• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.434-442
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• 2021

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 막은 내구성 및 열적·화학적 안정성 등의 물성은 우수하나 소수성이 커서 수투과도가 낮고 단백질 및 유기물에 의한 막오염이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 PVDF 막의 내오염성을 개선시키고자 바이오 기능성 물질인 𝛽-cyclodextrin (𝛽-CD)을 PVDF 막 구조 내에 분산 함침시킨 PVDF/𝛽-CD 혼합기질 비대칭막을 상변환법을 통해 제조하고, 𝛽-CD 함침량에 따른 순수 투과 유속(PWF) 측정과 BSA 용액을 대상으로 한 막여과 실험을 수행하여 내오염성 특성을 평가하였다. 이 결과 PVDF 고분자 매질 내에 𝛽-CD를 함침시키면 막의 친수성을 증가시켜 접촉각을 감소시키고 이로 인해 내오염성을 향상시킬 수 있었다. 𝛽-CD 함침량이 2 wt%인 도프용액을 사용하여 제조된 PVDF/𝛽-CD 혼합기질 비대칭막의 PWF는 64 L/m²·h, BSA 배제도는 95%를 나타내었으며, 𝛽-CD를 첨가하지 않고 제조된 pristine PVDF 막에 비해 투과 유속 향상성이 최대 80%에 달해 𝛽-CD를 첨가시킴으로서 PVDF 막의 내오염성을 증가시킬 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.11-18
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• 2022

최근 공공장소 및 시설에서 범죄예방 및 시설 안전을 목적으로 영상정보 기반의 인체의 행위를 분류하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인체 행위분류의 성능을 향상하기 위해서 대부분의 연구는 전이학습 기반의 딥러닝을 적용하고 있다. 그러나 딥러닝의 기반이 되는 중추 네트워크 모델(Backbone Network Model)의 수가 증가하고 아키텍처가 다양해짐에도 불구하고, 소수의 모델만 사용하는 분위기 때문에 운용목적에 적합한 중추 네트워크 모델을 찾는 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 영상정보를 기초로 인체 행위를 분류하는 인공지능 모델을 개발하기 위해 최근에 개발된 5가지의 딥러닝 중추 네트워크 모델을 대상으로 전이학습을 적용하고 각 모델의 정확도 및 학습효율 측면에서 비교 및 분석하여 가장 효율이 높은 모델을 제안하였다. 이를 위해, 기본적인 인체 행위가 아닌 운동 종목 기반의 활동적이고 신체접촉이 높은 12가지의 인체 활동을 선정하고 관련된 7,200개의 이미지를 수집하였으며, 5가지의 중추 네트워크 모델에 총 20회의 전이학습을 균등하게 적용하고 학습과정과 결과성능을 통해 인체 행위를 분류하는데 적합한 중추 네트워크 모델을 정량적으로 비교 및 분석하였다. 그 결과 XceptionNet 모델이 학습 및 검증 정확도에서 0.99 및 0.91로, Top 2 및 평균 정밀도에서 0.96 및 0.91로 나타났으며 학습 소요시간은 1,566초, 모델용량의 크기는 260.4MB로 정확도와 학습효율 측면에서 다른 모델보다 높은 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 전이학습을 적용하여 인체 행위분류를 진행하는 다양한 연구 분야에 활용되기를 기대한다.

• 한국포장학회지
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• 제29권2호
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• pp.79-86
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• 2023

최근 플라스틱 포장 폐기물 및 굴 패각이 야기하는 환경문제와 장기간 식품의 품질 보존을 위한 액티브 패키징이 주목받고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 PLA/PBAT 복합필름에 OSP의 함량을 서로 달리하여 이축 압출기로 PLA/PBAT-OSP 복합필름을 제조하였고 항균 포장재로써 적용가능성을 확인하였다. 이를 위해 화학적 특성, 표면 특성, 열적 특성, 기계적 특성 및 항균성을 평가하여 분석하였다. PLA/PBAT-OSP 복합필름의 고분자 매트릭스 내에서 OSP의 물리적 분산을 확인하였으며, OSP의 함량이 증가함에 따라 항균성이 증가하였다. 특히 OSP 5%, OSP 10% 필름에서는 99% 이상의 항균성을 나타내어 제조된 필름이 우수한 항균성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 OSP의 함량의 증가는 PLA/PBAT-OSP 매트릭스 내의 OSP 응집을 일으켜 기계적 물성의 저하 및 표면의 거칠기 증가가 나타났으며, 이는 필름의 표면 에너지 증가로 이어졌다. 결론적으로 PLA/PBAT-OSP 복합필름은 미생물로 인한 식품의 부패를 막기 위한 포장재로 적용될 수 있지만, 이를 위해 OSP의 분산성과 필름의 기계적 물성을 향상시키기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.55-62
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• 2007

Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 (PP)의 내구성 및 계면 평가는 끓는 물 실험 전 후로 해서 조사되었고 끓는 물 실험 전 후에 따른 Jute와 Hemp 섬유의 수분함량은 TCA를 통해 측정되었다. 끓는 물 실험 후, Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도와 기계적 물성은 감소하였다. 반면에 물에 의해 부풀어 오른 미소섬유에 의해 미처리경우와 비교해서 접착일은 증가를 하였다. 그리고 끓는 물 실험 전·후의 Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌의 표면에너지는 동 접촉각을 통해 얻어졌다. 계면전단강도는 항상 열역학의 접착일과 일치하지는 않는다. 끓는 물 내에서, Jute와 Hemp 섬유는 물에 의해 부풀어지게 된다. 그래서 표면적과 수분 침투공간이 증가한다. 끓는 물 실험 전 후의 Jute와 Hemp 섬유 미세파괴 경향은 명백하게 다르다. Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 복합재의 환경적 영향에 의한 미세파괴 형태는 광학 현미경을 통한 관찰과 음향 방출 수와 에너지에 의해 상호 일치함을 보여주었다. 끓는 물 실험 이후, Jute 섬유는 Hemp 섬유와 달리 부풀어진 피브릴에 의한 낮은 인장강도에서 나타나는 미세파괴 형태를 보여주었다. 또한, 부풀어진 피브릴에 의해 미세파괴시 음향 방출 수는 증가를 하였으며, AE 진폭과 에너지는 감소하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권2호
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• pp.207-233
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• 2023

Steel-concrete composite box girder bridges are widely used in the construction of highway and railway bridges both domestically and abroad due to their advantages of being light weight and having a large spanning ability and very large torsional rigidity. Composite box girder bridges exhibit the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip under various loads during operation. As one of the most commonly used calculation tools in bridge engineering analysis, one-dimensional models offer the advantages of high calculation efficiency and strong stability. Currently, research on the one-dimensional model of composite beams mainly focuses on simulating interface longitudinal slip and the shear lag effect. There are relatively few studies on the one-dimensional model which can consider the effects of restrained torsion, distortion and interface transverse slip. Additionally, there are few studies on vehicle-bridge integrated systems where a one-dimensional model is used as a tool that only considers the calculations of natural frequency, mode and moving load conditions to study the dynamic response of composite beams. Some scholars have established a dynamic analysis model of a coupled composite beam bridge-train system, but where the composite beam is only simulated using a Euler beam or Timoshenko beam. As a result, it is impossible to comprehensively consider multiple complex force effects, such as shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip of composite beams. In this paper, a 27 DOF vehicle rigid body model is used to simulate train operation. A two-node 26 DOF finite beam element with composed box beams considering the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip is proposed. The dynamic analysis model of the coupled composite box girder bridge-train system is constructed based on the wheel-rail contact relationship of vertical close-fitting and lateral linear creeping slip. Furthermore, the accuracy of the dynamic analysis model is verified via the measured dynamic response data of a practical composite box girder bridge. Finally, the dynamic analysis model is applied in order to study the influence of various mechanical effects on the dynamic performance of the vehicle-bridge system.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권6호
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• pp.404-413
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• 2023

In this research, we studied the development of a SUS304 microneedle array based on microfabrication technology and the applicability of Parylene-C thin film, a medical polymer material. First of all, four materials commonly used in the field of medical engineering (SUS304, Ti, PMMA, and PEEK) were selected and a 5 ㎛ Parylene-C thin film was deposited. The applicability of Parylene-C coating to each material was confirmed through SEM analysis, contact angle measurement, surface roughness(Ra) measurement, and adhesion test according to ASTM standards for each specimen. Parylene-C thin film was deposited based on chemical vapor deposition (CVD), and a 5 ㎛ Parylene-C deposition process was established through trial and error. Through characteristic experiments to confirm the applicability of Parylene-C, SUS304 material, which is the easiest to apply Parylene-C coating without pretreatment was selected to develop a microneedle array based on CNC micromachining technology. The CNC micromachining process was divided into a total of 5 steps, and a microneedle array consisting of 19 needles with an inner diameter of 200 ㎛, an outer diameter of 400 ㎛, and a height of 1.4 mm was designed and manufactured. Finally, a 5 ㎛ Parylene-C coated microneedle array was developed, which presented future research directions in the field of microneedle-based drug delivery systems.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.704-711
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• 2023

본 논문은 직류전동기(DC motor)와 전기적인 특성은 유사하지만, 수명과 신뢰성이 향상된 BLDC 모터의 제어기법에 대해 언급하고 있다. BLDC모터는 회전자의 위치 정보를 사용하여 직류전동기의 기계적인 접촉에 의한 정류 장치를 제거함으로써 내구성과 속도 안정성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 BLDC모터의 권선에 흐르는 전류가 직류전동기의 전기자에 흐르는 구형파 형태의 전류인 것에 착안하여 직류전동기에 대한 제어기를 설계하고, 설계된 제어기를 3상 BLDC모터에 적용하여 제어기의 유효성을 확인하였다. 이를 위해 3상 BLDC모터의 전기적인 파라미터 값을 가지는 단상 직류전동기의 모델링을 실시하였고, 도출된 시스템에 대해 근궤적법을 적용하여 전동기의 속도제어를 위한 PI 제어기를 설계하였다. DC 전동기의 속도제어 시뮬레이션을 시행하여 제어기의 성능을 확인하였고, 동일한 제어기를 MATLAB으로 구현한 3상 BLDC모터의 속도제어에 적용하였다. DC 전동기와 유사한 제어 결과를 3상 BLDC모터에서 얻을 수 있었고, 이를 통해 연구에서 제안한 제어기법의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.5-14
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• 2024

PHC 말뚝은 압축력 및 휨 모멘트에 대한 저항력이 우수하며, 공장에서의 생산으로 인해 품질 관리가 효율적으로 이루어진다. 이러한 장점으로 인해 다양한 토목 및 건축 현장에서 널리 활용되고 있지만, PHC 말뚝의 설계 과정에서 중요한 요소인 주면 마찰력은 주로 경험식이나 N 값 등의 추정치를 기반으로 하고 있다. 이에 대한 실험적 연구는 상대적으로 부족하며, 환경적 요소 중 하나인 pH 값과 지하수 또는 해수의 영향 역시 간과되는 경우가 많다. 본 연구에서는 진동기계 기초의 영향을 받는 PHC 말뚝 모델을 중심으로 다양한 pH 환경(산성, 중성, 염기성) 및 해수의 영향하에 한 달 동안 수침 후, 해당 PHC 말뚝-사질토의 접촉면에 대한 반복 단순 전단시험을 수행하였다. 이를 위해 교란 상태 개념(Disturbed State Concept)을 적용하여 접촉면의 동적 거동을 정량적으로 평가하였다. 연구 결과, 화학적 환경에 따른 동적 전단응력은 중성 > 산성 > 염기성 순으로 감소하였다. 또한, pH 영향을 받은 경우와 해수의 영향을 받은 경우를 비교했을 때, pH 영향을 받은 경우에 전단응력의 감소가 더 크게 나타났다.

• 산업융합연구
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• 제22권7호
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• pp.15-21
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• 2024

등산스틱은 일반적으로 산행하는 등산객 등이 보행 시 자신의 신체를 의지하면서 보행이 가능하도록 하는 보행 보조도구의 하나이다. 이러한 보조기구인 등산스틱에 다양한 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해 충전용 배터리가 내장되어야 한다. 충전용 배터리를 충전하기 위해 별도의 전원공급장치가 필요하다. 본 연구는 자가발전 전원장치에 대한 것으로 기존의 방식보다 발전효율이 높은 스크루를 이용한 발전장치를 개발한다. 기존의 발전 방식 등과 비교 분석하고 이에 대한 문제점을 파악하여 본 연구에서 제시한 방식과 차별화를 둔다. 스크루 방식의 발전장치는 등산스틱이 지면에 접촉할 때와 지면과 떨어질 때 발전하도록 한다. 발전장치의 내장으로 별도의 전원공급장치가 필요 없고, 휴대폰 보조배터리의 역할과 조명등을 부착하여 사용할 수 있고, GPS 센서 등을 내장하여 위치 추적을 통해 길을 잃었을 때 찾을 수 있고 조명을 이용해 조난 등 위급한 상황에서 사용자의 안전을 지킬 수 있는 효과가 있다. 기존의 등산스틱 내장형 발전장치는 전류가 매우 약해 충전이 어렵고 실용성이 낫다. 본 연구에서 개발한 발전장치는 고효율을 실현하여 충분한 전류를 얻을 수 있어 배터리 충전이 가능하고 실용성이 높다.

• 대한치과교정학회지
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• 제32권2호통권91호
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• pp.107-115
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• 2002

본 연구는 교정적 고정원을 얻기 위하여 micro-implant(Osas$^{(R)}$, Epoch medical)를 drill method와 drill-free method로 매식시, 조기 교정력에 대한 각각의 경우 micro-implant의 역학적 안정성 및 조직학적 생체 적합도의 차이를 알아보고자 시행하였다. 두 마리의 실험견(beagle dog)을 대상으로 상, 하악 협측과 구개부위에 좌우측을 구분하여 drill method 군과drill-free method 군으로 나누어 매식하였다. 매식 한 재료는 직경 1.6 mm의 micro-implant를 사용하였으며, drill method 군 16개, drill-free method 군 16개, 총32개의 micro-implant를 식립하였다. 교정력은 매식 후 1주 뒤에 Ni-Ti coil spring(Ni-Ti springs-extension$^{(R)}$, Ormco)으로 200 gm - 300 gm의 힘을 적용하였다. 동요도 검사는 희생 전에 Periotest$^{(R)}$(Siemens)로 측정하였다. 매식 12주 후에 관류고정 하였으며 시편은 레진 포매하여 Exakt system$^{(R)}$(Exakt)을 이용하여 비탈회 표본을 제작하였다. 표본은 H-E 염색한 뒤, 광학 현미경 상에서 검경하여 조직학적 소견을 분석하였고 조직계측학적 측정은 골접촉률과 골밀도로 분석하였다. 위와 같은 실험을 통하여 매식한 micro-implant의 탈락률과 동요도, 골접촉률 및 골밀도로 drill method 군과 drill-free method 군의 역학적 안정성 및 조직학적 생체 적합도를 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. micro-implant와 골의 계면은 기계적 접촉 뿐만 아니라 골유착도 있었다. 2. micro-implant의 탈락은 drill method 군이 더 높았다. 3. 동요도는 drill method 군이 전반적으로 더 컸다. 4. micro-implant와 골접촉 정도는 전반적으로 drill-free method 군에서 양호했다. 5. micro-implant 나사산 사이 내에 존재하는 골밀도는 전반적으로 drill-free method 군에서 더 높았다. 결론적으로, micro-implant는 매식시 drill-free method가 drill method보다 탈락률과 동요도 및 골접촉률과, 골밀도에서 더 우수한 결과를 보여 drilling 과정이 안정성과 골조직 치유 및 골유착에 영향을 미친다고 판단된다.