Expression changes of stress-induced peroxidase (swpa2 and swpa4) and storage root-specific sporamin (spo-A and spo-B) genes were examined using qRT-PCR after treatment with wounding and bacterial pathogens on leaves of sweetpotato (Ipomoea batatas) plants. As a result of examining the expression change in the wounding treatment condition for 48 hours after treatment, which is a representative physical stress, the expression of all genes increased after 12 hours of wounding treatment, but the expression pattern of each gene group showed distinct differences thereafter. Expression levels of swpa2 and swpa4 strongly increased up to 36 or 48 hours after wounding treatment, whereas spo-A and spo-B expression levels strongly decreased after 24 or 36 hours after wounding treatment. Peroxidase and sporamin genes are involved in the early response after wounding treatment and, in particular, the peroxidase swpa2 and swpa4 genes are also involved in the late response after wounding treatment. Gene expression analysis after infection with P. chrysanthemi, which causes softness in sweetpotato, showed that the swpa2 and swpa4 genes were weakly induced after 8 hours and then strongly induced after 20 hours during pathogen infection. Expression of the spo-A gene was weakly induced in the pathogen-treated group after 20 hours, whereas spo-B showed an expression pattern similar to that of the peroxidase genes. The above results indicate that expression of the stress-induced peroxidase gene used in this study is induced not only by abiotic stress but also by biological stress caused by bacterial pathogen invasion and that peroxidase plays an important function in the initial defense response.

3Y-TZP ceramics obtained by doping 3 mol.% of Y2O3 to ZrO2 to stabilize the phase transition are widely used in the engineering ceramic industry due to their excellent mechanical properties such as high strength, fracture toughness, and wear resistance. An additional increase in mechanical properties is possible by manufacturing a composite in which a high-hardness material such as oxide or carbide is added to the 3Y-TZP matrix. In this study, composite powder was prepared by dispersing a designated percentage of WC in the 3Y-TZP matrix, and the results were compared after manufacturing the composite using the different processes of spark plasma sintering and HP. The difference between the densification behavior and porosity with the process mechanism was investigated. The correlation between the process conditions and phase formation was examined based on the crystalline phase formation behavior. Changes to the microstructure according to the process conditions were compared using field-emission scanning electron microscopy. The toughness-strengthening mechanism of the composite with densification and phase formation was also investigated.

Carbon fibers (CFs) are considered promising composite materials for various applications. However, the high cost of CFs (as much as $26 per kg) limits their practical use in the automobile and energy industries. In this study, we developed a continuous stabilization process for manufacturing low-cost CFs. We employed a textile-grade polyacrylonitrile (PAN) fiber as a low-cost precursor and UV irradiation technique to shorten the thermal stabilization time. We confirmed that UV irradiation on the textile-grade PAN fibers could lower the initial thermal stabilization temperature and also lead to a higher reaction. These resulted in a shorter overall stabilization time and enhancement of the tensile properties of textilegrade PAN-based CFs. Our study found that only 70 min of stabilization time with UV irradiation was required to prepare textile-grade PAN-based low-cost CFs with a tensile strength of 2.37 ± 0.22GPa and tensile modulus of 249 ± 5 GPa.

Environmental issues such as global warming due to fossil fuel use are now major worldwide concerns, and interest in renewable and clean energy is growing. Of the various types of renewable energy, green hydrogen energy has recently attracted attention because of its eco-friendly and high-energy density. Electrochemical water splitting is considered a pollution-free means of producing clean hydrogen and oxygen and in large quantities. The development of non-noble electrocatalysts with low cost and high performance in water splitting has also attracted considerable attention. In this study, we successfully synthesized a NiCo2O4/NF electrode for an oxygen evolution reaction in alkaline water splitting using a hydrothermal method, which was followed by post-heat treatment. The effects of heat treatment on the electrochemical performance of the electrodes were evaluated under different heat-treatment conditions. The optimized NCO/NF-300 electrode showed an overpotential of 416 mV at a high current density of 50 mA/cm2 and a low Tafel slope (49.06 mV dec-1). It also showed excellent stability (due to the large surface area) and the lowest charge transfer resistance (12.59 Ω). The results suggested that our noble-metal free electrodes have great potential for use in developing alkaline electrolysis systems.

Changes in the mechanical properties and microstructure of an IN 939 W alloy according to the sintering heating rate were evaluated. IN 939 W alloy samples were fabricated by spark plasma sintering. The phase fraction, number density, and mean radius of the IN 939W alloy were calculated using a thermodynamic calculation. A universal testing machine and micro-Vickers hardness tester were employed to confirm the mechanical properties of the IN 939W alloy. X-ray diffraction, optical microscopy, field-emission scanning electron microscopy, Cs-corrected-field emission transmission electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectrometry were used to evaluate the microstructure of the alloy. The rapid sintering heating rate resulted in a slightly dispersed γ' phase and chromium oxide. It also suppressed the precipitation of the η phase. These helped to reinforce the mechanical properties.

Recently, considerable attention has been given to nickel-based superalloys used in additive manufacturing. However, additive manufacturing is limited by a slow build rate in obtaining optimal densities. In this study, optimal volumetric energy density (VED) was calculated using optimal process parameters of IN718 provided by additive manufacturing of laser powder-bed fusion. The laser power and scan speed were controlled using the same ratio to maintain the optimal VED and achieve a fast build rate. Cube samples were manufactured using seven process parameters, including an optimal process parameter. Analysis was conducted based on changes in density and melt-pool morphology. At a low laser power and scan speed, the energy applied to the powder bed was proportional to and not . At a high laser power and scan speed, a curved track was formed due to Plateau-Rayleigh instability. However, a wide melt-pool shape and continuous track were formed, which did not significantly affect the density. We were able to verify the validity of the VED formula and succeeded in achieving a 75% higher build rate than that of the optimal parameter, with a slight decrease in density and hardness.

A typical trade-off relationship exists between strength and elongation in face-centered cubic metals. Studies have recently been conducted to enhance strength without ductility reduction through surface-treatment-based ultrasonic nanocrystalline surface modification (UNSM), which creates a gradient microstructure in which grains become smaller from the inside to the surface. The transformation-induced plasticity effect in Fe-Mn alloys results in excellent strength and ductility due to their high work-hardening rate. This rate is achieved through strain-induced martensitic transformation when an alloy is plastically deformed. In this study, Fe-6%Mn powders with different sizes were prepared by high-energy ball milling and sintered through spark plasma sintering to produce Fe-6%Mn samples. A gradient microstructure was obtained by stacking the different-sized powders to achieve similar effects as those derived from UNSM. A compressive test was performed to investigate the mechanical properties, including the yielding behavior. The deformed microstructure was observed through electron backscatter diffraction to determine the effects of gradient plastic deformation.

Tungsten disulfide (WS2) nanosheets have attracted considerable attention because of their unique optical and electrical properties. Several methods for fabrication of WS2 nanosheets have been developed. However, methods for mass production of high-quality WS2 nanosheets remain challenging. In this study, WS2 nanosheets were fabricated using mechano-chemical ball milling based on the synergetic effects of chemical intercalation and mechanical exfoliation. The ball-milling time was set as a variable for the optimized fabricating process of WS2 nanosheets. Under the optimized conditions, the WS2 nanosheets had lateral sizes of 500–600 nm with either a monolayer or bilayer. They also exhibited high crystallinity in the 2H semiconducting phase. Thus, the proposed method can be applied to the exfoliation of other transition metal dichalcogenides using suitable chemical intercalants. It can also be used with highperformance WS2-based photodiodes and transistors used in practical semiconductor applications.

Cu-doped ZnSe quantum dots were successfully synthesized in an aqueous solution using an internal doping method. The effects of ligand type, CuSe synthesis temperature, and heating time on Cu-doped ZnSe synthesis were systematically investigated. Of MPA, GSH, TGA, and NAC used as ligands, MPA was the optimal ligand as determined by PL spectrum analysis. In addition, the emission wavelength was found to depend on the synthesis temperature of the internal doping core of CuSe. As the temperature increased, the doping of Cu2+ was enhanced, and the emission wavelength band was redshifted; accordingly, the emission peaks moved from blue to green (up to 550 nm). Thus, the synthesis of Cu:ZnSe using internal doping in aqueous solutions is a potential method for ecomanufacturing of colortuned ZnSe quantum dots for display applications.

AlSi10Mg alloys are being actively studied through additive manufacturing for application in the automobile and aerospace industries because of their excellent mechanical properties. To obtain a consistently high quality product through additive manufacturing, studying the flowability and spreadability of the metal powder is necessary. AlSi10Mg powder easily forms an oxide film on the powder surface and has hydrophilic properties, making it vulnerable to moisture. Therefore, in this study, AlSi10Mg powder was hydrophobically modified through silane surface treatment to improve the flowability and spreadability by reducing the effects of moisture. The improved flowability according to the number of silane surface treatments was confirmed using a Carney flowmeter. In addition, to confirm the effects of improved spreadability, the powder prior to surface treatment and that subjected to surface treatment four times were measured and compared using s self-designed recoating tester. The results of this study confirmed the improved flowability and spreadability based on the modified metal powder from hydrophilic to hydrophobic for obtaining a highquality additive manufacturing product.

The low-temperature sinterability of TiO2-CuO systems was investigated using a solid solution of SnO2. Sample powders were prepared through conventional ball milling of mixed raw powders. With the SnO2 content, the compositions of the samples were Ti1-xSnxO2-CuO(2 wt.%) in the range of x  0.08. Compared with the samples without SnO2 addition, the densification was enhanced when the samples were sintered at 900oC. The dominant mass transport mechanism seemed to be grain-boundary diffusion during heat treatment at 900oC, where active grain-boundary diffusion was responsible for the improved densification. The rapid grain growth featured by activated sintering was also obstructed with the addition of SnO2. This suggested that both CuO as an activator and SnO2 dopant synergistically reduced the sintering temperature of TiO2.

본 논문에서는 등가 단자유도를 이용하여 구조부재의 정적변위를 고려하는 해석기법을 제시하였다. 기존의 단자유도 비선형 동적 해석 알고리듬을 구조부재의 초기정적변위의 영향을 고려할 수 있도록 개선하였다. 가정된 폭발하중 지속시간과 부재의 고유주기 비 에 따라 정적변위가 최대응답에 미치는 영향의 차이와 폭발하중의 방향과 초기변위의 방향에 따른 차이를 확인하였다. 이에 따라 기 존의 응답 차트를 정적변위를 고려할 수 있도록 폭발하중의 형태에 따라 각각 제시하였다. 설계 예제를 정적변위가 고려된 응답 차트 에 적용하여 부재의 최대 변위를 비교 및 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 초기 정적변위를 고려한 구조부재의 최대응답을 쉽게 산 정할 수 있으며 본 연구에서 제시한 응답 차트는 플랜트 또는 군사시설물의 내폭 설계에 활용될 수 있다.

이 논문에서는 이동하는 질량체의 연직 방향에 대한 관성 효과를 고려하여 보의 진동을 해석할 수 있는 유한요소해석 방법을 제안 한다. 제안하는 방법은 정밀한 상호작용 해석을 요하지 않는 경우에 계산의 효율성을 높이는 방법으로서, 이동하는 질량체의 관성 효 과를 운동방정식에 연계시키고 질량체와 보의 상호작용력은 외부 하중으로만 고려한다. 범용 유한요소해석 소프트웨어인 Abaqus를 이용하여 시간 영역 해석을 수행하고 보의 절점과 이동하는 강체 질량의 절점 변위를 다지점 구속조건으로 연계하여 해석하는 방법 을 제시하였다. 기존 해석적 방법에 의한 해와 비교하여 제안하는 방법을 검증하고 보행하중 모델을 이용한 이동 보행 하중해석에서 보행자의 질량 효과를 살펴보기 위한 간단한 연속 보 모델에 대한 해석 결과를 제시하였다.

본 논문은 슬로싱 상태에 놓인 포화 상태 액체수소탱크에서 열 유속 및 BOG(Boil-off gas)의 경향을 다루고 있다. 특히, 액체-기체 간의 침투 및 혼합에 의한 열 교환에 관심을 두었다. 먼저, VOF(Volume of fluid)와 Eulerian 기반의 다상 유동모델로 모형 슬로싱 실험 을 모사하여 압력을 예측하고 계측된 값과 비교하였다. 자유 수면 및 충격 압력 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 유체의 속도 예측에서 정확할 수 있음을 간접적으로 증명하였다. 그리고 2차원의 Type-C 원통형 수소탱크를 대상으로 다상열유동해석을 수행하 였다. 이때 포화상태에 놓인 액체 및 기체수소를 가정하고, 해석을 통해 각 상간의 혼합에 의한 열 교환의 수준을 확인하고자 하였다. 단, 상간의 열 교환만을 관심으로 두고 있었으므로 질량전달 및 기화모델은 해석에서 제외하였다. 최종적으로 상의 혼합으로 인해 액 체수소로 유입되는 열 유속의 기여도에 대하여 정리하였다. 또한 액체수소로 유입되는 열 유속과 집중 질량 기반의 간이식을 통해 BOG 발생량 및 경향을 예측하고 분석하였다.

본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비 해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각 각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.

국내의 서비스 수준 지진(SLE)과 최대 고려 지진(MCE)의 두 RC 건물 구조물의 실험 및 해석 결과에서 얻은 탄성 및 비탄성 응답은 비틀림에 대한 전단 및 비틀림 거동에서 저항 메커니즘의 특성을 연구하는데 사용될 수 있다. 불균형 구조의 특성 연구에서는 전단력 및 비틀림 모멘트에 대한 병진 변형 및 비틀림 변형의 상호 작용 효과를 나타내는 방정식이 제안하였다. 탄성과 비탄성 거동에서 힘과 변형 사이에 상관 관계 유무가 다르기 때문에 증분 전단력과 증분 비틀림 모멘트를 최대 벽 프레임 변형을 중심으로 항복, 제하 및 재 하중 단계로 구분하여 해당 증분 변형 및 증분 비틀림 변형 측면에서 해석을 수행하였다. 두 가지 주요 지배 모드의 탄성 조합에서 병 진 변형은 주로 전단력에 기여하는 반면 비틀림 변형은 전체 비틀림 모멘트에 크게 기여한다. 그러나 비탄성 응답에서는 증분 병진 변 형이 증분 전단력과 증분 비틀림 모멘트 모두에 기여하게 된다. 따라서 주어진 방정식을 이용하여 비탄성 응답에서 비틀림의 편심 감 소, 비틀림 강성 저하 및 겉보기 에너지 생성과 같은 모든 현상들을 설명하였다.

Non-conforming mesh를 이용해 구조적인 불연속성을 해석 시 요소 내 함수 불연속성과 특이점이 존재하며, 이로 인해 계산의 효율 성이 저하된다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 모멘트 피팅법을 응용한 선택적 확장기법(Duster and Allix, 2020)을 토대로 새로운 고효율 확장 기법을 제시하였다. 특히, 적분과정에서의 비효율성에 초점을 두고 두가지 개선 방안을 제안하고 이를 수치 예제 를 통해 검증하였다. 첫째로 음함수-모멘트간 효율적 계산을 위해 인공신경망을 도입하였으며, 기존 확장 기법에 비해 해의 정확성이 유지되면서도 효율적인 계산이 가능함을 확인하였다. 더불어, 구조 해석과 형상 표상용 격자를 분리, 낮은 밀도의 구조 해석 격자에서 도 정확성이 향상되었음을 보였다.

본 논문에서는 프리팹 구조물의 품질관리를 위한 딥러닝 및 비전센서 기반의 조립 성능 평가 모델을 개발하였다. 조립부 검출을 위 해 인코더-디코더 형식의 네트워크와 수용 영역 블록 합성곱 모듈을 적용한 딥러닝 모델을 사용하였다. 검출된 조립부 영역 내의 볼트 홀을 검출하고, 볼트홀의 위치 값을 산정하여 k-근접 이웃 기반 모델을 사용하여 조립 품질을 평가하였다. 제안된 기법의 성능을 검증 하기 위해 조립부 모형을 3D 프린팅을 이용하여 제작하여 조립부 검출 및 조립 성능 예측 모델의 성능을 검증하였다. 성능 검증 결과 높은 정밀도로 조립부를 검출하였으며, 검출된 조립부내의 볼트홀의 위치를 바탕으로 프리팹 구조물의 조립 성능을 5% 이하의 판별 오차로 평가할 수 있음을 확인하였다.

본 논문은 직접해법 기반 FETI 알고리즘의 개선 방안을 제시하였다. 개선 대상은 FETI-local로, 해당 알고리즘은 국부 Lagrange 승 수를 통해 부영역 간 경계 문제를 정의한다. 부영역 경계 강성 및 하중 계산 단계의 경우, 전체 역행렬 계산 등 과도한 비용을 요구했던 기존 알고리즘을 Boolean 행렬 특성을 활용한 선택적 역행렬 성분 계산으로 개선하였다. 전역 경계 행렬식 계산 단계의 경우, 기존 단 일 프로세서 연산을 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산으로 대체하였다. 제시된 FETI-local 알고리즘의 성능 개선은 64만 자유도 수치 예제를 통해 검증되었으며, 기존 대비 최대 97.8%의 계산 시간 감소가 달성되었다. 또한, 기존 대비 안정적이고 개선된 확장성이 가속 지표를 통해 확인되었다. 추가로, 432만 자유도의 대용량 계산 성능 비교가 제시된 알고리즘과 상용 프로그램인 ANSYS 간에 수행되 었다. 그 결과, 계산 시간 측면에선 ANSYS가 우수하였으나, 프로세서 수에 따른 가속 성능 증가율 측면에선 제시된 알고리즘이 우수 한 것이 확인되었다.

본 연구는 아세트아미노펜, 비타민 C, 무수 구연산으로 구성된 해열진통 및 염증 완화제, 피버닐산의 사료첨가가 구제역(FMD) 백신의 접종으로 야기 될 수 있는 돼지의 부작용에 대한 감소 효과를 확인하기 위해 실시되었다. 8-9주령의 돼지(LYD) 30마리를 공시, 대조군(n=10), 구제 역 백신 접종군(n=10; T1), 구제역 백신+피버닐 산 투여군 (n=10; 백신 접종 후 5일 간 0.2% 피버닐 산 경구 투여, T2), 3개 그룹으로 배치하여 시험을 진행하였다. 각 시험 구에서 총 14일 동안 체중, 혈액학치, 혈액화학치, FMD 항체 및 스트레스 지표의 변화를 관찰했으며, 총 증체량 은 T1(11.13±1.33kg)에 비해 T2(13.76±1.73kg)에서 유의적 으로 증가하였다(p<0.001). 혈액학치 및 혈액화학치 분석 결과, 백신을 접종한 두 처리군에서 유의한 차이는 없었 다. FMD 항체 역가는 T1(89.1±7.9)에 비해 T2(91.9±5.6)에 서 증가하는 경향을 보였으나 통계적 유의성을 나타나지 않았다. T2 그룹의 코르티솔, TNF-α 및 CRP와 같은 스 트레스, 염증 지표 물질은 구제역 백신 접종 후 3일에서 5 일 사이에 각각 310.31±44.11ng/mL, 59.05±11.88pg/mL, 29.05±2.84ng/mL으로 T1(361.58±58.74ng/mL, 74.47±19.26 pg/mL, 34.21±5.34ng/mL)보다 유의적으로 낮게 측정되 었다. 시험 14일째에 육안 및 조직병리학적 분석 결과, 주 사 부위의 염증 반응은 T2에서 적게 관찰되었으며 염증세 포 침윤 및 섬유조직이 증식된 육아종성 염증 또한 T2에 서 적게 관찰되었다. 본 연구결과로 미루어 보아 피버닐 산의 0.2% 경구 투여는 체중감소, 발열 등의 임상증상을 감소시키는 효과가 있으며, 접종 부위의 염증반응을 억제 하여 구제역 백신 접종의 부작용에 대한 스트레스를 경감 시키는 것으로 판단된다. 따라서 백신 접종 후 피버닐 산 의 0.2% 경구 투여는 돼지에서 구제역 백신 접종과 관련 된 부작용을 줄이는 데 효과적인 것으로 사료된다.