The aerospace and power generation industries have an increasing demand for high-temperature, highstrength materials. However, conventional materials typically lack sufficient fracture toughness and oxidation resistance at high temperatures. This study aims to enhance the high-temperature properties of Nb-Si-Ti alloys through ball milling. To analyze the effects of milling time, the progression of alloying is evaluated on the basis of XRD patterns and the microstructure of alloy powders. Spark plasma sintering (SPS) is employed to produce compacts, with thermodynamic modeling assisting in predicting phase fractions and sintering temperature ranges. The changes in the microstructure and variation in the mechanical properties due to the adjustment of the sintering temperature provide insights into the influence of Nb solid solution, Nb5Si3, and crystallite size within the compacts. By investigating the changes in the mechanical properties through strengthening mechanisms, such as precipitation strengthening, solid solution strengthening, and crystallite refinement, this study aims to verify the applicability of Nb-Si-Ti alloys in advanced material systems.

Novel Ni- and Fe-based alloys are developed to impart improved mechanical properties and corrosion resistance. The designed alloys are manufactured as a powder and deposited on a steel substrate using a high-velocity oxygen-fuel process. The coating layer demonstrates good corrosion resistance, and the thus-formed passive film is beneficial because of the Cr contained in the alloy system. Furthermore, during low-temperature heat treatment, factors that deteriorate the properties and which may arise during high-temperature heat treatment, are avoided. For the heattreated coating layers, the hardness increases by up to 32% and the corrosion resistance improves. The influence of the heat treatment is investigated through various methods and is considered to enhance the mechanical properties and corrosion resistance of the coating layer.

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.

This study investigates the interfacial reaction between powder-metallurgy high-entropy alloys (HEAs) and cast aluminum. HEA pellets are produced by the spark plasma sintering of Al0.5CoCrCu0.5FeNi HEA powder. These sintered pellets are then placed in molten Al, and the phases formed at the interface between the HEA pellets and cast Al are analyzed. First, Kirkendall voids are observed due to the difference in the diffusion rates between the liquid Al and solid HEA phases. In addition, although Co, Fe, and Ni atoms, which have low mixing enthalpies with Al, diffuse toward Al, Cu atoms, which have a high mixing enthalpy with Al, tend to form Al–Cu intermetallic compounds. These results provide guidelines for designing Al matrix composites containing high-entropy phases.

A new Fe-Cr-Mo-B-C amorphous alloy is designed, which offers high mechanical strength, corrosion resistance as well as high glass-forming ability and its gas-atomized amorphous powder is deposited on an ASTM A213-T91 steel substrate using the high-velocity oxygen fuel (HVOF) process. The hybrid coating layer, consisting of nanocrystalline and amorphous phases, exhibits strong bonding features with the substrate, without revealing significant pore formation. By the coating process, it is possible to obtain a dense structure in which pores are hardly observed not only inside the coating layer but also at the interface between the coating layer and the substrate. The coating layer exhibits good adhesive strength as well as good wear resistance, making it suitable for coating layers for biomass applications.

There is increasing demand for the development of a new material with high strength, high stiffness, and good electrical conductivity that can be used for high-voltage direct current cables. In this study, we develop aluminumbased composites containing C60 fullerenes, carbon nanotubes, or graphene using a powder metallurgical route and evaluate their strength, stiffness, coefficient of thermal expansion, and electrical conductivity. By optimizing the process conditions, a material with a tensile strength of 800 MPa, an elastic modulus of 90 GPa, and an electrical conductivity of 40% IACS is obtained, which may replace iron-core cables. Furthermore, by designing the type and volume fraction of the reinforcement, a material with a tensile strength of 380 MPa, elastic modulus of 80 GPa, and electrical conductivity of 54% IACS is obtained, which may compete with AA 6201 aluminum alloys for use in all-aluminum conductor cables.

Iron-based amorphous powder attracts increasing attention because of its excellent soft magnetic properties and low iron loss at high frequencies. The development of an insulating layer on the surface of the amorphous soft magnetic powder is important for minimizing the eddy current loss and enhancing the energy efficiency of highfrequency devices by further increasing the electrical resistivity of the cores. In this study, a hybrid insulating coating layer is investigated to compensate for the limitations of monolithic organic or inorganic coating layers. Fe2O3 nanoparticles are added to the flexible silicon-based epoxy layer to prevent magnetic dilution; in addition TiO2 nanoparticles are added to enhance the mechanical durability of the coating layer. In the hybrid coating layer with optimal composition, the decrease in magnetic permeability and saturation magnetization is suppressed.

한-아프리카 농식품 기술협력 협의체 (KAFACI)는 아프리카 농업 공통현안을 연구과제를 통하여 해결하고자 2010년에 출범하여 현재 한국 포함 20개국으로 구성되었다. 본 논문은 지난 10년간 회원국에서 수행한 결과를 바탕으로 KAFACI 회원 국과 비회원국 간의 양자 무역 흐름에 대한 국제 기술 협력의 영향을 분석하였다. 분석은 UN 상품 무역 통계 데이터베이스에서 2000년에서 2018년 동안 45 개 아프리카 국가 간의 양 자 무역 패널 데이터를 이용하였으며 국제 무역 중력 모델을 적용하였다. 또한, 내생성, 표본 선택 편의, 패널내의 상관관계 를 통제하는 표본 선택 기법을 적용한 핵크만 랜덤 효과 회귀 모형을 사용하였다. 분석결과 경험적 결과는 국제 기술 협력이 KAFACI 회원국과 비회원 국 간의 양자 무역 흐름에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다. 이러한 연구 결과 이 외에도 KAFACI는 회원국과 아프리카 이외의 주요 무역 파트 너 간의 양자 무역 흐름을 크게 늘렸을 가능성이 있지만 여기서는 다루지 않았다. 또한 KAFACI 회원국의 기술 채택 수준과 비율은 무역을 잠금 해제하기 위해 경제의 공급 측면에 영향을 미치는데 중요하지만 여기에서는 다루지 않았다.

The automotive industry has focused on the development of metallic materials with high specific strength, which can meet both fuel economy and safety goals. Here, a new class of ultrafine-grained high-Mn steels containing nano-scale oxides is developed using powder metallurgy. First, high-energy mechanical milling is performed to dissolve alloying elements in Fe and reduce the grain size to the nanometer regime. Second, the ball-milled powder is consolidated using spark plasma sintering. During spark plasma sintering, nanoscale manganese oxides are generated in Fe-15Mn steels, while other nanoscale oxides (e.g., aluminum, silicon, titanium) are produced in Fe-15Mn-3Al-3Si and Fe-15Mn-3Ti steels. Finally, the phases and resulting hardness of a variety of high-Mn steels are compared. As a result, the sintered pallets exhibit superior hardness when elements with higher oxygen affinity are added; these elements attract oxygen from Mn and form nanoscale oxides that can greatly improve the strength of high-Mn steels.

비벡터링은 벌이 수정활동을 하는 동안에 이들로 하여금 병해충 방제용 미생물 제제를 식물체에 전달하게 하여 생력적으로 병해충 발생을 억제시킬 수 있게 하는 새로운 작물보호 기술이다. 국립농업과학원 시험포장과 농가포장의 방울토마토 시설하우스에서 화분매개충인 뒤영벌(Bombus terrestris), 미생물제제인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 그리고 자체 제작한 분배장치를 이용하여 비벡터링 시험을 수행하였고, 식물체에 전파된 미생물제제의 양과 비율을 측정하였다. 분배장치를 통과한 벌 충체에는 9.0x105∼1.9x106의 세균이 검출되었다. 농과원 시험포장 방울토마토 꽃에서 측정된 세균수는 꽃당 2,600-8,600개 였으며, 80-100%의 꽃에서 검출되었다. 미생물제제를 주 1회와 주 2회 교체한 경우 처리간에는 유의한 차이가 발견되지 않았다. 농가포장에서는 꽃당 1,800-2,400개를 83-93%의 꽃에서 검출할 수 있었고, 비벡터링시험전에 비해 세균수가 75배 증가되었다. 비벡터링 시험에 따른 벌 사망률은 22% 정도로 무처리구와 차이는 없었고, 따라서 미생물제제가 뒤영벌에 대한 부작용은 거의 없는 것으로 판단되었다. 비벡터링 기술 적용에 따른 방울토마토의 수확량은 무처리구와 비교해서 차이가 없었다. 앞으로 뒤영벌에 안전하면서 병해충에 대한 방제효과가 좋은 미생물 제제들을 선발하고, 병해충 발생에 따라 이 기술의 운용 전략 등을 세심하게 가다듬으면 화분매개곤충을이용하는 토마토, 딸기 재배에서 이 기술의 실용화는 매우 가까이에 왔다고 볼 수 있다.

비벡터링(Bee-vectoring)은 벌통에 미생물제제가 담긴 분배장치를 내, 외부에 장착하여 벌들의 방화활동시에 미생물제제 전파활동을 동시에 수행하게끔 하는 기술로 국내에서는 최근들어 박 등(2009)에 의해 뒤영벌을 이용한 연구가 진행되 어오고 있다. 이 기술을 이용하여 효과적인 병해충 방제를 위해서는 뒤영벌에 안전 한 약제 선발이 중요한데, 본 연구에서 벌 활동수, 벌에 대한 사망률 결과를 토대로 암펠로마이세스 퀴스콸리스(Ampelomyces quisqualis) 94103 수화제, 바실루스 서 브틸리스 (Bacillus subtilis) KBC1010 수화제 2종을 새롭게 선발하였다. 또한 벌통 입구에 설치하는 분배장치를 개선하였다. 기존에 선보였던 장치와 비교하면 벌통 아래에서 고정되는 형태에서 벌통 위에 고정될 수 있도록 하였고, 분배장치의 출입 구를 전방쪽에서 측면방향으로, 이원화된 출입구가 하나가 되도록 개선하였다. 바 실루스 서브틸리스(B. subtilis) Y1336을 이용하여 2013년 봄 작기에 완숙 토마토 재배농가에서 실증한 결과, 미생물제제 매개량이 높았고, 잿빛곰팡이병 병발생률이 낮아짐을 확인할 수 있어 이 기술의 현장 적용가능성이 높음을 확인 할 수 있었다.

본 연구는 곤충 병원성 균주 Beauveria bassiana 배양액을배양일 수에 따라 이화학적 특성, 항산화 활성, 항염증활성 및항암활성을 검정하여 천연 생리활성 물질 및 기능성 신소재개발을 위한 기초자료를 얻고자 하였다.1. 유리당은 Glucose, Maltose, Fructose 존재하였고 Glucose함량이 B. bassiana 15.2g·L−1으로 배양 3일 시 다량 함유되어 있었으며 배양기간이 길어질수록 함량이 감소하였다. 2. 유기산은 Citric acid, Malic acid, Formic acid, Lacticacid, Acetic acid, Succinic acid 총 6종의 성분이 동정되었고,Citric acid 성분이 다량 함유되었으며 균주 중 B. bassiana.3일 배양액이 276.4mg·L−1로 가장 많이 검출되었음.3. B. bassiana 균주 배양액은 총 16종의 아미노산으로 조성되어 있었으며 Glutamate 함량이 배양 3일 시 987.0pmol/µl으로 다량 함유되어 있었다.4. 무기성분은 Na이 다량 함유되어 있었으며 B. bassiana 15일 배양액이 179.5mg·L−1로 가장 많은 Na을 함유하고 있었다.5. B. bassiana 배양 5일 시 6.34±0.30ppm, 플라보노이드함량은 B. bassiana 배양 3일 시 1.09±0.05ppm, 배양 15일시 1.10±0.06ppm으로 높은 함량을 나타냈다.6. DPPH free radical 소거능은 B. bassiana 배양 15일 시263.4±13.3µg·ml−1, SOD 활성은 B. bassiana 배양 15일 시93.7±16.6µg·ml−1, ABTS 활성은 B. bassiana 배양 5일 시99.7±1.2µg·ml−1으로 높은 활성이 나타났다.7. Anticancer activity 결과 A549 cell lines은 B. bassiana5일 배양액(163.8±4.1µg·ml), HepG2 cell lines는 B. bassiana10일 배양액(127.8±2.3µg·ml)으로 항암활성이 높게 나타났으며, MCF-7 cell lines에 검정한 결과, B. bassiana 5일 배양액(129.1±6.8µg·ml)으로 높은 활성을 나타냈으나 대조구인Doxorubicin보다는 낮은 활성이 나타났다.

토마토 재배에 사용되는 농자재를 이용하여 곤충 병원성 곰팡이인 Beauveria bassiana의 병원성에 끼치는 영향을 조사하였다. Chlorothalonil 등 13종의 살균제 첨가 배지에서는 B. bassiana 균사가 전혀 생장하지 못하였고 chlorothalonil 등 12종의 살균제 첨가 배지에서균총이 형성되지 않았다. 살충제와 친환경자재를 첨가한 모든 배지에서 균사가 생장하고 포자가 형성되었지만 대부분 배지에서 무처리와 비교했을 때 유의차를 보였다. 온실가루이에 대한 살충력은 B. bassiana 단독처리일 때보다 화학살균제(polyoxin B, mandipropamid)와 친환경농자재(sulfur) 혼합시 떨어졌으며 화학살충제(pyridaben, dinotefuran)와 식물추출물 유래 친환경농자재(pyrethrum) 혼합시에는 유의차가 없었으며 온실에서 살균제인 polyoxin B의 혼합으로 온실가루이에 대한 B. bassiana의 감염력이 떨어지는 것을 확인하였다.

Bee-vectoring 기술은 벌이 작물에서 방화활동을 하는 동안 미생물제제를 식물체의 꽃이나 잎 등에 전파함으로써 병해충 방제를 가능케 하는 새로운 방제기술로 매개곤충, 미생물제제, 분배장치가 중요한 기술요소가 된다. 국내에서는 박 등(2009)에 의해 소개되었고, 지난 몇 년간의 연구에서 벌의 활동량, 제제 매개량을 높일 수 있는 분배 장치 등의 개발이 이루어져 왔다. 그러나, 수정벌이 안전하게 매개할 수 있는 미생물제제의 선발은 아직까지 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 상업화된 미생물제제 제품중에서 이용 가능한 미생물제제를 선발하고자, 소형 케이지내에 농과원에서 개발한 분배장치를 뒤영벌 벌통에 연결하고, 벌이 분배장치를 통해 미생물제제를 묻혀나갈 때 벌에 묻혀나가는 양, 소형케이지내 벌의 활동성, 벌에 대한 안전성 등을 측정하였다. 벌의 사망률이 낮고, 벌의 활동에 부정적인 영향을 주지 않는 제제는 Bacillus thuringiensis kurstaki, Bacillus subtilis QST713, Bacillus subtilis Y1336, Simplicillium lamelicola BCP 였다. 또한 Bacillus subtilis QST713을 농가포장에서 검정한 결과, 소형케이지 시험과 일치되는 결과를 얻어 케이지시험이 미생물제제를 선발하는데 유용하다는 것을 확인할 수 있었다.

곰팡이, 세균, 바이러스 등 곤충병원균을 이용한 해충방제는 국민들의 안전농산물에 대한 요구의 증가와 함께 그 이용에 대한 관심이 증가하고 있다. 미생물 살충제는 살아있는 균을 이용하여 해충을 방제하는 수단으로 제한된 기주 종에 특이적으로 작용하여 천적 등 비표적 생물에 비교적 안전하며 환경오염 등이 없는 장점을 가지고 있다. 그러나, 미생물 살충제는 대상 해충에만 특이적으로 작용하여 방제가능 기주범위가 제한적이거나 동일 종 내에서도 발육단계별 살충율이 달라 최대 방제 효과를 얻을 수 있는 기간이 제한적인 단점을 가지고 있다. 또한 온도, 습도, 자외선 등 환경 조건에 영향을 받아 방제 효과가 불균일하고, 충분한 방제 효과를 얻는 데 소요되는 기간이 화학 농약에 비해 길어 실제 방제 현장에서 사용 증가가 더딘 실정이다. 이러한 단점을 극복하고 미생물 살충제의 사용을 증대시키기 위해서는 병원성이 높은 균을 선발하여 효과적인 발육단계, 기주범위, 사용가능 온･습도 범위, 선발 균의 적정 살포 농도, 살포 간격 등에 대한 연구와 효율적인 방제 모델 작성이 필요하다. 또한 동일 작물에서 사용되는 타 방제 수단과의 상호작용 (예, 천적에 미치는 영향, 살균, 살충제가 균에 미치는 영향, 화학농약과의 적정 처리 간격)에 대한 연구도 필요하다. 또한 곤충병원성 곰팡이 중에는 식물병원균의 방제 가능성이 보고된 균주도 있다. 이러한 병해충 동시방제 가능 균이나 수종의 해충 방제가 가능한 균주를 선발, 상용화 한다면, 곤충병원균을 이용한 미생물 살충제의 이용이 증가함과 동시에 이에 대한 연구도 보다 활발해 질 것으로 기대된다.

곤충, 특히 벌을 이용한 Bee-vectoring 기술은 수정벌이 꽃가루뿐만 아니라 박테리아나 곰팡이 같은 미생물등도 운반하는 점을 병해충 방제에 응용한 기술이다. 캐나다를 비롯한 여러 나라에서 1990년대 초반부터 연구되고 있고, 우리나라도 최근 연구가 활발하게 진행되고 있다. 수정벌이 미생물제제의 매개자로서 식물체의 꽃이나 잎 등에 곤충병원균을 전파함으로써 병해충 방제를 가능케 하는 새로운 방제 전략으로, 곤충병원균을 효율적으로 살포할 수 있는 매개곤충 및 방제제 선발과 미생물 제제가 효과적으로 벌에 부착하는 것을 도와주는 분배장치의 개발이 중요하다. Al-mazar’awi 등(2006, 2007)와 Kapongo 등(2008a, 2008b)은 곤충병원성곰팡이, 뒤영벌, 분배장치를 이용하여 bee-vectoring의 기술을 연구, 개발하였는데, 최적농도에서 뒤영벌에 영향을 최소화하면서 시설내 온실가루이, 총채벌레 뿐만 아니라 식물병의 방제 가능성을 보고하였다. 본 연구진의 연구결과에 따르면 Bt제를 이용한 vectoring 연구 결과, 뒤영벌은 벌, 꽃, 잎에 상당한 양의 미생물 살충제를 살포시키고 이 균들에 의한 해충 방제효과도 확인하였다. 베큘로바이러스(ACMNPV)도 식물체내 살포가 확인되었으며 대상해충에 방제효과가 높게 나타났다. 또한 분배장치는 bee-vectoring 연구에서 중요한 부분으로 국내에서 새로이 고안된 분배장치는 기존의 국외 개발 장치와 비교시 벌의 활동량과 제제 운반량을 증진시키는 것으로 확인되었다. 벌이 분배장치를 통과시 부착되어 운반하는 제제의 양은 분배장치의 길이, 폭, 높이 조합과 연관되어 있었다. 친환경 방제를 위해 사용되는 미생물 살충제의 곤충 이용 살포기술은 곤충병원균의 생존에 영향이 없는 생력적 방제 기술로서 많은 연구의 확대가 필요한 분야이다.

This study was conducted to determine the relationship of larval density of tobacco cutworm, Spodoptera litura (Fabricius) to damage in greenhouse sweet pepper. Laboratory experiments, cage experiments by artificial release and field investigation were carried out in 2008. The leaf consumption rate increased greatly with larval development. The damaged leaves had several round or oval shape holes on the surface or lost certain parts of them, and the fruit damaged had a conspicuous hole on the surface or scar marks around the calyx. In the field investigation, fruit damage was highly correlated with larval densities and reached 3.5% damage at maximum. Cage experiments showed that numbers of non-marketable fruit increased as increasing larval densities released. The larval density at two weeks before harvest had a high relationship with the percentage of damaged-fruit at harvest. Corresponding larval density caused 1, 3, 5% of damaged-fruit was 0.2, 0.5, 0.8 larvae per plant, respectively.

2000년대 초 중국으로부터 국내에 유입되었으리라 추정되는 꽃매미(Lycorma delicatula White)는 김 등(2006)이 국내의 천안, 연기, 서울 관악산 등지에서 최초 발생 보고한 이래, 해마다 그 발생면적이 급증하고 있다. 최근 5년 동안의 포도원과 그 주변의 발생 면적을 상황을 살펴보면 2006(1ha)→2007(7ha)→2008(81ha)→2009(2,946ha)→2010(8,478ha)로 해마다 7배에서 30배 이상으로 발생면적이 예측할 수 없을 정도로 급증하고 있다. 이렇게 꽃매미가 급증하는 원인은 이들은 1년에 1세대가 경과함으로써 국내에 서식하고 있는 다른 매미류(4~7년)에 비해 세대기간이 짧고, 암컷 한마리당 산란수가 400~500(왕 등 1981)개 정도로 매우 많으며, 현재 국내에 이들의 밀도를 억제할 수 토착천적의 부재가 주요한 요인으로 알려져 있다.또한 월동난의 생존율이 매우 높아 이듬해 밀도 급증의 큰 원인이 되고 있다. 현재 국내의 꽃매미 발생현황은 9개 시도 49개 시군(2010년 농식품부 총조사)에서 발생이 되고 있으므로 국내의 전 지역에서 월동이 가능한 것으로 추측된다. 따라서 본 연구에서는 지역별로 꽃매미 월동난의 생존율을 조사 분석함으로써 이후 확산가능 지역을 추정할 수 있고, 또 2008년과 2009년의 월동 생존율을 비교함으로써 동계 혹한이 꽃매미 월동난의 생존율에 미치는 영향을 분석하고자 함에 있다.

현재 우리나라의 수도해충으로는 114종이 기록되어 있다. 그 중 12종이 주요 해충으로 알려져 있으며 최근에는 애멸구를 비롯한 멸구류와 매미충류의 발생 빈도가 증가하고 있으며, 혹명나방의 비래밀도가 격년으로 증감하고 있다. 벼애나방 및 줄점팔랑나비가 국지적으로 다량 발생하여 보고가 접수되고 있는 실정이다. 끝동매미충의 피해는 간접적으로 벼위축병, 및 누른 오갈병의 매개와 직접 흡즙에 의한 벼잎의 황변, 분얼수 감소 및 염실장애 등으로 피해를 주고 있으며, 발생이 많은 남부지방에서 피해 및 방제가 문제가 되고 있는 실정이다(엄 등 1978). 우리나라에서는 끝동매미충의 방제를 위해 내충성 품종육성(최 등 1973, 최, 1975, 김 1978), 약제저항성 검정(최, 1976), 우수살충제선발( 최 등 1977, Hokyo 1971)등의 연구가 이루어져 있으나, 최근 지구온난화에 따른 끝동매미충의 본답으로의 이동시기 등에 관한 연구는 전무한 실정이다. 한편 해충의 적절한 방제 및 관리를 위해서는 대상해충의 발생경과를 포장을 중심으로 한 생활사와 개체군 동태에 관한 기초성적의 누적이 필요하다. 따라서 본 연구는 주요 지역의 과거 30여년간의 유아등 자료를 바탕으로 월동 후 1세대의 본답으로의 50% 이동 일수 변화를 살펴봄으로써 향후 이들의 발생시기 및 방제전략 수립의 기초자료로 활용함을 목적으로 하고 있다