Controlled synthesis and assembly of anisotropic metal nanostructures for stretchable electronic devices

Lim, Guhhwan Sungkyunkwan university 2018 국내박사

Advances in the field of wearable devices are largely dependent on the development of an effective strategy for fabricating stretchable electrodes. In addition to metallic conductivity and high stretchability, good electromechanical stability is required for stretchable electrodes to achieve reliable performance. An alternative strategy is to integrate one-dimensional conductive nanomaterials such as anisotropic metal nanostructures on or within a stretchable elastomeric substrate to form a percolating network that can provide an electrical pathway upon stretching. Despite recent progress, it remains a challenging task to produce highly stretchable and durable network films and devices based on anisotropic metal nanostructures via a simple manufacturing process. Here, we describe a simple, aqueous-phase route to synthesize anisotropic metal nanostructures via solution-phase synthetic methods. We found that multiple-twinned silver (Ag) seeds are generated preferentially at the nucleation stage of the heat-up synthesis, and then grow into long nanowires (NWs) with an average length of about 20 lm. We were also able to produce Ag nanoplates with an average lateral size larger than 1 μm and gold (Au) nanosheets with an average lateral size larger than ~50 μm. Furthermore, we firstly prepared stretchable Au electrodes made of multilayers of Au nanosheets. The electrodes patterned on a rubber substrate showed highly stretchable electromechanical properties under large strain levels (ε ≈ 60%). We also discovered that Ag NWs can be elastically deformed into curved structures within micrometer-sized liquid droplets generated during the spraying process due to the elasto-capillary interaction. By exploiting this curving phenomenon, we were able to directly produce percolating networks made entirely of Ag NW rings on arbitrary substrates, which could be readily embedded in an elastomeric substrate to fabricate stretchable electrodes. Finally, we demonstrated the fabrication of stretchable, highly sensitive, tunable, and durable strain sensors made of multilayered Au nanosheet films for the detection of various human activities. The sensor was simply fabricated by stacking Au nanosheet multilayers on an elastomeric Ecoflex substrate. We also successfully fabricated a fully stretchable and durable triboelectric nanogenerator based on Au nanosheet-embedded electrodes for human motion detection. 최근 착용형 전자 장치에 대한 관심으로 인하여 유연하고 신축성 있는 웨어러블 장치를 만드는 것을 목표로 플렉서블 디스플레이, 신축성 회로, 인공 전자 스킨 및 센서와 같은 차세대 애플리케이션이 주목받고 있다. 웨어러블 장치의 구현을 위해서는 장치를 구성하는 각각의 요소들이 유연 및 신축 가능해야 하며, 특히 소자구동에 필수적인 전극은 유연 및 신축성이 우수해야만 한다. 지금까지 보고된 대부분의 웨어러블 소자들은 Au, Al 또는 Cu와 같은 비신축성 금속 필름이 전극으로써 사용되었기 때문에 유연성 또는 신축성이 부족하다. 이에 기계적/전기적 특성이 우수하고 대량 생산이 용이하며, 용액 공정이 가능한 비등방성 금속 나노소재 기반 신축 소재 및 소자 기술이 큰 관심을 받고 있다. 본 학위논문에서는, 신축 소자용 비등방성 금속 나노소재를 합성하고, 이를 기반으로 우수한 기계적/전기적 내구성을 갖는 신축 전극 제조 기술을 설계하고 개발하였다. 또한, 비등방성 금속 나노소재 신축 전극 기반 스트레인 센서 및 신축 마찰전기 발전소자로의 새로운 응용분야에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 용액상 합성 방법을 통해 신축 전극 및 소자용 비등방성 금속 나노소재의 합성 기술을 개발하였다. 폴리올 합성법에 Heat-up 방법을 적용하는 은 씨앗 조절 기술을 통하여 약 ~20 μm의 평균 길이를 갖는 은 나노와이어 합성 기술을 개발하였다. 또한 수용액상 합성법을 통하여 평균 ~1 μm의 측면 크기를 갖는 은 나노플레이트 합성 기술과 생체분자인 아미노산을 이용하여 평균 ~50 μm의 측면 크기를 갖는 금 나노시트 합성 기술을 개발하였다. 다음으로 비등방성 금속 나노소재 기반 신축 전극 설계 및 제조기술 개발 연구를 진행하였다. 랑뮤어-블라짓 막의 일종인 Floating 방법을 이용하여 금 나노시트 기반 신축 전극 기술을 개발하였다. 다층으로 만들어진 신축성 금 나노시트 전극은 60%의 변형률, 10,000 번의 내구성 테스트에서 전도도가 일정하게 유지되는 우수한 기계적/전기적 내구성을 보였다. 또한 간단한 스프레이 코팅을 사용하여 용매의 표면장력만으로 은 나노와이어 링 네트워크를 구현하였으며, 30%의 변형률, 5,000번의 내구성 테스트에서 전도도가 일정하게 유지되는 우수한 기계적/전기적 내구성을 보여주었다. 마지막으로, 우리는 비등방성 금속 나노소재 기반 신축 소자를 설계하고 개발하는 연구를 진행하였다. 유연하고 신축성있는 소자를 제작하기 위해서는 반복적인 외부변형에 대해 기계적으로 견고하며 전기적으로 안정적이고 신뢰성이 우수한 유연 신축 전극의 개발이 선행되어야 한다. 이에 신축성 있는 고감도 금 나노시트 신축 전극 기반 스트레인 센서를 구현하고 다양한 인체활동의 탐지 및 구별 가능성을 보여주었다. 또한 금 나노시트-임베디드 전극을 기반으로 하는 신축성 마찰전기 발전소자를 설계하고 성공적으로 구현하였으며, 구동 메커니즘을 분석하였다. 본 연구 결과는 차세대 웨어러블 소자의 실용화를 앞당기기 위한 우수한 결과로 사료되며, 앞으로도 다양한 연구분야에 활용될 것으로 기대된다.

Explainable Deep Supervised Leaning-based Biological Age Estimation with Risk Score

Dongcheol Lim Ulsan National Institute of Science and Technology 2023 국내석사

The pursuit of immortality and longevity without illness has been a longstanding aspiration of humanity. Since the accurate assessment and management of individuals' current health status is a fundamental step in achieving human wellness, the advancements of health indices remain ongoing endeavors. Recently, several machine learning or deep learning methods have been proposed to estimate biological age (BA) by predicting chronological age or extracting latent representations of health data. However, most previous studies cannot reflect disease information, one of the most important health risk factors, and have also been deficient in clarifying the variable’s importance for BA estimation. Therefore, in this study, we propose a deep supervised learning-based BA estimation method with an explainable autoencoder by reflecting both individuals’ health risk status and disease prevalence to extract latent embeddings. To be specific, we present a self-one-to-one correspondence layer with a Lasso loss function adopted for autoencoder architecture to enhance the model’s interpretability. In addition, we use a supervised loss to predict disease incidence as well as reconstruction loss of the autoencoder to comprehensively represent both a person’s health data and its transformed information with respect to risk. We believe that the proposed method offers a useful solution for improving the explainability and accuracy of BA estimation and contributes to leading personalized health management.

Clinical Nutritional Approach to Human Studies on Health Functional Foods

손금희 경희대학교 대학원 2023 국내박사

A Study on the Assessment of Nutritional Adequacy and the Effects of Lettuce (Lactuca sativa L.) Extracts on Sleep Quality Improvement in Korean Adults with Poor Sleep Quality by Kumhee Son Doctor of Philosophy in Medical Nutrition Graduate School of East-West Medical Science, Kyung Hee University Advised by Dr. Hyunjung Lim Background & Aims: “Coronasomnia” is a newly coined word as sleep problems during the pandemic. Lettuce (Lactuca sativa L.) has been known to contain hypnotic substances that induce sleep. The purposes of this study are to evaluate the effect of lettuce extract on the adults who have poor sleep quality, and to assess the nutritional adequacy of those with poor sleep quality. Methods: This is a randomized, double-blind, and placebo-controlled study from February 2021 to February 2022. Subjects aged from 30 to 65 who had poor sleep quality (Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) > 5) were enrolled. The subjects took 2 capsules of test or placebo every day for 4 weeks. PSQI, insomnia severity index (ISI), Epworth sleep scale (ESS), Stanford sleep scale (SSS) were measured to assess sleep quality. Actigraphy, sleep diary, and polysomnography (PSG) were used to assess sleep quantity. In addition, to assess sleep related symptoms, depression, anxiety, and fatigue were measured. Dietary intake during the study period was analyzed through 3-day food diary. The nutritional adequacy was analyzed by comparing with the estimated average requirement (EAR) from 2020 Dietary Intakes for Koreans (KDRIs). Also, biochemical measurement, and adverse events were investigated for safety assessment. Results: Among the indices of sleep quality, the amount of changes in PSQI showed significant difference between the test and placebo group (daytime dysfunction: -0.87 ± 0.80 vs. -0.48 ± 0.82, p = 0.0221; global score: -4.91 ± 3.30 vs. -3.55 ± 2.66, p = 0.0328). The amount of changes in SSS showed significant difference between the test and placebo group (-0.66 ± 0.92 vs. -0.18 ± 1.02, p = 0.0206). Among the indices of sleep quantity, total sleep time (actigraphy: 27.48 ± 59.09 min vs. -8.26 ± 59.69 min, p = 0.0051; sleep diary: 32.11 ± 40.62 min vs. 14.20 ± 37.63 min, p = 0.0320) , sleep efficiency (PSG: 4.81 ± 9.53 % vs. -4.74 ± 12.06 %, p = 0.0103), and wake after sleep onset (PSG: -19.55 ± 32.59 min vs. 18.50 ± 39.16 min, p = 0.0025) improved significantly in the test group compared to the placebo group. In addition, the depression, anxiety, and fatigue symptoms improved after 4 weeks in the test group, whereas there was no significant difference in fatigue symptoms in the placebo group. As a result of evaluating nutritional adequacy, it was found that the intake of vitamin D (41.4 ± 40.3%) and magnesium (33.2 ± 14.2%) were insufficient compared with the EAR. Although there was no difference in nutritional adequacy according to severity of poor sleep quality, BMI was higher in the group with worse sleep quality. Conclusion: Lettuce extract showed possibility of improving sleep quality and quantity in the test group compared with the placebo group. As safety was also identified, it suggests that the lettuce extract can be an effective functional food to improve sleep quality. In addition, this study also showed that clinical nutritional intervention is necessary to improve sleep quality through nutritional adequacy assessment of people with poor sleep quality in Korea. Effects of Lotus and Turmeric Complex Extracts with Medical Nutrition Therapy on Blood Lipid Level in Adults with Borderline Dyslipidemia by Kumhee Son Doctor of Philosophy in Medical Nutrition Graduate School of East-West Medical Science, Kyung Hee University Advised by Dr. Hyunjung Lim Background & Aims: Lotus and turmeric extracts has been reported to have lipid-lowering effect. Medial nutrition therapy (MNT) is essential for dyslipidemia management. This study aimed to examine the effects of the lotus and turmeric complex (LTC) extracts with MNT on blood lipide levels in adults with borderline dyslipidemia in Korea. Methods: This is randomized, single-blind, and placebo-controlled study. Subjects aged from 20 to 60 with borderline dyslipidemia were enrolled. They were randomly assigned to 4 groups; Placebo (P) group, Placebo with MNT (PM) group, Test (T) group, Test with MNT (TM) group. To evaluate the effect of intervention, anthropometric measurement, blood lipid profile, dietary intakes were investigated. Results: MNT was only effective in subjects who took placebo. Changes of dietary intake such as energy (P: 215.0 ± 606.2 kcal/day; PM: -394..9 ± 542.1 kcal/day, p = 0.0041), carbohydrate (P: 23.9 ± 87.2 g/day; PM: -52.3 ± 66.2 g/day, p = 0.0073), fat (P: 7.6 ± 36.4 g/day; PM: -15.5 ± 59.6 g/day, p = 0.0212), and protein (P: 8.3 ± 27.1 g/day; PM: -15.3 ± 26.8 g/day, p = 0.0159), waist circumference (P: 091 ± 2.36 cm; PM: -2.18 ± 2.33 cm, p = 0.0006) and hip circumference (P: 0.87 ± 1.57 cm; PM: -0.92 ± 2.49 cm, p = 0.0174), triglyceride (P: 32.8 ± 61.5 mg/dL; PM: -13.1 ± 56.6, p = 0.0302) and high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C, P: -3.1 ± 9.5 mg/dL; PM: 3.4 ± 7.8 mg/dL, p = 0.0373) were significantly larger in the group PM than P (p < 0.005). LTC was only effective in subjects who did not undertake MNT. The change of HDL-C (P: -3.06 ± 9.49 mg/dL; PM: 5.06 ± 6.43 mg/ dL, p = 0.0075) was bigger of group T than P. Conclusion: This study was performed to evaluate the effect of the LTC extract on blood lipid levels in combination with MNT in adults with borderline dyslipidemia in Korea. Dietary intake, anthropometric measurements and blood lipid profile were improved only in the MNT with placebo combination group. LTC only influenced HDL-C improvement in group that did not perform MNT.

Subcritical Water Extraction and Hydrolysis of Citrus Flavonoids : Kinetics, Optimization, and Biological Activities

Kim,Dong-Shin 제주대학교 2020 국내박사

Citrus peels are the main source of many important flavonoids, flavanones (hesperidin and narirutin) and polymethoxyflavones (PMFs; sinensetin, nobiletin, and tangeretin), which have antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, and cardioprotective properties. In part 1, the mechanisms controlling the extraction rates of flavonoids from Citrus unshiu peel using subcritical water (SW) were studied at different temperatures (120−180 °C) and flow rates (1.0−2.0 mL/min). The extraction yields increased from 40.9, 69.0, and 67.4% at 120 °C to 79.6, 81.9, and 89.0% at 160 °C for hesperidin, narirutin, and PMFs, respectively, while decomposition occurred at 180 °C. The extraction rate curves at different flow rates were used to determine whether the extraction was best described by a thermodynamic partitioning or kinetic desorption model. The extraction rate curves showed that the initial extraction phase is fast, while the subsequent phase is slow. The thermodynamic partitioning model did not match with the experimental data for the latter part of the extraction period. The two-site kinetic desorption model fits the entire extraction period very well, suggesting that the extraction of citrus flavonoids was mainly controlled by intra-particle diffusion. Interestingly, this model fits well even at the pyrolysis temperature (180 °C). Therefore, the two-site kinetic model well described both the decomposition and extraction mechanism of citrus flavonoids when using SW. The diffusion coefficient of hesperidin increased about 9.8-fold at 160 °C and 2 mL/min relative to 120 °C and 1 mL/min. The activation energy of hesperidin (37.2−43.8 kJ/mol) was higher than those of narirutin and PMFs (8.2−36.8 kJ/mol). The use of small amounts of SW, an environmentally friendly solvent, promotes good recovery of flavonoids from citrus peel in a short time. In part 2, citrus flavonoids were extracted and hydrolyzed from Citrus unshiu peel using SW. The individual flavonoid yields, antioxidant and enzyme inhibitory activities of the SW extracts were analyzed. The extraction yields of hesperidin and narirutin increased with increasing temperature from 145 °C to 165 °C. Hydrothermal hydrolysis products (HHP), such as monoglucosides (hesperetin-7-O-glucoside and prunin) and aglycones (hesperetin and naringenin) were obtained in the SW extracts at temperatures above 160 °C. The sum of hesperidin and its HHP in the SW extracts was strongly correlated with antioxidant activities, whereas the contents of hesperetin and naringenin were strongly correlated with enzyme inhibitory activities. Hesperetin exhibited the highest antioxidant activities (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity, ferric-reducing antioxidant power, and oxygen radical absorbance capacity), whereas hesperetin-7-O-glucoside exhibited the highest enzyme inhibitory activities (angiotensin-Іconverting enzyme (ACE) and pancreatic lipase (PL)). Naringenin exhibited the highest enzyme inhibitory activities (xanthine oxidase and α-glucosidase). PMFs (sinensetin, nobiletin, and tangeretin) also exhibited relatively high inhibitory activities against ACE and PL. This result confirms the potential of SW for extracting and hydrolyzing bioactive flavonoids from Citrus unshiu peel. In part 3, hesperidin was converted into hesperetin-7-O-glucoside and hesperetin with high biological activity in a semi-continuous mode. The optimum condition for maximum production of hesperetin-7-O-glucoside and hesperetin with minimal loss of hesperidin was temperature of 182.8 °C, and residence time of 3.2 min, where the predicted maximum yields of hesperetin-7-O-glucoside and hesperetin were 11,499.5 and 8,030.1 μg/g dry sample, respectively. Temperature was an important factor in SW hydrolysis of hesperidin. The effect of the residence time on hydrolysis was dependent on the temperature, where the short residence time was required at high temperature. This result confirmed the possibility of the conversion of hesperidin to valuable compounds with short time using an environmentally friendly solvent (water). 감귤 껍질에는 flavanone으로서 hesperidin과 narirutin이 다량 함유되어 있으며, polymethoxyflavones(PMFs)로서 sinensetin, nobiletin, tangeretin이 소량 함유되어 있 는데, 이들 성분은 항산화, 항염, 항암, 심장 보호 등의 기능성을 나타낸다. 제1부 에서는 아임계수를 이용하여 온주밀감 껍질로부터 플라보노이드를 여러 온도(120 −180 °C)와 유속(1.0−2.0 mL/min)에서 추출하여 추출기작을 밝혀내었다. Hesperidin, narirutin, PMFs의 추출수율은 120 °C에서 40.9%, 69.0%, 67.4%이었으 며, 추출온도를 160 °C로 증가시키면 79.6%, 81.9%, 89.0%로 증가하였으나, 추출 온도 180 °C에서는 열분해되어 감소하였다. 물의 유속 1.0−2.0 mL/min에서의 추 출 곡선을 thermodynamic partitioning과 kinetic desorption 모델에 적용하여 추출 기작을 예측하였다. 추출 속도는 추출 초기 단계에서는 빨랐지만 후기 단계에서 는 느렸다. Thermodynamic partitioning 모델은 추출 초기에는 추출속도를 잘 예측 할 수 있었으나 추출 후반부에는 잘 예측하지 못하였다. 반면 two-site kinetic desorption 모델은 추출 전반부 뿐만 아니라 후반부에서도 추출 속도를 매우 예측 할 수 있었으며, 이로부터 감귤 껍질로부터 플라보노이드의 추출은 주로 입자 내 확산에 의해 이루어진다는 것을 알 수 있었다. 또한 two-site kinetic desorption 모 델은 열분해되는 온도(180 °C)에서도 추출속도를 잘 예측할 수 있었던 것으로 보 아, 이 모델은 아임계수를 이용한 감귤 플라보노이드의 추출은 물론 분해 기작을 모두 잘 설명 할 수 있었다. Hesperidin의 확산계수는 120 °C, 1 mL/min에서보다 160 °C, 2 mL/min에서 약 9.8배 높았다. Hesperidin의 확산에 필요한 활성화 에너 지(37.2−43.8 kJ/mol)는 narirutin과 PMFs의 활성화 에너지(8.2−36.8 kJ/mol)보다 높았다. 따라서 감귤 껍질로부터 플라보노이드의 추출은 주로 입자 내 확산에 의 해 이루어졌으며, 환경 친화적인 용매인 물을 사용하여 단시간 내에 추출할 수 있음을 보여주었다. 제2부에서는 아임계수를 사용하여 감귤 껍질로부터 플라보노이드를 추출과 가 수분해하였고, 아임계수 추출물의 개별 플라보노이드의 수율, 항산화 활성 및 효 소 억제 활성을 측정하였다. Hesperidin과 narirutin의 추출수율은 추출온도가 145 °C에서 165 °C로 증가함에 따라 증가하였다. 제1배당체(hesperetin-7-O-glucoside, prunin), 비배당체(hesperetin, naringenin)와 같은 가수분해물은 160 °C 이상의 온도 에서 생성되었다. 아임계수 추출물에서 hesperidin, hesperetin-7-O-glucoside, hesperetin 함량은 항산화 활성과 밀접한 관련이 있는 반면, hesperetin과 naringenin 의 함량은 효소 억제 활성과 밀접한 관련이 있었다. Hesperetin은 가장 높은 항산 화 활성을 보인 반면, hesperetin-7-O-glucoside는 angiotensin-І converting enzyme(ACE)과 pancreatic lipase(PL)에 대한 강한 저해 활성을 나타내었다. Naringenin은 xanthine oxidase와 α-glucosidase에 대한 강한 저해 활성을 나타내었 다. PMFs도 ACE와 PL에 대해 상대적으로 높은 저해 활성을 나타내었다. 따라서 친환경 용매인 물을 이용하여 짧은 시간 내에 감귤 껍질로부터 생리횔성이 높은 플라보노이드를 추출 및 가수 분해할 수 있음을 확인하였다. 제3부에서는 감귤 미숙과 착즙박을 대상으로 반연속식 아임계수 추출 및 가수 분해 장치을 이용하여 아임계수 추출물 중의 hesperidin을 생리활성이 높은 hesperetin-7-O-glucoside와 hesperetin으로 가수분해하였다. Hesperidin의 손실을 최 소화하면서 동시에 hesperetin-7-O-glucoside와 hesperetin의 생성을 극대화하기 위한 최적조건은 가수분해 온도 182.8 °C와 체류시간 3.2분이었으며, 위 조건에서 hesperetin-7-O-glucoside와 hesperetin의 생성량은 각각 11,499와 8,030 μg/g dry sample이었다. 처리 온도는 hesperidin의 아임계수 가수분해에 있어서 가장 중요한 요소였다. 체류시간이 가수분해에 미치는 영향은 온도에 따라 달랐으며, 고온의 가수분해 조건에서는 짧은 체류 시간이 요구되었다. 따라서 환경 친화적 용매인 물을 사용하여 짧은 시간 내에 hesperidin을 기능성이 높은 물질로 연속적으로 전 환할 수 있는 가능성을 확인하였다.

MOS Switch를 이용한 Negative Skewed Ring Oscillator

임장진 부경대학교 대학원 2002 국내석사

(A) study on connection between vulnerability assessment and adaptation measure for climate change in metropolitan governments

임영신 Graduate School, Yonsei University 2023 국내박사

본 연구는 지자체에서 수립·이행되고 있는 기후변화 적응대책의 과정에서 기후변화 취약성을 개선시키기 위해서는 적응대책과 취약성이 연계되어야 한다는 관점에서 상호 연계 정도를 진단·평가하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적응대책에 대한 분석은 현재 이행단계까지 모두 마친 16개 제2차 광역지자체 기후변화 적응대책 세부시행계획(2017~2021)을 분석대상으로 하였고, 기후변화 취약성 평가(7개분야 32개 항목)는 해당 계획수립 시점인 2017년도의 자료와 미래 기후시나리오(현재 2010년대, 미래 2050년대) 자료를 대상으로 분석하였다. 연구는 3장에서 전국 기초지자체별 취약성 지수를 산출하여 광역지자체 단위로 취약성 지수 도출하고, 이를 기반으로 매트릭스 군집분포를 통해 광역지자체의 취약성 등급을 평가하여 산정하였다. 4장에서는 16개 제2차 광역지자체 기후변화 적응대책(977개)을 정리하여 분석자료를 구축하고 사업유형, 사업성격, 적응예산, 대응요인 등 다양한 관점에서 통계분석을 수행하고 군집분석 기반 세부시행계획 수와 예산을 통해 지역별로 중점적으로 투자하고 있는 분야와 유사한 특징을 가진 지역을 분석하였다. 이후 3장에서 도출한 기후변화 취약성 지수와 4장에서 구축한 적응대책 분석자료를 활용하여 상관분석 등을 수행하여 정량적인 관점에서의 적응대책과 취약성의 연계성을 분석하였고, 실제로 적응대책을 수립하는 과정에서 지자체에서는 취약성을 연계하고 있는지에 대해 광역시·도 적응대책 수립을 담당했던 전문가 10인을 대상(광역시 4인, 광역도 6인)으로 심층인터뷰를 수행하였다. 본 연구에서 다루고자 하는 기후변화 취약성과 적응대책 사이의 연계성은 크게 두 가지 관점으로 접근할 수 있다. 첫 번째는 5장의 상관분석을 통해서 다루었던 것과 같이 각 지자체의 기후변화 취약성 수준에 따라 이에 대응하기 위해 기후변화 적응대책이 수립되고 있는지 확인하는 것이었다. 이번 연구에서는 취약성을 건강, 재난/재해, 농업 등 7부문 32개 항목으로 구분하여 도출하였다. 이후 각 지자체의 항목별 취약성 수준에 따라 지자체에서 해당 항목에 적응대책을 얼마나 수립하고 있는지를 계획·이행예산 할당비율과 세부시행계획 수를 통해서 비교·분석을 함으로써 기후변화 취약성과 적응대책 사이의 연계성을 정량적인 방법으로 확인해보았다. 그 결과, 우리나라 16개 광역시·도 전체와 공간유형 등이 다른 7개 광역시 및 9개 광역도를 대상으로 분석했을 때는 전체적으로 상관관계가 매우 약하여 기후변화 취약성과 적응대책이 연계가 되고 있는 것으로 판단하기 어려웠다. 또한, 데이터 구축상의 한계로 각 16개 광역지자체에 대한 상관분석을 도출하지는 못했지만 각 광역지자체의 항목별 기후변화 취약성과 적응대책 계획예산의 분포를 통해서 비교·분석했을 때도 각 광역지자체마다 특정 항목에 대해 집중적으로 투자하는 모습이 나타나기만 했을뿐, 취약성 수준과 비례하여 많은 예산이 투자되고 있지는 않아 현재 지자체에서 수립하고 있는 기후변화 적응대책과 기후변화 취약성의 연계가 이루어지지 않는 것으로 파악되었다. 그 외에도, 취약성 항목별로 현재와 미래의 취약성 평가 수준을 비교하여 4가지 유형으로 구분한 결과, 취약성이 낮은 수준으로 유지되거나(L-L) 현재에 비해 취약성이 낮아지는(H-L) 항목의 취약성은 취약성이 높은 수준에서 유지되거나(H-H) 현재에 비해 취약성이 높아지는(L-H) 항목에 비해 상대적으로 적은 항목이 해당되는 것으로 나타났다. 따라서 각 지자체에서는 취약성을 개선하기 위해서 취약성이 상대적으로 잘 관리되고 있는 항목에 대해서는 현재와 비슷한 수준으로 취약성 관리에 자원을 투자하여 취약성이 계속해서 양호한 수준에 머무르게 할 필요가 있다. 추가적으로, 취약성이 높은 수준에서 유지되거나 현재에 비해 취약성이 높아지는 항목에 대해서는 현재 수준보다 엄격하게 취약성을 관리할 필요가 있다는 시사점을 얻었다. 두 번째는 5장의 전문가 심층인터뷰를 통해서 다루었던 내용과 같이 실제로 지자체 기후변화 적응대책을 수립하는 과정에서 기후변화 취약성을 고려하였는지에 대한 관점이다. 지자체마다 기후변화 적응대책에 취약성이 얼마나 연계되고 있는지는 일부 다르게 응답하는 경향도 있지만 공통적으로 취약성을 적응대책 수립에 있어서 방향성을 설정하는데 도움을 주는 정도로만 활용하고 있으며 각 적응대책이 취약성과 직접적으로 연계되는 경우는 매우 제한적이라고 응답하였다. 이는 현재 지자체에서 각종 항목에 대한 취약성을 평가하기 위해 쉽게 접근·활용할 수 있는 취약성 평가 도구인 VESTAP에서 제공하는 데이터의 종류나 해상도로는 적응사업의 세부내용이나 공간범위·대상지 등 구체적인 사항까지 선정하기에 부족하기 때문이라는 의견도 있었다. 이처럼 현재 지자체 기후변화 적응대책에 수립되어 있는 세부시행계획(적응대책)이 취약성 항목과 연계되어 작성된 것이 아니기 때문에 본 연구에서 분석을 위한 자료를 정리하는 과정에서 각 세부시행계획(977개 적응대책)이 어떤 취약성(7개 분야 32개 항목)에 대응하기 위한 사업인지를 분류하고 매칭하는 단계가 필요했는데 이는 본 연구에만 해당되는 문제점이 아니라 적응대책을 이행하기 위해 수립한 세부시행계획이 각 지역의 기후변화 취약성을 개선하는 정도를 분석하는 과정에서도 발생할 것으로 예상된다. 적응대책과 취약성을 연계하여 이러한 문제를 해결하기 위해서는 지자체에서 적응대책을 수립할 때 각 세부시행계획과 취약성을 매칭하여 수립하는 체계와 과정도 필요하지만 반대로 적응대책을 수립함으로써 취약성이 얼마나 개선되는지 평가하는 과정도 필요할 것으로 보인다. 이러한 과정을 통해서 취약성을 개선하기 위해 적용한 방안이 적절한 방법이었는지, 취약성을 개선하기 위해 재원이 얼마나 필요한지 등에 대한 평가와 검토가 지속적으로 이루어져야 취약성을 연계하여 수립하는 적응대책의 실효성이 점점 개선될 것으로 판단된다. 더불어 이와 같은 기후변화 취약성과 적응대책과의 체계성과 연계성의 개선, 기후변화 취약성 평가 결과의 고도화와 신뢰도 향상과 함께 지역차원의 적응계획 수립·이행과정에서 주요하게 나타나는 적응재원 반영 부족, 이행 가능한 여건 부족, 담당자 적응인식 부족, 부서간의 협력관계 부족 및 건강, 농업 등 부문별 기후변화 적응 주류화 미흡 등의 한계와 장애요인으로 실질적인 의사결정 단계에서 필요한 적응개입과 적절한 조치가 적절하게 이행될 수 있도록 관련 제도적 개선이 고려되어야 한다. This study aims to diagnose and evaluate the degree of connectivity between adaptation measures and vulnerability in the process of climate change adaptation measures being established and implemented in local governments from the perspective that adaptation measures and vulnerability should be linked to each other in order to improve climate change vulnerability. For this purpose, the analysis of adaptation measures was based on the Second Metropolitan Government Detailed Implementation Plans for Climate Change Adaptation Measures (2017-2021), which has completed the implementation stage, and the vulnerability assessment was analyzed based on the 2017 data when the plan was established and the data(current 2010, future 2050) for future climate scenarios. In Chapter 3, the study calculated the vulnerability index for each basic local governments to derive the vulnerability index for metropolitan governments, and through this, the vulnerability grade of metropolitan governments was evaluated. In Chapter 4, the Second Metropolitan Government Detailed Implementation Plans for Climate Change Adaptation Measures was summarized and analyzed, and statistical analysis was conducted from various perspectives such as business type, business nature, budget, and response factors, and cluster analysis was conducted to classify regions with similar characteristics to the regions that each local government is focusing on through the number of detailed implementation plans and budget. Then, using the vulnerability index derived in Chapter 3 and the analysis of adaptation measures established in Chapter 4, we conducted a correlation analysis to analyze the connectivity between adaptation measures and vulnerability from the quantitative perspective, and conducted in-depth interviews with 10 experts (4 from metropolitan cities and 6 from provinces) on whether local governments are linking vulnerability in the process of establishing adaptation measures. The connectivity between climate change vulnerability and adaptation measures, which this study aims to address, can be mainly approached from two perspectives. First is to check whether climate change adaptation measures are being established to respond to the level of climate change vulnerability in each local government, as covered through the correlation analysis in Chapter 5. In this study, vulnerability was categorized into 32 items in 7 sectors such as health, disaster/catastrophe, and agriculture. Then, according to the level of vulnerability by each item in each local government, the extent to which local governments are establishing adaptation measures for that item was analyzed through a comparative analysis of the proportion of planned budget allocation and the number of detailed implementation plans to determine the connectivity between climate change vulnerability and adaptation measures in a quantitative way. As a result, when analyzing the entire country and metropolitan cities and provinces, the correlation was very weak and it was difficult to determine that climate change vulnerability and adaptation measures are linked. In addition, although correlation analysis could not be conducted due to limits in data establishment, when comparative analysis of the distribution of planned budgets for climate change vulnerability and adaptation measures by item in each metropolitan government was conducted, it appeared that each metropolitan government was only investing heavily in specific items, but not enough budget invested in proportion to the level of vulnerability, so it seems that there is no connectivity between climate change adaptation measures currently being established by local governments and climate change vulnerability. In addition, by comparing the current and future vulnerability levels by each vulnerability item, we categorized them into four types, and found out that the vulnerability of items that remain at a low level of vulnerability (L-L) or become less vulnerable compared to the current level of vulnerability (H-L) is relatively less than that of items that remain at a high level of vulnerability (H-H) or become higher compared to the current level of vulnerability (L-H). Therefore, to improve vulnerability, each local government need to invest resources in vulnerability management at a similar level to the current level for items whose vulnerability is relatively well managed to ensure that the vulnerability remains at a good level. In addition, we found out that for items whose vulnerability remains at a high level or becomes more vulnerable compared to the current level, it is necessary to manage vulnerability more strictly than the current level. Second is the perspective on whether climate change vulnerability was actually taken into account in the development of local government climate change adaptation measures, as covered in the in-depth interviews in Chapter 5. While local governments responded differently to the extent to which vulnerability is linked to climate change adaptation measures, in general climate change vulnerability is only used to help set the direction of adaptation measures, while very few adaptation measures are directly connected to vulnerability. This is because the type of data and resolution provided by VESTAP, an easily accessible vulnerability assessment tool for local governments to assess vulnerability of each item, is not sufficient to select detailed information such as project details or target locations. As such, the detailed implementation plans currently established for climate change adaptation measures are not linked to vulnerability items, so in the process of organizing the data for analysis in this study, it was necessary to classify which vulnerability each plan was intended to address. This problem is not unique to this study, but is expected to occur in the process of analyzing the extent to which the detailed plans established to implement adaptation measures improve climate change vulnerability in each region. In order to solve this problem by linking adaptation measures and vulnerability, it is necessary for local governments to match each detailed implementation plan with vulnerability when establishing adaptation measures, but it is also necessary to evaluate how much vulnerability is improved by establishing adaptation measures. Through this process, the effectiveness of adaptation measures establishment linked to vulnerabilities would be gradually improved by continuously evaluating whether the measures applied to improve vulnerabilities are appropriate and how much financial resources are needed to improve vulnerabilities. Along with the system and connectivity improvement and enhancing reliability of vulnerability results, more importantly, it is also necessary to achieve institutional improvements to improve problems that do not have inclusion of practical adaptation and necessary actions at the decision making level such as lack of adaptation resources, lack of adaptation awareness, lack of cooperation and administrative relations, and insufficient mainstreaming of adaptation, which are major limitations and obstacles at the local level.

Security analysis and quality of protection for wireless networks

임선희 Graduate School of Information Management and Secu 2010 국내박사

A diversity of wireless networks, with rapidly evolving wireless technology, are currently in service. Due to their innate physical layer vulnerability, wireless networks require enhanced security components. WLAN, WiBro, and UMTS have defined proper security components that meet standard security requirements. Extensive research has been conducted to enhance the security of individual wireless platforms, and we now have meaningful results at hand. However, with the advent of ubiquitous service, new horizontal platform service models with vertical cross-layer security are expected to be proposed. Research on synchronized security service and interoperability in a heterogeneous environment must be conducted. Security Interworking for Seamless Wireless Service - This thesis analyzes security mechanisms in wireless networks, and designs a secure and efficient protocol for a handover reusing the key materials generated before the handover phase. Especially, we describe in this thesis a handover scenario between WLAN and a WiBro network and propose a fast and efficient authentication scheme for the handover. In the scheme, a Serving Network (SN) plays a key distribution center role so that the Mobile Node (MN) can be quickly associated to a Target Network (TN) before starting a full authentication scheme where a remote Authentication Center (AC) is involved. In order to be sure that our handover protocol does not have any security flaws, we formally validated it using automatic protocol analyzer AVIPSA. Evaluation Model for Balanced Wireless Service - As wireless network cannot dispense with a proper security measure due to its inborn vulnerability, a new security measure has been developed with an advent of new wireless network technology. Each security measure properly serves the security needs of its associated wireless network as it was intended to. In heterogeneous environments, to design the balanced security components, quantitative evaluation model of security policy in wireless networks is required. Quality of Protection (QoP) estimates the stability of individual network system by quantifying security intensity. So, it can work as an evaluation standard for the security of network. Firstly, this thesis considers Historical Vulnerability Measure (HVM) and relative weight in total reward function for the improved QoP model. HVM is objectively organized by Flow-based Abnormal Traffic Detection Algorithm for utility function. Secondly, to design appropriate evaluation method of security policies in heterogeneous wireless networks, we formalize the security properties in wireless networks. As the benefit of security protocols is indicated by the QoP, we improve the QoP model and evaluate hybrid security policy in heterogeneous wireless networks by applying to the QoP model. Deriving relative indicators from the positive impact of security points, and using these indicators to quantify a total reward function, this thesis will help to assure the appropriate benchmark for combined security components in wireless networks.

Association of hepcidin with anemia parameters in incident dialysis patients : difference between dialysis modalities

임정훈 Kyungpook National University 2018 국내박사

목적: 만성 신부전에서 빈혈은 흔히 동반되지만 아직까지 철분대사나 조혈작용을 효과적으로 대변해주는 인자는 없는 상태이다. 혈청 헵시딘은 최근 철분 항상성과 관련된 주요 인자로 주목 받고 있으나 이와 관련된 인자들에 대한 연구는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 투석을 처음 시작하는 말기신부전 환자들을 대상으로 혈청 헵시딘과 철분 지표들 및 다른 임상 지표들과의 관련성에 대해 분석하였다. 방법: 전향적 다기관 연구에 등록된 총 123명의 새로 투석을 시작한 환자들을 대상으로 연구를 진행하였으며 그 중 110명의 환자들이 연구를 완료하였다. 이 중 복막투석을 시행한 환자는 68명이었고 42명은 혈액투석을 시행하였다. 환자들은 6개월간 관찰되었으며 헵시딘 측정은 효소면역분석법으로 측정하였다. 헵시딘과 다른 임상 변수들과의 관계는 연구등록 시점과 투석 시작 후 6개월째에 선형 회귀모형을 통해 분석하였다. 결과: 혈청 헵시딘은 복막투석 환자군과 혈액투석 환자군 모두에서 6개월 후 증가하였다. 복막투석 환자군은 연구 기간 중 더 적은 양의 적혈구생성자극제를 사용하고도6개월의 투석 후 혈액투석군에 비해 높은 헤모글로빈을 보였다. 다변량 분석을 통해 각 연구 집단에서의 혈청 헵시딘 예측인자를 분석해보면 유지투석을 시행하기 전의 말기신부전 환자에서 혈청 헵시딘 예측인자는 aspartate aminotransferase (β=20.738, P=0.002), interleukin-6 (β=9.115, P=0.001), 페리틴 (β=0.042, P=0.041), 트랜스페린 포화도 (β=0.689, P=0.004), 인 (β=6.283, P=0.002) 이었고, 6개월간 복막투석을 시행한 환자들에서는 페리틴 (β=0.056, P<0.001), 총철결합능 TIBC (β=−0.184, P=0.023) 이었으며, 6개월간 혈액투석을 시행한 환자 집단에서는 페리틴 (β=0.048, P=0.095), 총철결합능 (β=−0.225, P=0.015), 소변량 (β=−0.021, P=0.004) 이었다. 결론: 혈청 헵시딘과 철분지표들과의 관계는 복막투석과 혈액투석 환자들에서 다르게 나타났다. 혈액투석을 처음 시작하는 말기 신부전 환자에서 소변량은 헵시딘의 독립된 예측인자로 밝혀졌다. 따라서 혈액투석을 시작하는 환자에서 잔여 소변량의 보존은 혈중 헵시딘을 낮출 것으로 생각된다.

Probing Aqueous Acid-base Reaction Induced by an Excited Photoacid Using Femtosecond Infrared Spectroscopy

임청하 부산대학교 대학원 2020 국내석사

본 논문은 들뜬 photocaid로 산·염기 방응을 유도해 D₂O 용매 상에서 일어나는 반응의 동역학을 펨토초 중적외선 분광기로 측정하였다. Photoacid는 특정 파장의 빛을 받으면 pK_(a)가 큰 폭으로 감소하는 분자이다. 이번 실험에서는 photoacid로 pyranine(HPTS, 8-[²H₁]Hydroxypyrene-1,3,6-trisulfonic acid)을 사용하였다. pyranine은 400 nm 의 빛을 받아 전기적으로 들뜨는데 이때 pK_(a)가 6.6에서 0.0까지 감소한다. 용액에 존재하는 pyranine은 들뜬 다음에 서로 다른 스펙트럼을 가지는 화학종으로 변한다. 실험에서 관찰된 화학종은 바닥상태의 pyranine인 DA와 들뜬 DA (DA^(*)), DA^(*)에서 deuteron이 분리된 상태(A^(*-)), DA에서 deuteron이 분리된 상태(A^(-))로 총 네 가지이고 각각은 중적외선 영역인 1350~1700 cm╶1에서 1 ps부터 1 μs 사이에 순서대로 등장했다. deuteron을 받아줄 염기로 azide 이온(N₃^(-))을 사용했고 실험조건인 pD가 5인 용액의 환경에서는 짝산(DN₃, pK_(a) = 4.75)이 함께 존재한다. 두 종류의 분자는 각각 2042, 2133 cm^(-1)영역에서 peak를 나타냈다. 샘플이 400 nm의 빛으로 들뜨면 DA^(*)가 곧바로 생기고 그 절반은 다시 바닥상태의 DA로 돌아갔다. 나머지 절반은 deuteron을 분리해서 A^(*-)가 되는데 이 반응에서 N₃^(-)가 관여함에 따라 반응 경로가 달라졌다. N₃^(-)가 반응에 관여하는 경로는 proton exchange로 그렇지 않은 경우는 단순히 용매인 D₂O로 deuteron을 방출하는 경로인 protolysis였다. 용매로 방출된 deuteron은 N₃^(-)와 만나 DN₃를 생성하였고 A^(*-)가 A^(-)로 떨어지는 시간까지 남아있는 경우에는 A^(-)와 만나 반응해서 DA가 되었다. A^(-)는 염기성이 매우 크기 때문에 deuteron을 잡지 못한 A^(-)는 DN₃와 바로 반응하여 DA를 생성했다. 이외에도 A^(-)가 D₂O에서 deuteron을 떼내어 DA로 가는 Hydrolysis 경로를 관찰하였다. 실험으로 밝혀낸 bimolecular acid-base reation의 rate constant는 관여하는 산과 염기의 산해리상수의 차이(ΔpK_(a))에 비례하였다. Dynamics of acid-base reaction induced by an excited photoacid, pyranine (HPTS, 8-[²H₁]Hydroxypyrene-1,3,6-trisulfonic acid), was probed by femtosecond infrared spectroscopy in D₂O solution. Pyranine decreases its pK_(a) from 6.6 to 0.0 upon electronic excitation by a 400-nm photon. After excitation of pyranine in the presence of azide ion (N₃^(-)) by a 400-nm photon, spectral characteristics of four species -DA, electronically excited DA (DA^(*)), DA^(*) that released deuteron (A^(*-)), and DA that released deuteron (A^(-))- were probed in the spectral region of 1350~1700cm−1 from 1 ps to 1 μs. N₃^(-) and its conjugated acid (DN₃, pK_(a) = 4.2) were probed by the absorption bands at 2042 and 2133 cm^(-1) respectively. When excited, about half of the DA^(*) relaxed to the ground state and the remaining became A^(*-). The mechanism divided two possible paths depending on molecules receiving deuteron. One path, supposed to be proton exchange, was that N₃^(-) participated in, and the other was simply releasing to D₂O solvent called protolysis. The released deuteron reacted with N₃^(-), forming DN₃ or reacted with A^(-) if A^(*-) relaxed to the ground state before all the deuteron reacted with N₃^(-). When A^(-) reacts with DN₃, it was found to directly take deuteron from DN₃ because of its high basicity. Hydrolysis pathway was also detected as a minor channel. We, therefore, observed three acid-base reaction mechanisms through deuteron transfer from DA^(*), protolysis, hydrolysis and proton exchange suggested by Eigen. Furthermore, most of rate constants of the acid-base reaction were proportional to basicity of base in the reaction, rather than rate of deuteron detaching from acid molecules, which were usually much slower than the results of the experiments. The detailed mechanism of the acid-base reaction will be presented.

Sarcopenic Obesity Index in relation to Diet and Cardiometabolic Risk Factors in Obese Women

임희주 경희대학교 대학원 2022 국내석사

Objective: We analyzed the relationship among SVR (appendicular skeletal muscle mass to visceral fat area ratio), an indicator of sarcopenic obesity, dietary factors and cardiometabolic risk factors in Korean women with obesity. Methods: Fifty-nine Korean women aged 19-65 years with a body mass index (BMI) of ≥ 25 kg/m2 but < 32 kg/m2 were included in this study. SVR was obtained through dual energy x-ray absorptiometry (DXA) and computed tomography (CT). Cardiometabolic risk factors were evaluated through anthropometric, blood pressure, biochemical measurements, and dietary factors were measured through 3-day food record and the Dutch eating behavior questionnaire (DEBQ). Student’s t-test, general linear model analysis was performed to analyze the associations among SVR, cardiometabolic risk factors, and dietary factors. Results: Cross-sectionally, SVR is inversely correlated with the levels of blood lipids (β = -0.390, P = 0.023 in total cholesterol, β = -0.346, P = 0.047 in LDL-cholesterol), hs-CRP (β = -0.369, P = 0.016) is positively correlated with physical activity (β = 0.358, P = 0.018) among cardiometabolic risk factors. Among the dietary factors, SVR is inversely correlated with fatty acid intake (all P < 0.05) and positively correlated with vitamin B6 (β = 0.338, P = 0.012) and vitamin B12 (β = 0.281, P = 0.024) intake. Moreover, there is no association between eating behavior and SVR. Conclusions: As approached sarcopenic obesity, blood lipids, inflammatory indicator levels worsen, and fatty acid intake increased. Conversely, the far from sarcopenic obesity, the greater the amount of physical activity, and the intake of vitamin B6 and vitamin B12 increased.