University of Ulsan Open Access Korea
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Leaching and recovery of Li, Ni, Co, and Mn from spent lithium-ion batteries using deep eutectic solvent synthesized from choline chloride, chloroacetic acid, and ethylene glycol
No full textDeep eutectic solvents (DESs) are increasingly recognized as sustainable alternatives for recycling spent lithium-ion batteries (LIBs) due to their economic and environmental benefits. However, conventional DESs face challenges such as high viscosity and limited leaching efficiency. This study addresses these challenges by synthesizing a novel DES composed of choline chloride (ChCl), chloroacetic acid (CAA), and ethylene glycol (EG). EG was incorporated to enhance mass transfer by reducing the solvent's viscosity to below 100 mPa·s, while CAA improved metal dissolution and recovery by lowering the pH to below 2. Under optimal conditions—characterized by a ChCl:CAA:EG molar ratio of 1:1:2, a temperature of 110 °C, a solid-liquid ratio of 15 g/L, and a reaction time of 3 hours—the DES achieved leaching efficiencies of 90% for lithium and 100% for nickel, cobalt, and manganese. FT-IR analysis confirmed the structural stability of the DES after metal recovery, showing that the solvent's functional groups remained intact, thus enabling effective reuse. In particular, four reuse experiments showed that the DES was suitable for reuse up to the second cycle, which showed a 20% efficiency decrease. Furthermore, XRD analysis revealed that the morphology of the recovered metal deposits consisted of a mixture of metal hydroxides and oxides. These were subsequently purified through a calcination process to enhance the purity of the recovered metals. These findings suggest that the ChCl/CAA/EG solvent system holds significant promise as an alternative to conventional recycling processes for lithium-ion batteries, offering improved efficiency and sustainability.|심층 공융 용매(DES)는 경제적, 환경적 이점으로 인해 사용된 리튬 이온 배터리(LIBs) 재활용을 위한 지속 가능한 대안으로 점점 더 인정받고 있다. 그러나 기존의 DES는 높은 점도와 제한된 침출 효율과 같은 문제에 직면해 있다. 이 연구는 염화콜린(ChCl), 클로로아세트산(CAA), 에틸렌 글리콜(EG)로 구성된 새로운 DES를 합성하여 이러한 문제를 해결하고자 한다. EG는 용매의 점도를 100 mPa·s 이하로 낮춰 질량 전달을 향상시키기 위해 도입되었으며, CAA는 pH를 2 이하로 낮춰 금속 용해 및 회수를 개선했다. 최적 조건(ChCl:CAA:EG 몰비 1:1:2, 온도 110 °C, 고액비 15 g/L, 반응 시간 3시간)에서 DES는 리튬의 경우 90%, 니켈, 코발트, 망간의 경우 100%의 침출 효율을 달성했다. FT-IR 분석은 금속 회수 후 DES의 구조적 안정성을 확인하여, 용매의 기능적 그룹이 손상되지 않고 효과적인 재사용이 가능함을 보여주었다. 특히 네 번의 재사용 실험을 통해 DES는 두 번째 사이클까지 재사용이 적합하며, 이때 효율이 20% 감소하는 것으로 나타났다. 또한, XRD 분석 결과 회수된 금속 침전물의 형태는 금속 수산화물과 산화물의 혼합물로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 이후 회수된 금속의 순도를 높이기 위해 소성 공정을 통해 정제했다. 이러한 연구 결과는 ChCl/CAA/EG 용매 시스템이 리튬 이온 배터리의 기존 재활용 공정에 대한 대안으로 효율성과 지속 가능성을 개선할 수 있는 상당한 가능성을 제시한다.Maste
A Study on the Conversion of Heterogeneous PLC Code and Development of Structured Programs using Large Language Models
No full text본 연구는 자동화 설비의 필수적인 요소인 Programable Logic Controller(이하 PLC)의 프로그램 개발 마이그레이션에서 발생하는 애로사항을 개선하기 위하여 대규모 언어모델(이하 LLM)의 산업 현장 적용에 관하여 연구한다. PLC는 정유, 석유화학, 반도체, 금속, 완성차 공정 등에서 다방면으로 사용되고 있다. 그러나 Siemens, LS일렉트릭, 미쓰비시 등의 PLC 제조회사들은 각각의 프로그램 개발 소프트웨어 및 사용되는 언어가 달라서 OPC를 통한 공정 감시나 상위 시스템과의 연결을 위한 마이그레이션이 쉽지 않다.
본 논문의 주요한 목적은 2개 유형의 실험연구를 바탕으로 LLM의 산업 현장의 적용 가능 여부를 입증하는 것이다. 첫 번째로 LS일렉트릭 XG 5000 PLC의 IL 언어와 Siemens Tia Portal의 STL 언어의 컨버전을 위한 LLM API 기반 웹페이지를 설계 및 구현하고 공압시스템 교육용 하드웨어를 통하여 검증하였다. 해당 시스템은 웹페이지를 기반으로 한 연결, 프롬프트 기술 설계, I/O 적용 규칙, LLM의 답변 여과 기능을 구현하였다. 여러 가지 공압 실린더 제어 예제를 통하여 컨버전 된 언어의 논리적 등가성과 실배선된 하드웨어에서 작동을 구현하였다.
더불어, 변위 단계 선도를 이용한 구성을 기반으로 하여 체계적으로 STL 언어를 이용한 프로그래밍 과정에선 LLM을 적용하는 협력적인 접근법을 제안하여 실험을 통해 그 결과를 연구하였다. 해당 접근법은 총 4단계로 구성된 변위 단계 선도의 분석과 PLC 프로그래밍 규칙을 정의하여 PLC 엔지니어와 LLM 사이의 지속적인 의견 교환을 통하여 STL 언어의 신뢰도와 체계적 통일성을 습득하는 과정을 포함한다.
결론적으로 해당 연구는 대규모 언어 모델이 프롬프트의 최적화와 숙련된 엔지니어의 검토를 바탕으로 특정 제조사에 맞추어져 있는 IL 및 STL 언어 컨버전 및 변위 단계 선도 기반 프로그래밍 개발을 성과를 통해 수행 능력을 객관적으로 증명한다. 무엇보다 이기종 PLC 쌍의 언어 컨버전 실험은 구형 시스템 마이그레이션에 도움을 줄 수 있는 신규 방식을 제안한다. 또한 변위 단계 선도를 기반한 프로그래밍의 예시는 LLM을 PLC 설계 보조역할로 하여 생산성 향상의 잠재력을 드러낸다.Maste
Voltage-induced interlayer antiferromagnetic phase transition in van der Waals ferromagnet Fe₅GeTe₂
No full textIn this thesis, I present the first experimental demonstration of current-induced magnetic phase transitions in a van der Waals (vdW) magnetic material, Fe₅GeTe₂ (F5GT), where the magnetic state is modulated solely by in-plane current injection without the application of any external magnetic field. This transition, occurring from a ferromagnetic (FM) to an antiferromagnetic (AFM) configuration, leads to a dramatic enhancement in longitudinal magnetoresistance (LMR), increasing from approximately 5% to 170%. Such a large and electrically controllable magnetoresistance response within a single vdW material is unprecedented and offers a new paradigm for spintronic device engineering based on intrinsic structural anisotropy. The underlying mechanism of this phenomenon lies in the vertical voltage drop (ΔV) generated across the interlayer gaps due to the extreme anisotropy in resistivity (ρinter ≫ ρintra) of F5GT. This ΔV modifies the interlayer Ruderman–Kittel–Kasuya–Yosida (RKKY) exchange interaction in a current-dependent manner, effectively enabling dynamic tuning of interlayer magnetic coupling. Through a combination of in-plane and out-of-plane transport measurements, anomalous Hall conductivity (AHC) analysis, magneto-optical Kerr effect (MOKE) imaging, and self-consistent numerical simulations based on a voltage-dependent Ising model, we construct a coherent picture of current-induced magnetic switching driven by nonequilibrium voltage effects. Our experimental observations include a distinct threshold behavior in current–voltage (I–V) characteristics, robust hysteresis in resistance and Hall signals, and clear magnetic state imaging via MOKE. These features collectively support the conclusion that the observed switching arises from a cooperative reconfiguration of interlayer spins, stabilized by tunneling magnetoresistance (TMR) in the current-in-plane tunneling (CIPT) geometry. Furthermore, we investigate the reproducibility and device size dependence of this transition across more than ten devices and confirm that the critical switching voltage scales linearly with electrode spacing, indicating the intrinsic and voltage-driven nature of the phenomenon. Temperature-dependent measurements further rule out thermal origins and reveal that the AFM state persists up to ~70 K. This work provides the first experimental realization of voltage-tunable RKKY interactions in a vdW magnetic system, offering a new mechanism for spin control that does not rely on multilayer engineering or spin-orbit torque. Our findings pave the way for electrically reconfigurable magnetic states in 2D materials, and highlight the potential of vdW magnets like F5GT as active components in energy-efficient spintronic and neuromorphic architectures.Docto
Operation Status and Improvement Strategies for ISO 45001 (Occupational Health and Safety Management System) : A Case of Science and Technology-Focused Universities
No full text본 연구는 과학기술특성화 대학의 ISO 45001 안전보건경영시스템 도입 및 운영 현황을 체계적으로 분석하고, 효과적인 개선 방안을 제안함으로써 안전보건관리 수 준을 한 단계 끌어올리기 위한 전략을 제시하고자 한다. ISO 45001은 국제표준화기 구(ISO)에서 제정된 안전보건경영시스템의 국제 표준으로, 근로자와 조직을 보호하 기 위해 위험 요소를 체계적으로 관리하는 데 목적을 두고 있다. 특히, 연구실 안전 사고 발생 가능성이 높은 과학기술특성화 대학의 특수한 환경에서 ISO 45001의 도 입은 조직의 법적 요구사항 준수뿐만 아니라 안전 문화 확산 및 성과 개선을 위한 핵심적인 도구로 주목받고 있다.
본 연구는 우리나라의 과학기술특성화 대학(KAIST, UNIST, DGIST, GIST)를 대상으로 설문조사와 심층 인터뷰를 통해 ISO 45001의 도입 배경, 운영 실태, 성과 및 문제점을 다각도로 비교·분석하였다. 연구 결과, 주요 문제점으로는 구성원의 낮 은 시스템 이해도, 경영진의 관심 저하, 운영의 형식화, 자원과 인력 부족, IT 기반 데이터 관리 시스템의 부재 등이 확인되었다. 이러한 문제는 ISO 45001의 실질적 효과를 저해하며 조직의 안전보건 관리 수준 향상에 장애 요인으로 작용하고 있다.
이를 해결하기 위해 본 연구는 다음과 같은 개선 방안을 제안한다. 첫째, 구성원 의 안전보건 역량 강화를 위한 체계적이고 지속적인 교육체계 도입이 필요하다. 둘 째, 경영진의 관심과 참여를 확대하고, 리더십 강화를 통해 안전보건경영의 전략적 우선순위를 높여야 한다. 셋째, 과학기술특성화 대학의 특성을 반영한 맞춤형 시스 템 커스터마이징을 통해 운영의 효율성과 적응성을 제고해야 한다. 넷째, 장기적 관 점에서 자원과 인력을 안정적으로 지원하는 체계를 구축하고, 마지막으로 IT 기술 을 활용한 데이터 기반의 모니터링 및 평가 체계를 확립하여 실질적 성과를 극대화 해야 한다.
이 연구는 ISO 45001이 과학기술특성화 대학에서 단순히 법적·규제적 요구를 충 족하는 도구에 그치지 않고, 조직의 안전보건 문화를 혁신하고 지속 가능한 안전보 건 관리체계를 구축하는 데 기여할 수 있음을 실증적으로 입증하였다. 본 논문의 결과는 유사한 연구환경을 가진 대학 및 연구기관에서도 ISO 45001을 효과적으로 도입·운영하기 위한 유용한 모델과 가이드를 제공할 것으로 기대된다.Maste
Morphometric Study of Bilateral Corridors in Right and Left Apex Groups in Degenerative Lumbar Scoliosis
No full textAbstract
Background: Degenerative lumbar scoliosis (DLS) significantly affects anatomical relationships and surgical corridors required for oblique lumbar interbody fusion (OLIF). This study analyzed morphological differences in OLIF corridors between left and right apex groups in DLS patients, focusing on corridor dimensions, psoas muscle disposition, and segmental artery relationships.
Methods: We retrospectively reviewed 80 DLS patients (left apex, n=43; right apex, n=37). Corridor angles, distances, psoas muscle areas, and segmental artery distances were measured using T2-weighted MRI at L2-3, L3-4, and L4-5 levels. Multivariate regression analysis was performed to identify predictors of corridor angle differences at L2-3, with measurement reliability assessed using intraclass correlation coefficients.
Results: Left-sided corridor dominance was observed regardless of curve apex direction. At all levels, both groups showed significantly larger left-sided angles (left apex: L2-3: 39.74° vs 13.48°, L3-4: 38.28° vs 11.87°, L4-5: 38.62° vs 6.86°; right apex: L2-3: 53.74° vs 18.05°, L3-4: 43.11° vs 18.47°, L4-5: 28.55° vs 11.92°). Psoas muscle areas were consistently larger on the concave side (left apex: 125.70mm² vs 67.85mm²; right apex: 125.42mm² vs 77.40mm²). Segmental artery distances showed asymmetric patterns corresponding to curve morphology at L2-3 level (left apex: 8.79mm vs 7.90mm; right apex: 9.56mm vs 7.96mm). In the left apex group, multivariate regression analysis identified left psoas area (β=-0.132) and segmental artery distances as significant predictors of corridor angle differences (R²=0.517), while right apex curves showed associations with psoas area difference (β=0.123) and sagittal alignment (β=-0.851).
Conclusions: In DLS patients, surgical corridors demonstrate consistent anatomical patterns that vary by curve apex direction. Left-sided corridor dominance persists regardless of curve morphology, particularly at L2-3 and L3-4 levels. Psoas muscle shows predictable asymmetry with larger areas on the concave side, while segmental artery positioning shows distinct patterns corresponding to curve morphology, particularly at upper lumbar levels. These findings provide quantitative anatomical data to guide surgical approach selection and preoperative planning in DLS patients.
Keywords: degenerative lumbar scoliosis, oblique lumbar interbody fusion, surgical corridor, psoas muscle, segmental artery|초 록
배 경: 퇴행성 요추 측만증(DLS)은 사측방 요추체간 유합술(OLIF)에 필요한 해부학적 관계와 수술 통로에 상당한 영향을 미친다. 본 연구는 DLS 환자에서 좌측과 우측 만곡 정점 그룹 간의 OLIF 통로의 형태학적 차이를 분석하였으며, 통로의 크기, 대요근의 배치, 그리고 분절 동맥의 관계에 초점을 맞추었다.
방 법: 80명의 DLS 환자(좌측 정점, n=43; 우측 정점, n=37)를 후향적으로 검토하였다. T2 강조 자기공명영상을 이용하여 L2-3, L3-4, L4-5 레벨에서 통로 각도, 거리, 대요근 면적, 그리고 분절 동맥 거리를 측정하였다. L2-3 레벨에서의 통로 각도 차이에 대한 예측 인자를 확인하기 위해 다변량 회귀분석을 시행하였으며, 측정의 신뢰도는 급내상관계수를 사용하여 평가하였다.
결 과: 만곡 정점의 방향과 관계없이 좌측 통로의 우세성이 관찰되었다. 모든 레벨에서 양쪽 그룹 모두 좌측 각도가 유의하게 더 컸다(좌측 정점: L2-3: 39.74° vs 13.48°, L3-4: 38.28° vs 11.87°, L4-5: 38.62° vs 6.86°; 우측 정점: L2-3: 53.74° vs 18.05°, L3-4: 43.11° vs 18.47°, L4-5: 28.55° vs 11.92°). 대요근 면적은 일관되게 오목면에서 더 컸으며(좌측 정점: 125.70mm² vs 67.85mm²; 우측 정점: 125.42mm² vs 77.40mm²), 분절 동맥 거리는 L2-3 레벨에서 만곡 형태에 따른 비대칭적 패턴을 보였다(좌측 정점: 8.79mm vs 7.90mm; 우측 정점: 9.56mm vs 7.96mm). 좌측 정점 그룹에서 다변량 회귀분석 결과, 좌측 대요근 면적(β=-0.132)과 분절 동맥 거리가 통로 각도 차이의 유의한 예측 인자로 확인되었으며(R²=0.517), 우측 정점 만곡에서는 대요근 면적 차이(β=0.123)와 시상면 정렬(β=-0.851)과의 연관성이 관찰되었다.
결 론: DLS 환자에서 수술 통로는 만곡 정점의 방향에 따라 다양하지만 일관된 해부학적 패턴을 보인다. 특히 L2-3와 L3-4 레벨에서는 만곡 형태와 관계없이 좌측 통로의 우세성이 지속된다. 대요근은 오목면에서 더 큰 면적을 보이는 예측 가능한 비대칭을 보이며, 분절 동맥의 위치는 특히 상부 요추 레벨에서 만곡 형태에 따른 뚜렷한 패턴을 보인다. 이러한 결과는 DLS 환자의 수술적 접근법 선택과 수술 전 계획 수립에 있어 정량적 해부학적 데이터를 제공한다.
주요어: 퇴행성 요추 측만증, 사측방 요추체간 유합술, 수술 통로, 대요근, 분절 동맥Maste
Physiological Response to Music: Heart Rate and Heart Rate Variability Changes Based on Emotion
No full text본 연구는 음악 청취가 자율신경계에 미치는 생리적 영향을 심박수(HR)와 심박변이도 (HRV)를 활용하여 정량적으로 분석하였다. 감정 점수(선호, 친숙, 각성, 정서가)를 기준 으로 그룹을 나누어 HR과 HRV의 변화를 평가한 결과, 높은 선호와 각성 점수 그룹에서 HR과 양의 상관관계를 보였고 특히 높은 각성 그룹에서는 HR이 유의미하게 증가하였으 며, 이는 교감신경계 활성화가 주요 요인임을 시사한다. 반면, HRV은 높은 선호와 친숙 및 긍정적 정서가 점수 그룹에서 유의미하게 감소하여 부교감신경계의 억제를 나타냈다. 음악적 요소에 의한 반응을 확인하기 위해 템포와 HR의 관계를 분석하였으나 특정한 경 향성이 나타나지 않았다. 본 연구는 HR과 HRV가 음악 감정 평가에서 유용한 지표로 활용될 수 있음을 입증하 였으며, 음악 감정 연구의 새로운 가능성을 제시하였다. 특히 정서가-각성 차원에서 선 호와 친숙의 분포를 살펴보며 감정 간 관계를 분석하였다. 향후 연구에서는 템포 외 다 양한 음악 요소에 대한 추가 분석과 EEG 신호와 같은 멀티모달 접근법을 포함하여 감 정 평가의 정확성을 높이고 적용 가능성을 확장할 필요가 있다.
[주제어] 음악, 심전도, 심박수, 심박변이도, 감정, 선호, 친숙, 각성, 정서가|This study quantitatively analyzed the physiological effects of music listening on the autonomic nervous system using heart rate (HR) and heart rate variability (HRV). Changes in HR and HRV were evaluated based on emotional scores (preference, familiarity, arousal, and valence), revealing a positive correlation between HR and groups with high preference and arousal scores. Notably, HR significantly increased in the high arousal group, suggesting that sympathetic nervous system activation was a major contributing factor. Conversely, HRV significantly decreased in groups with high preference, familiarity, and positive valence scores, indicating parasympathetic nervous system suppression.
An analysis of the relationship between tempo and HR to investigate responses to musical elements showed no specific trend. This study demonstrated that HR and HRV can serve as useful indicators in music emotion evaluation, suggesting new possibilities for research in the field. Also, we analyzed the relationship between emotions by examining the distribution of preference and familiarity across the valence-arousal dimensions. Future research should include additional analyses of various musical elements beyond tempo and incorporate multimodal approaches such as EEG signals to enhance the accuracy of emotion evaluation and broaden its applicability.
[Keyword] Music, Electrocardiogram, Heart rate, Heart rate variability, Emotion, Preference, Familiarity, Arousal, ValenceMaste
Study on Variations of Nanoscale Surface Hardness and Fracture Toughness Characteristics of Fe-9Cr Alloys by Irradiation Embrittlement
No full text세계적으로 탄소배출 저감을 목표로 하고 있기 때문에 지속 가능하며 친환경적인 핵융 합 발전에 대한 주목이 높아지고 있다. 핵융합은 1억℃ 이상의 환경에서 중수소와 삼중 수소를 연료로 하여 핵융합 에너지를 생산한다. 핵융합 에너지가 발생하는 과정에서 고 속의 중성자가 발생하게 되기 때문에 핵융합로 내부는 높은 온도에서 중성자가 충돌하는 극한의 환경에 놓이게 된다. 핵융합로 내부의 블랑켓 표면 소재에 고온에서 중성자가 조 사되면 시간이 지남에 따라 기계적 특성이 변하기 때문에 핵융합 환경에서 물성 변화가 적은 소재 개발이 요구된다. 세계적으로 조사취화 저항성이 높고 고온 환경에 적합한 저 방사화 철강을 개발하고 있으며, 조사 환경에 따른 특성 변화를 평가하여 데이터베이스 를 축적하였다. 한국에서도 기존의 저방사화 철강에 지르코늄을 첨가하여 고온 강도가 향상된 ARAA강을 개발하였으며 최근 조사손상에 대한 연구를 진행하고 있기 때문에 재 료의 기계적 특성 변화를 비교 분석하고 조사 환경에서 데이터를 축적하고자 한다. 저방사화 철강재료는 화력 발전용으로 사용되는 내열강인 Fe-9Cr 합금에 저방사성 합 금원소인 텅스텐, 탄탈룸을 첨가하여 중성자 충돌에 의한 취화 저항성을 증가시킨 강으 로 조사 환경에 특화된 강이다. 이러한 강이 놓이는 환경은 다양하지만, 그 중 고온 및 중성자 조사에 의해 재료가 손상되는 정도가 높다. 따라서 조사온도 및 중성자 조사량에 따른 재료 변화 거동을 바탕으로 적합한 기계적 특성 평가법을 적용해야 한다. 온도가 높아지면 재료 내의 원자 확산이 활발해지면서 격자결함의 재배열 및 불순물 제거에 의 해 전위의 이동이 원활해져서 재료의 연성이 증가하고 경도가 감소하게 된다. 따라서 조 사온도에 따른 재료 변화 거동을 분석하기 위해 연성이나 경도와 같은 기계적 특성을 평 가해야 한다. 재료에 중성자가 조사되면 재료 내의 격자입자와 충돌하게 되어 원자 배열 을 흐트러뜨리고 점결함을 형성하기 때문에 재료가 취화된다. 그렇기 때문에 취화에 대 한 정량적인 평가를 할 수 있는 평가법이 필요하다. 중성자가 시편에 조사되면 시편이 방사성을 띠어서 실험 과정에 시간적 경제적 한계로 인해 주로 손상 거동이 유사한 이온 으로 조사 시험을 수행하였다. 본 연구에서는 He 이온 사용하였으며, 이 이온은 가벼우 므로 초기 조사손상 거동을 분석하는 데 합리적이다. He 이온에 의한 취화 깊이가 수 마 이크로미터로 매우 얕게 형성되며, 깊이에 따른 손상 정도가 달라지기 때문에 나노스케 일 영역에서 깊이에 따른 연속적인 취화 특성 평가가 가능해야 한다. 취화는 파괴인성을 통해 분석이 가능하나 기존의 파괴인성 평가법을 적용하는데 한계가 있기 때문에 조사취 화를 분석하고자 Part. 1에서 파괴인성을 대체할 수 있는 취화 평가 지표를 통한 연구를 진행하였으며, Part. 2에서 나노스케일에 적용할 수 있는 파괴인성 시험법을 통한 연구를 수행하였다. 우선 Part.1에서 취화 평가 지표로 나노스케일 영역 평가가 가능한 경도를 선정하였으 며, 나노인덴테이션을 활용하여 조사량 및 조사온도에 따른 ARAA강의 경도를 평가하여 취화 거동에 미치는 영향 및 깊이에 따른 경도변화를 중심으로 분석하였다. 조사는 특히 얕은 깊이에서 경도를 크게 증가시키는 반면, 고온에서는 깊이에 상관없이 경도가 감소 하는 경향을 보였다. 이온 조사와 고온 환경이 결합된 복합 조건에서는 He 이온 조사로 인한 취화가 주로 발생했지만, 높은 온도에서의 연화 효과로 인해 손상 깊이가 얕아졌다. 취화 깊이는 상온에서 가장 깊게 나타났고, 조사온도가 높아질수록 깊이가 감소했으며, 복합 조건에서 취화 깊이는 3.0 μm 이내로 제한될 것으로 예측하였다. Part. 2에서는 미세하게 힘을 인가하여 균열을 발생시킬 수 있는 나노스크래치 테스트 를 활용하였으며, Akono가 개발한 수식을 통해 조사 조건에 따른 ARAA강의 파괴인성을 평가하였다. 이렇게 평가한 파괴인성과 Part. 1에서의 경도와 결합하여 상관관계를 분석 하였으며, 재료가 취화될 때 파괴인성-경도 곡선이 온도에 따라 회귀분석 하였을 때 기 울기는 거의 동일하였으나 y 절편이 바뀌는 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 재료 취화 시 온도에 따른 파괴인성-경도 곡선의 형상을 예측할 수 있을 것으로 판단되었으며, 온도별 파괴인성-경도 마스터 커브의 필요성을 확인하였다.Maste
Factors Influencing Job Satisfaction of Clinical Research Nurses
No full text본 연구는 임상연구간호사의 업무수행도, 근무환경과 직무만족도를 알아보고 직무만족도에 미치는 영향요인을 규명하고자 시행된 서술적 조사연구이다. 전국의 종합병원 이상 의료기관에서 임상시험을 담당하고 있는 6개월 이상 근무한 임상연구간호사 191명을 대상으로 하였으며, 2025년 3월 25일부터 4월 2일까지 온라인 설문조사를 시행하였다. 수집된 자료는 SPSS version 28.0 program을 사용하여 빈도와 백분율, 평균과 표준편차, independent t-test, one-way ANOVA, Pearson correlation, Hierarchical regression analysis로 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 대상자의 성별은 모두 여성이었으며, 연령은 평균 31.6±4.96세이었다. 최종학력은 대졸이 144명(75.4%)이었고 결혼상태는 미혼이 162명(84.8%)이었으며 현 근무기관은 상급종합병원이 99명(51.8%)이었다. 근무지역은 서울이 141명(7 4.0%)이었고, 소속은 병원이 148명(77.5%)으로 다수를 차지했다. 직책명은 임상연구간호사가 125명(65.4%)이었고 고용형태는 정규직이 123명(64.4%) 이었으며 월 급여 수준은 250만원∼300만원 미만이 81명(42.4%)이었다. 임상근무경력은 평균 4.41±3.49년이었고, 임상연구간호사 근무경력은 평균 3.74±3.75년이었다. 근무 동기는 주변인의 소개가 66명(34.6%)으로 많았고 업무지침은 166명(86.9%)이 있었으며 현재 진행 중인 임상시험 수는 3∼5개가 94 명(49.2%)으로 가장 많았다. 임상시험 관련 교육은 186명(97.4%)이 이수하였고 이직의도는 145명(75.9%)이 없었다. 업무 수행 중 어려움은 보수가 90명(22.2%) 으로 가장 많았다. 2. 업무수행도는 평균 3.99±0.71점(5점 만점), 근무환경은 평균 3.12±0.64점(4점 만점), 직무만족도는 평균은 3.80±0.84점(5점 만점) 이었다. 3. 대상자의 일반적 특성 및 업무관련 특성에 따른 업무수행도는 고용형태 (F=3.614, p=.029), 임상근무경력(F=5.230, p=.002), 현 근무기관(t=-2.178, p=.031), 근무지역(F=3.697, p=.027), 직책명(F=5.132, p=.007), 월 급여(F=3.542, p=.016), 현재 진행 중인 임상시험 수(F=9.973, p<.001), 임상시험 관련 교육 이수(t=3.564, p<.001), 이직의도(t=-2.842, p=.006)에 따라 유의한 차이가 있었다. 대상자의 일반적 특성 및 업무관련 특성에 따른 근무환경은 연령(F=3.122, p=.046), 최종학력(F=5.048, p=.007), 결혼상태(t=-2.333, p=.024), 소속(F=4.368, p=.014), 직책명(F=12.413, p<.001), 고용형태(F=10.571, p<.001), 업무지침 유무(t=5.946, p<.001), 현재 진행 중인 임상시험 수(F=13.058, p<.001), 임상시험 관련 교육 이수(t=4.104, p<.001), 이직의도(t=-5.934, p<.001)에 따라 유의한 차이가 있었다. 대상자의 일반적 특성 및 업무관련 특성에 따른 직무만족도는 연령(F=5.075, p=.007), 최종학력(F=3.121, p=.045), 결혼상태(t=- 2.902, p=.005), 소속(F=7.029, p=.001), 직책명(F=13.060, p<.001), 고용형태(F=16.893, p<.001), 임상근무경력(F=2.691, p=.048), 임상연구간호사 근무경력(F=3.821, p=.011), 업무지침 유무(t=6.155, p<.001), 현재 진행 중인 임상시험 수(F=13.058, p<.001), 임상시험 관련 교육 이수(t=4.158, p<.001), 이직 의도(t=-8.023, p<.001)에 따라 유의한 차이가 있었다. 4. 직무만족도는 업무수행도(r=.642, p<.001)와 근무환경(r=.910, p<.001)과 유의한 양의 상관관계가 나타났고, 업무수행도와 근무환경도 유의한 양의 상관관계가 나타났다(r=.708, p<.001). 5. 직무만족도에 영향을 미치는 요인은 현재 진행 중인 임상시험 수 2개 이하(β=.201, p=.001), 3∼5개(β=.221, p<.001), 이직의도 없음(β=.109, p=.005), 근무환경(β=.783, p<.001)으로 나타났으며, 모형의 설명력은 85.9%로 분석되었다(F=61.954, p<.001). 본 연구를 통해 임상연구간호사의 직무만족도에 영향을 미치는 요인으로는 현재 진행 중인 임상연구 수, 이직의도, 근무환경으로 확인되었고, 이 중 근무환경이 가장 큰 영향요인으로 확인되었다. 따라서 임상연구간호사의 직무만족도를 높이기 위한 중재가 필요하며, 구체적으로는 임상연구간호사에게 더 나은 근무환경을 제공하기 위한 제도적 개선과 지원이 마련되어야 한다.Maste
소아 환자에서 심초음파 비디오의 실시간 딥러닝 해석을 통한 팔로사징(TOF)의 검출
No full textBackground
Tetralogy of Fallot (TOF), a complex congenital heart defect (CHD), requires accurate and timely diagnosis for effective management and treatment. Echocardiography, a non-invasive imaging test, plays a crucial role, by providing diagnostic assistance for timely TOF identification and treatment. Artificial intelligence (AI) may address the worldwide shortage of pediatricians, easing the workload in the field. Our deep learning AI-driven tool for CHD diagnosis, including TOF, could serve as a screening tool in regions lacking CHD specialists.
Methods
This study developed an AI model to automatically diagnose the four TOF characteristic defects using echocardiograms from 174 pediatric patients, at Seoul Asan Medical Center, between 2018 and 2023. To detect and classify anomalies in images and videos, Detectron2 and Mask R-CNN model was used to process, label, and train images. The model performance was evaluated using precision recall curves, accuracy, and F1 scores.
Results
This deep learning model using Detectron2 to accurately detect TOF from pediatric echocardiograms, achieving area-under-the-curve of approximately 1.00 and F1 score of 96.8%. The model demonstrated high image and video data sensitivity and precision, and reliably distinguished TOF, at over 97% accuracy across multiple videos. These results highlight the potential of the model as a clinical tool for improving TOF diagnosis in pediatric cardiology.
Conclusions
Deep learning-based automated TOF detection offers a promising way to improve diagnosis, increase accessibility, and reduce the workload of pediatric cardiologists. Future research should expand the datasets and refine models to apply to other congenital heart diseases; thereby, enhancing patient care overall. Keywords: Artificial intelligence, congenital heart disease, deep learning algorithm, echocardiography, Tetralogy of FallotDocto
Study on the effect of different fiber orientations on bearing strength in 3D printed composite materials for ship and marine structure applications
No full text최근 기후변화 문제가 심각해짐에 따라 국제해사기구에서는 이를 해결하기 위해 온실가스 배출량에 관한 규제를 강화하고 있다. 온실가스 배출량 관련 규제를 만족하기 위한 방법들 중 선박 경량화는 연료 효율을 증가시켜 이산화탄소 배출량을 감소시킬 수 있어 고려되는 방안 중 하나이다. 선박 경량화를 위한 방법으로는 복합재료 적용이 고려될 수 있으며, 실제 해양 레저 선박, 특수선 등에 적용되고 있다. 또한, 복합재료 중 3D 프린트 복합재료는 빠르고 쉽게 제작할 수 있어 조선 및 해양뿐만 아니라 항공우주, 건축, 의료 등 다양한 산업에서 최근 활발히 연구되고 있다.
3D 프린트 복합재료를 구조물에 적용하기 위해서는 금속과 복합재료 또는 복합재료 구조물 간의 연결이 필요하다. 3D 프린트 복합재료의 경우 열에 취약하므로 용접은 선호되지 않으며, 주로 접착 또는 기계적 체결이 이루어진다. 접착 체결 방법의 경우, 환경적 영향을 많이 받으며 비교적 낮은 강도를 보이기 때문에 복합재료에서는 주로 기계적 체결이 이루어진다. 복합재료의 기계적 체결은 기하학적 형상과 섬유 방향 등에 영향을 받으며, 이에 따라 강도가 크게 달라진다. 기하학적 형상의 경우 다양한 변숫값들을 이용하여 실험과 해석이 이루어졌으나, 섬유 방향의 경우 특정한 각도에 관한 연구가 주로 이루어졌다. 특히, 3D 프린트 방식 중 융합 필라멘트 제조 방식의 경우 기존 복합재료들과 다른 특성을 가져 섬유 방향에 따른 강도 경향이 기존과 다를 수 있어 추가적인 연구가 필요하다.
이에 본 연구에서는 융합 필라멘트 제조 방식으로 다양한 섬유 방향을 가지는 3D 프린트 복합재료 시편을 제작하고 베어링 강도 실험을 통해 연구를 진행하였다. 시편의 경우 대칭 섬유 방향을 가지는 시편 7종류와 적층 순서가 다른 준등방성 시편 7종류를 제작하였으며, 만능재료시험기를 통해 실험을 진행하였다. 실험 결과를 바탕으로 베어링 응력-변형률 선도를 이용하여 섬유 방향에 따른 베어링 강도 경향을 확인하고, 마이크로 CT 및 현미경을 통해 파손 모드를 분석하였다. 실험 결과, 융합 필라멘트 제조 방식으로 제작된 복합재료는 기존 복합재료와 달리 ±15° 섬유 방향에서 가장 높은 베어링 강도를 보였으며, 이를 기준으로 준등방성 시편을 제작할 시 0° 섬유 방향을 기준으로 한 준등방성 시편과 유사한 베어링 강도를 보였다.|As the issue of climate change grows more severe, the International Maritime Organization (IMO) has strengthened regulations on greenhouse gas (GHG) emissions to address the problem. Among the methods to comply with GHG emission regulations, ship weight reduction is considered one of the effective solutions, as it enhances fuel efficiency and reduces carbon dioxide emissions. The application of composite materials is a potential approach to achieving ship weight reduction and is already being utilized in marine leisure vessels and specialized ships. In particular, 3D-printed composite materials, due to their ability to be manufactured quickly and easily, have been actively studied not only in the shipbuilding and marine sectors but also in various industries such as aerospace, construction, and medical fields.
To apply 3D-printed composite materials to structures, connections between metals and composites or between composite structures themselves are required. Since 3D-printed composite materials are vulnerable to heat, welding is not preferred, and bonding or mechanical fastening is typically employed. Among these methods, adhesive bonding is less favored in composite materials due to its susceptibility to environmental factors and lower strength, making mechanical fastening the more common approach. The mechanical fastening strength of composites is significantly influenced by factors such as geometric parameters and fiber orientation. While various experimental and analytical studies have been conducted on the effects of geometric parameters, research on fiber orientation has primarily focused on specific angles. In particular, the Fused Filament Fabrication (FFF) method among 3D printing techniques exhibits unique characteristics compared to traditional composites, potentially leading to different trends depending on fiber orientation, highlighting the need for further investigation.
In this study, 3D-printed composite specimens with various fiber orientations were fabricated using the FFF method to investigate their bearing strength. A total of 14 specimens were prepared, including 7 types with symmetric fiber orientations and 7 types with quasi-isotropic fiber orientations. Tests were conducted using a universal testing machine, and the results were analyzed based on bearing stress-strain curves to identify the trends in bearing strength according to fiber orientation. Additionally, failure modes were examined through micro-CT and microscopy analyses. The test results showed that composites fabricated using the FFF method exhibited the highest bearing strength at ±15° fiber orientation, which differed from traditional composites. Additionally, quasi-isotropic specimens designed based on this fiber orientation demonstrated comparable bearing strength to those designed based on the 0° fiber orientation.Maste