소재 특성 이해를 위한 족저압력 측정에 관한 연구 : 신발 인솔 소재를 중심으로

조창익 韓國技術敎育大學校 大學院 2004 국내석사

본 연구는 신발 개발에 있어서 신발 재료 선택적 방법을 좀 더 체계적이고 과학적 방법이 없는가의 문제 인식으로 진행하였다. 특히 신발의 부분 중 인솔을 대상으로 하여 각 소재별로 인간의 발에 미치는 족저 압력 측정 실험을 통해 이를 비교해 봄으로서 소재의 특성을 알아보고, 발의 각 부위에 적합한 소재를 찾아내는 것이 이 연구의 주목적이라 할 수 있겠다. 인간의 발을 보호하는 신발은 재료의 변천과 제조기술의 변화에 따라 지금까지 진화되어 왔다고 해도 과언이 아니다. 오늘날 신발의 개념은 이러한 기본적인 발의 보호 차원에서 벗어나 패션의 부분으로까지 여겨지고 있다. 특히 신발의 역사는 신발의 제조고정에서 사용되는 재료의 변천의 역사라고해도 과언이 아니다. 나무와 가죽과 같은 천연재료에서부터 플라스틱, 합성수지 등 현대의 다양한 신소재에 이르기 까지 신발에 사용되는 재료의 수는 이루 헤아릴 수 없을 만큼 많다. 그러나, 다양한 신소재의 개발을 통해 많은 신발 재료의 등장하였으나 각 재료의 특성을 파악하고 이러한 재료를 적절하게 사용하는 문제는 어렵다. 이러한 이유로 이 논문은 신발에 사용되는 다양한 재료의 특성 파악의 문제를 독일 Novel 사의 EMED system과 PEDAR system을 이용하여 발바닥에 미치는 족저압력을 측정함으로써, 재료와 족저압력과의 관계를 살펴보았고 이 결과를 토대로 신발 각 소재의 특징을 알 수 있었다. 특히 신발의 여러 부위들 중 인솔 부분을 채택하여 인솔에 주로 사용되는 재료 (A소재:Arufoam, B소재:X2, C소재:Plastazote, D소재:Poron)을 대상으로 실험을 진행하였으며 재료에 따라 발에 미치는 압력의 분포의 특성에 따라 다음과 같은 결과를 얻게 되었다. 먼저 A(Arufoam)소재는 발의 후족부의 충격흡수는 용이하나 중족 골두부에서 족지부에 전달되는 추진력을 재료 자체에서 많이 흡수하므로 힘 전달이 어려워 효율적인 보행이 어려울 수 있다. B(X2)소재는 후족부 부위의 발과 지면과의 충격량을 최소로 줄이면서 주위로 충격을 중위로 잘 분산시키는 특성이 다른 소재에 비해 월등히 좋다. C(plastazote)소재는 보행 시 발 전체의 압력을 주위로 고루 분산시키는 면도 뛰어나지만, 특히 발가락 부위의 압력 감소 효과는 다른 소재보다 좋다. 이는 곧 보행시 추진력을 가장 잘 낼 수 있는 소재라 할 수 있다. 이러한 소재 특성을 바탕으로 실제 인솔을 제작하여 기존의 인솔과 비교실험을 한 결과 이러한 소재 특성을 파악하여 적용한 제작인솔이 일반인솔에 비해 인간의 보행 동작에 있어 충격흡수나 압력분산 그리고 추진력 면에서 우수하고 발바닥의 압력의 집중 또한 일반 인솔에 비해 현저히 적음을 알 수 있었다. 이처럼 신발의 사용되는 무수한 재료들은 각각의 특성을 지니고 있으며 이러한 재료들을 과학적이고 체계적인 방법으로 선택하여 신발에 적용한다면 보다 나은 제품을 생산할 수 있을 것이다. 앞으로 신소재의 개발은 계속 될 것이며 개발된 신소재들 또한 신발의 다양한 부분에 적용될 것이다. 이때 좀 더 명확하고 과학적으로 각 재료들의 특성이 파악되고 적용되어야 한다. The materials used with footwear, those of natural sources such as trees and straw as well as new materials such as composite plastic, are various and uncountable and have been continuously developed. However, It is not easy to grasp the correct characteristics of the respective materials to apply in footwear. d Accordingly, the purpose of this study is to find out the proper materials with the question raised by the above matters, with the object of the core materials closely affecting human foot in particular, comparing and analyzing the pressure affecting to the sole of foot when a man walks and examining the characteristics of the respective material.

한국 대학생 대상 진로내외통제소재 척도개발 및 타당화 연구

김현진 서울여자대학교 대학원 2012 국내석사

본 연구는 한국 대학생의 진로 탐색과 진로 선택, 구직활동 과정을 반영하는 한국형 진로내외통제소재 척도를 개발하고 타당화 하는데 목적이 있었다. 구인화 모형을 설정하기 위해 문헌고찰과 개방형 질문지를 통한 내용분석법을 병행하였고, 이룰 통해 진로내외통제소재의 내적통제, 행운, 무력감, 영향력 있는 타인 4가지 하위영역을 설정하였다. 문항 개발 단계에서는 각 하위 영역별로 10문항씩 총 40문항이 1차로 개발되었으며, 전문가 집단과 대학생 집단을 대상으로 내용타당도와 안면 타당도 검증을 실시하였다. 그 결과 내적통제 11문항, 행운 10문항, 무력감 10문항, 영향력 있는 타인 9문항으로 구성된 한국 대학생 대상 진로내외통제소재 척도의 예비문항이 완성되었다. 예비조사는 서울에 소재한 4년제 대학교 대학생 30명을 대상으로 이루어졌다. 문항분석과 신뢰도 분석을 통해 무력감 용어를 ‘환경’ 용어로 재명명하고 새롭게 조작적 정의를 내렸으며, 행운 용어를 ‘행운 및 우연’ 용어로 수정하고 2차 개방형 질문지를 통해 문항을 수정, 첨가하였다. 이를 통해 내적통제 영역 19문항, 행운 및 우연 영역 7문항, 환경 영역 8문항, 영향력 있는 타인 영역 8문항 총 42문항으로 구성된 한국 대학생 대상 진로내외통제소재 본조사용 척도가 완성되었다. 본 조사는 서울 및 경기 지역의 4년제 대학교 대학생 316명을 대상으로 실시되었다. 불성실하거나 일괄응답을 한 자료를 제외한 308명의 자료가 분석에 사용되었다. 먼저, 문항분석, 문항-영역 간 상관 분석, 신뢰도 분석을 통하여 5개의 문항이 삭제되었고, 남은 37개의 문항으로 탐색적 요인분석을 실시한 결과 37문항이 10개의 요인구조를 갖는 것으로 드러났다. 10개의 요인 중 중복되거나 부적절한 14개의 문항이 삭제되어 한국 대학생 대상 진로내외통제소재 척도는 총 23문항 5요인으로 구성됨이 밝혀졌다. 5요인에 대한 새로운 이름은 ‘간접적 환경(사회제도 및 경제, 직업시장 등)’, ‘내적통제(노력, 의지, 자기이해 등)’, ‘직접적 환경(영향력 있는 타인)’, ‘효능감 및 무력감’, ‘행운 및 기회’이다. 본 연구는 실용적인 측면과 학문적인 측면에서 의의가 있다. 실용적인 측면에서는 첫째, 본 검사에 응하는 응답자들이 삶에서 사용하는 보편적인 통제소재의 이해를 넘어 진로라는 특정 영역에서 자신이 어떻게 의사결정을 해왔고, 그러한 결과가 현재 진로결정 혹은 진로 미결정 상태에 어떠한 영향을 미쳐왔는지의 탐색을 통해 자기이해를 증진시킬 수 있다. 둘째, 진로 상담 상황에서 상담자들은 본 척도를 통하여 내담자들의 현재 진로성숙 정도를 예측할 수 있고, 이에 따라 각각의 내담자 수준에 맞는 차별화된 진로상담 서비스를 제공해 줄 수 있다. 셋째, 이전 연구들에서 일관적으로 진로 내적통제자들이 외적통제자들보다 진로 의사결정에서 더 긍정적인 결과를 가져왔다는 연구결과를 고려하여 상담이나 진로 프로그램 안에 진로 외적통제자들을 위한 귀인 재훈련과정을 포함시킬 수 있다. 학문적인 의의로는, 본 연구가 현재까지 한국에서 한 번도 시도된 적 없는 진로라는 특정 영역을 반영한 내외통제소재 척도라는 점이며. 또한 기존에 사용되어져 왔던 일차원적인 내외통제소재 척도와는 달리 영역이 세분화되어 구성됨으로 진로라는 분야의 내외통제소재에 대한 다차원적 측정이 가능해 졌다는 점이다. 따라서 본 연구에서 개발된 한국 대학생 대상 진로내외통제소재 척도는 한국 상황에 맞는, 진로라는 특정 영역을 목적으로 한 초기단계의 연구로, 앞으로 진로라는 특정 분야에서의 내외통제성과 그 관련 변인들의 관계를 밝히려는 연구들을 이끌어 줄 수 있는 선구자적 역할을 할 수 있을 것이라 기대한다. The purpose of this study is to develop Korean college students' career locus of control scale in the consideration of domain specificity, and object specificity and to discover construct that explains college students' career locus of control. To establish construct model of Korean college students' career locus of control, the literature review and the content analysis with open-ended questionnaire were carried out, and four subordinate areas of Internality of career locus of control, Luck, Helplessness, and Powerful Others. Ten items in each subordinate area, in total forty, were developed in the item development stage, and content validity and face validity has been examined for professional group and college students group. In result, preliminary items of Korean college students' career locus of control scale were composed of 11 items of Internality, 10 items of Luck, 10 items of Hopelessness, 9 items of Powerful Others are completed. A preliminary survey was conducted for 30 college students in Seoul. Through item analysis and reliability analysis, the term helplessness was redefined as 'environment' and a new operational definition has been formulated, the term luck has been replaced with 'luck or chance' and related items were modified and added through secondary open-ended questionnaire. The Korean college students' career locus of control scale for the main survey were composed of total 42 items that include 19 items of Internality, 7 items of Luck or Chance , 8 items of Environment, 8 items of Powerful Others area. The operational data were collected from 316 college students in Seoul and Kyunggi province. Data of 308 people, excluding that of chronically unengaged respondents have been used for the analysis. First, 5 items were deleted through item analysis, interitem correlation analysis, reliability analysis. The result of exploratory factor analysis using the rest of 37 items has revealed that they have 10 main factors. Fourteen items among 10 factors were deleted due to the redundancy or inappropriateness. Therefore, the career locus of control scale consists of 23 items in 5 factors. New names for 5 factors are 'Indirect Environment(social system and economy, job market and etc.'), 'Internality(effort, will, self-understanding and etc.)', 'Direct Environment(powerful others)', 'Self-Efficacy and Helplessness', 'Luck and Chance.' This study has meanings in practical and academic sides. In the aspect of practicality, first, it can be understood how the respondents have made decisions upon the specific field of career which is above the typical locus of control in their lives, and how the consequences influenced whether they have determined their career path or not. Secondly, in career counseling circumstances, counselors can predict client's present level of career maturity, therefore, they provide personalized career consulting service for each client. Third, attribution retraining for those who make external attribution can be included in a counseling or career guidance program regarding the result of previous studies claim that people with internal attributions demonstrate more positive results in the course of career decision making. This study also contributes in the academic fields. The locus of control in the field of career has never been studied in Korea. This scale helps researchers to explore issues related to career decision making. In addition, this scale consists of multidimensional factors, so that the career locus of control can be measured. Therefore, the career locus of control scale which is developed in this study, as a result of an early-stage research that apposite to the cases of career path in Korea, is expected to be a pioneering model for following researches aiming for discovering the relations of internal and external control in the specific field of career and the career-related variables.

A Study on the Advanced Graphene-based Electrode Materials for Electrochemical Energy Storage Devices : 에너지 저장장치용 그래핀 기반 전극소재에 대한 연구

Youn Hee Chang 연세대학교 일반대학원 2016 국내박사

Electrochemical energy storage devices can offer a number of great potentials for meeting future energy demands, such as of renewable energy, electric vehicles, portable electronics, that require high energy density, high power density and long cycle life. According to rapid and large development in these applications, a key topic in the research field is to develop novel electrode materials for improving the performance of the energy storage devices. Due to their high power density and long-term cycling stability, electric double-layer capacitors (EDLCs) have been extensively explored for energy storage devices. The high power density of an EDLC is attributed to its charge-storage mechanism, which involves the reversible adsorption/desorption of ions to form a nanoscale electric double-layer (EDL) between a carbon active material and an electrolytic solution. However, EDLCs have relatively low energy density, which must be improved to further expand their applications. Research has thus focused on increasing the energy density of EDLCs without sacrificing their high power density and long cycle life. Regarding electrode materials, considerable efforts have been devoted to the development of electrode materials with high specific capacitance, such as activated carbon, activated carbon fibers, carbon aerogels, carbon nanotube (CNT), and graphene. As with supercapacitor, rechargeable batteries are one of the most viable options for energy storage devices. Lithium ion batteries (LIBs) have become prominent over the past two decades, particularly for portable electronics, as they offer much higher energy density than other rechargeable systems. The current LIB technology is based on insertion-compound anode and cathode materials, which limit their charge-storage capacity and energy density. Although extensive efforts have been made regarding the development of LIBs, the highest energy storage capacity that LIBs can deliver is not sufficient for meeting the demands of electric automobiles. Recently, lithium secondary batteries fabricated using group 6A elements such as sulfur (Li/S battery) and selenium (Li/Se battery) as the cathode materials and metallic lithium as the anode material have attracted considerable attention, owing to their ultrahigh energy storage capacities. However, detrimental factors prevent the achievement of the full potential of the Li/S or Li/Se battery applications. Dissolution of intermediate long-chain species into the organic electrolyte and their shuttle between cathode and anode lead to fast capacity degradation and low Coulombic efficiency. As a result of this shuttle process, insoluble and insulating final stage precipitate (Li2S/Li2S2 or Li2Se/Li2Se2) on the surface of electrodes causing loss of active material and rendering the electrode surface electrochemically inactive. For the Li/S battery applications, the poor electrical/ionic conductivity of elemental sulfur and Li2S severely hampers the utilization of active materials. Among those techniques, preparation of sulfur/carbon (CNT and amorphous carbon) composite has received considerable attention. Conductive carbon enhances the electrochemical connectivity between active material particles, thereby enhancing the utilization of sulfur and the reversibility of the system, i.e., improving the cell capacity and cyclability. Among the various electrode materials available for energy storage devices, nanocarbon (1D MWNT; tubular carbon-based nanostructures that can be envisioned as graphene rolled up into a seamless cylinder and 2D Graphene; a two-dimensional one-atom-thick planar sheet of sp2 bonded carbon atoms), has attracted considerable interest as next-generation electrode materials owing to its large surface area, high electrical conductivity and good mechanical/chemical stability. Currently, one obvious research is to utilize graphene as either electro-active materials themselves or conductive templates for nanocomposite (or hybrid) with other active materials for energy storage devices applications. From this point of views, this thesis described the research works on the electric double layer capacitors (EDLCs) as high-power energy storage devices using graphene-based electrode materials themselves in order to improve their electrochemical performances in terms of specific capacitance, rate capability, cycling stability, etc. I reported a facile two-step synthetic method (consisting of solid-state microwave irradiation and heat treatment under NH3 gas) to prepare nitrogen-doped reduced graphene oxide oxide (N-RGO) with a high specific surface area, high electrical conductivity, and low oxygen content for electric double-layer capacitor applications. The strategy to improve the electrochemical performance of RGO as an electrode material for EDLCs is efficient exfoliation to achieve a high specific surface area and extended recovery of the π- conjugated structure of RGO to achieve high electrical conductivity. I achieved the high specific capacitance, high rate capability, and excellent cycle stability of the high-surface-area N-RGO measured in two-electrode cells are due to its high specific surface area, the extensive recovery of its π-conjugated structure, the very low oxygen content, and nitrogen doping in the carbon network. Also, I synthesized nanocarbon-based composite (or hybrid) materials by assembly of graphene with other active material of sulfur or selenium for lithium secondary (Li/S or LiSe) battery applications. The homogeneous formation of Group 6A (Sulfur or Selenium) nanoparticles on nanocarbon templates (CNT and Graphene) to form nanocomposite materials is performed by following a facile and versatile solid-state strategy involving phase transition method of the Group 6A species on nanocarbon templates by melting and recrystaillization. In-depth consideration of the surface tension and hydrophilicity of the surfaces of molten Group 6A species and oxygen functional groups on the carbonaceous templates provides highly important guidelines for forming Group 6A nanoparticles on carbonaceous templates. Furthermore, the size regulation of Group 6A nanoparticles and the controlled selection of isolated nanoparticle or layer-like morphologies could be achieved by tuning the oxidation state of the carbonaceous templates. Finally, I investigated potential applications of nanocomposite materials prepared in this manner as cathode materials in lithium-sulfur secondary batteries. Finally, I tried to investigate one-step preparation of graphene-selenium hybrid microballs (G-SeHMs) via the aerosol microdroplet drying method using a commercial spray dryer, which is a simple and scalable continuous process, and their suitability for use as a cathode material in lithium-selenium secondary battery applications. These morphologically unique graphene microballs filled with Se particles exhibited good electrochemical properties, including high initial specific capacity, good cycling stability, and high rate capability. These were attributable to the fact that the structure of the G-SeHMs acted as a confinement matrix for suppressing the dissolution of polyselenides in the organic electrolyte, as well as an electrical conduction path for increasing the electron-transport rate for electrochemical reactions. Importantly, the electrochemical performances obtained by the weight of hybrid materials are considerably higher than those of previous reported Se-based cathode materials due to high Se loading content in hybrid materials. 전기화학 에너지 저장 장치는 전극과 전해질 계면에서 전기화학 반응으로 발생하는 전기를 저장 또는 공급하는 장치로써, 신재생 에너지, 전기 자동차, 휴대용 전자제품의 에너지 공급원으로서 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 고에너지, 고출력, 장수명 특성을 요구하는 응용분야의 발달에 따라 에너지 저장장치의 성능을 향상시킬 수 있는 전극 재료의 개발에 많은 연구와 노력이 집중되고 있다. 전기이중층 커패시터 (Electrical double layer capacitor; EDLC)는 화학반응을 기반으로 하는 이차전지와 달리 전극과 전해질 계면에서의 단순한 물리적 흡/탈착 현상으로 인하여 급속 충방전이 가능하고 높은 충방전효율을 보이며, 반영구적인 수명 특성으로 차세대 에너지 저장장치용으로 각광받고 있다. 하지만 전기에너지 저장 메커니즘 상, 전기이중층 커패시터는 매우 낮은 에너지 밀도를 지니고 있어, 이를 다양한 분야에 에너지 저장장치로 활용하기 위해서는 에너지 밀도 향상을 위한 노력이 필수적이다. 전기이중층 커패시터의 에너지 밀도를 높이기 위한 방안으로는 전극 소재의 높은 비축전 용량과 높은 작동 전압이 필수적이기 때문에, 전기이중층 커패시터의 전극 소재를 개발하는 연구자들은 비표면적이 넓으며 전기전도도가 우수한 다양한 나노 탄소계 전극 소재를 합성 개발하는데 집중을 기울이고 있다. 휴대용 전자기기의 발전과 함께, 리튬이온전지는 다른 이차전지에 비해 높은 에너지 밀도 특성으로 인하여 최근 20년간 이와 관련된 다양한 연구가 진행되었다. 하지만, 현재 리튬이온전지의 에너지 밀도 수준은 최근 개발이 활발이 진행 중인 전기자동차 적용 분야에서 요구되는 수준에 한참 미치지 못하는 실정이다. 리튬이온전지의 다소 낮은 에너지 밀도의 문제를 해결하고자 하는 많은 연구들 중, 최근 양극과 음극에 각각 유황 (또는 셀레늄)과 리튬 금속을 사용하고 양극 소재의 conversion 반응을 일으켜 높은 비용량을 발현하는 리튬금속이차전지 (Li/S or Li/Se) 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 리튬금속이차전지는 전기화학반응이 진행함에 따라 양극 소재에서 발생하는 중간 산물 (Li2Sx or Li2Sex; 2 < x < 7)의 전해질 내로의 자발적 용해로 인하여 전기화학반응에 참여하는 양극 소재의 양이 점점 줄어드는 현상이 발생한다. 이후 전해질 내로 용해된 중간 산물은 농도 차이에 의한 음극으로의 확산이 발생하여, 충전 시 리튬 이온이 음극 활물질인 리튬금속으로 재석출 되는 과정을 막아 충전이 무한대로 진행되는 문제점을 발생한다. 또한, 유황은 매운 낮은 전기전도도로 인하여 전극 물질로서의 사용이 매우 제한적이다. 위의 리튬금속이차전지의 문제점을 해결하고 높은 초기 방전용량과 우수한 수명특성과 효율을 개선하고자 다양한 양극 소재 개발이 활발히 진행되고 있다. 다양한 개선 방법들 중, 도전성 탄소와의 복합화를 통하여 양극 소재 전기화학적 활용도를 극대화 하여 초기 용량 특성을 높이고, 방전 시 발생하는 중간 산물의 전해질 내로의 용해를 최소화하여 수명 특성을 향상시키는 효과적인 연구가 다수 진행되었다. 나노 탄소 (1D CNT or 2D Graphene)는 넓은 비표면적, 높은 전기전도도, 우수한 물리적/화학적 안정성으로 인하여, 전기이중층 커패시터의 에너지 밀도를 높이기 위한 전극 소재 자체로 개발 되거나, 리튬금속이차전지용 양극 소재의 초기용량 확보와 수명특성 향상을 위한 전도성 template로서 다른 이종의 전극 활물질과의 복합화에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 관점에서, 우선 본 연구는 그래핀을 전극 물질 자체로 사용하여 전기이중층 커패시터의 전기화학적 성능 (비축전용량, 고율특성, 수명특성)을 향상하는 연구를 진행하였다. 전기이중층 커패시터용 전극소재가 우수한 전기화학적 성능을 발현우선 고전기전도도, 고비표면적을 갖는 그래핀 합성이 필수적이다. 또한 그래핀 소재의 고비표면적 특성은 전극 제조 공정 후에도 잘 유지되어 전극 내에서 높은 전기화학 반응 면적을 보유할 수 있어야 한다. 게다가 전극 내 빠른 이온/전자 전달을 위해 도전성 네트워크 및 기공 구조가 효과적으로 전극 내에서 발달되어 있어야 한다. 전기이중층 커패시터용 그래핀 기반 전극 소재의 전기화학적 성능을 향상하기 위해 고상 마이크로웨이브 인가 방법과 암모니아 가스 분위기 내 열처리를 통하여 이종원소가 도핑된 고 비표면적의 그래핀 플레이크를 합성하였다. 고상 마이크로 웨이브 인가법은 그래핀 소재의 비표면적을 향상시키기 위해 마이크로웨이브 susceptor를 도입하여 급속가열을 조장 하였으며, 이후 암모니아 열처리를 통한 추가적인 비표면적 확보, 이종원소 도핑효과, 그리고 산소관능기를 최소화하여 그래핀 기반 전극 소재의 전기화학학적 성능을 획기적으로 향상시켰다. 또한, 본 연구에서는 NEXAFS 분석을 통하여 단계별 그래핀 기반 소재의 전기전도도 향상의 원인을 체계적으로 분석을 진행하였다. 다음으로는, 그래핀이 가지고 있는 가장 큰 문제점인 재적층을 해결 하고자, 1차원 형상의 탄소나노튜브와 2차원 형상의 그래핀이 주기적으로 반복되는 구조의 하이브리드 전극 합성하여, 우수한 전기화학적 특성을 가지는 전기이중층 커패시터용 전극 소재를 개발하였다. 마지막으로 본 연구에서는 그래핀을 전도성 template 로 사용하여 다른 이종의 전극 활물질 (황 또는 셀레늄)과의 복합 소재 합성을 통해 리튬금속이차전지용 전극 소재 개발을 진행하였다. 첫번째로는, 황 또는 셀레늄의 낮은 용융점과 산소관능기가 포함되어 있는 나노탄소의 표면특성을 제어하여 리튬금속이차전지용 나노복합체를 합성하였다. 본 연구에서는 나노탄소의 표면 특성 제어를 통하여 나노탄소 template 상 복합화 되어있는 황 또는 셀레튬의 입자의 크기와 형상이 제어된 복합소재를 합성하는데 성공하였다. 본 연구에선 합성한 리튬금속이차전지용 양극 소재는 나노탄소와의 복합화를 통해 유황이 가지는 낮은 전기 전도도를 극복하여 높은 전기화학적 활용도로 인하여 높은 초기 용량과 우수한 수명특성을 나타내었다. 마지막으로 그래핀을 전도성 template로 사용하여 셀레늄과의 자기조립을 통해 하이브리드 전극 소재를 합성하였다. 셀레늄 전극 소재에서 발생하는 낮은 수명 특성으이 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 셀레늄 입자가 그래핀에 의해 효과적으로 감싸져 있는 구조의 하이브리드 전극 소재를 설계하였다. 이러한 구조의 그래핀/셀레늄 하이브리드 전극 소재는 물리적 혼합에 의해 제조된 전극 소재에 비해 보다 효과적인 중간산물의 confinement matrix로 작용하기 때문에 크게 향상된 전기화학 특성을 보여주는 것을 확인할 수 있었다.

기능성 소재가 착용자의 온열쾌적성에 미치는 영향 : 쿨울과 온도 대응 소재를 중심으로

최성심 전남대학교 대학원 2001 국내박사

본 연구에서는 더운 환경에서 양복용 소재 2종(일반소재, 쿨울(cool wool)소재) 과 드레스셔츠 소재 2종(일반 소재, 온도 대응 소재)으로 제작된 4종 의복을 조합하여 착용하였을 때 피험자의 온열생리적 반응과 착용감을 비교·분석하였다. 피험자는 건강한 남자 7명으로 27℃와 30℃의 두가지 환경조건의 인공기후실에서 착용 실험을 실시했다. 착용 실험은 20분간 안정한 후 10분간 트레드밀(treadmill)위를 걷고 다시 20분 간 안정하는 단계로 실시하였다. 실험중 피험자가 착용한 의복조합은 T1Y1(일반 소재 양복/일반 소재 드레스 셔츠) T1Y2(일반 소재 양복/온도 대응 소재 드레스 셔츠) T2Y1(쿨울 소재 양복/일반 소재 드레스 셔츠) T2Y2(쿨울 소재 양복/온도 대응 소재 드레스 셔츠)의 4가지였으며 구강온, 부위별 피부온, 의복내온·습도, 혈압 및 맥박, 자각적 운동강도, 주관적 감각을 측정하였다. 측정치 자료 분석은 SPSS 통계 패키지를 이용하여 one-way ANOVA와 t-test로 분석하였다. 두 실험환경조건에서 피험자의 생리적 반응과 주관적 감각에 대한 결과는 다음과 같다. 1. 부위별 피부온중 가슴온은 환경온 27℃, 안정시에 T2Y2 착용의 경우가 가장 낮게 나타났다(p<.O5). 넓적다리온은 27℃에서 T2Y2 착용의 경우가 다른 의복조합을 착용한 경우 보다 낮았다(p<.05이상). 종아리온은 27℃, 안정시 T1Y1 착용의 경우가 가장 낮게 나타났다(p<.01). 아랫팔온은 30℃에서 T1Y2 착용의 경우가 다른 의복조합를 착용한 경우 보다 낮았다(p<.05이상). 넓적다리온은 30℃, 안정시와 보행후 안정시에서 T1Y2 착용의 경우가 다른 의복조합을 착용한 경우 보다 낮았다 (p<.05이상). 2. 평균피부온은 환경온 27℃, 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 T2Y2를 착용했을 때 가장 낮았으며(p<.01이상) 30℃, 안정시와 보행후 안정시에는 T2Y1을 착용했을 때 다른 의복조합에 비해 평균피부온이 낮았다(p<.01이상). 3. 구강온은 환경온 30℃에서 안정시와 보행후 안정시에 T1Y2를 착용한 경우 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 낮게 나타났다(p<.05이상). 4. 최고혈압과 최저혈압, 맥박수는 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 의복 조합간 차이를 거의 보이지 않았다. 5. 의복내 기후에서 가슴부위온은 환경은 27℃, 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 T2Y1과 T2Y2를 착용한 경우가 낮았다(p<.01 이상). 등부위온은 27℃, 안정시와 보행시 및 보행후 안정시에서 T2Y1을 착용한 경우가 낮았다(p<.05 이상). 가슴부위과 둥부위온은 30℃, 안정시과 보행후 안정시에서 T2Y1를 착용한 경우가 낮았다(p<.05 이상). 가솜부위와 등부위습도는 27℃ 안정시에서 T1Y1과 T2Y2를 착용한 경우가 낮게 나타났고(p<.001), 가슴부위습도는 30℃, 안정시과 보행후 안정시에서 T2Y1을 착용한 경우가 낮았다(p<.05). 등부위습도는 30℃, 안정시에서 T2Y1를 착용한 경우가 낮았다(p<.05). 6. 주관적 감각의 온열감에서 환경온 27℃ 안정시에, T2Y2 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 덥지 않았다(p<.001). 습윤감은 27℃, 안정시에 T2Y2 을 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 습하지 않았다(p<.01). 쾌적감 은 27℃, 안정시에 T2Y2을 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 쾌척했다(p<.001). 30℃에서 습윤감은 T1Y2을 착용했을 때 다른 의복조합을 착용했을 때 보다 습하지 않았다(p<.05이상). 30℃, 보행후 안정시에는 T1Y2와 T2Y1올 착용했을때가 불쾌하지 않았다(p<.05). 이상의 실험 결과로부터, 실험환경 조건에서 피험자의 평균피부온은 34.51∼35.46℃ 사이에 있어서 쾌적하지 못했고 의복내 기후도 쾌적역에 있지 않았다. 주관적 감각에서 환경온 27℃ 안정시에 쿨울 소재 양복과 온도 대응 소재 셔츠를 착용했을때 가장 덥지 않고 습하지 않고 불쾌하지 않았으며, 환경온 30℃ 운동시에 일반 소재 양복과 셔츠를 착용했을 때 가장 덥고 습하고 불쾌했음을 알 수 있었다. 환경온에 따라 부위별 피부온과 평균피부온에서 4가지 의복조합간 다른 결과를 보이고 있고, 같은 소재 양복이라도 조합되는 드레스 셔츠에 따라 피부온이나 의복내 습도, 주관적감각이 달라짐을 알 수 있었다. 이러한 주관적 감각과 평균피부온과 의복내 기후 등을 고려해 보면 쿨울 소재나 온도 대응 소재 의복이라도 환경온 27℃ 안정시 이외에는 그 기능을 발휘하지 못해 쾌적하지 않았다. 따라서 기능성 소재의 의복조합을 착용한다해도 운동유형과 환경온에 따라 쾌·불쾌가 달라지며 기능성 소재의 사용에 있어서도 사지부보다는 구간부에 중점에 두어 디자인하는 것이 타당하다고 생각된다. In this research, the thermal comfort and thermophysiological reactionses of the subjects were analyzed and compared when they wore the 4 types of clothing combination which made of two types of dress shirt materials(general material, temperature-adapting material) and two types of men's suit(general material, cool wool material) in a hot environments. Seven healthy young men served as subjects in two artificial climate chamber: 27℃ and 30℃, respectively. The wearing experiments were consisted of resting for 20 minutes and walking on treadmill for 10 minutes and resting another 20 minutes. The combination of clothing worn by the subjects were 4 different types, namely, T1Y1(men's suit of general material/dress shirt of general material), T1Y2(men's suit of general material/dress shirt of temperature-adapting material), T2Y1(men's suit of cool wool material/dress shirt of general material) and T2Y2(men's suit of cool wool material/dress shirt of temperature-adapting material) and oral temperature, skin temperatures, clothing microclimate, blood pressure, heart rate were measurd. Furthermore, RPE(Rating of Perceived Exertion), subjection ratings on thermal sensation, humidity sensation, comfort sensation were asked. The measured data has been analyzed by One-way ANOVA and t-Test through SPSS. The outcome with respect to the thermophysiological reactionses and subjective senses of the subjects under the two experience environments are as follows. 1. The chest temture when wearing T2Y2 when at rest has shown the lowest(p<.05). In the case of the thigh temperature, when wearing T2Y2 at 27℃, it was lower than wearing other clothing combinations(over p<.05). In the case of the thigh temperature at 27℃, wearing T1Y1 at rest marked the lowest (p<.0l). In the case of the forearm temperature at 30℃, wearing T1Y2 was lower than wearing other clothing combinations(over p<.05). In the case of the thigh temperature, wearing T1Y2 at 'rest' or 'rest after walking' was lower than other clothing combination when the temperature is 30℃ (over p<.05). 2. In the case of the mean skin temperature, wearing T2Y2 with rested, walking, and rested after walking was the lowest, when the environmental temperature was 27℃ (over p<.01). In the case of resting and resting after walking in 30℃, wearing T2Y1 was lower than the mean skin temperature when compared to the other clothing combinations (over p<.01). 3. In the case of the oral temperature, wearing T1Y2 under the 30℃ environmental temperature was lower than wearing other clothing combinations, when rested and rested after walking (over p<.05). 4. In terms of the blood pressure and the pulse, there were virtually no differences between various clothing combinations when rested, walking, and rested after walking. 5. In the case of the inside-clothing temperature, the clothing microclimate temperature at chest was low, when wearing T2Y1 or T2Y2 at 27℃, while rested, walking and rested after walking (over p<.01). The clothing microclimate temperature at back was low, when wearing T2Y1, while rested, walking, rested after walking (over p<.05). The clothing microclimate temperatures at chest and at back were low, when wearing T1Y1 at 3O℃, while rested and rested after walking (over p<.05). The clothing microclimate humidities at chest and at back were low, when wearing T1Y1 and T2Y2 at 27℃ and at rest (p<.001). The clothing microclimate humidity at chest was low, when wearing T2Y1 at 3O℃ while rested and rested after walking (p<.05). The clothing microclimate humidity at back was low, when wearing T2Y1 at 30℃ and at rest (P<.05). 6. In the subjective judgment on warmth, wearing T2Y2 when the environmental temperature is 27℃ and rested was observed to be less warm than wearing other clothing combinations (p<.001). Wearing T2Y2 was less humid than wearing other clothing combinations, when the humidity was 27℃ and while rested (p<.0l). Wearing T2Y2 at rest at 27℃ was more comfortable than other clothing combinations (p<0.01). In terms of the humidity feeling, wearing T1Y2 at 30℃ was less humid than wearing other clothing combinations (over p<.05). It was not uncomfortable to wear T1Y2 and T2Y1, when it is 30℃, and while they rested after walking (p<.05). Based on the above experiment, it was found that when their mean skin temperatures under the experimental circumstances were between 34.51-35.46℃, the subjects did not feel comfortable, and the clothing microclimate was not comfortable, either. In a subjective sense, it was the least hot, least humid and least uncomfortable, when wearing shirts of temperature-adapting material and men's suit of cool wool material at 27℃ of environmental temperature and at rest. It was also found that it was the hottest, the humidest and the most uncomfortable, when wearing shirts and men's suit of general material at 30℃ of the environmental temperature of and while walking. In terms of the skin temperatures, and the mean skin temperature based on the environmental temperature, four clothing combinations showed different outcome. It was also discovered that the skin temperature, the clothing microlimate humidity, and the subjective sense varied according to the combined dress shirts even between the western clothing of the same material. In other words, because the dress shirts were covering the upper and sectional areas, it was believed that the effects on the sectional and upper areas had affected on the subjective sense, the skin temperature and the clothing microclimate humidity. Considering subjective senses, the mean skin temperature and the clothing microclimate, they did not function properly, so they were not pleasant except at 27℃ and at rest, even if they were of cool wool material and clothing of temperature-adapting material. So, even if they wore the clothing combinations of functional material, the degree of comfort changed depending on the exercise type and environmental temperature. In addition, it was believed that it made more sense to design clothes with the focus on the sectional areas rather than on the limbs in terms of the usage of the functional material.

의류소재의 특성과 정보가 인터넷 의류 구매에 미치는 영향

전혜진 연세대학교 대학원 2006 국내석사

국내 인터넷쇼핑몰 이용자의 주요 구매품목 중 의류가 전 전자상거래의 30%이상을 차지할 정도로 인터넷 의류판매가 활성화되고 있다. 기존 상거래의 의류 구매에서 경험하는 입고 만져보는 시착단계가 없어 실제감과 착용감이 배제되기 때문에 의류상품에 대한 신뢰도는 떨어진다. 컴퓨터 스크린은 기존 오프라인 상거래보다 더욱 시각적 감각을 요구하므로 시각적 의존도가 높지만, 보고 만져보아야 느낄 수 있는 촉감각적인 이미지는 인터넷상의 상품정보에서 구현되는 시각적인 이미지로는 얻어질 수 없다. 의류는 정형화된 공산품이 아니기 때문에, 감성이 요구되며 이로 인하여 기존 상거래와 전자상거래 사이에서 국내 소비자들은 제품에 대한 큰 인식의 차이를 느끼고 있다. 따라서, 상품수령 후에나 확인이 가능한 의류소재 특성과 정보가 인터넷 의류구매와의 관계를 규명하는 연구가 필요한 실정이다.본 연구의 목적은 첫째, 인터넷 의류구매에 영향을 주는 의류소재 특성요인을 알아보고 둘째, 복종별로 선호하는 질감에 관한 형용사를 분석하며, 셋째, 복종별 선호 소재와 실제 인터넷 의류 구매소재를 조사하고, 넷째, 인터넷 의류구매에서 소재정보가 구매행동에 미치는 영향을 규명하는 것이다.이를 위하여 인터넷 의류 구매 후 착용경험이 있는 20대, 여성, 대학생 300명을 대상으로 하여 인터넷서베이를 실시하였으며, 가설검증 및 자료분석은 빈도분석, 요인분석, x 검증, F검증, 일원분산분석, Duncan-test, 중다선형 회귀분석, 다차원척도법을 실시하였다.본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.첫째, 의류소재의 구매에 영향을 주는 의류 소재 특성 요인을 분석한 결과, 인터넷 의류소재 구매시 고려하는 의류소재 특성은 관리편의성, 착용성, 소재정보 순으로 나타났으며 인터넷 의류구매위험 요인 중 의류소재 품질관련 구매위험 원인은 정보 및 품질, 착용, 실제감 순으로 나타났으며, 인터넷 의류 구매 후 행동인 반품이유로는 소재차이, 상품외문제, 착용성 순으로 나타났다.둘째, 복종별로 선호하는 소재의 질감을 표현하는 형용사를 분석한 결과, 재킷- 가볍다, 코트 - 따뜻하다, 점퍼 - 가볍다, 니트 - 부드럽다, 티셔츠 - 가볍다,셔츠- 빳빳하다, 블라우스 - 매끄럽다, 팬츠 - 탄력이 있다, 스커트 - 부드럽다,원피스- 유연하다로 나타났으며, 선호하는 질감에 대한 형용사가 복종별로 차이를보였다.셋째, 복종별로 선호하는 소재와 실제로 인터넷에서 구매한 소재의 종류가 천연섬유, 혼방, 합성섬유 중 어느 것인지를 비교・분석하였다. 선호소재와 인터넷 구매소재 모두 천연과 혼방의 비중이 높게 나타났지만, 점퍼의 경우는 혼방을 선호하고, 합성섬유를 구매하는 것으로 나타났으며, 하의복종인 팬츠와 스커트는 선호와 인터넷 구매 모두 혼방의 비중이 높게 나타났다.넷째, 인터넷 의류구매에서 소재정보가 구매행동에 미치는 영향을 조사한 결과, 질감이미지로만 표현된 자극물을 제시하였을 때, 합성섬유 폴리에스테르 100%의 벨벳재킷의 질감평가는 광택이 있다, 부드럽다, 매끄럽다, 따뜻하다, 두껍다로 나타나 실제 상품설명에 사용된 광택이 있다, 기모가 느껴진다, 부드럽다, 촘촘하다, 도톰하다 와 부분적인 일치도를 보였고, 구매자들의 상품평과 비교해 본 결과 조사대상자와 구매자의 질감평가가 상품설명에 사용된 형용사보다 더 일치하는 결과를 보였으며, 질감예측과 선호도 간의 상관관계는 .377로 다소 약한 상관관계가 나타났다. 울 실크 혼방 트렌치코트의 질감평가는 건조하다, 구김이 간다, 뻣뻣하다, 딱딱하다, 사각거린다 순으로 나타났으며, 상품설명에 사용된 광택이 있다, 가볍다, 부드럽다, 매끄럽다, 얇다와 불일치했으며, 구매자의 상품평과 조사대상자의 질감평가가 상이하게 나타나 상품의 질감을 표현하는 이미지로서 제공되는 정보의 한계를 알 수 있었으며, 질감예측과 선호도는 보통의 상관관계가 나타났다. 울 100% 천연섬유 롱코트의 질감평가는 따뜻하다, 두껍다, 무겁다, 폭신하다, 기모가 느껴진다 순으로 나타났으며, 실제 상품설명에 사용된 따뜻하다, 두껍다, 무겁다, 폭신하다, 기모가 느껴진다와 높은 일치도를 보였으며, 질감예측과 선호도가 비교적 높은 상관관계를 보였다.점진적으로 소재제시방법을 추가하여 구매의사 변화를 알아본 결과, 소재제시방법이 부여될 때마다 구매의사가 높아져 소재제시방법의 점진적 부여가 구매의사에 미치는 영향력이 큰 것으로 나타났다. 하지만, 제공되는 상품정보의 양은 어느 수준 이상이 되면 구매에 영향력이 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다.이상의 연구결과로부터 의류소재가 인터넷 의류구매에 미치는 영향을 살펴보았으며, 현재 인터넷 구매시 제공되는 상품정보로는 의류소재의 질감표현에 한계가 있음을 알 수 있었다. 국내 소비자들이 인터넷 의류구매에서 원하는 의류소재정보 수준을 구체화할 필요가 있으며, 의류소재의 질감에 관한 객관적이고 정확한 체계 구축이 요구된다. The number of e-commerce users has been increased steadily and e-commerce is now considered as an economic activity. Among the most frequently purchased products, clothing products account for over 30% of the entire e-commerce. Since the customers cannot try the clothes, they cannot be sure the quality of the clothing through internet purchase. For that reason, the internet shopping malls provide the information of the product using visual image via computer screen but cannot provide tactile sensorial feeling. Therefore, domestic customers really recognize the limitation of internet clothing purchase.The purpose of this study was to analyze the effect of fabric characteristic factors and information to effect on internet clothing purchase, and to analyze adjectives of the preferred texture for various clothing items, and to examine the preferred fiber types and compare actually purchased fiber types for each clothing item, and to investigate the effect of fabric information on internet clothing purchase.The study was conducted by using questionnaire through internet surveys for 300 female university students in their twenties who had experiences of internet clothing purchase. For the data analysis, descriptive statistics(i.e. frequency, percent), factor analysis, -test, ANOVA, Duncan-test, multiple linear regression, and multidimensional scaling were conducted.The results of this study were as follows:First, factor analysis showed that considering fabric characteristics on internet clothing purchase were care convenience, wearability, and fabric information in the order. Risk factors on internet clothing purchase related with fabric quality were information and quality, wear trial, and actuality in the order. The reasons of returned clothing were the difference of fabric, problems besides the product, and wearability in the order.Second, adjectives that represent the preferred fabric texture for each clothing type were jacket-light, coat-warm, knit-soft, t-shirt-light, shirt-stiff, blouse-smooth, pants-elastic, skirt-soft, and onepiece-pliable. This showed adjectives describing the preferred fabric texture are different for different clothing items.Third, this study analyzed the preferred fiber types of clothing items and compared the preferred versus actually purchased fiber contents. Both preferred fabrics and internet purchased fabrics gave a great deal of weight on natural and blends, however, in case of jumper, the subjects preferred blends and purchased synthetics. In case of pants and skirt, both preferred fabrics and purchased fabrics through internet clothing purchase were blends.Fourth, the effect of the fabric information on purchase-decision making for internet clothing was investigated. Showing only fabric texture image, the evaluation of the fabric texture of 100% polyester velvet jacket was lustrous, soft, smooth, warm, and thick while adjectives used in shopping mall were lustrous, fluffy, soft, dense, and rather thick. The result of comparing the evaluation of the stimulus with product evaluation statements from purchasers was that the adjectives selected from questionnaire were better than adjectives in actual product description on shopping mall. The correlation coefficient between the predicting value of the tactile sensation of the textile and the preference was .377. The evaluation of the texture of wool silk blends trench coat was dry, crumpled, stiff, hard, and crispy, while adjectives used in actual product description are lustrous, light, soft, smooth, and thin. The result of comparing the evaluation of the stimulus with product evaluation statements from purchasers was so different that it demonstrated that the image was not enough for the adequate information of the fabric characteristics. The correlation coefficient between the predicting value of the tactile sensation of the fabric and the preference was .507. The evaluation of the texture of 100% wool long coat was warm, heavy, fluffy, hairy, while adjectives used in actual product description were warm, thick, heavy, cushiony, hairy. The correlation coefficient between the predicting value of the tactile sensation of the fabric and the preference was .668.The more the fabric information added, the more internet clothing purchase decision got easier. But if the amount of product information went over a certain level, it didn''t enhance the internet clothing purchase decision.In conclusion, this study examined the effect of fabric characteristics and information on internet clothing purchase and it was found that a limit in the presentation fabric texture of the recent internet clothing product. Therefore, it is necessary for internet shopping malls to specify the level of the fabric product information and it is required to construct the objective and acceptable system on the fabric texture for Korean consumers.

충격 흡수 복합소재 물성에 영향을 미치는 기능성 섬유에 관한 연구

김보한 부산대학교 대학원 2021 국내석사

전기차 시장의 확대로 기존의 금속재 대비 비강도, 비강성이 높은 복합소재 연구 개발 및 적용 사례가 점차 늘어나는 추세이다. 본 연구에서는 자동차 파트 중 충격 흡수 기능을 하는 범퍼에 대한 복합소재 적용을 연구하였다. 기존 범퍼의 경우, 충격 흡수를 하는 Energy absorber(PS foam)부와 구조재 역할을 하는 Back beam(금속재)부가 각기 다른 소재로 구성되어 있다. 금속재의 고중량, 두 소재의 생산 및 체결 공정, 체결 부품에 의한 무게 증가 등의 단점이 있다. 3종류의 다른 소재를 충격 흡수 복합소재 foam 단일 소재로 대체할 경우, 상기의 단점을 보완하여 경량화 및 생산성 향상 등의 이점을 확보할 것으로 기대한다. 복합소재는 섬유와 수지를 혼합한 형태로, 일반적으로 기능성 섬유의 brittle한 성질로 인해 충격에 취약하다는 단점이 있다. 이를 보완하고자 발포제(Expancel)를 filler로 사용하여 내충격성을 향상 시켰다. 발포제가 충격에 의한 파괴 진전을 끊어 내는 역할을 하여 충격 감쇠에 효과적이기 때문이다. 또한 발포제에 의한 경량화 이점을 확보할 수 있다. 섬유와 수지로 구성된 일반 복합소재의 경우 1.3~2.0g/cm3 수준의 밀도를 가지나, 발포제 투입(본 연구 투입비) 시 0.15~0.28g/cm3 수준으로 밀도를 대폭 낮출 수 있다. 발포제로 내충격성 및 경량을 일정 수준 확보할 수 있으나, 기능성 섬유에 따라 물성 변화가 크게 작용하기에 충격 흡수 복합소재에 적합한 기능성 섬유의 선정 및 그 길이에 대한 연구가 매우 중요하다. 먼저, 복합소재의 기능성 섬유로 널리 사용되는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유를 선정 하였으며, 각 섬유별 복합소재 foam을 제조하여 부피 팽창률, 내충격성을 비교 하였다. 또한, 섬유 길이에 의한 영향을 확인하기 위해 3~15mm 절단하여 길이별. 복합소재 foam을 제조하여 내충격성 및 굴곡강도 평가하였다. 상기의 평가 결과를 종합하여 충격 흡수 복합소재用 기능성 섬유의 선정 및 적합한 길이를 확인하고자 하였다.

화훼장식 작품에서의 식물성 소재와 비식물성 소재 이용의 다양성 비교

김수미 영남대학교 환경보건대학원 2009 국내석사

본 연구는 화훼장식 소재 이용의 흐름을 파악하여 금후의 트랜드를 가늠해 봄으로써 화훼장식의 유행을 선도할 목적으로, 최근 10년간의 전시회와 월간지에 실린 2,109작품에 대해 식물성과 비식물성 소재를 구분하여 조사하였다. 각 품목별 상위 10위의 소재를 보면, 절화류는 국화, 안수리움, 맨드라미, 장미, 해바라기, 칼라, 나리속, 용담, 극락조화, 거베라, 절엽류로는 아스파라거스속, 심비디움, 엽란, 필로덴드론 셀로움, 드라세나속, 루모라고사리, 잎새란, 몬스테라, 편백, 아이비, 그리고 절지류로는 버드나무속, 청미래덩굴, 흰말채나무, 삼지닥나무, 노박덩굴, 풍선초, 다래덩굴, 속새, 화살나무, 대나무로 주년생산 되고 새로운 품목이 주류를 이루었다. 식물성 소재 중에는 목재와 짚 등이 부소재로 사용되는 빈도가 높았다. 비식물성 소재 중에는 금속 소재의 사용 빈도가 가장 높았다. 식물성 주소재의 구성비는 60% 이상이었으며, 비식물성 소재의 이용 빈도가 높아지는 경향이었다. 따라서 연중 구입이 가능한 화훼의 신(품)종과 친환경소재를 사용하여 작품의 창의성을 높이고, 보편성이 있는 소재로 소재의 특성이 부각되는 작품을 제작해야만 금후의 트랜드에 부합할 수 있을 것으로 생각된다. The aim of this study was to apprehend the fashion tendency of materials in floral design and to lead the future's trend through investigating the frequency of use in plant and non-plant materials based on 2,109 pieces of works published during recent decade. Ranking of top ten in plant materials was Dendranthema grandiflorum, Anthurium andreanum, Celosia cristata, Rosa hybrida, Helianthus annuus, Zantedeschia aethiopica, Lilium, Gentiana scabra, Strelitzia reginae, and Gebera jamesonii in cut flowers, Asparagus densiflorus, Cymbidium hybrida, Aspidistra elatior, Philodendron selloum, Dracaena, Rumohra adianriformis, Phormium tenax, Monstera deliciosa, Chamaecyparis obtusa, and Hedera helix in cut foliages, and Salix, Smilelax china, Cornus alba, Edgeworthia papyrifera, Celastrus orbiculatus, Cardiospermum halicacabum, Actinidia arguta, Equisetum hyemale, Euonymus alatus and Phyllostachys bambusoides in cut branches, which were mainly produced all the year round and new species. Timber and straw were used most frequently as subplant materials. Metal was the non-plant material used most frequently in floral design. Component ratio of plant materials was over 60%, but using frequency of non-plant material tended to be increased. Therefore, there is a need for the use of new species purchasable through the year, environment-friendly material related to creativity, and universal materials for emphasis on that of original characteristics in works, and it will correspond with futuristic trend.

바이오소재 적용을 위한 셀룰로오스-키토산-실크피브로인 복합소재 모델링 연구

양지욱 동국대학교 2020 국내박사

본 연구에서는 60% LiBr 수용액을 용제로 이용하여 셀룰로오스, 키토산, 실크피브로인(SF)을 다양한 비율로 혼합하여 하이드로겔 형태와 필름 형태의 CCS 복합소재를 제조하고 소재의 물리화학적 특성 분석을 통해 복합소재의 이용성과 LiBr 수용액의 블렌딩 용제로서의 활용 가능성을 확인하고자 하였다. LiBr 수용액에 의한 세 고분자들의 용해 재생 과정에서 결정구조가 변화되었고 그 과정에서 수소결합이 형성되었다. SF의 경우 빠른 재생 시간에 의해 silk II 구조가 잘 발달되지 못했다. CCS 하이드로겔은 흰색에서 키토산과 SF의 함량이 증가함에 따라 적색과 황색의 색상이 점점 짙어졌다. 겔의 내부구조는 다공성 네트워크 구조를 이루고 있으며 키토산과 SF의 함량이 증가할수록 내부구조가 점점 굵어지고 복잡해졌다. 압축강도 결과에서 CCS1003 조건을 제외하고 모든 조건에서 겔의 구조적 강도에 중요한 요소인 셀룰로오스가 키토산과 SF의 혼합에 따라 상대적 농도가 낮아져 기계적 특성이 약화되었으며, SF의 silk II 구조가 발달하지 못한 것도 강도 하락의 원인이 되었다. 하이드로겔의 함수율은 키토산의 함량이 증가함에 증가하였고, 물과 생리용액에 대한 팽윤 특성은 키토산 증가에 따라 낮아졌고, SF가 팽윤 특성을 일부 개선시켰다. CCS 필름은 모든 조건에서 투명했으며, 키토산과 SF 함량 증가에 따라 적색과 황색의 색상이 점점 짙어졌다. 필름의 단면은 모두 거친 형태가 관찰되었으나 함량비에 따른 차이는 나타나지 않았다. CCS 필름의 기계적 특성에서, 건조필름의 인장강도는 세 고분자들 간의 물리적 엉킴과 고분자 계면 간의 수소결합에 의해 증가하였고 신장률은 키토산 함량 증가에 따라 감소하였다. 습윤필름은 셀룰로오스의 농도가 감소함에 따라 기계적 특성이 감소하였고, 습윤상태에서 고탄성을 가지는 SF의 특성에 의해 필름의 강도가 개선되었다. 팽윤 특성은 키토산 함량 증가에 따라 다소 감소되었고 SF 혼합비에 의한 변화는 크게 나타나지 않았다. 따라서, LiBr 수용액을 용제로 사용하여 셀룰로오스, 키토산, SF을혼합하여 필름과 하이드로겔 형태로 제조한 복합소재는 키토산과 SF에의한 향상된 물리화학적 특성을 확인하였다 또한 미용, 식품, 포장, 바이오소재 등의 다양한 산업에서의 응용을 위한 기초 데이터로 활용되며, LiBr 수용액 시스템을 이용한 고분자 블렌딩 용제로의 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.

결정구조에 따른 실리콘 음극의 전기화학적 특성 연구 : Study on the Electrochemical Characteristics of Silicon Anodes Depending on Crystal Structure

양민지 동신대학교 일반대학원 2023 국내석사

In today's world, the need for and dependency on alternative energy sources are increasing due to serious environmental pollution. Currently, major energy sources such as nuclear power, petroleum, and coal have disadvantages such as resource limitations, environmental pollution issues, and difficulties in miniaturization. Moreover, due to related regulations and policies, there is a growing trend towards producing renewable energy sources such as solar power, solar thermal, wind power, and hydropower. However, existing renewable energy sources face challenges in terms of geographical, temporal, and environmental limitations, highlighting the increasing need for high-energy-density Energy Storage Systems (ESS). Since Sony commercialized the world's first lithium-ion secondary battery in 1991, there has been a rapid increase in interest and demand for lithium-ion batteries due to the expansion of the electric vehicle and mobility market. Among the existing secondary batteries, lithium-ion batteries continue to receive significant research attention due to their high energy density and portability as energy storage devices. Lithium-ion batteries consist of four key components: the cathode, anode, electrolyte, and separator, and the development of cathode and anode materials is essential for achieving high-capacity/high-density lithium-ion batteries. In particular, the anode must be improved to enhance charging speed and energy density. Initially, lithium metal (Li-metal) was primarily used as the anode material. However, lithium metal tends to dissolve or decompose through lithium metal ionization during repetitive charging and discharging processes, leading to the formation of Li-dendrites. This compromises the safety and lifespan characteristics of the battery. To overcome these issues, commercialized lithium-ion secondary batteries currently use graphite as the anode material. Graphite as an anode material possesses a stable layered structure, facilitating the insertion and extraction of lithium ions. It offers advantages in terms of safety and lifespan compared to using lithium metal. However, its theoretical capacity is limited to 370 mAh/g, which restricts its use as a high-capacity anode material for lithium-ion secondary batteries. Currently, various research efforts are underway to develop alternative anode materials to replace graphite, with silicon receiving significant attention. During the charging and discharging process with lithium, graphite undergoes intercalation and deintercalation, forming the LiC6 reaction during full charging. On the other hand, silicon goes through alloying and dealloying processes, theoretically achieving the Li4.4Si state upon full charging. Silicon exhibits a much higher theoretical capacity of 4,000 mAh/g, approximately 10 times higher than carbon. Due to its advantageous characteristics for high-capacity batteries, the use of silicon is essential. However, silicon suffers from a major drawback: a volumetric expansion of up to 400% during the alloying process. To overcome this limitation, extensive research has been conducted on nano-sized silicon and additives/binders. However, controlling the volume expansion of silicon materials remains a challenge. Various types of materials, such as Si alloy, SiOx, and SiC, have been developed to mitigate the volume expansion of silicon. However, there is still a lack of clear understanding regarding the structural changes in silicon-based materials. Therefore, the purpose of this paper is to gain insights into the structural changes occurring during the alloying process of silicon and the resulting phenomena. Specifically, the study aims to understand the electrochemical characteristics of crystalline and amorphous silicon used in lithium-ion secondary batteries, as well as the crystalline differences observed during charging and discharging. X-ray diffraction (XRD) and the resulting electrochemical characteristic changes were observed. 오늘날 심각한 환경오염으로 인하여 대체 에너지 자원에 대한 필요성과 의존성이 높아지고 있다. 현재 원자력 발전, 석유, 석탄 등의 주요 에너지원들은 자원의 한계성, 환경오염 문제 그리고 소형화의 어려움 등의 단점들을 가지고 있을 뿐만 아니라, 관련된 규제와 정책으로 인하여 태양광, 태양열, 풍력, 수력 등의 신재생 에너지원으로 대체 하고자 한다. 그러나 현존하는 신재생에너지원들은 지역적, 시간적, 환경적 문제로 인하여 에너지밀도가 높은 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)에 대한 필요성이 증가하고 있다. 1991년에 Sony가 세계 최초로 리튬이온 이차전지를 상품화한 이후, 전기 자동차 및 모빌리티 시장의 확대에 따라 리튬이온 이차전지에 대한 관심과 수요는 급격히 증가하였다. 현존하는 이차전지 중에 리튬이온 이차전지는 에너지저장장치로서 높은 에너지밀도와 휴대성으로 인하여 현재까지 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 리튬이온 이차전지는 4대 구성 요소인 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되어 있으며, 고용량/고밀도 리튬이온 이차전지를 구현하기 위해서 양극과 음극 소재에 대한 개발이 필수적이다. 특히 음극소재는 충전 속도와 에너지밀도 향상을 위하여 반드시 개선되어야 한다. 음극소재는 초기에 리튬 금속(Li-metal)이 주로 사용되었으나, 리튬 금속은 반복적인 충전 및 방전 과정에서 리튬 금속 이온화에 의해 용해되거나 분해되어 Li-dendrite를 형성하게 되어 전지의 안전성 및 수명 특성을 저하시킨다. 이런 문제를 극복하기 위해, 현재 상용화된 리튬이온 이차전지에서는 음극 소재로 흑연이 사용되고 있다. 흑연 소재는 안정적인 층상구조를 가지고 있어 리튬 이온의 삽입과 탈리가 용이하며, 리튬 금속을 사용했을 때보다 안전성과 수명 부분에 장점이 존재하지만, 이론용량이 370 mAh/g으로 한계가 있어 고용량 리튬이온 이차전지 음극 소재로서의 사용은 제한적이다. 현재 흑연을 대체하기 위한 다양한 음극 소재 개발 연구가 진행되었으며, 그중에서도 실리콘 소재는 많은 주목을 받고 있다. 흑연는 리튬과의 충전과 방전 과정에서 intercalation/deintercalation 과정을 거치며 완전 충전 시에는 LiC6 반응식을 가지게 되지만, 실리콘은 alloying/dealloying 과정을 거쳐 완전 충전 시에는 이론적으로 Li4.4Si 상태가 되어, 탄소에 비해 약 10배 더 높은 이론 용량인 3,800 mAh/g을 나타낸다. 이런 특성 때문에 고용량 리튬이온 이차전지 제작에 있어서 실리콘의 사용은 필수적이지만, 실리콘은 합금화 과정에서 부피팽창이 400% 발생하는 단점이 있다. 이러한 실리콘의 단점을 극복하기 위해 나노 사이즈의 실리콘 연구와 바인더나 첨가제를 이용한 부피팽창 제어 관련 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 실리콘 소재 자체의 부피팽창을 억제하는 데에는 아직도 문제가 존재한다. 또한 실리콘 소재의 부피 팽창을 제어하기 위해 Si alloy, SiOx, SiC 등 다양한 유형의 소재들이 개발되었지만, 여전히 실리콘 기반 재료의 구조변화에 대한 명확한 이해는 부족한 실정이다. 그러므로, 본 논문에서는 실리콘의 합금화 과정에서 발생하는 구조변화에 대한 이해와 그로 인해 발생하는 현상을 이해하려는 목적을 가지고 있다. 특히 리튬이온 이차전지에 사용되는 결정질 실리콘과 비정질 실리콘의 전기화학적 특성과 충전 및 방전 시 발생하는 결정학적 차이를 이해하고자 한다. 이때 발생 되는 구조적 변화가 음극의 부피팽창에 기인하는 원인을 X선 회절분석(X-Ray Diffraction, XRD) 법을 사용하여 분석하였으며, 이로 인한 전기화학적 특성 변화를 관찰하였다.

투명소재의 중첩을 이용한 인테리어 텍스타일 소품 디자인

김효정 이화여자대학교 디자인대학원 2002 국내석사

소비자들은 생활 수준의 향상과 다양한 정보를 손쉽게 접할 수 있는 환경의 변화로 새롭고 다양한 디자인에 대한 욕구가 점차 커져가고 있다. 특히 산업 사회의 발달로 실내 활동의 영역이 증가된 현대인들에게 실내공간에 대한 관심은 휴식공간으로의 기능적인 필요와 함께 정서적인 안정과 만족감을 얻기 위한 공간으로서의 욕구가 커지고 있다. 섬유는 인류의 역사와 함께 하면서 그 특유의 유연성과 정서적 안정감으로 인하여 인간과 가장 친밀한 소재로 자리 잡아왔다. 차가울 수 있는 건축공간을 채워 휴식공간으로의 기능성을 충족시켜주며 심리미적인 역할도 크다. 기술의 발전으로 인하여 섬유소재는 진화를 거듭해 왔고 기술적인 발전의 요구와 함께 미적인 욕구 충족의 목소리 또한 커져가고 있다. 소비자의 다양한 개성표현의 욕구의 만족을 위해 재질감이 디자인의 중요한 요소로 부각되는 디자인 흐름을 반영하여 투명성을 특징으로 하는 인테리어 텍스타일 소재의 디자인을 개발하고자 한다. 디자인은 그 시대적 정신에 바탕을 둔 예술로부터 영향을 받았으며 디자인과 예술은 항상 서로의 분야에 영향을 미쳐왔다. 그러므로 투명성을 특징으로 하는 인테리어 텍스타일 디자인의 제품 개발을 위하여 첫째, 섬유예술의 발전과 그에 따른 점유소재의 사용에 대해 이론적인 연구를 살펴보았으며 이것을 토 대로 하여 소재의 신경향과 인테리어 소품디자인을 위한 인테리어의 최근경향을 분석하였다. 둘째, 소재의 특성을 중심으로 투명성과 중첩에 의한 색채표현을 연구하여 디자인하였다. 이론적 연구를 바탕으로 노방과 폴리우레탄 필름이라는 상반된 느낌의 두 가지 소재를 선택, 전통적인 분위기의 공간과 미래적인 분위기의 공간에 어울리는 연출이 가능하게 구성하여 작품제작을 하였다. 이론적 연구를 통하여 첫째, 섬유소재의 3D 경향이라는 커다란 흐름을 찾을 수 있었다. 이것은 평면에서 출발하여 공간으로 확장된 섬유예술의 흐름과도 맥을 같이하며 다양한 표면처리를 통해 3차원적인 효과를 낸 최근의 소재들의 분석에 의한 결과이기도 하다. 두 번째, 투명 소재의 중첩에 대한 연구로 투명 소재의 현대적인 디자인 요소로서의 가능성을 보았으며 중첩에 의한 색채혼합의 연구로 공간감이 느껴지는 텍스타일 디자인을 위한 적절한 방법임을 알 수 있었다. 작품제작에 들어가서 노방을 사용한 작품을 통하여 중첩에 의한 색채혼합의 새로운 방법적 가능성을 보았고 폴리우레탄 필름을 사용하여 소재특성을 살린 에어 쿠션이라는 새로운 소품의 상품 개발 가능성을 시사하였다. 디자인의 정체성은 우리 자신의 정체성이며 우리가 살아온 문화의 정체성을 의미한다. 수준 높은 디자인은 수준 높은 문화의 바탕에서 우러나오는 것이다. 우리는 근대이후 산업발전이라는 목적아래 서구의 문화를 무조건적으로 받아들임으로서 근대사회 이전의 수준 높은 문화와의 단절을 초래하였다. 서구의 디자인을 따라가는 것만으로는 그것과 같은 수준의 디자인을 창조해낼 수 없는 것이다. 서구의 모방이 아니라 우리 안에 내재되어 있는 우리의 문화를 발견하고 그것을 바탕으로 한 디자인의 개발은 21세기 한국의 디자이너들의 몫이다. The rise of living standard, as well as the changes that have made information of all kinds broadly and readily available, have created constantly growing demand for new and diverse designs. In particular such demand with respect to interior design has been transformed into great interests for creating interior space that can provide not only functional but also emotionally relaxing and satisfying place for rest for modem people, who spend much of their time indoors as result of social development. Textile, because of its flexibility and ability to induce sense of security, has been the most familiar material to man throughout history. Being applied in architectural environment, potentially austere, it enhances the functionality of the space as a place of relaxation and at the same time yields aesthetic satisfaction. Textile material has evolved over and over again with technological progress, and desire for the aesthetic satisfaction and technological innovations has been increasing. As an attempt to meet such various demands by textile consumers, this study develops a textile design for interior applications by using materials with transparent characteristics. Design is affected by art, which is based on the spirit of its time, and design and art have always influenced each other. For the design and development of textile for interior design with the application of transparent materials, therefore, first of all the progress of textile art and the consequent effects on the use of textile materials were investigated. Based on the investigation, recent trends in interior design in terms of material selection and small piece designs were analyzed. Secondly, centered around material characteristics, color expression through the utilization of transparency and multi-layering was studied and designed. With the theoretical study as background, organza and polyurethane, materials of contrasting effects, were selected and employed to fabricate works that would enable the production of both traditional and futuristic atmospheres. Through the theoretical investigation, firstly, an overwhelming trend toward three-dimensional design for current textile materials was discovered. This is in correlation with the trend in textile art, whose original concept had been two-dimensional but has expanded to become three-dimensional. The same observation was made through the analysis of recently developed materials of three-dimensional looks, created by various surface treatments. Secondly, it was discovered through the study on multi-layering of transparent materials that such technique was appropriate for expressing textile designs with three-dimensional effect. In the fabrication of works, possibility for a new method of mixing colors by multi-layering materials was shown. With the employment of polyurethane and its unique characteristics, potential for development of a new type of interior piece, named Air-Cushion, was also suggested. The identity of design translates into the identity of ourselves and of our culture. A sophisticated design is rooted in a sophisticated culture as its background. During modern times, in the process of industrialization, the implicit accommodation of the Western culture has brought on the breakaway of our society from the sophisticated culture of the past. Following the Western design only cannot create another one with an equal level of sophistication. It is the task left for Korean designers of the twenty-first century to develop designs based not on an imitation of the West but on our own culture indwelling in ourselves.