• 제목/요약/키워드: Nucleation Process

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나노 크기 칼슘-실리케이트-하이드레이트(C-S-H) 결정이 시멘트 수화에 미치는 영향 분석 (Effect of Nano-sized Calcium-silicate-hydrate (C-S-H) Crystals on Cement Hydration)

  • 김경태;우수지;유성원;최영철
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.153-160
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    • 2023
  • 본 연구에서는 액상반응법을 이용하여 나노 크기의 C-S-H 결정을 합성하고 그 특성을 조사하였다. 합성한 C-S-H 결정을 현탁액 형태로 시멘트 복합체에 첨가하여 시멘트의 수화특성에 미치는 영향을 확인하였다. 최적 응집 형태의 나노 크기 C-S-H 결정을 도출하기 위해 화학혼화제의 양을 변수로 제조하였으며, SEM 사진 분석을 하였다. 합성된 C-S-H 결정외 유해물질을 제거하기 위해 세척 과정을 추가하였다. 세척과정을 거친 C-S-H 결정의 경우 유해물질의 농도가 낮아짐을 확인하였다. 합성된 C-S-H 현탁액은 세척 과정 유무에 따라 제조하였으며, 시멘트 중량대비 함유량을 주요 변수로 하여 시멘트 복합체를 제조하였다. 미소수화열 분석을 통해 C-S-H 결정이 시멘트의 초기 수화특성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, 모르타르 시험체를 제작하여 시간에 따른 압축강도를 측정하였다. 실험결과 나노 크기의 C-S-H 결정이 시멘트 페이스트 내에서 핵 생성처 역할을 하여 시멘트의 초기 수화를 촉진시키며, 초기 압축강도 또한 증가하는 것을 확인하였다.

Seed-dependent Accelerated Fibrillation of ${\alpha}$-Synuclein Induced by Periodic Ultrasonication Treatment

  • Kim, Hyun-Jin;Chatani, Eri;Goto, Yuji;Paik, Seung-R.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권12호
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    • pp.2027-2032
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    • 2007
  • [ ${\alpha}$ ]-Synuclein is the major component of Lewy bodies and responsible for the amyloid deposits observed in Parkinson's disease. Ordered filamentous aggregate formation of the natively unfolded ${\alpha}$-synuclein was investigated in vitro with the periodic ultrasonication. The ultrasonication induced the fibrillation of ${\alpha}$-synuclein, as the random structure gradually converted into a ${\beta}$-sheet structure. The resulting fibrils obtained at the stationary phase appeared heterogeneous in their size distribution, with the average length and height of $0.28\;{\mu}m{\pm}0.21\;{\mu}m$ and $5.6\;nm{\pm}1.9\;nm$, respectively. After additional extensive ultrasonication in the absence of monomeric ${\alpha}$-synuclein, the equilibrium between the fibril formation and its breakdown shifted to the disintegration of the preexisting fibrils. The resulting fragments served as nucleation centers for the subsequent seed-dependent accelerated fibrillation under a quiescent incubation condition. This self-seeding amplification process depended on the seed formation and subsequent alterations in their properties by the ultrasonication to a state that accretes the monomeric soluble protein more effectively than their reassociation of the seeds back to the original fibrils. Since many neurodegenerative disorders have been considered to be propagated via the seed-dependent amyloidosis, this study would provide a novel aspect of the significance of the seed structure and its properties leading to the acce]erated amyloid formation.

비선형광학재료 Potassium lithium niobate 단결정 육성 (Single crystal growth of potassium lithium niobate for nonlinear optics)

  • 강길영;윤종규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.384-392
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    • 1997
  • 레이저의 파장을 변환시키는 비선형광학 재료인 potassium lithium niobate(KLN) 단결정은 상온에서 정방형 tungsten-bronze 구조를 갖는 강유전체이다. 결정성장이 매우 어렵고 성장된 결정을 냉각하는 과정에 생기는 균열에 의해 고품질의 단결정을 얻기가 쉽지 않았다. 결정성장 도중에 생기는 용액의 증발에 의한 조성의 변화를 알아보고자 열중량 분석을 행하였는데 결정성장 온도보다 약 1$0^{\circ}C$ 정도 높은 $1000^{\circ}C$에서 휘발은 $1.46{\times}10^{-5}$g/ ($\textrm{cm}^2$hr)로 미량이었다. 백금판을 핵생성의 자리로 사용하고 온도에 요동을 주며 서냉을 하여 결정을 성장시키는 방법을 사용하여 좋은 품질의 비교적 대형인 1 cm 정도의 KLN 단결정을 성장시킬 수 있었다. 상전이 온도는 $490^{\circ}C$로 앞서 보고된 것보다 고온이었다. OH- 밴드에 의한 광학적 이방성이 IR 영역에서 존재하였다.

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Formation and Photoluminescence of Silicon Oxide Nanowires by Thermal Treatment of Nickel Nanoparticles Deposited on the Silicon Wafer

  • 장선희;이영일;김동훈
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.27.1-27.1
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    • 2011
  • The recent extensive research of one-dimensional (1D) nanostructures such as nanowires (NWs) and nanotubes (NTs) has been the driving force to fabricate new kinds of nanoscale devices in electronics, optics and bioengineering. We attempt to produce silicon oxide nanowires (SiOxNWs) in a simple way without complicate deposition process, gaseous Si containing precursors, or starting material of $SiO_2$. Nickel (Ni) nanoparticles (NPs) were applied on Si wafer and thermally treated in a furnace. The temperature in the furnace was kept in the ranges between 900 and $1,100^{\circ}C$ and a mixture of nitrogen ($N_2$) and hydrogen ($H_2$) flowed through the furnace. The SiOxNWs had widths ranging from 100 to 200 nm with length extending up to ~10 ${\mu}m$ and their structure was amorphous. Ni NPs were acted as catalysts. Since there were no other Si materials introduced into the furnace, the Si wafer was the only Si sources for the growth of SiOxNWs. When the Si wafer with deposition of Ni NPs was heated, the liquid Ni-Si alloy droplets were formed. The droplets as the nucleation sites induce an initiation of the growth of SiOxNWs and absorb oxygen easily. As the droplets became supersaturated, the SiOxNWs were grown, by the reaction between Si and O and continuously dissolving Si and O onto NPs. Photoluminescence (PL) showed that blue emission spectrum was centered at the wavelength of 450 nm (2.76 eV). The details of growth mechanism of SiOxNWs and the effect of Ni NPs on the formation of SiOxNWs will be presented.

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압입축에 발생하는 프레팅 마모가 피로수명에 미치는 영향 (The Effect of Fretting Wear on Fatigue Life of Press-fitted Shaft)

  • 이동형;권석진;최재붕;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권11호
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    • pp.1083-1092
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    • 2007
  • The objective of the present paper is to evaluate the effect of the evolution of contact surface profile caused by fretting wear on fatigue life of press-fitted shaft by means of an analytical method based on experimental data. A finite element analysis was performed to analyze the stress states of press-fitted shaft, considering the worn contact profiles of shaft. The fatigue lives of the press-fitted shaft reflecting the evolution of contact stress induced by fretting wear were evaluated by stress-life approach using fatigue notch factor. It is found that the stress concentration of contact edge in press-fitted shaft decreases rapidly at the initial stage of total fatigue life, and its location shifts from the contact edge to the inside with increasing number of fatigue cycles. Thus the change of crack nucleation position in press-fitted shaft is mainly caused by the stress change of contact edge due to the evolution of contact surface profile by fretting wear. Furthermore, the estimated fatigue lives by stress-life approach at the end of running-in period of the fretting wear process corresponded well to the experimental results. It is thus suggested that the effect of fretting wear on fatigue life in press fits is strongly related to the evolution of surface profile at the initial stage of total fatigue life.

$SF_6$ 하이드레이트 결정 성장의 특성 (Morphological study of $SF_6$ clathrate hydrate crystal)

  • 이윤석;이현주;이은경;김수민;이주동;김양도
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.711-711
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    • 2009
  • Global warming has been widely recognized as a serious problem threatening the future of human beings. It is caused by the buildup in the atmosphere of greenhouse gases, such as carbon dioxide, methane, hydrofluorocarbons (HFCs), and sulfur hexafluoride (SF6). Particularly, SF6 has extremely high global warming potential compare to those of other global warming gases. One option for mitigating this greenhouse gas is the development of an effective process for capturing and separating these gases from anthropogenic sources. In general, gas hydrates can be formed under high pressure and low temperature. However, SF6 gas is known to form hydrate under relatively milder conditions. Therefore, technological and economical effects could be expected for the separation of SF6 gas from waste gas mixtures. In this study, we carried out morphological study for the SF6 hydrate crystals to understand its formation and growth mechanisms. The observations were made in high-pressure optical cell charged with liquid water and SF6 gas at constant pressure and temperature. Initially SF6 hydrate formed at the surface between gas and liquid regions, and then subsequent dendrite crystals grew at the wall above the gas/water interface. The visual observations of crystal nucleation, migration, growth and interference were reported. The detailed growth characteristics of SF6 hydrate crystals were discussed in this study.

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Decalin 용액에서 선형 저밀도 폴리에틸렌 입자의 결정화에 관한 연구 (A Study on Crystallization of Linear Low Density Polyethylene Particles from Decalin Solution)

  • 박근호;장영민
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.370-376
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    • 2012
  • 우리는 decalin 용액으로부터 결정화 통해 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 입자를 제조하였다. 열 유도 상 분리 (TIPS) 공정에서 입자의 형성은 LLDPE/decalin 용액을 제어하여 냉각하는 동안에 형성되었다. 높은 폴리머 농도에서 결정화를 위한 핵 생성과 성장속도의 증가에도 불구하고, 일반적으로 저 농도에서 보다 큰 입자를 초래하였으며, 결과적으로 LLDPE는 decalin 용액에서 농도가 증가할수록 LLDPE 입자의 평균 직경이 증가했습니다. FE-SEM 의 현미경사진에서, 다양한 농도로부터 관찰된 입자는 10 ${\mu}m$ 보다 작았으며, 구형 형태를 나타내었다. 부가적으로 그 크기에 대한 효과를 보면, LLDPE 입자 크기 분포는 폴리머 농도가 높을 때가 폭이 컸다.

이산화바나듐 나노구조물의 성장에서 그래핀 기판의 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Graphene Substrate for Growth of Vanadium Dioxide Nanostructures)

  • 김기출
    • 융합정보논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.95-100
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    • 2018
  • 금속 산화물/그래핀 형태의 복합 나노소재는 높은 전기용량을 갖는 2차 전지의 전극용 소재 또는 고감도 가스 센서의 감지물질 등으로 활용되는 매우 유용한 기능성 소재이다. 본 논문에서는 열 화학기상증착(CVD, Chemical Vapor Deposition)으로 Cu Foil 위에 대면적으로 합성된 CVD 그래핀 및 고정렬 열분해 흑연(HOPG, Highly Oriented Pyrolytic Graphite)으로부터 기계적으로 박리된 그래핀 기판 위에 이산화바나듐($VO_2$) 나노구조물을 기상수송방법으로 직접 성장시키는 연구를 수행하였다. 연구결과 CVD 그래핀 기판의 경우, 그래핀 결정 경계에서 상대적으로 많이 존재하는 기능기들이 $VO_2$ 나노구조물에서 핵형성의 씨앗으로 작용하는 것이 확인되었다. 반면에 HOPG에서 기계적으로 박리된 그래핀 나노시트 표면에는 기능기가 균일하게 분포하기 때문에, 2차원과 3차원 형태로 $VO_2$ 나노구조물이 성장되었다. 이러한 연구결과는 고기능성 $VO_2$/그래핀 나노복합소재를 이용하여 높은 전기용량을 갖는 2차 전지 전극소재 및 고감도 가스 센서의 감지물질 합성에 유용하게 활용될 것으로 전망된다.

ICP 표면 처리된 Si 기판 위에 성장된 Ge 층의 초기 성장 상태 연구 (Early stage of heteroepitaxial Ge growth on Si(100) substrate with surface treatments using inductively coupled plasma (ICP))

  • 양현덕;길연호;심규환;최철종
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.153-157
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    • 2011
  • Inductively Coupled Plasma(ICP)를 이용하여 다양한 조건으로 표면 처리한 Si(100) 기관 위에 Low Pressure Chemical Vapor Deposition(LPCVD)를 이용하여 Ge 층을 이종접합 성장하고, Ge 층 성장 초기의 표면 상태를 Scanning Electron Microscopy(SEM)을 통해 분석하였다. ICP를 이용하여 표면 처리된 Si(100) 기판 위에 성장된 Ge 층의 경우 ICP 처리하지 않은 시편보다 Ge 성장율이 약 5배 이상 증가되었다. ICP 처리된 시편의 Ge 성장률 증가는 ICP 표면 처리 공정으로 Si 기관 표면에서 떨어져 나간 missing dimer가 Ge adatom들에 핵을 형성할 자리를 제공하여 Ge island의 형성과 융합을 촉진시키는 것으로 사료된다.

음향방출법을 이용한 글래스 복합재료의 파괴인성 및 미시파괴과정의 평가 (Evaluation of Fracture Toughness and the Micro-Fracture Mechanism of Porous Glass Composite by Using Acoustic Emission Technique)

  • 정희돈;권영각;장래웅
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.1388-1398
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    • 1994
  • The fracture toughness and micro-fracture mechanisms of the porous glass and stainless fiber reinforced glass composite were evaluated by using the acoustice mission(AE) technique, fracture toughness $test(K_{IC})$ and the macroscopic observation of the specimen surface which was being under the loading. At initial portion of the loading, the AE signals with low energy, of which origins were considered as the micro-cracks formated at the crack tip, were emitted. With increasing the applied load, AE signals having higher energies were generated due to the coalesence of micro-cracks and fast fracture. Based on the such relationship between AE emission and loading condition, fracture toughness $K_{IAE}$ could be defined successfully be using the $K_I$ value corresponding to an abrupt change of the accumulated AE signal energies emitted during the fracture toughness test. In spite of its brittleness of glass material, nonlinear deformation behavior before maximum load was observed due to the formation of micro-cracks. Further, the stainless fiber may have attributed to the improvement of fracture toughness and the resistance to crack propagation comparing to noncomposited materials Finally, models of the micro-fracture process combined with the AE sources for the porous glass material and its composite were proposed paying attention to the micro-crack nucleation and its coalescence at the crack tip. Fiber fracture and its Pullout, deformation of fiber itself were also delinated from the model.