• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.548-556
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• 2021

본 연구는 부직포의 환경오염 문제를 해결하기 위하여 리그노셀룰로오스 섬유와 야자각 활성탄(CSA)을 이용한 미세먼지-저감 여과필터의 제조 가능성을 조사하였다. CSA의 경우, 휘발성 유기화합물(VOC)과 유해금속의 저감을 위한 여과필터 제조용 원료로서 적용 가능성을 확인하였으며, CSA의 VOC 저감효과는 목섬유보다 5배 이상으로 측정되었다. 돈모, 인모, 돈혈과 같은 단백질계 원료와 낙엽송 수피 열수 추출물을 이용하여 조제한 천연접착제를 적용하여 최소 200 kg/m³의 목표밀도와 함께 최대 40 wt%의 CSA로 제조된 섬유판은 취급이 가능한 강도를 보유한 것으로 나타났다. 그러나 이 조건에서 제조된 섬유판의 경우, 통기성이 낮아 이를 해결하기 위하여 통기구를 가진 섬유판의 제조가 요구되었다. 활성탄으로 사용한 CSA는 강도 및 성형성을 고려하여 입자의 크기는 2 mesh 이상으로 조절이 필요하였고, 표층에는 목섬유만 심층에는 목섬유와 활성탄으로 구성된 3층 섬유판으로 제조하는 방안이 최적조건으로 도출되었다. 한편 필터지(한지)는 우수한 미세먼지 여과능을 가진 것으로 조사되었으며, 결과적으로 타공 섬유판과 함께 한지로 구성된 여과필터 세트가 부직포로 생산되고 있는 기존 여과필터를 대신하여 실내외 공간에 존재하는 미세먼지외에 VOC와 유해금속 등의 저감장치용 여과필터로서 사용이 가능한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.387-393
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• 2021

본 연구에서는 해양플랫폼의 탑사이드 구조에서 주로 채택하고 있는 파이프 연결 구조의 피로 수명 증가를 위한 방안을 찾기 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 상용해석프로그램인 MSC Patran/Nastran을 적용하였으며, 대표적인 중앙부 구조 형상을 해석모델로 선정하였다. 하중에 따른 응력집중 현상을 구현하기 위하여, 8 절점 솔리드 요소를 이용한 모델링을 구현하였다. 주요하중은 횡방향 하중 2가지와 대각선 파이프에 인장 하중을 고려하였다. 주요 위치에서의 Hot spot 응력을 확인하기 위하여, 0.01 mm dummy 쉘 요소를 적용하였으며, 0.5 t와 1.5 t 위치에서의 주응력을 계산한 후 외삽법에 따라 용접부에 발생하는 응력을 추정하였다. 일부 구간에서는 만족해야 하는 피로 수명 이하로 평가되어, 보강이 필요하였다. 보강은 기존 설계된 파이프의 두께나 지름을 변경하지 않고, 피로수명이 부족한 부위에 응력집중계수를 낮출 수 있도록 브래킷을 추가하였다. 인장 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 23 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 8 % 감소하였다. 휨 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 3 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 48 % 감소하였다. 신규 브래킷 보강으로 인하여, bracket toe의 응력증가가 발생하였지만, S-N 커브 자체가 파이프 조인트에 비해 좋으므로 큰 문제가 되지는 않는다. 본 연구에서 적용한 국부 보강을 통한 피로 수명 개선 방법은 기존 설계안의 변경을 최소화하면서 피로 수명 증가를 효율적으로 할 수 있다는 점에서 관련 산업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권1호
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• pp.290-317
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• 2013

우도 내에 분포하는 여러 지질명소에 대해 자연유산적 학술적 가치를 조사하여, 이들의 보전가치와 세계자연유산으로서의 자격을 평가하였다. 우도는 작은 제주도라고 불릴 만큼 제주도 섬 내에 나타나는 다양한 지질유산적 특징을 가진다. 우도 내에는 우도를 형성한 수성화산체인 소머리오름과 소머리오름이 만들어지면서 형성된 여러 화산지형이 분포한다. 이들은 수성화산 분출에 의해 형성된 응회구와 그 위에 흐른 용암, 그리고 용암 내에 발달되어 있는 용암동굴과 화산 분화 후 재동되어 퇴적된 화산쇄설물이다. 플라이스토세에 이르러 수십 차례에 걸쳐 빙하기와 간빙기가 교호하면서 우도는 섬과 육지환경이 계속적으로 반복해 왔다. 마지막 최대 빙하기 이후에 해수면이 현재와 같이 상승한 약 6000년 전부터 우도 주변의 천해환경에서는 많은 탄산염 퇴적물이 형성되기 시작하였다. 특히 우도와 제주도 사이에 존재하는 수심이 20m 이내의 넓은 천해환경은 홍조단괴가 만들어지는 최적의 환경을 제공하였으며, 현재에도 많은 홍조단괴가 자라고 있다. 이렇게 만들어진 홍조단괴는 태풍에 의해 지속적으로 해안가로 운반되어 홍조단괴로만 이루어져 세계 유일이라고 판단되는 해빈퇴적물을 형성하였다. 하지만 이 해빈퇴적물은 전통적으로 학계에 알려진 해빈퇴적물과는 그 성인적 측면에서 구별된다. 전형적인 해빈퇴적물로는 탄산염 퇴적물로만 이루어진 하얀 모래의 하고수동 해빈, 화산쇄설물이 침식되어 퇴적된 검은 모래의 검멀레 해빈, 그리고 주변의 현무암이 침식되어 커다란 자갈로만 이루어진 톨칸이 해빈이 나타난다. 과거 바람에 의해 탄산염 해빈퇴적물이 육지로 운반되어 형성된 사구층이 나타나며, 우도의 북쪽 해안가 세배곶 지역에는 전형적인 해빈의 형성과 태풍의 영향으로 퇴적된 복합적인 성인을 가진 퇴적물도 나타난다. 화산쇄설물로 이루어진 퇴적층을 따라 발달한 해안 절벽에는 파도의 침식에 의해 형성된 해식동굴이 여러 개 발견된다. 특히 수심 10m 부근에 나타나는 수중 해식동굴은 해수면의 변화를 반영하는 뛰어난 지형으로 평가된다. 이러한 우도의 다양한 지질유산은 우도가 매우 뛰어난 지질다양성을 보여주는 장소임을 지시한다. 전 세계에서 우도의 홍조단괴 해빈과 같이 거의 모든 퇴적물이 홍조단괴로만 이루어진 지역은 매우 드물며, 수중폭발에 의해 형성된 소머리오름은 제주도 내에 나타나는 다른 수성화산체인 성산일출봉, 수월봉, 송악산, 용머리 등과 함께 세계자연유산으로 등재될 자격이 있는 것으로 판단된다. 현재 홍조단괴 해빈은 국가지정 천연기념물로 지정되어 있으나 그 지정 지역 밖에도 더 넓은 지역에 홍조단괴가 형성되고 있으므로 보전지역의 확장이 필요하다. 또한 소머리오름도 그 지질유산적 가치의 보전을 위해 천연기념물로 지정할 필요가 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제43권4호
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• pp.56-77
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• 2010

경주 내남면 이조리에 소재하는 최진립신도비의 받침인 석제 귀부(龜趺)는 1740년경에 제작되었다는 기록이 있어 통일신라시대 귀부를 모사한 조선시대 작품으로 인식되었다. 그러나 당시 제작되는 귀부 형식과는 다르고, 모사한 원 귀부의 형식은 어느 곳에서도 찾을 수 없는 모습들이 확인되고 있다. 첫째, 제작 과정을 기록한 '문루일기(門樓日記)'에는 비석을 먼저, 이후에 귀부를 제작했음이 밝혀져 있다. 그러나 비좌 삽입부가 작아 비석 양쪽 끝단을 잘라 삽입한 흔적이 보이며, 비석의 크기를 고려하지 않고 귀부와 비좌를 만들었다는 것은 공정상에 이해되지 않는 부분이다. 또한 비석 제작 부분은 구체적으로 묘사되어 있으나, 백운대라는 사찰터에서 제작되었다고 할 뿐, 공정 내용이 언급되지 않은 점은 당시 실사를 하고 기록했는지 의심되는 부분이다. 둘째, 이조리귀부의 구름문양은 초기의 태종무열왕릉귀부와 서악리귀부 구름문에서 이행되는 시간상의 세리에이션(Seriation)을 잘 반영하고 있다. 비좌 주변을 장식한 연화문은 중앙에 형식화된 보상화가 표현된 것으로 통일신라시대 전성기인 8세기대 기와 등에 가장 잘 나타나던 문양이다. 셋째, 전진하는 모습의 이조리귀부는 지금까지 경주에 전해지는 귀부들에서도 찾기 힘든 생동감을 가지고 있으며, 일렬상의 귀갑문 배치는 이전 귀부의 문양 배치보다 훨씬 간결해지고 공간 활용을 고려한 발전된 형식으로 판단된다. 따라서 이조리귀부는 시기적 변화를 보여주는 문양 형식, 비신과 비좌의 불일치, 기록상의 고찰을 통해 볼 때, 18세기 조선시대 석공이 신라문양의 형식변화 등을 모두 고려하여 제작한 모사품이라기보다는 8세기 중반 경에 제작된 통일신라시대 귀부였음을 제시해 보고자 한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제49권2호
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• pp.56-69
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• 2016

우리나라는 목조문화재의 화재예방을 위해 1973년부터 현재까지 방염처리가 실시되고 있으나, 검정기준이 제시되었음에도 일부 단청에서 백화현상 및 변색 등의 문제가 지속적으로 발생되고 있다. 이러한 현상의 원인은 방염제 약제의 안정성 문제, 단청 제작방법, 과거 도포되었던 약제의 잔류, 그리고 건물 입지환경 등으로 추정되고 있으나, 이에 대한 평가와 원인규명은 수행되지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 의사시료 제작 및 공간적 시간적 환경조건을 설정하여 방염제가 단청에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 단청 의사시편 제작은 문화재수리표준시방서에 명시된 제작방법, 현장에서 일반적으로 통용되는 방법, 그리고 전통기법에 준하는 방법의 세 가지로 제작방법에 차이를 두어 실시하였다. 의사시편은 환경조건의 차이를 위해 해안과 내륙으로 지역을 구분하고, 각 환경조건에 따라 양지와 습지로 장소를 나누어 설치하였다. 방염제 도포 후 12개월간 경년변화를 조사하였으며, 정밀촬영 및 주기적인 관찰을 통해 변화양상을 파악하였다. 경년변화 조사결과 백화, 변색, 용해, 박락 등 다양한 변화가 발생되었으며, 그 중 백화현상이 가장 지배적인 것으로 나타났다. 제작방법별 영향 분석결과, 세 가지 제작방법에서 모두 백화현상 발생하였는데, 이는 각 제작방법의 채색재료에 모두 칼슘(Ca)성분이 포함되어 있기 때문에 방염제의 인(P)계 성분과 반응하여 백화현상이 발생한 것으로 판단된다. 환경조건별 영향 분석결과, 해안지역에서 내륙지역보다 백화 발생률이 높게 나타났고, 양지에서 전통 제작방법의 백화정도가 감소되었는데, 이러한 현상은 습도변화와 제작방법별 교착제의 차이에 의한 영향으로 판단된다. 결론적으로 인(P)계 성분이 포함된 방염제 사용시 단청에 호분 등 칼슘성분이 사용되었는지의 여부를 우선 파악해야 하며, 그 외 단청 시공에 앞서서 장소 조건 및 단청 시공 조건 등에 대한 다양한 사전조사가 이루어져야 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권1호
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• pp.21-33
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• 2019

This paper focuses on the interpretation of radiation fluxes from active galactic nuclei. The advantage of positron annihilation spectroscopy over other methods of spectral diagnostics of active galactic nuclei (therefore AGN) is demonstrated. A relationship between regular and random components in both bolometric and spectral composition of fluxes of quanta and particles generated in AGN is found. We consider their diffuse component separately and also detect radiative feedback after the passage of high-velocity cosmic rays and hard quanta through gas-and-dust aggregates surrounding massive black holes in AGN. The motion of relativistic positrons and electrons in such complex systems produces secondary radiation throughout the whole investigated region of active galactic nuclei in form of cylinder with radius R= 400-1000 pc and height H=200-400 pc, thus causing their visible luminescence across all spectral bands. We obtain radiation and electron energy distribution functions depending on the spatial distribution of the investigated bulk of matter in AGN. Radiation luminescence of the non-central part of AGN is a response to the effects of particles and quanta falling from its center created by atoms, molecules and dust of its diffuse component. The cross-sections for the single-photon annihilation of positrons of different energies with atoms in these active galactic nuclei are determined. For the first time we use the data on the change in chemical composition due to spallation reactions induced by high-energy particles. We establish or define more accurately how the energies of the incident positron, emitted ${\gamma}-quantum$ and recoiling nucleus correlate with the atomic number and weight of the target nucleus. For light elements, we provide detailed tables of all indicated parameters. A new criterion is proposed, based on the use of the ratio of the fluxes of ${\gamma}-quanta$ formed in one- and two-photon annihilation of positrons in a diffuse medium. It is concluded that, as is the case in young supernova remnants, the two-photon annihilation tends to occur in solid-state grains as a result of active loss of kinetic energy of positrons due to ionisation down to thermal energy of free electrons. The single-photon annihilation of positrons manifests itself in the gas component of active galactic nuclei. Such annihilation occurs as interaction between positrons and K-shell electrons; hence, it is suitable for identification of the chemical state of substances comprising the gas component of the investigated media. Specific physical media producing high fluxes of positrons are discussed; it allowed a significant reduction in the number of reaction channels generating positrons. We estimate the brightness distribution in the ${\gamma}-ray$ spectra of the gas-and-dust media through which positron fluxes travel with the energy range similar to that recorded by the Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics (PAMELA) research module. Based on the results of our calculations, we analyse the reasons for such a high power of positrons to penetrate through gas-and-dust aggregates. The energy loss of positrons by ionisation is compared to the production of secondary positrons by high-energy cosmic rays in order to determine the depth of their penetration into gas-and-dust aggregations clustered in active galactic nuclei. The relationship between the energy of ${\gamma}-quanta$ emitted upon the single-photon annihilation and the energy of incident electrons is established. The obtained cross sections for positron interactions with bound electrons of the diffuse component of the non-central, peripheral AGN regions allowed us to obtain new spectroscopic characteristics of the atoms involved in single-photon annihilation.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.24-31
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• 2022

오늘날 다양한 용도로 사용하고 있는 석유계 플라스틱은 지구 환경 및 생태계에 큰 위협을 주는 존재로서 이를 대체하기 위한 방안을 찾기 위해 범세계적으로 각 분야에서 많은 노력이 가해지고 있다. 이런 관점에서 본 연구에서는 생분해성 특성을 지닌 해양 바이오매스 유래 알지네이트에 석유계 기반의 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol; PVA)을 10 wt% 혼합하여 알지네이트 기반 폴리비닐알콜 블렌드 필름(alginate-based PVA blend films)을 수용액상으로부터 캐스팅하여 제조하였다. 가교제로는 글루타르알데히드가 사용되었으며, 필름에 항균성을 부여하고자 캐슈넛껍질액으로부터 추출된 알킬 페놀계 바이오오일인 카다놀(cardanol) 성분을 0.1 ~ 2.0 wt% 범위로 첨가하였다. 이렇게 제조된 블렌드 필름의 특성을 알아보기 위하여 푸리에변환 적외선 분광법(FTIR), 열중량분석(TGA), 인장강도, 팽윤도 및 항균성 등을 측정하였다. FTIR과 열중량분석, 인장강도 결과들은 주성분인 알지네이트에 PVA가 하나의 매트릭스 상을 이루며 잘 분산되어 있음을 보여주었고, 특히, 단일 성분일 때 약점으로 알려진 알지네이트의 취성(brittle)과 PVA의 약한 열적 내구성이 블렌드를 이루면서 PVA와 알지네이트 기능기들의 가교 및 수소결합으로 인하여 열적, 기계적인 물성들이 향상됨을 보였다. 카다놀 성분의 첨가는 황색포도상구균과 대장균에 대한 항균성을 크게 향상시켜 60 min 접촉시간에서 황색포도상구균의 사멸율은 98% 이상이고, 대장균의 경우 약 70%의 우수한 향균 성능을 나타냈다. 알지네이트-PVA 블렌드에 대한 최적 항균성은 카다놀이 0.1 ~ 0.5 wt% 범위이었다. 이상의 결과들을 볼 때, 카다놀을 함유한 알지네이트-PVA 블렌드 필름은 식품 포장제 및 여러 항균소재로서 응용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.594-605
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• 2022

마이크로웨이브 소성로를 이용하여 굴 패각을 소성하여 CaO 제조하였다. 제조된 CaO를 수화 반응시켜서 Ca(OH)₂를 분석하였다. 합성한 Ca(OH)₂를 주성분으로하여 외부용 수성 도료 배합하였다. 굴 패각(325 mesh, 43 ㎛)은 (a) 950 ℃/1 시간와 (b) 1,150 ℃/1 시간 동안 탈탄산화반응을 시켜 CaO를 제조하였다. (a)의 소성 조건에서는 CaO 56.7 wt%이고 (b)의 소성 조건에서는 CaO 100 wt%였다. 굴 패각의 소성에 의한 CaO를 석회석의 경우와 비교하기 위하여 석회석(25~30 mm)을 950 ℃/1 시간 동안 탈탄산화 반응시켜서 CaO를 제조하였으며, XRD 분석 결과 CaO 100 wt%로 분석 되었다. 굴 패각의 소성 조건인 (b) 1,150 ℃, 1시간으로 CaO를 제조하여 수화 반응을 통하여 Ca(OH)₂를 합성하였다. 제조된 CaO의 수화 조건은 (a) CaO : H₂O(100 g : 200 g)과 (b) CaO : H₂O(100 g : 400 g)로 수화 반응성을 실시하였다. 수화 반응 결과, 저 반응성으로 확인 되었다. 100 wt%의 Ca(OH)₂를 합성하였다. 특히 (a)의 수화 조건에서 합성한 Ca(OH)₂는 판상형으로 분석되었다. 굴 패각으로 합성한 Ca(OH)₂를 주성분으로 외부용 수성 도료를 배합하였다. 외부용 수성 도료 표준 규격(KS M 6010)의 15개 항목에 대하여 분석하였을 때 냉동안정성을 제외한 다른 모든 기준에 적합한 것을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.91-109
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• 2022

해양은 대기로 배출된 이산화탄소의 30% 가량을 흡수하여 대기 중 이산화탄소 농도를 감소시키는 역할을 하였으나, 이 때문에 해양의 pH와 탄산염 이온(CO₃^2-)이 감소하는 해양산성화 현상을 겪고 있다. 본 논문에서는 황해 연안역의 신규 관측자료를 타 해역에서 획득된 기존 연구자료와 합쳐서 우리나라 주변 해역의 해양산성화 현황을 파악하고자 하였다. 우리나라 주변의 황해, 동해, 동중국해(남해 포함)는 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 있으나, 외해 대부분의 해역에서 해양산성화의 지표인 아라고나이트 포화도가 1 이상인 것으로 나타났다. 남해 동부 연안역에서는 담수 공급으로 인한 희석과 성층 형성, 생물에 의한 유기물 생성과 분해가 표층과 저층의 계절적 해양산성화 변동에 큰 영향을 끼쳤다. 진해만은 빈산소화 현상, 광양만은 담수로 인한 희석으로 여름철 광범위한 해역에서 아라고나이트 포화도가 1 미만으로 감소하여, 탄산칼슘 패각(CaCO₃ shell)을 가진 생물들에게 잠재적 위협이 될 것으로 보고되었다. 하지만 담수 유입이 많은 황해 연안역에서는 진해만과 광양만과 같이 뚜렷하고 광범위한 산성화는 발견되지 않았기 때문에, 연안역에서는 각 해역별 특성에 따라 해양산성화의 양상을 진단해야 할 필요가 있었다. 우리나라 동해 남서부 해역의 계절적 용승 현상 역시 해양산성화에 영향을 미칠 수 있다. 이런 계절적 요인과 더불어, 대기 중의 이산화탄소 및 산성물질이 해양으로 계속 유입되면서, 우리나라 바다의 아라고나이트 포화도가 지속적으로 감소할 것으로 예상된다. 따라서 해양산성화로부터 수산자원과 해양생태계를 보호하기 위해 향후 체계적인 해양산성화 모니터링을 강화해야 할 것이다.

• 한국생활환경학회지
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• 제16권2호
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• pp.89-100
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• 2009

본 연구는 최대하 부하 트래드밀 운동과 간헐적 부위별 인체 냉각 시 심부와 말초 부위의 동적 체온조절을 관찰하기 위해 고안되었다. 이를 위해 총 다섯명의 남자 피험자가 세 가지 실험 조건, 머리와 손 냉각 조건(HH cooling), 다리 냉각 조건(Leg Cooling), 냉각하지 않는 대조군(Control)에 참여하였고, 모든 실험은 기온 24±1℃와 습도 50±5%RH로 유지되는 인공기후실에서 수행되었다. 피험자들은80%HR_max의 트래드밀 운동과 이어지는 회복 스케쥴을 두 번 반복하였고, 인체 부위별 냉각은 15℃의 물이 순환하는 액체 냉각모자, 장갑, 다리를 덮는 형태의 담요를 이용하여 회복 시에만 적용되었다. 본 연구 결과, (1) 직장온도(T_re)는 세 조건 간에 유의한 차이를 보이지 않았다; (2) 피부온도는 부위별로 특징되어지는 다양한 체온조절 현상을 보였다. 특히, 운동의 시작 시점에서 보이는 피부온도의 초기 하강은 주로 가슴, 넓적다리, 종아리, 손가락 피부 온도에서 관찰되었으며, 이 중 손가락 온도(T_fing)에서의 초기 하강 현상은 매우 현저했다. (3) 피부 온도가 초기 하강을 보이는 동안 T_re는 점점 증가했다. (4) 두 번째 운동 시작 시 T_fing에서의 초기 하강 규모는 Control 조건에서 평균 4.8℃, HH cooling 조건에서는 5.1℃, Leg cooling 조건에서는 3.4℃로, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 초기 하강 현상을 보인 시간은 Control 조건에서 평균 8.1분으로 HH cooling 조건에서는 7.9분, Leg cooling 조건에서는 6.3분보다 길었으나 통계적 차이는 발견되지 않았다. 결론적으로, 트래드밀 운동의 개시기에 관찰된 피부온도 하강 현상은 인체 심부의 온열 상태의 진행과는 반대되므로, 비 온열적 요인을 반영한다. 특히, T_fing에서 초기 하강의 규모는 인체 부위별 냉각에 의해 영향을 받았다. 따라서, 말초 부위의 피부온도 하강 현상은 운동 중 피부면의 온열 상태 예측 시 주의깊게 고려되어져야 한다.