수처리 후 직접 해양으로 배출하는 산업시설 등에서 Hazardous and Noxious Substance (HNS) 농도 변화를 연속 자동 측정하기 위 한 센서의 기본적 성능으로 상온에서도 ppb 수준의 검출이 가능한 센서가 필요하다고 판단하여 기존의 센서의 감도를 높이기 위한 방법 을 제안하였다. 우선 나노입자 박막에 전도성 탄소계 첨가물을 이용하여 필름의 전도도를 높이는 방법과 촉매 금속을 이용하여 표면에서 의 이온 흡착도를 높이는 방법에 대해서 각각 연구하였다. 전도성 개선을 위해서 ITO 나노입자를 활용한 필름에 carbon black을 첨가물로 선택하여, 첨가물 함유량에 따른 센서의 성능변화를 관찰하였다. 그 결과 CB 함량 5 wt% 정도에서 전도성 증가에 의한 저항과 응답시간 의 변화를 관찰할 수 있었고, 유기용제를 대상으로 한 실험에서 검출하한은 250 ppb 정도까지 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 액체 중 이 온 흡착도를 높이기 위하여 센서 표면에 촉매로 Au를 스퍼터로 제작한 표면 촉매층을 형성한 시료를 이용한 실험에서 센서의 응답은 20% 이상 증가하고 평균 검출하한은 61 ppm까지 낮아지는 것을 확인하였다. 이 결과로부터 금속산화물 나노입자를 활용한 화학저항형 센서가 상온에서도 수십 ppb 정도의 HNS를 검출할 수 있다는 것을 확인하였다.

해수 중 존재하는 유해화학물질 검출을 목적으로 센서 시작품 제작하고 성능을 확인하였다. 센서 시작품은 검지부, 기구부, 구 동부로 구성하였다. 센서의 검지부는 ITO (Indium-Tin-Oxide) 금속산화물 나노입자 (metal oxide nanoparticle) 필름을 기판위에 인쇄하여 제작 하였고, 온도와 HNS 농도를 동시에 검출할 수 있도록 2개의 검출 부분을 갖도록 설계하였다. 센서의 기구부는 검지부와 구동부를 연결하 며, 검출에 영향을 줄 수 있는 화학적 반응을 막기 위해 테프론 재질을 이용하여 제작하였고, 특히 검지부의 착탈이 용이하도록 설계 하 였다. 구동부는 브릿지 회로와 아두이노 보드를 이용하여 전원 공급과 데이터 측정 및 디스플레이가 가능하도록 제작하였다. 시작품의 성 능에 대해서는 기존의 수질 센서를 참고한 성능 사양을 제시하고, 유기용제를 사용한 검지부와 시작품의 동작을 확인하여 응답 (ΔR), 검 출하한 (Limit of Detection), 응답시간 (response time), 오차 (error) 등을 평가하였다. 또한 해수 중 동작 특성을 파악하여 설계 사양이 구현되 었는지 확인하였다.

국내 유통 중인 콜라겐 제품 120건을 대상으로 중금속 4종(납, 카드뮴, 비소, 수은) 함량에 대해 조사하였다. 수 은은 금아말감화법을 이용한 수은분석기로 분석하였고 납, 카드뮴, 비소는 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 검사 결 과 납의 평균 함량은 0.097±0.055 mg/kg이었고 건강기능 식품, 기타가공품, 음료류, 과·채가공품에서 각각 평균 0.108±0.052mg/kg, 0.084±0.053 mg/kg, 0.131±0.047 mg/ kg, 0.149 mg/kg 농도로 검출되었다. 카드뮴의 평균 함량 은 0.026±0.011 mg/kg이었으며 검출된 제품은 모두 건강 기능식품이었다. 비소의 평균 함량은 0.097±0.048 mg/kg 이었고 건강기능식품, 기타가공품, 과·채가공품에서 각각 평균 0.091±0.055 mg/kg, 0.133 mg/kg, 0.086 mg/kg 농도 로 검출되었다. 수은의 평균 함량은 0.0025±0.0016 mg/kg 으로 건강기능식품, 기타가공품, 과·채가공품, 캔디류에서 각각 평균 0.0012 mg/kg, 0.0028±0.0018 mg/kg, 0.0013 mg/kg, 0.0031 mg/kg 농도로 검출되었다. 중금속 기준·규 격이 있는 음료류(납 0.3 mg/kg, 카드뮴 0.1 mg/kg) 및 캔 디류(납 0.2 mg/kg)는 모두 기준 이하로 검출되어 적합하 였다. 기준·규격이 없는 제품도 국내외 식품의 중금속 기 준과 보고된 식품 중금속 함량과 비교하였을 때 비교적 안전한 수준이라고 판단되었다.

유기 전구체와 금속 이온, 또는 금속-옥소 클로스터 간의 규칙적 배열을 통한 종의 다양성을 장점으로 하는 금속- 유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOFs)는 에너지 사용량이 높은 상변화 기반 분리공정을 대체할 수 있는 에너지 효율 적인 막 기반 분리 기술의 개발 가능성을 열어주었다. 이에 최근 10년 동안 다결정 MOFs 분리막 합성 기술에서 상당한 진전 이 있었지만, 매우 제한된 종류의 MOFs만이 활용되고 있다. 이러한 기술 개발의 정체는 다결정 분리막의 비 선택적인 확산 경로인 결정 사이 결함(intercrystalline defects)에 대한 명확한 해결법이 없기 때문이다. 후처리 성능 제어기술(postsynthetic modifications, PSMs)은 기존 분리막을 플랫폼으로 활용하고 이를 물리적 그리고/혹은 화학적으로 처리함을 통해 분리 특성 을 개선 혹은 변경하는 기술을 말한다. PSMs 기술은 특정 분리막을 개발하는 데 있어서 새로운 MOFs를 설계하거나 막 합성 기술을 개발하지 않아도 된다는 장점이 있어서 다결정 MOF 분리막의 다양성을 제공하기 위한 새로 부상하는 전략으로 평가 된다. 본 총설에서는 PSMs 기술을 7개의 세부기술((1) 공유결합법, (2) 결정간 결함 플러깅법, (3) 결정 내부 결함 치유법, (4) 기공내 기능성 소재 함침법, (5) 기공 경화법, (6) 전구체 치환법 및 (7) 비정질화법)로 분류하고, 각 세부기술의 연구 동향 및 도전과제 그리고 향후 연구 방향에 대해 논의하고자 한다.

대표적인 비구조요소인 배관의 지진에 의한 손상은 관성력과 두 지지점 사이의 위상차에 의해 작용하는 반복하중 그 리고 허용변형량을 초과하는 상대변위 등에 의해 발생할 수 있다. 특히 주요 손상모드는 큰 반복하중에 의한 저주기피로임이 많은 실험적 연구를 통하여 알려졌다. 따라서 과도한 지진변위에 의한 배관의 손상을 방지하기 위하여 지진상대변위가 발생할 수 있는 위치에 지진분리이음 또는 지진분리장치의 적용이 요구된다. 신축관이음 중 하나인 벨로우즈는 지진분리이음으로 적용 할 수 있다. 본 논문에서는 3ply 금속 벨로우즈 신축관이음의 온도차에 의한 내진성능의 변화를 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 상온환경에서 점진증폭 반복하중재하실험을 수행하였으며, -20°C의 저온조건에서 동일한 실험을 수행하고 그 결과 를 비교하였다. 실험 결과로부터, -20°C의 저온환경에서 금속벨로우즈의 변위성능은 약 10% 저하될 수 있음을 확인하였다.

The Alkali-Metal Thermal to Electric Converter (AMTEC) can be used as a next-generation power generation technology related with a large thermal energy storage. In particular, this technology is expected for the higher efficiency by a cascade power generation with the thermoelectric generator(TEG), and the temperature distribution becomes a very important design parameter in this case. In this study, the temperature distribution of the AMTEC unit was analyzed through CFD analysis, and design points were discussed based on the results.

송대 금속공예는 仿古銅器와 金銀器라는 두 가지 축을 중심으로 발전해왔다. 방고동기 는 예제개혁과 회복을 통한 권력강화를 위해 황실 주도 하의 진행된 금속공예였다. 북송의 방고동기는 휘종대에 집중적으로 제작되었고, 상대 고동기의 기형과 서주 고동기의 명문을 적용하였으며, 부분 주조 후 접합하는 방식으로 제작하였다. 남송대 방고동기는 紹興, 紹熙 연간에 주로 제작되었고, 宣和博古圖를 바탕으로 淳熙釋尊制度圖, 紹熙州縣釋奠儀 圖와 같은 예서를 활용하여 새로운 경향의 방고동기를 만들었다. 송대의 금은기는 재질의 희소성에도 불구하고 사용이 보편화 되었는데, 東京夢華錄등 의 기록을 통해 확인할 수 있다. 송대 금은기 사용의 보편화는 시장경제의 활성화를 의미하 는 것으로 금은기 소유는 제한적이지만, 사용은 영업장을 방문한 사람은 누구나 할 수 있었 다. 송대 금은기는 협층법과 거푸집 단조 등 전대와는 다른 기법으로 제작하기도 하였는데, 협층법은 기형의 중후함과 내부를 매끄럽게 만들어 사용이 편리하였고, 거푸집 단조는 동일 기형을 대량생산 할 수 있는 장점이 있다. 문양 표현에서는 화훼문과 인물고사 등이 주요 문 양으로 등장하였고, 타출기법으로 문양을 강조하기도 하였다. 송대 방고동기와 금은기는 재질과 기형, 문양에서 차이를 보이지만, 금은으로 방고동기를 만들고 고동기의 문양을 금은기에 적용한 것은 당시 금은기에도 방고동기의 영향이 있었다는것을 보여주는 것이다. 송대 금속공예의 두 가지 축인 방고동기와 금은기의 소유는 황실과 관료 등의 지배층에 국한되었지만, 소비와 사용은 다른 양상을 보인다. 방고동기의 사용은 황실과 관료 등 지배 층에 국한되었지만, 금은기는 영업점에서 누구나 사용할 수 있었던 공예품이었던 것이다. 송 대 방고동기와 금은기는 역할의 차이가 있었지만, 황실에서 민간으로 그리고 상품화로 다양 하게 변화하는 모습을 잘 보여준 송대의 금속공예의 두 가지 축이었다.

본 연구에서는 자장에 영향을 미치지 않는 금속성 메시 포화 밴드의 성능을 프로그램을 이용하여 모의실험 함으로써, 부분 촬영 MRI 검사 시 발생하는 둘러겹침허상의 제거 방법으로 적용 가능한지 알아보고자 하였다. 연구 방법은 xFDTD 프로그램을 이용하여 포화 밴드를 사용하지 않은 경우와 기존의 전자파 흡수재 포화 밴드를 사용한 경우, 그리고 전자파 차폐재인 새로운 금속성 메시 포화 밴드를 사용한 경우로 나누어 모의실험 한 후 각각의 결과를 비교평가 하였다. 연구 결과 고주파 필드 맵(RF field map)과 필드 강도(field strength) 모두 포화 밴드를 사용하지 않은 경우나 전자파 흡수재 포화 밴드를 사용한 경우에 비하여 새로운 금속성 메시 포화 밴드를 사용한 경우가 전자파 차폐 능력이 우수한 것으로 나타 났다. 결론적으로 성능을 모의실험 해 봤을 때 새로운 금속성 메시 포화 밴드는 기존 방법들의 문제점을 개선할 수 있어 둘러겹침허상의 제거 방법으로 적용 가능하리라 판단된다.

A Cu-15Ag-5P filler metal (BCuP-5) is fabricated on a Ag substrate using a high-velocity oxygen fuel (HVOF) thermal spray process, followed by post-heat treatment (300oC for 1 h and 400oC for 1 h) of the HVOF coating layers to control its microstructure and mechanical properties. Additionally, the microstructure and mechanical properties are evaluated according to the post-heat treatment conditions. The porosity of the heat-treated coating layers are significantly reduced to less than half those of the as-sprayed coating layer, and the pore shape changes to a spherical shape. The constituent phases of the coating layers are Cu, Ag, and Cu-Ag-Cu3P eutectic, which is identical to the initial powder feedstock. A more uniform microstructure is obtained as the heat-treatment temperature increases. The hardness of the coating layer is 154.6 Hv (as-sprayed), 161.2 Hv (300oC for 1 h), and 167.0 Hv (400oC for 1 h), which increases with increasing heat-treatment temperature, and is 2.35 times higher than that of the conventional cast alloy. As a result of the pull-out test, loss or separation of the coating layer rarely occurs in the heat-treated coating layer.

배관시스템은 대표적인 사회기반시설이다. 지진으로 인한 배관 손상은 심각한 피해를 초래할 수 있으므로 배관시스 템은 지진으로부터 반드시 보호되어야 할 필요가 있다. 지진은 설계기준을 초과하는 상대변위를 동반할 수 있다. 이러한 지진의 거동은 배관 이음부에 손상을 줄 수 있다. 배관시스템에서 과도한 변형이 발생할 수 있는 위치에 지진분리이음을 적용하면 내 진성능을 향상시킬 수 있다. 적층형 금속 벨로우즈는 지진과 같은 저주기 피로 하중에 대한 내구성이 우수하다. 따라서 다중 적층 형 금속 벨로우즈는 파이프의 면진 이음새로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 지진분리이음의 하나인 다중 적 층형 금속 벨로우즈에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 2종류의 다중 적층형 벨로우즈 신축관이음에 대하여 단조하중 및 반복 하중재하시험을 수행하고 손상모드와 한계상태를 추정하였다. 그리고 단조재하시험과 반복재하시험의 결과를 비교 분석하였다.

Since the beginning of the second Sino-Japanese war in 1937, the entire Korean Peninsula has entered a full-fledged wartime system. Japan enacted laws that strongly regulate the distribution of various resources for war, and the same was implemented in Joseon. In particular, as iron, copper, lead, tin, and aluminum were mobilized as raw materials for military supplies such as weapons, private distribution decreased significantly, which had a great impact on the construction industry. As the use of metal such as steel as building materials requires permission from the provincial governor, it has become difficult to supply and demand except for some military facilities. In addition, the Japanese Ministry of Commerce and Industry encouraged research and development and manufacturing to promote the so-called “substitute goods industry” to make up for the shortage of supplies. Products with improved performance through chemical treatment by injecting only a small amount of the same raw material than before or using alternative raw materials have been developed. It was intended to overcome the limitations of lack of raw materials through the chemical industry. In terms of building materials, various substitutes were produced due to the incorporation of petrochemicals and the use of synthetic resins. This trend continued even after the end of the war and served as one of the backgrounds for R&D and production of new materials without returning to the “substitute goods.”

Bellows product is an important part in the area of plant engineering, shipbuilding and petrochemistry. For safety and durability it is necessary to consider lots of factors when designing it. This research developed a metal bellows design software based on EJMA 10th Edition manual. This Bellows software was developed by using Excel software and can be able to design U type of bellows which are Unreinforced Single Bellows, Unreinforced Double Bellows, Reinforced Single Bellows and Reinforced Double Bellows. The already proven bellows model were designed to verify this software. This software would predict the life cycle of a product and produce a company report to be provided to the demanding company. This suggested updated software will be helpful for design engineers to save time and effort.

Metal halide perovskite (MHP) nanocrystals (NCs) have emerged as promising materials for various optoelectronic applications including photovoltaics, light-emitting devices, and photodetectors because of their high absorption coefficient, high diffusion length, and photoluminescence quantum yield. However, understanding the morphological evolution of the MHP NCs as well as their controlled assembly into optoelectronic devices is still challenging and will require further investigation of the colloidal chemistry. In this study, we found that the amount of n-octylamine (the capping agent) plays a crucial role in inducing further growth of the MHP NCs into one-dimensional nanowires during the aging process. In addition, we demonstrate that the dielectrophoresis process can permit self-alignment of the MHP nanowires with uniform distribution and orientation on interdigitated electrodes. A strong light-matter interaction in the MHP NWs array was observed under UV illumination, indicating the photo-induced activation of their luminescence and electrical current in the self-aligned MHP nanowire arrays.

Aluminum alloys are extensively employed in several industries, such as automobile, aerospace, and architecture, owing to their high specific strength and electrical and thermal conductivities. However, to meet the rising industrial demands, aluminum alloys must be designed with both excellent mechanical and thermal properties. Computer-aided alloy design is emerging as a technique for developing novel alloys to overcome these trade-off properties. Thus, the development of a new experimental method for designing alloys with high-throughput confirmation is gaining focus. A new approach that rapidly manufactures aluminum alloys with different compositions is required in the alloy design process. This study proposes a combined approach to rapidly investigate the relationship between the microstructure and properties of aluminum alloys using a direct energy deposition system with a dual-nozzle metal 3D printing process. Two types of aluminum alloy powders (Al-4.99Si-1.05Cu-0.47Mg and Al-7Mg) are employed for the 3D printing-based combined method. Nine types of Al-Si-Cu-Mg alloys are manufactured using the combined method, and the relationship between their microstructures and properties is examined.

In this study, a new manufacturing process for a multilayer-clad electrical contact material is suggested. A thin and dense BCuP-5 (Cu-15Ag-5P filler metal) coating layer is fabricated on a Ag plate using a high-velocity oxygen-fuel (HVOF) process. Subsequently, the microstructure and bonding properties of the HVOF BCuP-5 coating layer are evaluated. The thickness of the HVOF BCuP-5 coating layer is determined as 34.8 μm, and the surface fluctuation is measured as approximately 3.2 μm. The microstructure of the coating layer is composed of Cu, Ag, and Cu-Ag-Cu3P ternary eutectic phases, similar to the initial BCuP-5 powder feedstock. The average hardness of the coating layer is 154.6 HV, which is confirmed to be higher than that of the conventional BCuP-5 alloy. The pull-off strength of the Ag/BCup-5 layer is determined as 21.6 MPa. Thus, the possibility of manufacturing a multilayer-clad electrical contact material using the HVOF process is also discussed.

In this study, 46 reservoirs in South Korea were characterized based on heavy metal concentration in sediments. We analyzed the relationship between heavy metal concentrations, physicochemical water quality and hydromorphological factors in each reservoir. Study reservoirs were classified into five groups of reservoirs, by hierarchical cluster analysis based on the similarities of heavy metal concentration. Group 1 had the most severe sediment heavy metal contamination among the groups, whereas Groups 2 and 3 showed low levels of heavy metal contamination. Group 4 displayed high value of Ni, and Group 5 showed high contamination of Pb, Cu, Cr, Ni, and Hg. Groups 1 and 5, which had high concentration of heavy metals in sediments, showed a high density of mines in the catchment of reservoirs. Heavy metal concentration was high in reservoirs with large capacity or the ones located at higher elevation, and also highly related with number of mines in the catchment of reservoir. This study can contribute to the systematic management of sediment heavy metals in reservoirs.