• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-12
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• 2021

본 논문에서는 레이저 유도에 의한 그래핀 합성 기술 및 이를 이용한 전기/전자 소자 제조 기술과 다양한 소자 제조 기술을 검토하였다. 최근까지 개발되고 있는 3차원 그래핀 구조 활용으로 설계된 마이크로/나노 패턴화는 효율적인 제조공정으로 인하여 많은 각광을 받고 있으며, 차세대 기판 소재로의 응용까지 다양하게 개발되고 있다. 산업에서 요구하는 실제적인 적용 연구의 예들은, 레이저의 파장대역 선택, 출력 조정 및 광 간섭 기술 응용 등의 점진적인 해결방안 논의를 통해 큰 발전 가능성을 보여주고 있다. 기존의 그래핀의 전기/전자 소자 장치로의 응용 확장성은 이미 검증된 바 있으며, 새로운 합성 방식 및 기판 적용 기술은 마이크로 패키징 기술과의 통합 운용으로, 바이오센서, 슈퍼커패시터, 다공성 전기화학 센서 등 응용분야가 매우 다양하다. 본 논문에서 소개하는 레이저 기반 그래핀 가공 기술은 가까운 미래에 휴대형 소형 전자기기 및 전자 소자에 쉽게 적용 가능하리라 사료된다.

• 박물관보존과학
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• 제26권
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• pp.143-160
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• 2021

한성백제박물관에서는 백제 한성기 대표적인 왕실과 중앙세력의 분묘군으로 알려진 사적 제243호 석촌동 고분군의 학술 발굴조사를 실시하고 있으며, 그 과정에서 출토된 금제이식의 과학적 분석 및 보존처리를 실시하였다. 분석은 실체현미경 관찰, SEM, X-선 촬영, CT, XRF 분석을 실시하였고, 이를 통해 유물 특성, 내부 구조와 성분 등을 확인하고 제작 기법을 알아보고자 하였다. 연구결과, 금동이식의 주환은 동심재에 수은 아말감 금도금하였고, 중간식의 육면체는 금 분말을 용융시켜 소환을 이어 붙였으며 수하식 구체는 반구체 두 개를 땜하여 붙인 것을 확인하였다. 세환이식 2건은 표면 성분이 서로 유사하지만 동심재에 금판을 감싸 제작한 것과 금봉을 구부려 제작한 것으로 제작기법에 차이가 있음을 밝혔다. 금 함량은 유물에 따라, 측정 위치에 따라 다르지만 약 19~21K로 비교적 높은 금 함량을 보이며 정교한 공예기술로 만들어진 이식이라는 점에서 피장자의 우월적 지위와 석촌동 고분군의 위상을 판단할 수 있는 자료가 될 것으로 보인다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.3-11
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• 2022

전기차 수요의 증가로 향후 폐차 혹은 배터리 노후화로 인한 폐배터리 배출량 급증이 예상됨에 따라 이에 대한 적정 관리가 시급한 실정이다. 기술개발 측면에서는 데이터 기반 진단 등 다양한 폐배터리 진단 및 관리 기술이 주목을 받고 있다. 또한 로봇기반 자동 해체 기술은 산업 현장에서의 Test 검증 및 향후 배터리 관련 데이터베이스와의 연동이 필요한 것으로 보인다. 특히 향후 폐배터리 순환과정에서의 효율화와 동시에 안전성/친환경성 제고를 위한 다양하고 선진적인 배터리 진단 및 평가기법 개발 및 보급이 중요하다. 또한 리튬 관련 화학물질 배출이동에 대한 데이터베이스화와 배터리 연소시 가스유출위험 및 소방안전에 관한 평가 및 대처가 중요할 것으로 보인다. 더 나아가 데이터 기반 진단/분류/해체 과정을 재활용/최종폐기와 연계된 다양한 관점에서의 폐배터리 전주기 관리 최적화 등에 향후 더 많은 연구개발이 필요하다고 판단된다. 그리고 일련의 데이터는 차후 배터리 생산 시 환경적 부담을 감소시키고 재이용/재활용이 원활하도록 청정설계 및 제조에 기여해야 한다. 또한 이러한 최적화는 전기차 배터리의 향후 기술 및 시장 변동을 감안하여 추진되어야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.86-94
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• 2022

전 세계적으로 철근의 부식으로 인해 발생하는 철근 콘크리트 구조물의 성능 저하를 해결하기 위하여, FRP를 철근으로 대체하는 것은 상당한 주목을 받고 있으며, FRP 물성을 향상시켜 구조물의 사용 수명을 연장하기 위한 기술 개발이 진행되어 왔다. 이에 따라, 고강도 및 고강성을 갖는 국산형 CFRP rod와 CFRP grid의 개발 및 제조 기술이 필요하며, 이를 적용한 구조 부재의 거동을 평가한 연구가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 국내 시범 생산 CFRP rod를 보강근으로 사용한 보 부재의 휨 전단 거동을 보강비와 전단 경간비에 따라 검토하였다. 그 결과, 일정 범위를 벗어난 보강비를 사용할 경우, CFRP rod에 의한 성능 개선 효과가 상쇄되거나 효과가 크지 않는 것으로 나타났다. 한편, CFRP rod를 사용한 보 부재의 경우, 국내 구조 설계 기준에 근거하여 전단 철근을 배치하더라도 전단 파괴 가능성이 발생하였다. 그러므로 CFRP rod를 사용한 보 부재의 경우, 보강비 제한과 전단파괴를 방지하기 위한 검토가 필요한 것으로 판단된다. 또한, CFRP rod를 사용한 보 부재의 연성은 변형 에너지 평가방법에 따라 결정되므로, 보 부재의 구조 거동을 반영한 변형 에너지 평가법을 적용하여 연성을 평가해야 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.15-23
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• 2022

3D 프린팅 기술은 의료, 바이오 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근 소재 개발을 통해 금속 분말이 함유된 물질 등이 상용화되고 있다. 이에 본 연구에서는 모의실험을 통해 진단 X-선 검사 시 3D 프린팅 재료를 이용한 부가 여과 시 광자 스펙트럼을 분석하고자 한다. 몬테카를로 기법 중 MCNPX(ver. 2.5.0)를 이용하였으며, 첫 번째, 진단 분야에서의 X-선 스펙트럼 생성 프로그램인 SRS-78, SpekCalc를 통해 모의실험 내 발생된 광자 스펙트럼에 대한 적정성을 평가하였다. 두 번째, 금속분말이 함유된 3D 프린팅 재료에 대한 특성 평가를 위해 기존 Al, Cu 필터와 동일한 두께 내 광자 스펙트럼을 획득하였으며, 관전압 변화에 따른 광자 플루언스 및 평균 에너지 등을 비교 분석하였다. 그 결과, 동일한 여과 정도를 나타내기 위해 PLA-Al는 기존 Al 필터 대비 약 1.2 ~ 1.4배, PLA-Cu는 Cu 필터 대비 1.4 ~ 1.7배 정도의 두께가 필요한 것으로 분석되었다. 향후 본 연구를 토대로 의료분야 내 3D 프린팅 부가 필터 제작을 위한 기초 자료로서 활용될 수 있으리라 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제38권3호
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• pp.234-242
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• 2022

국립춘천박물관 소장 철조석가불좌상(본관 1971)을 기초로 재현실험을 시행하여 분할 주조법을 연구하였다. 불상의 3D 스캔 데이터를 활용해 1/2 모형으로 축소 제작한 후 기존 연구 결과를 토대로 거푸집제작, 주조 등을 실시하여 불상을 제작하였다. 거푸집의 외부는 친모래와 산청토를 3:4의 비율로, 내부는 친모래와 산청토를 1:3의 비율로 배합하여 제작한 다음 불상을 주조하였다. 주조된 철불을 통해 다양한 주조결함을 관찰할 수 있었으며, 원불상과 유사한 형태적인 모습을 볼 수 있었다. 재현된 철불의 표면 관찰 결과 베이닝, 유동불량, 외부수축공, 피하기공, 표면핀홀, 형 어긋남 등의 주조결함을 지니고 있었으며, 이는 철조석가불좌상에서 보이는 주조결함의 특징과 유사하다. 미세조직은 나뭇가지 모양의 Dendrite 조직과 Pearlite 조직이 확인되었으며, Cementite 조직 사이에서 검은색의 Graphite가 관찰되었다. 본 연구는 철불의 전통주조기술과 제작기법을 위한 실험연구로서 고대 대형 주조기술을 알아볼 수 있는 기초데이터로 활용될 것으로 본다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권2호
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• pp.124-133
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• 2023

국방부 유해발굴단을 통해 발굴된 한국전쟁 전사자 유품의 보존 방법론을 제시하고자 3D 기술의 적용과 가역성 및 안정성이 우수한 보존 재료를 이용해 군화류 2점에 대한 보존처리를 진행하였다. 3D 스캐닝과 모델링을 통해 군화를 신었던 전사자의 발 사이즈를 추정해 볼 수 있었으며, 이를 기반으로 3D 출력 구조체를 이용해 원형을 복원하였다. 원형 복원은 출토 유품의 오염물 제거와 유연제 처리 작업을 거쳐 구조체의 형태로 복원하였으며, 열화되어 찢겨지거나 멸실된 부분은 접합 및 메움처리 후 고색처리를 통해 원형을 복원하였다. 보존처리 후 2종의 군화 모두 밑창과 발등 부분은 고무류, 발등 일부와 발목 부분은 합성가죽류로 제작된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 방수 또는 방한의 목적으로 제작되어 1944년에 도입된 모델 Shoe Pac(M-1944, 12-inch) 방한화와 유사한 군화임을 확인하였다. 이러한 결과는 보존처리를 통해 출토된 유품의 제작기법과 재질, 용도 등을 밝혀낼 수 있음을 확인한 연구로서 과학적 보존처리와 3D 기술의 융합적 연구의 중요성을 보여준 사례이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.565-571
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• 2008

최근들어 구조물에 직접적인 손상을 주지 않는 비파괴평가를 통한 콘크리트 구조물의 성능평가에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며, 특히 비자성체인 시멘트계 재료의 특성을 이용하여, 전자기 특성을 콘크리트에 적용하려는 연구가 시도되고 있다. 경제적인 콘크리트 생산을 위하여 해사가 잔골재로서 많이 사용되는 현실을 감안할 때, 철근의 부식에 직접적으로 관여하는 콘크리트 내부 염화물이 콘크리트의 재료적 특성에 미치는 영향 또한 중요한 연구과제 중의 하나이며, 본 연구에서는 이와 연계한 전자기 특성 변화를 중점적으로 살펴보고자 한다. 본 연구에서는 5가지의 다른 염화물 함유량(0.0, 0.6, 1.2, 2.4, $3.6kg/m^3$)이 포함된 보통포틀랜트시멘트(Ordinary Portland Cement : OPC) 모르타르를 이용하여 유전상수를 측정하고 그 변화를 분석하였다. 각 시편은 3가지 물-시멘트비(45%, 55%, 65%)를 가지도록 하였으며, 0.2~20 GHz의 영역에서 유전상수(dielectric constant)와 전도율(conductivity)이 측정되었다. 전자기 특성과 염화물량의 변화를 용이하도록 하기 위하여, 5~20 GHz 영역에서의 전도율 및 유전상수의 평균값이 사용되었다. 각각의 전자기 특성들은 물-시멘트비가 낮을수록 높게 평가되었으며, 염화물량의 증가에 따라 측정값이 증가하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권4호
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• pp.24-37
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• 2023

본 연구는 2022년에 새롭게 보물로 지정된 앙부일구의 재질과 외형적 특징을 분석하였다. 국립고궁박물관, 국립경주박물관과 성신여자대학교박물관의 세 기관에서 소장하고 있는 보물 앙부일구는 그 재질, 규격, 형태(외형), 은상감 등 제작기법이 쌍둥이처럼 비슷하다. 이 세 점의 앙부일구은 구리: 아연: 납이 90.6: 6.0: 1.8의 비율인 황동으로 제작되어 있다. 이 성분비는 82.2: 3.7: 11.8의 조성비를 가지고 있는 보물 제845호 앙부일구와 분명한 차이를 보인다. 새 보물 앙부일구에서 반구의 받침부분은 용의 문양이 수직기둥에 그려지고 구름의 문양이 기둥의 날개를 형성하여, 반구 지평환에 각각 리벳과 은땜으로 결합되어 있다. 이러한 운룡주(雲龍柱)의 문양은 조선 후기 제작된 다양한 앙부일구 받침대 중에서도 가장 뛰어난 조형미를 보여주고 있다. 앙부일구에 새겨진 북극고도는 1713년 이후에 제작되었음을 알 수 있는데, 실제 제작은 19세기 진주 강씨 앙부일구 전문제작자의 활동 시기에 근접할 것으로 추정된다. 본 연구가 2022년 지정 보물 앙부일구의 재질과 외형적 특징을 분석함으로써 근대 과학기기의 과학기술사적 고찰을 견인할 수 있기를 기대한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.392-399
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• 2023

본 논문에서는 김치 제조 공정 중 배추 심 제거 공정의 로봇 자동화를 위한 배추 심 영역 및 깊이를 판별하는 딥러닝 모델을 제안하는 것이다. 또한 계측된 배추의 심 깊이를 예측하는 것이 아닌 discrete 클래스로 변환하여 영역 검출 및 분류를 동시에 하는 모델을 제시하였다. 딥러닝 모델 학습 및 검증을 위하여 전처리 과정을 거지치 않고 수확된 배추 522 포기에 대한 RGB 영상을 획득하였다. 획득한 영상으로부터 심 영역 및 깊이 라벨링 그리고 데이터 증강 기법을 적용하였다. 제안하는 YOLO-v4 딥러닝 모델 기반 배추 심 영역 검출 및 분류 모델의 성능을 평가하기 위하여 mAP, IoU, accuracy, sensitivity, specificity 그리고 F1-score로 선정하였다. 그 결과 배추 심 영역 검출은 mAP 그리고 IoU 값이 각각 0.97 그리고 0.91로 나타났으며, 심 깊이 분류의 경우 accuracy 그리고 F1-score 값이 각각 96.2% 그리고 95.5%로 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 배추의 심 영역 검출 및 깊이 정보 분류가 가능하며, 추후 배추 심 제거 공정의 로봇-자동화 시스템 개발에 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.