Eu-doped SrAl2O4 is a promising thermoluminescent and mechanoluminescent material with high brightness and stability, making it suitable for various luminescent devices. In this study, SrAl2O4:Eu was synthesized using a solid-state reaction method, and the effects of reducing atmosphere and high-temperature synthesis conditions on its luminescence properties were systematically analyzed. The luminescence characteristics of SrAl2O4:Eu were found to be highly sensitive to synthesis temperature, atmosphere, and Eu doping concentration, and optimal conditions were determined. A comparison of SrAl2O4:Eu synthesized at 1,300 °C under air and reducing atmospheres revealed that the reducing atmosphere plays a critical role in stabilizing Eu2+ ions, forming a single-phase SrAl2O4, and establishing luminescence centers. Notably, SrAl2O4:Eu synthesized at 1,600 °C in a reducing atmosphere achieved a photoluminescence quantum yield (PLQY) of 43 % and a maximum luminance of 2,030 Cd/m2, showing significant improvement in luminescence efficiency compared to samples synthesized at 1,300 °C. When Eu doping concentrations were adjusted from 1 % to 20 %, the highest luminescence performance was observed at 10 % doping, while excessive doping (20 %) increased non-radiative recombination pathways, and no further improvement in luminescence efficiency was observed. X-ray Diffraction (XRD) and Photoluminescence (PL) analyses elucidated the effects of synthesis conditions on the structural stability and luminescence properties of SrAl2O4:Eu, and the optimal reducing atmosphere and high-temperature synthesis conditions are proposed. This study provides a synthesis strategy for enhancing the luminescence properties of Eu-doped SrAl2O4 and lays the groundwork for the development of highperformance thermoluminescent and mechanoluminescent materials.

We developed pet food ingredients for dogs by fermenting oats soaked in herbal extracts of Dendropanax morbifera and Eriobotrya japonica using Lentinula edodes KCTC 18874P mycelium. The resulting materials were analyzed for β-glucan, total polyphenol, essential amino acids, vitamins B1 and B2, calcium (Ca), phosphorus (P), and heavy metals to confirm their beneficial components and safety during consumption. The content of (1-3),(1-4)-β-glucan ranged from 1.08 to 1.78%, with the highest content (1.51%) found in fermented D. morbifera and E. japonica using L. edodes mycelium (FMEJDMOLEM). The (1-3),(1-6)-β-glucan content ranged from 44.14% to 50.13%, with FMEJDMOLEM showing the highest content at 50.13%. The total polyphenol content was highest in FMEJDMOLEM, followed by fermented D. morbifera using L. edodes mycelium (FDMOLEM) and fermented E. japonica using L. edodes mycelium (FEJOLEM). Vitamin B1 content was significantly higher in FMEJDMOLEM, followed by FEJOLEM. FMEJDMOLEM also had the highest vitamin B2 content. The total essential amino acid content was the highest in FMEJDMOLEM, followed by FDMOLEM. FEJOLEM had the highest calcium content. The calcium-tophosphorus ratio in all the samples was below 1:0.8, meeting the standards set by the American Feed Association. Heavy metal analysis confirmed that lead and cadmium, which are hazardous to the health of dogs, were not detected in any of the samples. This study demonstrated the development of pet food materials with high levels of beneficial ingredients, such as β-glucan, appropriate calcium and phosphorus ratios, and no detectable heavy metals, ensuring both usefulness and safety. Our future research will focus on developing dog pet food using these materials, and conducting physiological activity studies to complete the development of scientific dog pet food.

Due to the special nature of the rotary type dust remover operating close to a river, more than 80% of the parts that make up the device are made of stainless steel. Stainless steel material is applied to the parts. In addition, sufficient rigidity is required, so the dimensions of the members that affect rigidity, including thickness, are applied excessively, resulting in a large weight. As a result, resistance increases during operation, lowering operating efficiency, and production and maintenance are costly and time-consuming, and maintainability is poor. In particular, when the rake blade is damaged, drainage by the pump cannot be smoothly achieved due to inoperability or performance degradation due to interference with other parts, which can cause serious damage to life and property due to flooding. Accordingly, in this study, a carbon material rake was developed to replace the existing stainless steel rake, and research was conducted to improve and optimize the problems of the existing rake.

벌나무(Acer tegmentosum Maxim.)는 국내 고산지대를 중심으로 분포하고 있고 간질환 치 료에 효과가 있다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 벌나무 추출물의 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능 성을 알아보기 위해 항산화, 항균, 항염증 효능 평가를 수행하였다. 시료 추출은 벌나무 껍질을 사용하 였고 벌나무 70% EtOH 추출물 (ATE)와 벌나무 열수 추출물 (ATW)로 나누어 추출하여 두 추출물의 효능을 비교평가 하고자 하였다. DPPH radical 소거능, ABTS+ radical 소거능, 총 폴리페놀 및 플라보 노이드 함량 측정을 진행한 결과 ATE와 ATW 모두 우수한 항산화 능력을 보였다. 항균 효능 평가 결 과, ATW는 E. coli와 P. aeruginosa에 대해 ATE보다 우수한 항균 효과를 보였으나, ATE는 S. aureus 에 대해 ATW보다 우수한 항균력을 보였다. 항염증 효능을 알아보기 위해 세포 독성 평가, NO 생성 측정, Western blotting 실험을 진행한 결과 ATE는 6.25 및 12.5 μg/ml에서 세포독성 없이 NO 생성 을 유의하게 감소시키고 iNOS 및 COX-2의 발현을 억제하여 우수한 항염증 효과를 보였다. 이 연구의 결과를 바탕으로 Acer tegmentosum Maxim. 추출물을 기능성 화장품 소재로 활용할 가능성을 제안한 다.

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.

Light-weight ceramic insulation materials and high-emissivity coatings were fabricated for reusable thermal protection systems (TPS). Alumina-silica fibers and boric acid were used to fabricate the insulation, which was heat treated at 1250 °C. High-emissivity coating of borosilicate glass modified with TaSi2, MoSi2, and SiB6 was applied via dip-and-spray coating methods and heat-treated at 1100°C. Testing in a high-velocity oxygen fuel environment at temperatures over 1100 °C for 120 seconds showed that the rigid structures withstood the flame robustly. The coating effectively infiltrated into the fibers, confirmed by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction analyses. Although some oxidation of TaSi2 occurred, thereby increasing the Ta2O5 and SiO2 phases, no significant phase changes or performance degradation were observed. These results demonstrate the potential of these materials for reusable TPS applications in extreme thermal environments.

This study examined domestic consumption trends in the development of mushroom-based alternative food products. It found that 85.5% of consumers were aware of alternative foods, with a higher recognition rate among younger age groups and variations based on household composition and monthly income. Additionally, 70% of consumers familiar with alternative foods had tried them. Among those who had not, taste (16%) and purchasing challenges (15%) were the primary barriers. Minced meat was the most commonly consumed alternative (25%), while dumplings (7%) and burgers (1%) were less popular. Notably, dumplings and burgers showed the highest potential for development using mushroom-based ingredients. These findings provide valuable foundational data for advancing mushroom-based alternative food products.

In this study, the strength properties of recycled plastic materials using polypropylene, polyethylene, and high-density polyethylene were evaluated by measuring their compressive and flexural strengths, which are typically measured in cement-concrete pavements, to assess the feasibility of using recycled plastic materials as construction materials for modular pavements that can easily integrate advanced sensors, such as those for future autonomous driving. Two types of recycled plastic (composite resin and high-density polyethylene (HDPE)) and two types of inorganic materials (fly ash and limestone filler) were selected to evaluate the strengths of recycled plastic materials. Specimens for the compressive and flexural strength tests were prepared with four different recycled plastic contents (100%, 80%, 60%, and 40%). The compressive and flexural strengths of the recycled plastic specimens were measured according to the KSL ISO 679 and KSL 5105 methods, and the strength properties were analyzed based on the type and content of the recycled plastic and type of inorganic material used. Distortion and shrinkage problems were observed during specimen preparation using the 100% recycled plastic material. This indicated that inorganic materials must be incorporated to improve the flexural strength and facilitate specimen preparation. The compressive strength of plastic materials was comparable to the 28-day compressive strength of conventional cement-concrete pavements. The compressive strength of the composite resin was approximately twice that of HDPE. The flexural strengths of both the composite and HDPE were in the range of 15–25 MPa, suggesting their suitability as materials for the construction of modular pavement structures. Based on the limited strength test results, we can conclude that the strength properties of recycled plastic materials are similar to those of conventional cement-concrete paving materials. From the strength perspective, we confirmed that recycled plastic materials can be utilized as construction materials for modular pavements. However, further research should be conducted on factors such as molding methods for modular pavement structures based on different types of recycled plastic materials.

This paper explores a convergent approach that combines advanced informatics and computational science to develop road-paving materials. It also analyzes research trends that apply artificial-intelligence technologies to propose research directions for developing new materials and optimizing them for road pavements. This paper reviews various research trends in material design and development, including studies on materials and substances, quantitative structure–activity/property relationship (QSAR/QSPR) research, molecular data, and descriptors, and their applications in the fields of biomedicine, composite materials, and road-construction materials. Data representation is crucial for applying deep learning to construction-material data. Moreover, selecting significant variables for training is important, and the importance of these variables can be evaluated using Pearson’s correlation coefficients or ensemble techniques. In selecting training data and applying appropriate prediction models, the author intends to conduct future research on property prediction and apply string-based representations and generative adversarial networks (GANs). The convergence of artificial intelligence and computational science has enabled transformative changes in the field of material development, contributing significantly to enhancing the performance of road-paving materials. The future impacts of discovering new materials and optimizing research outcomes are highly anticipated.

본 연구는 8종의 생약 복합추출물인 Derma Genie™-DLP121의 피부 건강 개선 효능을 확인하 고자 하였다. 이를 위해, in vitro model에서 Derma Genie™의 생리 활성 정도를 평가했으며, 4종의 피부 세포 내 항산화, 항염, 보습 증진, 주름 개선 및 미백 효능을 분석하였다. 실험 결과, Derma Genie™에는 22.577 mg GAE/g의 폴리페놀이 함유되었고, DPPH assay에서는 최대 74.947%의 radical 소거능을 보였 다. Lipopolysaccharide를 처리하여 과염증 반응을 유도한 RAW 264.7 세포에서는 Derma Genie™가 산 화 질소(NO) 뿐만 아니라, 3종의 염증성 사이토카인(Il-6, Il-1β, Tnf-α)의 농도 의존적인 감소 효과를 매개하여 상당한 항염 효능이 있음을 입증하였다. 또한 Derma Genie™는 히알루론산을 생성하는 효소인 HAS1 및 HAS2의 유전자 발현은 증가시키고, 히알루론산 분해 효소 HYAL1의 발현은 저해시켜 세포 내 보습 증진 효능을 나타내었다. 뿐만 아니라, ultraviolet B (UVB)에 의한 세포 생존율 감소 및 주름 연관 유전자(COL1A1, COL3A1)의 발현 감소가 Derma Genie™ 처리 시 개선됨을 확인하였다. 특히 최대 농도 의 Derma Genie™ (1 mg/mL)와 UVB를 병용 처리한 군에서 주름 연관 인자인 COL1A1 및 COL3A1의 발현량이 각각 55.080 및 57.103% 개선됨을 보였다. 마지막으로, α-MSH로 멜라닌 합성을 유도시킨 B16F10에서 Derma Genie™의 병용 처리는 세포 내 멜라닌 함량을 최대 95.159% 감소시켰다. 이는 Derma Genie™가 세포 내 tyrosinase 활성을 억제함으로써 미백 효능을 가지는 것으로 판단되었다. 따라 서 이러한 결과는 Derma Genie™가 피부세포 내 항산화, 항염, 보습 증진, 주름 개선 및 미백 효능이 존재 함을 보여주며, 피부건강 증진을 위한 신규 기능성 화장품 원료로의 활용 가능성을 제고하였다.

The hydrogen embrittlement could lead to big damages in bolt/nut, fittings, especially, high pressure valve and high leak-proof valve and so on. Thus, special alloy, for instance, such as Monel and Inconel, is recently used to suppress the problems of hydrogen embrittlement in semiconductor facilities, FCEV(fuel cell electric vehicle) and hydrogen gas stations. The purpose of this study is to investigate the characteristics according to ratio change between drawing and extrusion of Monel material within elastic limit through numerical analysis. As the results, the possibility of plastic deformation in case of drawing was greater than that of extrusion. Consequently, the safety factor related to plastic deformation shows the results depending on the ratio change of force between drawing and extrusion.

Recently, Car weight reduction has become an important development goal to improve fuel efficiency. Car seat frame is a key part of the weight reduction. Existing steel seat frames have the advantages of high rigidity and durability, but have the disadvantage of heavy weight. Recently, Almag material, which are alloy of aluminum and magnesium, is attracting attention because of excellence in strength and weight reduction. At first, the core stiffness members of the seat frame are selected to optimize the weight of the seat frame. And then strength analysis and natural frequency analysis are performed for the existing steel seat frame and Almag seat frame. Based on these analysis results, optimal thickness of the Almag seat frame are determined by an automation program using a genetic algorithm.

Silicon-based anode materials have attracted significant interest because of their advantages, including high theoretical specific capacity (~4,200 mAh/g), low working potential (0.4 V vs Li/Li+), and abundant sources. However, their significant initial capacity loss and large volume changes during cycling impede the application of silicon-based anodes in lithium-ion batteries. In this work, we propose a silicon oxide (SiOx) anode material for lithium-ion batteries produced with a magnesio-thermic reduction (MTR) process adopting Boryeong mud as a starting material. Boryeong mud contains various minerals such as clinochlore [(Mg,Fe)6(Si,Al)4O10(OH)8], anorthite (CaAl2Si2O8), illite [K0.7Al2(Si,Al)4O10(OH)2], and quartz (SiO2). The MTR process with Boryeong mud generates a mixture of amorphous silicon oxides (SiOx and SiO2), and magnesium aluminate which helps to alleviate the volume expansion of the electrode during charge/discharge. To observe the effects of these oxides, we conducted various analyses including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier-Transformation infrared spectroscopy (FT-IR), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and cyclic voltammetry (CV) galvanic cell testing. The amorphous SiO2 and MgAl2O4 suppressed the volume expansion of the silicon-based anode, and excellent cycle performance was achieved as a result.

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.

음이온 교환막(AEM) 수전해용 AEM 소재 개발은 재생 에너지를 활용한 수소 생산 기술을 개선하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 소재를 설계하고 최적화하는 데 분자동역학 전산모사가 유용하게 사용되지만, 전산모사 결과의 정확도 는 사용된 force-field에 크게 의존한다. 본 연구의 목적은 AEM 소재의 구조와 이온 전도 특성을 예측할 때 force-field 선택 이 미치는 영향을 체계적으로 조사하는 것이다. 이를 위해 poly(spirobisindane-co-aryl terphenyl piperidinium) (PSTP) 구조를 모델 시스템으로 선택하고 COMPASS III, pcff, Universal, Dreiding 등 네 가지 주요 force-field를 비교 분석하였다. 각 force-field의 특성과 한계를 평가하기 위해 298~353 K의 온도 범위에서 수화 채널 형태, 물 분자와 수산화 이온의 분포, 수산 화 이온 전도성을 계산하였다. 이를 통해 AEM 소재의 분자동역학 전산모사에 가장 적합한 force-field를 제시하고, 고성능 AEM 소재 개발을 위한 계산 지침을 제공하고자 한다.

리튬이온전지는 친환경적이고 우수한 전지 성능덕분에 배터리 산업의 핵심으로 자리 잡았으며, 이에 따라 수요가 급증하고 있다. 그러나, 리튬이온전지의 수요증가는 리튬과 광물자원들의 공급문제를 초래하며, 수명이 다한 폐 리튬이온전지의 폐기방안이 아직 마련되지 않아 환경적 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐 리튬이온전지를 재활용하는 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서도 폐 리튬이온전지에서 폐 양극 소재를 추출하여 재활용하는 다이렉트 리사이클링 연구가 주목받고 있다. 그러나, 폐 양극 소재는 오랜 충/방전으로 인해 구조적 붕괴(열화)가 발생한 상태로, 새로운 리튬이온전지에 적용을 위해서는 리튬이온전지 사용 전의 구조 즉, 층상구조로의 회복이 필요하다. 본 연구에서는 이를 위해 폐 양극 소재(LiNi0.6C0.2Mn0.2O2)가 열역학적으로 층상구조를 형성하는 온도를 분석하기 위해 700 ºC, 800 ºC, 900 ºC 범위에서 XRD를 통해 구조분석을 진행하였다. 폐 양극 소재는 700 ºC와 900 ºC 대비 800 ºC 열처리 시 1.44로 가장 높은 I003/I104 value를 보였다. 또한 800 ºC 열처리 시 0.1 C 기준 비 용량이 171.3 mAh/g으로 가장 높은 것을 확인하였다. 이를 통해 우리는 열역학적으로 층상구조를 형성하는 온도를 800 ºC로 도출하였으며 폐 양극 소재의 구조를 성공적으로 복원하였다.

본 연구는 대기 중 장기간 노출로 인해 열화된 Ni-rich NCM811(LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂) 양극 소재의 계면 저항 증가 및 전기화학적 성능 저하 문제를 해결하기 위해, 물리적 열처리 방법을 제안하였다. NCM811 양극 소재는 대기 중 수분 및 이산화탄소와의 반응에 의해 표면에 불순물이 형성되기 쉬우며, 이는 고체전해질과의 계면 저항을 증가시켜 전고 체전지 시스템에서의 성능 저하를 초래한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 열화된 NCM811 양극 소재를 O₂ 분위기 에서 열처리하여 표면의 불순물을 효과적으로 제거하고 양극 표면의 전도성을 향상시킴으로써, 양극-고체전해질 간의 계면 저항을 현저히 감소시키는 결과를 얻었다. SEM, XRD, ICP 분석을 통해 열화된 NCM811 양극 소재의 표면 특성 변화를 분석하였으며, 열처리 후 NCM811 소재의 계면 특성이 개선됨에 따라 전기화학적 성능 또한 상용 NCM811 소재와 유사한 수준으로 회복되는 것을 확인하였다. 특히, O₂ 분위기의 물리적 열처리 방법은 Ni-rich NCM811 양극 소재의 열화를 효과적으로 억제하고 고체전해질과의 계면 접촉을 개선하여, 황화물계 전고체전지의 전기화학적 성능 을 획기적으로 향상시킬 수 있는 유망한 기술임을 입증하였다. 이러한 결과는 전고체전지 상용화를 위한 핵심 전략으 로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.