탄소중립을 달성하기 위해 이산화탄소를 포집, 활용, 저장하는 CCUS (carbon capture, utilization, and storage) 기 술이 주목받고 있다. 본 연구에서는 광물 탄산화 공정을 통해 이산화탄소를 탄산염으로 고정하고, 이를 전이금속 탄산염 기반 리튬이온배터리 (LIB) 음극재로 적용하였다. CO2를 탄산염으로 고정후, 이를 이용해 FeCO3를 제작하고, rGO와 PVP와 복합 화하여 음극활물질에 적용하였다. rGO는 전기전도도를 높이고 입자의 응집을 방지해 부피 팽창을 완화했으며, PVP는 계면 활성제로서 입자 표면을 안정화하여 구조적 안정성을 강화하였다. FeCO3-PVP-rGO 복합체 기반한 음극재에 대한 전기화학 테스트를 진행한 결과, FeCO3/rGO 복합체는 1,620 mA/g의 전류 밀도에서 50 사이클 이후에도 400 mAh/g의 용량을 유지하 였다. 본 연구는 CO2를 고부가가치 배터리 소재로 전환하여 차세대 에너지 저장 기술에 기여할 가능성을 시사한다.

최근 지구온난화로 인해 폭우, 눈 등 이상기후가 발생하면서 노면 동결(블랙아이스)로 인한 사고 및 인명피해가 늘어나고 있 는 것이 문제가 되고 있다. 이를 최소화하기 위해 본 연구에서는 다공성 골재인 팽창점토에 열저장이 가능한 상변화물질(PCM)을 적용 하였다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있는 소재로 온도에 따른 결빙을 최소화할 수 있다. 따라서 본 연 구에서는 시멘트 복합재에 적용되는 PCM 함침이 가능한 경량골재에 진공함침을 실시하고 기계적, 열적 성능 검증 연구를 수행하였다. 열적 성능을 향상시키기 위해 다중벽탄소나노튜브(MWCNT)와 실리카흄을 첨가하였다. 본 연구에서는 물체의 열적 성능을 측정할 수 있는 DSC 실험을 통해 PCM 함침 경량골재 및 콘크리트 복합체의 열적 성능을 검증하였다. 콘크리트 복합체 제작 후 압축강도 시험 과 열적 성능시험을 실시하였다. 이때 열적 성능을 검증하기 위해 항온항습 챔버를 이용하여 시험을 진행하였다. 압축강도 실험을 통 해 MWCNT의 분삭액을 혼입한 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체의 평균 압축강도는 24MPa 이상으로 구조물에 적용이 가능함을 확인하였다. 열적 성능시험을 통해 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체는 영하의 외기온도에서도 영상의 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 주거 및 상업 건물 및 다양한 구조물에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

이수식 쉴드 TBM 공법에서 발생하는 부산물인 필터케이크를 유동성 채움재로의 재활용 가능성을 평가하기 위해 다양한 기초 실험을 수행하였다. 필터케이크를 굵은골재 및 잔골재와 혼합하여, 필터케이크의 함량 비율을 증가시키면서 세 가 지 배합(Case 1, Case 2, Case 3)을 구성하였다. 강도 발현을 위한 바인더로는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 물- 시멘트비(w/c)를 변화시켜 플로우 시험, 블리딩 시험, 압축강도 시험을 통해 유동성 채움재로서의 가능성을 평가하였다. 시험 결과, 필터케이크 함량이 증가할수록 혼합물의 유동성은 저하되었으며, 이를 보완하기 위해 혼합수의 양을 증가시 키며 적정한 범위의 유동성을 확보하도록 하였으나, 혼합수의 양이 많아질수록 압축강도가 크게 감소하는 경향을 보였 다. 특히, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서는 이러한 현상이 두드러지게 나타났으며, 반면 필터케이크 함량이 적 은 Case 1에서는 상대적으로 높은 강도가 발현되었다. 또한, 필터케이크 함량이 적을수록 혼합물의 유동성은 혼합수량에 민감하게 변화하였다. 블리딩은 필터케이크의 혼합 비율에 영향을 받았으며, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서 블리딩이 가장 적게 발생하였다. 이는 필터케이크의 높은 수분 흡수율이 블리딩 감소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 즉, 유동성, 강도, 블리딩 사이의 균형을 맞추기 위한 적절한 배합비 설정을 통해 TBM 공법 부산물인 필터케이크는 유 동성 채움재로 재활용 가능성이 높을 것으로 평가하였다.

본 연구에서는 온도 반응형 발열 아스팔트 포장 공법 개발을 위하여 온도 반응형 신소재의 아스팔트 적용 방안과 이를 아스팔트 재 료에 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 발열 아스팔트 포장에 적합한 상변화 온도 범위에 따른 PCM 재료 선정 및 아스팔트 재 료에 적용하기 위한 캡슐화 방안을 검토하고 다양한 소재를 활용한 캡슐화된 PCM 신소재(ePCM)를 제작하였다. 이에 대한 발열 특성 및 물리적 특성 평가를 수행하였다.

라오스는 대부분의 교통 및 물류 수송을 도로가 담당하고 있으며 국민들의 지역간 안전하고 신속한 이동 및 원활한 물류 수송을 제 공하기 위해 도로 인프라 개선에 대한 필요성을 공감하고 있다. 하지만, 라오스 전체 도로연장의 약 75% 정도가 비포장도로(흙 도로 및 자갈 도로)로 남아있어 지속적인 비포장도로 개선을 통한 도로 안전성 및 이동성 향상이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 라오스 비포장도로 개선을 위해 린 콘크리트 재료를 사용하여 Test Bed를 구축하여 비포장도로 개선으로 인한 도로 안전성 및 이동성 등을 평가하였다. 린 콘크리트 재료(LCM, Lean Concrete Material)는 실내 배합설계를 통해 5.8MPa 이상의 압축강도를 확보하였으며 2024년 6월 비엔티안특별시 내 돈눈(Don Noun) 지역의 비포장도로 1km를 대상으로 LCM 공법(두께 10cm 및 15cm)와 골재치환층 공법(GWC, Gravel Wearing Course)으로 Test Bed를 구축하였다. 시공 완료 후 현장 조사 결과, LCM 비포장도로 개선 구간에서는 비포장도로 표면 평탄성 향상으로 차량속도가 증가하였으며 건기 및 우기에 일정한 평탄성 유지하는 것으로 나타났다. 향후 지속적인 Test Bed 구간의 추적조사를 통한 공용성 평가 및 라오스 환경에 적합한 LCM의 최적 배합비 산정 및 적정 시공 두께 등에 연구를 수행할 예정이다.

항공기의 활주로 이탈 사고는 대형 인명사고로 이어지고 막대한 재산 피해를 유발한다. 항공기 이탈 사고 중 활주로 끝부분에서 발 생하는 사고를 방지하기 위해 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization) 및 미국연방항공청(FAA, Federal Aviation Administration)에서는 활주로 끝단에 종단안전구역(RESA, Runway End Safety Area)를 설치하도록 규정하고 있다. 그러나 대규모 공항 건설시 산악, 해상, 호수와 같은 지형적 여건과 인접한 도로, 철도와 같은 인공시설물과의 간섭으로 충분한 종단안전구역 확보에 어려움이 있어, 이를 극복하기 위해 활주로 이탈방지포장시스템(이하 EMAS, Engineered Materials Arresting System)이 개발 되었고 현재까지 해외공항 140여 곳에 적용되었다. 국내는 기준에 맞는 종단안전구역 확보에 어려움이 있는 울릉공항, 흑산공항 및 백령공항 등, 해상에 건설되는 소형공항에 적용이 검토 되고 있다. 본 논문은 해외에 활용된 활주로 EMAS의 제품 특성을 소개하고 국내도입시 고려사항을 검토하여 국내 적용방안을 제안하고자 한다.

A procedure for minimizing the environmental burden and maximizing the efficiency of storage sites used for the final disposal of spent fuel has been proposed. In this procedure, fission products (highly mobile and producing heat) are collected, and uranium and TRU-RE (transuranium-rare earth) oxide are independently stored. The possibility and applicability of radiation measurement for monitoring the nuclear materials effectively throughout the process has been simulated and evaluated. For the simulation, the properties of the chemical processes were analyzed, the major radiation emitters were determined, and the production of nuclear materials by chemical reactions were evaluated. In each process, the content of nuclear material was changed by up to 20% to represent abnormal conditions. The results showed that the plutonium peak was matched with the change in the TRU content and the measured signal was changed linearly with respect to the content change of the plutonium. From the neutron measurement, a linear response of the TRU content variation was obtained. In addition, a logic diagram was developed for the nuclear monitoring. The integration of radiation detections is recommended for monitoring the process effectively and efficiently.

한반도의 Donacia속에는 2아속에 속하는 6종이 있다(An, 2019). 이 중 Chujo (1941)는 북한 함경북도 웅기에서 채집한 표본을 D. aquatica (Linnaeus, 1758)로 보고하였고, Kimoto and Kawase (1966)는 D. japana로 표기하여 보고하였다. 그리고 Hayashi (2020)는 한국에 기록된 D. japana가 D. aquatica로 오인되었을 수 있다고 밝혔다. 이러한 혼란을 해결하기 위해 본 연구는 한국(포천과 울산)에서 채집한 표본과 D. japana에 대한 기재문, 수컷생식기와 같은 형태적인 부분(Hayashi, 2020), COI 유전자 염기서열을 비교하였다. 그 결과로 한반도에 기록된 D. japana은 D. aquatica로 대체되고, D. japana는 일본 고유종이라고 결론을 내리고자 한다.

As the number of households with pets has increased worldwide, there is a growing trend of accepting pets as family members. Consequently, the pet food market has seen the emergence of concepts such as “human-grade,” “raw (PMR and BARF),” and “no synthetic additives” pet food. These concepts not only fulfill essential nutrients but also consider the health and habits of pets, a crucial aspect that should be at the forefront of our work. However, these types of pet food are prone to microbial contamination and component alterations caused by heat. Current studies and products have recently been developed overseas to apply non-thermal sterilization technologies to pet food commonly used in the food industry. In contrast, the domestic standards for non-thermal sterilization in pet food are insufficient. Therefore, a comprehensive review of non-thermal sterilization technologies, such as high-pressure processing (HPP), radiation, and plasma predominantly applied in the international pet food market, is deemed necessary. This review is expected to provide guidelines for non-thermal sterilization standards in domestic pet food, thereby laying the foundation for the safe production of raw pet food.

PURPOSES : As evaluation methods for road paving materials become increasingly complex, there is a need for a method that combines computational science and informatics for new material development. This study aimed to develop a rational methodology for applying molecular dynamics and AI-based material development techniques to the development of additives for asphalt mixtures. METHODS : This study reviewed relevant literature to analyze various molecular models, evaluation methods, and metrics for asphalt binders. It examined the molecular structures and conditions required for calculations using molecular dynamics and evaluated methods for assessing the interactions between additives and asphalt binders, as well as properties such as the density, viscosity, and glass transition temperature. Key evaluation indicators included the concept and application of interaction energy, work of adhesion, cohesive energy density, solubility parameters, radial distribution function, energy barriers, elastic modulus, viscosity, and stress-strain curves. RESULTS : The study identified key factors and conditions for effectively evaluating the physical properties of asphalt binders and additives. It proposed selective application methods and ranges for the layer structure, temperature conditions, and evaluation metrics, considering the actual conditions in which asphalt binders were used. Additional elements and conditions considered in the literature may be further explored, considering the computational demands. CONCLUSIONS : This study devised a methodology for evaluating the physical properties of asphalt binders considering temperature and aging. It reviewed and selected useful indicators for assessing the interaction between asphalt binders, additives, and modified asphalt binders and aggregates under various environmental conditions. By applying the proposed methods and linking the results with informatics, the interaction between asphalt binders and additives could be efficiently evaluated, serving as a reliable method for new material development.

현대 건설산업 분야에서 철근콘크리트는 반영구적인 재료로 인식되어 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 콘크리트의 노후화 및 수분 용해 현상 등으로 생긴 균열을 통해 강재의 부식이 발생하게 된다. 이러한 부식은 철근콘크리트의 거동과 구조물의 내구성을 저하시키기 때문에 근본적인 원인인 강재를 대체할 필요가 있다. 최근 건설산업에서 복합재료는 높은 강도, 낮은 중량, 부식에 대한 우 려가 없어 주목받고 있는 재료이다. 복합재료는 섬유와 기지재료로 사용되는 수지에 따라 재료의 특성이 달라지게 되며 이중 탄소섬유 를 활용한 복합재료 CFRP은 복합재료 중 가장 뛰어난 성능을 보여준다. 따라서 본 연구에서는 뛰어난 성능을 보여주는 CFRP와 경제 성을 고려하여 탄소섬유와 유리섬유를 혼합한 CFRP Hybrid를 사용하여 강재의 대체품으로 사용가능성을 확인하고자 한다. 재료의 특 성을 비교하기 위하여 ASTM 규정에 따라 인장시험과 압축시험을 수행하고 반복하중에 대한 저항을 확인하기 위하여 인장반복시험과 압축반복시험을 수행한다. 이때 측정된 응력, 영구변형 등을 그래프로 도식화하고 강재와 비교분석을 진행하였다.

Numerous research institutes have been studying semiconductor devices using two-dimensional materials for several years. However, the findings of these studies have yet to demonstrate the performance of digital devices that could replace silicon devices in the semiconductor industry. Nonetheless, the high carrier mobility and saturation velocity of 2-D materials remain attractive for semiconductor device performance, particularly in analog devices where these features can be utilized. In this research, we fabricated a phase-shift controller, a typical component of analog circuits, using 2-D materials and verified its operational characteristics. Analog circuits do not require large area integration, so we employed graphene, which has relatively simple formation and processing, as the 2-D material. Devices using graphene as a channel exhibit a V-shaped I–V characteristic, allowing for the input voltage to be adjusted to produce various modes of output characteristics. This means that the same devices can generate a phase-shifted output and an output with double the frequency by simply adjusting the input voltage range. This research is particularly meaningful since it demonstrates not only the potential of 2-D materials but also their potential for direct application to the semiconductor industry. These findings will contribute to the development of system IC technology and various applications.

Energy storage is one of the leading problems being faced globally, due to the population explosion in recent times. The conventional energy sources that are available are on the verge of extinction, hence researchers are keen on developing a storage system that will face the upcoming energy needs. Supercapacitors, also known as ultracapacitors or electrochemical capacitors, are advanced energy storage devices characterised by high power density and rapid charge–discharge cycles. Unlike traditional batteries, supercapacitors store energy through electrostatic separation, offering quick energy release and prolonged operational life. They hold exceptional performance in various applications, from portable electronics to electric vehicles, where their ability to deliver bursts of energy efficiently complements or replaces conventional energy storage solutions. Ongoing research focuses on enhancing energy density and overall efficiency, positioning supercapacitors as pivotal components in the evolving landscape of energy storage technologies. A novel electrode material of NiO/CuO/Co3O4/rGO was synthesized which when used as a supercapacitor, the highest value of CS is 873.14 F/g which is achieved for a current density of 1 A/g under with an energy density of 190 Wh/kg and the highest power density of 2.5 kW/kg along with 87.3% retention after 5000 GCD cycles under 1 M KOH.

Chlorine is a crucial radionuclide that must be removed in irradiated nuclear graphite. Understanding the interaction between chlorine and graphene-based materials is essential for studying the removal process of 36Cl from irradiated nuclear graphite. In this study, first-principle density functional theory (DFT) was utilized to investigate the adsorption characteristic of chlorine on the original and reconstructed edges of graphene-based materials. Based on the calculation of adsorption energy of the structures after each step of adsorption, the most energetically favorable adsorption routes at four types of edge were determined: Along the armchair edge and reconstructed zigzag edge, the following adatoms would be adsorbed to compensate the distortion induced by the previously adsorbed atom. Meanwhile at the original zigzag edge, chlorine atoms would be adsorbed alternatively along the edge to minimize the repulsion between two adjacent chlorine atoms. The chemical nature of the bonds formed as a result of adsorption was elucidated through an examination of the density of states (DOS) for the two adsorbed chlorine atoms and the carbon atoms attached. Furthermore, to assess the relative stability of the adsorption structures, formation energy of all energetically favorable structures following adsorption was computed. Consequently, the predominant adsorption structure was identified as the reconstructed armchair edge with two chlorine atoms adsorbed. The desorption process of 36Cl2 from the predominant structure following adsorption was simulated, revealing an energy barrier of 1.14 V for desorption. Comparison with experimental results suggests that the chlorine removed from reconstructed armchair edges significantly contributes to the low-temperature removal stage of 36Cl from irradiated nuclear graphite.

The thermal conductivity (TC) of graphene-based/metal composites is currently not satisfactory because of the existence of large interfacial thermal resistance between graphene and metal originating from the strong scattering of phonons. In this work, 6063Al-alloy-based reduced graphene oxide (rGO) composite with strong covalent bonds interface was prepared via self-assembly, reduction, and electrophoresis-deposition processes by using 3-aminopropyl triethoxysilane (APTS) as a link agent. Structural characterizations confirmed the successful construction of strong Al-O-Si-O-C covalent bonds in the as-prepared 6063Al-Ag-APTS-rGO composite, which can promote the transfer of phonons in the interface. Benefiting from the unique structure, 6063Al-Ag-APTS-rGO (214.1 W/mK) showed obviously higher cross-plane TC than 6063Al (195.6 W/mK). Comparative experiments showed that 6063Al-Ag-APTS-rGO has better cross-plane TC than 6063Al/Ag/ APTS/rGO (196.6 W/mK) prepared via physical mixing of stirring process, evidencing the significance of electrophoresisdeposition (EPD) process on constructing strong covalent bonds for improving the heat dissipation performance. Besides, the effects of different rGO contents and test temperature on the TC of the composites and their corrosion resistance were also discussed. This work demonstrated a feasible strategy for the construction of metal–carbon interface composite with improved thermal performance.

The raw material selected for this research was Brazil chestnut shells (BCs), which were utilized to gain porous carbon as a positive electrode for lithium–sulfur batteries (LSBs). The effects of N/S co-doped on the electrochemical properties of porous carbon materials were studied using thiourea as nitrogen and sulfur sources. The experimental results indicate that the N/S co-doped carbon materials have a higher mesopore ratio than the undoped porous carbon materials. The porous carbon material NSPC-2 has a lotus-like structure with uniform pore distribution. The N and S doping contents are 2.5% and 5.4%. The prepared N/S co-doped porous carbon materials were combined with S, respectively, and three kinds of sulfur carbon composites were obtained. Among them, the composite NSPC-2/S can achieve the initial specific discharge capacity of 1018.6 mAh g− 1 at 0.2 C rate. At 1 C rate, the initial discharge capacity of the material is 730.6 mAh g− 1, and the coulomb efficiency is 98.6% and the capacity retention rate is 71.5% after 400 charge–discharge cycles.