본 연구는 합성 아질산염 대체 천연보존료로 개발하고자 천연물 유래 복합추출물(NP-NAP, NP-NAMR)의 성분 특성 과 소시지에의 적용 시 품질 특성을 규명하였다. NP-NAP 와 NP-NAMR 0.5-1.0% (w/v)는 90.1-100%의 ABTS 라디 칼 저해능과 10 mg/mL에서 각각 811 μM 및 770 μM trolox 상당의 FRAP 활성을 보였다. NP-NAP와 NP-NAMR은 S. aureus와 L. monocytogenes, E. coli 및 S. Typhimurium에 대 해 0.1% (w/v)에서 99.99-100%의 감소율을 보였고 C. perfringens에 대해 1%와 2% (w/v)에서 각각 89.0-91.4%와 84.7-100% 이상의 감소율을 보였다. 천연 복합추출물 첨가 소시지 시제품의 냉장 중 품질 특성에서 4주 차 pH (6.43- 6.57)와 NP-NAMR 첨가 시 높은 a 값(23.54% 및 28.81)을 확인하였다. Springiness와 cohesiveness는 NP-NAP 1%가 높 았으나 다른 모든 시험구는 양성 대조구와 유의적 차이가 없었다(P<0.05). 냉장 중 평균 MDA (0.87-1.183 μM)는 양 성 대조구(0.93-0.96 μM)와 유사하였으며(P<0.05) 총 증가 균수(log CFU)는 1% 첨가(1.10-1.32) 시 nitrite pickling salt (NPS) 0.08% (1.31)과 유사하였고 2% 첨가 시(0.17-0.49)는 commercial product from Spain (CPS) 1% (0.53)보다 적었 다. 종합적 기호도는 NP-NAMR 2% 제외한 모든 시험구는 통계적 유의차가 없었다. 이상의 결과, 과채 추출물 유래 NP-NAP와 NP-NAMR은 항산화, 항균 활성과 안정적인 적 색도와 함께 식약처 고시 소시지류의 기준 및 규격을 만족 하여 합성 아질산염과 시판 수입품을 대체하는, 유효한 소 재가 될 수 있을 것으로 사료된다.

Hot section components of gas turbines are exposed to a high operating temperature environment. To protect these components, thermal barrier coatings (TBC) are applied to their surfaces. Yttria-stabilized zirconia (YSZ), which is widely used as a TBC material, faces limitations at temperatures above 1200 °C. To mitigate these issues, research has focused on adding lanthanide rare earth oxides and tetravalent oxides to prevent the phase-transformation of the monoclinic phase in zirconia. This study investigated the effects of varying TiO2 content in Nd2O3 and Yb2O3 co-doped YSZ composites. Increasing TiO2 content effectively suppressed formation of the monoclinic phase and increased the thermal degradation resistance compared to YSZ in environments over 1200 °C. These findings will aid in developing more thermally stable and efficient TBC materials for application in high-temperature environments.

본 논문에서는 초기 압축 성형 공정 조건들이 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 효과적으로 반영 할 수 있는 압축 성형-구조 연계 해석 방안을 제안하였다. 압축 성형 해석을 바탕으로 초기 charge의 형상 및 배치에 따른 부위별 단섬 유 배향 특성을 분석하였으며, 평균장 균질화 이론을 통해 단섬유 배향 특성에 따른 등가 이방 물성을 도출하였다. 나아가, 단섬유 배 향 정보가 Mapping된 유한요소 모델을 기반으로 초기 공정 조건들에 의해 야기되는 부위별 거동 특성 변화를 고려할 수 있는 압축 성 형-구조 연계 해석을 진행하였다. 관련 수치 예제 검증을 통해 제시된 해석 방안은 압축 성형을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구 조물 설계 과정에서 효과적인 솔루션을 제공함을 확인하였다.

본 논문에서는 3D 프린팅 공정을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동을 효과적으로 예측하기 위한 AM 공정 연계 구조 해석 기법을 제안하였다. 복합소재 3D 프린터(Mark Two, Markforged)를 활용하여 다양한 노즐 경로를 갖는 인장 시편을 출력하였으며, 출력물에 대한 인장 시험을 진행하였다. 또한, 노즐 경로에 따른 부위별 이방 물성을 도출하기 위해 실험적 데이터를 기반으로 역공학 기법을 적용하였다. 제안된 AM 공정 연계 구조 해석 방안의 타당성을 검증하기 위해 실험 결과와의 비교/분석을 병 행하였으며, 부위별 이방 물성이 반영된 FE 모델을 바탕으로 AM 공정 연계 구조 해석을 수행함으로써 복합소재 3D 프린팅 출력물의 거동 양상을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

In this study, an attempt was made to approximate the main characteristic values of Bi0.5(Na0.78K0.22)0.5TiO3 (= BNKT) depending on the content of Fe2O3 additives, aiming to approach the values of lead(Pb) piezoelectric ceramic materials (PZT). Specifically, when the piezoelectric coefficient (d33) value of lead(Pb) piezoelectric ceramic material (PZT polycrystalline ceramic powder) is 300[pC/N] or higher, it is applied for hard purposes such as ultrasonic welding machines and cleaning machines, and when it exceeds 330[pC/N], it is applied for soft purposes like piezoelectric sensors. In this study, research and development were conducted for devices with a piezoelectric coefficient (d33) of 300[pC/N] or more for actuators. For this purpose, K+ exceeding 0.02 to 0.12 mol% was added to (Na0.78K0.22)0.5Bi0.5TiO3 to analyze structural changes due to K+ excess, and (Na0.78K0.22)0.5Bi0.5TiO3 + 8mol% K2CO3 Ti4+ was substituted with Fe3+ to manufacture lead-free piezoelectric materials. As a result, ceramics with Fe3+ substitution at x = 0.0075 yielded an average value of d33 = 315[pC/N]. Furthermore, for ceramics with Fe3+ substitution at x = 0.0075, the average values of maximum polarization (Pmax), residual polarization (Prem), and coercive field (Ec) were found to be 39.63 μC/cm2, 30.45 μC/cm2, and 2.50 kV/mm, respectively. The reliable characteristic values obtained from the research results can be applied to linear actuator components (such as the zoom function of mobile cameras, LDM for skin care, etc.) and ultrasonic vibration components.

As the demand for electric vehicles increases, the stability of batteries has become one of the most significant issues. The battery housing, which protects the battery from external stimuli such as vibration, shock, and heat, is the crucial element in resolving safety problems. Conventional metal battery housings are being converted into polymer composites due to their lightweight and improved corrosion resistance to moisture. The transition to polymer composites requires high mechanical strength, electrical insulation, and thermal stability. In this paper, we proposes a high-strength nanocomposite made by infiltrating epoxy into a 3D aligned h-BN structure. The developed 3D aligned h-BN/epoxy composite not only exhibits a high compressive strength (108 MPa) but also demonstrates excellent electrical insulation and thermal stability, with a stable electrical resistivity at 200 °C and a low thermal expansion coefficient (11.46×ppm/°C), respectively.

본 연구는 탄소 기반 필러인 탄소나노튜브 (Carbon nanotube, CNT), 탄소 섬유 (Carbon fiber, CF) 와 중공유리구체 (Hollow glass microsphere, HGM)를 혼입한 전도성 복합재료가 다양한 열화 상황 에 노출된 이후의 발열성능을 조사하고 분석하였다. 대부분 상황에서 시멘트 기반의 재료들은 질산 및 황산의 침투 또는 동결융해와 같은 다양한 자연적 열화상황에 노출되게 된다. 본 연구는 기존의 이러 한 한계를 극복하고자 HGM, 전도성 필러를 혼입한 전도성 복합재료를 제조하였고, 물리적·전기적 및 열적 특성을 조사하였다. 모든 시편에서 HGM의 혼입은 시편의 밀도와 열 전도도를 감소시켰으며, 다 량의 혼입은 강도와 전기 전도도를 감소시키는 결과를 관찰할 수 있었다. 그러나 적정량의 혼입은 오 히려 전기 전도도를 향상시키는 결과를 확인할 수 있었으며, 반복적인 발열 실험에서의 성능 유지 또 한 미혼입 시편에 비하여 상대적으로 뛰어난 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 HGM의 혼입에 대한 영 향을 더욱 자세하게 분석하기 위하여 수은압입법, 주사전자현미경, 제타전위 및 라만분광법 등의 분석 이 수행되었다.

Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and selfpowered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a leadfree piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3 (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solidstate reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 A, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.

This study was conducted to develop a renewable and sustainable bio-material to replace polystyrene (EPS) in fungal-mycelium-based composite using agricultural by-products. Four mushrooms (Ganoderma lucidum, Fomitella fraxinea, Phellinus linteus, and Schizophyllum commune) were cultured in an oak sawdust plus rice bran substrate to select the mushroom with the best growth. The mycelia of G. lucidum showed the best growth. To investigate the optimal mixing ratio with spent mushroom substrate (SM) and oak sawdust (OS), samples were prepared by mixing SM and OS at ratios of 50%:50%, 60%:40%, and 80%:20% (w/w). Each substrate was then inoculated with G. lucidum. G. lucidum showed the best mycelial growth of 140.0 mm in the substrate with SM and OS mixed at a 60%:40% ratio. It was also found that the substrate with SM and OS mixed at a 60%:40% ratio had the best handling properties. The compressive strength of mycelial materials inoculated with G. lucidum was in the range of 300–302 kgf mm-1, and the materials were four times stronger than polystyrene materials. These results indicate that substrates comprising spent mushroom substrate mixed with oak sawdust can be successfully upcycled to mycelium-based composite materials using G. lucidum. This represents a sustainable approach.