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UAM 효과 평가를 위한 현장실험 및 정량적 2차원 수치해석기법 개발에 관한 연구 (A study on the field tests and development of quantitative two-dimensional numerical analysis method for evaluation of effects of umbrella arch method)

  • 김대영;이홍성;천병식;정종주
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.57-70
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    • 2009
  • UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.

한국의 국가 중심주의와 유교(I) - 통제적 근대 합리성에 관한 성찰 - (Korean nation-centralism and Confucianism(I) - the reflection of controlled modern rationality)

  • 이상봉;이명수
    • 한국철학논집
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    • 제28호
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    • pp.237-266
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    • 2010
  • 본 논문은 한국사회의 본격적인 근대화를 추진한 1960~70년대 근대성과 유교적 가치가 어떤 접합과 괴리를 나타내는지, 주로 박정희 정권이 구상한 구체적인 근대 또는 근대인의 모습이 어떠한가를 묻는 것이다. 이는 국가주도의 강력한 근대화의 추구, 특히 근대적 국민 만들기에 통제적 합리성의 기제(機制)로 유교가 이용되거나 크게 기여했다는 전제에 입각한다. 이런 의미에서 본 논문은 그러한 국가 중심적 효율화와 획일화가 야기한 근대적 병폐에 대한 극복을 요구한다. 당초 유교는 양자, 그것이 지역이든, 사물이든, 사람 사이에 관한 것이든 서로 간 절충 작업의 인문정신을 발휘하였다. 유교는 '중심'을 추구하지만, 그것은 나 바깥의 타자를 맞이하기 위한 '마음 속(진실)'이나, 절충과정을 거쳐 도달하는 최적(optimum)의 상태를 지향한다. 특히 유교의 가르침, 예컨대, 충, 효, 삼강, 오륜 등은 통제적 근대 합리성의 동원 기제로 작동하였고, 그런 나머지 근대성의 추구는 지나친 국가통제의 중심주의의 강화를 초래하였다. 그러는 사이 성리학적 사유체계와 깊은 관련을 맺고 국민 각자가 지닌 자기 욕망 성취의 공간을 좁혀 놓기도 하였다. 따라서 한국의 근대화는 여러 방면에 걸친 통합적 성취의 공간이 아니라, 성찰을 요구하는 '결여의 공간'이다. 중앙 편중, 이분법적 사물 접근 방식 등, 이는 통제적 합리성 추구의 부작용이기도 하거니와, 유교의 본질을 왜곡한 바람직스럽지 않은 국가주도의 중심주의의 결과일 수 있다. 결국 한국의 지도자 중심의 획일적 근대화는 집중, 중심 편중을 야기하고 주변화, 타자화를 낳았다. 이 같은 결여 현상에 한몫을 한 유교는 어떤 의미로 다가갔는지 보다 깊은 성찰이 요청되며, '실학'으로서 유교는 결코 바람직스럽지 않은 현대 한국의 국가 중심화 해소에 어떤 역할을 할 수 있을지, 질문을 던지며 이는 후일의 연구 과제로 남겨 놓는다.

미국의 지역 인적자원개발과 지역 노사정 파트너쉽 연구 (Study on US regional human resource development and labor-management-government partnership)

  • 전명숙
    • 국제지역연구
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    • 제14권2호
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    • pp.287-310
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    • 2010
  • 세계의 여러 선진국을 보면 국제 시장에서의 경쟁력 확보는 점차 노동자의 인적자원개발을 통한 고부가가치 산업에의 집중으로 나타나고 있다. 그리고 이러한 과정에서 특히 중요한 것은 노사 이해당사자와 관련 정부 기관이 파트너쉽을 통해 노동자의 숙련 형성 및 향상에 함께 참여한다는 것이다. 이는 어느 일방의 이해관계에 따라 진행되는 노동자의 훈련 프로그램은 그 효과가 충분히 실현되는 것이 어렵다는 인식에 기반한다. 그동안 우리나라에서는 유럽의 선진 국가에서 나타나는 노사정 파트너십과 노동자의 인적자원개발전략에 많은 주목을 해왔다. 이러한 사례연구를 보면 유럽 국가에서는 강력한 노동조합을 통해 노사정 파트너쉽체제를 구축하고 있으며 각 이해당사자는 협력을 통해 노사가 공동으로 이익을 얻을 수 있는 고용 및 훈련 프로그램에 적극적으로 참여하고 있다. 이에 반해 세계 주요 선진국 중 대표적인 미국에서의 노사 참여적인 인적자원개발에 대한 연구는 상대적으로 부족한데 그 이유는 분권화의 전통이 강하고 시장원리가 보다 더 강조되는 미국에서는 전국차원에서 노사정 파트너쉽을 구축할 수 있는 기제가 발달되어 있지 않기 때문이다. 그러나 비록 미국의 경우 연방 차원에서는 노사정 간의 사회적 대화기제를 찾기 어렵다고 하더라도 지역 차원이나 다양한 업종별 프로그램에서는 이해당사자가 파트너쉽을 통해 공동의 문제를 함께 풀어나가는 사례를 어렵지 않게 발견할 수 있다. 본 연구에서는 인력투자법 (Workforce Investment Act)에 근거한 원스톱 센터와 위스컨신 지역훈련파트너쉽 (Wisconsin Regional Training Partnership)을 통해 미국에서 지역 차원의 노사정 파트너쉽이 어떻게 작동하며 어떠한 프로그램으로 운영되고 있는 지를 분석하고 있다. 원스톱센터가 연방 정부법에 의해 각 주에서 제도적으로 전개되는 지역 노사정파트너쉽 모델이라면 WRTP 는 민간주도의 지역 노사정파트너쉽 모델이라고 볼 수 있다. 두 사례는 OECD 에서도 대표적인 지역 파트너쉽 모범 사례로 소개되고 있으며 현재 우리나라 지역인적자원개발정책의 주요 참고 사례가 되고 있다.

21세기 새로운 현실에서 Relationship Marketing의 진화: 디지털 뉴미디어 환경의 보편화와 고객 참여의 고도화를 중심으로 (Evolution of Relationship Marketing in the New Reality: Focused on the Pervasiveness of Digital New Media and the Enlargement of Customer Participation)

  • 임종원;조호현;이정훈
    • Asia Marketing Journal
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    • 제13권4호
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    • pp.105-137
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    • 2012
  • 1980년대 마케팅 분야에서 Relationship Marketing이란 새로운 접근방법이 등장한 이후 미국, 유럽 및 아시아 등지에서 다양한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 급속한 환경변화와 경쟁의 세계화로 말미암아 기업들은 보다 적극적으로 환경과의 관계를 고려하지 않을 수 없게 된 상황에서 Relationship Marketing은 마케팅뿐만 아니라 전략분야에서도 중추적인 패러다임으로 자리를 잡아가면서 전통적인 마케팅 연구의 한계를 극복하는 동시에 기업의 마케팅 활동에 보다 풍부한 시사점을 제공하고 있다. 그러나 Relationship Marketing의 연구들은 마케팅 시스템의 상적 영역(commercial sector)에서의 관계구조 및 특성에 초점을 맞추는 조직간 관계 중심이 대부분이었다. 역설적으로 Relationship Marketing에 있어서 다시금 소비자 측면을 고려하지 않으면 안 되는 상황이 전개되고 있다. 1990년대 정보통신 기술의 발달과 웹의 상업적 적용이 빠르게 적용되고 있고, 이러한 새로운 기술들은 커뮤니케이션 개념을 변화시키고 있다. 2000년대 뉴미디어와 혁신 기술의 발달로 소비자들은 스스로 확대된 정보 네트워크를 갖추고 활발하게 정보교환을 하면서 생산이나 판매에 참여하고 있다(Kelly 1998: Jenkins 2006). 이러한 기업과 소비자의 변화는 기업과 소비자의 관계를 근본적으로 변화시키고 있는데, 그에 따라 최근 소비현상에서 소비자의 주도적인 역할이 자주 논의되고 있다.(Seybold 2000: Sharma and Sheth 2004: 임종원, 양석준 2006). 디지털 모바일환경에서의 서비스 유통구조인 플랫폼을 통한 새로운 관계 지배구조로서의 공동체(community)가 연구대상이 되고 있고, 행위적 측면에서도 디지털 환경과 맞물린 소비자 참여 역할 변화는 마케팅 시스템에서 커다란 변화를 요구하고 있다. 본 연구는 지금까지의 Relationship Marketing 연구 성과를 (1) 철학적 측면, (2) 구조적 측면, (3) 행동적 측면, (4) 마케팅 성과 측면에서 전통적 마케팅 연구 관점과 비교 검토하는 동시에 21세기의 새로운 현실, 즉 디지털 환경에서 뉴미디어의 보편화와 고객 참여의 고도화에 따른 마케팅 환경과 마케팅 시스템의 변화에 초점을 맞추어 소비자의 조직화라는 관점에서 공동 가치창조를 위한 연결마케팅공동체의 형성 가능성을 제시하고 향후 Relationship Marketing 연구의 방향을 모색해보고자 하였다.

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중학생의 센스메이킹 설계에서 개념적 이해는 어떻게 활용되는가? -질문 고안과 조사 과정 설계에서 논의된 인식적 준거를 중심으로- (How Do Students Use Conceptual Understanding in the Design of Sensemaking?: Considering Epistemic Criteria for the Generation of Questions and Design of Investigation Processes)

  • 하희수
    • 한국과학교육학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.495-507
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    • 2023
  • 센스메이킹 활동에서 교사는 학생과 함께 질문을 고안하고 조사과정을 설계할 때 많은 어려움을 겪는다. 그 주된 이유로 새로운 설명을 고안하는 과정에서 개념적 이해가 어떻게 활용되는지 예상하기 어렵다는 점이 있다. 본 연구에서는 센스메이킹 목표하에 이루어지는 활동 설계에서 어떠한 인식적 준거 활용되는지 밝히고, 각 준거를 중심으로 한 논의에서 학생의 개념적 이해가 어떻게 활용되는지 드러내고자 했다. 이를 위해 센스메이킹 활동에 참여한 학생들의 조별 활동 과정을 탐색했으며, 이때 센스메이킹의 목표하에 이루어진 질문 고안과 조사 과정 설계과 탐구활동의 단순화된 절차 수행의 목표가 잘 반영된 과정을 비교 탐색했다. 분석 결과, 센스메이킹 과정 설계에서 활용되는 인식적 준거는 현상의 흥미로움 여부, 자료 수집 가능성, 관측 가능하며 현상을 설명할 수 있는 변인으로의 해석 가능성으로 도출되었다. 이에 반해 탐구활동의 단순화된 절차 수행의 목표가 두드러진 사례에서는 자료 수집 가능성만이 인식적 준거로 활용된 것으로 나타났다. 현상의 흥미로움 여부를 중심으로 한 논의에서는 탐구하는 현상 속 요소의 구조, 기능에 관한 개념적 이해가 학생들이 탐구하고자 하는 현상을 규명하고 해당 현상에 대한 기존 지식을 점검하는 과정에서 활용되었다. 야외에서 자연현상을 탐색하는 과정에서 관측 자료, 즉 사실적 이해가 형성되는 것으로 나타났다. 이와 더불어 탐구하고자 하는 현상과 관련하여 문헌에서 찾아낸 정보인 사실적 이해는 해당 현상에 대한 새로운 지식 고안이 필요한지 여부를 판단하는 데 활용되었다. 자료 수집 가능성에 대한 논의에서는 탐구 현상의 구성 요소를 주어진 자원 내에서 조사할 수 있을지 판단하는 과정에서 각 요소에 대응하는 구조, 기능에 관한 개념적 이해가 활용되었다. 이때 각 요소의 관측 가능성을 논하며 절차적 이해가 함께 활용되었다. 세 번째 인식적 준거는 관측 가능하며 현상을 설명할 수 있는 변인으로의 해석 가능성이었다. 이 준거를 바탕으로 한 논의에서는 일상 용어를 활용한 표현을 관측 가능한 변인으로 변환하고, 다시 관측 결과 구성한 사실적 이해의 의미를 일상 용어로 해석할 수 있는 방안이 다루어졌다. 이 과정에서 기능에 관한 개념적 이해, 해당 개념과 관련된 사실적 이해가 활용되었다. 그리고 탐구하는 현상의 요소들을 변인으로 해석하기 위해서 해당 현상을 설명할 수 있는 포괄적인 기작에 대한 개념적 이해가 활용되었다. 본 연구 결과는 과학 수업에 자연현상에 대한 설명 구성 과정을 도입한 취지를 반영한 센스메이킹 활동을 운영하고, 학생과 함께 센스메이킹 과정을 설계할 때의 개념적 지원 방안을 마련하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

WRF-Chem 모델을 활용하여 장마 기간 황해에서 발달하는 한랭운과 에어로졸 미세물리 과정 분석: 2017년 7월 15일 사례 (Cold Cloud Genesis and Microphysical Dynamics in the Yellow Sea using WRF-Chem Model: A Case Study of the July 15, 2017 Event)

  • 이범중;조재희;김학성
    • 한국지구과학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.578-593
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    • 2023
  • 2017년 7월 15일 서울과 수도권에 집중호우를 발생시킨 깊은 대류운과 강수 발달에 대한 종관 기상 메커니즘을 규명하고 중국 동부지역으로부터의 PM2.5 에어로졸의 간접효과를 WRF-Chem 실험을 통해 분석하였다. WRF-Chem 모델에 에어로졸과 복사의 피드백, 구름 화학 과정, 습식 세정을 모두 포함한 ARI (Aerosol Radiation Interaction) 실험과 에어로졸과 복사의 피드백을 제외하고 구름 화학 과정, 습식 세정만을 포함한 ACR (Aerosol Cloud Radiation interaction) 실험 결과의 차이로부터 PM2.5 에어로졸 간접효과를 산출하였다. 2017년 7월 15일 새벽에 황해와 한반도에서는 동아시아 대륙에서 저기압-북서 태평양의 고기압 분포로 인해 중국 남동 지역과 동중국해로부터 덥고 습한 기류가 수렴하고 있었다. 이러한 황해의 종관 기상에 의해 발달하는 대류운은 높이 12 km 이상이며 고체 수상체를 형성하고 있었는데, 이는 주로 대륙 위에서 발달하는 한랭운(많은 빙정을 형성하며 운정고도가 8 km 이상)의 특성을 나타내고 있었다. 특히, WRF-Chem 모델 실험을 통해 중국 동부지역으로부터 확산하는 PM2.5 에어로졸이 구름물 형성에 5.7%, 고체 수상체 형성에 10.4%, 그리고 액체 수상체 형성에 10.8%로 대류운이 한랭운으로 발달하는 데 기여하고 있었다. 본 연구는 황해 위에서 깊은 대류운이 발달하는 과정에 대한 기상적 메커니즘과 더불어 중국 동부지역으로부터 에어로졸에 의한 간접효과의 영향을 제시하였다.

온천수 내 리튬 분포: 국내 심부 지하수환경의 리튬 지화학 연구 (Lithium Distribution in Thermal Groundwater: A Study on Li Geochemistry in South Korean Deep Groundwater Environment)

  • 서현수;이정환;박선주;오준섭;최재훈;이종태;윤성택
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.729-744
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    • 2023
  • 전기 자동차 및 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬의 가치가 크게 증가하였다. 리튬은 주로 페그마타이트, 열수변질을 받은 응회암질 퇴적 점토 및 대륙성 염수에서 발견된다. 전 세계적으로 지하수로 공급되는 염호와 유전 염수는 세계 리튬 생산량의 약 70%를 차지하는 대륙 염수의 주요 리튬 공급원으로 주목받고 있다. 최근에는 심부 지하수, 특히 지열수도 리튬의 잠재적 공급원으로 연구되고 있다. 심부 지하수의 리튬 농도는 상당한 물-암석 반응과 염수와의 혼합을 통해 증가할 수 있다. 심부 지하수 중의 리튬 탐사를 위해서는 그 기원과 거동을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 전국적인 규모에서 국내 온천지역 지열수의 수문지화학 특성과 진화에 관한 예비연구를 바탕으로, 심부 지하수 환경에서의 리튬의 분포를 평가하고 그 농도에 영향을 미치는 지구화학적 요인을 이해하고자 하였다. 총 555개의 온천 지하수 시료 자료는 수화학적 특성에 따라 뚜렷한 지화학 진화 특성을 갖는 5가지 유형으로 분류되었다. 또한, 리튬의 부화 기작을 평가하기 위해 리튬 농도가 90번째 백분위수(0.94 mg/L)를 초과하는 시료(n = 56)에 대해 자세히 고찰하였다. 리튬의 농도는 수화학 유형에 따라 유의미한 차이를 보였는데, Na(Ca)-Cl유형, Ca(Na)-SO4유형, pH가 낮은 Ca(Na)-HCO3 유형 순이었다. Ca(Na)-Cl 유형에서 리튬 부화는 해수침투에 따른 역이온 교환으로 발생한다. 백악기 화산퇴적 분지에서 특징적으로 나타나는 Ca(Na)-SO4 유형 지하수에서 용존 리튬의 부화는 열수 변질 점토 광물의 산출 및 화산활동과 관련이 있는 반면, 낮은 pH의 Ca(Na)-HCO3 유형 지하수에서는 심부 CO2의 상승 혼입에 의한 기반암의 풍화 촉진으로 인해 리튬 부화가 일어난 것으로 해석된다. 본 광역 예비 지화학 연구 결과는 심부 지질환경에서의 수문지화학 진화에 대한 이해와 함께 향후 경제성 있는 리튬 탐사 지침과 관련하여 유용한 정보를 제공할 것이다.

천연기념물 진주 충무공동 익룡·새·공룡발자국 화석산지의 오염물 형성 메커니즘과 관리방안 (Contaminant Mechanism and Management of Tracksite of Pterosaurs, Birds, and Dinosaurs in Chungmugong-dong, Jinju, Korea)

  • 최명주;원상호;이태종;이성주;공달용;이명성
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.715-728
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    • 2023
  • 익룡 발자국의 개체 및 밀집도 측면에서 세계 최대 규모로 알려진 진주 충무공동 익룡·새·공룡발자국 화석산지는 2011년 천연기념물로 지정된 이래, 2018년 일부 화석층을 현장 보존하기 위해 보호각을 설치하였다. 이 중 제2보호각에 관리중인 화석층은 기 보고된 발자국 중 약 17%에 달하는 익룡·수각류·조각류 발자국(총 679개)이 단일 층준에서 발견되어 학술적 가치가 크지만 물리적, 화학적 손상이 지속적으로 발생하여 발자국의 관찰에 어려움이 있다. 특히 화석층 표면을 피복하는 유백색 오염물은 석고와 대기오염물로 구성된 복합체의 누적현상에서 기인한다. 오염물을 구성하는 석고는 화석층 하부층준에서 기원한 칼슘과 잔디의 생육활동으로 공급되는 황이 보호각 후방의 잔디가 식재된 토양층에서 집수된 지하수에 의해 용출되고, 보호각의 일대의 수분 순환 과정에서 화석층 표면에 증발잔류하며 결정화된다. 또 다른 오염물 구성체인 화분·광물 등은 분진 배출이 어려운 보호각 갤러리창을 통해 풍성으로 유입된다. 따라서 상이한 기원을 가진 두 오염물로부터 화석층을 보존하기 위해서는 보호각의 수분 및 대기 순환 제어와 지속적인 오염물 제거가 필요하다. 분진상의 석고와 대기 오염물은 스팀 세정법으로 충분한 제거 효과가 있으며, 암회색 셰일인 화석층은 레이저 흡수능이 커 흔적화석과 퇴적구조의 물리적 손실을 동반하는 레이저 세정법은 가급적 지양하는 것이 바람직하다.

K-POP 팬덤과 한국의 국가 명성: 미국의 BTS 팬 중심 분석 (K-POP fandom and Korea's national reputation: An analysis on BTS fans in the U.S.)

  • 김수진;이혜은
    • Journal of Public Diplomacy
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    • 제3권1호
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    • pp.1-19
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    • 2023
  • 연구목적: 본 연구의 목적은 한류의 다양화와 함께 이루어진 K-POP의 확산이 한국의 국가 명성에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 데 있다. 해외 시장에서의 K-POP 열풍은 기대 이상의 성과와 긍정적인 평가로 대내외적인 경제적 파급효과를 가져왔고, 디지털 매체를 통한 온라인 시장의 확대로 인해 더욱 가속화되었다. 뿐만 아니라, K-POP 스타들은 그들과 관련된 다양한 상품과 서비스를 소비하고 팬 활동을 펼칠 수 있는 온라인 공간을 만드는 등 팬덤과의 상호작용이 다양해지고 있다. 이러한 점에 착안하여 본 연구에서는 팬덤이 공동체를 형성하고 미디어를 활용함으로써 이루어지는 K-POP 스타와의 준사회적 관계를 통해 국가 명성에 대한 K-POP의 관련성을 검토하고자 한다. 연구방법: 미국에 거주하고 있는 BTS 팬을 대상으로 아마존 설문조사회사인 Mechanical Turk를 이용하여, 영어로 온라인 설문조사를 진행했다. 불성실한 응답을 제외한 총 195명의 데이터를 분석에 사용했다. 연구결과: 한국의 국가 명성에 대한 BTS 팬의 소셜미디어 이용의 영향력을 상정한 <연구문제 1>의 분석결과, BTS팬의 소셜미디어 참여 활동 그 자체만으로는 한국의 국가 명성에 영향을 미치지 않았다. BTS 팬의 준사회적 상호작용의 매개효과를 전제한 <연구문제 2>의 분석결과, BTS 팬의 소셜미디어 참여 활동은 BTS와의 준사회적 관계에 긍정적인 영향을 미치고, BTS와의 준사회적 관계는 국가 명성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론 및 제언: 한국의 국가 명성에 대한 BTS 팬의 소셜미디어 이용과 참여는 그 자체로는 유의한 영향이 없으나 준사회적 관계를 형성하여 국가 명성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구결과를 통해 볼 때, K-POP 팬의 준사회적 관계는 국가이미지를 제고하고, 한국의 국가 명성을 높이는 전략적 기제로 활용할 수 있다. 미디어 효과 차원에서 다양한 팬덤 연구가 이루어져 왔고, 국제커뮤니케이션의 영역에서 국가이미지에 대한 다양한 논의가 이루어져 왔지만, 공공외교의 관점에서 팬덤과 국가 명성의 관련성을 실증적으로 연구한 경우는 매우 드물다. 따라서 본 연구는 인접 학문의 학제간 연구를 시도함으로써 국가 명성에 대한 전략적 방향을 제안하고자 한 점에 학문적 의미와 실용적 의미가 있다.

동시베리아해 망가니즈 단괴의 망가니즈 산화상태 변화 규명을 위한 X선 광전자 분광분석 예비연구 (A Preliminary X-ray Photoelectron Spectroscopic Study on the Manganese Oxidation State of in Polymetallic Nodules of the East Siberian Sea)

  • 김효임;이상미;구효진;지윤;조현구
    • 광물과 암석
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    • 제36권4호
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    • pp.303-312
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    • 2023
  • 망가니즈 단괴를 구성하고 있는 금속 원소의 산화상태의 규명은 단괴의 형성기작 및 성인에 대한 이해를 증진시키고 단괴 형성 당시 수계의 산화-환원 전위 등의 고해양 환경에 대한 단서를 제공한다. 본 연구에서는 상용 X선 광전자 분광분석(X-ray photoelectron spectroscopy; XPS)을 활용하여 자연계 망가니즈 단괴를 구성하는 광물의 결합상태와 금속 원소의 산화상태에 대한 정보를 획득하고자 하였다. 이를 위하여 위하여 광물학적 변동의 영향이 효과적으로 기록된 동시베리아해 천해 단괴를 그 연구의 대상으로 삼았다. XPS Mn 2p 스펙트럼 분석 결과, 단괴의 중심부에서 외곽부로 이동함에 따라 망가니즈 산화 상태에 유의미한 변화가 있음을 확인할 수 있었다. 단괴의 중심부는 Mn4+가 약 67.9%의 비율을 보이는 반면, 단괴의 최외곽부는 환원된 형태의 Mn3++Mn2+의 증가로 인해 Mn4+의 비율이 약 63%로 감소하였다. 이와 같은 단괴 성장에 따른 망가니즈 산화수의 감소는 단괴가 성장함에 따라 토도로카이트에서 버네사이트로 산화망가니즈 광물종이 변화한다는 기존 연구 결과로 설명된다. 또한 O 1s 스펙트럼 분석 결과 단괴 중심부에 비하여 외곽에서 Mn-O-H 결합이 우세하게 나타나는데, 이는 층상형 버네사이트가 우세한 외곽부에서 보다 해수 혹은 공극수로 인한 수화가 효과적으로 일어났음을 시사한다. 본 연구 결과는 망가니즈 단괴의 성장 중 수계의 산화-환원 양상 등 고해양 조건의 변동에 대해 XPS 방법론이 직접적으로 활용될 수 있음을 제시하며, 향후 보다 높은 분해능의 방사광 X선원을 이용한 실험을 통해 보다 세밀한 단위의 망가니즈 산화수 정보의 획득 및 미량 금속원소의 산화 상태 연구가 가능할 것임을 보여준다.