범밀도이론함수(Density Functional Theory, DFT) 기반의 제일원리전산모사는 기저상태의 DFT 에너지를 구하는데 많은 시간소요 및 전산자원을 소모하였다. 이러한 막대한 전산자원의 소모는 DFT 계산에서 고려할 원자수를 수 백개 이 하로 제한되게 되었으며, 이를 해결하기 위해서는 전자구조 계산이 아닌 원자의 환경 내에 원자간 상호작용을 정의 (Force Field, 힘장)하고 이를 통해 주어진 조성 혹은 구조에 따른 에너지를 빠르게 예측 할 수 있어야 한다. 본 논문에서 는 Behler-Parrinello가 제시한 인공신경망 모델을 활용해 인공지능 다원계 힘장을 개발하고 코발트-구리 산화물의 조성에 따른 에너지를 예측하고 안정한 구조를 탐색하는 연구를 수행하였다. 인공신경망 기술로 부터 구리-코발트 산화물에 대 해 15.7 meV/atom의 에너지 오차와 단위거리당 힘 103.6 meV/Å의 정확도를 가지는 인공신경망 포텐셜을 개발하였다. 이 방법으로 빠르고 정확하게 CuCoO 표면구조의 산소 결함률에 따른 생성에너지를 계산할 수 있었고, 에너지 컨벡스 홀을 도시 조성에 따른 안정한 구조를 예측하였다.

The process optimization of directed energy deposition (DED) has become imperative in the manufacture of reliable products. However, an energy-density-based approach without a sufficient powder feed rate hinders the attainment of an appropriate processing window for DED-processed materials. Optimizing the processing of DEDprocessed Ti-6Al- 4V alloys using energy per unit area (Eeff) and powder deposition density (PDDeff) as parameters helps overcome this problem in the present work. The experimental results show a lack of fusion, complete melting, and overmelting regions, which can be differentiated using energy per unit mass as a measure. Moreover, the optimized processing window (Eeff = 44~47 J/mm2 and PDDeff = 0.002~0.0025 g/mm2) is located within the complete melting region. This result shows that the Eeff and PDDeff-based processing optimization methodology is effective for estimating the properties of DED-processed materials.

This study examines paraelectric Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 (BZN), which has no hysteresis and high dielectric strength, for energy density capacitor applications. To increase the breakdown dielectric strength of the BZN film further, poly(vinylidene fluoride) BZN-PVDF composite film is fabricated by aerosol deposition. The volume ratio of each composition is calculated using dielectric constant of each composition, and we find that it was 12:88 vol% (BZN:PVDF). To modulate the structure and dielectric properties of the ferroelectric polymer PVDF, the composite film is heat-treated at 200 oC for 5 and 30 minutes following quenching. The amount of α-phase in the PVDF increases with an increasing annealing time, which in turn decreases the dielectric constant and dielectric loss. The breakdown dielectric strength of the BZN film increases by mixing PVDF. However, the breakdown field decreases with an increasing annealing time. The BZN-PVDF composite film has the energy density of 4.9 J/cm3, which is larger than that of the pure BZN film of 3.6 J/cm3.

Lithium-ion batteries have been considered the most important devices to power mobile or small-sized devices due to their high energy density. LixCoO2 has been studied as a cathode material for the Li-ion battery. However, the limitation of its capacity impedes the development of high capacity cathode materials with Ni, Mn, etc. in them. The substitution of Mn and Ni for Co leads to the formation of solid solution phase LiNixMnyCo1-x-yO2 (NMC, both x and y < 1), which shows better battery performance than unsubstituted LiCoO2. However, despite a high discharge capacity in the Ni-rich compound (Ni > 0.8 in the metal site), poor cycle retention capability still remains to be overcome. In this study, aiming to improve the stability of the physical and chemical bonding, we investigate the stabilization effect of Ca in the Ni-rich layered compound Li(Ni0.83Co0.12Mn0.05)O2, and then Ca is added to the modified secondary particles to lower the degree of cationic mixing of the final particles. For the optimization of the final grains added with Ca, the Ca content (x = 0, 2.5, 5.0, 10.0 at.%) versus Li is analyzed.

Korean foods have the strengths to addresssome of the health problems of modern man. To assess the properties of Korean noodles, daily value %, DVS, DDS and energy density were compared between many kinds of noodles from around the world. Using a variety of reference materials, a nutritional database of noodles was built for this study. For carbohydrate, lipid, vitamin A, vitamin K, vitamin C, niacin, zinc, and copper, the daily values % of western noodles were significantly higher. Also, the serving size of Korean noodles was significantly small. Comparing the average energy density of the noodles, they showed 1.87±0.93 kcal/g (Korean noodles), 2.42±1.08 kcal/g (western noodles) and 1.84±0.84 kcal/g (other noodles). The dietary fiber, polyphenols, and flavonoids content of the noodles showed no significant difference. Neither DVS nor DDS showed a statistically significant difference. In the Korean noodles, the GMDFV pattern showed a diverse choice of food groups. Korean noodles show a lower energy density, and the small serving size to have favorable for the prevention of obesity. Thus, Korean noodles are an excellent choice in terms of diversity and energy density.

TiO2 thin films for high energy density capacitors were prepared by r.f. magnetron sputtering at room temperature.Flexible PET (Polyethylene terephtalate) substrate was used to maintain the structure of the commercial film capacitors. Theeffects of deposition pressure on the crystallization and electrical properties of TiO2 films were investigated. The crystal structureof TiO2 films deposited on PET substrate at room temperature was unrelated to deposition pressure and showed an amorphousstructure unlike that of films on Si substrate. The grain size and surface roughness of films decreased with increasing depositionpressure due to the difference of mean free path. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis revealed the formation ofchemically stable TiO2 films. The dielectric constant of TiO2 films was significantly changed with deposition pressure. TiO2films deposited at low pressure showed high dissipation factor due to the surface microstructure. The dielectric constant anddissipation factor of films deposited at 70mTorr were found to be 100~120 and 0.83 at 1kHz, respectively. The temperaturedependence of the capacitance of TiO2 films showed the properties of class I ceramic capacitors. TiO2 films deposited at10~30mTorr showed dielectric breakdown at applied voltage of 7V. However, the films of 500~300nm thickness depositedat 50 and 70mTorr showed a leakage current of ~10−8~10−9 A at 100 V.

The electrochemical performances of an asymmetric hybrid capacitor were investigated using LiFePO4 as the positive electrode and active carbon fibers(ACF) as the negative electrode. The electrochemical behaviors of a nonaqueous hybrid capacitor were characterized by constant current charge/discharge test. The specific capacitance using LiFePO4/ACF electrode turned out to be 0.87F/cm2 and the unit cell showed excellent cycling performance. This hybrid capacitor was able to deliver a specific energy as high as 178 Wh/kg at a specific power of 1,068 W/kg.

겨울철 유휴 논토양에 헤어리베치를 재배 이용하여 바이오에너지 원료작물인 옥수수를 재배할 경우 화학비료와 제초제를 절감하고, 옥수수의 무경운 재배법을 개발하고자 수행하였다. 헤어리베치 피복 이용 옥수수 무경운 직파재배 시 재식밀도에 따른 옥수수의 간장, 경태 및 엽색도 등은 관행재배에비하여 감소하였으며, 착수고는 밀식할 경우 증가하는 경향이었다. 그 밖의 옥수수의 출사기는 헤어리베치를 피복한 처리구에서 관행재배구에 비하여 평균 3일 지연되었으며, 재식밀도가 높을수록 또는 시비량이 감소될수록 지연되었다. 한편 경작지에서 우점하는 잡초는 여뀌, 바랭이 및 피였으며, 헤어리베치 피복량 증가는 잡초 건물중을 감소시켰다. 바이오에탄올생산량은 헤어리베치를 피복한 처리구에서 관행과 비교하여58.9~89.8%까지 확보할 수 있었으며, 재식밀도가 낮거나 시비량이 적을수록 감소 정도가 크게 나타났다. 바이오에너지 작물인 옥수수를 친환경적으로 생산하는 방법 중의 하나로 헤어리베치를 피복하고 무경운 직파하여 시비량을 50% 감량하고, 재식밀도를 125,000 주 ha-1로 높이면 총 건물수량과 바이오에탄올량을 관행과 유사한 수준을 얻을 수 있을 것으로 판단되었다.

최근 동위원소를 이용한 뼈 스캔 (Bone Scan)검사 후 골밀도 (BMD; Bone Mineral Density)검사를 당일검사로 병행한 경우 이로 인한 골밀도 측정값에 오차 발생 가능성이 제기되고 있으나 방사성의약품 표지화합물 투여 후 이중에너지 X선을 이용한 골밀도 측정값 변화에 대한 임상적 자료가 미비하여 핵의학 체내 검사 후 당일 골다공증 검사의 측정값에 대한 논란의 소지가 있다. 따라서 동위원소 표지화합물인 99mTc-MDP가 골밀도 측정값에 영향을 미치는지 임상적 측면에서 실험하였다. 실험에 참가한 대상자의 평균 나이는 35.17±9.45세로 실험 대상자 17명 중 대사성 질환과 골밀도 측정에 영향을 줄 수 있는 허리뼈 압박골절 및 몸쪽 넓적다리뼈 골절이 있는 자를 제외한 12명 중 정상 골밀도 T-scores〉-1.0의 환자 6명을 대상으로 99mTc-MDP 투여 전·후 측정값을 분석한 결과 허리뼈에서 전·후 각각 평균 0.975±0.084 g/cm², 0.966±0.078 g/cm²으로 0.009 g/cm² 증가, 우측 몸쪽 넓적다리뼈에서는 전·후 각각 평균 0.909±0.078 g/cm², 0.913±0.086 g/cm²으로 0.004 g/cm² 감소, 좌측 몸쪽 넓적다리뼈에서는 각각 평균 0.887±0.099 g/cm², 0.881±0.103 g/cm²으로 0.007 g/cm²의 증가를 보여 몸쪽 넓적다리뼈 보다 허리뼈에서 더 큰 골밀도 변화를 보여주었다. 그러나 허리뼈와 몸쪽 넓적다리뼈 전체에서 전·후 변화 평균은 0.0038±0.014 g/cm²으로 골밀도 측정값에 유의한 영향이 없음을 알 수 있으며, 또한 두 실험간 전체 상관계수는 0.987으로 방사성동위원소 표지화합물인 99mTc-MDP 투여가 골밀도 측정값에 영향을 주지 않았다. 따라서 140 keV의 감마선 에너지를 방출하는 테크네슘 표지화합물을 이용한 뼈 스캔검사 후 골밀도 측정값에 유의한 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 그러나 핵의학적 체내검사와 골다공증 검사를 당일로 검사함으로 인한 환자의 피폭을 고려한다면 시간 간격을 두고 검사를 시행하는 것이 좋을 것으로 사료된다.