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패턴전사 프린팅을 활용한 리튬이온 배터리 양극 기초소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴화 방법 (Nanoscale Pattern Formation of Li2CO3 for Lithium-Ion Battery Anode Material by Pattern Transfer Printing)

  • 강영림;박태완;박은수;이정훈;왕제필;박운익
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.83-89
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    • 2020
  • 지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

롤투롤 스퍼터링 증착을 통한 납(Pb) 대체용 방사선 차폐필름 개발 (Research on Radiation Shielding Film for Replacement of Lead(Pb) through Roll-to-Roll Sputtering Deposition)

  • 김성헌;변정섭;지영빈
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.441-447
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    • 2023
  • 현재 의료방사선 분야에서 차폐를 목적으로 주로 사용되고 있는 납(Pb)소재는 방사선 차폐 기능은 뛰어 나지만 납 자체가 가지고 있는 인체 유해성과 무거운 무게에 의한 불편함 때문에 지속적으로 직, 간접적으로 방사선 피폭 위험을 차단함과 동시에 납 소재를 대체할 수 있는 인체 친화적인이며 가벼우면서 사용편의성을 가진 차폐소재의 연구는 지속적으로 진행되어지고 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 PET(polyethylene terephthalate) 필름과 실제 방사선 방호복 사용되는 원단소재를 기재로 하여 방사선을 차폐할 수 있는 금속물질인 비스무트, 텅스텐, 주석을 스퍼터링 진공증착 방식을 통한 다층박막을 구현하여 차페필름을 제작하여 방사선 차폐소재로의 적용가능성을 평가하였다. 차폐필름을 제작하기 위한 인가전압, 롤 구동속력, 가스공급량을 제어하면서 차폐물질별 최적화된 조건을 확립하여 방사선 차폐필름 제작하였다. 모재와 차폐금속박막간 밀착력 확인은 Cross-cut 100/100으로 확인하였고 시간에 따른 박막의 변화를 측정하기 위해 내열탕 테스트 1시간을 통하여 박막의 안정성을 확인하였다. 최종적으로 구현된 차폐필름의 차폐성능은 한국방사선진흥협회를 통한 실제 방사선 차폐성능을 측정한 결과 시험조건(역넓은 빔, 관전압 50 kV, 반가층 1.828 mmAl)을 설정하여 감쇠비 16.4 (초기값 0.300 mGy/s, 측정값 0.018 mGy/s)와 감쇠비 4.31(초기값 0.300 mGy/s, 측정값 0.069 mGy/s)의 결과를 얻었다. 추후 제품화를 위한 공정효율성을 확보하여 가벼우면서 차폐성능을 보유한 필름 및 원단을 활용하여 방사선 방호복이나 차폐기능을 가진 건축자재로의 필름적용을 위한 초석을 마련하였다.

열이온화 질량분석에 의한 극미량 우라늄 정량에 미치는 바탕값 영향 (Background effect on the measurement of trace amount of uranium by thermal ionization mass spectrometry)

  • 전영신;박용준;조기수;한선호;송규석
    • 분석과학
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    • 제21권6호
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    • pp.487-494
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    • 2008
  • 극미량 우라늄시료에 대한 열이온화 질량분석기를 이용하여 우라늄 동위원소 비 측정 및 정량과 관련하여 고순도(zone refined) 레늄필라멘트와 일반 레늄필라멘트로부터 오는 바탕값(background) 특성을 비교하였다. 두 종류 필라멘트에서 가벼운 알칼리금속원소들의 클러스터(cluster)인 $(^{39}K_6)^+$, $(^{39}K_5+^{41}K)^+$ 및 금속산화물($PbO_2$)로 추측되는 우라늄 동중원소영향(isobaric effect)을 확인하였다. 고순도 레늄필라멘트를 < $10^{-7}$ torr에서 약 $2000^{\circ}C$로 1.5 시간 이상 degassing 함으로 불순물들을 완전히 제거할 수 있었으나 일반 레늄필라멘트의 경우 5시간 이상 degassing을 하여도 약 3 pg-U이 남아있었다. 일반 레늄필라멘트에 대한 불순물 제거(degassing) 실험결과 5 A, 30 분이 불순물제거의 최소조건이었다. U-233을 spike로 사용, 동위원소희석 질량분석법으로 일반 레늄필라멘트 중 불순물로 포함된 우라늄 양을 측정한 결과 degassing을 하지 않은 필라멘트에서는 0.31 ng-U이 측정되었고, degassing (5.5 A, 1 hr.)을 한 것은 약 3 pg-U 이 측정되었다. 즉, 일반필라멘트의 경우, degassing을 하더라도 1 ng-U 시료에 대하여 0.3% 오차를 근본적으로 갖는 것을 알 수 있었다. 따라서 환경급 극미량 우라늄시료 측정에는 고순도 필라멘트를 degassing하여 사용해야 함을 알 수 있었다. 우라늄 측정 시 필라멘트 전류를 5.5 A로 하였을 때보다 6.0 A로 했을 때 불순물 우라늄 량이 1.5 배 더 크게 나타났다. 따라서 필라멘트 전류를 5.5 A 이상 올리지 않는 것이 바탕값 영향이 작음을 알 수 있었다. 우라늄 표준물질(KRISS 표준물질/NIST U-005, 030)을 사용하여 우라늄 동위원소 함량을 측정한 후 인증 값과 비교한 결과 U-235 는 0.04%, U-234, U-236는 2% 이내에서 각각 일치하였다.

질량분석기를 이용한 해수 중 산소안정동위원소 분석법의 개선 (Improvement of Oxygen Isotope Analysis in Seawater samples with Stable Isotope Mass Spectrometer)

  • 박미경;강동진;김경렬
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제13권4호
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    • pp.348-353
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    • 2008
  • 산소안정동위원소는 추적자로서의 뛰어난 특성에도 불구하고 분석상의 어려움으로 해양수괴 연구에 많이 활용되지 못하고 있다. 물시료에 함유된 산소의 안정동위원소비를 측정하기 위해 가장 많이 사용하는 방법은 $H_2O/CO_2$ 평형기를 이용해 시료인 물을 이산화탄소와 동위원소평형을 이루게 한 뒤, 이산화탄소의 동위원소 비율을 측정하는 것이다. 이러한 자동 $H_2O/CO_2$ 평형기를 이용한 물 시료 분석시의 정밀도는 ${\pm}0.1%o$, 해양에서 이를 적용하기 위해서는 정밀도를 보다 높이는 것이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 분석상의 오차를 감소시킬 수 요인들을 파악하여 분석장치의 보완 및 분석방법의 개선으로 정밀도 최소 0.05%o 향상시킴으로서 산소동안정동위원소의 변화폭이 작은 해양에서도 추적자로서 활발히 응용될 수 있도록 기여하고자 하였다. $H_2O/CO_2$ 평형기를 이용하는 경우 가장 큰 문제점은 시료가스가 전처리 장치로부터 질량분석기까지 이동해야 하는 거리가 멀고 평형가스가 팽창해야 하는 부피가 크다는 것이다. 그러므로 단순히 압력 차를 이용해서 가스를 이동시킬 경우, 가벼운 동위원소종이 선택적으로 이동되는 동위원소 분별작용이 일어날 수 있고, 분석 장치 전체의 부피가 플라스크에 담긴 시료가스의 부피에 비해 크기 때문에 시료가스가 충분히 혼합되지 않을 수가 있다는 점이다. 이러한 점을 보완하기 위해 액체질소 트랩과 고진공 균일도를 향상시켰다. 동일한 해수시료를 기존방법과 보완방법을 이용하여 각각 14번씩 분석한 결과 평균 측정값은 0.023, 0.024%o 서로 거의 동일한 값을 보였으나 표준편차는 각각 ${\pm}0.081$, ${\pm}0.021%o$ 네 배가량 개선된 결과를 보이고 있다. 그 결과 해양에서의 동위원소 분석시 발생할 수 있는 중요한 오차 요인을 현저하게 감소시킴으로서 동위원소 변화폭이 작은 해양수괴 연구에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제의 치아우식예방 및 진행억제효과에 관한 실험적 연구 (The effects of fluoride releasing orthodontic sealants on the prevention and the progressive inhibition of enamel demiheralization in vitro)

  • 채승원;;윤영주;김광원
    • 대한치과교정학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.979-995
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    • 1997
  • 고정성 교정장치 주변에 발생되는 백색반점은 임상적으로 쉽게 눈에 띄는 문제점을 가지고 있으므로 잔치제거 후 심니적으로 만족스럽지 못한 결과를 야기하는데, 이는 곧 교정치료의 실패를 의미한다. 이미 많은 연구를 통해 고정성 교정장치가 구강내 세균환경을 변화시켜 세균집단의 증식을 용이하게 함으로써 고정성 장치 부착 후, 법랑질 탈회의 발생빈도가 증가된다는 사실이 보고 되어 왔으며 장기간이 소요되는 교정치료의 특성으로 인해 발생되는 브라켓 또는 교정용 밴드 주변의 법랑질 탈회나 치아우식증을 예방 또는 억제시키기 위한 연구가 함께 진행되어 왔다. 이는 환자에 대한 구강위생 교육이나 치아관리 노력에도 불구하고 발생될 수 있는데 이를 예방하기 위한 방법의 하나로 불소가 유리되는 교정용 전색제를 사용할 수 있다. 본 연구는 불소가 유리되는 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제의 치아우식 예방 및 진행억제효과를 규명하기 위해 다음과 같이 각각 7개의 편광현미경군(A군-G군)과 주사전자현미경군(A'군-G'군)으로 분류하였고 [1. A & A'군 STPP 인공우식용액에 담그지 않은 정상치아군, 2. B & B'군 : STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기 에 72시간 보관한 비처치군,3. C & C'군 : STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$ 의 항온용기에 72시간 보관한 자가중합형 교정용 전색제군, 4. D &D'군 : STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 광중합형 교정용 전색제군, 5. E & E'군 표면에 아무처리 없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 후, 이를 다시 아무런 처치없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 비처치군, 6. F & F'군 : 표면에 아무런 처치없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 후, 자가중합형 교정용 전색제를 도포하고 이를 다시 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$의 항온용기에 72시간 보관한 자가중합형 교정용 전색제, 7. G & G'군 :표면에 아무런 처치없이 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$ 의 항온용기에 72시간 보관한 후, 광중합형 교정용 전색제를 도포하고 이를 다시 STPP 인공우식용액에 담그고 $37^{\circ}C$ 의 항온용기에 72시간 보관한 광중합형 교정용 전색제군], 이들을 편광현미경과 주사전자현미경을 이용해 조직의 변성 여부를 검색하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 편광현미경적 연구에서 인공우식병 소의 깊이는 $A군(5.08{\mu}m),\;B군(47.82{\mu}m,\;C군(8.42{\mu}m),\;D군(7.20{\mu}m),\;E군(85.41{\mu}m),\;F군(60.38{\mu}m),\;G군(60.13{\mu}m)$,이었다. 2. 인공우식 병소의 깊이에 있어서, B군은 A군,C군,D군과 비교하여 통계학적으로 유의성 있는 차이를 보였고(p<0.05), E군은 F군,G군과 비교하여 통계학적으로 유의성 있는 차이를 보였다(p<0.05). 3. 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제는 법랑질탈회 예방효과가 있었다. 4. 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제는 법랑질탈회 진행억제효과가 있었다. 5. 광중합형 및 자가중합형 교정용 전색제 표본에 대한 주사전자현미경적 연구에서 인공우식용액의 시간 경과에 따른 영향은 없었다. 6. 광중합형 교정용 전색제 표본과 자가중합형 교정용 전색제 표본 사이의 차이는 편광현미경과 주사전자현미경으로 구별할 수 없었다.

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내부가열을 이용한 보장성어육(고등어) 연제품의 가공 및 제품개발에 관한 연구 1. 원료${\cdot}$첨가물의 배합 및 가공조건 (Processing of Water Activity Controlled Fish Meat Paste by Dielectric Heating 1. Formulation and Processing Conditions)

  • 이강호;이병호;유병진;서재수;조진호;정인학;제외권
    • 한국수산과학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.353-360
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    • 1984
  • 유전가열을 이용한 내부가열로서 어육연제품을 조리${\codt}$살균함과 동시에 내부수분을 확산${\codt}$이탈시켜 제품의 수분활성을 조절하여 상온보장이 가능한 보장성 어묵을 가공하는 방법과 제품개발을 위한 원료첨가물의 배합 및 가공조건을 검토한 실험결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 고등어 연육의 첨가물 배합조건은 고기풀 100에 대하여 전분(옥수수 전분) $10\%$, 소금 $1.5%$, MSG $0.6\%$, sorbitol $3.0\%$, 설탕 $2.0\%$일 때가 가장 적당하였다. (2) 연제품의 형상과 크기는 두께 0.8cm, 직경 8cm의 원반형이 균일한 가열과 팽화 및 표면경화를 막는데 가장 적당하였고, 이것은 연육을 8cm 직경의 원주형으로 충전하여 이것을 열탕중에서 $2{\sim}3$분간 가열처리하여 gel시킨 후 0.8cm 두께로 절단하여 만들수 있으므로 조작이 매우 편리하였다. 동시에 열탕처리는 유전 가열시간을 단축시키는 효과도 있었다. (3) 유전가열은 $5{\sim}6$분간을 2분, $1{\codt}5$분, $1{\codt}5$분 및 1분씩으로 간헐적으로 행하는 것이 제품의 성상과 수분활성 조절 및 살균효과가 좋았다. 1단계 가열에 의하여 확산${\codt}$이탈된 수분은 $60^{\circ}C$, 3m/sec의 열풍으로 2분간 건조하고 계속적으로 600 W 전열기로 $5{\sim}6$분간 가열 표면배소와 함께 최종적으로 수분활성을 조절할 수 있었다. (4) (3)과 같은 조건으로 가공한 연제품은 수분활성 0.84{\sim}0.86, 생균수 $3{\times}10^2/g$이하, TI함량 27.6mg/g였고 texture 시험성적은 hardness 42, cohesiveness 0.53, toughness 4.6, elasticity 0.8, folding test AA였다. (5) 연제품의 일반성분 조성은 수분 $40.1\%$, 단백질 $20.8\%$, 지방 $17.4\%$, 탄수화물 $16.2\%$ 및 회분$5.5\%$였다.

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러시아 박물관의 발해사 전시 변화와 전시 내러티브의 특징 - 아르세니예프 V.K. 국립극동역사보호지구 통합박물관을 중심으로 - (Changes in Exhibitions on the History of Balhae in Russian Museums and the Characteristics of Exhibition Narratives - with the focus on the Federal State Budgetary Institution of Culture "The Vladimir K. Arseniev Museum and Reserve of Far East History" -)

  • 정윤희
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제57권1호
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    • pp.54-79
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    • 2024
  • 본 연구는 한국의 발해학계에서 박물관 전시를 인식하는 논점이 중국에만 편중되어온 공백을 메우기 위해 작성되었다. 따라서 러시아 박물관에서 개최된 발해사 전시구성 및 운영정책의 특징과 변화를 분석하여, 국가 간 발해사 이해를 넓힐 수 있는 해석과 표출에 대한 자료를 공유하고자 한다. 이에 러시아의 발해사 전시를 대표하는 아르세니예프 V.K 국립극동역사보호지구 통합박물관의 상설전시 및 기획전시를 대상으로 시론적 연구를 시도해보았다. 우선 전시구성을 살펴보면, 상설전시는 지역사의 통시적 구성으로, 제1회 및 2회 기획전시는 러시아과학원 주요 소장유물을 포함한 발해사 주제별 구성으로 기획되었다. 전시 운영정책은 박물관 운영규정, 전시 운영인력, 전시 홍보전략을 통해 살펴보았다. 다음으로 전시가 개최된 배경과 역할 변화를 살펴보기 위해, 발해사 전시 개최 분기에 따른 지역사회의 정치·사회·문화적 이슈를 검토하였다. 그 결과, 상설전시 개편분기에는 국제정상회의 개최지역에 대한 역사인식을 제고하고, 제1회 기획전시 분기에는 다양한 정책주체들에 의해 한·러 합작 문화관광 현안을 견인하였으나, 제2회 기획전시 분기에는 국내외적 외교전략 변화 등과 맞물려 홍보 및 연계행사가 활성화되지 않은 것으로 추론해보았다. 마지막으로, 전시 내러티브의 특징을 살펴보기 위해, 지역사 교과서 및 발해사 개설서를 분석틀로 삼고 전시 내용과 상호 비교해보았다. 그 결과, 시대별 내러티브에서는 교과서에서 분리되었던 말갈족과 발해국의 통합 연출이 확인된다. 주제별 내러티브 중 정치사 주제에서는 변방의 말갈족 전사 대신 발해의 중앙 관리로 연출된 변화를 파악할 수 있었다. 특히 발해 영역도는 실증적인 조사자료 축적의 중요성을 시사한다. 물질문화 주제에서는 농업·수렵을 보여주는 동식물유체 자료의 보강을 제안해보았고, 대외 관계 주제에서는 통일신라 교류와 투르크계 주민 구성을 시사하는 내러티브를 살펴보았다. 사상문화 주제에서는 고구려 국가제사의례와 관련된 내러티브가 나타나는데, 이는 한국학계에서 아직 주목하지 못했던 새로운 자료이므로 추후 논의가 필요함을 지적해보았다. 결론적으로, 본 연구는 러시아 박물관의 발해사 전시 연구에 대한 공백을 메우고, 전시가 변화해온 맥락과 전시 내러티브의 특징을 고찰하여 시사점을 제시했다는 의의가 있다.