본 연구에서는 탄소 나노튜브와 양성이온성 계면활성제인 lauryl betaine이 DW(탈이온수)의 흡광도, 접촉각, 표면장력 및 열전도도에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 탄소 나노튜브의 농도는 0.5 wt%로 하였고, lauryl betaine의 농도는 증류수에서 100, 500 및 1000 ppm으로 설정하였다. 흡광도 측정 결과로부터 lauryl betaine의 첨가는 UV 및 가시광선 파장 범위(200~1000 nm)에서 흡광도를 증가시킬 수 있었다. 또한 계면활성제의 농도가 높을수록 분산성이 증가하였다. 접촉각은 증류수의 경우 계면활성제 혼합비가 증가함에 따라 단조 감소하는 경향을 보였으나, 탄소 나노튜브 나노유체에서는 유의한 변화가 관찰되지 않았다. 표면장력 측정에서도 유사한 거동이 관찰되었다. 증류수의 표면장력은 계면활성제 혼합비 증가에 따라 현저하게 감소하였으며, 감소율은 1000 ppm의 계면활성제 농도에서 46.05%로 가장 컸다. 반면 탄소 나노튜브 나노유체에서는 유의한 변화가 없었다. 증류수에 탄소 나노튜브 0.5 wt%를 첨가하면 열전도도를 약 3%까지 상당히 향상시킬 수 있었다. 양성이온성 계면활성제가 유체의 열전도도에 미치는 저하 효과는 증류수와 나노유체 모두에서 관찰되었다.

나노과학 분야에서 나노기술은 다양한 기술에 적용되고 있으며, 연구가 활발히 진행되고 있다. 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)의 다양한 분야에서의 적용이 증가함에 따라, 분산 및 기능화 기술을 개발하기 위한 노력이 이루어져 왔다. MWCNT 나노유체를 효과적으로 사용하기 위해서는 분산 문제를 해결하는 것이 가장 중요하다. 본 연구에서는 다양한 화학적 및 기계적 처리 과정을 통해 MWCNT의 분산성을 향상시키고 기능화하였다. 또한 분산제로 셀룰로오스 나노결정(cellulose nanocrystal, CNC)을 사용하여 MWCNT의 응집을 완화하였다. MWCNT 및 CNC의 처리 결과는 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)으로 분석하였고, 분산 특성은 UV–Vis 분광분석법으로 규명하였다. CNC를 MWCNT에 첨가한 경우, 처리하지 않은 MWCNT에 비해 높은 분산성과 향상된 안정성이 확인되었으며, 이러한 효과는 기계의 품질에 영향을 미친다.

본 논문에서는 IMO 제2세대 안정성 기준의 5가지 모드 중 파라메트릭 롤에 대해 Level 1, Level 2A 및 Level 2B의 평가 절차를 상세히 설명하였다. 파라메트릭 롤 모드 평가는 널리 알려진 컨테이너선이 아닌 중형 13K 화학제품선의 설계 데이터를 사용하여 수행하였다. Level 1 평가 결과, δGM1/GM은 기준값보다 작아서 첫 번째 기준을 만족하였으나, 두 번째 기준 값이 1보다 작아 Level 1 기준이 충족되지 않는 것으로 확인되었다. 이어서 Level 2A 평가에서는 선박 속도 및 주어진 파 조건 하에서 가중합 값이 기준값보다 커서 역시 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 특히 Level 2B 평가에서 선박의 최대 롤 각을 추정할 때 시간 영역에서의 수치해석 과정이 운동방정식을 통해 서술되었는데, 이는 기존 연구에서 자세히 다루어지지 않았다. 계산 결과는 기준값보다 커서 만족하지 못하였으며, 그 결과 13K 화학제품선은 Level 1, Level 2A 및 2B를 충족하지 못하였다.

국제해사기구(International Maritime Organization)가 해양 디젤 엔진의 질소산화물 배출 저감을 위해 규정한 바와 같이, 배출 규제가 점점 더 엄격해짐에 따라 해양 디젤 엔진에서 질소산화물 배출을 억제해야 한다는 필요성이 한층 강화되고 있다. 이에 따라 디젤 입자 필터(diesel particulate filters, DPFs)와 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR)과 같은 후처리 기술의 중요성은 상당한 수준으로 확대될 전망이다. 특히 소형 선박에 적용하기 위해 DPF 및 SCR 시스템의 크기를 줄이기 위한 재설계가 요구된다. 본 연구에서는 뚜렷한 유동 양상을 구현하고 전체 미니어처화를 가능하게 하고자 DPF 및 SCR 시스템의 필터 형상을 변화시켰다. 질소산화물 감축률(nitric oxide, NO 감소율), NH3 슬립률, 압력 강하를 포함한 성능 지표를 재설계 모델과 기존 모델 간에 비교하였다. NO 감소와 압력 강하 관점에서 재설계 모델의 성능을 기존 모델과 비교하기 위해 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 시뮬레이션을 사용하였다. 재설계된 시스템은 기존 시스템 대비 NO 감축률을 6.9% 낮추었으며, 압력과 전체 길이 모두에서 50% 감소라는 추가로 주목할 만한 이점을 제공하였다.

알루미늄 합금 자체는 구조 부품에 충분한 내마모성을 제공하지 못한다. 따라서 실제 적용에서 내마모 문제를 방지할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 마모 시험을 이용하여 Al7075-T7351 상에서 직류(direct current, dc) 마그네트론 스퍼터링으로 증착한 티타늄 박막의 서로 다른 매개변수에 따른 마모 특성을 조사하는 것이다. 각 매개변수는 직류(DC) 전력, 증착 시간, 기판 표면 거칠기를 포함하며, 각 항목은 3수준으로 설정하였다. 코팅의 두께는 집속이온빔 주사전자현미경(focused ion beam scanning electron microscopy, FIB-SEM)으로 측정하였으며, 약 0.5 $\mu \text{m}$ 에서 4.4 $\mu \text{m}$ 범위였다. 이후 티타늄 박막 코팅 시편은 60 rpm, 2N, 30분의 조건에서 PD102 마모 시험기를 사용하여 평가하였다. 그 결과 코팅의 마찰계수가 감소하였고, 적용 전력과 증착 시간이 증가함에 따라 코팅의 내마모성이 향상되었다. 또한 티타늄 코팅 시편의 경도는 최대 272 HV까지 유의하게 증가한 반면, 무코팅 시편의 경도는 160 HV였다.

본 연구에서는 탄소 나노튜브와 양성이온성 계면활성제인 lauryl betaine이 DW(탈이온수)의 흡광도, 접촉각, 표면장력 및 열전도도에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 탄소 나노튜브의 농도는 0.5 wt%로 하였고, lauryl betaine의 농도는 증류수에서 100, 500 및 1000 ppm으로 설정하였다. 흡광도 측정 결과로부터 lauryl betaine의 첨가는 UV 및 가시광선 파장 범위(200~1000 nm)에서 흡광도를 증가시킬 수 있었다. 또한 계면활성제의 농도가 높을수록 분산성이 증가하였다. 접촉각은 증류수의 경우 계면활성제 혼합비가 증가함에 따라 단조 감소하는 경향을 보였으나, 탄소 나노튜브 나노유체에서는 유의한 변화가 관찰되지 않았다. 표면장력 측정에서도 유사한 거동이 관찰되었다. 증류수의 표면장력은 계면활성제 혼합비 증가에 따라 현저하게 감소하였으며, 감소율은 1000 ppm의 계면활성제 농도에서 46.05%로 가장 컸다. 반면 탄소 나노튜브 나노유체에서는 유의한 변화가 없었다. 증류수에 탄소 나노튜브 0.5 wt%를 첨가하면 열전도도를 약 3%까지 상당히 향상시킬 수 있었다. 양성이온성 계면활성제가 유체의 열전도도에 미치는 저하 효과는 증류수와 나노유체 모두에서 관찰되었다.

나노과학 분야에서 나노기술은 다양한 기술에 적용되고 있으며, 연구가 활발히 진행되고 있다. 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)의 다양한 분야에서의 적용이 증가함에 따라, 분산 및 기능화 기술을 개발하기 위한 노력이 이루어져 왔다. MWCNT 나노유체를 효과적으로 사용하기 위해서는 분산 문제를 해결하는 것이 가장 중요하다. 본 연구에서는 다양한 화학적 및 기계적 처리 과정을 통해 MWCNT의 분산성을 향상시키고 기능화하였다. 또한 분산제로 셀룰로오스 나노결정(cellulose nanocrystal, CNC)을 사용하여 MWCNT의 응집을 완화하였다. MWCNT 및 CNC의 처리 결과는 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)으로 분석하였고, 분산 특성은 UV–Vis 분광분석법으로 규명하였다. CNC를 MWCNT에 첨가한 경우, 처리하지 않은 MWCNT에 비해 높은 분산성과 향상된 안정성이 확인되었으며, 이러한 효과는 기계의 품질에 영향을 미친다.