산부식 시간에 따른 레진복합체 침투형 세라믹과 레진 간 미세인장 결합강도

치의학과/석사CAD/CAM 기술이 치과에 도입되면서 최근에는 세라믹과 레진을 혼합하여 각 소재의 장점을 취하고 단점을 제거한 복합소재들이 주목을 받고 있다. 장석형 도재에 레진을 침투시킨 레진 복합체 침투형 세라믹(Polymer Infiltrated Ceramic Network; PICN)은 장석형 도재와 마찬가지로 산부식 처리를 통해 레진시멘트와의 결합강도를 증진시킬 수 있다고 알려져 있으나 적절한 PICN-레진 간 결합강도를 얻기 위한 산부식처리 방법은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 PICN의 표면을 9.5% 불산으로 0초, 30초, 60초, 90초, 120초간 산부식 처리하고 다목적 실란과 접착제를 도포 후 복합레진을 약 8mm 두께로 축조하여 시편을 제작하였다. 대조군에서는 장석형 도재를 60초간 9.5% 불산으로 산부식 처리하여 사용하였다.각 군을 가로 및 세로 각 1mm이하, 길이 약 16mm 정도의 막대기 형태 시편으로 제작하여 미세인장 결합강도 측정을 하고 부가적으로 PICN의 표면을 주사전자현미경으로 관찰하여 다음의 결과를 얻었다.1.9.5% 불산으로 산부식 처리를 한 모든 군에서 산부식 처리를 하지 않은 군에 비해 유의성있게 높은 미세인장 결합강도를 나타냈다.2.PICN을 30초, 60초, 90초 산부식 한 군과 장석형 도재를 60초간 산부식 한 군 사이에는 미세인장 결합강도의 차이를 보이지 않았다.3.PICN을 120초 산부식 한 군에서 가장 높은 미세인장 결합강도를 나타냈다.이상의 결론으로 보아 PICN에서 레진시멘트와 접착을 기대하는 경우에는 9.5% 불산을 이용해 30초 이상 산부식 처리를 하는 경우 전통적으로 이용된 장석형 도재와 레진간 결합강도에 준하는 결과를 얻을 수 있다고 할 것이다.ope

산부식 시간에 따른 레진복합체 침투형 세라믹과 레진 간 미세인장 결합강도

치의학과/석사CAD/CAM 기술이 치과에 도입되면서 최근에는 세라믹과 레진을 혼합하여 각 소재의 장점을 취하고 단점을 제거한 복합소재들이 주목을 받고 있다. 장석형 도재에 레진을 침투시킨 레진 복합체 침투형 세라믹(Polymer Infiltrated Ceramic Network; PICN)은 장석형 도재와 마찬가지로 산부식 처리를 통해 레진시멘트와의 결합강도를 증진시킬 수 있다고 알려져 있으나 적절한 PICN-레진 간 결합강도를 얻기 위한 산부식처리 방법은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 PICN의 표면을 9.5% 불산으로 0초, 30초, 60초, 90초, 120초간 산부식 처리하고 다목적 실란과 접착제를 도포 후 복합레진을 약 8mm 두께로 축조하여 시편을 제작하였다. 대조군에서는 장석형 도재를 60초간 9.5% 불산으로 산부식 처리하여 사용하였다.각 군을 가로 및 세로 각 1mm이하, 길이 약 16mm 정도의 막대기 형태 시편으로 제작하여 미세인장 결합강도 측정을 하고 부가적으로 PICN의 표면을 주사전자현미경으로 관찰하여 다음의 결과를 얻었다.1.9.5% 불산으로 산부식 처리를 한 모든 군에서 산부식 처리를 하지 않은 군에 비해 유의성있게 높은 미세인장 결합강도를 나타냈다.2.PICN을 30초, 60초, 90초 산부식 한 군과 장석형 도재를 60초간 산부식 한 군 사이에는 미세인장 결합강도의 차이를 보이지 않았다.3.PICN을 120초 산부식 한 군에서 가장 높은 미세인장 결합강도를 나타냈다.이상의 결론으로 보아 PICN에서 레진시멘트와 접착을 기대하는 경우에는 9.5% 불산을 이용해 30초 이상 산부식 처리를 하는 경우 전통적으로 이용된 장석형 도재와 레진간 결합강도에 준하는 결과를 얻을 수 있다고 할 것이다.ope

핵자기공명(NMR) 분광학 정량분석의 적용 및 식육과학분야의 이용

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 농업생명과학대학 농생명공학부, 2021.8. 조철훈.Overall summary in Korean 최근 정량분석기기의 발달로 인해 계량화학적 접근방법이 점차 증가하고 있다. 그 중 핵자기공명분광학(NMR spectroscopy)을 기반으로 한 분석방법은 복잡했던 방식을 값싸고 빠르게 처리할 수 있으며, 더욱이 이해가 부족한 현상이나 상황에 빠르게 포착하고, 특정 표적물질에 관계없이 측정하여 정보를 얻을 수 있다. 하지만 식육과학에서 핵자기공명이 이용된 역사는 상대적으로 짧으며, 정량성을 확보하기 위해서는 핵자기공명분광학의 분광학적 특성 중 정량분석에 중요한 완화시간(relaxation time)과 추출물의 pH, 염농도(salt concentration)와 같은 화학적 특성들이 충분히 고려되어야 한다. 따라서, 식육샘플을 이용한 정확한 정량분석을 위해 1) 식육의 극성대사체 추출 방법 및 1차원 수소(1H) 핵자기공명의 정량방법을 확립한 후, 2) 2차원 1H-13C 이핵 단일 간섭성(HSQC)을 이용한 정성 및 정량 가능성을 확인하고, 3) 이를 바탕으로 우육의 숙성에 따른 변화 및 숙성방법에 따른 차이를 측정할 수 있는지와, 4) 계육 닭가슴살의 신선도와 냉해동되어 유통되는 닭가슴의 차이를 확인할 수 있는지 검증하였다. 실험 Ⅰ에서는 계육을 시료로 하여 3가지의 추출용매(0.6 M perchloric acid, 20 mM phosphate buffer, methanol/water 1:1)와 3가지의 20 mM의 서로 다른 버퍼를 기반으로 한 재생용매(MOPS, HEPES, phosphate)를 이용하여 핵자기공명분광기에 최적의 조합을 찾고, 조합결과를 기반으로 정량성을 최적화하였다. 총 9가지 조합에서, 과염소산(perchloric acid)을 이용한 추출이 재생용매에 관계없이 베이스라인이 바르게 나타났으며, 때문에 스펙트럼에 필요 없는 피크를 발생시킬 수 있는 유기용매인 MOPS와 HEPES 대신 인산(phosphate)을 이용한 버퍼 용매 조합이 식육의 극성대사체를 분석하는데 적당하다고 판단되었다. 이를 바탕으로 핵자기공명분광 측정방법을 이용해 용매의 제거 차이를 바탕으로 용매를 제거하지 않는 zg30와 용매를 제거하는 noesypr1d 방법을 이용하여 표준물질을 이용하여 스핀-격자이완(T1 relaxation) 및 정량성을 확인하고 계육을 이용하여 두 방법 및 액체크로마토그래피(HPLC)와 비교한 결과, 전체적으로 정량성이 동일하게 나타났으나, zg30이 측정시간이 짧으면서도 재현성과 민감도가 좋고, 상대표준편차도 작게 나타났다. 따라서, zg30을 이용한 방법으로 최적화하였으며 돈육 및 우육에도 적용하여 핵자기공명 분광 측정법을 계육 뿐만 아니라 다른 품종에도 적용할 수 있음을 확인하였다. 실험 Ⅱ에서는 닭가슴살을 추출하여 HSQC를 바탕으로 이차원 핵자기공명 분석 방법의 가능성을 확인하고, 이를 바탕으로 다변량분석을 통해 시료의 차이를 분석하였다. 분석에는 상용 토종닭을 비롯한 신품종 토종닭 3품종 (A, C, D)와 육계(cobb 500f)가 사용되었다. 우선 정량분석의 유효성을 확인하기 위해 일반 육계를 시장에서 구매하여 추출한 뒤 1차원 핵자기공명분광학(1D qNMR), 2차원 핵자기공명분광학(2D qNMR), 그리고 HPLC를 사용하여 유리아미노산을 정량분석하였다. 실험결과, 2D qNMR은 1D qNMR에 비해 훨씬 많은 대사체를 분리하였으나, 부분적으로 정량값이 일치하지 않았다. 이는 표준물질(standard mixture)과의 화학적인 환경이 다른 것으로 판단되나, 각각의 농도에 따른 선형성은 잘 나타나 수적인 정량에는 1D qNMR과의 혼용이 추천되나, 일반적인 분석은 바로 가능함을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 계육에 존재하는 다양한 물질들을 정량한 뒤, 다변량분석을 이용하여 비교하였다. 토종닭 중에서는 신품종 D가 다른 품종에 비해 높은 유리아미노산, 당, 생리활성물질을 나타내었다. 또한 눈에 띄는 차이가 토종닭과 육계에서 나타났는데, 토종닭은 높은 수준의 이노신 일인산(inosine 5’-monophosphate), α-포도당, 안세린, 젖산을 가지나 육계에 비해 유리아미노산과 관련물질들이 낮게 나타났다. 이를 통해 2D qNMR과 다변량분석을 이용하여 품종구별에 사용할 수 있음을 확인하였다. 실험 Ⅲ에서는 우육 등심(longissimus lumborum)을 4주간 건식과 습식숙성하면서 숙성 방법 간 변화와 건식숙성육의 크러스트(crust)에 대한 대사적 변화를 분석하였다. 샘플은 0.6 M의 과염소산을 통해 추출하였고 2D qNMR 분석을 진행하였다. 부분 최소 제곱법(PLS)를 기반으로 하였을 때, 분산(R2 = 0.967)과 예측능력(Q2 = 0.935)이 우수하게 나타났다. 크러스트의 경우 가식부위인 건식숙성육, 습식숙성육과 주성분분석에서 숙성 1주부터 다른 양상을 보임을 확인하였으며 2주째에 완전히 분리됨을 확인하였다. 더욱이 핵자기공명분광학을 기반으로 한 다변량분석은 숙성의 방법과 정도에 따른 차이를 잘 나타내는것으로 나타났다. 그 중, 크러스트는 독특한 대사적 변화로 빠른 단백질 분해(proteolysis)와 이노신 일인산(inosine 5’-monophosphate)의 감소가 나타나면서 독특한 미생물 대사체로 인독실 황산염(3-indoxyl sulfate)와 감마 아미노뷰티르산(γ-aminobutyric acid)의 생성이 확인되었고, 아스파라긴, 글루타민, 트립토판, 당의 농도가 유지되거나 감소되는 양상을 보였다. 건식육은 크러스트와 비교해 바이오제닉아민과 생리활성물질, 감마 아미노뷰티르산의 양상이 비슷하면서도 아미노산이나 당의 감소가 관찰되지 않았다. 이러한 결과를 바탕으로 크러스트는 미생물의 침입을 막아 습식숙성육과 비슷하게 숙성이 되게 하면서도 크러스트 표면에서 일어나는 미생물의 독특한 변화를 통해 건식숙성육 특유의 성질을 나타나게 하는것으로 보인다. 본 실험을 통해 식육의 숙성 중 생화학적 변화를 핵자기공명 분광학으로 쉽게 확인할 수 있음을 알 수 있었다. 실험 Ⅳ에서는 닭가슴살(M. Pectoralis major)의 저장일차에 따른 대사적 변화와 신선육과 냉/해동육 닭가슴살의 대사적 차이 및 미생물과 물리화학적 변화를 관찰하고 핵자기공명분광학을 통해 신선도와 냉해동육의 분별이 가능한지 확인하였다. 닭가슴살은 함기포장하여 2°C에 16일간 저장하였고, 이를 분석하였다. 총 호기성 미생물(total aerobic bacteria, TAB) 6 log CFU/g를 닭가슴살 신선도 기준으로 하였을 때 TAB의 기준과 함께 유의적으로 변화하는 것은 휘발성 염기태 질소(volatile basic nitrogen, VBN)가 유일했다. 드립의 양이나 색도, 지질산화정도 또한 시간에 따라 증가는 하나, 총 호기성 미생물의 수치에 따른 민감한 변화를 나타내지 못하였다. 저장기간동안 신선육과 냉/해동육에 관계없이 유기산, 유리아미노산, 생체아민, 그리고 하이포잔틴이 증가하면서 다이메틸글리신과 이노신 일인산, 프롤린은 감소하는 공통적인 경향을 보였다. VBN을 기반으로 상관관계를 보았을 때, 가장 상관관계가 큰 것은 아세트산으로 나타났으며 이는 계육의 드립에서도 같은 양상을 보였다. 50개의 대사체 중, 이원분산분석을 통해 Con과 FT의 차이를 보았는데, 결과를 통해 11개의 대사체를 선정하였고, 이를 기반으로 Con과 FT가 잘 구별됨을 확인하였다. 이러한 차이는 글루타민과, 디아미노피멜산, 아르기닌, 감마 아미노뷰티르산에서 다른 양상을 보이고 프롤린이 감소하는 양상을 보였다. 또한 특징적인 차이로 FT에서 카르노신의 유의적인 감소가 나타났고 이와 같이 베타알라닌과 히스티딘의 유의적인 차이가 동시에 관찰되었다. 이는 두 그룹 모두 일자에 따른 농도 변화를 나타내지 않아 냉/해동의 결과로만 카르노신의 변화가 일어나는것으로 보인다. 이러한 결과를 바탕으로, 핵자기공명분광법을 이용하여 계육의 신선도를 예측할 수 있고 Con과 FT처럼 다른 상태의 샘플을 구별할 수 있음을 확인하였다. 이상의 연구 결과 핵자기공명분광분석법을 이용하여 식육의 대사물질을 정성 및 정량 분석할 수 있는 최적의 방법을 구축하였다. 이를 기반으로 닭의 품종간 대사체적 차이와 구별, 우육의 숙성 방법 및 부위에 따른 대사체적 차이와 구별, 그리고 저장기간과 저장방법 (신선 및 냉동 후 해동)에 따른 대사물질의 변화와 구별에 대해 구명하고 설명할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 핵자기공명분광학은 식육을 이용한 연구에서 우리가 지금까지 인지하지 못했던 다양한 생화학적 변화에 대한 실마리를 풀어줄 수 있는 유용한 분석방법으로 사료된다.Overall Summary Nuclear magnetic resonance (NMR)-based analyses are originally employed to determine the chemical structures of compounds. In addition, NMR offers both nonbiased and panoramic views, and its quantitative application has increased considerably. However, the accurate analysis of biological samples, which are basically complex mixtures, using NMR spectroscopy is challenging. The biological samples could display an unflattened baseline, overlapping peaks, different T1 relaxation time, and varied chemical shift, yielding inaccurate quantitative results. In addition, multivariate analysis is usually performed to obtain insights into the NMR data. However, in meat science, related analysis is rare. Therefore, in this study, experiments were conducted to 1) optimize the quantitative proton (1H) NMR conditions, 2) confirm the possibility of two-dimensional quantitative NMR analysis, and 3) apply chemometrics using quantitative NMR (qNMR) to meat considering various aspects, including the breed, aging, and storage conditions. Experiment Ⅰ. Optimization of 1D 1H quantitative nuclear magnetic resonance (NMR) conditions for polar metabolites in meat The objective of this study was to establish an optimized 1D 1H quantitative nuclear magnetic resonance (qNMR) analytical method for analyzing polar metabolites in meat. Three extraction solutions [0.6 M perchloric acid, 10 mM phosphate buffer, water/methanol (1:1)], three reconstitution buffers [20 mM 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid, 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid, phosphate buffer], and two pulse programs (zg30, noesypr1d) were evaluated. Extraction with 0.6 M perchloric acid and 20 mM phosphate resulted in a stable baseline and no additional overlap for quantifying polar metabolites in chicken breast. In qNMR analysis, zg30 pulse program (without water-suppression) showed smaller relative standard deviation (RSD) and faster running time than noesypr1d (water-suppression). High-performance liquid chromatography was compared with qNMR analyses to validate accuracy. The zg30 pulse showed good accuracy and lower RSD. The optimized qNMR method was able to apply for beef and pork samples. Thus, an optimized 1D 1H qNMR method for meat metabolomics was established. Experiment Ⅱ. Potential of 2D qNMR spectroscopy for distinguishing chicken breeds based on the metabolic differences Two-dimensional quantitative NMR spectroscopy (2D qNMR) was set up and multivariate analyses were performed on metabolites obtained from breast meat extracts of broilers and four native chicken (KNC) strains. It can accurately identify more metabolites than 1D 1H NMR via separation of peak overlap by dimensional expansion with good linearity, but has a problem of numerical quantification; Complementation of 1D and 2D qNMR is necessary. Among breeds, KNC-D had superior breast meat quality because of higher amounts of free amino acids, sugars, and bioactive compounds than others. Noticeable differences between KNCs and broilers were observed; KNCs contained higher amounts of inosine 5’-monophosphate, α-glucose, anserine, and lactic acid, and lower amounts of free amino acids and their derivatives. The 2D qNMR combined with multivariate analyses distinguished the breast meat of KNCs from broilers but showed similarities among KNCs. Also, 2D qNMR may provide fast metabolomics information compared to conventional analysis. Experiment Ⅲ. Characteristic metabolic changes of the crust from dry-aged beef using 2D NMR spectroscopy Two-dimensional quantitative nuclear magnetic resonance (2D qNMR)-based metabolomics was performed to understand characteristic metabolic profiles in different aging regimes (crust from dry-aged beef, inner edible flesh of dry-aged beef, and wet-aged beef striploin) over 4 weeks. Samples were extracted using 0.6 M perchlorate to acquire polar metabolites. Partial least squares-discriminant analysis showed a good cumulative explained variation (R2 = 0.967) and predictive ability (Q2 = 0.935). Metabolites of crust and aged beef (dry- and wet-aged beef) were separated in the first week and showed a completely different aspect in the second week via NMR-based multivariable analyses. Moreover, NMR-based multivariable analyses could be used to distinguish the method, degree, and doneness of beef aging. Among them, the crust showed unique metabolic changes that accelerated proteolysis (total free amino acids and biogenic amines) and inosine 5’-monophosphate depletion than dry-aged beef and generated specific microbial catabolites (3-indoxyl sulfate) and γ-aminobutyric acid (GABA), while asparagine, glutamine, tryptophan, and glucose in the crust were maintained or decreased. Compared to the crust, dry-aged beef showed similar patterns of biogenic amines, as well as bioactive compounds and GABA, without a decrease of free amino acids and glucose. Based on these results, the crust allows the inner dry-aged beef to be aged similarly to wet-aged beef without microbial effects. Thus, 2D qNMR-based metabolomic techniques could provide complementary information about biochemical factors for beef aging. Experiment Ⅳ. Prediction of chicken freshness and classification of fresh and frozen/thawed meat based on NMR-spectroscopy We identified key metabolites reflecting microbial spoilage and differentiated fresh meat from frozen/thawed (FT) using 2D qNMR analysis. Fresh and FT chicken breasts were prepared, individually aerobically packaged, and stored for 16 days at 2 °C. Only volatile basic nitrogen (VBN) was significantly changed after 6 log CFU/g of total aerobic bacteria (p < 0.05). Extended storage resulted in an increase in organic acids, free amino acids, biogenic amines, and hypoxanthine and a decrease in N,N-dimethylglycine, inosine 5’-monophosphate, and proline. Acetic acid demonstrated the highest correlation with VBN (r = 0.97). Fresh and FT breast meat can be differentiated by uniform concentration of carnosine, β-alanine, and histidine levels, consistent changes in nucleotides by storage time, and changes in microbial metabolism patterns that are reflected by some free amino acids. Thus, NMR-based metabolomics can be used to evaluate chicken breast meat freshness and distinguish between fresh and FT meat.Chapter I. Genral Introduction 20 Chapter II. Optimization of 1D 1H quantitative nuclear magnetic resonance (qNMR) conditions for polar metabolites in meat 28 2.1. Introduction 28 2.2. Material and methods 31 2.2.1. Reagents 31 2.2.2. Sample preparation 31 2.2.3. Preparation of extraction buffers 31 2.2.4. Extraction 32 2.2.5. NMR recostitution buffer 32 2.2.6. 1D 1H NMR method 33 2.2.6.1. NMR data processing 33 2.2.6.2. NMR acquisition 33 2.2.6.3. Identification and quantification of metabolites 35 2.2.7. HPLC analysis of amino acids 35 2.2.8. Statistical analysis 36 2.3. Results and discussion 37 2.3.1. Extraction solution and reconstitution buffer 37 2.3.2. Pulse program and spectrum acquisition condition 41 2.3.3. Quantification of metabolites using chicken breast extracts 46 2.3.3.1. Repeatability of qNMR analyisis 46 2.3.3.2. Qualification of 1H NMR spectrum 49 2.3.4. Application of optimized 1H NMR analysis to different animal muscle 51 2.4. Conclusion 54 Chapter III. Potential of 2D qNMR spectroscopy for distinguishing chicken breeds based on the metabolic differences 60 3.1. Introduction 60 3.2. Material and methods 63 3.2.1. Reagents 63 3.2.2. Animal preparation 63 3.2.3. Extraction of chicken meat 64 3.2.4. Standard mixture preparation for HSQC 65 3.2.5. NMR data processing 65 3.2.6. Identification and quantification of meat extract metabolites 65 3.2.7. HPLC analysis of amino acids 66 3.2.8. Multivariate analysis 67 3.2.9. Statistical analysis 67 3.3. Results and discussion 68 3.3.1. Linearity and quantification 68 3.3.2. Identification of breast meat extracts by 2D NMR 74 3.3.3. Metabolic differences of broilers and KNC 84 3.4. Conclusion 95 Chapter IV. Characteristic metabolic changes of the crust from dry-aged beef using 2D NMR spectroscopy 102 4.1. Introduction 102 4.2. Material and methods 105 4.2.1. Sample preparation and the aging process 105 4.2.2. Sample extraction 105 4.2.3. NMR experiments 106 4.2.4. Multivaraite analysis 107 4.2.5. Quantification of metabolites 107 4.3. Results and discussion 110 4.3.1. Multivariable analyses 110 4.3.2. Metabolic Characteristics 117 4.3.2.1. Proteolysis 117 4.3.2.2. Bioactive compounds 122 4.3.2.3. Nucleotides 126 4.3.3. Unique metabolic characteristics of the crust during aging 129 4.4. Conclusion 131 Chapter V. Prediction of chicken freshness and classification of fresh and frozen/thawed meat based on NMR spectroscopy 139 5.1. Introduction 139 5.2. Material and methods 142 5.2.1. Sample preparation 142 5.2.2. TAB counts 142 5.2.3. Drip loss 143 5.2.4. Color 143 5.2.5. pH 144 5.2.6. TBARS 144 5.2.7. VBN 144 5.2.8. Extraction of chicken breast meat for NMR analysis 145 5.2.9. NMR analysis 146 5.2.10. Statistical analysis 146 5.3. Results and discussion 148 5.3.1. Total aerobic bacteria and physicochemical properties 148 5.3.2. Metabolites 151 5.3.3. Fresh and FT breast meat 155 5.3.3.1 Overall metabolic trends 155 5.3.3.2 Enhancing discriminant ability with selected metabolites 156 5.4. Conclusion 160 Chapter VI. Overall conclusion 169 Overall Summary in Korean 170박

Construction of stereoscopic visualization system based on computer cluster for shipbuilding application

Applications of virtual-reality based visualization systems whose realtime response is essential in performing graphic simulation can be found in enormous fields. The design process of ships or ocean structures where the geometric shapes are complicated and tons of small and large parts are gathered and assembled would be efficiently improved with prompt and accurate graphic simulations in advance. Stereoscopic visualization systems used in the graphic simulation have become popular for their ability to represent realistic images. The construction of such a system, however, is not readily affordable due to the high cost of required hardware and software. In this dissertation, a practical technique that replaces the expensive hardware based performance by economical software programming is introduced. A stereoscopic clustering visualizations system consisting of five personal computers and two beam projectors is implemented. Passive stereoscopic principle, message passing parallel programming technique, frame synchronization as well as data handling process are integrated together to achieve a high performance computing that generates dependable stereoscopic projection images. The implemented system is verified with complex ship models.1. 서론 = 1 1-1. 연구배경 = 1 1-2. 논문 구성 = 3 2. 삼차원 스테레오 가시화 시스템 구성요소 = 4 2-1. 스테레오스코피 원리 = 4 2-2. Stereo 기술 지원 = 8 2-3. 시스템 구현의 제약조건 및 개발방향 = 13 3. 스테레오 가시화를 위한 요소 기술 = 14 3-1. Quad 버퍼 스테레오 = 14 3-2. 클러스터 시스템 = 14 3-3. 병렬 프로그래밍 = 16 3-4. 동기화 = 19 3-5. 스테레오스코피 효과 = 20 4. 스테레오 가시화 클러스터 시스템 구축 = 21 4-1. 시스템 개요 = 21 4-2. 클러스터 노드 설정 = 22 4-3. 운영체제 및 커널 설치 = 25 4-4. 네트워크 및 NFS 설정 최적화 = 25 4-5. 병렬 라이브러리 설정 및 적용 = 26 4-6. 프레임 동기화 구현 = 30 4-7. 데이터 분산처리 = 32 4-8. SVCS 구동 = 34 5. 통합 가시화 GUI 환경 구축 및 시스템 성능 검증 = 35 5-1. 개요 = 35 5-2. GUI 시스템 개발 환경 = 35 5-2-1. 통합개발환경(IDE) = 35 5-2-2. GUI Toolkit = 36 5-3. 가시화시스템 전용 GUI 통합 환경 구축 = 39 5-4. SVCS 검증 및 성능 분석 = 41 5-4-1. 개요 = 41 5-4-2. 고성능 그래픽 하드웨어 시스템 = 41 5-4-3. SVCS 성능 측정 = 42 5-4-4. 동기화 성능 테스트 = 48 5-4-5. 스테레오스코피 및 몰입감 효과 = 49 5-4-6. SVCS 성능 테스트 종합 = 51 6. 결언 = 52 참고문헌 = 53 Appendice = 55 Appendix A : Terms = 56 Appendix B : MPICH - Message Passing Interface API = 61 Appendix C : High Performance Cluster = 6

Topography and spatial fascicular arrangement of the human inferior alveolar nerve

Dept. of Dentistry/박사[한글]아래이틀신경은 감각신경으로, 턱뼈관을 통해 아래앞쪽으로 달리며, 아래턱 큰어금니, 작은어금니, 송곳니, 앞니의 치아뿌리끝을 지나면서 치아속질에 분포하는 치아가지와 턱끝부위 피부에 분포하는 턱끝신경을 낸다. 아래이틀신경 신경다발의 삼차원적 위치배열은 임플란트 시술, 턱끝성형술, 또는 아래턱뼈자름술시 아래이틀신경이 손상되었을 때 손상부위와 범위를 예측하는데 중요한 해부학적 자료가 될 수 있다. 따라서 이 연구의 목적은 아래이틀신경의 형태와 변이를 관찰하고, 각 치아가지의 신경다발 배열양상을 삼차원적으로 재구성하는데 있다. 또한 아래이틀신경과 혈관과의 위치관계를 관찰하여 턱뼈관의 부위별 손상시 출혈을 예측하는데 있다. 재료는 한국 성인시신 아래턱뼈 30 쪽 (남자 19 쪽, 여자 11 쪽, 평균나이 66.8살)을 사용하였다. 그 중 17 쪽은 탈회를 한 후, 혀쪽에서 턱뼈관을 열어 아래이틀신경과 그 가지들을 해부하였다. 그리고 Guanidine-HCL 0.2 M에 2주 이상 담구어 신경바깥막 (epineurium)을 부드럽게 한 뒤, 수술현미경을 사용하여 신경다발을 분리하였고 각 치아가지를 구성하는 신경다발의 위치와 경로를 추적하였다. 나머지 13 쪽은 Micro-CT system (Skyscan 1072, Skyscan, Antwerp, Belgium)을 이용하여 아래턱뼈의 연속적인 관상단면 이미지를 만들었고, 이 단면이미지들을 재구성하기 위하여 3차원재구성프로그램 (Lucion, Cybermed, Korea)을 이용하여 3차원 영상을 만들었다. 이 3차원 영상에서 턱뼈관의 경로가 보이도록 단면을 잘라 턱뼈관의 형태와 그 가지들을 확인하고 지름을 계측하였다. 아래이틀신경의 경로는 턱뼈구멍에서 아래앞쪽으로 내려와 앞쪽으로 주행하다 턱끝구멍을 향하여 약간 올라갔다. 턱끝신경이 되지 않은 신경다발들은 턱끝구멍부위에서 아래쪽으로 꺾여서 아래턱뼈 아래모서리부위까지 내려갔다가 위쪽으로 다시 올라와 안쪽앞니의 치아가지로 끝났다. 치아가지의 분포방향은 둘째작은어금니와 첫째, 둘째, 셋째큰어금니의 경우 가쪽에서 안쪽으로 비스듬하게 올라가 치아에 분포하였고, 안쪽과 가쪽앞니, 송곳니, 첫째작은어금니의 경우는 치아가지가 거의 수직으로 올라가 분포하였다. 아래이틀신경의 형태는 아래이틀신경줄기에서 치아가지가 직접 나오는 경우, 아래이틀신경에서 덧가지가 나오는 경우, 아래이틀신경이 두 갈래로 갈라져 평행하게 달리는 경우인 세 가지 유형으로 분류하였다. 아래이틀신경줄기에서 치아가지가 직접 나오는 경우는 30 쪽 중 21 쪽 (70.0%)으로 가장 많이 관찰되었다. 아래이틀신경에서 덧가지가 나오는 형태는 7 쪽 (23.3%)이 있었다. 아래이틀신경이 두 갈래인 경우는 2 예 (6.7%)가 있었다. 어금니뒤가지는 30 쪽 중 13 쪽 (43.3%)에서 관찰되었다. 어금니뒤가지는 주로 안쪽빗선부위에 분포하였다. Micro-CT에서 덧턱뼈관 (accessory mandibular canal)과 어금니뒤관 (retromolar canal)이 갈라져 나오기 전의 턱뼈관의 평균지름은 각각 4.1 mm와 4.1 mm였고, 덧턱뼈관과 어금니뒤관의 평균지름은 1.0 mm와 1.1 mm였다. 턱뼈관내에서 아래이틀신경과 아래이틀동맥의 위치관계는 턱뼈구멍부위에서 아래이틀동맥이 신경줄기의 아래볼쪽 (inferior buccal)에서 시작하여 신경줄기의 혀쪽면으로 올라가 신경줄기의 위쪽과 혀쪽면으로 달리는 경우가 10쪽 (58.8%)으로 가장 많이 관찰되었다. 아래이틀신경의 신경다발배열은 다양한 양상을 나타내었으나, 평균적 신경다발배열 양상은 다음과 같다. 어금니뒤부위, 첫째, 둘째, 셋째큰어금니의 치아가지는 신경줄기에서 위볼쪽 (superior buccal)부분을 달리는 신경다발로 이루어졌다. 첫째와 둘째작은어금니의 치아가지는 신경줄기의 윗부분과 위혀쪽 (superior lingual)부분을 달리는 신경다발로 구성되었다. 안쪽과 가쪽앞니, 송곳니에는 턱뼈관 뒷부분에서 신경줄기의 위혀쪽부분 또는 위혀쪽부분과 아래혀쪽부분을 달리다 합쳐져 턱뼈관 앞부분에서 혀쪽 (lingual)부분을 달리는 신경다발이 분포하였다. 각 치아별 신경분포 유형을 분류하면, 둘째와 셋째큰어금니, 어금니뒤부위에는 신경다발 분리를 한 15 쪽 모든 경우에서 신경줄기의 위볼쪽부분으로 달리는 신경다발이 분포하였다. 첫째큰어금니에는 위볼쪽부분으로 달리는 신경다발이 분포하는 경우는 10 쪽 (66.7%), 신경줄기의 윗부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우는 5 쪽 (33.3%)이 있었다. 둘째작은어금니에는 신경줄기의 윗부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우는 13 쪽 (86.7%)이었고, 위볼쪽부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우가 2 쪽 (13.3%). 첫째작은어금니에는 신경줄기의 위혀쪽부분을 달리는 신경다발이 분포하는 경우가 9 쪽 (60.0%), 위볼쪽부분으로 달리는 신경다발이 분포하는 경우가 3 예 (20.0%)가 있었다. 안쪽과 가쪽앞니, 송곳니 턱뼈관의 뒷부분에서 신경줄기의 위혀쪽부분을 달리다 턱뼈관의 앞부분에서 신경줄기의 혀쪽부분을 지나는 신경다발이 분포하는 경우가 5 쪽 (33.3%)이 있었고, 턱뼈관의 뒷부분에서는 신경줄기의 위혀쪽부분과 아래혀쪽 (inferior lingual)부분에서 시작하여 턱뼈관의 앞부분에서 신경줄기의 혀쪽부분을 지나는 신경다발이 분포하는 경우는 5 쪽 (33.3%) 있었다. 턱끝신경을 이루는 신경다발은 모든 예에서 신경줄기의 볼쪽 2/3 부분을 차지하였다. [영문]The inferior alveolar nerve (IAN) is a sensory nerve that innervates the mandibular teeth, periodontium, buccal and lingual mucosa, and lower lip. It runs downward and forward within the mandibular canal (MC), generally below the apices of the teeth. IAN can be damaged during dental surgery, retromolar surgical procedures such as the third molar extraction, osteotomy nearer to the mental foramen obviously risks the IAN. The fascicular organization of the IAN provides critical information for the estimation of damage to portions of the IAN based on patient symptoms, or conversely to evaluate the symptoms resulting from injury to a known part of the IAN. The aim of this study was to clarify the patterns and variations in the course of the IAN by topographic examination followed by detailed dissection and micro computed tomography (micro-CT) analysis. The fascicular composition and organization of the IAN were also determined to confirm the micro-architecture of the IAN bundles into each of the mandibular teeth and periodontium, including the composition of the MN. IAN within the MC was examined in 30 hemifaces (19 males, 11 females) of embalmed Korean cadavers (mean age 66.8 years, range 48～87 years). The course of the IAN was classified into three types : Type Ⅰ: IAN in a single MC. This type was the most frequently observed, being seen in 21 outof 30 specimens (70.0%), Type Ⅱ: IAN in a single MC with an accessory canal. This type was found in 7 out of 30 specimens (23.3%), Type Ⅲ: IANs in a bifid MC. This type was found in only 2 of the 30 specimens (6.7%). Retromolar branches were observed in 13 out of the 30 specimens (43.3%). On micro-CT image, the mean diameter of the MC before it divides into the accessory and retromolar canals was 4.1±0.9 mm and 4.1±0.7 mm, respectively. The mean diameter of the accessory and retromolar canals on micro-CT image was 1.0±0.5 mm and 1.1±0.3 mm, respectively. The mean diameter of the MC in the mandibular first, second, and third molar regions was 3.3±0.8 mm, 3.1±0.6 mm, and 3.3±0.8 mm, respectively. The IAA is located inferobuccally against the IAN in the mandibular foramen, travelsto the lingual aspect, and then is located superior and lingual to the IAN within the MC. This pattern was the most frequently observed, being seen in 10 out of 17 dissections (58.8%). The somatotopic arrangement of the IAN was categorized according to the nerve fascicles innervating each tooth. In all of 15 cases of nerve-fascicle separation, the nerve fascicles located at the superior buccal portion of the IAN within the MC innervated the mandibular second and third molars. The nerve fascicles innervating the first molar were classified into two categories: (1) those running in the superior buccal portion of IAN within the MC and innervating the first molar (10 out of 15 specimens, 66.7%), and (2) those running in the superior portion of the IAN and innervating the first molar (5 out of 15 specimens, 33.3%). A nerve branch innervating the second premolar was observed for two categories of nerve fascicles running in: (1) the superior portion of the IAN (13 cases, 86.7%) and (2) the superior buccal portion of the IAN (2 cases, 13.3%). The nerve fascicles innervating the first premolar were classified into four types, with the nerve fascicles running in (1) the superior lingual portion (nine cases, 60.0%), (2) the superior buccal portion (three cases, 20.0%), (3) inferior lingual portion (two cases, 13.3%), and (4) the superior portion of the IAN (one case, 6.7%). The courses of the nerve fascicles innervating the mandibular anterior teeth (central, lateral incisors, and canine) could be divided into six categories. The most common patterns of them were that (1) the superior lingual portion of the IAN within the posterior MC and the lingual portion within the anterior MC (five cases, 33.3%), (2) the superior and inferior lingual portions of the IAN within the posterior MC, and then in the lingual portion within the anterior MC after merging (five cases, 33.3%). The MN traveled mainly within the IAN and contained nerve fascicles running in the buccal portion throughout the MC.ope

A Study on the Sensorless Speed Control of Permanent Magnet Direct Current Motor

The variable drive systems recently have been required in many industrial parts. To control the speed for a motor, the system usually requires the motor speed sensor. However, there are many problems in case of using speed sensors. A sensor requires a mounting space on the motor, reduces the reliability, and increase cost of the drive system. Therefore various sensorless control algorithms have been proposed for the elimination of sensors. This paper proposes a new sensorless speed control scheme of permanent magnet DC motor using a numerical model and hysteresis controller, which requires neither shaft encoder, speed estimator nor PI controllers. By supplying the identical instantaneous voltage to both model and motor in the direction of reducing torque difference, the rotor speed approaches to the model speed, namely setting value and the system can control motor speed precisely. As the numerical model whose electric parameters are the same as those of the actual motor is adopted, the armature rotating speed can be converged to the setting value by controlling torque on both sides to be equalized. And the hysteresis controller controls torque by restricting the torque errors within respective hysteresis bands, and motor torque are controlled by the armature voltage. The simulation and experiment results indicate good speed and load responses from the low speed range to the high, show accurate speed changing performance.목 차 =ⅰ 그림 목차 =ⅲ 표 목차 =ⅴ Abstract =ⅵ 기호 및 약어 =ⅷ 1. 서 론 = 1 1.1 연구배경 및 동향 = 1 1.2 연구 목적과 구성 = 2 2. 직류전동기의 개요 = 4 2.1 직류전동기의 구동원리 = 4 2.2 직류전동기의 수학적 모델링 = 7 2.3 직류전동기 속도 제어방식 = 9 2.3.1 전기자전압 제어 방식 = 10 2.3.2 계자 제어 방식 = 11 2.3.3 저항 제어 방식 = 12 2.4 영구자석 직류전동기 = 13 3. 영구자석 직류전동기의 센서리스 속도제어 = 17 3.1 제어알고리즘 = 17 3.2 히스테리시스 제어 = 19 4. 시뮬레이션 및 검토 = 21 4.1 본 논문에서 제안한 센서리스 제어방식의 시뮬레이션 = 21 4.2 시뮬레이션 결과 검토 = 25 5. 실험 및 고찰 = 27 5.1 실험장치의 구성 = 27 5.2 실험결과 검토 = 35 6. 결론 = 38 참고문헌 = 3

Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) analysis of solid electrolyte interphase on Li metal for Li metal batteries

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 화학생물공학부, 2021. 2. 이규태.리튬 금속은 높은 이론 용량으로 인해 리튬 이온 전지를 대체할 수 있는 음극 물질로 각광받아 왔다. 하지만 리튬 금속은 전해질과의 지속적인 반응으로 인해 소모되며 전착된 리튬이 수지상으로 형성되는 등 리튬 금속 전지로서 한계점을 가지고 있다. 리튬의 수지상 성장을 억제하고 안전하게 사용하기 위해서는 리튬 금속 표면에서 생성되는 전극-전해질 계면막(Solid-Electrolyte Interphase, SEI)에 대한 연구가 필요하다. 리튬과 전해질이 반응하여 생성되는 전극-전해질 계면막은 사이클이 진행됨에 따라 이론적으로는 리튬 이온에게 물질 전달 매개체로 작용하고 전해질과 분리시켜 리튬이 소모되지 않도록 막아주는 역할을 한다. 현재까지 전극-전해질 계면막에 대한 연구들은 주로 ex-situ 방식으로 현상을 관찰해왔다. Ex-situ 분석법은 샘플을 준비하는 과정에서 오염되기 쉬우며 사이클 이후에 발생하는 반응을 고려하기 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 전극-전해질 계면막에 대한 심도 있는 이해를 위해서는 in-situ 방식의 실험이 필요하다. 본 연구에서 사용한 전기화학 진동수정 미소저울(Electrochemical quartz crystal microbalance, EQCM)은 진동수를 실시간으로 측정하여 전극-전해질 계면막의 무게 변화를 측정할 수 있는 실험 장비이다. 두 개의 염에서 전극-전해질 계면막의 무게 변화를 비교하기 위해 리튬 전지에서 널리 사용되고 있는 LiPF6, LiFSI 염을 사용하였고, 전기화학 진동수정 미소저울 전용 셀을 이용하여 정전류, 정전압, 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry, CV)으로 실험을 진행하여 실시간으로 진동수를 측정하였을 때 LiPF6에서 더 많은 무게 변화를 나타내었다. 이에 대한 원인을 알아 보기 위해 XPS를 이용하여 SEI의 구성 성분을 확인해보았으며, Li-Cu 반쪽셀, Li-LFP 완전셀, EIS 등의 전기화학적 평가를 진행해보았다. 이를 통해 전기화학 진동수정 미소저울을 이용해 전극-전해질 계면막의 무게 변화를 실시간으로 관측하는 것이 계면막의 변화를 설명하는 데 큰 도움이 되고 계면막에 대한 깊이 있는 이해를 위한 잠재성을 확인하였다.Li metal has been considered as promising anode material that can replace graphite anode in Li ion battery because of its high specific capacity. However, electrolyte decomposition depleting active Li and dendritic growth of electrodeposited Li are obstacles of lithium metal batteries. Hence there are needs for understanding solid-electrolyte interphase (SEI) evolved on the Li metal surface to suppress dendritic growth of lithium and practical application of lithium metal batteries. SEI, formed by reduction of metallic Li and electrolyte, prevents further lithium consumption and acts as transport medium. So far, the studies for SEI have been using ex-situ measurement tools. It is necessary for better understanding of SEI to use in-situ measurement tools. In this study, electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) was used in real time analysis for SEI. Mass change in electrode with LiFSI, and LiPF6 salt based electrolytes was compared by galvanostatic, constant voltage, and cyclic voltammetry (CV). The LiPF6 shows large mass change during test. From XPS it is shown that LiFSI has inorganic rich SEI, whereas LiPF6 has organic rich SEI. To evaluate the electrochemical performance, coulombic efficiency test of LiCu coin cell, discharge capacity test of LiLFP cell, LiLi symmetric coin cell, and EIS were conducted. Through this, it is confirmed that EQCM is excellent in-situ measurement for studying SEI mass change, and it shows its potential for fully understanding of the SEI.제 1 장 서 론 1 제 2 장 실험 방법 5 2. 1. 전해질 5 2. 2. EQCM 분석 6 2. 3. 물질 특성 분석 11 2. 4. 전기화학 특성 분석 12 제 3 장 결과 및 고찰 14 3. 1. EQCM 분석 14 3. 2. 물질 특성 분석 22 3. 3. 전기화학 특성 분석 26 제 4 장 결 론 33 참고문헌 35 Abstract 41Maste