테라헤르츠 이미징기법을 이용한 유화의 상태분석 및 진단

백나연,송유나,김문정,정용재,이한형 한국문화재보존과학회 2019 보존과학회지 Vol.35 No.3

In this study, we applied terahertz imaging technology to three Korean modern oil paintings(‘Boy,’ ‘Girl,’ and ‘Hyehwadong Landscape’); investigated the types of inner layer information in thepictures that can be extracted with terahertz imaging technology; and analyzed the conditions forextracting them. The biggest problem in the terahertz imaging analysis we encountered was the imagedistortion caused by the change of the distance between the target surface and the terahertz detector,depending on the surface curvature of the target paintings. We then developed a ‘working distancemaintaining device’ to solve this problem. As a result, the terahertz imaging technique was used toidentify the base material characteristics and any patterns of damage inside, and presented the optimalconditions for identifying each characteristic. In addition, it was useful to employ the terahertzfrequency-division image to check the characteristics of the background materials. To confirm coloringtechniques such as brush strokes, it is effective to compare the maximum reflection peak image withthe cross-section image; and to detect damage information inside the paintings that cannot be observedon the surface, to compare the cross-section image with the frequency-division image. On the otherhand, according to the terahertz imaging analysis of the oil paintings, the internal structural damagemarks of ‘Boy’ and ‘Girl’ were confirmed, and the artist’s painting style was confirmed in ‘HyehwadongLandscape.’ The above results are expected to be useful for the analysis and diagnosis of Korean modernoil paintings for their preservation. 본 연구에서는 우리나라 근대시기 유화 작품 3점(‘소년’, ‘소녀’, ‘혜화동풍경’)에 테라헤르츠 이미징 기법을 활용하여 추출 가능한 작품 내부 정보의 종류와 이를 추출하기 위한 분석조건을 연구하였다. 또한 테라헤르츠 스캔 적용 시 대상 작품의 굴곡에 따라 분석 대상 표면과검출부 사이의 거리가 변화되어 발생하는 이미지 왜곡이 주된 문제점임을 파악하고, 이를 보완하기 위한 방법으로 ‘작동 거리 유지 장치’를 고안하였다. 연구 결과, 테라헤르츠 이미징 기법을이용하여 유화의 바탕재 특성과 내부의 손상형태를 파악할 수 있음을 확인하였고 각 특성을확인할 수 있는 최적의 조건을 제시하였다. 바탕재의 특성과 하부층 확인에는 테라헤르츠 주파수 분해 이미지를 활용하는 것이 유용하였으며 붓터치 등 채색기법을 파악하는 것에는 최대반사피크 이미지와 단면 이미지가 효과적이었다. 또한 표면에서 관찰할 수 없는 작품 내부 손상정보는 단면 이미지와 주파수 분해 이미지를 비교하는 것이 유용하였다. 회화작품에 적용한결과, ‘소년’과 ‘소녀’에서는 내부의 구조적 손상 자국을, ‘혜화동풍경’에서는 작가의 채색 방식을 확인하였다. 이상의 결과는 우리나라 근대기 유화의 예방보존 및 보존처리를 위한 상태분석및 진단에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

글루텐 강도가 다른 미국산 연질밀가루의 건면 제조 적성 비교

백나연,권미라 한국식품조리과학회 2022 한국식품조리과학회지 Vol.38 No.3

Purpose: The present study compared the dry noodle-making performance of US soft wheat flours with different gluten strength. Methods: Three flours (weak, medium, and strong gluten strength - W, M, and S, respectively) milled from US Soft Red Winter (SRW) wheat cultivars and a commercial all-purpose flour (control) were analyzed for their physicochemical properties including pasting property, SDS sedimentation volume, solvent retention capacity (SRC), and dry noodle-making performance. Results: The three soft wheat flours were significantly different in SDS sedimentation volume, lactic acid SRC, and gluten performance index, whereas the all-purpose flour had similar SDS sedimentation value and lactic acid SRC to S flour, and gluten performance index similar to the M flour. The peak viscosity of pasting, final viscosity, and peak time of the all-purpose flour were within the range of soft flours. The resistance (R) and extensibility (E) of the fresh noodles were in the order of W<M<S flour. The R and E of the all-purpose flour were greater than all three soft wheat flours, but the R/E of the flour was similar to the S flour. The firmness and chewiness measured after boiling the dry noodles made with the S soft wheat flour were higher or similar, compared to those made with the all-purpose flour. Conclusions: Soft wheat flour with high gluten strength was suitable for making dry white-salted noodles. The SDS sedimentation volume, lactic acid SRC, and gluten performance index of the soft wheat flours could be useful indicators for selecting a soft wheat flour suitable for dry white-salted noodle production.

테라헤르츠파를 이용한 회화문화재 상태진단 적용연구

백나연,강대일,하태우,심경익,이호원,김재훈,이한형 한국문화재보존과학회 2016 보존과학회지 Vol.32 No.2

회화문화재의 손상상태를 진단하기 위하여 현재까지 국내에서는 육안관찰, 적외선 촬영, X선 촬영 등이 활용되고 있으나 표면에서 확인되지 않는 하부층의 손상상태에 대한 3차원적 정보획득에는 한계점이 있었다. 본 연구에서는 최근 우리나라에서 문화재 분야에 막 응용되기 시작한 테라헤르츠 분광분석기술을 회화문화재 상태진단에 적용하는 연구를 수행하였다. 먼저 우리나라 회화문화재의 손상양상을 고려한 의사시편을 제작하고 테라헤르츠 반사펄스 이미징기술을 적용하여 채색층 하부의 바탕층 및 배접층의 손상에 대한 정보 획득을 시도하였다. 그 결과 바탕층과 배접층의 균열, 층위 간 이격, 이격의 범위와 정도에 대한 정보획득이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 의사시편에서 얻어진 결과를 바탕으로 실제 회화문화재인 보물 제1792호 남양주 봉선사 비로자나삼신괘불도에 대하여 테라헤르츠 이미징기술을 적용한 결과, 유물의 3차원적 손상 형태와 손상 정도에 대한 정보를 획득할 수 있었다. 이는 비파괴, 비접촉식의 테라헤르츠 이미징기술이 우리나라 회화문화재의 3차원 손상상태 진단에 활용될 수 있음을 확인시켜 주는 결과이다. Conventional imaging techniques such as ultraviolet, infrared, and X-ray are used mainly to diagnose the damaged parts of the painted cultural assets in Korea. These techniques, however, have limits in diagnosing damages of interlayer parts. We have performed and extensive study on the applicability of Terahertz(THz) analysis technique, introduced recently to this field of study on cultural properties in Korea, to diagnose painted cultural assets. The specimens, produced to imitate the damage types of Korean painted properties, were analyzed over their painting, supporting, and backing layers by terahertz pulse imaging technique. The analyzed results provided information about the cracks, the separated areas, and the separated distances between layers on the specimens. Our research, then, was extended to real painted cultural remains, Birojana Sam-shin Gwebul-do at Bongseon Temple in Namyang-ju, Korea National Treasure Number 1792, through which we have obtained 3D information about the extent and pattern of damages to the asset. These results demonstrate that terahertz 3D imaging technique has the capability of noncontact 3D diagnosis on painted cultural properties.

테라헤르츠 이미징을 이용한 금속 성분 회화 재료 진단 연구

백나연, 이한형, 송유나 국립중앙박물관 2023 박물관보존과학 Vol.29 No.-

Terahertz radiation cannot pass through metal and therefore reflect and return most signals. Utilizing this property, this study analyzed information on paintings to verify the usage of metal materials on paintings and the scope of their application. First, the study tested specimens of metal-based pigments and synthetic pearl pigments with metallic colors and textures in order to compare basic characteristics of terahertz images, such as signal severance caused by metallic substances, traits reflected in cross-section images, and high degree of reflection. Subsequently, based on the collected information, the study diagnosed various types of paintings including Korean traditional paintings and oil paintings using the terahertz imaging technique to confirm the usage of metal-based pigments in the inner layers of paintings and their scope of application. The terahertz imaging technique could has the potential to provide scientific evidence for previously-undiscovered information and art-historical records about various types of paintings that used metal based pigments, thereby rendering significant utility for the conservation and authentication of paintings 테라헤르츠파는 금속에 대부분의 신호가 반사되어 되돌아온다는 특성을 가지고 있다. 이를 활용하여 본 연구에서는 회화 문화재에서 금속 재료의 사용 여부와 그 분포 범위를 확인하여 정보를 해석하는 연구를 진행하였다. 먼저 금속 분말 안료와 금속성의 색상과 질감을 표현하는 합성 펄 안료를 사용한 시편 테스트를 통해서는 금속 성분으로 인한 신호 단절과 단면 이미지에 반영되는 양상, 그리고 평면 이미지에서 높은 반사도를 보이는 기본적인 테라헤르츠 이미지 특성을 비교하였다. 이와 더불어 여러 형태의 한국화와 유화에 대한 이미지 분석을 진행하여 금속 채색 재료의 내부 채색 여부와 그 분포 범위를 파악하였으며 이를 바탕으로 그림의 상태 확인과 더불어 추가적인 미술사적 정보를 획득하였다. 테라헤르츠 이미징 기술은 금속 성분의 재료가 사용된 여러 유형의 회화에 대하여 채색 기법과 내부 정보에 대한 진단 분석으로 보존처리를 위한 자료 및 미술사적인 내용 규명에 활용할 수 있을 것으로 기대된다

제모를 중단한 여성의 경험에 대한 연구

백나연(Nayeon Baek) 한국생활과학회 2022 한국생활과학회 학술대회 Vol.2022 No.11

저산소 및 열처리법에 대한 문화재 재질 안정성 평가

장한결,백나연,강대일 한국문화재보존과학회 2014 보존과학회지 Vol.30 No.2

기존에 사용되던 Methyl bromide가 환경오염의 문제로 인해 규제대상이 되면서, 이를 대체할 친환경 방제처리 방법에 대한 필요성이 대두되었다. 따라서 식품분야 등에서 방제의 목적으로 사용되어온 저산소 및 열처리 기술을 문화 재 생물피해 방제 분야에 적용하고자 한다. 저산소처리법은 질소가스 주입으로 공기 중의 산소농도를 낮추어, 열처리법 은 가온 또는 냉각을 이용하여 충·균을 치사시키는 방법이다. 본 연구에서는 목조건축물과 관련된 재질인 목재, 안료, 지류, 섬유 등에 저산소처리법과 열처리법을 적용하여 평가하였다. 저산소처리의 재질안정성 평가 결과 목재의 함수율 이 약간 감소하였으나 자연회복력을 기대할 수 있을 정도인 것으로 확인되었으며 안료, 지류, 섬유의 색차 및 강도는 안정하였다. 열처리법 적용 시에는 안료의 박리현상이 관찰되었다. 저산소처리법과 재질에 안정한 온도조건에서의 열처리는 기존에 사용되어온 화학적 처리방법 문제의 대안으로서 충분히 고려 가능할 것으로 보인다.

통밀빵 제조에 적합한 통밀가루 품질지표 규명

조혜진,문유진,백나연,샤톈이,권미라 한국식품조리과학회 2022 한국식품조리과학회지 Vol.38 No.2

Purpose: This study was to identify the major quality parameters of whole wheat flour suitable for making whole wheat bread. Methods: The commercial twelve whole wheat flour samples were analyzed for physicochemical characteristics and bread-baking performance. Results: The tested samples showed a wide range of ash contents, water, sodium carbonate solvent retention capacity (SRC), sodium dodecyl sulfate (SDS)-sedimentation volumes, particle sizes, and colors. The bread-making performance of the flours also showed significant variations in crumb colors, dough heights, bread heights, and bread volumes. The correlation and principal component analyses of the quality characteristics of whole wheat flour and whole wheat bread showed that the dough height and the bread height and volume correlated negatively with the ash content and water SRC but positively with the SDS sedimentation of the whole wheat flour. However, the firmness of the bread showed the opposite relationship. Conclusion: In conclusion, the ash content, water SRC, and SDS sedimentation volume of the whole wheat flour can be used as valuable indicators to predict the quality of the whole wheat bread.

알러지 저감밀 오프리 밀가루의 품질 특성과 제빵 및 제면 적성

문유진 ( Yujin Moon ),조혜진 ( Hyejin Cho ),백나연 ( Nayeon Baek ),샤톈이 ( Tianyi Xia ),권미라 ( Meera Kweon ) 한국식품조리과학회 2021 한국식품조리과학회지 Vol.37 No.6

Purpose: This study aimed to explore the quality characteristics and bread-making and noodle-making properties of low allergy wheat (‘O-free’) flour. Methods: ‘O-free’ flour and three commercial wheat flours (high-H, medium-M, low-L gluten strength) were used. Solvent retention capacity (SRC), sodium dodecyl sulfate (SDS)-sedimentation volume, pasting and gelatinization properties using rapid visco analyzer and differential scanning calorimetry, and dough mixing property using a mixograph of the flour samples were determined. In addition, their bread- and noodle-making performance was evaluated. Results: The SRC values in all four solvents and the SDS-sedimentation volume of ‘O-free’ flour were lower than those of H and M flour and higher than those of L flour. The pasting and gelatinization properties of ‘O-free’ flour starch were similar to those of the other flour samples. The dough mixing property and bread-making performance of the ‘O-free’ flour were inferior to the H and M flour but superior to the L flour. On the other hand, the noodle-making performance of the ‘O-free’ flour was inferior to all three flours. Conclusions: Overall, it was confirmed that ‘O-free’ flour, which lacks omega-gliadin, has inferior gluten protein quality and processing performance compared to H or M flours that are mainly used for making bread and noodles. Performance improvement was necessary by controlling other basic ingredients and processing conditions.

Optimal Methodologies for Terahertz Time-Domain Spectroscopic Analysis of Traditional Pigments in Powder Form

한태우,이호원,심경익,김종현,조영찬,김재훈,백나연,강대일,이한형 한국물리학회 2017 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.70 No.9

We have established optimal methods for terahertz time-domain spectroscopic analysis of highly absorbing pigments in powder form based on our investigation of representative traditional Chinese pigments, such as azurite [blue-based color pigment], Chinese vermilion [red-based color pigment], and arsenic yellow [yellow-based color pigment]. To accurately extract the optical constants in the terahertz region of 0.1 - 3 THz, we carried out transmission measurements in such a way that intense absorption peaks did not completely suppress the transmission level. This required preparation of pellet samples with optimized thicknesses and material densities. In some cases, mixing the pigments with polyethylene powder was required to minimize absorption due to certain peak features. The resulting distortion-free terahertz spectra of the investigated set of pigment species exhibited well-defined unique spectral fingerprints. Our study will be useful to future efforts to establish non-destructive analysis methods of traditional pigments, to construct their spectral databases, and to apply these tools to restoration of cultural heritage materials.

CORDEX-East Asia 2단계 영역 재현실험을 통한 지역기후모델의 검증: 지상 기온

신석우,차동현,김태형,김가영,박창용,이민규,윤동혁,백나연,서명석,장은철,김주완,안중배,최연우,민승기,변영화 한국기상학회 2019 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2019 No.10