The present research focuses on the tribological behavior of the AA5083 alloy-based hybrid surface composite using aluminosilicate and multi-walled-carbon nanotube through friction stir processing for automotive applications. The friction stir processing parameters (tool rotation and traverse speed) are varied based on full factorial design to understand their influence on the tribological characteristics of the developed hybrid composite. The surface morphology and composition of the worn hybrid composite are examined using a field-emission scanning electron microscope and an energy-dispersive x-ray spectroscope. No synergistic interaction is observed between the wear rate and friction coefficient of the hybrid composite plate. Also, adhesive wear is the major wear mechanism in both base material and hybrid composite. The influence of friction stir process parameters on wear rate and the friction coefficient is analyzed using the hybrid polynomial and multi-quadratic radial basis function. The models are utilized to optimize the friction stir processing parameters for reducing the rate of wear and friction coefficient using multi-quadratic RBF algorithm optimization.

Thermal cutting processes that can be applied to dismantling nuclear power plants include oxygen cutting, plasma cutting, and laser cutting. According to the global trend, research projects are being carried out in various countries to upgrade laser cutting, and many studies are also being conducted in Korea with plans to apply laser cutting processes when dismantling nuclear power plants. However, with the current technology level of the laser cutting process, the maximum thickness that can be cut is limited to 250 mm. Therefore, in this study, a laser-oxygen hybrid cutting process was implemented by adding a laser heat source to the oxygen cutting process that can cut carbon steel with a thickness of 250 mm or more (RV, beam, column, beam, etc.) when dismantling the nuclear power plant. This has the advantage of improving the cutting speed and reducing the cutting width Kerf compared to conventional oxygen cutting. In this research, the laser-oxygen hybrid cutting process consisted of laser cutting to which Raycus’ 8 kW Fiber Laser power source was applied and oxygen cutting to which hydrogen was applied with Fuel Gas. The oxygen torch was placed perpendicular to the test piece, and the laser head was irradiated by tilting 35° to 70°. The effects of cutting directions on quality and performance were studied, and cutting paths were selected by comparing cutting results. Thereafter, it was confirmed that there is an optimal laser output power according to the cutting thickness by studying the effect on the cutting surface quality by changing only the laser output power under the same cutting conditions. The results of this study are expected to be helpful in the remote cutting process using laser-oxygen hybrid cutting when dismantling domestic nuclear power plants in the future.

Graphene oxide (GO), consisting of numerous oxygen functional groups and 2-D graphene sheet, has drawn intensive attention as a promising membrane material due to its molecular-sieving nanochannel and ease of scale up. However, GO membranes have generally showed a low gas permeability stemming from the high tortuosity of laminate structure. Herein, we prepared silica/GO hybrid membranes to overcome the low gas permeability of GO membrane by tuning its surface area and interlayer spacing. The size of silica nanoparticles grown on the GO nanosheets was successfully controlled by varying the concentration of silica precursor. In particular, the relationship between gas permeability of silica/GO hybrid membranes and the size of silica nanoparticles was investigated.

Microenvironments surrounded with various extracellular matrix (ECM) components can decide specifically the fate of spermatogonial stem cells (SSCs) and integrin heterodimers recognizing directly ECM proteins play an important role in transporting ECM-derived signals into cytoplasm, resulting in inducing a variety of biological functions such as cell attachment, self-renewal and differentiation. However, to date, studies on type of integrin heterodimers expressed functionally on the undifferentiated SSCs derived from mouse with hybrid strain remain unclear. Therefore, we tried to investigate systematically what kind of integrin heterodimers are expressed transcriptionally, translationally and functionally in the SSCs derived from testis of hybrid (B6CBAF1) mouse. For these, magnetic activated cell sorting (MACS) using Thy1 antibody was used for isolating SSCs from testis, and real-time PCR or fluorescence immunoassay was conducted for measuring transcriptional or translational level of integrin α and β subunits in the isolated SSCs. Subsequently, antibody inhibition assay was conducted for confirming functionality of presumed integrin heterodimers. As the results, transcriptional levels of genes encoding total 25 integrin subunits were quantified, 7 integrin α (α4, α6, α7, α9, αV, αL and αE) and 2 integrin β (β1 and β5) subunit genes showed significantly increased transcriptional up-regulation, compared to the other integrin subunit genes. In contrast, integrin α3, α5, α10 and α11, and integrin β2, β3, β4 and β7 were weakly transcribed. When translational levels of the integrin α subunits showing high transcription level (α4, α6, α7, α9, αV, αL and αE) were measured, significantly strong translational up-regulation of integrin α6, α7, α9, αV and αL subunit genes were detected, whereas integrin α4 and αE subunit genes were weakly. In case of integrin β subunit, β1 evaluated more expression than β5. Based on these results, we speculated that the undifferentiated SSCs derived from B6CBAF1 mouse might express integrin α4β 1, α6β1, α7β1, α9β1, αVβ1 or αVβ5 on plasma membrane. Subsequently, the hybrid strain SSCs showed significantly increased adhesion to fibronectin, laminin, tenascine-C and vitronectin and functional blocking of integrin α4β1, α6β1, α9β1, and αVβ1 or αVβ5 in SSCs significantly inhibited attachment to fibronectin, laminin, tenascin-C and vitronectin, respectively. Accordingly, we could identify that the hybrid (B6CBAF1) mouse-derived SSCs had integrin α4β1, α6β1, α9β1, αVβ1 or αVβ5 on plasma membrane. Moreover, this information will greatly contribute to constructing non-cellular niche supporting self-renewal of SSCs in the future.

최근 우수한 유연성과 화학적 안정성 등을 가진 고분자 수지와 우수한 기계적 성질 등을 나타내는 무기 재료로 이루어진 나노 복합 시스템으로써 유-무기 하이브리드 코팅 필름에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아크릴레이트 단량체로써 사용된 o-phenylphenoxyethyl acrylate (OPPEA)는 1.576의 높은 굴절률을 나타내고, Bisphenol A ethoxylate diacrylate (BAEDA)는 굴절률은 낮지만 경화된 고분자의 경도를 향상시킨다. 또한, 무기 소재로써 사용된 지르코니아는 산화지르코늄으로써 우수한 내구성과 광학특성 등을 나타낸다. 본 연구에서는 광학 특성을 향상시키기 위한 목적으로 아크릴레이트 단량체 중 BAEDA의 함량을 조절하여 필름을 제조한 뒤 연필 경도계와 아베굴절계를 이용하여 광학 특성 변화를 확인하였고, UV-vis spectrophotometer을 이용해 투과도를 비교하여 최적의 조건을 확립하였다. 그리고 실란 커플링제인 γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS)를 사용하여 지르코니아를 소수화 처리하여 아크릴레이트 단량체에 대한 분산성을 향상시키고, 개질 전후의 물에 대한 분산성 변화를 조사하여 물에 대한 친화력이 감소하였음을 확인하였고, FT-IR ATR spectrophotometer를 통해 MPS에 의해 도입된 1716 cm-1에서의 에스터 C=O 결합 peak의 존재를 통해 MPS에 의한 지르코니아 표면의 개질 반응이 진행되었음을 확인하였다. 또한, 지르코니아의 표면에 도입된 규소 원자의 존재는 X 선 형광법을 이용하여 확인하였다. 그리고 화학적으로 개질된 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 도입하여 광경화 필름을 제조하였을 때, 굴절률은 아크릴레이트 자체 필름보다 1.2% 향상되었음을 확인하였고, SEM/EDS mapping 분석을 통해 PET 필름에 코팅된 개질 후 지르코니아가 아크릴레이트 코팅층에 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있었다.

본 연구는 기상청의 기상레이더 관측망을 이용한 하이브리드 고도면 강우추정 기법 기반의 새로운 정량적 합성강수량 추정 방법을 제시한다. HSR기법은 지형클러터, 빔차폐, 비 기상 에코 및 밝은 띠의 영향을 받지 않는 하이브리드 고도면의 반사도를 합성하는 것이 특징이다. HSR 합성반사도는 정적 HSR (STATIC)과 단일편파레이더에 대한 퍼지로직 기법과 이중편파레이더에 대한 시선방향 질감 기반의 품질관리 절차를 사용하는 동적 HSR (DYNAMIC) 합성으로 구분된다. STATIC과 DYNAMIC은 2014년 5월부터 10월까지 10개의 강우 사례에 대해 기상청 현업용 합성강우 (MOSAIC)와 비교검증 하였다. 차폐 영역에서 STATIC, DYNAMIC, MOSAIC의 상관계수는 각각 0.52, 0.78, 0.69이며 평균 상대 오차는 각각 34.08, 30.08, 40.71%로 분석되었다.

백색을 띄고 물리적·화학적으로 안정한 지르코니아는 열전도도가 낮고 강도와 인성, 내식성이 우수하여 단열재, 내화물과 같은 고온 재료와 각종 산업용 구조세라믹스에 사용되고 있다. 이러한 지르 코니아를 낮은 경도 및 굴절률 등과 같은 단점을 가진 고분자 코팅제에 도입하게 되면 화학적, 전기적, 광학적인 특성이 향상된다. 이와 같이 유기 소재에 무기 소재를 혼합하여 사용하는 유-무기 하이브리드 코팅을 목적으로 본 연구에서는 지르코니아 표면에 trimethylchlorosilane(TMCS)과 hexamethyldisilazane(HMDZ)을 사용하여 실릴화반응을 통한 -CH3기를 도입하여 소수성을 나노지르코 니아 표면에 도입하였다. 소수화된 지르코니아 표면에서의 TMCS와 HMDZ에 의해 도입된 Si-CH3의 존재는 FT-IR ATR spectroscopy를 통해 확인하였고, silicon 원소의 존재를 FE-SEM/EDS와 ICP-AES 를 통해 확인하였다. 또한, 개질 전후의 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 분산하여 침강속도를 확인 하여 분산성이 향상되는 것을 확인하였다. 지르코니아 입자의 크기 및 분포는 입도 분석기를 통해 확인 하였으며, BET 분석을 통해 개질 반응 전후의 비표면적은 18 m2/g 정도로 큰 변화가 없었다.

본 연구에서는 수용성 아크릴을 합성한 다음 수성 카제인 수지를 합성하여 기합성 완성된 아크릴 수지에 카제인 수지의 적하량을 점차 증가시켜 변화하는 물성을 피혁(Lamb leather)에 표면 코팅하여 물성을 측정 분석하였다. 내용제성 측정 결과 높은 내용제성 물성을 지닌 아크릴 수지와 카제인 수지의 함량이 물성 변화에 끼치지 않았으며 모두 높은 물성치를 나타내었다. 인장 강도 측정치에서는 아크릴 단독 코팅의 측정치가 1.399kgf/mm2로 가장 낮은 수치를 나타내었으며, 카제인 수지의 합량이 제일 높은 WAC-3가 가장 높은 인장력 1.426kgf/mm2을 나타내었다. 또한 내마모도 측정에서는 WAC-3가 제일 높은 69.774 mg.loss로 우수한 물성변화를 나타내었고, 연실률의 경우 아크릴 단독 코팅인 WAR이 820 %로 가장 높은 수치를 나타내었다.