• 제목/요약/키워드: composite material

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입자 크기 및 탄소 코팅에 따른 리튬이온배터리용 SiOx 음극활물질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of SiOx Anode for Lithium-Ion Batteries According to Particle Size and Carbon Coating)

  • 박안나;나병기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권1호
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    • pp.19-26
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    • 2024
  • 본 연구에서는 리튬이온배터리용 고용량 음극활물질인 실리콘의 부피팽창을 완화하고 사이클 안정성을 향상시키기 위해 SiOx@C 복합소재를 제조하였다. Stӧber 법을 통해 입자 크기가 각각 100, 200, 500 nm인 SiO2를 합성하였고, 마그네슘 열환원을 통해 SiOx (0≤x≤2)를 제조하였다. 그 후 SiOx에 PVC를 탄화시켜 SiOx와 C의 비율에 따라 SiOx@C 음극활물질을 합성하였다. 제조된 SiOx와 SiOx@C 음극활물질의 물리적 특성은 XRD, SEM, TGA, 라만분광법, XPS, BET를 사용해 분석하였다. 그리고 사이클 테스트, 율속특성, CV, EIS 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 입자 크기가 가장 작은 100 nm SiOx에 SiOx:C=70:30으로 탄소를 코팅하여 제조된 SiOx@C-7030은 100 사이클에서 1055 mAh/g의 방전용량과 81.9%의 용량을 유지하여 가장 우수한 전기화학적 특성을 보여주었다. 이는 SiOx 음극활물질 입자의 크기를 줄이고, 탄소를 코팅하여 사이클 안정성을 향상시킬 수 있다는 것을 의미한다.

Effect of the initial imperfection on the response of the stainless steel shell structures

  • Ali Ihsan Celik;Ozer Zeybek;Yasin Onuralp Ozkilic
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권6호
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    • pp.705-720
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    • 2024
  • Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

해저케이블용 유연보호튜브의 기계적 성능 연구 (Mechanical Performance Study of Flexible Protection Tube for Submarine Cables)

  • 안경수;김윤재;최진욱;임진석;최성웅
    • Composites Research
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    • 제37권2호
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    • pp.101-107
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    • 2024
  • 해저케이블은 케이블의 손상 시 높은 유지 보수 비용과 문제점들을 해결하기 위해 다양한 종류의 보호기 자재를 사용한다. 특히 파랑 및 해류 등의 외력 요소 들로부터 케이블을 보호하기 위해 사용되는 대표적인 보호기자재로 유연보호튜브를 들 수 있다. 유연보호튜브는 폴리우레탄 85A 초 탄성 재료로 구성되어 있어 기계적 거동을 계산하기 위해 실험 결과를 기반으로 한 물성치를 이용한다. 본 연구에서는 유연 보호 튜브를 대상으로 해석적 방법을 사용하여 휨 성능과 인장 성능을 살펴보았다. 해석에 사용된 물성치는 폴리우레탄 85A의 다축인장 실험을 통해 확보된 물성 값을 이용하였다. 유연보호튜브는 최대 굽힘 모멘트 기준치인 15 kN·m와 인장하중의 기준치인 50 kN에 대해 휨 성능과 인장 성능을 분석하였다. 해석 결과 유연 보호 튜브의 최대 굽힘 모멘트가 15 kN·m일 때 MBR은 13 m로 휨 성능이 확보되었으며, 인장하중이 50 kN일 때 최대 수직 변위가 968 mm를 나타내 인장성능이 확보됨을 확인할 수 있었다.

실리콘 기반 음극의 구조적 안전성 향상을 위한 가교 구조를 가지는 수분산 고분자 바인더의 분자 구조 설계 (Molecular Design of Water-dispersed Polymer Binder with Network Structure for Improved Structural Stability of Si-based Anode)

  • 임은영;이은솔;이진홍
    • 공업화학
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    • 제35권4호
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    • pp.309-315
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    • 2024
  • 실리콘/탄소(SiC) 복합체는 실리콘의 높은 이론 용량과 탄소 소재의 높은 전기 전도성을 동시에 만족할 수 있어 실리콘 기반 음극의 상용화를 위한 새로운 음극 소재로서 주목받고 있다. 그러나 SiC 활물질의 반복적인 부피 변화에 따른 지속적인 전해질 소모와 용량 감소는 여전히 해결되어야 하는 문제로 여겨진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 열적 가교 반응을 통해 네트워크 구조를 형성하는 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) (H12MDI) 기반의 수분산 폴리우레탄 바인더(HPUD)를 제안한다. 가교된 HPUD (CHPU)는 SiC 음극의 건조 공정 중 간단한 열처리를 통해서 가교제인 triglycidyl isocyanurate (TGIC)의 epoxy 고리 개환 반응을 활용하여 제조되었다. 뛰어난 기계적 특성 및 접착 특성을 가지는 CHPU 바인더를 사용한 SiC 음극은 우수한 율속 및 장기 수명 특성을 나타낼 뿐만 아니라, SiC 음극의 부피 팽창 또한 효과적으로 완화시키는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 가교 구조를 가지는 환경친화적인 바인더가 다양한 실리콘 기반 음극에 활용될 수 있음을 시사한다.

Fresh and hardened properties of expansive concrete utilizing waste aluminum lathe

  • Yasin Onuralp Ozkilic;Ozer Zeybek;Ali Ihsan Celik;Essam Althaqafi;Md Azree Othuman Mydin;Anmar Dulaimi;Memduh Karalar;P. Jagadesh
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권5호
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    • pp.595-608
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    • 2024
  • In this study, aluminum lathe waste was used by replacing aggregates in certain proportions in order to obtain expansive concrete using recycled materials. For this reason, five different aluminum wastes of 1%, 2%, 3%, 4% and 5% were selected and also reference without aluminum waste was produced. Based on the mechanical tests conducted, which included slump, compression, splitting tensile, and flexural tests, it was evident that the workability of the material declined dramatically once the volume ratio of aluminum exceeded 2%. As determined by the compressive strength test (CST), the CS of concrete (1% aluminum lathe wastes replaced with aggregate) was 11% reducer than that of reference concrete. It was noted that the reference concrete's CS values, which did not include aluminum waste, were greater than those of the concrete that contained 5% aluminum. When comparing for splitting tensile strength (STS), it was observed that the results of STS generally follow the parallel inclination as the CS. The reduction in these strengths when 1% aluminum is utilized is less than 10%. These ratios modified 18% when flexural strength (FS) is considered. Therefore, 1% of aluminum waste is recommended to obtain expansive concrete with recycled materials considering minimum loss of strength. Moreover, Scanning Electron Microscope (SEM) analysis was performed and the results also confirm that there was expansion in the aluminum added concrete. The presence of pores throughout the concrete leads to the formation of gaps, resulting in its expansion. Additionally, for practical applications, basic equations were developed to forecast the CS, STS, and FS of the concrete with aluminum lathe waste using the data already available in the literature and the findings of the current study. In conclusion, this study establishes that aluminum lathe wastes are suitable, readily available in significant quantities, locally sourced eco-materials, cost-effective, and might be selected for construction using concrete, striking a balance among financially and ecological considerations.

수직 Slit형(形) 강판으로 전단보강된 철근콘트리트 보의 전단보강효과 (Shear Strengthening Effect on Reinforced Concrete Beams Strengthened by Vertical Slit Type Steel Plates)

  • 이춘호;권기혁
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권1호통권53호
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    • pp.195-204
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    • 2009
  • 강판부착공법은 철근콘크리트(RC) 보의 전단내력이 부족한 경우에 일반적으로 사용되는 보강공법 중의 하나이다. 그러나, 기존의 solid형 강판보강공법은 강성이 우수한 반면 취성적 부착파괴, 비효율적인 재료량 및 시공성 등의 문제가 알려져 있으며, 띠형 강판보강공법은 제한된 접착면적과 강판의 비일체적 거동 때문에 보강효과가 낮게 되는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선할 수 있는 Slit형 강판을 사용하여 전단내력을 보강하는 방법을 제시하고 이 공법의 보강효과를 분석하고자 하였다. 전단경간 내에서 수직 Slit형 강판의 폭, 간격 및 두께를 주요 변수로 하는 13개의 시험체를 제작하였으며, 본 연구의 실험결과 및 기존 띠형 강판으로 전단보강된 RC 보의 실험결과를 비교 분석하고 Slit형 강판공법의 보강효과를 정량적으로 규명하였다. 실험결과, 기존의 개별적 띠형 전단보강방법에 비하여 일체화된 수직 Slit형 강판으로 보강한 경우에 더 높은 전단내력을 보였으며, 이는 강판과 RC 보의 일체성이 높아지고 강판의 부착면적이 증대되기 때문인 것으로 판단된다.

성견 3면 골내낭에서 calcium sulfate를 calcium carbonate와 혼합이식 및 차단막으로 사용시 치주조직의 치유효과 (THE EFFECT OF CALCIUM SULFATE WITH CALCIUM CARBONATE GRAFT AND CALCIUM SULFATE BARRIER ON THE HEAUNGOF 3-WALL INTRABONY DEFECTS IN DOGS)

  • 정유선;김종관
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제26권3호
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    • pp.605-624
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    • 1996
  • Various bonegraft materials and the technique of guided tissue regeneration have been used to regenerate lost periodontal tissue. Calcium sulfate has been known as a bone graft material because of good biocompatibility, rapid resorption and effective osteoinduction. It has been known that calcium sulfate works as a binder to stabilize the defect when it is used with synthetic graft materials. The effects on the regeneration of pericxiontal tissue were studied in dogs after grafting 3-wall intrabony defects with calcium carbonate and calcium sulfate and covering with calcium sulfate barrier. The 3-wall intrabony defectstdmm width, 4mm depth, 4mm length) were created in anterior area and treated with flap operation alone(contol group), with porous resorbable calcium carbonate graft alonetexperirnental group 1), with calcium sulfate graft alonetexperimental group 2) and with composite graft of 80% calcium carbonate and 20% calcium sulfate with calcium sulfate barriertexperimental group 3). Healing responses were histologically observed after 8 weeks and the results were as follows: 1. The alveolar bone formation was $0.59{\pm}0.19mm$ in the control group, $1.80{\pm}0.25mm$ in experimental group 1, $1.61{\pm}0.21mm$ in experimental group 2 and $1.94{\pm}0.11mm$ in experimental group 3 with statistically significant differences between control group and all experimental groups(P<0.05). There were statistically significant differences between experimental group 1 and group 2 (P<0.05). 2. The new cementum formation was $0.48{\pm}0.19mm$ in the control group. $1.72{\pm}0.26mm$ in experimental group 1, $1.43{\pm}0.17mm$ in experimental group 2, $1.89{\pm}0.15mm$ in experimental group 3 with statiscally significant differences between control group and all experimental groups (p<0.05). There were statistically significant differences between experimental group 1 and group 2, and between experimental group 2 and group 3(P<0.05). 3. The length of junctional epithelium was $1.61{\pm}0.20mm$ in the contol group, $0.95{\pm}0.06mm$ in experimental group 1, $1.34{\pm}0.16mm$ in experimental group 2, $1.08{\pm}0.11mm$ in experimental group 3 with statiscally significant differences between control group and experimental group 1. and btween control group and experimental group 3(p<0.05). There were statistically significant differences between experimental group 1 ,and group 2, and between experimental group 2 and group 3(P<0.05). 4. The connective tissue adhesion was $1.67{\pm}O.20mm$ in the control group, $1.33{\pm}0.24mm$ in experimental group 1. $1.23{\pm}0.16mm$ in experimental group 2, $1.08{\pm}0.14mm$ in experimental group 3 with statistically significant differences between control group and all experimental groups(p<0.05). There were nostatistically significant differences between all experimental groups. As a result, epithelial migration was not prevented when calcium sulfate was used alone, but new bone and cementum formation were enhanced. Epithelial migration was prevented and new bone and cementum formation were also enhanced when calcium carbonate was used alone and when both calcium carbonate and calcium sulfate were used.

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치질을 투과한 조사광에 의한 복합레진 중합시 치질의 두께, 광세기 및 조사 시간이 복합레진의 표면 경도에 미치는 영향 (SURFACE HARDNESS OF THE DENTAL COMPOSITE CURED BY LIGHT THAT PENETRATE TOOTH STRUCTURE ACCORDING TO THICKNESS OF TOOTH STRUCTURE, LIGHT INTENSITY AND CURING TIME)

  • 조수경;김동준;황윤찬;오원만;황인남
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제30권2호
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    • pp.128-137
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    • 2005
  • 본 연구에서는 치질을 투과한 광에너지량을 측정하고 치질을 투과한 광에너지에 의한 광중합 복합레진의 중합 정도를 표면 경도를 측정하여 분석하였다. 광조사기로는 할로겐 광원을 사용하는 Optilux 501 (Demetron, USA)을 사용하였으며, 중합용 light guide는 840 mW/$cm^2의 광세기를 갖는 직경 12 mm의 light guide와 1100 nW/$cm^2$의 광세기를 갖는 직경 7 mm의 Turbo light guide를 사용하였다. 광원을 투과시킬 치질은 건전한 상악 중절치의 순면에서부터 법랑질과 상아질을 포함하도록 $0.7{\times}0.7\;cm$의 크기로 두께 1.0 mm와 2.0 mm의 치아 절편을 준비하였다. 직경 5 mm, 두께 2 mm의 주형에 Al 색상의 광중합 복합레진(Charisma, Kulzer, Germany)을 충전하고 각 군에 주어진 조건에 따라 광중합하였다. 시편은 크게 치질의 두께에 따라 (대조군, 1 mm, 2 mm) 3개의 군으로 나누었으며, 각 군은 다시 light guide의 종류와 광조사 시간에 따라 4개의 군으로 나누었다. 제작된 시편은 미세경도측정기를 이용해 광조사면의 비커스 경도를 측정한 결과, 2 mm 치질군과 대조군의 Turbo-light guide으로 40초 동안 중합한 시편이 가장 높은 표면 경도값을 보였으며, 2 mm 치질군에서 light guide의 종류에 상관없이 20초 동안 중합한 시편들이 가장 낮은 표면 경도값을 보였다 (p < 0.05). 이상의 결과는 1 mm 이하와 같은 얇은 치질을 투과하여 복합레진을 중합하는 경우 광세기와 광조사 시간을 증가시키면 중합 정도도 증가하나, 특정 두께 이상의 치질을 투과 시 광세기나 광조사 시간을 증가시키더라도 중합 정도의 증가는 기대하기 어렵다는 것을 시사한다.으로의 변위를 보였고, 그 외의 지점에서는 내측변위를 보였다. 각 군 간의 변위차이는 6 mm 지점에서 H군이 컸다(p < 0.05). 5. 근관의 중심 이동률은 6 mm 지점에서 H군이 R군에 비해 유의하게 컸지만 다른 모든 위치에서는 차이가 없었다(p < 0.05). 본 실험결과를 토대로 할 때, 각 평가 항목에서 측정 위치에 따라 약간씩 차이가 있었으나, 중심 이동률은 대부분의 위치에서 유의한 차이가 없었다. 따라서 만곡 근관을 성형시에는 세 가지 방법 중 어느 것이 더 유용하다고 보기 어렵다고 판단된다.야 하겠다. 안정 생산을 위한 재식거리는 $12{\times}11$ cm라고 생각되어 진다. 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.X>와 올리고당 $20\~25\%$를 첨가하여 제조한 curd yoghurt는 저장성과 관능적인 면에서 우수한 상품적 가치가 인정되는 새로운 기능성 신제품의 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다. 여자의 경우 0.8이상이 되어서 심혈관계 질환의 위험 범위에 속하는 수준이었다. 삼두근의 두겹 두께는 남녀 각각 $20.2\pm8.58cm,\;22.2\pm4.40mm$으로 남녀간에 유의한 차이는 없었다. 조사대상자의 식습관 상태는 전체 대상자의 $84.4\%$가 대부분이 하루 세끼 식사를 규칙적으로 하고 있었으며 식사속도는 허겁지겁 빨리 섭취하는 경우가 남자는 $31.0\%$, 여자는 $21.4\%$로 나타났고 이들을 제외한 나머지 사람들은 보통 속도 혹은 충분한 시간을 가지고 식사를 하였다. 평소 식사량은 조금 적게 혹은 적당하게 섭취하는 사람이 대부분이었으며 남자가 여자보다는 배부르게 먹는 경 향이 유의적으로 높았다(p<0.05). 식사는

고준위폐기물처분시스템 설계 제한온도 설정에 관한 기술현황 분석: 벤토나이트 완충재를 중심으로 (A review on the design requirement of temperature in high-level nuclear waste disposal system: based on bentonite buffer)

  • 김진섭;조원진;박승훈;김건영;백민훈
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.587-609
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    • 2019
  • 본 연구에서는 고준위폐기물 처분장 내 완충재 로 제시되고 있는 벤토나이트의 재료적인 측면에서 장 단기 처분 안정성을 분석하였으며, 처분효휼 향상을 위한 완충재 디자인 관련 대안개념에 대해 연구동향을 분석하였다. 일반적으로 $150{\sim}250^{\circ}C$ 사이에서 온도증가 및 증기발생 등으로 인해 완충재의 수리전도도와 팽윤능에 비가역적인 변화가 발생한다고 보고된다. 하지만 완충재의 최고온도가 최소한 $150^{\circ}C$를 초과하지 않는다면 온도가 벤토나이트 완충재의 재료적, 구조적 그리고 광물학적 안전성에 미치는 영향은 크지 않는 것으로 분석되었다. 완충재 최고온도 제한은 심층처분장 단위면적에 처분할 수 있는 폐기물의 양을 제한하여 처분효율을 결정하며, 나아가 처분부지의 확보 가능성에까지 영향을 미치는 중요한 설계 인자이다. 따라서 고온이 완충재의 성능에 미치는 영향을 규명함으로써 완충재의 최고온도 제한을 완화하고, 이를 통해 심층처분장의 처분밀도 향상과 처분장 설계의 최적화를 도모할 필요가 있다. 이와 더불어 처분효율을 극대화하기 위해서는 복합소재(흑연, 실리카 등) 및 다중구조(전도층, 절연층 등)의 고기능성 공학적방벽재 개발과 다층처분장(multilayer repository)으로 처분장 레이아웃을 변경하는 방법 등을 병행하여 검토할 필요가 있다. 이는 처분사업의 신뢰성 및 국민 수용성 확보에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

첨단산업의 환경동태성이 공급체인의 결속에 미치는 영향: 유연성과 의존성의 역할 (The Effects of Environmental Dynamism on Supply Chain Commitment in the High-tech Industry: The Roles of Flexibility and Dependence)

  • 김상덕;지성구
    • 마케팅과학연구
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    • 제17권2호
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    • pp.31-54
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    • 2007
  • 첨단산업의 기업들은 환경의 변화에 효과적으로 대응하는 것을 기업 성패에 중요한 요인으로 여기고 있다. 하지만 첨단산업의 환경 동태성이 공급체인 구성원 간 관계 결속에 미치는 영향에 관한 연구가 부족하여, 환경 변화에 효과적인 대응을 어렵게 하고 있다. 본 연구는 첨단산업에서 환경 동태성이 공급체인의 결속에 영향을 미치는 메커니즘에 대해 규명하고 있다. 좀 더 구체적으로 말하면, 첫째, 첨단산업의 고객, 경쟁, 기술 동태성이 공급체인의 결속에 어떠한 영향을 미치는지, 둘째, 공급체인의 유연성과 의존성이 이러한 영향에 어떠한 조절효과를 가지는 지 실증하고 있다. 구조방정식 모형에 의한 가설검정 결과 첨단산업의 고객 동태성은 공급체인의 결속을 약화시켰지만 경쟁 동태성은 강화시키는 역할을 하였다. 한편 유연성과 의존성은 고객과 경쟁 동태성에 유의적인 조절 효과를 가졌다.

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