한다. 또한 구조재로서 거동을 하기 위해서는 반드시 마디가 있는 전산형 보강봉을 사용하여야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.255-268
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• 2018

해저터널은 시공중 예측치 못한 고수압으로 인한 해수 침투가 발생할 가능성이 매우 크다. 이에 고수압조건에서 차수 및 보강효과가 탁월한 인공 동결 공법의 적용이 대두되고 있다. 본 연구에서는 인공 동결 공법에 필요한 냉매량을 산정하기 위해 열흐름 에너지 이론 모델에 의한 이론적인 값을 계산하고, 동결 챔버 실험결과 및 수치해석결과와의 비교를 통해 적정성을 검증하였다. 염분과 수압에 따른 열적 역학적 특성 변화를 규명하기 위해 동결용 챔버를 제작하여 염분과 수압 조건에 따라 사질토의 동결 시간을 파악하였다. 또한, 이론값과 수치해석 결과의 동결 시간은 유사한 경향을 확인하였다. 동결공법의 냉매량은 수치해석의 결과를 기반으로, 동결 챔버 실험을 통해 동결 효율의 결과와 이론식을 통한 동결 유지를 위한 에너지 비율을 적용하여 산정하였다. 동결유지를 위한 에너지 비율은 해저터널의 토피고와 해저면의 수온에 따라 좌우될 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제40권4호
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• pp.78-89
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• 2012

이 연구는 숭고의 개념에 기초하여 포스트 인더스트리얼 공원의 미적 특질을 해석하고자 한다. 먼저 조경사적 맥락에서 숭고의 미학적 역할을 밝히고, 이를 통해 도출한 논점들을 바탕으로 포스트 인더스트리얼 공원의 미적 특질에 접근하고자 한다. 조경사에서 숭고의 미학은 관례에 대항하는 미학적 범주로 작동하여 미적 향유의 대상을 확장해 왔으며, 동시에 황야나 오염된 부지의 공포심을 순치시켜 예술 작품으로 만드는 조경 본연의 역할과 연관되어 면면히 존재해 왔다. 포스트 인더스트리얼 공원에서 숭고의 계기는 노화된 산업 구조물과 야생의 식물상의 관계로부터 발견된다. 유기된 산업 구조물을 뚫고 피어나는 녹색 식물은 독특한 감각적, 시간적, 감동적 체험을 누리게 한다. 첫째, 산업 구조물의 감각과 식물의 감각은 변증법적 충돌을 일으켜 독특한 감각적 체험의 장을 조직한다. 둘째, 산업 구조물과 식물이 맺는 관계는 시간에 대한 인식을 가능하게 하여 방문객들에게 불확실한 시간성을 체험하게 한다. 마지막으로 포스트 인더스트리얼 공원은 오염으로 얼룩진 부지가 끊임없이 본래의 상태로 회복하려는 자연의 치유력을 형상화하여 방문객들에게 숭고한 감동을 준다.