방사선과의 상호작용에 의하여 섬광이 발생하는 무기형광체(inorganic fluor)인 cerium activated yttrium silicate(CAYS)를 폴리설폰 고분자막에 함침시킴으로써, 형광 용액의 도움 없이 방사능 오염도를 측정할 수 있는 새로운 측정막을 제조하였다. 막의 제조는 두 가지 공정으로 나누어진다. 우선 고분자와 용매의 균일한 1차 제막용액을 유리판 위에 제막 후 용매증발을 통해 폴리설폰 고분자막이 생성되도록 하였다. 고형화된 폴리설폰 필름 표면에 CAYS가 분산된 고분자 제막용액을 2차로 도포시킨 후, 비용매 욕조에 침지시키는 상전환 공정을 이용하거나 용매의 증발을 통한 유리화에 의해 2차 용액의 고형화를 유도함으로써 함침막을 제조하였다. 이렇게 제조된 막의 형상은 치밀한 구조를 지니는 고분자 지지체와 이에 완전히 고착된 CAYS함침막의 이중구조를 지니게되며, 지지체 부분은 막의 안정성을 2차 제막에서 생성된 부분은 기능성의 향상을 이룰 수 있는 구조적 특성을 지닌다. 제조된 함침막에 방사성핵종을 직접 도포하여 방사성핵종의 탐지 특성을 측정하였을 때 효율적인 탐지 특성을 지니는 것으로 확인되었다.

In general, the cutting pattern of the membrane structures is determined by dividing the complicated curved 3-D surface into several 2-D plane strip by using flattening technique. In this procedure, however, some discrepancies ore occurred between actual stresses of equilibrated state and designed uniform stresses because the material properties are not considered. These deviations can cause the critical structural problems, wrinkling or overstress, and thus a optimization process should be considered. In this paper, a new analytical method for determining an optimum cutting pattern considering material properties is presented. Here, iterative procedure is introduced to decrease the errors caused in numerical process. The optimization method proposed can diminish the deviations occurred by material properties and numerical errors, simultaneously. As a results, it is shown that the final stress distributions for the HP shell model are sufficiently near to design stress distributions, and it can be concluded that this method can be used to obtain the optimized cutting pattern of membrane structures.

본 논문의 목적은 막구조물의 형상해석, 응력-변형 해석, 재단도 해석을 수행하는 것이고, 재료는 선형탄성, 응력은 평면응력의 상태로 가정한다. 케이블 및 막구조물은 외력에 대한 변형이 매우 큰 구조물이기 때문에 기하비선형을 고려한 비선형해석을 하여야 한다 해석은 일반적인 구조물과는 달리 다음의 3단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 초기 평형형상을 결정하기 위한 형상해석이고, 두 번째 단계는 다양한 외력이 가해졌을 때 구조물의 거동을 파악하는 응력-변형 해석이다. 이렇게 하여 일단 만족된 형상이 얻어지면 형상해석에서 얻은 결과를 기초로 하여 시공적 관점의 재단도 해석이 수행된다. 본 논문에서는 서귀포 월드컵 축구 경기장 지붕 구조물의 예를 들어 형상해석, 응력-변형 해석, 재단도 해석을 수행하고, 카테노이드(Catenoid) 구조물을 이용하여 최적재단도에 관한 해석기법을 제시한다.

막구조의 초기형상을 결정하기 위하여 막요소의 기하학적 비선형을 고려한 평형방정식을 유도하고, 등장력곡면(equally stressed surface)을 결정하기 위한 알고리즘을 정식화한다. 막구조는 대변형에 의한 기하학적 비선형성을 포함하고, 막구조의 특성상 초기장력에 의한 초기변형을 고려해야 하므로, 본 논문에서는 막구조와 같은 인장구조물의 비선형 수치해석을 수행하기 위한 해석기법으로써, 동적이완법(Dynamic Relaxation Method)에 대한 해석알고리즘을 적용하고, 이 방법에 의해 수행한 해석결과를 검토함으로써 막구조 해석에 적용 가능한 수치해석기법을 제시하고, 수치해석에 대한 예를 통해 본 해석법의 타당성을 검증한다.

폴리이미드(6FDA-p-TeMPD) 비대칭막을 습식 상분리법으로 제조하는데 있어서 그 구조에 미치는 용매 (DMAc, NMP, 1,4-dioxane)와 비용매(H2O, Methanol, n-hexane)의 영향을 고찰하였다. 고분자/용매/비용매 분리 속도를 예측함으로써 생성된 비대칭막의 구조를 해석하였다. 용해도 곡선이 용매-고분자 축에 가깝고, 응결값이 작으며, 광투과도가 즉시 감소하고, 용해도 계수차가 ΔδS-NS > ΔδP-NS > ΔδP-S 순이면 생성막은 고분자 결절의 불연속 결집속에 finger-like pore가 형성되었다. 용해도 곡선이 용매-고분자 축에서 멀고, 응결값이 크며, 상분리 시간이 길고, 용해도 계수차 Δδi-j 가 ΔδP-NS >(ΔδS-NS < > ΔδP-S) 일때, 생성되는 막은 미소 고분자 결절구가 치밀하게 응집된 표피가 있으며, 고분자 연속상 스폰지층에 macropore가 발달되었다. 용해도 곡선이 용매-고분자 축으로부터 멀리 떨어지고, 응결값이 대단히 크며, 상분리 시간이 길고, 용해도 계수차 Δδi-j가 ΔδS-NS > (ΔδP-NSlessgtr)ΔδP-S인 경우는 고분자 미소 결절의 두터운 응집층과 다음에 성근 결절응집층이 나타났다.

기체 투과도 및 기계적 강도가 높은 고분자 비대칭막을 상분리법으로 제조하기 위해 막 제조 메카니즘을 규명하는 연구를 수행하였다. 기본적인 연구가 많이 이루어진 폴리스티렌, 이에 비해 용매와의 관계가 덜 알려져 있는 폴리아미드이미드인 Torlon과 3,3'4,4'-benzophenontetracarboxylic diahmydride와 1,4-phenylene diarnine로 이루어진 폴리이미드를 여러 용매에 녹여 얻어진 캐스팅 용액으로부터 비대칭막을 제조하였다. 용매와 비용매와의 혼합열과 막 구조의 관계로부터, 막의 구조를 결정하는 데에는 용매와 비용매의 혼합열이 크게 영향을 미침을 알 수 있었다. 이 결과로부터 폴리술폰 막의 구조를 용매 첨가제를 사용하여 조절하였다. 캐스팅 고분자 용액이 비용매를 만날 때 용매와 비용매와의 혼합열이 두 물질의 교환 속도에 영향을 미쳐 결국에는 막의 구조에 영향을 미치는 데에 대한 이론적인 고찰도 아울러 수행하였다.

Co 단일층과 Co/Ti 이중층으로부터 형성된 코발트 실리사이드를 최종 막의 구조와 에피텍셜 성장 측면에서 조사하였다. Co 단일층은 그 두께와는 관계없이 전체 막이 CoSi2로 변화된 반면에, Co/Ti 이중층 구조에서는 Co와 Ti 막의 두께비가 최종막 구조에 상당한 영향을 주었다. 그리고 CoSi2막의 에피 성장이 Co 단일층에서 보다는 Co/Ti 이중층에서 보다 용이하였다.

본 논문에서는 저압 유기금속 기상성장(low pressure metal organic vapor phase epitaxy) 장치에 의해 성장된 InGaAsP/InP 구조의 상(phase) 분리현상(Spinodal 분해)이 photoluminescence (PL)의 강도와 반치폭(full-width at half maximum, FWHM)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 시료의 격자부정합은 double crystal x-ray diffractometer를 사용하여 측정하였고, InGaAsP에피막의 Spinodal분해조직은 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM)을 사용하여 관측하였다. 격자부정합에서 도출된 부정합응력과 Spinodal 모듈레이션의 주기(periodicity)와 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌다. 또한 이러한 InGaAsP에피막의 미세조직 구조와 시료의 광전 특성이 어떤 관계가 있는지 알기 위해 PL 실험을 수행했으며, PL강도와 FWHM이 조성 모듈레이션의 주기에 강하게 의존한다는 것을 알 수 있었다. 이 현상을 심층적으로 연구하기 위해 부정합응력이 야기할 수 있는 interaction 탄성변형 에너지라는 새로운 함수를 유도하였으며 이에 의하여 실험결과를 설명할 수 있었다.

The phase separated structure and the electro-optical properties of the (polymer/liquid) crystal : LC) composite film strongly depended on the weight fraction of LC in it. The continuous LC phase was formed in a three-dimensional polymer network when the LC weight fraction was above 40wt%. The aggregation structure of the composite film could be controlled by controlling the solvent evaporation velocity during the film preparation process. The smaller LC domains or channels were formed in the case of the faster solvent evaporation velocity. The composite film exhibited reversible light scattering-light transmission switching upon electric field -OFF and -ON states, respectiverly. The light scattering properties of the composite film strongly depended on the spatial distortion of the nematic directors as well as the mismatch in refractive indices between matrix polymer and LC.

Cu와 Si사이의 확산방지막으로 1000Å 두께의 TiN의 특성에 대하여 면저항 측정, 식각패임자국 관찰, X선 회절, AES, TEM 등을 이용하여 조사하였다. TiN 확산방지막은 550˚C, 1시간의 열처리 후에 Cu의 안쪽 확산으로 인해 Si(111)면을 따라 결정결함(전위)을 형성하고, 전위 주위에 Cu 실리사이드로 보이는 석출물들을 형성함으로써 파괴되었다. Al의 경우와는 달리 Si 패임자국이 형성되지 안흔 것으로부터 TiN확산방지막의 파괴는 Cu의 안쪽 확산에 의해서만 일어나는 것을 알 수 있었다. 또한, Al의 경우에는 우수한 확산방지막 특성을 보여주었던 충진처리된 TiN가 Cu의 경우에는 거의 효과가 없는 것을 알 수 있었다. 이것은 Al의 경우에는 TiN의 결정립계에 존재하는 TiO2가 Al과 반응하여 Al2O3를 형성함으로써 Al의 확산을 방해하는 화학적 효과가 매우 크지만, Cu의 경우에는 CuO 또는 Cu2O와 같은 Cu 산화물은TiO2에 비해서 열역학적으로 불안정하기 때문에 이러한 화학적 효과를 기대할 수 없으며, 따라서 충진처리 효과가 거의 없는 것으로 이해된다.

Al과 Si사이에서 Ti의 충진처리가 확산방지막 성능에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. TiN의 충진처리는 450˚C의 N2 분위기에서 30분간 열처리함으로써 행하였다. TEM 분석을 통해 갓 증착된 TiN의 결정립 사이에는 약 10-20Å 정도의 고체물질이 없거나 TiN에 비해 밀도가 매우 낮은 공간이 존재함을 알 수 있었다. 또한 충진처리된 TiN의 경우에는 이러한 공간의 폭이 10Å 이하로 줄어듦을 알 수 있었다. RBS와 AES 분석에 의해 갓 증착된 TiN는 dir 7at.% 정도의 산소를 함유하고 있었고, 충진처리된 TiN는 약 10-15at.%의 산소를 함유하고 있었다. 갓 증착된 TiN와 충진처리된 TiN를 확산방지막으로 시험한 결과, 갓 증착된 TiN는 650˚C, 1시간의 열처리 후에 Al 스파이크와 Si 패임자국의 형성으로 이해 파괴되었다. 하지만 충진처리된 TiN의 경우에는 같은 열처리 조건에서 Al 스파이크나 Si 패임자국을 전혀 찾아볼수 없었다. 따라서, TiN의 충진처리가 Al과 Si사이에서 확산 방지막 성능을 크게 향상시켜주는 효과가 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 충진처리 효과는 TiN의 결정립계의 간격이 줄어듦에 의해서 빠른 확산 경로인 결정립계를 통한 확산이 감소하는 것에 기인하는 것으로 이해된다.

Membrane structure is a system that is stabilized by maintaining a tensile state of the membrane material that originally cannot resist the bending or pressure. Also, it is a system that allows the whole membrane structure to bear external loads caused by wind or precipitation such as snow, rain and etc. Tension relaxation phenomenon can transpire to the tension that is introduced to the fabric over time, due to the innate characteristics of the membrane material. Thus, it is important to accurately understand the size of the membrane tension after the completion of the structures, for maintenance and management purposes. The authors of this paper developed the new portable measurement equipment by using sound wave and measured the tension of pre-existing membrane structure for its maintenance by using the equipment. Through analyzing the measurement data, the authors propose the points that should be improved and the technical method for the new maintenance system of membrane tension.

Membrane structure is a system that is stabilized by maintaining a tensile state of the membrane material that originally cannot resist the bending or pressure. Thus, it is important to accurately understand the size of the membrane tension after the completion of the structure, for maintenance and management purposes. The author of this paper measured the tension of preexisting membrane structure for its maintenance purpose by using the developed portable measurement equipment. Through analyzing the measurement data, the author check the points that should be improved and the technical method for the new maintenance system of membrane tension.

우리 나라는 21세기에 물 부족이 예상되는 국가 중의 하나이다. 정부에서는 이를 해결하기 위하여 단순히 댐을 건설하는 방법 이외에 여러 가지 대안을 마련하고 있는데 막 구조물을 이용한 담수저장기술은 그 중의 하나가 될 수 있다. 우리 나라의 서남해안은 조수간만의 차가 심해 염수가 하천 상류로 깊숙이 침입하기 때문에 하류에서는 농공업용수를 위한 취수가 불가능한 실정이다. 따라서, 기수역에서 담수와 염수를 분리할 수 만 있다면 용수문제 해결에 큰 기여를 할

흰쥐의 배아발생 동안에 피질반응 후 배아 외부에 새롭게 형성된 피질과립막 (cortical granule envelope, CGE)이 존속하는지 여부와 투명대와 배아표면의 미세구조 변화를 조사하였다. 흰쥐배아의 투명대와 배아표면의 미세구조는 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 피질과립막 형성과 분포는 Ulex europaeus agglutinin I lectin을 표지하여 형광현미경으로 관찰하였다. 배아표면은 미수정란 과는 다르게 배아표면의 미세융모가 단축