본 연구에서는 이미지 분석 프로그램을 통해 액적 내 박테리아 세포의 개수를 측정하는 코딩-기반의 자동화된 세포 계수 방법을 제시하였다. 먼저, 형광 이미지 기반의 분석을 위하여, 형광단백질을 발현하는 균주를 담지한 액적을 형성하고 이를 광학 및 형광 현미경을 이용하여 분석 결과를 나타냈다. 액적의 관찰을 용이하게 위하여 유리 그리드에 도포하고, 촬영한 광학 이미지를 통해 분석하고자 하는 영역(Region of Interest)을 지정하였다. 동일한 위치에서 촬영한 형광 이미지에서 앞서 지정된 영역 속 특정 임계 값을 넘는 형광 신호를 계수하여 세포 수를 정량화 하였다. 또한 서로 다른 농도의 항생제를 처리한 액적 내 박테리아의 시간에 따른 세포 개수 변화의 차이를 추적하였다. 30분 간격으로 동일한 위치에서의 형광 이미지들을 동시에 분석함으로써 시간에 따른 세포 개수 변화를 도출하였고, 본 계수법의 성능을 실험적으로 검증하였다. 본 논문의 방법은 외부 분석 프로그램을 이용한 기존 방법 대비 분석 시간을 15배 가량 단축하고, 99%의 정확도를 보이는 것으로 확인되었다. 더 나아가 사용자의 연구의 방향에 맞춰 제시된 코드의 확장 수정을 통해 다양한 종류의 세포 계수 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD 해석은 상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를 보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데 유동한 도구로 활용될 수 있다.
미생물유래의 중합화효소(microbial transglutaminase, MTGase)를 이용하면 식품 단백질의 기능특성을 향상시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 MTGase를 이용, 동물성 단백질인 ${\beta}$-casein 및 식물성 단백질인 11S globulin의 동종 혹은 이종간을 bio-hybrid시킴으로써 단백질의 기능특성을 향상시키고자 하였다. 즉, SDS-PAGE에 의한 susceptibility 확인, particle size 분석 및 Reddy and Foster 방법에 의한 유화안정성(emulsion stability) 실험, 그리고 유화안정성에 영향을 주는 bio-hybrid된 단백질이 어떤 형태로서 안정성에 영향을 미치는지 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 유적(oil droplet)에 결합된 단백질을 고배율로 분석하였다. SDS-PAGE에 의해 동종 흑은 이종의 단백질간의 가교결합이 형성되었으며, 특히 이종간의 결합은 그 밴드가 약하게 형성되었으며 oligomer의 형태를 나타내었다. 또한 유화안정성은 동종간에서는 ${\beta}$-casein이 우수하였으며, glycinin은 안정성이 거의 없는 것으로 나타났다. 그러나, 두 단백질 이종간의 안정성은 glycinin보다 더 우수하였다. 전자현미경 사진에서는 유적에 bio-hybrid된 단백질이 고르게 분포될수록 안정성이 더 우수한 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 PEDOT:PSS와 crystalline-ITO (c-ITO) 박막 계면에서의 화학적 반응을(박리 및 용해 특성)을 관찰하기위해 spin-coating 및 droplet dropping을 통하여 PEDOT:PSS 용액을 코팅하고 이후 화학적 거동에 따른 전기적, 광학적 및 구조적 특성 변화를 관찰하였다. 강산성을 띄는 PEDOT:PSS (Al 4083) 박막의 코팅 전, 0.4T sodalime glass 위에 열처리를 통하여 성막된 c-ITO 투명전극을 15분 동안 상압 오존 공정을 통하여 계면처리함으로써 다른 변수의 영향을 배제하였으며, 표면 처리 후 spin-coating 및 droplet dropping method를 통하여 PEDOT:PSS를 코팅하여 c-ITO와 PEDOT:PSS 계면사이의 화학적 반응의 영향을 시간 경과에 따라 분석하였다. PEDOT:PSS 코팅 후 솔밴트 제거를 위해 hot plate를 이용하여 $110^{\circ}C$로 열처리되었다. Spin-coating 방법과는 달리 droplet dropping 방법을 통해 형성된 c-ITO 투명전극/PEDOT:PSS 계면에서는 spin coating에서 적용된 동일한 공정변수적용에도 불구하고 PEDOT:PSS의 산성으로 인한 ITO 투명전극 표면에서의 화학적 조성변화가(In, Sn, O의 조성의 변화) 발생됨을 x-ray photoelectron spectroscopy 결과를 통해 확인하였다. 뿐만 아니라 계면 조성반응 변화에 따른 전기적 특성 및 광학적 투과율의 열화가 발생됨을 Hall measurement 측정과 UV/Vis spectrometer 결과를 통하여 도출하였다. 본 결과를 통해 c-ITO/PEDOT:PSS 사이에서 발생되는 내산특성/계면 화학변화가 유기태양전지에서의 산화물 투명전극과 유기물 계면 열화현상에 영향을 받을 수 있음을 나타낸다.
In this study, the velocity characteristics of liquid elements formed by two impinging jets is analysed using double pulse image capturing technique. For the droplets formed by low speed impinging jets, the droplet velocities are higher with smaller azimuthal and impingement angle. The maximum droplet velocities are about 25 % lower than jet velocity. With an increase of azimuthal angle, the shedding angles increases but remains lower than azimuthal angle. The velocities of ligaments formed by high speed impinging jets gradually decreases with an increase of azimuthal angle. The maximum ligament velocities are about 40 % lower than jet velocity. Higher impingement angles produce lower ligament velocities. The shedding angles of ligament almost increases with the same value of azimuthal angle, which implies that the moving direction of ligaments is radial from the origin as the impingement point.
In an fuel injection type gasoline engine, atomization of fuel droplet and mixture formation process are very important to understand engine combustion efficiency, and also has influence directly on the decision of engine performance and pollutant emission. In this study, perforated throttle valve instead of solid type throttle valve was developed and equipped to an SPI engine to promote secondary atomization and good droplet-air mixture formation. From the engine performance lest. it was verified that the case of perforated valve kas more advantages in each experimental parameters such as in cylinder gas pressure, mass burnt ratio, fuel consumption rate, and pollutant emission characteristics than that of solid one equipped. No matter what the same perforated valve, there are some distinct results in engine performance characteristics according to the perforate ratio.
Finely atomized fuel droplet and good mixed mixture plays very important in improving combustion efficiency in an spark ignition engine. And combustion efficiency has influence directly on the engine power, fuel consumption rate and pollutant emission. In this study, perforated throttle valve which has relatively low value of PR has been developed and studied for the purpose of improving those aims. As a result of this study, it has been verified that the perforated throttle valve makes droplet more finely, and also proved that has a function of contributing to form good mixed mixture, especially in mixture preparation system of carburetor or SPI type spark ignition engine.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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