효소 분해에 의한 가용성 실크 펩타이드의 제조

하재석,송재준,조형권,이승구,Ha Jae-Seok,Song Jae-Jun,Cho Hyoung-Kwon,Lee Seung-Goo 한국미생물·생명공학회 2006 한국미생물·생명공학회지 Vol.34 No.2

천연 단백질인 실크를 가수분해하여, 건강기능성 식품 등에 다양하게 활용될 수 있는 가용성 실크 펩타이드를 생산하는 효소공학적 연구를 수행하였다. 효소는 Bacillus, Aspergillus, 파파야, 파인애플 등으로부터 유래하는 10종의 프로티아제를 사용하였으며,가수분해 효율을 높이기 위하여 생 실크를 $CaCl_2$- 에탄올 공용액에 녹인 가용화된 실크를 제조하였고, 이를 상온 중성의 조건에서 50시간 동안 투석하여 효소반응을 위한 기질로 사용하였다. 효소반응은 37, pH 7.0에서 수행하였으며, 파인애플 유래 프로티아제인 Bromelain과 Bacillus유래 효소인 Alcalase가 실크의 가수분해에 적합한 것으로 확인되었다. 특히 파인애플 유래의 Bromelain은 가수분해 도중 불용성 침전물의 형성으로 인한 생산 수율의 감소가 가장 적어 가용성 실크 펩타이드의 제조에 적합하였고, 분자량 분포에 있어서도 보다 다양한 것으로 확인되었다. Enzymatic hydrolysis of silk fibers were investigated for the preparation of soluble silk peptides by ten food-grade proteases from Bacillus, Aspergilius, and plant sources. Silk fibers were dissolved for 1 hr in a 2:1 cosolvent (50% $CaCl_2$: ethanol) by heating at $90^{\circ}C$. The silk solution was filtered to remove Impurity particles and desalted for 50 hours by a dialysis process to remove the used cosolvent. When the silk hydrolysis was performed at $45^{\circ}C$ for 2 hours, most proteases from Bacillus and Aspergillus generated large amounts of insoluble aggregates. On the contrary, proteases from plant sources produced much less aggregates during prolonged incubations and also exhibited high hydrolysis activities. In regards of the solubility and broad molecular sizes of produced silk peptides, Bromelain was finally selected and applied for the enzymatic hydrolysis of silk fibers.

효소 분해에 의한 가용성 실크 펩타이드이 제조

하재석 ( Jae Seok Ha ),송재준 ( Jae Jun Song ),조형권 ( Hyoung Kwon Cho ),이승구 ( Seung Goo Lee ) 한국미생물생명공학회 2006 한국미생물·생명공학회지 Vol.34 No.2

고체추진제의 파손평가선도 작성에 관한 연구

하재석(Jaeseok Ha),김재훈(Jaehoon Kim),양호영(Hoyoung Yang) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회지 Vol.16 No.5

Failure mechanisms for a solid propellant were discussed, and the stip-yield and the inherent flaw models were applied to them. Then, failure assessment diagram methods were investigated by means of modified two models. Fracture toughness tests using CCT(center-cracked tension) specimens made of a solid propellant were conducted to generate the failure assessment diagrams. The failure assessment diagram of the inherent flaw model was normalized in order to compare with that of the modified strip-yield model. From the comparison of two failure assessment diagrams, it was found that the failure assessment diagram of the modified inherent flaw model more conservatively assesses the failure than that of the modified strip-yield model.

고충전 탄성중합체의 파손평가선도 작성에 관한 연구

하재석(Jaeseok Ha),김재훈(Jaehoon Kim),양호영(Hoyoung Yang) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

고충전 탄성중합체 균열선단에서의 파괴기구를 분석하였으며, 스트립 항복 모델 및 내재결함 모델이 적용되었다. 두 가지 모델의 수정으로부터 고충전 탄성중합체에 대한 파손평가선도의 작성방법이 연구되었다. 고체로켓연료로 사용되는 고충전 탄성중합체의 인장시험 및 파괴인성시험을 수행하였으며, 시험결과로부터 파손평가선도를 작성하였다. 내재결함 모델로부터 작성한 파손평가선도는 스트립 항복 모델로부터 작성한 파손평가선도와의 비교를 위해 정규화되었다. 두 가지 모델로부터 작성한 파손평가선도를 비교한 결과, 내재결함모델을 이용한 파손평가선도가 스트립항복모델을 이용한 파손 평가선도보다 더 보수적으로 파손을 평가하는 것으로 나타났다. Failure mechanisms for a highly filled elastomer were discussed, and the stip-yield and the inherent flaw models were applied to them. Then, failure assessment diagram methods were investigated by means of modified two models. Fracture toughness tests using CCT(center-cracked tension) specimens made of a highly filled elastomer were conducted to generate the failure assessment diagrams. The failure assessment diagram of the inherent flaw model was normalized in order to compare with that of the modified strip-yield model. From the comparison of two failure assessment diagrams, it was found that the failure assessment diagram of the modified inherent flaw model more conservatively assesses the failure than that of the modified strip-yield model.

고속압력하중부가에 의한 고체추진제의 균열진전평가에 관한 연구

하재석(Jaeseok Ha),김재훈(Jaehoon Kim),양호영(Hoyoung Yang) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

창이 있고 밀폐되어있는 시험챔버를 사용하여 고속압력하중부가에 의한 고체추진제의 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제 예균열 시험편은 시험챔버내에 설치되고, 고속압력하중을 부가하기 위해 어큐뮬레이터 내에 고압으로 축적된 질소가스를 가압밸브를 통해 시험챔버 내에 가압하였으며, 시험챔버내의 압력이 설정압력에 도달하게 되면 가압밸브는 닫히고 배기밸브를 통해 시험챔버는 감압이된다. 시험결과로부터 시간에 따른 시험챔버압력을 나타내는 압력-시간 선도를 얻었으며, 선도로부터 가압비(ΔP/Δt)를 계산하였다. 3가지 가압비 64.34, 73.86, 85.44 ㎫/s 에 대한 시험을 수행하였으며, 가압비에 따른 균열진전길이가 측정되었다. 또한 고속 디지털카메라촬영을 통해 균열진전과정을 분석하였다. An experiment of rapid pressurization-induced crack propagation of solid propellant was conducted by using a windowed test chamber. A pre-cracked specimen of solid propellant is installed in the chamber, and highly compressed nitrogen gas in a accumulator pressurizes the chamber until the chamber pressure reaches set-up pressure to make the chamber depressurization. Pressure-time trace was obtained from the experimental result, and pressurization rate was defined from the trace. In this study, three pressurization rates (64.34, 73.86 and 85.44 ㎫/s) are considered, and propagation lengths are measured. Also, a progression of the crack propagation recorded by a high-speed digital camera is presented.

상온접합 본딩이 있는 복합재 날개의 저온 구조시험

하재석(Jae Seok Ha),박찬익(Chan Yik Park),이기범(Kee Bhum Lee) 한국항공우주학회 2015 韓國航空宇宙學會誌 Vol.43 No.10

본 논문에서는 상온접합이 있는 무인기 복합재 날개의 저온 구조시험에 대하여 소개하였다. 본 시험에 사용된 날개구조는 탄소섬유 강화 복합재료로 구성되며, 내부 구조물과 스킨은 상온접착제로 접합되었다. 또한 날개구조의 손상허용성을 검증하기 위하여 육안으로 확인이 거의 불가능한 충격손상을 스킨의 주요 부위에 인위적으로 적용하였다. 무인기 운용 고도의 온도환경을 모사하기 위한 저온 챔버를 특별히 제작하였으며, 날개구조는 챔버내에 고정시키고 챔버 외부에 설치한 유압 작동기를 이용하여 하중을 부가하였다. 구조시험은 변형률 개관시험 및 1배 수명 피로하중 스펙트럼에 대한 손상허용시험으로 구성된다. 변형률 게이지와 광섬유 센서를 이용하여 본딩영역 및 주요 부위의 변형률을 측정하였으며, 압전 구동기/센서를 이용하여 손상의 변화를 모니터링 하였다. 시험결과로부터 날개구조는 1배 수명에 대한 운용환경을 모사한 환경 하에서 구조적 건전성을 보유하고 있음을 확인하였다. This paper presents low temperature structural tests of a UAV wing which has room temperature-curing adhesive bond. The wing structure is made of carbon fiber reinforced composites, and the skins are bonded to the inner structures (such as ribs and spars) using room temperature-curing adhesive bond. Also, to verify damage tolerance design of the wing structure, barely visible impact damages are intentionally created in the critical areas. The attachment fittings of the wing are fixed in a specially designed chamber which can simulate the low temperature environments of the operating altitudes. The test load is applied by hydraulic actuators which are placed outside the chamber. The structural tests consist of strain survey tests and a durability test for 1-life fatigue load spectrum. During the tests, strains of major parts are measured by strain gauges and FBG sensors. The change of the initial impact damages is also monitored using piezoelectric sensors. The 1-life damage tolerance of the composite structure is verified by the structural tests under the simulated environments.

일방향 탄소섬유강화 플라스틱 복합재 적층구조의 충격 후 압축강도 시험 및 유한요소해석

하재석 ( Jae-seok Ha ) 한국복합재료학회 2016 Composites research Vol.29 No.6

본 연구에서는 구조재로 널리 사용되는 일방향 탄소섬유강화 플라스틱 복합재 적층구조의 충격 후 압축강도에 대한 시험 및 유한요소해석을 수행하였다. 연구에서 사용된 복합재 적층판은 적층방법에 따라 2종류로 구분되며, 각 적층판에는 4가지의 충격에너지를 적용하였다. 충격 및 압축강도 시험은 미국재료시험협회 규격을 준수하여 수행하였으며 비파괴검사 방법인 C-Scan을 통해 충격손상을 분석하고 압축시험을 통해 충격 후 압축강도를 산출하였다. 충격 및 압축강도 해석은 복합재 섬유/기지/단층/적층판 수준의 손상과 파손을 점진적으로 예측할 수 있는 점진적 파손해석을 사용하였다. 접촉하중, 처짐, 충격손상, 압축강도 등에 대한 시험 및 해석결과의 비교로부터 해석결과의 타당성을 확인하였다. In this study, tests and finite element analyses were performed regarding compression after impact strength for laminated composite structures of unidirectional carbon fiber reinforced plastic widely used in structural materials. Two lay-up sequences of composite laminates were selected as test specimens and four impact energy conditions were applied respectively. Impact and compressive strength tests were conducted in accordance with ASTM standards. Impact damages in test specimens were analyzed by using non-destructive inspection method of C-Scan, and compression after impact strengths were calculated with compressive test results. Progressive failure analysis method that can progressively simulate damages and fractures of fiber/matrix/lamina/laminate level was used for impact and compressive strength analyses. All analysis results including contact force, deflection, impact damages, compressive strengths, etc. were compared to test results, and the validity of analysis method was verified.

오스테나이징 Fe-Co-Ni 합금강의 열화에 따른 파괴인성 평가

하재석(Jae Seok Ha),김재훈(Jae Hoon Kim),양호영(Ho Young Yang),이종현(Jong Hyun Lee),박경태(Kyung Tae Park) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.2

고속가압에 의한 고체추진제의 균열진전평가에 관한 연구

하재석(Jaeseok Ha),김재훈(Jaehoon Kim),양호영(Hoyoung Yang) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회지 Vol.16 No.6

An experiment of rapid pressurization-induced crack propagation of solid propellant was conducted by using a windowed test chamber. A pre-cracked specimen of solid propellant is installed in the chamber, and highly compressed nitrogen gas in an accumulator pressurizes the chamber until the chamber pressure reaches set-up pressure to make the chamber depressurization. Pressure-time trace was obtained from the experimental result, and pressurization rate was defined from the trace. In this study, three pressurization rates (64.34, 73.86 and 85.44 MPa/s) are considered, and propagation lengths are measured. Also, a progression of the crack propagation recorded by a high-speed digital camera is presented.

점탄성을 고려한 고체추진제의 파괴인성 평가

하재석(Jaeseok Ha),김재훈(Jaehoon Kim),정규동(Gyoodong Jung),박재범(Jaebeom Park),양호영(Hoyoung Yang),서보휘(Bohwi Seo) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11

고체추진제 내부의 균열은 연소면적을 증가시키기 때문에 과연소를 발생시키며 로켓의 기능을 상실하거나 파손되는 문제로 이어질 수 있다. 따라서 고체추진제의 설계에서 균열진전에 대한 저항력인 파괴인성의 평가가 요구된다. 하지만 고체추진제의 특성상 복잡하고 심한 비선형 거동을 나타내기 때문에 파괴인성을 측정하는 데에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 고체추진제를 선형점탄성 재료로 가정하여 파괴인성을 평가하였다. CCT(Center-cracked Tension) 시험편을 이용한 파괴인성시험을 수행하였으며 점탄성재료에서 나타나는 응력완화현상을 이용한 가상탄성변위를 계산하여 ASTM E399 규격을 통해 파괴인성을 평가하였다. 또한 파괴인성에 대한 시험온도, 시험속도의 영향에 대한 결과를 고찰하였다. Increased burning area generated by cracks in a solid propellant can lead to excessive burning and failure and severe engine failure. Therefore, it is necessary to evaluate fracture toughness of solid propellants. However, it is very difficult to measure fracture toughness of solid propellants because of the nonlinear mechanical behavior. In this study, fracture toughness evaluation of a solid propellant was conducted assuming that the solid propellant is the linear viscoelastic material. Actual displacements from fracture toughness tests using CCT specimens were converted into pseudo-elastic displacements by using stress relaxation characteristics. Also, effects of test temperature and speed on the fracture toughness were considered.