• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권3호
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• pp.292-297
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• 2023

Triboelectric devices are attracting attention from researchers as self-powered electronic systems that can instantly convert mechanical input into electrical energy output. To improve triboelectric energy harvesting performance, increasing the number of contacts as well as the contact area has been carried out by numerous researchers. In this study, we design a shaker-type energy harvester which is called as maracas triboelectric generator (M-TEG), inspired by the structure of maracas, one of the musical percussion instruments. A tripod frame is inserted to the inside of a cylindrical case, which is a device with the electrodes of aluminum and copper. Then, the triboelectric energy harvesting characteristics between polypropylene (PP) balls and the electrodes are measured. The M-TEG with the frame generates the energy harvesting signals up to ~100 V and ~2.5 ㎂ due to larger contact area and numbers, which enhances the voltage and current output by 250% and 610% compared to that without the frame, respectively. This study presents the feasibility of self-powered sensors and toys using improved triboelectric energy performance with a low-cost and simple manufacturing process in the interesting structure.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1519-1526
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• 2023

For the first time Aluminium-BariumeZinc oxide nanocomposite (ZABONC) was synthesized by solution combustion method where calcination was carried out at low temperatures (600℃) to study the electromagnetic (EM) (X/γ) radiation shielding properties. Further for characterization purpose standard techniques like PXRD, SEM, UV-VISIBLE, FTIR were used to find phase purity, functional groups, surface morphology, and to do structural analysis and energy band gap determination. The PXRD pattern shows (hkl) planes corresponding to spinel cubic phase of ZnAl₂O4, cubic Ba(NO₃)₂, α and γ phase of Al₂O₃ which clearly confirms the formation of complex nano composite. From SEM histogram mean size of nano particles was calculated and is in the order of 17 nm. Wood and Tauc's relation direct energy band gap calculation gives energy gap of 2.9 eV. In addition, EM (X/γ) shielding properties were measured and compared with the theoretical ones using standard procedures (NaI (Tl) detector and multi channel analyzer MCA). For energy above 356 keV the measured shielding parameters agree well with the theory, while below this value slight deviation is observed, due to the influence of atomic/crystallite size of the ZABONC. Hence synthesized ZABONC can be used as a shielding material in EM (X/γ) radiation shielding.

• 로봇학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.444-455
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• 2023

In this report, a specialization plan for wearable robots by mission profile was investigated and analyzed to derive an application plan. The final goal of this study was to derive the operating requirements of wearable robots according to specialized plans, and to conduct a specialized study on wearable robots by mission profile through investigation/analysis of specialized plans for each mission profile. In the study, 1) Research on technology trends related to military wearable robots such as patents and papers, 2) Research/analysis of mission profiles to characterize wearable robots, 3) Analysis of wearable robot specialization plans according to mission profiles, and 4) Requirements for wearable robot operation were derived. In the first time of the study, a survey on technology trends related to wearable robots for soldiers such as patents and papers was completed, and a military consultative body was conducted to derive measures to characterize wearable robots. In addition, a survey was conducted on mission profiles, and the second time study derived Key Performance Parameters (KPP) for operational performance, core performance, and system performance based on scenarios by mission profile. However, it is revealed that the KPP derived from the research results was not covered in this paper because it was judged that more in-depth research was needed prior to disclosure. In order to prepare for future battlefield situations and increase the usability of wearable robots, this study was conducted to characterize wearable robots by considering the characteristics of soldiers' equipment according to mission profiles and to characterize wearable robots by mission profile.

• 한국표면공학회지
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• 제56권6호
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• pp.401-411
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• 2023

This study investigates the synthesis, characterization, and application of zinc oxide (ZnO) nanoparticles for corrosion resistance and stress corrosion cracking (SCC) mitigation in high-temperature and high-pressure environments. The ZnO nanoparticles are synthesized using plasma discharge in water, resulting in rod-shaped particles with a hexagonal crystal structure. The ZnO nanoparticles are applied to Alloy 600 tubes in simulated nuclear power plant atmospheres to evaluate their effectiveness. X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy analysis reveals the formation of thermodynamically stable ZnCr₂O₄and ZnFe₂O₄ spinel phases with a depth of approximately 35 nm on the surface after 240 hours of treatment. Stress corrosion cracking (SCC) mitigation experiments reveal that ZnO treatment enhances thermal and mechanical stability. The ZnO-treated specimens exhibit increased maximum temperature tolerance up to 310 ℃ and higher-pressure resistance up to 60 bar compared to non-treated ZnO samples. Measurements of crack length indicate reduced crack propagation in ZnO-treated specimens. The formation of thermodynamically stable Zn spinel structures on the surface of Alloy 600 and the subsequent improvements in surface properties contribute to the enhanced durability and performance of the material in challenging high-temperature and high-pressure environments. These findings have significant implications for the development of corrosion-resistant materials and the mitigation of stress corrosion cracking in various industries.

• Advances in concrete construction
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• 제17권2호
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• pp.93-110
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• 2024

The process of concrete production consumes an immense volume of water, with approximately one billion metric tons of freshwater being utilized for tasks such as aggregate washing, fresh concrete production, and concrete curing. The accessibility of clean water for the public is hindered by the limited availability of water resources, primarily due to the rapid expansion of industries such as tanneries, stone quarries, and concrete manufacturing. These industries not only consume substantial amounts of freshwater but also generate significant volumes of various types of waste. Therefore, the use of fresh water in concrete production should be minimized. Few studies have reviewed the production of concrete using wastewater to derive practical and applicable findings for the industry. Thus, this study thoroughly explores the physical and chemical effects of wastewater on concrete, examining aspects like durability, hardened properties, and rheological characteristics. It identifies key factors that can compromise concrete properties when exposed to wastewater. The scarcity of research on integrating wastewater into concrete production underscores the urgent necessity for innovative approaches and methodologies in this field. While the inclusion of wash water typically reduces the workability of fresh concrete, it often enhances its compressive strength. Notably, significant improvements have been observed when using tertiary processed wastewater, wash water, polyvinyl alcohol-based wash water (PVAW), and reclaimed water in the concrete mixing process. The application of tertiary treatment to wastewater resulted in a notable enhancement of compressive strength, showing increases of up to 7%. In contrast, wastewater treated through secondary methods experienced a decline in strength ranging from 9% to 18% over a period of six months. However, the use of reclaimed wastewater demonstrated an improvement in strength by 8% to 17%, depending on the concentration level ranging from 25% to 100%. In contrast, the utilization of secondary processed wastewater and industrial water has a minimal impact on the concrete's strength.

• 원예과학기술지
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• 제30권5호
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• pp.477-483
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• 2012

미량원소인 Cu 시비농도를 인위적으로 조절하여 '금향', '매향' 및 '설향' 딸기를 재배하면서 시비수준이 생장에 미치는 영향을 구명하였다. 또한 생육을 우수하게 유지할 수 있는 식물체의 Cu 한계농도를 밝혀 딸기 재배 시 영양장해를 진단할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있도록 하기 위하여 본 연구를 수행하였다. Cu 시비농도에 영향을 받은 세 종류 딸기 품종의 건물중에서 '금향'과 '매향'은 0.25mM-1.0mM 시비구 간, '설향' 딸기의 경우 0.25mM-3.0mM 시비구 간통계적인 유의차가 없었고, '설향'이 '금향'이나 '매향'보다 Cu 과다시비에 대한 내성이 강함을 알 수 있었다. Cu가 과다하게 시비되어 식물체의 흡수량이 증가하면 신엽에서 엽맥 간 황화현상이나 엽맥 사이에 직선형태의 황화현상이 그리고 하위엽에서는 잎 가장자리가 주황색으로 변하는 증상이 나타났다. 관비용액의 Cu 시비농도를 증가시켜도 세 종류 딸기의 식물체 내 P, K, Ca 및 Mg 함량은 뚜렷한 경향을 발견할 수 없었다. 미량원소 중 Cu 함량은 시비농도가 높아짐에 따라 식물체 내 함량이 직선적으로 증가하였으며, Fe 및 Mo 함량은 관비용액의 Cu 농도에 대한 반응이 뚜렷하지 않았고, 경향도 발견할 수 없었다. '금향', '매향' 및 '설향' 딸기의 최대생장량보다 10% 적은 생장량과 이 때의 식물체내 Cu 함량을 정상 생장을 위한 최대한계점으로 간주하면 '금향' $71.4mg{\cdot}kg^{-1}$, '매향' $57.9mg{\cdot}kg^{-1}$, 그리고 '설향' $74.81mg{\cdot}kg^{-1}$ 이하를 유지하도록 Cu 시비농도를 조절해야 한다고 판단하였다.

• KSBB Journal
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• 제21권5호
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• pp.325-330
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• 2006

Bio-MEMS를 기반으로 microfilter와 백금 전극이 내재되어 있는 microbiochip을 제작하였다. 우리는 이 chip으로 microbead에 indirect ELISA 방법으로 항원-항체를 반응시키고 전기 신호 검출 방법을 이용하여 반응 여부를 판단하였다. 이 때 신호 증폭을 위해 silver enhancer를 사용하였다. Chip 상에서 항원-항체 반응 조건을 최적화하기 위해 pH, temperature, flow time, flow rate, silver enhancer time을 결정하였다. 이렇게 최적화된 조건을 바탕으로 짧은 시간 안에 소량의 시료로 immunoassay를 성공적으로 수행할 수 있었다. 전기 신호 검출 방식을 사용함으로써 biosensor 장비의 소형화와 다중 시료 측정과 자동화를 biosensor에서 적용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국안광학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 2012

목적: 본 연구는 cellulose acetate(CA)의 용융특성을 증가시키기 위해 polyethyleneglycol(PEG)를 도입함으로써 기존에 사용되는 환경유해성 가소제의 사용 없이 열가공성이 향상 된 CA/PEG 조성물을 제조하는데 목적이 있다. 방법: CA의 최적 가소화 조건을 확립하기 위해 PEG 분자량, 농도, 및 혼입온도를 제어하여 CA/PEG 조성물의 가소화 성능을 확인하였으며, CA와 PEG간의 혼화성을 확인하기 위해 제조된 조성물의 열분석 및 표면분석을 실시하였다. 또한 기존 상용 CA 레진과의 가소제 용출특성, 기계적 물성 및 광학적 특성들의 비교분석을 통해 가소제에 의한 물성차이를 검토하였다. 결과: PEG의 도입을 통해 기존 상용 CA 레진과 유사한 가소화 성능을 확인하였으며, 최적의 가소화 조건은 PEG분자량 400, PEG 함량 30~40 phr, 가소화온도 $175{\sim}180^{\circ}C$에서 우수한 용융특성을 나타냄을 확인 하였다. 또한 기존의 CA 안경테 소재와 비교 시 우수한 광택특성 및 안정성을 확인 하였으며, 동등수준 이상의 기계적 물성을 보임을 확인 하였다. 결론: CA/PEG 조성물은 환경 친화적 안경테 소재로써 기존 프탈레이트계 가소제를 사용한 CA 안경테 소재를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.245-253
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• 2010

전자기기부품에 적용되는 회로기판의 패키지 공정상에서 가해지는 온도변화에 따른 신뢰성 평가시 발생되는 문제들은, 주로 회로기판을 구성하고 있는 기본 재료들의 열팽창 계수 차이 및 시간의존성 물성에 의해 영향을 받는다. 특히, 인쇄회로기판 내부 회로층 사이에서 절연 역할을 수행하는 유리섬유강화 복합재료와 같은 수지몰딩 고분자 재료는 온도에 따른 물성변화 뿐만 아니라, 변형 및 하중이 가해지는 시간에 대한 물성변화도 고려해야 하는 점탄성 성질을 나타낸다. 본 논문에서는 인쇄회로기판에 사용되는 주요 고분자 재료인 유리섬유강화 복합재의 시간 및 온도에 따른 점탄성 특성을 규명하기 위하여, 단축인장 모드의 응력완화 시험과 크리프 시험을 각각 수행하였다. 또한, 고분자 재료 점탄성 물성의 영향성을 파악하기 위하여, 유한요소해석을 이용한 인쇄회로기판의 예비가열 공정 상에서 가해지는 온도변화에 따른 열변형을 평가하였다. 이러한 해석결과를 바탕으로, 인쇄회로기판과 같이 고분자재료를 사용하는 전자회로 구조물의 수치해석 기반의 열변형 예측시 점탄성 물성의 고려 필요성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.929-933
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• 2010

3 차원 패키징을 위해 열가압 공정으로 제조된 Cu-Cu 접합 계면의 접합 특성을 평가하기 위해 4 점 굽힘 실험을 수행하였다. Cu가 코팅된 Si 웨이퍼 2 장을 $350^{\circ}C$에서 1 시간 동안 15kN 의 하중으로 접합시킨 후, 동일한 온도에서 1 시간동안 어닐닝을 수행하였다. 접합된 웨이퍼를 $30\;mm\;{\times}\;3\;mm$ 크기로 잘라 시험편을 준비하였다. 시험편의 중심에 깊이 $400\;{\mu}m$의 노치를 가공하였다. 시험기에 광학계를 부착하여 노치에서의 크랙 발생과 계면에서의 크랙 진전을 관찰하였다. 일정한 테스트 속도로 실험을 수행하여, 이에 상응하는 하중을 측정하였다. Cu-Cu 접합 계면 에너지는 $10.36\;J/m^2$ 으로 측정되었으며, 파괴된 계면을 분석하였다. 표면 분석 결과, $SiO_2$와 Ti의 계면에서 파괴가 일어났음을 확인하였다.