멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

귀화식물인 가중나무는 도시지역에서 많이 발견된다. 그 주된 이유는 유.무성 생식이 잘 되기 때문이다. 종자의 확산과 맹아 출현에 의해 도시 서식지 내에서 쉽게 군락을 형성한다. 그러므로 가중나무의 종자의 확산과 발아분포 특성을 조사하는 것은 도시녹지 관리에 중요하다. 가중나무의 종자 확산 및 실생묘의 분포는 다음과 같이 조사되었다. 남산과 같이 환경조건이 최상일 때는 350개체, 퇴계원사거리 경우 50개체 정도가 발아해서 자란다. 이러한 종자는 풍향의 영향과 지형적 특성에 따라 확산 분포되는 경향이 있다. 조사대상지는 종자가 떨어지는 늦가을에서 봄까지 주로 북서풍이 불고 있으므로 남쪽으로 많이 비산 되었으며, 경사지인 퇴계원사 거리에서는 경사지의 아래쪽에 주로 분포하였다. 종자 발아에 의한 실생묘의 분포는 모수(母樹)의 수관폭과 비교하였을 때, 수관폭 내에 떨어지는 경우보다 수관폭 외곽에 떨어지는 경향이 있으며, 조사지역에서는 수관폭의 최대 7.5배까지 실생묘가 분포하였다. 주로 수관 폭의 2~4배 지점(20M 이내에 75% 분포)에서 군생을 나타냈다. 가중나무 종자 발아에 의한 실생묘 분포 확산으로 볼 때, 가중나무는 도시의 열악한 환경에서라도 급격한 개체수 증가가 있을 수 있으며, 이는 도시 토양의 보호라는 측면과 가중나무가 타수종과 경쟁에서 성공함으로 종 다양성 감소라는 측면을 같이 고려하여 관리방안을 모색해야 할 것으로 판단된다.

복합지형을 지나는 박리흐름(separated flows)들이 와도 이론에 의해 모델링 되었다. 흐름은 비회전성 및 비점성으로 가정하였으며, 선형 시어흐름에 대한 유선함수를 결정하기 위해 새로운 기법이 기술되었다. 지형지물의 형태로는 snow cornice과 backward-facing step을 정의하였으며, 이러한 지형지물의 후미에는 유체의 박리현상과 역류현상(reattachment)이 생긴다. 유체의 박리현상이 지형지물의 가장자리에 발생되게 하기 위해 점 와도를 흐름에 발생시켰고, 지형지물의 가장자리에 있는 뾰족한 부분을 완화하고 최대곡률 부근에서의 섭동운동에 중요한 박리흐름 발생지점의 구속조건을 없애기 위해 conformal mapping을 수정하였다. 와도 발생지점에서 와도를 평형으로부터 이동시키거나, 또는 임의의 섭동을 초기흐름에 가하는 방식으로 섭동을 가하여 비정상흐름을 발생시켰다. 박리지점의 풍상측에서 연속적으로 방출되고, 또한 bubble의 이차순환에 의해 변형된 물질의 궤적들이 수치적으로 적분되었으며, 시간에 대한 농도누적이 역류지점의 풍하측 고정된 지점에서 계산되었다. 본 연구에 사용된 모델은 방출물질의 확산형태와 간헐성을 제대로 다룰 수 있음을 알 수 있으며, 이산적인 방법에 의한 다중-와도모델 및 수치모델의 결과들과도 일치한다. 본 연구에 의하면, 박리 및 역류현상이 있는 유체의 흐름 속에 순환하는 bubble들의 비정상상태(unsteadiness)는 풍하측에서 대규모의 고농도 누적을 일으키는 주요 원인이다.

솔잎혹파리가 새로운 지역에 침입하여 극심한 피해를 일으킨 후 회복하는 과정에서 솔잎혹파리와 천적 기생봉의 상호작용을 분석하였다. 솔잎혹파리 확산 선단지 26개 지점에서 1975년부터 1997년까지 조사된 솔잎혹파리 충영형성율, 기생봉 밀도 및 기생율 자료를 분석한 결과, 솔잎혹파리 침입초기인 1975년의 충영형성율은 평균 34.8% 이었으나 1980년 이후 크게 감소하여 밀도가 안정화되었다. 기생봉의 기생율은 침입초기에는 1.9%로서 낮았으나 시간이 진행됨에 따라 기생율이 증가하여 솔잎혹파리에 의한 피해가 만성적으로 발생하는 1990년대에는 12% 이상으로 크게 증가하였다. 충영형성율과 기생봉 미도와의 관계는 초기에는 서로 상관성이 매우 낮았으나 솔잎혹파리의 침입후 약 10년 이후에는 충영형성율 증가에 따라 기생봉의 밀도도 점근적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 또한 충영형성율에 따른 기생율도 초기에는 명확한 경향성이 없었지만 솔잎혹파리 침입 10년 후에는 보다 명확한 밀도역의존적 특성을 나타내었다. 이러한 결과는 솔잎혹파리와 기생봉의 상호작용이 설정되어 있지 않지만 침입 후 약 10년경부터 기주-기생자간의 전형적인 상호작용 양상을 보이며, 기생봉의 밀도조절 능력은 솔잎혹파리 피해가 많은 발생초기에는 미약하지만 솔잎혹파리 밀도가 낮은 피해회복지역에서는 높은 밀도조절 능력을 가지고 있다는 것을 제시하였다.

본 실험에서는 반응성 스퍼터링법으로 N2/Ar 유속비를 달리하여 약 200 과 650 두께의 비정질 Ti-Si-N막을 증착한 후 Cu (750 )와 Si사이의 barrier 특성을 면저항측정, XRD, SEM, RBS 그리고 Ti-Si-N막에서 질소 함량의 영향에 초점을 둔 ABS depth profiling 등의 분석방법을 통해 조사되었다. 질소 함량이 증가함에 따라 처음에는 불량 온도가 46%까지 증가하다가 그 이상에서는 감소하는 경향을 보였다. 650 의 Ti-Si-N barrier막을 800˚C에서 열처리 후에는 Cu3Si 피크만 관찰될 뿐 Cu피크는 거의 완전히 사라졌으므로 Barrier 불량기구는 Cu3Si상을 형성하기 위해 Si 기판내로의 Cu의 확산에 의해 일어난 것으로 보인다. 본 실험에서 Ti-Si-N의 최적 조성은 Ti29Si25N46이었다. 200 과 650 두께의 Ti29Si25N46 barrier 층의 불량온도는 각각 650˚C와 700˚C이었다.이었다.

약 90 nm 두께의 비정질 TaSiN박막을 poly-Si and SiO2/Si 기판 위에 rf magnetron sputtering법으로 증착하였다. TaSiN박막은 산소부위기에서 열처리 시 900˚C까지 결정화되지 않는 비정질 상을 보였다. 산소의 확산 깊이는 산소분위기 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 650˚C, 30분 열처리시 Ta23Si29N48의 경우 약 20 nm의 깊이까지 확산되었다. Ta23Si29N48 박막의 증착 후 비저항은 약 1,300μΩ-cm의 값을 보였지만 산소분위기 열처리시 700˚C 이상에서 급격히 증가하였다.

A conductimetric study of foam formed from mixture of the protein, β-lactoglobulin, and the nonioinc surfactant, SML, revealed that their stability was reduced at concentrations of SML in the range 3~10mM. The interaction of SML with β-lactoglobulin was investigated by fluorimetry and a dissociation constant of 0.2μM was calculated for the complex. Surface tension studies confirmed the presence of interaction between the two components and provided evidence for the progressive displacement of β-lactogloblin from the air/water interface with increasing SML concentration. Experiments using air-suspended microscopic thin liquid films revealed transitions in the chainage characteristics and thickness of the film at SML concentrations below that which resulted in destabilization of the foam. However, measurements of surface mobility of fluorescent-labeled β-lactoglobulin by a photobleaching method identified that a transition to a mobile system occurred at a SML concentration which correlated with the onset of instability in the disperse phase. The results would indicate that maintenance of the viscoelastic properties of the surface is paramount importance in determining the stability of interfaces comprising mixtures of protein and surfactant.

불소고분자(ETFE, ECTFE, PVDF)내로 방향족 유기용매(벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠)의 비정상 흡수실험에서 non-Fickian (혹은 비이상적인) 확산이 관측되었다. 본 연구에서는 Fick's 법칙에 바탕을 둔 확산모델식(Crank, Long ＆ Richman, Berens ＆ Hopfenberg, Neogi, Li)을 이용하여 방향족 유기용매의 흡수실험에서 관측된 비이상적 흡수데이터론 분석하였다. 모델식의 매개변수 값은 실험데이터와 모델 예측 값의 차이를 최소화하는 least square 법을 이용하여 결정하였다. Fickian 확산으로부터 약간 벗어나는 ETFE 흡수데이터는 앞에서 언급한 모델식들을 이용하여 모두 만족할 만한 결과를 얻었다. 특히 Neogi 모델식은 ETFE-용매계의 고유확산계수(0.4~0.8times10-5cm2/day) 및 평형 확산계수(0.13~0.31times10-4cm2/day), 고분자구조의 이완 속도상수 값을 예측해주었다. PVDF의 전형적인 sigmoidal 흡수데이터에 대해서는 Crank 모델이 비교적 잘 적용되었으며, 초기 확산계수와 평형 확산계수간의 비(Dinfty/Di)는 80~200의 값을 나타내주었다. 가속적인 흡수데이터를 나타내주는 ECTFE의 경우에는 모든 모델식들의 예측 결과가 상당히 벗어났다. Fickian 확산으로부터 많이 벗어나는 비이상적인 흡수데이터로부터 확산 이동성질과 고분자구조의 이완현상에 대한 정보를 얻기 위해서는 열역학이나 continuum mechanics에 바탕을 둔 새로운 모델식을 적용해야 할 것으로 사료된다. 사료된다

In order to analyze the densification behaviour of stainless steel powder compacts during hot isostatic pressing (HIP) at elevated temperatures, a power-law creep constitutive model based on the plastic deformation theory for porous materials was applied to the densification. Various densification mechanisms including interparticle boundary diffusion, grain boundary diffusion and lattice diffusion mechanisms were incorporated in the constitutive model, as well. The power-law creep model in conjunction with various diffusion models was applied to the HIP process of 316L stainless steel powder compacts under 50 and 100 MPa at . The results of the calculations were verified using literature data. It could be found that the contribution of the diffusional mechanisms is not significant under the current process conditions.

고분자/용매계에서 물질전달현상에 이용되는 용매의 상호확산계수를 예측하기 위하여 기존의 UNFACFV을 적용한 확산식을 유도하였으며, 상호확산계수를 계산하였다. 또한, 새로운 모델식에 의하여 계산한 값을 실험치 및 Vrentas-Duda의 이론치와 비교하였다. 상화확산계수를 구하는데 필요한 자기확산계수는 Vrentas-Duda의 이론을 이용하고, 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항은 original UNIFAC-FA와 modified UNIFAC-FV를 사용하였다. Flory-Hugginstlr을 이용한 Vrentas-Duda의 상호확산식은 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항을 표현하기 위하여 매개변수 x를 온도와 농도에 무관한 상수로 가정한 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서 제시한 방법에서는 이러한 가정이 없으며, 여러 가지 고분자/용매계(polyisobutylene homopolymer 및 polyisobutylene-poly(pmethylstyrene) copolymer와 cyclohexane, n-hexane, n-pentane, chloroform, toluene)에서의 상호확산계수를 잘예측하였다. 특히 PIB/toluene계의 경우, 본 논문에서 사용된 방법이 Vrentas-Duda 이론에 의한 것보다 실험치에 더 가까웠다. 또한, 아무런 가정이나 제약없이, 넓은 온도 및 농도 영역에서 고분자/용매계의 상호확산계수를 예측할 수 있는 좋은 방법임을 알 수 있었다.

Sputter Cu(1-4.5at.%Mg) alloy를 100mTorr이하의 산소압력에서 온도를 증가시키며 열처리하였을 때 표연과 계면에서 형성된 MgO의 확산방지막 특성을 살펴보았다 먼저, Cu(Mg)/SiO2/Si 구조의 샘플을 열처리했을 때 계면에서는 2Mg+SiO2→2MgO+Si의 화학반응에 의해 MgO가 형성되는데 이 MgO충에 의해 Cu가 SiO2로 확산되는 것이 현저하게 감소하였다. TiN/Si 기판 위에서도 Cu(Mg)과 TiN 계면에 MgO가 형성되어 Cu(4.5at.%Mg)의 경우 800˚C까지 Cu와 Si의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO위에 Si을 증착하여 Si/MgO(150 Å)/Cu(Mg)/SiO2/Si구조로 만든 후 열처리했을 때 150 Å의 MgO는 700˚C까지 Si과 Cu의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO(150 Å)의 누설전류특성은 break down 5V, 누설전류 10-7A/cm2의 값을 나타냈다. 또한 Si3N4/MgO 이중구조에서는 매우 낮은 누설전류밀도를 나타냈으며 MgO에 의해 Si3N4 증착시 안정적인 계면이 형성됨을 확인하였다.