• 제목/요약/키워드: through-thickness hole

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Enhanced Light Harvesting by Fast Charge Collection Using the ITO Nanowire Arrays in Solid State Dye-sensitized Solar Cells

  • Han, Gill Sang;Yu, Jin Sun;Jung, Hyun Suk
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.463-463
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    • 2014
  • Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have generated a strong interest in the development of solid-state devices owing to their low cost and simple preparation procedures. Effort has been devoted to the study of electrolytes that allow light-to-electrical power conversion for DSSC applications. Several attempts have been made to substitute the liquid electrolyte in the original solar cells by using (2,2',7,7'-tetrakis (N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9-9'-spirobi-fluorene (spiro-OMeTAD) that act as hole conductor [1]. Although efficiencies above 3% have been reached by several groups, here the major challenging is limited photoelectrode thickness ($2{\mu}m$), which is very low due to electron diffusion length (Ln) for spiro-OMeTAD ($4.4{\mu}m$) [2]. In principle, the $TiO_2$ layer can be thicker than had been thought previously. This has important implications for the design of high-efficiency solid-state DSSCs. In the present study, we have fabricated 3-D Transparent Conducting Oxide (TCO) by growing tin-doped indium oxide (ITO) nanowire (NWs) arrays via a vapor transport method [3] and mesoporous $TiO_2$ nanoparticle (NP)-based photoelectrodes were prepared using doctor blade method. Finally optimized light-harvesting solid-state DSSCs is made using 3-D TCO where electron life time is controlled the recombination rate through fast charge collection and also ITO NWs length can be controlled in the range of over $2{\mu}m$ and has been characterized using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Structural analyses by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-Ray diffraction (XRD) results reveal that the ITO NWs formed single crystal oriented [100] direction. Also to compare the charge collection properties of conventional NPs based solid-state DSSCs with ITO NWs based solid-state DSSCs, we have studied intensity modulated photovoltage spectroscopy (IMVS), intensity modulated photocurrent spectroscopy (IMPS) and transient open circuit voltages. As a result, above $4{\mu}m$ thick ITO NWs based photoelectrodes with Z907 dye shown the best performing device, exhibiting a short-circuit current density of 7.21 mA cm-2 under simulated solar emission of 100 mW cm-2 associated with an overall power conversion efficiency of 2.80 %. Finally, we achieved the efficiency of 7.5% by applying a CH3NH3PbI3 perovskite sensitizer.

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소구경 시추공에서의 밀도검층 수치모델링 연구 (A study on slim-hole density logging based on numerical simulation)

  • 구본진;남명진;황세호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제15권4호
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    • pp.227-234
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    • 2012
  • 물리검층 중에서 매질의 밀도 측정을 통해 공극률을 계산할 수 있는 밀도검층에 대한 수치 연구 결과는 국내에서는 전무하다고 해도 과언이 아니다. 이 연구에서는 MCNP (Monte Carlo N-Particle) 알고리듬에 기초하여 밀도검층을 수치모형화하고 다양한 시추공 환경이 밀도검층 결과에 미치는 영향을 분석함으로써, 밀도검층 자료해석을 위한 기틀을 마련하고자 한다. 이를 위해, MCNP 알고리듬을 이용한 밀도검층 시물레이션의 적용성을 검토하기 위해 단순한 모형에서의 검출기 반응 연구를 수행하였다. 또한 수치 실험을 위해 한국지질자원연구원에서 사용하고 있는 상용 밀도검층기(Robertson Geologging사)에 기초하여 밀도검층기를 수치모델링하였다. 다양한 밀도의 매질에서 시추공 지름을 바꿔가면서 밀도검층 시물레이션을 수행함으로써, Robertson Geologging사의 밀도검층기를 위한 교정곡선을 제시하였다. 이 교정곡선에 기초하여 매질의 밀도를 보다 정확히 분석하고 다양한 시추공환경 변화가 밀도검층에 미치는 영향을 분석하기 위해, 공내수 유무에 따른 밀도검층 반응의 변화 및 시추공 케이싱의 종류에 따른 밀도검층 반응의 변화를 수치모델링을 통해 분석하였다. 이 연구는 밀도검층 시 시추공환경 변화가 검층결과에 미치는 영향을 이해하는 것을 돕고, 향후 국내 시추공환경의 밀도검층에 대한 보다 정확한 해석을 위한 연구의 기초가 될 것으로 기대한다.

임시수복 재료와 본딩제의 화학적 호환성이 전단결합강도에 미치는 영향 (Chemical compatibility of interim material and bonding agent on shear bond strength)

  • 이종혁
    • 구강회복응용과학지
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    • 제32권4호
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    • pp.293-300
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    • 2016
  • 목적: 중합방식과 화학적 조성이 다른 본딩제들이 자가중합형 비스아크릴 임시수복 재료의 결합에 미치는 영향을 알아 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 원반 형태의 비스아크릴 임시수복 재료 시편 40개를 준비한 후 본딩제의 중합특성에 따라 대조군을 포함 4개의 군으로 나누었다. 본딩제 도포 후 직경 4 mm의 원형 구멍을 가진 4 mm 두께의 테플론 몰드를 이용하여 동일한 비스아크릴 임시수복 재료을 첨상하였다. 전단결합강도시험을 시행하였으며 파절면을 현미경으로 관찰하였다. 일원배치 분산분석과 Tukey 사후분석을 사용하여 유의수준 0.05로 검증하였다. 결과: 화학중합형 본딩제를 사용한 군에서 통계적으로 유의한 가장 높은 전단결합강도를 보였으며($27.36{\pm}4.30 MPa$, P < 0.05) 모든 시편에서 비스아크릴 임시수복 재료 내에서 파절이 일어나는 응집성 파절 양상을 보였다(100%). 실험군중 가장 낮은 값은 광중합형 본딩제를 사용한 군에서 기록되었으며($13.29{\pm}2.56 MPa$) 이는 대조군과 거의 유사한 값을 보였다. 동일한 광중합 방식 이지만 화학중합 레진과의 호환성을 높인 본딩제를 사용한 군에서는 광중합형 본딩제를 사용한 군에 비해 통계적으로 유의하게 높은 값을 보였다(P = 0.043). 결론: 본딩제의 종류가 수리된 비스아크릴 임시수복 재료의 전단결합 강도에 영향을 주며, 비스아크릴 임시수복 재료의 수리 시 적절한 본딩제 선택이 중요하다.

수평배수재로 재활용하는 회사장 혼합석탄재의 시공 방안 (The Construction Work Method of Mixed Coal Ash in Ash Pond to Recycle as a Horizontal Drain Material)

  • 고용일
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.53-58
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    • 2013
  • 연약지반에 시공되는 수평배수층의 설계는 사용할 수평배수재의 투수성에 대한 재료 조건인 No.200체 통과백분율을 확인하여 재료의 사용 여부를 정하고, 시공장비의 주행성 확보를 위한 수평배수층의 두께를 산정한다. 그리고 이 수평배수층이 양호하게 장기적으로 배수성을 유지할지를 검토하고, 필요 시 방안을 강구하는 등 순차적인 단계로 실시한다. 본 연구에서는 회사장 혼합석탄재를 사용하여 실제 수평배수층을 시공하면서 그 과정과 결과를 고찰함으로써 연약지반에서 수평배수재로 이들 혼합석탄재를 원활하게 활용하기 위한 시스템을 제시하고 있다. 즉, 회사장 혼합석탄재는 회사장마다 그리고 같은 회사장에서도 위치에 따라 $75{\mu}m$보다 작은 세립분의 함유량이 불규칙하고 그 양이 상당히 많기 때문에 어느 정도까지는 세립분이 제거되도록 체로 선별하여 사용하여야 한다는 사실을 확인하며, 현장에서의 대량 선별을 위한 체의 눈금 크기, 선별 방법 등의 구체적 사항들을 제안하고 실제 시공을 위해서는 적절한 선별기 제작의 필요성을 기술하고 있다.

블록 이동용 러그의 안전사용하중 결정에 관한 구조 평가법 (Structural Evaluation Method to Determination Safe Working Load of Block Handling Lugs)

  • 권오현;박주신;서정관
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.363-371
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    • 2023
  • 한 척의 선박을 건조하기 위해서는 다양한 크기의 블록(block)들을 이동 및 탑재해야 한다. 이러한 과정에서 블록의 체결 방법 및 각 조선소 설비 특성에 맞는 다양한 기능에 부합하는 러그를 사용하고 있다. 블록 구조의 중량 및 형태에 따라서 러그의 크기와 형상이 다양하며, 샤클(shackle)이 체결되는 홀 주변에 부족한 강성을 보완하기 위하여 덧판(doubling pad)을 용접하여 구조를 보강한다. 리프팅(lifting) 조건별 러그의 설계를 하는 방법은 보 이론(beam theory)에 의한 수계산 방법과 유한요소해석 모델링을 이용한 구조해석을 수행하고 있다. 해석적 방법의 경우, 요소의 종류와 모델링 방법에 따라서 결과 차이가 발생하여 표준화된 평가법의 정립이 필요한 상황이다. 이러한 모호한 방법론 적용 시 블록의 이동 및 반전(turn-over) 과정 중에서 심각한 안전 문제를 유발할 가능성이 있다. 본 연구에서는 러그의 실제 탑재공정에 따른 구조 응답을 평가할 수 있는 모델링 조건, 평가법을 확정하고자 다양한 변수의 영향을 수치 구조해석을 통하여 비교 및 분석하였다. 러그 홀(hole) 주변 덧판부와 용접 비드(bead)를 표현한 모델링 기법이 가장 실제적인 거동 결과를 주고 있다. 실제 러그와 동일한 조건(용접부 비드만 주재료와 연결)의 모델링에 등가하중을 적용한 결과는 MPC 하중 적용 결과보다 낮은 최종강도를 나타낸다. 더불어 해석 시간 단축을 위해서 2차원 쉘(shell) 요소를 적용한 경우, 덧판 두께를 85% 수준으로 감소시켜서 안전사용하중을 예측할 수 있음을 확인하였다. 논문에서 검토한 다양한 변수의 영향들 결과는 러그 설계 및 안전사용하중 예측에 근거 자료로 활용될 것으로 기대된다.

임플랜트 식립부위 형성시 골조직의 온도변화에 관한 연구 (A STUDY ON THE TEMPERATURE CHANGES OF BONE TISSUES DURING IMPLANT SITE PREPARATION)

  • 김평일;김영수;장경수;김창회
    • 대한치과보철학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.1-17
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    • 2002
  • The purpose of this study is to examine the possibility of thermal injury to bone tissues during an implant site preparation under the same condition as a typical clinical practice of $Br{\aa}nemark$ implant system. All the burs for $Br{\aa}nemark$ implant system were studied except the round bur The experiments involved 880 drilling cases : 50 cases for each of the 5 steps of NP, 5 steps of RP, and 7 steps of WP, all including srew tap, and 30 cases of 2mm twist drill. For precision drilling, a precision handpiece restraining system was developed (Eungyong Machinery Co., Korea). The system kept the drill parallel to the drilling path and allowed horizontal adjustment of the drill with as little as $1{\mu}m$ increment. The thermocouple insertion hole. that is 0.9mm in diameter and 8mm in depth, was prepared 0.2mm away from the tapping bur the last drilling step. The temperatures due to countersink, pilot drill, and other drills were measured at the surface of the bone, at the depths of 4mm and 8mm respectively. Countersink drilling temperature was measured by attaching the tip of a thermocouple at the rim of the countersink. To assure temperature measurement at the desired depths, 'bent-thermocouples' with their tips of 4 and 8mm bent at $120^{\circ}$ were used. The profiles of temperature variation were recorded continuously at one second interval using a thermometer with memory function (Fluke Co. U.S.A.) and 0.7mm thermocouples (Omega Co., U.S.A.). To simulate typical clinical conditions, 35mm square samples of bovine scapular bone were utilized. The samples were approximately 20mm thick with the cortical thickness on the drilling side ranging from 1 to 2mm. A sample was placed in a container of saline solution so that its lower half is submerged into the solution and the upper half exposed to the room air, which averaged $24.9^{\circ}C$. The temperature of the saline solution was maintained at $36.5^{\circ}C$ using an electric heater (J. O Tech Co., Korea). This experimental condition was similar to that of a patient s opened mouth. The study revealed that a 2mm twist drill required greatest attention. As a guide drill, a twist drill is required to bore through a 'virgin bone,' rather than merely enlarging an already drilled hole as is the case with other drills. This typically generates greater amount of heat. Furthermore, one tends to apply a greater pressure to overcome drilling difficulty, thus producing even greater amount heat. 150 experiments were conducted for 2mm twist drill. For 140 cases, drill pressure of 750g was sufficient, and 10 cases required additional 500 or 100g of drilling pressure. In case of the former. 3 of the 140 cases produced the temperature greater than $47^{\circ}C$, the threshold temperature of degeneration of bone tissue (1983. Eriksson et al.) which is also the reference temperature in this study. In each of the 10 cases requiring extra pressure, the temperature exceeded the reference temperature. More significantly, a surge of heat was observed in each of these cases This observations led to addtional 20 drilling experiments on dense bones. For 10 of these cases, the pressure of 1,250g was applied. For the other 10, 1.750g were applied. In each of these cases, it was also observed that the temperature rose abruptly far above the thresh old temperature of $47^{\circ}C$, sometimes even to 70 or $80^{\circ}C$. It was also observed that the increased drilling pressure influenced the shortening of drilling time more than the rise of drilling temperature. This suggests the desirability of clinically reconsidering application of extra pressures to prevent possible injury to bone tissues. An analysis of these two extra pressure groups of 1,250g and 1,750g revealed that the t-statistics for reduced amount of drilling time due to extra pressure and increased peak temperature due to the same were 10.80 and 2.08 respectively suggesting that drilling time was more influenced than temperature. All the subsequent drillings after the drilling with a 2mm twist drill did not produce excessive heat, i.e. the heat generation is at the same or below the body temperature level. Some of screw tap, pilot, and countersink showed negative correlation coefficients between the generated heat and the drilling time. indicating the more the drilling time, the lower the temperature. The study also revealed that the drilling time was increased as a function of frequency of the use of the drill. Under the drilling pressure of 750g, it was revealed that the drilling time for an old twist drill that has already drilled 40 times was 4.5 times longer than a new drill The measurement was taken for the first 10 drillings of a new drill and 10 drillings of an old drill that has already been used for 40 drillings. 'Test Statistics' of small samples t-test was 3.49, confirming that the used twist drills require longer drilling time than new ones. On the other hand, it was revealed that there was no significant difference in drilling temperature between the new drill and the old twist drill. Finally, the following conclusions were reached from this study : 1 Used drilling bur causes almost no change in drilling temperature but increase in drilling time through 50 drillings under the manufacturer-recommended cooling conditions and the drilling pressure of 750g. 2. The heat that is generated through drilling mattered only in the case of 2mm twist drills, the first drill to be used in bone drilling process for all the other drills there is no significant problem. 3. If the drilling pressure is increased when a 2mm twist drill reaches a dense bone, the temperature rises abruptly even under the manufacturer-recommended cooling conditions. 4. Drilling heat was the highest at the final moment of the drilling process.

니암지대황폐림지(泥岩地帶荒廢林地)의 지피식생(地被植生) 조성방법(造成方法)에 관(關)한 연구(硏究) - 니암특성((泥岩特性)과 조기녹화(早期綠化) - (Studies on the Method of Ground Vegetation Establishment of Denuded Forest Land in the Mudstone Region - The Characteristics of Mudstone and Speeded-up Reforestation -)

  • 정인구
    • 한국산림과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.1-23
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    • 1973
  • 우리나라에서 식물생장(植物生長)이 가장 나쁜 니암지대(泥岩地帶) 황폐림지(荒廢林地)에 지피식생(地被植生)을 조성(造成)시키기 위하여 지피식생(地被植生) 조성시험(造成試驗)을 실시(實施)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 객토량시험(客土量試驗)에 있어서 객토(客土)는 두께 15cm이상을 하여야만 객토(客土)의 효과(効果)를 인정(認定)할 수있었고, 10cm의 객토(客土)를 하고서도 시비(施肥)를 하지 않으면 생장(生長)이 불량(不良)하여 1cm 객토후(客土後) 비료(肥料)를 충분(充分)히 사용(使用)한 구(區)보다 못하였다. 또 파종혈(播種穴)의 깊이에 있어서 30cm구(區)와 40cm구(區)와는 그 성적차(成績差)를 인정(認定)할 수가 없었다. 식생대피복구(植生袋被覆區)와 무피복구(無被覆區)는 식물(植物)이 발아당시(發芽當時)에는 종자(種子)의 유실여부(流失如否)와 유시(幼時) 생장상(生長上)의 차(差)가 다소(多少)있었으나 가을 성적(成績) 결과(結果)는 차(差)를 인정(認定)할 수 없어서, 이것을 종합(綜合)하여 보면 객토(客土)는 10cm이상(以上)이고 파종혈(播種穴)($30cm{\times}30cm$)당(當) 30g(22:22:11 복비(複肥) 55g)의 시비(施肥)를 하여야 한다. 2. 객토파종별(客土播種別) 시험(試驗)에 있어서 화강암풍화토(花崗巖風化土), 응회암풍화토(凝灰岩風化土), 니암풍화토별(泥岩風化土別) 성적(成績)은 고도(高度)의 유의차(有意差)가 없어고, 각종녹화자재별(各種綠化資材別) 처리(處理)에서도 모연공구(毛筵工區)에서만 1%의 유의차(有意差)를 나타내었다. 이것을 종합(綜合)하면 본 바닥 산록(山麓)의 성취(成就)된 니암풍화토(泥岩風化土)를 객토(客土)로 사용(使用)하는 것이 효과적(効果的)이며 모연공구(毛筵工區)가 좋았다. 3. 니암지대(泥岩地帶)의 임지비암(林地肥岩)임지에는 기존임목(旣存林木)(소나무, 해송)이 1ha당(當) 2,000~3,000본(本) 산재(散在)되어 있으므로 1ah당(當) 22:22:11 복합비료(複合肥料)를 성분량(成分量)으로 110kg을 시용(施用)한 결과(結果) 시비당년(施肥當年)에는 차(差)를 인정(認定)할수 없었으나 다만 엽색(葉色)이 농록색(濃綠色)을 정(呈)하고 엽장(葉長)이 30~40% 더 신장(伸張)하였고 사방오리나무에 있어서 14:37:12 및 9:12:3 복비(複肥)를 본당성분량(本當成分量)으로 20g 구(區)와 40g 구(區)로 나누어 시비(施肥)한 결과(結果) 40g구(區)가 월등(越等)히 생장(生長)이 양호(良好)하였으며 비종간(肥種間)에는 차(差)이를 인정(認定)할수 없었다. 4. 임목(林木)의 근계신장상황(根系伸張狀況)은 소나무는 40년(年)을 자라도 니암(泥岩)을 뚫고 생장(生長)하는 직근신장(直根伸張)은 15cm에 불과(不過)하나 곰솔은 23cm까지 주근(主根)이 신장(伸張)할 수가 있으므로 소나무보다 해송의 직근(直根) 신장력(伸張力)이 강(强)하다. 측근전장(側根全長)은 소나무에서 20m 해송에서 13m이였고, 아까시아나무는 식재당시(植栽當時)에 길이에서 더밑으로 암석을 뚫지 못하고 측근(側根)만 발달(發達)하여 비교적(比較的) 수분(水分)이 보지(保持)되는 소나무밑으로 신장(伸張)하는 것이 통례(通例)이였으며, 니암잔적토(泥岩殘積土)에서는 8~10년(年)만에 고사(枯死)되고 만다. 한편 소나무의 수형(樹型)은 편편상(偏偏狀)인데 해송은 삼각형(三角形)에 수형(樹型)을 이루고 있는 것이 특이하다. 이상(以上)의 사실(事實)을 종합(綜合)하면 인공(人工) 조림시(造林時) 충분(充分)한 식혈(植穴)을 파주지 않으면 임목(林木) 생육(生育)이 어려우므로 충분(充分)한 식혈(植穴)과 비료(肥料)를 시용(施用)하여야만 니암지대(泥岩地帶) 황폐림지(荒廢林地)를 복구(復舊)할수 있을것이다.

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