• Electronic Materials Letters
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• 제14권6호
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• pp.689-699
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• 2018

Nanostructured Ni doped $Bi_2S_3$ ($Bi_{2-x}Ni_xS_3$, $0{\leq}x{\leq}0.07$) is explored as a candidate for telluride free thermoelectric material, through a combination process of mechanical alloying with subsequent consolidation by cold pressing followed with a sintering process. The cold pressing method was found to impact the thermoelectric properties in two ways: (1) introduction of the dopant atom in the interstitial sites of the crystal lattice which results in an increase in carrier concentration, and (2) introduction of a porous structure which reduces the thermal conductivity. The electrical resistivity of $Bi_2S_3$ was decreased by adding Ni atoms, which shows a minimum value of $2.35{\times}10^{-3}{\Omega}m$ at $300^{\circ}C$ for $Bi_{1.99}Ni_{0.01}S_3$ sample. The presence of porous structures gives a significant effect on reduction of thermal conductivity, by a reduction of ~ 59.6% compared to a high density $Bi_2S_3$. The thermal conductivity of $Bi_{2-x}Ni_xS_3$ ranges from 0.31 to 0.52 W/m K in the temperature range of $27^{\circ}C$ (RT) to $300^{\circ}C$ with the lowest ${\kappa}$ values of $Bi_2S_3$ compared to the previous works. A maximum ZT value of 0.13 at $300^{\circ}C$ was achieved for $Bi_{1.99}Ni_{0.01}S_3$ sample, which is about 2.6 times higher than (0.05) of $Bi_2S_3$ sample. This work show an optimization pathway to improve thermoelectric performance of $Bi_2S_3$ through Ni doping and introduction of porosity.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1193-1207
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• 2013

지나친 도시개발은 불투수면적의 증가로 인한 유출 증가를 야기하며 이는 홍수 및 비점오염에 대한 문제 및 기저유출감소로 인한 지하수위 감소에 따라 하천을 건천화시키는 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 저영향개발(LID, Low Impact Development) 기법이 제시되고 있다. 즉, LID 기법을 적용함으로써 개발 이전의 수문순환 상태를 모사하여 개발로 인한 영향을 최소화하고 물 순환구조를 개선하고자하는 연구가 진행되고 있다. 국내에서도 LID 개념의 도입이 지속적으로 증가함에 따라 소규모 배수 분구를 중심으로 연구가 진행되고 있다. 또한, 중규모 이상의 유역에 LID 기법을 적용 시 유역 내 수문학적 유출 특성과 오염 발생 특성 변화에 대한 분석 방안이 요구되지만 하수처리분구 단위의 수문학적 영향을 분석 할 수 있는 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 하수처리 구역 내 LID 기법의 적용에 따른 물순환 개선효과와 비점오염 저감효과 분석 및 기존 관리기법과의 비교를 통해 유역관리 측면에서의 적정 LID 설치면적 추정 방안을 검토하였다. LID 적용효과 분석을 위하여 소규모 배수 분구인 부산시 동래천 유역과 하수처리구역인 온천천 유역을 대상유역으로 선정하였으며 동래천 유역을 대상으로 LID 요소기술의 적용가능 면적을 추출하고 비율로 환산한 후 온천천 유역으로 확대 적용하였다. LID 요소기술 중 우리나라의 토지이용 밀집도를 고려하여 적용이 용이한 Green Roof와 Porous Pavement 및 도로에 설치되는 Street Planter를 선정하였으며 유역별로 구축된 LID 기법 기반의 SWMM 모형을 이용하여 토양특성과 강우특성을 고려한 물순환 기능 개선효과 및 비점오염량 저감효과를 분석하였다. 또한 온천천 유역을 대상으로 기존 비점오염 관리방안인 오염원 및 방류량에 따른 처리효율과 LID 적용 시의 처리효율을 비교하였으며 비교자료를 토대로 유역관리와 비용적인 측면을 고려한 적정 LID 설치비율로서 기존 비점오염 관리방안의 처리효율을 만족하는 LID 설치비율을 선정하고 이에 대한 적용 가능성을 검토하였다.

• 한국습지학회지
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• 제15권4호
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• pp.543-553
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• 2013

우리나라에서는 유역 특성별 비점오염물질 유출특성을 파악하고 최적관리방안을 도모하기 위해 2000년 이후 다양한 형태의 실험실 규모 또는 실증 규모 최적관리방안(Best Management Practices, BMP) 시설에 대해 연구가 진행되고 있으나 유역 특성상 자정작용의 기회가 주어지지 않는 연안지역에서의 비점오염물질 유출특성 및 관리방안에 대한 연구는 미비한 상태이다. 최근 연안지역 개발에 따른 불투수층 비율은 지속적으로 증가하고 있으나, 초기우수의 직접유출을 방지하기 위한 완충 시설 및 최적관리방안 시설은 전무한 상태이다. 본 논문에서는 충남 보령시 대천항 주차장을 중심으로 연안 지역의 비점오염물질 유출특성을 파악하고, 이를 저감하기 위한 최적관리방안을 설정하여 연안지역 비점오염원 관리에 대한 기초자료를 제공하였다. 연안지역은 지역특성상 해안과 접하고 있기 때문에 지하수위가 낮고 경사차가 크지 않은 평탄한 지형을 이루고 있다. 즉, 최적관리방안을 선정하는데 있어 유출입구의 수두확보문제와 굴착 깊이에 제한을 받으며, 인공습지 및 저류지와 같은 대규모 저류형 시설의 입지조건으로는 부적합하다. 또한, 연안지역은 강우유출 특성상 염분의 함량이 높기 때문에 식물 생장에 미치는 영향이 커 식생을 이용한 자연형 최적관리방안 시설을 적용하는데도 제약을 받는다. 연안지역 비점오염원 유출 특성과 연안지역 지리 지형적 조건을 고려하여 선정된 최적관리방안 시설의 주관평가 결과 시공시 굴착 깊이가 적고, 식생의 이용이 제한적인 침투수로 형태의 시설이 적합한 것으로 사료되며 유지관리 측면에서도 유리하다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제8권1호
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• pp.1-8
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• 2016

PURPOSE. The purpose of this study was to evaluate the efficacy of two different metal conditioners for non-precious metal alloys for the bonding of porcelain to a cobalt-chromium (Co-Cr) alloy. MATERIALS AND METHODS. Disk-shaped specimens ($2.5{\times}10.0mm$) were cast with Co-Cr alloy and used as adherend materials. The bonding surfaces were polished with a 600-grid silicon carbide paper and airborne-particle abraded using $110{\mu}m$ alumina particles. Bonding specimens were fabricated by applying and firing either of the metal conditioners on the airborne-particle abraded surface, followed by firing porcelain into 5 mm in diameter and 3 mm in height. Specimens without metal conditioner were also fabricated. Shear bond strength for each group (n=8) were measured and compared (${\alpha}=.05$). Sectional view of bonding interface was observed by SEM. EDS analysis was performed to determine the chemical elements of metal conditioners and to determine the failure modes after shear test. RESULTS. There were significant differences among three groups, and two metal conditioner-applied groups showed significantly higher values compared to the non-metal conditioner group. The SEM observation of the sectional view at bonding interface revealed loose contact at porcelain-alloy surface for non-metal conditioner group, however, close contact at both alloy-metal conditioner and metal conditioner-porcelain interfaces for both metal conditioner-applied groups. All the specimens showed mixed failures. EDS analysis showed that one metal conditioner was Si-based material, and another was Ti-based material. Si-based metal conditioner showed higher bond strengths compared to the Ti-based metal conditioner, but exhibited more porous failure surface failure. CONCLUSION. Based on the results of this study, it can be stated that the application of metal conditioner is recommended for the bonding of porcelain to cobalt-chromium alloys.

• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.48-56
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• 2024

본 연구에서는 하수슬러지 가스화 고형 잔류물(GSRs)의 순환자원 활용 가능성을 검토하기 위해 대상제품에 대한 물성평가 및 물리적 분리를 수행하였다. 먼저, 본 연구에 사용된 GSRs는 수도권매립지관리공사를 통해 공급되었으며, 일반적으로 GSRs는 수 mm 입자크기의 다공성 펠릿 형태이었다. 또한, 부분적으로 검은 부분은 미연소 및 가스화되지 않은 탄소로 확인되었으며, 평균 탄소 함량은 5%였다. 또한 실리카, 알루미나, 산화인의 성분이 전체 함량의 70% 이상이었다. 습식분쇄 생성물은 금속성분이 단체분리되어있음 확인하였다. 금속성분과 비금속성분의 물리적 분리가 필요하여 최종적으로 부유선별에 적합한 것으로 결정하였다. 이에, 상대적으로 많은 양의 비금속성분이 농축된 금속 성분을 분리하기 위해 양이온 및 음이온 계면활성제를 선택하여 분리 특성을 확인하고자 하였다. 결과적으로, 금속성분 분리보다 실리카, 알루미나, 인 등 비금속 성분의 농축이 더 용이할 것으로 기대된다. 따라서, 가스화 처리된 하수슬러지 잔재물의 물리적 처리에 가능함에 따라 분리산물에 대한 재활용 방안 제안에 따라 순환자원으로서 잠재성이 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.109-121
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• 2013

본 논문에서는 고속철도의 반복하중에 의한 토목섬유로 보강된 철도노반의 지지력 특성을 다루었다. 토목섬유로 보강된 철도노반은 투수성 포장 하부구조의 지반에 지오셀 및 지오그리드 보강을 하여 모사하였다. 포장구조체의 하중지지력 증가효과를 고찰하기 위하여 무보강상태의 지반과 지오셀 보강의 경우, 3층 지오그리드 보강인 경우에 대하여 총 3가지 실험 케이스의 실내 축소모형실험을 진행하였으며 잔류변형량은 초기 동적하중이 작용하는 경우가 2차 동적하중 작용시 보다 크게 나타났다. 지오셀 보강보다 3층 지오그리드 보강된 포장 하부구조에서 더 큰 지지력이 발현 되는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제22권12호
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• pp.717-721
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• 2012

Manganese dioxide ($MnO_2$) is one of the most important cathode materials used in both aqueous and non-aqueous batteries. The $MnO_2$ polymorph that is used for lithium primary batteries is synthesized either by electrolytic (EMD-$MnO_2$) or chemical methods (CMD-$MnO_2$). Commonly, electrolytic manganese dioxide (EMD) is used as a cathode mixture material for dry-cell batteries, such as a alkaline batteries, zinc-carbon batteries, rechargeable alkaline batteries, etc. The characteristics of lithium/manganese-dioxide primary cells fabricated with EMD-$MnO_2$ powders as cathode were compared as a function of the parameters of a manufacturing process. The flexible primary cells were prepared with EMD-$MnO_2$, active carbon, and poly vinylidene fluoride (PVDF) binder (10 wt.%) coated on an Al foil substrate. A cathode sheet with micro-porous showed a higher discharge capacity than a cathode sheet compacted by a press process. As the amount of EMD-$MnO_2$ increased, the electrical conductivity decreased and the electrical capacity increased. The cell subjected to heat-treatment at $200^{\circ}C$ for 1 hr showed a high discharge capacity. The flexible primary cell made using the optimum conditions showed a capacity and an average voltage of 220 mAh/g and 2.8 V, respectively, at $437.5{\mu}A$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.75.2-75.2
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• 2010

Polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) have received a lot of attention as a power source for both stationary and mobile applications due to their attractive feature. In general, the performance of PEFCs is highly affected by the property of the electrodes. A PEFC electrode essentially consists of a gas diffusion layer and a catalyst layer. The gas difusion layer is highly porous and hydrophobicized with PTFE polymer. The catalyst layer usually contains electrocatalyst, proton conducting polymer, even PTFE as additive. Particularly, the proton conducting ionomer helps to increase the catalytic activity at three-phase boundary and catalyst utilization. Futhermore, it helps to retain moisture, resulting in preventing the electrodes from membrane dehydration. The most widely used proton conducting ionomer is perfluorinated sulfonic acid polymer, namely, Nafion from DuPont due to its high proton conductivity and good mechanical property. However, there are great demands for alternative ionomers based on non-fluorinated materials in terms of high temperature availability, environmental adaptability and production cost. In this study, the electrodes with the various content of the sulfonated poly(ether sulfone) ionomer in the catalyst layer were prepared. In addition, we evaluated electrochemical properties of the prepared electrodes containing the various amount of the ionomers by using the cyclic voltammetry and impedance spectroscopy to find an optimal ionomer composition in the catalyst layer.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.107-107
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• 2017

3D bioprinting is a technology to produce complex tissue constructs through printing living cells with hydrogel in a layer-by-layer process. To produce more stable 3D cell-laden structures, various materials have been developed such as alginate, fibrin and gelatin. However, most of these hydrogels are chemically bound using crosslinkers which can cause some problems in cytotoxicity and cell viability. On the other hand, thermosensitive hydrogels are physically cross-linked by non-covalent interaction without crosslinker, facilitating stable cytotoxicity and cell viability. The examples of currently reported thermosensitive hydrogels are poly(ethylene glycol)/poly(propylene glycol)/poly(ethylene glycol) (PEG-PPG-PEG) and poly(ethylene glycol)/poly(lactic acid-co-glycolic acid) (PEG/PLGA). Chitosan, which have been widely used in tissue engineering due to its biocompatibility and osteoconductivity, can be used as thermosensitive hydrogels. However, despite the many advantages, chitosan hydrogel has not yet been used as a bioink. The purpose of this study was to develop a bioink by chitosan hydrogel for 3D bioprinting and to evaluate the suitability and potential ability of the developed chitosan hydrogel as a bioink. To prepare the chitosan hydrogel solution, ${\beta}-glycerolphosphate$ solution was added to the chitosan solution at the final pH ranged from 6.9 to 7.1. Gelation time decreased exponentially with increasing temperature. Scanning electron microscopy (SEM) image showed that chitosan hydrogel had irregular porous structure. From the water soluble tetrazolium salt (WST) and live and dead assay data, it was proven that there was no significant cytotoxicity and that cells were well dispersed. The chitosan hydrogel was well printed under temperature-controlled condition, and cells were well laden inside gel. The cytotoxicity of laden cells was evaluated by live and dead assay. In conclusion, chitosan bioink can be a candidate for 3D bioprinting.

• 한국환경보건학회지
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• 제36권1호
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• pp.44-51
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• 2010

This study aimed to develop analytical method for 8-isoprostanes as biomarkers for oxidative stress with LC/MS/MS technique and to apply the method for human urine samples. Analyzed compounds for urinary oxidative stress markers were 7 stereo-isomers of prostaglandins and the internal standard (iso-$PGF_{2{\alpha}}-d_4$) was used to adjust the recovery rate. The method for determining urinary iso-$PGF_{2{\alpha}}$ consisted of solid phase extraction and LC/MS/MS detection. Separation of isomers of prostaglandins completed by porous graphitic carbon column and buffer solution. Detection limits for urinary markers of oxidative stress, iso-$PGF_{2{\alpha}}$ with LC/MS/MS were 0.01 ng/ml by S/N ratio 3 and 0.028 ng/ml by calculated as to FDA method. The recovery (92.8~101.9%) and precision (8.8~20.7%) of analysis were feasible for detecting iso-$PGF_{2{\alpha}}$ in real human urine samples. We detected 4 isomers of prostaglandins in human urine samples. Mean (standard deviation) of urinary iso-$PGF_{2{\alpha}}$ concentration were 0.231 (0.117) ng/mg creatinine for smoking group and 0.154 (0.082) ng/mg creatinine for non-smoking group.