Silicon nanowires (SiNWs), due to their unusual quantum-confinement effects that lead to superior electrical and optical properties compared to those of the bulk silicon, have been widely researched as a potential building block in a variety of novel electronic devices. The conventional means for the synthesis of SiNWs has been the vapor-liquid-solid method using chemical vapor deposition; however, this method is time consuming, environmentally unfriendly, and do not support vertical growth. As an alternate, the electroless etching method has been proposed, which uses metal catalysts contained in aqueous hydrofluoric acids (HF) for vertically etching the bulk silicon substrate. This new method can support large-area growth in a short time, and vertically aligned SiNWs with high aspect ratio can be readily synthesized with excellent reproducibility. Nonetheless, there still are rooms for improvement such as the poor surface characteristics that lead to degradation in electrical performance, and non-uniformity of the diameter and shapes of the synthesized SiNWs. Here, we report a facile method of SiNWs synthesis having uniform sizes, diameters, and shapes, which may be other than just cylindrical shapes using a modified nanosphere lithography technique. The diameters of the polystyrene nanospheres can be adjustable through varying the time of O2 plasma treatment, which serve as a mask template for metal deposition on a silicon substrate. After the removal of the nanospheres, SiNWs having the exact same shape as the mask are synthesized using wet etching technique in a solution of HF, hydrogen peroxide, and deionized water. Different electrical and optical characteristics were obtained according to the shapes and sizes of the SiNWs, which implies that they can serve specific purposes according to their types.
Lanthanum/gadolinium zirconate coatings are deposited via suspension plasma spray with suspensions fabricated by a planetary mill and compared with hot-pressed samples via solid-state reaction. With increase in processing time of the planetary mill, the mean size and BET surface area change rapidly in the case of lanthanum oxide powder. By using suspensions of planetary-milled mixture between lanthanum or gadolinium oxide and nano zirconia, dense thick coatings with fully-developed pyrochlore phases are obtained. The possibilities of these SPS-prepared coatings for TBC application are also discussed.
Li(DPM)을 원료로 hot wall 수평 관형 반응기를 이용하여 질소-산소 및 아르곤-산소의 분위기에서 $Li_2O$ 고체박막을 LPMOCVD법으로 합성하였다. XRD와 ESCA 분석으로부터 질소-산소 분위기에서는 $Li_2CO_3$막이, 아르곤-산소의 분위기에서는 $Li_2O$막이 성장하였음을 알아냈다. 성막된 산화리튬과 리튬카보네이트는 기판의 실리콘 성분과 반응하여 실리케이트를 형성하였다. 마이크로 trench법과 Monte Carlo 시뮬레이션에 의해 기상반응 속도상수 및 표면반응 속도상수가 얻어졌으며 이를 이용한 성막속도 계산치와 실험치를 비교한 결과 실험조건범위 내에서 잘 일치하였다.
쌍극자물질에 전자파를 조사하면 그 파동의 변화에 따라 분자가 진동하며, 이웃 분자와 마찰을 일으켜 물질 내부로부터 가열되는 독특한 현상을 보인다. 따라서 고체인 전자파흡수제에 흡착시킨 쌍극자 기체를 microwave energy로 쉽게 파괴할 수 있다. 연소기기 배출가스에서 산성가스 제거공정 개발을 위하여 이 방법에 의한 산성가스 분해실험을 실시하였다. Calcined char는 전자파흡수제 및 가스 흡착제로서의 역할을 하는데, NO와 $SO_2$를 함유한 표준가스를 char bed내로 통과시키면서 microwave를 조사하였다. Microwave가 조사되고 있는 20 gram의 char bed를 통과하는 동안 95% 이상의 NO와 70% 이상의 $SO_2$가 환경적으로 무해한 단체원소로 분해되었으며, 분해된 원소 중 산소기는 char의 기공내에서 탄소와 반응하여 $CO_2$를 형성하며 char의 기공도 및 표면적 증대효과를 가져왔다. 일반적인 상업적 연소공정에서 처럼 이보다 낮은 농도에서는 거의 완전한 분해가 가능하리라 보여지며, 대기오염 방지에 좋은 방법이 되리라 믿어진다.
This work was focused on the thermal decomposition of methane into hydrogen and carbon black without emitting carbon dioxide. Extensive experimental investigation on the thermal decomposition of methane has been carried out using a continuous flow reaction system with tubular reactor. The experiments were conducted at the atmospheric pressure condition in the wide range of temperature ($950-1150^{\circ}C$) and flow rate (250 - 1500 ml/min) in order to study their dependency on hydrogen yield. During the experiments the carbon black was successfully recovered as an useful product. Undesirable pyrocarbon was also formed as solid film, which was deposited on the inside surface of tubular reactor. The film of pyrocarbon in the reactor wall became thicker and thicker, finally blocking the reactor. The design of an efficient reactor which can effectively suppress the formation of pyrocarbon was thought to be one of the most important subjects in the thermal cracking of methane.
Irschik, Hans;Krommer, Michael;Zehetner, Christian
Smart Structures and Systems
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제18권1호
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pp.139-154
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2016
This paper is concerned with the dynamics of hyperelastic solids and structures. We seek for a smart control actuation that produces a desired (prescribed) displacement field in the presence of transient imposed forces. In the literature, this problem is denoted as displacement tracking, or also as shape morphing problem. One talks about shape control, when the displacements to be tracked do vanish. In the present paper, it is assumed that the control actuation is provided by imposed eigenstrains, e.g., by the electric field in piezoelectric actuators, or by thermal actuators, or via analogous physical effects, such as magneto-striction or pre-stress. Structures with a controlled eigenstrain-type actuation belong to the class of smart structures. The action of the eigenstrains can be conveniently characterized by actuation stresses. Our theoretical derivations are performed in the framework of the theory of small incremental dynamic deformations superimposed upon a statically pre-deformed configuration of a hyperelastic solid or structure. We particularly ask for a distribution of incremental actuation stresses, such that the incremental displacements follow exactly a prescribed trajectory field, despite the imposed incremental forces are present. An exact solution of this problem is presented under the assumption that the actuation stresses can be tailored freely and applied everywhere within the body. Extending a Neumann-type solution strategy, it is shown that the actuation stresses due to the distributed control eigenstrains must satisfy certain quasi-static equilibrium conditions, where auxiliary body-forces and auxiliary surface tractions are to be taken into account. The latter auxiliary loading can be directly computed from the imposed forces and from the desired displacement field to be tracked. Hence, despite the problem is a dynamic one, a straightforward computation of proper actuator distributions can be obtained in the framework of quasi-static equilibrium conditions. Necessary conditions for the functioning of this concept are presented. Particularly, it must be required that the intermediate configuration is infinitesimally superstable. Previous results of our group for the case of shape control and displacement tracking in linear elastic structures are included as special cases. The high potential of the solution is demonstrated via Finite Element computations for an irregularly shaped four-corner plate in a state of plain strain.
한국에서 미국으로의 단감의 수출확대를 위하여 미국에서의 단감 생산 및 유통 현황을 현지 방문하여 조사하였다. 그리고 해상을 통한 단감 포장의 시범적 수송과 현지 판매를 수행하여 유통 중의 문제점을 파악하였다. 이러한 조사로부터 고품질 상태로의 단감을 미국에 수출하기 위한 방안을 도출하고자 하였다. 미국 현지에서의 단감 산업은 생산량 증가로 가격이 하락하고 있으며 이에 따른 수지 악화로 재배면적 및 생산량이 감소 추세에 진입하였다. 단감 소비는 현재 아시안에 의하여 주도적으로 이루어지고 있지만 최근 히스패닉과 백인들에 의한 소비도 증가하고 있었다. 타국으로부터 수출되는 감에 비해 한국산 단감은 색도와 당도를 증진시키는 노력이 필요하며 지나치게 대과인 경우는 국내 가격이 높아 가격 경쟁력이 떨어지고 수출확대가 어려운 것으로 나타났다. 대미 수출 단감 포장은 수송 중 저온 컨테이너 별로 온도차가 심하게 발생되었고 온도차가 많은 컨테이너의 과실은 흑변, 연화 등의 발생으로 품질이 크게 저하되었다. 과실의 플라스틱 봉지를 결속하는 상태가 불량하여 포장내 공기조성이 단감저장에 적절한 수준으로 형성되지 않았고(산소농도가 높고 이산화탄소농도가 낮음), 과피흑변 및 흑점, 연화과 등 생리장해과의 발생이 많았다.
원자흡수분광법을 위한 글로우방전 분광 장치를 sputtering된 시료원자가 기저상태의 원자가 최대이며 여기 상태의 원자가 최소가 되는 지역을 측정하도록 설계 개발하였다. 빠른 속도의 가스 jet는 방전의 육안 및 전기적 변화 뿐만 아니라 시료표면의 변화에서 처럼 시료가 원자화되는 양을 현저히 증가시킨다. 가스 jet는 원자흡수분광법으로 시료를 직접할 수 있는 가능성을 보여주었다. 감도와 재현성에 영향을 끼치는 여러 가지 요인들에 관하여 연구하였다.
The present study was undertaken to investigate the crystal growth onto human enamel mineral and synthetic hydroxyapatite(HA) seeds in media resembling the enamel fluid composition. Effects of fluoride at high concentrations on the precipitation were also examined in a bench-top crystal growth model adopting a miniaturized reaction column. The Ca, P and F concentrations and pH values of the inlet and outlet solutions were determined. The recovered solid samples were weighed to assess the amount of minerals precipitated during the experimental period, and finally viewed under a scanning electron microscope. Remarkable findings were that 1) both biological and synthetic seeds with the same total surface areas yielded similar amounts of crystal growth, 2) the amount of crystal growth was accelerated in a manner depending on fluoride concentrations in the media, 3) SEM observations disclosed that without the addition of fluoride, precipitation of thin, plate-like OCP crystals became prominent, but by increasing the fluoride concentration(beyond 1ppm F), rod-like crystals having a pointed edge were most frequently observed, without any evidence for precipitation of the plate-like crystals. Furthermore, the dimension of rod-like crystals was increased in proportion to fluoride concentrations, 4) there was no difference in the morphological feature of precipitated mineral phase upon seeding between human enamel seed and synthetic HA seed. The overall results support the view that the seeded crystal growth model is of value to gain insight into the mechanism of enamel crystal growth under fluoride regimens.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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