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소형 IoT 용 금속 기구물 제작을 위한 금속 FDM 공정 연구 (Metallic FDM Process to Fabricate a Metallic Structure for a Small IoT Device)

  • 강인구;이선호;이동진;김건우;안일혁
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.21-26
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    • 2020
  • 자율주행 시스템은 빅데이타를 기반으로 하여 딥러닝 시스템을 기반으로 하고 있으며, 사용되는 데이타는 다양한 센서를 이용하여 수집된다. 그런 센서에 있어서 소형화와 고성능화는 자율주행 시스템 뿐만 아니라 IoT 기반의 다양한 제품에서도 요구되고 있다. 특히, 소형화는 센서의 소형화 뿐만 아니라 센서를 설치하기 위한 기구의 소형화도 동시에 요구하고 있다. 그런 점에서 금속 기구는 센서를 고정하기 위한 가장 좋은 방법을 제시해 주고 있다. 하지만, 소형 센서를 위한 금속 기구 형상을 가공하는 것이 어렵거나, 제작 비용이 높아질 수 있다. 이를 위한 대안으로 본 연구에서는 금속 필라멘트를 기반으로 한 FDM (Fused deposition modeling) 공정을 제시하고, 금속 FDM의 기초가 되는 공정에 대한 연구를 진행하였다. 금속 FDM 공정을 통해서 얻어지는 금속 부품은 탈지-소결의 후 과정을 통해서 만들어진다. 본 연구에서는 출력 시 설정 변수인 내부 채움 비율(Infill rate) 과 소결 공정 후 밀도 사이에 관계를 조사하였다. 이는 내부 채움 비율과 후 처리 이후 얻어지는 시편의 밀도가 다를 수 있음을 기반으로 하고 있으며, 금속 FDM 공정 이후 얻어지는 출력물의 밀도를 높이기 위한 기초 연구로 의미가 크다고 할 수 있다.

항공사진과 CORONA 위성영상을 이용한 영동지역 해안선 변화 분석 (Analysis of Coastline Changes in Yeongdong Region Using Aerial Photos and CORONA Satellite Images)

  • 안승효;김기홍;이한나
    • 한국측량학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.187-193
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    • 2022
  • 강원 영동지방에서 연안은 문화적, 사회적, 경제적으로 중요한 자원이다. 그러나 강원도 해안은 다른 지역과 비교하여 매우 심각한 침식을 겪고 있으며, 이로 인한 피해가 점차 증가할 것으로 우려된다. 본 연구에서는 강원도 양양 남대천 하구 주변과 강릉 옥계 해변의 장기간에 걸친 해안선 변화를 추적하고 분석하였다. 시계열 영상자료를 구축하기 위해 해방 직후부터 최근까지의 항공사진을 주로 이용하였으며, 1960년대부터 70년대 초까지 운용된 CORONA 위성영상을 수집하여 함께 활용하였다. 51cm 해상도 정사영상과 2m 해상도 수치고도모형(DEM)을 이용하여 기준점을 설정하고 항공사진과 위성영상을 기하보정하였다. 이들 영상에 Canny 경계검출 연산자를 적용하여 해안선을 추출하고 벡터화하였다. 해안선을 해방 직후부터 시간 순서대로 중첩하여 분석한 결과, 인공 구조물 주변과 인근 해변에서 발생한 침식과 퇴적을 관찰할 수 있었으며, 구조물 건설 시점을 전후한 주변 해안선 변화도 관찰할 수 있었다. 다만 본 연구에서는 해안선의 계절적 변화와 조석, 그리고 양빈사업을 비롯한 각종 해안침식 방지사업에 따른 영향은 고려되지 않았다. 해안침식은 지리적 요인에 크게 영향을 받기 때문에 지역마다 원인과 해결방안이 다르며, 따라서 지자체별로 지속적인 연구와 데이터 축적이 필요하다.

탄소나노튜브 전자 필름을 이용한 고감도-고선택성 전기화학 글루코스 센서 (Sensitive and Selective Electrochemical Glucose Biosensor Based on a Carbon Nanotube Electronic Film)

  • 이승우;이동욱;서병관
    • 공업화학
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    • 제33권2호
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    • pp.188-194
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    • 2022
  • 본 연구에서는 비파괴적 표면 기능기화 통하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 탄소소재의 특성 변화를 최소화 시킬 수 있는 대면적화 공법을 제안하고, 대면적화 된 SWNT 전자 필름 상에 효소를 집적하여 효소와 SWCNT 전자 필름 간 효율적 전자 전달을 연구하였다. p-terphenyl-4,4"-dithiol, dithiothreitol와 SWCNT의 혼합을 통해 SWCNT 전자 필름의 균일도 및 전하 전달 능력을 향상시키고, 분광학적 분석 및 전기화학적 특성을 평가하여 SWCNT 전자 필름의 향상된 전기화학적 특성을 확인하였다. 전자 필름 상에 고분자 전해질 및 포도당 산화환원 효소를 layer-by-layer 기법으로 효율적으로 집적하여, 최종적으로 음전압 범위에서 구동이 가능한 포도당(glucose) 바이오센서를 구현하였다. 개발된 포도당 바이오센서는 효소와 SWCNT 전자 필름과의 높은 전하 전달 효율을 바탕으로 -0.45 vs. Ag/AgCl 음전압 범위에서 높은 산화환원 신호를 보였을 뿐 아니라 0~1 mM의 낮은 글루코스 농도 변화에서 약 98 ㎂/mM·cm2의 높은 감도를 보였다. 또한 음전압 구동을 통하여, 산화 반응을 일으킬 수 있는 4종의 방해물질(요산, 아스코르빅산, 도파민, 아세타아미노펜) 환경에서 4% 이하의 변화를 보여 높은 선택성을 보였다.

PEDOT:PSS/MWNT 나노복합체의 나노주름 임프린팅을 통한 투명전극-배향막 복합 기능 박막의 액정 구동 (Liquid Crystal Driving of Transparent Electrode-Alignment Layer Multifunctional Thin Film by Nano-Wrinkle Imprinting of PEDOT:PSS/MWNT Nanocomposite)

  • 장종인;정해창
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.8-17
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    • 2023
  • 기존 liquid crystal display(LCD) 공정에서 Indium Tin Oxide(ITO) 투명전극과 폴리이미드 배향막의 러빙 공정은 액정을 정렬하고 전계를 인가하기 위하여 필수적인 공정이다. 하지만 ITO의 증착은 높은 진공을 요구하며, 러빙 공정은 정전기에 의해 소자가 손상될 수 있는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존 ITO 투명전극을 대체하기 위하여 PEDOT:PSS와 Multi-wall carbon nanotube(MWNT)를 혼합하여 PEDOT:PSS 나노복합체를 제조하고, 러빙 공정을 대체하기 위하여 나노 주름 구조 몰드를 통한 나노임프린팅을 통하여 박막을 형성함으로써 기존 액정 디스플레이의 투명전극과 배향막 두 가지 박막을 PEDOT:PSS/MWNT 나노복합체 박막 하나만으로 기능하게 하여 공정을 단순화 하였다. 전사된 나노 주름을 따라 액정이 잘 배향됨을 확인하였으며, 이를 기반으로 만들어진 액정 셀에서 박막 내 MWNT의 함량이 높아질수록 박막의 전기전도도가 증가하여 낮은 구동 전압과 빠른 응답 속도를 갖는다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 공정 단순화와 용액공정에 의한 공정 단가 절감, 기존 러빙 공정의 단점을 해결하는데 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.

황연(黃連)이 Cationic Bovine Serum Albumin 투여로 유발된 Membranous Nephropathy Mouse Model에 미치는 영향 (Effects of the Coptidis Rhizoma Extract on the Membranous Nephropathy induced by Cationic Bovine Serum Albumin in Mice)

  • 채은영;조충식;김철중
    • 대한본초학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.99-110
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    • 2009
  • Objectives : The current treatment regimens for patients with nephrotic syndrome due to membranous nephropathy(MN) are based on steroids or immunosuppressive therapy with the aim of reducing proteinuria and improving outcome. Although these treatments attenuate the deterioration of renal function in MN patients, it has been suggested that all are burdened by significant toxicity. Therefore, more specific and less toxic therapies are needed. This study was to evaluate the effects of Coptidis Rhizoma Extract(CRE) on the MN induced by cBSA in mice. Methods : Mice were divided into 4 groups. One group named for 'Normal' was injected with a saline solution not to be immunized. The rest groups were treated as follows; After mice were immunized with 0.2 mg of cBSA and Freund's complete adjuvant one time every two weeks for 6 weeks, they received intra-peritoneal injection of 10 mg/kg of cBSA daily for 4 weeks. Also, they were divided into 3 groups. The first named for 'Control' was not given CRE. The second for 'CRE-250' was given oral administration of 250 mg/kg of CRE daily for 4 weeks. The third for 'CRE-500' was given 500 mg/kg of CRE. All of mice were sacrificed 4 weeks after the first immunization. We measured a body weight and 24hrs proteinuria as well as serological analysis. The morphologic changes of renal glomeruli were also observed with a light microscope and an electron microscope. Results : The levels of 24 hrs proteinuria, triglyceride, IgG, IL-6 were significantly decreased in both CRE groups. And the level of IgM was significantly decreased in CRE-250 group. In histological findings of kidney tissue, thickening of GBM and deposition of electron-density were consideraly decreased in both CRE groups. Conclusions : The present study suggests that CRE is highly effective when treating mice with MN induced by cBSA. More clinical data and studies are to be done for efficient application.

가역성이 우수한 도자기 복원용 Urethane resin의 개발 및 물성에 대한 연구 (Study on the Development and Properties of Ceramics Restoration Purpose Urethane resin with Excellent Reversibility)

  • 오승준;박기정;위광철
    • 보존과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.37-46
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    • 2015
  • 현재 토기 및 도자기를 보존처리 할 때 사용되고 있는 접착 복원제의 경우 크게 Epoxy계, Cellulose계, Cyanoacrylate계 등이 사용되고 있으나 재료에 따라 심한 수축으로 인한 재탈락, 황변 현상으로 인한 색상 변화, 사용시 도구와 손에 묻어나오는 불편한 작업성, 비가역성 등 다양한 문제점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 도자기 복원용으로 사용되고 있는 Epoxy resin의 황변 현상과 비가역성의 문제점 해결을 목적으로 저황변, 가역성이 우수한 Urethane계 합성수지를 개발하였다. 개발된 Urethane resin의 접착력은 원액 2.07MPa로 기존 재료인 $EPO-TEK301^{(R)}$ 1.21MPa로 1.5배 이상의 우수한 물성을 지니고 있다. 가공성 측정 결과 Urethane resin(in Talc 50wt%)의 마모율이 1.09%로 기존 재료인 Quick $Wood^{(R)}$(1.02%)의 마모율 보다는 다소 높게 측정되었으며, EPO-$TEK301^{(R)}$(0.41%)와 $L30^{(R)}$ (0.39%)보다 는 2배 이상의 마모율을 보이고 있어 기존의 재료보다 쉽게 성형 과정이 이루어질 수 있는 장점을 지니고 있다. Urethane resin의 장점인 가역성 실험은 Acetone, Ethyl Alcohol 침적 후 12시간 경과 후 Urethane resin과 충전제인 Talc가 분말화 현상을 나타내며 100% 용해되었으며, 기존 Epoxy resin의 가역성이 0%인 것에 비해 매우 우수한 가역성을 지니고 있다. 내구성 평가를 위한 자외선 실험 결과 Urethane resin의 원액 기준 ${\Delta}E^*ab$ 색상 변화 값이 자외선 노출 전 후 2.76로 기존의 Epoxy resin보다 약 7~20배 정도 줄어 황변 현상으로 인한 이질감의 문제점을 최소화하였다.

전이금속 디칼코제나이드 나노촉매를 이용한 태양광 흡수 광화학적 물분해 연구 (Transition Metal Dichalcogenide Nanocatalyst for Solar-Driven Photoelectrochemical Water Splitting)

  • 유지선;차은희;박정희;임수아
    • 전기화학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.25-38
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    • 2020
  • 태양광 흡수 물분해는 화석연료 대체 에너지원으로 떠오르는 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 방법이다. 현재 전이 금속 디칼코제나이드 (transition dichalcogenide, TMD)는 물분해 촉매 특성이 뛰어난 물질로 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 실리콘 (Si) 나노선 어레이 전극 표면에 대표적 TMD 물질인 4-6족의 이황화 몰리브덴 (MoS2), 이셀렌화 몰리브덴(MoSe2), 이황화 텅스텐 (WS2), 이셀렌화 텅스텐 (WSe2) 나노시트 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. Si나노선 전극을 금속 이온 용액으로 코팅하고, 황 또는 셀레늄의 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition)을 이용하는 것이다. 이 방법으로 TMD 나노시트를 약 20 nm 두께로 균일하게 합성하였다. p형 Si-TMD 나노선 광전극으로 구성된 광화학전지는 태양광 AM1.5G, 0.5 M H2SO4 전해질에서 개시 전위 0.2 V를 가지며 0 V (vs. RHE)에서 20 mA cm-2 이상의 전류를 낼 수 있다. 수소 발생 양자효율은 90% 정도로 우수한 물분해 촉매 특성을 확인하였다. MoS2 및 MoSe2는 3시간 동안 90% 이상의 우수한 광전류 안전성을 보여주었으나, WS2 및 WSe2는 상대적으로 적은 80%였다. MoS2, MoSe2는 Si 나노선 표면에 균일한 시트 형태로 씌워졌지만, WS2, WSe2는 조각 형태로 붙었다. 따라서 Si 표면을 잘 보호하지 못하기 때문에 Si나노선이 더 잘 산화되어 안정성이 낮아지는 것으로 해석하였다. 본 연구결과는 TMD의 수소 발생 촉매 특성을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 예상한다.

고추 재배시 방사성 핵종 처리 및 열매수확 시기에 따른 토양-작물체간 전이계수의 변이 (Variations in Soil-to-Red Pepper Transfer Factors of Radionuclides with Time of Their Application and Fruit Harvest)

  • 최용호;이원윤;임광묵;박두원;이명호;이창우;이현덕;이정호
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제22권3호
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    • pp.171-181
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    • 1997
  • 고추의 이식 2일전 및 이식후 세 차례에 걸쳐 $^{54}Mn$, $^{60}Co$, $^{85}Sr$, $^{137}Cs$의 혼합용액을 온실내 재배상자의 토양에 처리하고 고추의 청과와 적과에 대한 전이계수($m^2/kg-dry$)를 조사하였다. 전이계수는 핵종, 처리시기 및 수확시기에 따라 $20{\sim}100$배 정도의 변이를 보였다. 핵종간에 전이계수는 대체로 $^{85}Sr>^{54}Min>^{60}Co>^{137}Cs$의 순이었으나 처리에서 수확까지의 기간이 짧을 경우 $^{85}Sr$$^{60}Co$ 전이계수가 $^{85}Sr$보다 높았다. $^{85}Sr$$^{137}Cs$ 전이계수는 가장 늦은 처리에서 그 전 처리에 비해 수확시기에 따라 $3{\sim}20$배 정도 감소하였다. $^{54}Mn$$^{60}Co$ 전이계수는 이식후 처리시기에 따른 변이가 비교적 적었다. 식전 토양과의 혼합처리시 전이계수는 이식 2일후 토양 표면 처리에 비해 $^{54}Mn$, $^{60}Co$, $^{85}Sr$의 경우 최고 $3{\sim}9$배 정도 높았으나 $^{137}Cs$의 경우 차이가 없었다. 본 연구 결과는 고추의 재배기간중 사고발생시 고추 열매내 방사성 핵종의 뿌리흡수 농도를 예측하고 고추의 수확 및 이용대책을 수립하는 데 활용될 수 있다.

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Preparationand Characterization of Rutile-anatase Hybrid TiO2 Thin Film by Hydrothermal Synthesis

  • Kwon, Soon Jin;Song, Hoon Sub;Im, Hyo Been;Nam, Jung Eun;Kang, Jin Kyu;Hwang, Taek Sung;Yi, Kwang Bok
    • 청정기술
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    • 제20권3호
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    • pp.306-313
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    • 2014
  • 나노다공성 $TiO_2$ 필름은 주로 염료감응형 태양전지의 작동전극으로 사용된다. 지금까지 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 $TiO_2$ 나노구조체에 대한 다양한 연구가 시도되어왔다. 본 연구에서는 수열합성법을 이용하여 FTO glass 위에 루타일 $TiO_2$ 나노로드를 수직적으로 성장시켰고 그 위에 아나타제 $TiO_2$ 필름을 재 합성하였다. 이 새로운 방법은 아나타제 $TiO_2$ 합성시 요구되는 시드층 합성단계를 피할 수 있었다. 밀집한 아나타제 $TiO_2$ 층은 전자생성층으로써 고안되었고 시드층 대신 합성된 루타일 $TiO_2$ 나노로드는 생성된 전자들이 FTO glass로 이동하는 통로역할을 하게 되었다. 전자이동률을 증진시키기 위해 루타일 나노로드에 $TiCl_4$ 수용액을 이용하여 표면 처리하였고 열처리 후 표면 위에 얇은 아나타제 $TiO_2$ 필름을 형성시켰다. 합성된 루타일-아나타제 $TiO_2$ 구조체의 두께는 $4.5-5.0{\mu}m$이고 셀 테스트 결과 3.94%의 광전환효율을 얻게 되었다. 이는 루타일 $TiO_2$ 나노로드 전극과 비교했을 때 광전환효율이 상당히 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

벼 재배 기간중 침적시기에 따른 Root Uptake of $^{54}Mn,\;^{60}Co,\;^{85}Sr,\;^{137}Cs$의 뿌리흡수 (Root Uptake of $^{54}Mn,\;^{60}Co,\;^{85}Sr\;and\;^{137}Cs$ Deposited at Different Times during the Growing Season of Rice)

  • 최용호;조재성;이창우;홍광희;이정호
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제20권4호
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    • pp.255-263
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    • 1995
  • 온실내에서 $^{54}Mn,\;^{60}Co,\;^{85}Sr,\;^{137}Cs$의 혼합용액을 벼의 이식전 및 이식후 다섯 차례에 걸쳐 상부 20cm를 산성 양질사토로 채운 재배상자의 담수표면에 처리하고 흡수실험을 수행하였다. 네 핵종의 벼 지상부로의 흡수율은 처리시기에 따라 각각 $3.4{\sim}13.7%,\;0.03{\sim}0.15%,\;0.6{\sim}l.5%,\;0.02{\sim}0.15%$의 범위로 모두 이식 후 67일 처리에서 최고였다. 토양-작물체간 전이계수는 대체로 핵종간에는 $^{54}Mn>^{85}Sr>^{60}Co{\geq}^{137}Cs$, 부위간에는 볏짚 >왕겨>현미의 순이었다. 현미에서의 전이계수$(m^2/kg-dry)$는 처리시기에 따라 $^{54}Mn$$1.2{\times}10^3{\sim}5.0{\times}10^3,\;^{60}Co$$1.6{\times}10^5{\sim}2.6{\times}10^4,\;^{85}Sr$$1.1{\times}10^4{\sim}7.6{\times}10^4,\;^{137}Cs$$5.2{\times}10^5{\sim}7.0{\times}10^4$였다. 볏짚에서는 네 핵종 모두 이식후 67일 처리에서 전이계수가 최고였고 현미에서는 $^{54}Mn,\;^{60}Co,\;^{85}Sr$의 경우 이보다 다소 늦은 처리에서 최고였다. 본 연구에서 구한 전이계수는 벼의 생육중 사고로 인한 농경지의 방사능 오염 시 환경영향 평가를 위한 기초자료로 이용될 수 있다.

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