This study interrogated multi-layer heterojunction anodes were interrogated for potential applications to water treatment. The multi-layer anodes with outer layers of SnO2/Bi2O3 and/or TiO2/Bi2O3 onto IrO2/Ta2O5 electrodes were prepared by thermal decomposition and characterized in terms of reactive chlorine species (RCS) generation in 50 mM NaCl solutions. The IrO2/Ta2O5 layer on Ti substrate (Anode 1) primarily served as an electron shuttle. The current efficiency (CE) and energy efficiency (EE) for RCS generation were significantly enhanced by the further coating of SnO2/Bi2O3 (Anode 2) and TiO2/Bi2O3 (Anode 3) layers onto the Anode 1, despite moderate losses in electrical conductivity and active surface area. The CE of the Anode 3 was found to show the highest RCS generation rate, whereas the multi-junction architecture (Anode 4, sequential coating of IrO2/Ta2O5, SnO2/Bi2O3, and TiO2/Bi2O3) showed marginal improvement. The microscopic observations indicated that the outer TiO2/Bi2O3 could form a crack-free layer by an incorporation of anatase TiO2 particles, potentially increasing the service life of the anode. The results of this study are expected to broaden the usage of dimensionally stable anodes in water treatment with an enhanced RCS generation and lifetime.

본 논문에서는 헤테로 애피택시(heteroepitaxy) 박막의 표면확산계수를 국부적으로 제어하여 표면에서 형성되는 나노구조물이 정렬되는 과정을 수치해석적으로 연구하였다. 격자 불일치 물질계(lattice-mismatched materials system)의 탄성변형에너지와 표면자유에너지, 그리고 습윤에너지를 고려하여 박막의 변형거동에 대한 지배방정식을 도출하였으며, 확산계수의 활성화 조건이 성장에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석결과는 주기함수 형식으로 표면확산계수를 제어하면 표면구조물이 배열형태로 정렬됨을 나타내며, 이는 노광 및 식각 과정을 거쳐야 하는 포토리소그래피(photolithography)로부터 탈피한 바텀업(bottom-up) 방식의 공정방법에 규칙성을 부여하여 차세대 나노기기의 개발에 일조할 것으로 기대된다.

본 논문에서는 주파수 선택적 투과막(FSS)이 결합된 복합재료 구조에서 구성 재료 간의 열팽창계수 차이로 잔류응력이 발생하므로 이로 인한 층간분리나 FSS의 손상 등 구조적인 파손 가능성과 잔류응력으로 인하여 변형된 FSS가 전파투과특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. FSS는 단위요소의 종류, 설계변수, 배열에 따라 전파특성이 다르게 나타나므로, PSO 알고리즘을 이용하여 다이폴이 목표주파수에서 투과특성을 갖도록 설계하고 그 설계치수를 다른 N-pole 종류 단위요소(Tripole, Cross dipole, Jerusalem cross)에 적용하여, 복합재료 구조에 발생하는 잔류응력과 그로인한 구조적 손상과 전파특성을 영향성을 관찰하고 FSS패턴과 복합재료의 적층 변화에 따라 비교하였다.

리튬이온이차전지의 부극재로 사용되는 탄소재인 비정질 탄소(needle cokes)에 B2O3를 첨가하여 공기중의 질소 분위기와 Ar 분위기에서 고온으로 흑연화 열처리를 하였을 때의 표면미세구조의 변화와 제 2상의 분포를 투과전자현미경으로 분석하였다. 또한 전지용량, 전지효율과 같은 전지성능이 탄소재의 표면미세구조와 관련되어 있음을 고찰하였다.

막구조의 초기형상을 결정하기 위하여 막요소의 기하학적 비선형을 고려한 평형방정식을 유도하고, 등장력곡면(equally stressed surface)을 결정하기 위한 알고리즘을 정식화한다. 막구조는 대변형에 의한 기하학적 비선형성을 포함하고, 막구조의 특성상 초기장력에 의한 초기변형을 고려해야 하므로, 본 논문에서는 막구조와 같은 인장구조물의 비선형 수치해석을 수행하기 위한 해석기법으로써, 동적이완법(Dynamic Relaxation Method)에 대한 해석알고리즘을 적용하고, 이 방법에 의해 수행한 해석결과를 검토함으로써 막구조 해석에 적용 가능한 수치해석기법을 제시하고, 수치해석에 대한 예를 통해 본 해석법의 타당성을 검증한다.

본 연구에서는 유황을 폴리머화하여 콘크리트 표면보호재로 활용가능성을 검토하기 위하여 내구성능 및 생물독성 평가를 실시하 였다. 평가 결과, 콘크리트 표면보호재의 내화학성능은 산, 알칼리 용액에 대하여 화학저항성이 우수한 것으로 나타났다. 배합조건별 촉진내후 성 실험 후 부착강도평가 결과 규사분말 및 플라이애시를 동시에 혼합한 배합에서 가장 우수한 강도특성을 나타내었다. 콘크리트용 표면보호 재 시험체의 온냉반복 후에도 모든 배합조건에서 부착강도 1 MPa을 상회하였고, SFS배합에서 가장 높은 부착강도를 나타내었다. 표면보호재 를 도포한 콘크리트의 촉진탄산화 및 염소이온침투저항성을 검토한 결과, 규사분말을 채움재로 사용한 표면보호재를 도포한 시험체에서 가장 우수한 내구성능을 나타내었다. 유황폴리머를 콘크리트 표면보호재로 사용시 생물독성 검토를 위해 어독성 실험을 수행한 결과, 유황폴리머 는 생물에 미치는 영향은 없는 것으로 나타났다. 표면보호재의 내화학성, 동결융해저항성, 탄산화, 염소이온침투저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 본 연구범위에서는 유황폴리머에 채움재로서 규사분말과 플라이애시를 각각 20%씩 대체하는 것이 적절한 수준인 것으로 판단된다.

본 논문은 CFRP로 보강된 RC 구조물의 공기층 검측장비 개발을 위하여 수행된 선행 실험 연구 내용이다. 실험 결과로 측정된 저항치는 공기층의 존재 유무에 의해 영향을 받는다. 측정된 저항치 는 개발장비의 유용한 정보로써 사용될 것이다.

본 연구에서는 유황을 폴리머화하여 내화학성능이 요구되는 구조물의 콘크리트 표면보호재로 활용할 수 있도록 성능을 검토하였다.평가 결과, 유황폴리머 표면도포재의 중력식 스프레이가 적절한 것으로 나타났으며, 도포횟수는 왕복 3회 이상 도포했을 때 1MPa 이상의 부착강도 확보가 가능하였다. 표면보호재가 도포될 콘크리트 표면조건은 상온조건 (20~30℃) 이상에서 높은 부착강도를 나타내었으며,온도가 높을수록 부착강도가 증가하였다. 표면보호재의 채움재 혼입량에 따른 강도특성 평가결과, 20~40% 정도 혼입된 채움재는 유황폴리머의 수축을 저감시키는 효과를 나타내어 강도 향상에 기여하였다. 또한, 플라이애시 보다는 규사 혼입시 부착강도가 높았고, 동시 혼입시가장 우수한 부착강도 특성을 나타내었다. 화학저항성은 플라이애시 및 규사를 각각 20% 대체한 배합에서 부착강도 저하가 최소로 되어우수한 내화학성을 나타내었다. 염소이온 침투에 대한 성능평가를 수행한 결과, 표면보호재를 도포하지 않은 시험체에 비하여 유황폴리머표면보호재를 도포한 경우, 29~48% 정도 염소이온침투저항성이 증대되었다. 표면보호재의 도포조건, 압축강도, 부착강도, 화학저항성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 본 연구범위에서는 유황폴리머에 채움재로서 규사와 플라이애시를 각각 20%씩 대체하는 것이 적절한수준인 것으로 판단된다.

핵폐기물을 고화시키는 재료로 사용하는 붕규산염(borosilicate) 유리의 용해는 지층 처분장에 처리된 고준위 방사성 폐기물의 생태계 유출을 결정할 수 있는 중요한 화학반응이다. 습식 실험에서 유리의 용해속도(dissolution rate)는 유리 화학조성에 의해 크게 좌우되는 것이 관찰된다. 유리의 bulk 구조를 규명한 분광분석 실험에 의하면 유리의 화학조성과 분자수준(molecular-level) 구조(예: SiO4 사면체의 연결구조와 B 원소의 배위구조) 사이의 상관관계가 존재한다. 따라서 화학조성에 따른 유리 용해도의 차이는 조성에 따른 bulk 내부구조의 변화로 이해되어 왔다. 그런데 유리 표면은 수용액과 계면을 이루면서 용해 과정에서 가장 직접적으로 반응하는 부분이기 때문에, 화학조성에 따른 표면구조 변화에 대한 지식 또한 필요하다. 본 논문에서는 분자 동역학(molecular dynamics, MD) 시뮬레이션을 사용하여 4가지의 다른 화학조성을 가지는 소듐붕규산염 유리(xNa2O·B2O3·ySiO2 화학조성)에 대하여 bulk 구조와 실험으로 얻기 어려운 표면(surface) 구조를 연구하였다. MD 시뮬레이션은 유리 표면의 화학조성과 분자수준 구조가 bulk의 것과 매우 상이한 결과를 보여준다. 본 연구의 MD 시뮬레이션 결과는 화학조성에 따른 유리 용해도(특히 초기 용해과정)는 bulk 구조의 변화보다 유리 표면구조의 변화에 의해 크게 좌우될 수 있다는 표면구조에 대한 이해의 중요성을 역설한다.

영상처리기법(Visible 카메라)을 이용하여 A지역 열차 차량의 주행륜, 안내륜 및 집전슈의 거동상태와 차량의 전 궤도 주행에 대한 주행특성(상하, 좌우 변위)을 30Hz로 측정하여 모노레일 구조물의 노면상태를 평가하고자 한다. 열차 차량의 운행에 따른 상하, 좌우 거동상태, 안내륜 및 가이드레일의 거동상태, 주행륜 및 주행면의 거동상태, 주행륜 및 주행면의 거동상태 및 전차선 및 집전슈의 거동상태를 측정하여 정량적인 데이터를 도출하고자 한다. 차량의 주요 측정지점 7개소에 대해 고해상도 Visible카메라를 장착하여 약 6km구간을 주행시간 동안 1회 측정하고, 녹화된 영상데이터를 분석하였다.

Concrete has been considered as a semi-permanent structural material in construction industry. However, durability of concrete member is affected by carbonation, chloride attack, and water, etc. Therefore, to avoid the deterioration of concrete surface treatment materials are applied. This study discusses the long-term performance and desirable quality of surface protection materials for expressway concrete structures.

콘크리트 구조물은 사용기간의 증가에 따라 내구적인 성능저하를 보이게 되며, 이러한 성능저하는 구조적인 성능저하로 진전되어 최종적으로는 안전상의 문제가 된다. 최근에 많은 표면보수 공법이 제시되고 있으나, 보수시공기술 또는 재료자체의 결함으로 뚜렷한 보수성능을 확보하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 콘크리트 구조물의 표면보수를 위하여 액상 무기계 침투제를 개발하였으며, 침투된 콘크리트 시편을 대상으로 내구성능에 대한 실험을 수행하였다. 또한 기존에 개발된 침투제를 적용한 콘크리트 시편과 내구성에 대하여 비교를 수행하였다. 침투된 콘크리트 표면에서는 잔존하는 수산화칼슘과 침투된 실리케이트와의 반응에 따라 추가적인 CSH겔이 형성되었으며, 이에따라, 소수성을 가진 저공극층이 콘크리트 표면에 형성됨을 확인하였다. 최종적으로 개발된 액상형 침투제를 이용한 콘크리트 시편은 내구적인 성능에서 침투전의 시편 및 기존에 사용된 침투제를 적용한 시편에 비해, 우수한 내구적 특성을 가지고 있음을 확인하였다.

본 연구는 콘크리트를 보호하기 위해서 발수성 프라이머와 마감 코팅재룰 사용한 이중 표면보호 방식을 평가하기 위한 것이다. 기존의 경우에는 발수제가 가장 마지막 도장재로 사용된다. 그러나 본 연구는 발수제가 자외선에 약한 결점을 보완하고자 발수제 도장 후에 마감재가 도장되는 순서로 시공하는 방법을 사용하였다. 본 연구에서는 이러한 조합의 표면 보호재와 기존 표면 보호재를 비교 평가하였다. 본 연구에서 사용된 표면 보호재의 부착 성능은 발수제 위에 보호재가 시공되어도 본 연구에서 사용된 다른 보호재와 마찬가지로 KS F 4936-󰡑03을 만족한 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 모든 보호재는 콘크리트를 보호하는 성능이 우수한 것으로 나타났으며, 특히 발수성 프라이머와 마감 코팅재를 함께 도포한 경우 염소이온 침투 저항성 및 이산화탄소에 의한 중성화 저항성이 본 연구에서 사용된 다른 표면 보호재에 비해 우수한 것으로 나타났다.