중등 예비교사의 수업전문성 발달을 위한 교육과정 개발 연구

김동진 전북대학교 대학원 2009 국내박사

해수담수화 공정에서 역삼투막 오염에 대한 물리/화학적 세정 효율 연구

김동진 순천대학교 대학원 2018 국내석사

최근에 가뭄으로 인한 물 부족 관련하여 이슈가 되고 있으며, 해수담수화는 지구상에 풍부하게 존재하는 해수로부터 염분 등을 제거하여 담수를 얻는 기술이다. 최근 급속한 RO막 여과공정의 도입 속에서 막 여과 공정에서 막 오염(Fouling)의 발생은 필수불가결한 현상이기 때문에 대상 원수나 막 오염원에 따른 적절한 세정방법의 선택이 중요하다. 역삼투막 운영에서 있어서 유기물 오염에 대한 문제들을 해결하기 위해 많은 연구를 하고 있다. 현재 가성소다(NaOH)를 사용하여 유기물 오염 제거를 하고 있다. 본 연구는 지속적인 막오염 증가 문제를 해결하기 위한 물리/화학적 세정 기법으로서 기존에 사용하던 가성소다와 Micro-bubble를 이용하여 유기물 오염 제거 실험을 수행되었다. 멤브레인 강제 오염을 위해 Humic acid sodium, Bovine serum albumin, Sodium alginate 약품을 사용하여 유기물 오염을 시켰다. 유기물 오염에 따른 유량, Flux, 염제거율을 관찰하였고, 가성소다와 Micro-bubble를 이용한 유기물 오염 제거 실험은 가성소다로만 사용했을 때보다 향상 된 것을 관찰했다.

현실적인 지표 가열을 포함한 빌딩 규모 기상 모델링 체계 개발

김동진 공주대학교 대학원 2019 국내석사

도심 지역의 미규모 기상 환경은 대기 오염, 열 쾌적성 등을 결정짓는 중요한 요소로, 도시민의 생활에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구는 실제 도심 지역의 기상 환경의 예측할 수 있는 미규모 모델링 체계를 개발하고, 이를 이용하여 실제 도심 지역의 보행자 높이 바람과 열 환경을 평가하고자 하였다. 실제 도심 기상 환경을 모의하기 위해 현실적인 비균질 지표면 온도를 모의하는 도시 지표 에너지 수지 모형을 전산 유체 역학 모형 (CFD)과 결합하였다. 도시 지표 에너지 수지 모형은 도시 협곡의 직달/산란 일사 분배 과정, 모닌-오브코프 상사 이론 (Monin-Obukhov similarity theory) 기반의 현열 교환 과정, 도심 지표면의 열 전도 과정을 모수화하여 실제 도심 지역의 지표면 온도를 계산한다. CFD 모형은 부시네스크 근사된 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식을 기반으로 비정역학 (nonhydrostatic), 비압축 (incompressible) 유체를 가정하며, 난류 종결 모형은 표준 k-ε 모형을 사용한다. 모형의 예단 변수는 아라카와 C 격자계 (Arakawa-C grid system)에서 유한 체적법 (finite volume method)으로 이산화되며, 이산화 과정에서 요구되는 내삽 과정은 멱 법칙 방안 (power-law scheme)을 통해 계산된다. 일 방향 결합 방법 (one-way coupling)으로 두 모형을 결합하였으며, 기상청의 현업 국지예보모델 (LDAPS)에서 예측된 바람과 기온의 연직 분포를 초기/경계 조건으로 사용할 수 있도록 개발하였다. 이상적 도시 구조에 대해 얻어진 풍동 실험 자료와 실제 도심 지역에서 열화상 카메라로 측정된 지표면 온도 자료를 이용하여 CFD 모형과 도시 지표 에너지 수지 모형의 검증을 수행하였다. 실제 도심에서 가열 조건에 따른 열 효과를 평가하기 위해 중립, 균질 가열, 비균질 가열 조건의 수치 실험을 수행하였다. 실제 도심 지역은 다양한 높이의 건물들이 혼재되어 있는 광화문 지역을 대상으로 하였으며, 대상 영역에 약한 동풍이 지속되었던 2015년 9월 7일에 대해 수치 적분을 수행하였다. CFD 모형은 이상적 도시 구조의 풍동 실험에서 측정된 협곡의 흐름 특성과 기온의 공간 분포 특성을 잘 표현하며, 도시 지표 에너지 수지 모형은 건물과 도로면의 지표면 온도의 공간 분포를 현실적인 모의하였다. 지면 가열 효과는 보행자 높이의 풍속비 증가와 풍향 변화로 나타났으며, 이는 지표 기온의 일변화가 크게 나타날 수 있는 넓은 도로에서 더욱 명확하게 나타났다. 모의 영역 내에서 보행자 높이의 풍속비와 기온의 통계 분포는 균질 가열 조건과 비균질 가열 조건에서 유사하게 나타났으나 이들 기상 요소들의 공간 분포는 뚜렷한 차이를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 빌딩 규모 기상 미규모 모델링 체계는 도심 지표의 비균질 열 강제력을 현실적으로 반영할 수 있어 실제 도심 지역의 바람과 열 환경의 현실적 예측을 위한 유용한 도구로 활용될 수 있을 것이다. Microscale meteorological environments in an urban area is important in determining air pollution level and thermal comfort, which consequently affects life style of residents in the city. The purpose of this study is to develop building-scale meteorological modeling system for prediction of the microscale meteological environments and to evaluate pedestrian-level wind and thermal environments in a real urban area. In order to simulate meteorological environments in real urban areas, we developed a computational fluid dynamics (CFD) model and implemented an urban surface energy balance model into the model. The urban surface energy balance model is capable of calculating surface temperatures for real urban areas by parametrizing direct/diffuse shortwave radiative transfer processes within an urban canyon, turbulent sensible heat exchange processes based on the Monin-Obukhov similarity theory, and thermal conduction processes of the urban sub-surfaces. The CFD model is based on the RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) equation assuming a non-hydrostatic and incompressible fluid. The standard k-ε model is used for turbulence simulation. The prognostic variables are discretized by finite volume method on the Arakawa-C grid system, and the interpolation process required in the discretization is calculated by the power-law scheme. The two models were combined using one-way coupling approach, which is forced by wind and temperature predicted by the LDAPS/KMA (Local Data Assimilation and Prediction System/Korea Meteorological Administration). The CFD model and urban energy balance model were validated using wind-tunnel wind and temperature measurement and surface temperature measurement from a thermal imagery camera. In order to evaluate meteorological effect of realistic thermal forcing in the real urban area, simulations were conducted by no heating (neutral), homogeneous heating, and heterogeneous heating conditions. The study area is around Gwanghwamun represented by a high-density residential and commercial area, and numerical simulations were conducted for a day on 7 September 2015, characterized by a weak northeasterly wind throughout the day. The CFD well simulated canyon flow and temperature characteristics measured from wind-tunnel experiments and the urban surface energy balance model realistically simulated the spatial distribution of surface temperatures around buildings and roads in the urban area. The surface heating increased pedestrian-level velocity ratio and changed wind directions more apperently on the wide roads where the surface temperature can be changed significantly. The statistical distributions in pedestrian-level wind speed and temperature were similar between the simulations with homogeneous heating and heterogeneous heating condition. However, the simulated meteorology can differ at different locations in the urban area. The results imply that heterogeneous surface heating is important in simulating microscale meteorological conditions in real urban areas. The building-scale meteorological modeling system developed in this study can be a useful tool for prediction of wind and thermal environments in real urban areas.

濟州道 ‘新舊間’ 移徙風俗의 住居文化 形成

김동진 강원대학교 2009 국내박사

본 연구는 특정지역의 이사풍속이 계속적ㆍ주기적ㆍ순환적으로 행해져 왔다는 점에 착안하여 신구간 이사풍속이 제주사람들에게 어떻게 인식되고 있으며, 그러한 인식이 주거문화 형성에 어떠한 영향을 미쳤는지를 행태적 입장에서 검증하고자 한 것이다. 즉, 제주도의 ‘신구간 이사풍속’이 기존의 공간이동패턴과 전혀 다른 양상을 보이는 점과 오늘날에도 여전히 제주사람들의 이사풍속으로 남아 있다는 점에 착안한 것이다. 현재, 신구간 이사풍속이 과거에 비하여 약화되었지만, 아직도 제주사회에서는 신구간 시기에 주택가격이나 임대료의 변동 폭이 크며, 신구간을 기준으로 주택임대차회계정리를 하는 사례가 많아 ‘1년 죽는세’ 관행이 지속되고 있으며, 주택의 준공시기도 신구간을 기준으로 하고 있다. 제주에는 이러한 사회현상이 오래전부터 전래되고 있어 이것이 주거문화 형성에 어떻게 영향을 미치는지 밝히고자 한 것이다. 연구의 내용을 요약하면 아래와 같다. 첫째, 전통적 신구간은 이사철로 규범화되어 있다. 이런 관념화된 규범성은 주거문화의 융합과 토착화 과정을 통해 형성된 것으로 볼 수 있다. 주거문화의 토착화 과정은 전통의 신구간 관념이 변용되어 이사 관행으로 정착되어 관념적으로 수용되었다는 뜻으로 해석해야 한다. 신구간의 외형은 그대로 있지만 내면은 다르게 점차 변화되고 있다고 본다. 둘째, 신구간 내(內)에 이사행태 등 규범성은 점차 약화되고 있다. 본래의 신구간은??이사, 이장, 집수리 등을 하는 금기의 해제기간??이었다. 현대의 신구간은 ‘이사기간’으로 인식하고 있다. 이러한 규범의 변화는 개개인의 행동이 사회적으로 표출되고 공명하여 주거문화 형성에 기여한 것으로 본다. 제주도 사람들이 습속화 시킨 신구간 이사철은 조상전래의 것으로, 주거문화 요소의 하나인 전승성을 띄는 것으로 볼 수 있다. 셋째, 문화적 융합성은 해당지역에서 실질적 효과가 발휘될 때 생명력이 강하다. 신구간 주거문화는 규범성과 전승성을 띄며 완만성을 띄고 있다. 과거에는 ‘민속신앙=세관교승=신구간’의 과정으로 외래문화의 제주토착화라는 문화적 융합성이 있다. 현재는 ‘신구간=이사시기=주거안정의 융합(내면적 사용과 외면적 소유)’의 과정으로 신구간 이사풍속이 내적 문화의 융합성이 있다. 그러므로 외형상은 전통적 신구간이 현대적 신구간 - ‘전통’이 ‘세속’ - 을 지배하는 형태로 제주도사회에 습속화 되어 주거문화의 형성에 기여한 것으로 판단된다. 넷째, 제주사람들은 신구간을 정신적 가치로 인식하고 조상 전래의 문화유산이라 여기고 있다. 신구간에 이사를 하면 동티가 안 나고, 부끄러운 풍속이 아닌 제주사람들만이 가진 독특한 풍속으로 이해하고, 유지하려는 사고를 갖고 있다. 다섯째, 신구간은 정신가치가 있는 주거문화로 보존 가치가 있음을 확인하였다. 제주사람들은 신구간의 보존과 발전 가능성을 믿고 있다. 특히 제주도민들은 ‘신구간을 축제화’하는 것도 긍정적으로 인식하는 것으로 나타났다. 여섯째, ‘신구간 주거문화의 형성적 틀’은 규범성ㆍ풍토성ㆍ융합성ㆍ전승성ㆍ시대성ㆍ완만성으로 밝혀졌다. 이러한 6가지 요인이 상호간에 유기적으로 관련을 맺고 제주사람들에게 습속화된 이사풍속으로 주거의 이동, 주거의 생활방식 등을 설명할 수 있는 주요변수임을 확인하였다. ??인간은 지역의 환경에 적응하기 위하여 이사(移徙)행위를 일정시기를 기준으로 할 수 있다.??제주도 신구간 이사풍속은 제주지역 내에 독특한 주거문화를 형성하였으며, 이것은 부동산활동의 사회ㆍ문화적 한 현상이라 볼 수 있는 것이다. Drawing attention to the continuous, periodic and cyclical moving custom of a certain area, this study verifies how the Singugan(新舊間) custom is regarded among the Jeju people, and how the cognizance effect forms the residential culture from the view of behavioral science. The Singugan moving custom on Jeju Island displays completely different patterns from the other moving behaviors, and remains a part of the unique customs of Jeju Island. ‘Singugan’ means a specified and implicitly agreed to moving period of eight days between the fifth day after Daehan (大寒, the last of the 24 seasonal divisions according to the lunar calendar that falls on/about the 21st of January), and two days before Ipchun (立春, the first of the 24 seasonal divisions according to the lunar calendar that falls on/about the 4th of February). It is a tradition of the residential moving patterns observed on Jeju Island. Presently, the Singugan moving custom has somewhat faded; however, house and rent prices continue to rise during this period. Often, the Singugan period is used as a reference point for rent accounts, and a ‘one year advance payment’(죽는 세) is widely adopted, in addition to the reflection of the due date for completion of housing construction. It is also observed that moving in a Non-Singugan period is increasing this study aims to prove that the Singugan moving custom has a relationship with the formation of residential culture. The following examples summarize this study: Firstly, the traditional Singugan is regulated as a moving period. It can be said that this kind of stereotyped feature was developed during the process of amalgamation and aboriginality of residential culture. The aboriginality process is a transformed version of the traditional Singugan period, adapting the moving custom theoretically. Hence, it can be said that the ‘outer structure’ of the Singugan is still the same, but the ‘inner structure’ has been transformed. Secondly, the regulation feature of Singugan’s internal structure has gradually weakened. The original Singugan was known as ‘a period of turning over from the passive life to the active life’. However, the present Singugan is regarded as ‘a period of passive life among the active lives’. The behavior of individual which the passiveness in the activeness make regulation socially adopted and contributed to form the residential culture. The Singugan moving custom remains as an inheritance. Thirdly, cultural amalgamation can have a strong influence when practiced. The Singugan residential culture has features of regulation and inheritance, and was transformed in slow moving. In the past, there was a cultural amalgamation as the process of "the ethnic belief = Segwangyoseung(歲官交承, a period of changing shift of gods) = the Singugugan". Presently, there is a cultural amalgamation of Singugan as the progress of "the Singugan = moving period = merger of residential settlement (inner use and outer possession)." Therefore, at the outside the traditional Singugan dominates the present Singugan. In other words, the Singugan became part of the society of Jeju and contributed to forming the residential culture by way of the traditions that dominate the present. Fourthly, the Jeju people regard the Singugan as a spiritual value and a traditional cultural heritage. They believe that moving during Singugan is an honorable process that protects them from bad luck. It is widely regarded by the people of Jeju Island that this unique custom should be upheld and continued. Fifthly, it is certain that the Singugan is a spiritually valuable residential culture worthy of preserving. The people of Jeju Island believe in the preservation and development of the Singugan and its festival. Sixthly, the Singugan residential culture’s formation frame includes the factors of regulation, aboriginality, amalgamation, inheritance, period, and slow moving. These six factors are mixed and interrelated in this custom, which greatly affects the residential moving and residential lifestyle. Finally, ‘A human express the intention of moving behavior by the basis of certain period to act to fit the area’s atmosphere’ is the influence of the Singugan moving custom on the formation of the unique residential culture in the Jeju area, and a socitionnd cultural pattern of human activities regarding real estate.

南北戰爭 이후의 미국 스포츠 사회사

김동진 慶尙大學校 敎育大學院 2004 국내석사

The 1840s was a turning point for American sports in which various types of Organized sports appeared. After the Civil war, sports rapidly diffused into society and after the First World War, sports became the sports that we know of nowadays. This thesis is a study of the development of American sports in relation to the social background in which these sports developed. The findings are as follows; Firstly, before the Civil war, Sports culture of the USA had its foundations in Europe, for example Ireland, Great Britain and Germany. However, after the Civil war, factors such as industrialization, the development of transportation and urban growth became the ground work for the development of organized sports in America. Secondly, after the Civil war, the peasant sports culture from the Frontier Age became less common. More organized sports and that of the upper class became popular. The main sports from the Frontier Ages were; horse riding, hunting, fishing or animal sports involving dogs or horses and rodeos. However with rapid urban development an elite culture began. Thirdly, American sports culture developed around nationalism, more specifically the ideology of Americanism. Thus various sports clubs were established. The most important of these clubs was the New York Athletic Club and they played a pivotal role in the growth of American Sports Culture. Eventually, clubs similar to the NYAC united under one banner to form a unified rule, nationwide. Fourthly, after Civil War Baseball and American football became symbols of American sports-namely national sports. American created a sport out of the British rounders game- Baseball. Similarly American Universities created American football by integrating principles of Rugby and football. Finally, from the early 1990s, the popularization of sports intensified. The sports culture that once evolved around upper classes in Athletic clubs and country clubs integrated itself into the middle classes. The influence of American tycoons in the Sports culture also resulted in the popularization of sports and Baseball became a national sports.

현대회화에 나타난 만화적 표현(Cartooning)에 관한 연구

김동진 공주대학교 대학원 2005 국내석사

Continuous Synthesis and Evaluation of High-Quality Graphene Films for Multi-Stacked Membrane Applications

김동진 서울대학교 대학원 2020 국내박사

After British scientists successfully exfoliated the graphene of sub micrometers size from graphite, graphene has attracted constant attention from scientists for over a decade because of its unique properties. In the beginning, primary studies related to the basic properties of graphene were mainly conducted. Still, in recent years, studies have been conducted to apply the excellent mechanical and physical properties of graphene to bulletproof clothing, flexibles, and semiconductors fields. In line with these demands, this thesis seeks to discuss the method of mass production, as well as the improvement of its properties, and the application. Chapter 1 is a general overview of graphene and provides a brief introduction to the atomic structure and electrical properties, mechanical properties, and optical properties of graphene. Chapter 2 discusses the real-time assessment-tool for graphene on Cu foil using confocal laser scanning microscopy. In order to commercialize the chemical vapor deposition (CVD) graphene, it is essential to develop a method to screen out unsatisfactory graphene films as early and efficiently as possible. However, previously proposed methods based on Raman spectroscopy or optical imaging after chemical etching were unable to provide non-invasive and fast analysis of large-area graphene films as grown on Cu foil substrates. Here, we report that the reflection mode of confocal laser scanning microscopy (CLSM) provides a high- contrast image of graphene on Cu, enabling the real-time evaluation on the coverage and quality of graphene. We are sure that the suggested method would make a broad and strong impact on the graphene production technology, which expediate the realization of the mass-production of CVD graphene. Chapter 3 introduces the change in the mechanical properties of metals by transferring and synthesis of graphene. It is known that the mechanical properties of various materials change depending on the interfacial structure of the layered compound, but there is insufficient research related to graphene/metal layered compounds. We analyzed the mechanical strength of metals generated through graphene transfer and synthesis by analyzing the interlayer structure of graphene and metal through experiments and simulations. Through this, the possibility of application as a material resistant to external forces such as body armor or bulletproof plates was suggested by coating or directly synthesizing on a metal film with multi-layer graphene. Chapter 4 introduces a study on the application of flexible encapsulation films using graphene and boron nitride. In recent years, as the market for flexible and flexible display encapsulation has been newly developed, it is essential to develop a high-performance encapsulation film that cannot be realized with existing encapsulation. Graphene is theoretically unable to pass through any gas and is known to be mechanically flexible, so it can be applied as a barrier that blocks gas and moisture. By applying these properties, we conducted a study on a flexible encapsulation film that prevents oxidation by transferring graphene and boron nitride on organic light-emitting diodes and dyes. Through this study, the possibility of application as a flexible encapsulation film to prevent oxidation of organic light-emitting diodes and dyes was suggested. Finally, Chapter 5 introduces research on the application of extreme ultraviolet pellicle using multilayer graphene. The basic configuration of the extreme ultraviolet exposure process apparatus is a mask, a reticle, and a pellicle. Among these, the pellicle serves to prevent errors in the pattern by attaching fine particles to the mask. Currently, in the case of existing pellicles, thermal and mechanical damage occurs due to a short wavelength of 13.5 nm, and thus cannot be used. We targeted to develop a pellicle through the thermal and mechanical stability of graphene. As a result, a single pellicle was developed using 10-layer graphene, and reliability was secured through thermal stability and mechanical strength tests. Through this study, the future graphene pellicle showed the possibility of application as a core material having thermal and mechanical stability. 2004년 영국의 과학자들이 흑연으로부터 수십마이크로 크기의 그래핀 박리에 성공한 이후, 그래핀은 전례없는 특성으로 인해 10년이 넘는 시간 동안 과학자들로부터 지속적인 주목을 받아왔다. 초기에는 그래핀의 기초적 물성과 관련된 기초 학문 연구들이 주를 이루었지만, 최근에는 그래핀의 뛰어난 기계적, 물리적 특성을 방탄복, 플렉서블, 반도체 분야 등에 적용하기위한 연구들이 이루어지고 있다. 이와 같은 요구에 발맞추어 이 논문은 그래핀의 물질적 특성 개선과 더불어 그래핀의 대량 생산 방법, 그리고 이를 통한 어플리케이션에 관해 논하고자 한다. 제 1장에서는 그래핀의 전반적인 개요를 설명하며, 그래핀의 원자구조와 전기적 물성, 기계적 물성, 광학적 물성, 그리고 대면적 합성법에 대해 간략하게 소개한다. 제 2장에서는 공 초점 레이져 주사 현미경을 이용해 구리위 그래핀을 실시간 검사 툴에 관하여 논할 것이다. 화학 기상 증착 (CVD) 그래핀을 상품화하기 위해서는 불만족스러운 그래핀 필름을 가능한 한 빠르고 효율적으로 스크리닝하는 방법이 필요하다. 그러나, 이전 제시된 구리포일의 식각과정 후 라만 분광법 또는 광학 이미징에 기초한 분석은 성장된 대면적 그래핀 필름의 비 침습적이고 빠른 분석을 제공 할 수 없다는 단점이 있었다. 우리는 공 초점 레이저 주사 현미경 (CLSM)의 반사 모드를 사용하여 구리와 그래핀의 이미지 대조비를 분석하여 커버리지 및 품질에 대한 실시간 평가 가능하다는 것을 확인하였다. 기 제안 된 방법이 CVD 그래 핀의 대량 생산을 실현하는 기술에 광범위하고 큰 영향력을 끼칠 것이라고 예상하고 있다. 제 3장에서는 그래핀 전사 및 합성을 통한 금속의 기계적 성질 향상에 대해 소개한다. 여러 물질들은 층화합물에서 계면 구조에 따라 전위가 달라져 기계적 성질이 변화한다는 것이 알려져 있지만 그래핀/금속 층화합물의 경우는 이와 관련된 연구가 부족하다. 우리는 그래핀과 금속의 층간 계면구조를 분석함으로서 그래핀 전사 및 합성을 통해 생겨나는 금속의 기계적 강도를 실험과 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 이를 통해 금속필름을 다층의 그래핀으로 코팅하거나 직접 성장시킴으로써 방탄복 혹은 방탄 플레이트 등 외부 힘에 저항성을 가지는 물질로서의 응용 가능성을 제시하였다. 제 4장에서는 그래핀 및 보론나이트라이드을 이용한 플렉시블 봉지막 응용 연구를 소개한다. 최근에는 유연하면서도 신축성이 있는 디스플레이 봉지막 시장이 새롭게 생겨남에 따라서 기존 봉지막으로 구현할 수 없는 고성능 봉지막의 개발이 필수적이다. 그래핀은 이론적으로 어떠한 기체도 통과 할 수 없으며, 기계적으로 유연성이 있다는 것으로 알려져 있기에 가스 및 수분을 차단하는 베리어로 응용이 가능하다. 우리는 이러한 특성을 응용하여, 유기발광다이오드 및 염료 위에 그래핀과 보론나이트라이드를 전사하여 산화를 방지하는 플렉서블 봉지막에 대한 연구를 수행 하였다. 본 연구를 통해 향후 유기발광 다이오드 및 염료의 산화를 막는 유연한 봉지막으로의 응용 가능성을 제시 하였다. 마지막으로, 제 5장에서는 다층의 그래핀을 용용한 극자외선 펠리클 응용 연구에 대해 소개한다. 극자외선 노광공정 장치의 기본 구성은 마스크, 기판, 펠리클로 이루어져 있다. 이중 펠리클은 마스크에 미세입자들이 붙어 패턴에 오류를 막아주는 역할을 한다. 현재 기존 펠리클의 경우, 13.5 nm의 짧은 파장으로 인하여 열적, 기계적 손상이 발생해 펠리클 막이 파괴되어 사용할 수 없는 실정이다. 우리는 그래핀이 가지는 열적, 기계적 안정성을 통해 펠리클을 개발하고자 하였다. 결과적으로 10층의 그래핀을 이용하여 단독 펠리클을 개발하였으며, 이를 열적 안정성 및 기계적강도 테스트를 통해 신뢰도를 확보 하였다. 본 연구를 통해 향후 그래핀 펠리클이 열적, 기계적 안정성을 가지는 코어 물질로의 응용 가능성을 도모 하고자 하였다.

토양 중 탈륨의 흡탈착 상관관계 규명을 위한 최적 추출제 탐색

김동진 전북대학교 대학원 2010 국내석사

This study was conducted to investigate the distribution of thallium (Tl) contents in soils located around the suspected areas of Tl contamination, such as areas of cement facilities and active- and closed-mines in Korea, to examine the Tl sorption quantity-intensity (Q/I) relationships, and to evaluate various chemical extractants for optimal Tl extraction from different soils. Soils normally contain a range between 0.1 and 2.0 mg kg-1 worldwide. However, Tl contents in Korean soils of the suspected areas ranged from 0.1 to 6.0 mg kg-1; thus, the studies for Tl in soils are essential. For this reason, Tl sorption Q/I relationships were examined in different soil-water and soil-0.01 M CaCl2 solution systems using five different soils selected, acidic sandy clay loam Soil A, neutral sandy clay loam Soil B, alkaline loam Soil C, acidic sandy loam Soil D, and acidic clay Soil E. Sorption mechanisms of Tl in soil systems were markedly affected by physical and chemical properties, especially soil pH and clay content. Values of Tl buffering capacity (BC = ΔQ/ΔI) in soils were highest (45.60) in the alkaline Soil C and lowest (10.14) in the acidic Soil D with lowest clay content. In particular, amount of Tl adsorbed in soils and the BC values were more dependent upon soil pH than clay content. Also, the extractability of Tl in the different soils varied with various chemical single extractants. However, higher amount of Tl was extracted from acidic soils rather than from neutral and alkaline soils. Also, the extractants containing NH4+ and K+ ions has relatively higher extractability for Tl in soils, but chelating agent such as diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA), identified for heavy metal extraction, were not very effective to extract Tl in the different soil-solution systems. In addition, as applying European Community Bureau of Reference (BCR) and Tessier's sequential extraction procedures to partition Tl chemical fractions in soils, Tl extractability of each step in the two different methods were different, and also the recovery rates of Tl extracted were clearly different with the methods applied and with different soils. Therefore, more studies related to Tl in soils are absolutely necessary, and also the regulation, policy, and permissible concentration for Tl in soil and water should be established.

炭素纖維强化プラスチックの電波特性に關する硏究

김동진 德島大學 1997 해외박사

최근, 로봇, 핸디폰 및 멀티미디어기기등의 전자기기로부터 발생하는 전파의 누설 혹은 침입에 의한 전자기기의 오동작은 물론 인체에 미치는 영향등의 전파장해가 제4의 공해로서 사회문제로 대두되었다. 이를 해결하기 위해 현재까지는 철판, 동판, 알루미늄판등을 이들 전자기기의 케이스로 사용하여 이들 불요전파를 차폐하여 왔다. 탄소섬유 강화 열가소성 수지(CFRTP)는 일체성형이 가능하고, Recycle성도 우수하며 도전성을 갖고 있으므로 멀티미디어 기기의 구성소재, 특히 케이스에 사용될 가능성이 높다. 그래서 CFRTP에 요구되는 전파의 차폐 및 흡수등의 전파특성에 CFRTP板의 형상 및 두께등의 영향을 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 섬유강화 열가소성수지(FRTP)의 강화섬유를 3종류, 모재수지(Matrix Resin)을 5종류, 또, 적층수를 1,2 및 5로 변화시켜 FRTP를 제조하였다. 더욱 탄소섬유(CF)와 유리섬유(GF)의 적층순서를 다르게 한 FRTP도 만들어 이들 FRTP의 기본적인 전파특성에 미치는 강화섬유, 탄소섬유다발(束)의 방향과 간격, 수지모재 및 송수신 안테나간 거리의 영향을 조사하였다. 또, 전파의 차폐효과에 미치는 탄소섬유의 적층수, 탄소섬유와 유리섬유의 적층순서, 압축 및 충격손상 아울러 구각성형의 영향을 실험적으로 조사하였다. 전파노이즈(Noise, 잡음)의 측정은 전파암실에서 분광분석기(Spectrum Analyzer)를 이용하여, 직경 20mm, 길이 250mm의 Monopole안테나와 두께 1mm의 동판을 사용하여 300mm의 정육면체 차폐상자를 설계제작하여 실험하였다. 실험에 의해 얻은 결과는 다음과 같다. (1)탄소섬유는 전파의 반사에 의해 넓은 주파수대역에 걸쳐서 전파의 차폐효과가 크고, 유리섬유 및 티탄산 칼륨은 차폐효과를 나타내지 않았으며, 차폐효과가 있는 탄소섬유에서도 주파수대역에 따라 그 효과가 다르다. (2)CFRTP는 적층에 의해 전파의 차폐성이 증가하지만, 필히 적층수에 비례하지는 않는다. (3)혼합복합재료에서는 탄소섬유를 양표면에 붙이는 쪽이 전파의 차폐성이 좋다. (4)CFRTP의 압축 및 충격에 의한 손상은 전파의 차폐에 해를 주지 않는다. (5)CFRTP는 프레스에 의해 열간 구각성형하여도 전파의 차폐성에 해를 주지않는다.

Development and clinical validation of the genotype-guided “Inje warfarin dosing algorithm

김동진 인제대학교 일반대학원 2017 국내박사

Objectives: The objective of Study I was to propose Inje warfarin dosing algorithm, which is the genotype-guided warfarin dosing algorithm for optimal dosing in patients with various indications such as mechanical heart valve replacement (MHVR) and atrial fibrillation (AF) and to evaluate the clinical performance of Inje warfarin dosing algorithm. The objective of Study II was to evaluate cost-effectiveness of genotype-guided warfarin dosing versus standard warfarin dosing in MHVR patients under the fee-for-service (FFS) system. The objective of this study was to propose the clinical implementation of CYP2C9 and VKORC1 genotype-guided warfarin therapy from evaluation of scientific validity, clinical validity and clinical utility for application to clinical practice. Study I Methods: This study included two cohorts to develop Inje warfarin dosing algorithm (derivation cohort of 528 patients) and to validate the clinical performance of Inje warfarin dosing algorithm (validation cohort of 101 patients). Inje warfarin dosing algorithm of this study was developed to predict appropriate warfarin dose by considering individual genetic and clinical factors which affect stable warfarin dose according to features of various warfarin indications. The algorithm was developed by multiple linear regression model and the internal validity was confirmed by bootstrapping. The final Inje warfarin dosing algorithm was determined by average beta coefficient after considering bias via internal validation. The external validity of final Inje warfarin dosing algorithm was validated from independent validation cohort. This study evaluated clinical performance and clinical relevance to assess potential clinical benefits of Inje warfarin dosing algorithm. To evaluate the clinical performance of Inje warfarin dosing algorithm, mean error (ME), mean absolute error (MAE), the correlation (r), and percentage of ideal dose (%ideal; predicted dose was within 20% of the actual dose) with goodness-of-fit plot between actual stable dose and predicted dose were calculated and compared with previously published pharmacogenetics-based dosing algorithms for warfarin therapy. Results: Inje warfarin dosing algorithm predicted stable warfarin dose by including the specific clinical factors of various warfarin indications which affected anticoagulation management. Levels of N-terminal pro-brain natriuretic peptide (NT-proBNT) and concomitant sulfonylurea drugs for type 2 diabetes patients were specific clinical factors that affected warfarin therapy in patients with AF. Concomitant aspirin or statins and under-weight defined as body mass index less than 18.5 kg/m2 were specific clinical factors that affected warfarin therapy in patients with MHVR. CYP2C9 and VKORC1 functional bins (insensitive responder and sensitive responder), age, moderate and strong concomitant inhibitors of CYP2C9 such as amiodarone and fluconazole, intake of phylloquinone (vitamin K1) from food, and comorbidity of chronic heart failure significantly affected individual appropriate stable warfarin dose. Inje warfarin dosing algorithm showed good clinical relevance and clinical performance in derivation cohort (ME = -0.05 mg/day, MAE = 0.65 mg/day, r = 0.77, %ideal = 65%). Inje warfarin dosing algorithm was evaluated as more accurate and precise than International Warfarin Pharmacogenetics Consortium (IWPC) in validation cohort (InjeWD: -0.22 mg/day vs. IWPC: -0.89 mg/day for ME; InjeWD: 0.98 mg/day vs. IWPC: 1.13 mg/day for MAE). For entire cohort, Inje warfarin dosing algorithm was assessed as more accurate and precise than IWPC algorithm which tended to underestimate the actual stable dose in Korean patients in terms of clinical performance (InjeWD: -0.09 mg/day vs. IWPC: -0.73 mg/day for ME; InjeWD: 0.7 mg/day vs. IWPC: 0.97 mg/day for MAE; InjeWD: 0.74 vs. IWPC: 0.65 for r; InjeWD: 62% vs. IWPC: 44% for %ideal). Conclusion: Inje warfarin dosing algorithm showed good clinical relevance and clinical performance in Korean patients by considering clinical features of each warfarin indication. Study II Methods: A decision-analytic Markov model was developed to evaluate the cost-effectiveness of genotype-guided warfarin dosing compared to standard dosing. The structure of the Markov model reflected the clinical pathway of the anticoagulation management of patients with MHVR. International normalized ratio (INR) values were used as a surrogate marker for warfarin efficacy and safety. Estimates of clinical adverse event rates and health state utilities were derived from the published literature. Costs were determined from healthcare sector perspective. All relevant direct medical costs covered by the national insurance were considered. To assess the predictive validity of the model, this study compared the cumulative probabilities of ischemic stroke and major hemorrhage associated with standard warfarin dosing to the clinical trial results of a randomized evaluation of long-term anticoagulation therapy over a 2 years period. The outcome measure was the incremental cost-effectiveness ratio (ICER). One-way sensitivity analysis was performed to evaluate the impact of different input parameters on the results. The Markov chain Monte Carlo simulation was performed to examine the combined impact of uncertainties concerning the values of multiple parameters on the estimated cost-effectiveness of genotype-guided warfarin dosing. Results: In a base-case analysis, genotype-guided warfarin dosing was associated with marginally higher quality-adjusted life-years (QALYs) compared to standard warfarin dosing (6.088 vs. 6.083, respectively), at a slightly higher cost (US$6.8). The ICER was US$1,356.2 per QALY gained. The effect of genotype-guided warfarin dosing on improvement of INR control had the greatest influence on the cost-effectiveness. The cost of CYP2C9 and VKORC1 genotyping was an important economic factor of genotype-guided warfarin dosing on the cost-effectiveness. In probabilistic sensitivity analysis, there was an 82.7% probability that genotype-guided dosing was dominant compared to standard dosing, and a 99.8% probability that it was cost-effective at a willingness-to-pay threshold of US$50,000 per QALY gained. According to simulation data from Markov chain model in this study, patients treated with genotype-guided therapy achieved a stable dose faster than those who were treated using standard therapy. Conclusion: Compared with standard warfarin therapy, genotype-guided warfarin dosing was cost-effective in MHVR patients under the FFS insurance system. Study I & II Overall conclusion: Inje warfarin dosing algorithm may have clinical benefits in supporting decision making for determination of appropriate individual stable warfarin dose. The genotype-guided warfarin dosing may be considered as an integral part of healthcare prior to the initiation of warfarin therapy in Korea. 목적: 본 연구의 Study I 에서는 개인의 유전형에 따라 와파린 맞춤치료를 제공하고자 연구되었던 인제대학교 의과대학 약리학교실 및 약물유전체연구센터의 약물유전체 기반 항정상태 와파린 용량예측 알고리듬 연구들을 바탕으로, 와파린을 사용해야 하는 기계심장판막치환 환자, 심박세동 환자 등 다양한 적응증에서 환자의 임상적 특성 및 유전적 특성을 고려하여 개인별 맞춤 적정 와파린 용량을 예측할 수 있도록 개발된 “인제 와파린 용량조절 알고리듬”의 임상적 성능을 검증하고 이를 제안하고자 하였다. 본 연구의 Study II 에서는 치료 초기에 CYP2C9 및 VKORC1의 유전형에 따라 개인별 적정 와파린 용량을 예측하여 이를 권고하는 약물유전체 기반 와파린 맞춤치료의 임상적 유용성을 검증하기 위해 행위별수가제에서 그 비용-효과성을 평가하였다. 본 연구는 Study I 과 Study II 를 바탕으로 약물유전체 기반 와파린 맞춤치료의 임상적 검증을 통해 임상적 사용에 대한 제언을 하고자 하였다. Study I 방법: 본 연구는 와파린 치료를 받은 총 632명의 환자집단으로부터 인제 와파린 용량조절 알고리듬을 개발 및 검증하였다. 531명의 도출군으로부터 인제 와파린 용량조절 알고리듬을 개발하였으며, 101명의 독립된 검증군(validation cohort)에서 임상적 성능을 검증하였다. 본 연구의 인제 와파린 용량조절 알고리듬은 항정상태 와파린 용량에 영향을 주는 환자의 유전적 요인 및 임상적 요인을 각 와파린 적응증 별로 분석하여 그 특성에 맞게 용량조절이 가능하도록 개발하였다. 알고리듬은 다중선형회귀모형으로 만들었으며, 부트스트랩 방법(bootstrapping)을 사용하여 알고리듬의 내적 타당도를 확인하고, 알고리듬의 편향성을 확인하여 최종 알고리듬을 확정하였다. 확정된 알고리듬의 외적 타당도는 도출군과 독립적인 검증군에서 확인하였다. 본 연구는 인제 와파린 용량조절 알고리듬의 임상적 유익성(clinical benefit)을 확인하기 위해 임상적 성능(clinical performance) 및 임상적 관련성(clinical relevance)을 평가하였다. 예측 항정상태 와파린 용량과 실제 용량 간의 평균오차(mean error), 평균절대오차(mean absolute error), 상관계수(correlation coefficient), 적정용량예측률(%ideal; percentage of ideal dose) 등을 산출하고 이를 기존에 보고된 다수의 약물유전체 기반 와파린 용량조절 알고리듬 결과와 비교하였다. 임상적 성능은 기존에 가장 잘 알려진 모형인 IWPC 와파린 용량조절 알고리듬 (IWPC 알고리듬)과 비교검증 하였다. 결과: 인제 와파린 용량조절 알고리듬은 각 적응증에서 환자의 항응고치료에 영향을 주는 특정한 임상적 요인을 환자 개개인의 적정 와파린 용량 예측 시에 반영하였다. 모든 환자군에서 CYP2C9 및 VKORC1의 유전형으로 구분되는 와파린 민감성이 와파린 용량조절에 가장 중요한 것으로 확인되었으며, 나이, 체표면적(BSA), 만성심장질환 유무, CYP2C9의 저해제들(아미오다론, 플루코나졸 등) 병용투여가 개인별 와파린 적정용량에 관여하였다. 심박세동 환자의 경우 N-terminal pro-brain natriuretic peptide (NT-proBNP) 수치 및 당뇨병 치료를 위한 설포닐유레아(sulfonylurea) 약물의 병용투여가 특정한 임상적 요인으로 확인되었다. 심장판막치환 환자에서는 다른 환자군에 비해 아스피린 또는 스타틴 계열 약물의 병용투여, 저체중 유무가 와파린 용량조절에 중요한 것으로 확인되었다. 인제 와파린 용량조절 알고리듬은 개발 시에 한국인에서 우수한 임상적 관련성과 임상적 성능을 보였으며(ME = -0.05 mg/day, MAE = 0.65 mg/day, r = 0.77, %ideal = 65%), 검증군에서도 IWPC 알고리듬에 비해 정확하고 정밀한 성능을 보임을 확인하였다 (InjeWD: -0.22 mg/day vs. IWPC: -0.89 mg/day for ME; InjeWD: 0.98 mg/day vs. IWPC: 1.13 mg/day for MAE). 본 연구의 전체 연구집단에서, IWPC 알고리듬은 전반적으로 과소추정하는 경향을 보인 반면, 인제 와파린 용량조절 알고리듬은 보다 정확하고 정밀하게 적정 와파린 용량을 추정함으로써, 우수한 임상적 성능을 입증하였다 (InjeWD: -0.09 mg/day vs. IWPC: -0.73 mg/day for ME; InjeWD: 0.7 mg/day vs. IWPC: 0.97 mg/day for MAE; InjeWD: 0.74 vs. IWPC: 0.65 for r; InjeWD: 62% vs. IWPC: 44% for %ideal). 결론: 인제 와파린 용량조절 알고리듬은 적응증별 환자의 특성을 반영함으로써 한국인에서 우수한 임상적 관련성 및 임상적 성능을 보였다. Study II 방법: 약물유전체 기반의 와파린 맞춤약물요법에 대한 임상적 유용성 평가 방법으로, 기존의 INR(international normalized ratio) 기반 와파린 치료(standard warfarin therapy)와 유전형 기반 와파린 맞춤치료(genotype-guided warfarin therapy) 각각의 임상적 효과(clinical effectiveness) 및 의료비용(cost)을 추정하였다. 이를 위해, 의사 결정 분석 모형(decision analytic model)으로서 마르코프 모형(Markov model)을 개발하였다. 마르코프 모형은 기계심장판막치환 환자에 대한 환자 관리 및 와파린 치료에 대한 임상진료지침에 근거하여 개발하였다. INR은 와파린 약물반응 예측의 대리지표(surrogate marker)로 사용되었다. 마르코프 모형은 와파린 치료의 임상 자료, 삶의 질 자료, 그리고 한국의 행위별수가제(fee-for-service)에서 발생한 직접의료비용을 사용하여 기존 치료 및 유전형 기반 와파린 맞춤치료 각각의 임상적 효과와 항응고치료 및 환자관리에 수반되는 총 비용을 추정하였다. 마르코프 모형의 예측타당도(predictability)는 보고된 대규모 임상시험의 치료결과(clinical outcome)와 비교하여 검증하였다. 비용-효과성은 기존 와파린 치료에 대비하여 유전형 기반 와파린 맞춤치료의 점증적 비용-효과비(ICER; incremental cost-effectiveness ratio)를 평가지표로 분석하였다. 불확실성을 내포하고 있는 여러 임상적 요인 및 경제적 요인들에 대한 민감도 분석을 수행하여, 유전형 기반 와파린 맞춤치료의 비용-효과성에 큰 영향을 미치는 요인을 탐색하고 비용-효과성의 변동 범위를 탐색하였다. 또한, 마르코프 연쇄 몬테카를로 시뮬레이션(Markov chain Monte Carlo simulation)을 수행하여 유전형 기반 와파린 맞춤치료의 비용-효과성에 대해 임상적 요인 및 경제적 요인들에 따른 확률을 추정하였다. 결과: 기본 가정에 따른 분석 결과(base-case analysis), 유전형 기반 와파린 맞춤치료는 기존치료에 비해 미세하게 높은 삶의 질 보정수명(QALY; quality-adjusted life-year)과 비용을 보였으며, ICER는 $1,356.2로 나타났다. 민감도 분석 결과, 유전형 기반 와파린 맞춤치료의 비용-효과성은 유전형 기반 와파린 용량조절 알고리듬의 성능에 따른 INR 조절 효과에 가장 큰 영향을 받았으며 CYP2C9 및 VKORC1 유전형 검사비용이 중요한 경제적 요인으로 확인되었다. 몬테카를로 시뮬레이션 결과, 유전형 기반 와파린 맞춤치료가 기존의 와파린 치료보다 우세한 비용-효과성(삶의질 보정수명이 길고 총 의료비용은 적게 드는 경우)을 보일 확률이 82.7%로 나타났으며, 설정된 사회경제적 지불의사금액 임계값인 $50,000에서 비용-효과적인 치료전략으로 채택될 확률은 99.8%로 나타났다. 기존 치료 및 유전형 기반 와파린 맞춤치료의 항응고제 치료반응에 대한 마르코프 연쇄 모형 시뮬레이션 결과, 유전형 기반 와파린 맞춤치료는 기존 치료에 비해 안정적인 항응고 효과가 나타나기까지의 시간(time to stable anticoagulation)을 단축시키는 것으로 나타났다. 결론: CYP2C9 및 VKORC1 유전형에 근거하여 용량을 처방하는 와파린 맞춤치료는 기계심장판막치환 환자의 안정적인 항응고 효과가 나타나기까지 걸리는 시간을 단축시킴으로써 부작용 및 치료실패의 위험을 줄이며, 행위별수가제에서 비용-효과적인 치료전략으로 평가되었다. Study I & II 종합결론: 인제 와파린 용량조절 알고리듬은 개인별 적정 와파린 용량을 결정하는데 있어 임상적 유익성을 가질 것으로 기대된다. 이러한 약물유전체 기반 와파린 맞춤치료는 비용-효과적인 치료전략으로써 와파린 치료 시에 필수적으로 고려되어야 할 것으로 여겨진다.