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Logic Works를 이용한 ALU를 기반의 사칙연산 계산기 구현

Logic Works를 이용한 ALU를 기반의 사칙연산 계산기 구현[ 목차 ]1. 프로젝트 목표21.1. 설계 목적21.2. 프로그램 개요22. 프로그램 설계22.1. 설계 Overview22.1.1. 입력부22.1.2. 출력부32.1.3. 4자리 10진수의 BCD코드에서 2진수로의 변환부42.1.4. 감·가산 연산부52.1.5. 곱셈 연산부52.1.6. 나눗셈 연산부(몫)52.1.7. 나눗셈 연산부(나머지)72.2. BCD 코드로의 입력과 7-Segment82.3. 입력받은 4자리의 10진수에서 2진수로의 변환 112.4. 감·가산기의 원리와 구현192.5. 곱셈기의 원리와 구현212.6. 나눗셈기의 원리와 구현242.6.1. 나눗셈기의 모습242.6.2. On/Off의 구현 242.6.3. 나눗셈의 구현(몫)252.6.4. 나눗셈의 나머지 구현272.7. 이진수의 BCD 코드로의 변환 원리와 구현283. 참고 문헌311. 프로젝트 목표1.1. 설계 목적컴퓨터 구성 수업시간에 배운 이론을 바탕으로 Logic Works 프로그램을 사용하여 프로젝트를 설계한다. 산술 논리 연산 장치(Arithmetic and Logic Unit)의 원리를 알고, 어떻게 작동하는지를 파악한다. 프로젝트의 목표인 사칙연산이 가능한 디지털 계산기를 만들기 위해 기본적으로 논리게이트, 멀티플렉서 등을 이용하여 7-Segment를 만들어 표현한다.2.2. 프로그램 개요16진수 디스플레이로 수를 입력 받은 뒤 사칙연산 중 원하는 연산을 정한다. 각 연산에 맞게 심볼을 만들어 작동하도록 하고, 이진수로 되어있는 결과 값을 십진수로 변환하는 Binary-Coded Decimal Code를 통해 십진수로 변환한 후 그 값을 출력하는 프로그램이다. 16비트까지 입·출력이 가능하며 그 이상의 값은 오버플로가 실행된다. 특히 나눗셈의 연산에서 몫과 함께 나머지 값도 출력한다.2. 프로그램 설계1.1. 설계 Overview1.1.1. 입력부입력값 두 개를 받아서 연산을 하는데, 입력값은 10진수로 0w가 날 수 있는 상황은 일반적으로 덧셈과 곱셈에 있다. 하지만 우리 계산기에서는 덧셈에서 overflow가 생기지 않는다. 왜냐하면, 16bits를 통해 연산을 하기 때문에, 입력에서는 최대 9999까지 입력 가능하고 출력에서는 65535까지 출력 가능하기 때문이다(입력 가능한 최대 크기의 수 9999를 9999와 더했을 때 결과값은 19998로 65535보다 작다). 하지만, 곱셈에서는 overflow가 생기기 때문에 곱셈 출력부 옆에 overflow를 감지하는 bit를 추가 하였다.3.3.3. 4자리 10진수의 BCD코드에서 2진수로의 변환부뒤에서 자세히 기술될 부분이지만, 전체적인 구성을 설명하고자 미리 설명하고자 한다. 이 계산기는 최대4자리수를 입력받아 계산하므로 1000의 자리, 100의 자리, 10의 자리, 1의 자리에 따라 표현되는 16bits의 2진수가 총 4개 필요하다. 각 자리마다 그러한 변환역할을 하는 부분이고 4자리의 10진수인 연산자와 피연산자 2개를 입력받으므로, 이러한 변환부가 총 2개가 되었다.4.4.4. 감·가산 연산부이 그림은 가산과 감산을 수행하는 회로에 대한 그림이다. 16bits로 변환된 4자리 10진수의 BCD를 입력받고, 16bit 감·가산기에서 연산을 수행한다. 그 후 결과값이 음수면 2의 보수를 취해주고, 출력부에서 설명했듯이 그 결과를 다시 7-Segment에 표시하기 위해 뒤에 설명할 2진수를 BCD코드로 바꾸는 symbol(Binary To BCD)이 있다. 자세한 회로의 과정은 뒤에서 설명한다.7.7.7. 곱셈 연산부아래의 그림은 곱셈 연산을 하는 symbol에 대한 그림이다. 16bits로 변환된 4자리 10진수의 BCD를 입력받고, 뒤에 설명할 symbol 내에서 곱셈 연산을 수행하고 그 결과를 다시 7-Segment에 표시하기 위해 뒤에 설명할 2진수를 BCD코드로 바꾸는 symbol(Binary To BCD)이 있다. 자세한 회로의 과정은 뒤에서 설명한다.8.8.8. 나눗셈 연산부(몫)위의 그림은 자릿수까지 가능하며 각 ’BCD TO 7 SEG‘의 출력 값 A~G는 각각 의 a~g에 해당한다. BCD 코드의 7-Segment 출력(BCD TO 7 SEG) 심볼은 아래의 진리표를 바탕으로 K-MAP 및 논리식을 정리하여 구현하였다. 아래 의 INPUT의 A~D는 의 16진수 디스플레이 출력 값이며 OUTPUT의 a~g는 의 a~g와 동일한 것이다. dot은 소수점을 표시하기 위한 것이지만 이 프로그램에서는 사용하지 않으므로 전부 0이 입력된다. 7-Segment 진리표INPUTOUTPUTDCBAabcdefg*************01011***************************************0*************0*************0*************10011110011위 진리표에서 1001(즉 9)보다 큰 수의 출력 값은 don’t care(이하 x)이다. 예시로 a의 K-MAP과 이를 이용하여 논리식을 구해보았다.파란색 : A’C’주황색 : B초록색 : D회색 : ACa = AC + A’C’ + B + D다른 출력 값들도 위와 같은 방식으로 구할 수 있다. 이러한 진리표를 이용하여 구현한 논리 회로는 과 같다. 에서 16비트 디스플레이와 probe는 사용하지 않는다. 7-Segment는 외부에 출력될 모양을 미리 볼 수 있기 위해 삽입하였다.3.3. 입력받은 4자리의 10진수에서 2진수로의 변환 10진수에 대한 BCD 코드우리가 구현한 계산기는 10진수를 입력받아 10진수로 출력하는 계산기 이므로 BCD 코드에서는 10진수의 한자리 수인 0~9까지 만을 숫자로 표현하고 그이상의 4비트코드인 10~15(1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111)에 대해서는 사용하지 않는다. BCD에서는 십의자리와 백의자리가 아닌 각 자리를 0~9로 보고 값을 지정해준다. 입력받은 4자리 10진수를 10자리 2진수로 바꿔주는 기능는 입력받은 4자리 10진수를 10자리 2진수로 변환하는 과정을 보여준다.각각의 자리의 10ary switch를 이용하여 0으로 set해 준다. 그리고 나머지 2의 n승 자리에 1이 나오는 십진수에 해당하는 숫자를 OR게이트로 묶어주면 10진수를 2진수로 변환할 수 있게 된다.② 100의 자리입력받은 10진수를 2진수로 바꾼 값이 각각 A,B,C,D에 저장된다. 그리고 A’,B’,C’,D’에는 COMPLEMENT된 값이 저장된다. 그래서 10진수 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 각각에 해당하는 2진수 값을 넣는 과정이다.10진수2진수2^{ 15}2^{ 14}2^{13}2^{12}2^{11}2^{10}2^{9}2^{8}2^{7}2^{6}2^{5}2^{4}2^{3}2^{2}2^{1}2^{0}000000000000000*************0*************2001000*************0300110*************00401000**************************0*************0***************************************000*************0*************1110000100진리표를 보면 2^0, 2^1, 2^10 - 2^15에는 항상 0이 들어가 있으므로 Binary switch를 이용하여 0으로 set해 준다. 그리고 나머지 2의 n승 자리에 1이 나오는 십진수에 해당하는 숫자를 OR게이트로 묶어주면 10진수를 2진수로 변환할 수 있게 된다.③ 10의 자리입력받은 10진수를 2진수로 바꾼 값이 각각 A,B,C,D에 저장된다. 그리고 A’,B’,C’,D’에는 COMPLEMENT된 값이 저장된다. 그래서 10진수 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 각각에 해당하는 2진수 값을 넣는 과정이다.10진수2진수2^{ 15}2^{ 14}2^{13}2^{12}2^{11}2^{10}2^{9}2^{8}2^{7}2^{6}2^{5}2^{4}2^{3}2^{2}2^{1}2^{0}00000000000*************0100000*************01000000000000111일 때는 감산을 실행한다.16bit 감·가산기에는 입력 한 두 수와 모드를 결정하는 s1, s0와 Cin이 입력된다. Cin은 감산 모드일 때에 1이 입력 되도록 하였다. 별도로 가산 모드일 때에는 overflow의 발생 여부를, 감산 모드일 때에는 부호 비트를 검사한다(이하 FinalCout). 이는 16bit 감·가산기의 마지막 올림값인 Cout과 modeS0의 XOR 을 이용하였다.16bit 감·가산기 내부에서는 4X1 MUX를 이용하여 입력 값 a0~a15에 입력 값 b0~b15를 Full Adder를 통해 더할 것인지, b0’~b15’를 더할 것인지를 결정한다. 가산 모드 (s1s0=00)일 경우에는 b0~b15를 더하고 감산 모드 (s1s0=01)일 경우에는 b0’~b15’을 더한다. Full Adder를 통해 출력된 결과물은 D0~D15과 Cout이며, 16bit 감·가산기를 빠져 나온다.연결 되어 있는 2’s Compl은 2의 보수를 취해주는 심볼이다. 앞서 구한 FinalCout과 Cout을 AND하여 나온 값으로 2의 보수를 취할지, 취하지 않을 지를 결정한다. FinalCout과 Cout을 AND하여 나온 값은 최종 부호 비트를 의미한다. 최종 부호 비트가 1이면 음수이므로 2의 보수를 실행하고, 0이면 기존 값(D0~D15) 그대로 출력하게 한다.2’sCompl 심볼 내에서도 16bit 감·가산기를 응용하여 2의 보수를 취한다. 최종 부호 비트가 On/Off 단자와 a0로 연결되어 있으며 On/Off 단자가 0일 경우, 미리 값이 설정된 a1~a15와 a0 그리고 출력 값인 D0~D15와의 가산을 실행한다. 이 때의 Cin은 항상 0로 설정되어 있다. 이 경우 최종 출력 값은 기존 출력 값 그대로 나오게 된다. On/Off 단자가 1일 경우 감산을 실행하게 된다. 이 때에는 동일하게 미리 값이 0으로 설정된 a1~a15와 1로 변경된 a0 그리고 출력 값인 D0~D15를 각각 NOT gate를 통과시켜준 값들의 Full Adder 연산이 현

공학/기술| 2016.08.16| 31페이지| 3,000원| 조회(1,372)

컴퓨터구조, 계산기, 사칙연산, ALU, Logic Works, 컴퓨터구성, 계산기..

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좌선의 효용과 활용방안

R E P O R T좌선의 효용과 활용방안좌선법의 이해와 연습[ 목차 ]1. 서론2. 본론1). 좌선의 의미2). 좌선의 필요성3). 좌선의 효용(1) 심리적 안정에 의한 스트레스의 해소(2) 면역력 증대 및 노화방지(3) 성격 개선 및 사회성 증대4). 좌선의 활용방안(1) 정신적, 신체적 치료의 수단(2) 취미생활(3) 주어진 일이나 목표를 달성하기 위한 수단3. 결론4. 참고문헌Ⅰ. 서론“좌선 수행을 하다.” “좌선법을 연습하다.” 불교를 주제로 한 TV 프로그램에서 심심치 않게 들을 수 있는 말이다. 일상생활에서 TV를 시청하는 일반인들은 이러한 프로그램들을 보고 좌선이라는 단어는 불교 쪽에 관련이 많은 것이라고 생각하기 쉬운데, 조금만 더 관심을 갖고 알아본다면 불교뿐만 아니라 우리가 살아가는 사회와 밀접한 연관이 있는 것을 알 수 있다.좌선이라는 것은 글자 그대로 앉아서(坐) 고요히(禪) 생각에 잠기는 것이다. 앉아서 고요히 생각에 잠기는 것은 스님들도 할 수 있고, 나 자신도 할 수 있다. 이렇듯 좌선은 누구나 할 수 있기 때문에 어디에서든지 활용할 수 있게 된다. 이제 좌선은 누구든지 할 수 있다는 것을 알았다. 또한 일반적으로 어떠한 주제에 대하여 논의나 토론을 하게 되면, 왜 그 주제를 선택했는지, 그 주제로 인해 우리들이 어떤 효과를 받게 되는지에 대해서 알아보는 경우가 많다. 그럼 도대체 좌선은 왜 하는 것이며, 어떤 효과가 있는지 생각해 보면, 이에 대해서는 다양한 답이 존재할 것이다. 예를 들어 시험공부에 힘들어하는 학생들의 심신안정을 위해서, 또는 불안감이나 스트레스 등의 해소를 위해서, 정신적으로 편안해지기 위해서, 깨달음을 얻기 위해서 등…. 또한 요즈음에는 좌선 수행법과 건강을 연관 지어서 나오는 책들도 심심치 않게 볼 수 있는데, 이러한 것도 좌선의 이유에 대한 답안이라고 할 수 있겠다.앞서 말한 것 이외에도 다양한 방면에서 다양한 답안이 존재하는데, 이 보고서의 본론에서는 좌선의 효용과 이 효용을 토대로 어느 분야에 활용할 논설문을 접해보면, 어떤 주제에 대해 심층적으로 접근하기 위해서는 해당 주제에 대한 간단한 설명들이 존재하는데, 이러한 구성에 맞추어 본론에서는 좌선의 의미와 필요성에 대해 간단히 고찰해보고 그 이후에 효용과 활용방안에 대해 심층적으로 다뤄 보겠다.1. 좌선의 의미서론에서 말했듯이 좌선이라는 것은 앉아서 마음을 안정시키는 행위이다. 선(禪) 이라는 글자가 본래는 ‘물려주다’라는 의미를 가졌지만, 좌선이라는 말이 등장하게 되면서 마음을 안정시키고 조절한다는 의미로 쓰이기도 한다.좌선이라는 말은 중국에서부터 시작되었는데, 특히 불교 쪽에서는 좌선수행이라는 단어로 더 많이 쓰였다. 좌선수행이란, 불교에서 깨달음을 얻기 위한 수행법으로 좌선을 채택했다는 것이라고 생각할 수 있다. 왜냐하면, 불교의 창시자인 석가모니가 좌선으로 깨달음을 얻었기 때문이다. 이렇듯 중국에서 시작되기 전에 불교의 창시국인 인도에서도 앉아서 수행하는 좌선수행이 존재할 수 있었으나, 그 당시에는 기록이 남아있지 않고 구전이나 몸으로 실습하게 전해져 내려왔다고 추측할 뿐이다. 그 이후에 5세기경 인도의 달마스님이 중국으로 오게 되면서 좌선수행법이 기록상으로 존재하고 발달하게 된다. 이렇듯 초창기 좌선이라는 단어의 의미는 불교학 쪽으로 따져보는 경향이 많았다.그러나 현대사회에 들어와서 좌선의 의미는 새롭게 해석되고 있다. 특히나 명상이란 단어와 같이 쓰이면서 좌선을 통한 심신의 안정, 건강의 증진, 스트레스의 해소 등 깨달음과 같은 추상적인 개념보다는 실제적으로 사람들에게 긍정적인 효과를 주는 의미로 좌선은 인식되고 있다. 또한 이러한 주장은 여러 가지 좌선에 관련된 실험에 의해서 계속 입증되고 있다.2. 좌선의 필요성현대사회에서 좌선이 의미하고 있는 바를 안다면, 좌선의 필요성은 굳이 강조하지 않아도 중요하다는 것을 알 것이다. 첫째로, 좌선이 가지고 있는 긍정적인 효과들 때문이다. 이 긍정적인 효과들 때문에 좌선의 필요성이 점차 증대되고 있다고 해도 과언이 아니다. 일반적인 생각으로는 어느 누구대단히 발달한 사회이다. 그도 그럴 것이 하루에도 수많은 일들이 일어나고, 기술이 발명되고 학문적 이론들이 등장하기 때문이다. 이러한 면들 때문에 현대사회는 동적인 의미를 가진다고 할 수 있다. 이와는 반대로 좌선은 고요히 생각에 잠기는 행위이므로 정적인 의미를 가지고 있다고 할 수 있다.만약 동적인 사회에서 사람들이 살아가다보면, 같이 동적으로 변하게 되는데, 적당히 움직이고 생활하는 동적인 수준은 괜찮지만, 해야 할 일이 많거나 여러 가지 이유 등으로 인해 점점 더 바빠지게 되고, 시간이 지날수록 동적인 수준이 급격하게 증가될 수 있다. 이렇게 한쪽으로 극단적으로 치우치는 현상을 겪게 되면 분명히 부정적인 영향 (스트레스 등) 을 받게 될 텐데, 이 때 정적인 좌선을 통하여 동적인 면을 어느 정도 감소시킬 수 있다. 마치 산성을 띄고 있는 벌에게 쏘인 상처를 염기성인 암모니아로 중화시키듯이 좌선은 동적인 요소를 많이 가지고 있는 현대사회를 어느 정도 중화시킬 수 있다.3. 좌선의 효용앞에서 좌선에 대한 의미와 필요성을 알아보았으니, 이제 좌선을 통하여 어떤 효용을 얻을 수 있는지 알아보겠다.(1) 심리적 안정에 의한 스트레스의 해소좌선이라는 단어 자체의 의미를 생각해보면 좌선은 심리적으로 안정을 가져온다고 말할 수 있다. 바삐 돌아가는 사회에서 일정시간이나마 조용히 앉아서 생각에 잠기는 것은 자신이 처해있는 복잡한 상황을 잊을 수 있을 뿐만 아니라 심리적으로 편안한 느낌을 줄 수 있다.이러한 현상은 의학적으로도 증명되었는데, 좌선을 하게 되면 사람의 뇌에서 뇌파의 한 종류인 ?파가 나오게 된다. 이 α파는 심신이 안정을 취하고 있을 때의 뇌파로 안정파라고도 한다. 본래 α파는 자신이 좋아하는 일을 할 때 다량으로 나오는 것이지만, 여러 실험을 통하여 좌선시에도 α파가 방출된다는 결과가 나왔다.또한, 뇌파 뿐 아니라 여러 가지 호르몬도 방출되는데, 대표적인 것으로는 뇌에서 분비되는 호르몬인 세르토닌을 들 수 있다. 이 호르몬은 행복 호르몬이라고 하는데, 세르“정신적으로 건강한 사람이 신체적으로도 건강하다.” 라는 말은 당연한 말일 것이다. 현대사회에서는 사람들이 각자 다양한 질병들은 안고 살아가는데, 그들 중 대부분은 일상생활에서의 과도한 스트레스가 원인인 경우가 많다. 이러한 스트레스 때문에 질병은 더 심해지게 되고, 질병이 심해지면 스트레스를 유발하는 악순환이 계속되어 정신적, 신체적으로 상당히 힘든 상태가 된다.좌선은 이러한 스트레스의 해소를 통해 악순환의 고리를 끊어주는 역할을 하는데, 결과적으로 여러 질병들의 통증을 완화해주고 더 나아가 질병들이 발생하지 않도록 하여 사람들의 면역력을 향상시켜주는 역할을 한다. 면역력이 향상된다면 질병으로부터 해방되고 매사에 자신감이 생기게 되어 활동적으로 삶을 살게 되는데, 결국 좌선은 심리적인 면뿐만 아니라 신체적인 면으로도 좋은 영향을 끼친다고 할 수 있다.또한, 면역력 증가로 인해 건강해짐으로써 노화를 방지하게 된다. 현재 인류의 가장 큰 소망은 바로 무병, 불로, 장수라고 할 수 있다. 제아무리 부귀영화를 누리고 있더라도 건강이 좋지 않아 질병에 걸려서 이 세상 사람이 아니라면 모두 다 의미가 없을 것이다. 좌선은 노화를 방지하는데 탁월한 역할을 하는데, 1970년대에 미국에서 정신의학, 임상심리 학자들의 연구에 의해서 증명되었다. 좌선을 함으로써 스트레스가 제거된 상태에서 참가자들의 신체적 나이를 측정해보니 좌선을 5년 이상 한 그룹들은 실제 나이보다 무려 10~12세나 젊어졌다고 한다. 또한 나이가 많은 노인들을 대상으로 장기간 좌선을 수행하게 하고 사망률을 측정해 보니 좌선을 하지 않은 그룹들과 비교해서 생존율이 월등히 높다는 연구결과도 존재한다.이 외에도 좌선을 통하여 여러 가지 신체적 이점을 경험할 수 있다. 폐기능이 증가한다거나 여러 신체적 기능의 향상, 질병의 발생률 저하들은 이미 수많은 논문에서 실험으로 확인되고 입증된 것이다. 또한 단계적으로 좌선 수행을 오래하는 스님들이 일반 사람들보다 수명이 더 길다는 것은 그리 어렵지 않게 알 수 있다.(3다. 예를 들어 성격이 너무 다혈질이라던가, 언행이 거칠다거나, 매사에 부정적인 사람들은 주변 사람들이 좋아하지 않을뿐더러 사회생활을 하는 인간의 근본 성질인 사회성이 결여되어 있는 경우가 많다. 이러한 사람들은 시간이 지날수록 우울증과 자괴감에 빠져서 자살이라는 극단적인 선택을 하는 경우가 많은데, 이 현상을 줄이기 위해 사회에서는 부단한 노력을 하고 있다.만약, 좌선을 이용한다면 이러한 현상을 현저히 줄일 수 있을 것이다. 좌선은 사람의 심리를 안정시키는 역할을 하므로 장기적인 좌선 수행을 통하여 편안한 마음을 계속 유지한다면 쉽게 하를 내는 성격에서 흥분을 가라앉히는 능력이 향상되어 화를 잘 참을 수 있는 성격으로 바뀔 수 있다. 성격을 바꾸는 것을 통하여 다른 사람들과의 관계도 향상되고 웃으며 지냄으로써, 결과적으로 사회성이 증대되는 효과도 체험할 수 있을 것이다. 또한 사회성이 증대된다면, 믿고 따르는 사람들이 많아지므로 일의 능률도 오르고 기분도 좋아지게 되어 심리적으로 한층 더 건강해지게 된다.이렇듯 좌선은 정신적, 육체적으로 좋은 영향을 미칠 뿐 아니라 다른 사람들과의 관계도 향상시키는 효과를 지니고 있다. 이 외에도 무수한 효용들이 있을 것이다. 그러나 좌선의 핵심적인 이 세 가지 (정신적, 신체적, 사회학적) 효용을 자세히 알고 자주 좌선을 한다면, 각자의 삶이 한층 더 나아질 것은 아주 분명한 명제일 것이다.4. 좌선의 활용 방안이제 좌선의 효용을 토대로 어떤 분야에서 좌선을 이용하면 좋은지에 대해서 알아보기로 하겠다.(1) 정신적, 신체적 치료의 수단앞서 좌선은 정신적, 신체적으로 긍정적인 영향을 미친다고 기술하였으니, 정신적으로 스트레스를 많이 받거나 신체적으로 질병이 있는 사람들에게 치료의 수단으로 쓰일 수 있다. 특히나 고도의 산업화를 이룩한 현대사회에서는 좌선을 이용한 치료법의 도입이 시급하다고 볼 수 있는데, 이미 미국과 같은 서양에서는 의학적으로 좌선이나 명상법을 도입하여 환자들의 치료에 쓰이고 있는 실정이다. 의학 기술이 발달 있다.

사회과학| 2016.08.11| 10페이지| 2,000원| 조회(126)

좌선, 좌선법의이해와연습, 좌선의 의미, 좌선의 효용성

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분류학의 개념과 역사

R E P O R T분류학 개념 및 역사분류학[ 목차 ]1. 분류학의 개념2. 분류학의 목적3. 계통수4. 분류학의 역사가. 원시시대나. 그리스~중세기다. 16 ~ 17세기라. 18 세기마. 19세기 전반 (경험주의적 접근)바. 19세기 후반 (진화사상의 영향)사. 20세기 전반5. 생물학적 분류와 진화적 유연관계6. 분류의 작업7. 동물분류학의 연구 단계8. 동물분류학에 관련된 용어9. 참고문헌1. 분류학의 개념어떤 과학에서도 거기에 나타난 사상을 분류 정리하는 것이 필요하지만 특히 생물학에서는 많은 종류의 동식물을 다루게 되므로 그것들을 식별하고 근연도에 따라서 차례로 큰 무리로 정리하여, 가급적 자연 또는 진화 계통에 따라 배열하는 분류학이 발달하였다. 동물을 분류하는 시도는 이미 아리스토텔레스의 저서에서 볼 수 있는데, 유혈 ·무혈의 2군에서 다시 각 4류로 나누는 체계를 세우고, 식물에 대해서도 수목 ·관목 ·초본의 3군으로 분류하였다. 그 후, 18세기에 C.린네에 의해 분류학의 기초가 다져졌다. 특히 분류상의 기본단위인 종을 나타내는 데 학명을 붙이는 2명법을 고안한 것은 종 표시를 간단하게 하여 그 후의 발전에 매우 중요한 구실을 하였다.생물은 고정된 것이 아니라 진화하여 생긴 것임이 확인되고 나서 각 생물 간의 유연이나 계통의 추구가 분류학의 큰 과제가 되었는데, 그러기 위해서는 현생 생물의 체제 ·형태 ·발생의 비교만이 아니라 화석의 연구가 중요하게 되었다. 또, 생물의 화학조성 ·성분 ·생리 ·생태의 비교도 필요하게 되었다. 분류학에서는 종 위에 속·과·목·강·문 등의 단계가 있고, 아래에는 아종 등이 있는데, 이것은 분류상 생물 위치를 가급적 자세히 나타내기 위해서 구별하는 것이다.2. 분류학의 목적가. 지구상에 현존하는 모든 생물체를 대상으로 한다.나. 이 모든 생물체에 대한 정보 수집을 통하여 그들의 계보역사의 재구성한다.다. 생물체에 관한 진화과정 및 관련학의 도움을 빌어 그의 원인 추적한다.라. 관련 학문에 필요한 정보 제공한다.마높다.조상의 형태와 다른 형질을 파생형질이라고 한다. 진화하는 과정에서 형질이 어떻게 바뀌었는지를 밝히기 위해서 계통분류학자들은 일부 조상들에서 형질의 상태에 대해 추론하고 후손에서 어떻게 변형되었는지를 결정해야 한다.4. 분류학의 역사오늘날 알려지고 남겨진 문헌을 근거로 할 때 생물 분류학의 기원은 기원전 4세기의 고대 그리스로 거슬러 올라간다. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 그의 스승인 플라톤의 "둘로 나누기 방법"(Diahiresis)을 처음으로 동물의 분류에 사용하여 이를테면 동물을 온혈-냉혈동물로 나누고 여기서 온혈동물을 다시 깃털을 가진 동물과 깃털이 없는 동물 등으로 나누어 동물학을 미흡하나마 처음으로 체계적으로 연구하였다. 아리스토텔레스의 제자인 테오프라스토스는 이와 같은 분류 방법을 식물계에 확장 응용하였으며, 이 분류방법은 그가 이끄는 페리파테토스학파에 의해 계속 연구 발전되었다. 약 2300년 전에 세워진 이와 같은 분류방법은 놀랍게도 18세기에 이르기까지 큰 변화 없이 그대로 쓰였다.18세기에 들어서면서 생물분류법은 스웨덴의 식물학자 칼 폰 린네에 의해서 비로소 커다란 혁신을 하게 되었다. 이후 몇몇 국제 학술회의를 거쳐 린네에 의해 체계화되고 정의된 분류법을 바탕으로 오늘날 국제 학술상 통일적 쓰이고 있는 생물분류법이 정립되었다.가. 원시시대원시인들은 의식주를 위하여 크고 작은 동물과 접했을 것이다. 그리하여 인류는 세대를 이어가며 동물들에 관한 여러 가지 개별적 지식을 축적해 왔음이 틀림없다. 뉴기니아(New Guinea)의 산중에 사는 파푸아인의 한 종족은 그 지역에 사는 138종의 새들 중 137종을 식별하고 각각 특정한 이름으로 부르고 1종만 다른 종과 혼동했다고 한다(Mayr등, 1953). 또, 어느 지방의 에스키모인은 그곳의 새들 102종 중 98종을 바로 인식하고 있었다고 한다(Ross, 1974).나. 그리스~중세기그리스시대의 대표적인 학자인 Aristotle(384~322 B.C.)은 생물학적 분류(classifPlinius는 동물을 Aristotle과 같이 형태를 기준으로 하지 않고, 살고 있는 곳에 따라 육서동물, 수서동물, 공중동물(비상동물)로 분류하였다.다. 16~17세기유럽에서는 르네상스시기를 계기로 자연과학이 다시 발전하기 시작하였으며 분류학 역시 그랬다. 이런 분위기 속에서 생물학 분야에서는 우선 지방의 식물상(植物相, flora)이나 동물상(動物相, fauna)을 조사 연구하고 각 종류를 기재하는 일에 박차가 가해졌다. 항해술의 발달과 신대륙의 발견은 생물의 세계를 보는 폭을 넓혀 주었으며, 지역적 동물상, 식물상의 연구에도 큰 변화를 가져왔다.Wotton 은 Aristotle의 분류 방식을 채용하였으나 Zoophyta(해삼?불가사리?해파리?말미잘?해면 등을 포함함)라는 부류를 새로 만들었다. A. Cesalpino(이탈리아, 1519~1603)는 식물을 분류하는 형질로서 꽃과 열매가 중요함을 강조하고 독창적 분류 체계를 발표하여 후세의 Linnaeus에 지대한 영향을 주었다. 또한, 그는 1583년에 "같은 것이 항상 같은 것을 생산하는 것이 종(種)"이라고 하여 생물학적 종의 개념에 대하여 최초로 언급하였다. 17세기에 들어서면서 현미경의 발달로 미세 해부학적 연구가 이루어지고, Leeuwenhook가 미생물을 발견하였다. 레이(Ray, 1927∼1705)는 "몇 대이건 특성을 계속 유지하는 것이 종(種)" 이라고 하였으며, 종과 속을 모으기 시작하였다. 이 시기가 단일형질에 의한 분류에서 여러 형질을 종합하여 분류하기 시작한 시기이다.라. 18세기분류학의 아버지라 불리는 Linne(1707∼1778)는 체계적인 분류를 하는데 필요한 분류학적 범주(category)로서 classis(강), ordo(목), genus(속), species(종), varietas(변종)를 설정하고, 각 종의 학명(學名, scientific name)을 이명법(二名法, binominal nomenclature)에 따라 명명하는 방식을 확립하였다. 그는 실제로 동물 4,1아담슨(Adamson, 1727-1806)은 모든 형질의 가치를 동등하게 보고 모든 형질의 비교를 종합하여 분류를 시도함으로써 현대의 수리분류학의 시조가 되었다.마. 19세기 전반 (경험주의적 접근)진화(evolution)가 분류학에 영향을 미친 시기이다. Linnaeus의 「Systema Naturae」제10판(1758)이 출판된 이후, 약간의 필수적인 형질이 아니라 여러가지 형질을 종합하여 고려함으로써 경험주의적으로 더욱 더 동물의 무리들을 구분하였다.Lamarck(프랑스, 1744~1829)는 1801년에 Linnaeus의 포유류?조류?양서류?어류를 통틀어 척추동물이라 하고 그 외의 것들을 무척추동물이라 하였다. 이에 앞서 그는 1794년에 무척추동물에 해당하는 것들을 연체류?곤충류?연충류?극피류?폴립류로 나누었다. 그리고 1809년에 『Philosophie Zoologique』(동물철학)에서 무척추동물을 적충류, 폴립류, 방사류, 연충류, 곤충류, 거미류, 갑각류, 환충류, 만각류, 연체류로 나누었다. 나중에는 피낭류와 유각류를 더 넣어서 12류로 하였다. Lamarck는 처음으로 동물을 하등한 것부터 고등한 것으로 배열하였다. 그는 1802년까지는 그전 사람들과 마찬가지로 생물계는 하등한 것부터 고등한 것에 이르기까지 한 선을 이루고 있다는 Scala Naturae(자연의 사닥다리)설을 믿고 있었으나 1809년에는 나무모양으로 발달한 것이라고 말했다. 이것이 계통수(genealogical tree) 개념의 처음이다.G. Cuvier(프랑스, 1769~1832)는 비교해부학자로서 유명하였는데 바다동물도 많이 연구하였다. 그는 1812년에 동물계를 척추동물, 관절동물, 연체동물, 방사동물 등 4가지의 큰 부문으로 나누고, 1817년에는 척추동물을 포유류, 조류, 파충류, 어류로, 관절동물을 곤충류, 거미류, 갑각류, 환충류로, 연체동물을 만각류, 연체류로, 방사동물을 수모류, 극피류, 연충류, 폴립류, 적충류로 나눔으로써 동물계를 15류로 나누었다.von 밑바닥에 있는 하나의 유형(type)의 변형물들로 되어 있어서 이 모든 변형물들은 이 유형의 본질(essence)을 내포하고 있다고 믿는 것이었다. 그러나 다윈이 1859년 "The Origin of Species"를 출간한 후 제 3의 설명이 가능하게 되었다. 즉, 생명의 무리들은 그 구성원들이 하나의 공통 조상에서 유래했기 때문에 존재하는 것이다. 생물의 종들은 창조된 것도 추상적인 것도 아니며 공동조상으로부터 갈라져 나온 것이다. 따라서 모든 생물은 서로 유연관계를 가진다는 사상이 분류학에 도입되었다. 이로 인하여 자연의 계통은 계통발생적 계통이라 생각하게 되어 계통 탐구적 분류를 하는 데 치중하였고, 비교형태학(comparative morphology), 비교발생학(comparative embryology), 비교분류학(comparative taxonomy) 등이 활발히 연구되었다. 이런 경향은 필연적으로 잃어버린 사슬(missing link)과 선조형을 찾는 데 치중됐다.E. Haeckel(독일, 1834～1919)의 개체발생(ontogeny)이 계통발생(phylogeny)을 반복한다는 반복설(recapitulation theory)은 계통탐구 연구에 크게 이바지했다. 그는 1866년에 당시에 알려진 생물의 주요 분류군들을 대상으로 매우 훌륭한 계통수를 작성하였다. Haeckel은 1877년에 Protozoa(원생동물)에 대하여 Metazoa(후생동물)란 말을 만들었고, Sollas는 1884년에 해면동물을 독특한 동물이라 하여 Parazoa(측생동물)라고 불렀다.사. 20세기 전반20세기도 19세기에 발전한 방법과 개념에 의거하여 발전이 계속되었다. 많은 학자들이 종을 중심으로 하여 이것을 유형학적으로 이해하고, 형태학적으로 정의하고, 본질적으로는 비차원적으로 보는 경향이 있었다. 실제로는 소수의 표본을 다루는 경우가 많았기 때문에 지리적 변이(geographic variation)를 덜 중요시하고 개체를 기본적인 분류의 단위로 삼았었다. 오늘날에

공학/기술| 2016.08.11| 11페이지| 2,500원| 조회(390)

생물학, 분류학, 진화, 계통수, 상사, 상동, 분류체계, 분류학의역사

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TIPS를 이용한 PVDF 중공사막 제조방법

R E P O R TTIPS를 이용한 PVDF 중공사막 제조방법화공생물공학종합설계[ 목차 ]1. 개 요1.1 문제의 정의1.2 특허분석 주제 및 목적2. 배경 및 관련기술 이론2.1 관련 기술의 국내외 시장 동향2.2 막 재질로서 PVDF와 친수화 개질2.3 고분자 분리막의 제조방법2.3.1 NIPS에 의한 중공사막 제조 방법 및 특징2.3.2 TIPS에 의한 중공사막 제조 방법 및 특징2.3.3 연신법에 의한 기공생성 메카니즘3. 특허 조사 결과3.1 특허조사 방법3.1.1 검색식3.1.2 기술분류3.1.3 검색식을 통한 특허 검색 결과3.2 특허 분석 방법3.3 정량 분석3.3.1 국가별분석3.3.2 연도별분석3.3.3 연도별 국가별분석3.3.4 국가별 기술별분석 ? 친수화개질3.3.5 국가별 기술별분석 ? 제조방법3.3.6 기술별 연도별 ? 한국3.3.7 기술별 연도별 ? 일본3.3.8 기술별 연도별 ? 미국3.3.9 기술별 연도별 ? 유럽3.3.10 주요출원인 분석3.3.11 기술별 출원인 분석3.3.12 국가별 출원인 건수 분석3.4 정성분석3.4.1 핵심특허선정기준3.4.2 주요 특허3.4.3 주요 특허 요약 및 분석4. 특허맵4.1 기술 흐름도4.1.1 연도별기술별-제조방법※참고문헌1. 논문2. 특허 원문1. 개 요1.1 문제의 정의 - C3. TIPS를 이용한 PVDF 중공사막 제조방법열 유도 상 전이법(TIPS, Thermally Induced Phase Separation)에 의한 PVDF (Polyvinylidene Fluoride) 중공사막 제조 방법에 대해 한국, 일본, 미국, 유럽의 선행특허를 조사하여 특허맵 (Patent Map)을 아래와 같이 작성하는 것이 우리의 과제이다.1) 정량분석 : 연도, 국가, 기술, 출원인 등2) 주요 핵심 특허를 20건 발굴하여 정성 분석 및 권리 분석 실시- 정성분석 : 주요 출원인, 기술별, 인용/피인용 분석 등- 권리분석 : 청구항 분석, 유사특허 비교분석 등3) 현재까지의 기술흐름도4) 기존 핵있는 고분자의 결정성장에 의해 유도되는 상분리 현상으로 이 방법에 의해 분리막을 제조하는 경우, 분리막구조의 예측이 쉽다는 장점이 있는 반면, 결정화 속도 및 냉각속도에 대한 충분한 검토가 필요하다.Liquid-liquid phase separation은 Solid-Liquid phase separation보다 고분자와 희석제간에 비교적 혼화성이 적은, 즉 상호작용이 적은 혼합계를 사용하여 분리막을 제조하려 할 때 이용되는 방법이다. 이러한 Liquid-liquid phase separation의 경우 고분자 결정형태인 구정형태를 갖지 않으며, 매우 porous한 구조를 만들 수 있어 고투과성의 분리막을 제조 할 수 있고, 분리막 매트릭스 자체의 비표면적을 Solid-liquid phase separation 분리막보다 줄일 수 있어 화학약품에 대한 더욱 강한 내성을 가질 수 있다는 장점이 있어 근래에 활발히 연구되고 있다.2.3.3 연신법에 의한 기공생성 메카니즘고분자가 고온의 압출기를 거쳐 결정화 과정을 거치면서 row nucleatedlamella형태의 결정구조를 가진 전구체(precursor)를 형성한다. 이러한 전구체는 그 결정영역내에 crystalline 부분과 amorphous부분이 교대로 배열되어 있으며 상대적인 밀도, 즉 강도의 차이를 가지게 된다. 이렇게 제조된 전구체는 매우 큰 deformation rate로 냉연신(cold stretching)공정을 거치게 되는데 Fig. 10과 같이 강도가 약한 amorphous부분에만 microcraze가 생성된다. 너무 빠르게 연신을 하게되면 결정부분까지 힘이 전달되면서 더 이상 연신되지 않고 중공사는 파단되므로 적절한 tension을 적용하여야 한다. 이 때 deformationrate란 연신을 가하는 상대속도를 나타내며 단위는 연신비(%)/연신시간(sec)으로 정의된다. 냉연신을 통하여 craze가 생성된 중공사는 melting point부근의 뜨거운 온도에서 열연신(hotstretching)공정개질 모든 부분에서 꾸준한 특허를 지속적으로 출원함.3.3.9 기술별 연도별 ? 유럽그림12. 기술별 연도별-유럽- 유럽의 경우 2008년이후 PVDF중공사막 제조방법에 대한 특허가 출원되지 않음.- 2008년 이전까진 전반적인 부분에서 꾸준히 특허가 출원.3.3.10 주요출원인 분석표4. 주요출원인 분석- 일본기업인 TORAY사와 MITSUBISHI RAYON사가 1,2위로 집계되었으며, 한국의 특허는 한국화학연구원이 5위를 차지했음.3.3.11 기술별 출원인 분석그림13. 기술별 출원인 분석- 출원별 기술 분석결과 Toray사가 가장 많은 특허를 가지고 있었으며 주로 제조방법에관련된 다양한 특허를 가지고 있음.- 주출원인별로 살펴봤을때 상대적으로 친수화개질 관련 특허가 제조방법에 비해서 적음.3.3.12 국가별 출원인 건수 분석표5. 국가별 출원인 건수 분석- 출원인을 세부적으로 분석햇을 때 일본의 TORAY사, 유럽의 ASAHI KASEI CHEMICAL사, 미국의 MITSUBISHI RAYON사, 한국의 한국화학연구원의 출원건수가 가장 많은 것으로 파악됬음.3.4 정성분석3.4.1 핵심특허선정기준지금까지의 정량분석을 바탕으로 다음과 같이 핵심특허 선정기준을 만들었다. 핵심특허 기준에 있어서 기술의 신규성, 패밀리특허건수, 주요출원자, 피인용수, 주요발명자 등을 점수화하여 상위 20개의 핵심특허를 선정하였다.표 6. 주요특허 선정 기준구 분내 용점 수등록 여부등록 특허2공개 특허1우선권 여부우선권 있음2우선권 없음0패밀리 개수13~15개910~12개77~9 개54~6 개31~3 개1없음0주요 출원국KR/JP/US/EU 중 2곳이상 출원2KR/JP/US/EU 중 1곳 출원1TIPS, PVDF, 중공사막 연관도직접적 관련 있음4간접적 관련 있음2전혀 관련 없음03.4.2 주요 특허다음과 같이 상위 20개의 특허를 찾아서 중요도에 따라 고, 중, 저로 순서를 정하였다.번호출원인출원번호발명의 명칭출원일법적상태중요도1주식회사 에코니티10-2012-0149837열유용한 PVDF 중공사막 제조방법으로 양용매,빈용매 및 가소제가 혼합된 고분자 용액을 제조하고 확산 유도 상분리법과열유도상분리법을 혼합 사용하여 고강도 및 고투과수율을 갖는 PVDF 중공사막을 제조하는방법으로서 이가 중요하다고 판단됨.청구항분석청구항1폴리불화비닐리덴계 수지 15 ∼ 50 중량%, 양용매(good-solvent) 40 ∼ 75 중량%, 빈용매(poor-solvent) 5 ∼30 중량% 및 가소제5 ∼ 20 중량%를 혼합하여 고분자 용액을 제조하는 1단계 ;상기 제조된 고분자 용액을 60 ∼ 170 ℃ 범위로 가열한 후, 방치하여 안정화된 고분자 용액을 제조하는 2단계;상기 안정화된 고분자 용액을 필터하여 얻은 여액을 밀폐된 공간에서 40 ∼ 170 ℃ 범위로 가열하여 방사용액을제조하는 3단계 ; 및 상기 방사용액을 20 ∼ 90 ℃ 범위의 상전이조를 유지하는 상전이 공정으로 폴리불화비닐리덴 중공사막을 제조하는 4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리불화비닐리덴계 중공사막의 제조방법.대응방안 및전략적 활용방법양용매,빈용매 및 가소제가 혼합된 고분자 용액을 제조하고 확산 유도 상분리법과열유도상분리법을혼합사용하여 고강도 및 고투과수율을 갖는 PVDF 중공사막을 제조하는 방법으로서 이는 TIPS를 이용한 PVDF중공사막 제조방법에 관한 주요핵심특허에 해당함.양용매,빈용매 및 가소제가 혼합된 고분자 용액을 제조하고 확산 유도 상분리법과열유도상분리법을혼합사용하는PVDF 중공사막 제조방법에 대한 연구개발을 고려하고 있다면 본 특허에 대한 회피설계를 선행해야 함.표 10. 주요 특허 요약 및 분석-1발명의명칭열유도상분리 및 연신에 기초한 피브이디에프 중공사막 제조방법(Method for preparing PVDF hollow fiber membranes? based on thermally induced phase separation and? stretching)출원번호10-2012-0149837?패밀리특허수출원일자2012.12.20인용특허공개특허공보 수출원일자2001.07.31피인용특허출원인한국화학연구원요약폴리비닐리덴 디플루오라이드(polyvinylidene difluoride, PVDF)에 특정 기공 형성제, 기공성장 억제제 및 용매가 일정량 함유된 방사용액을 제조하는 단계, 상기 방사용액을 상전이 공정을 이용하여 비대칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공사막으로 제조하는 단계 및 상기 중공사막을 열수처리한 후 에틸알코올에 침지시킨 후 건조시키는 단계로 이루어진 비대칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공사막의 제조방법에 관한 것으로서, 종래에 비해 매우 높은 기공율(표면 기공율 70% 이상)과 분리막 접촉기에 적합한 표면 스킨층의 기공 크기를 가져 기체 흡수 및 탈용전 기체공정 등에 분리막 접촉기로 도입할 경우 고효율의 분리성능을 가지는 비대칭 미세다공성 PVDF중공사막의 제조방법핵심특허 선정사유1.기공율이 70% 이상, 표면 스킨층 기공크기가 0.01 ∼ 0.05 ㎛인 중공사막으로 기체 흡수 및 탈용전기체공정 등에 적용할 수 있는 고효율의 분리성능을 가지는 비대칭 미세다공성 PVDF 중공사막의 제조방법을 제공2.본 발명의 방법에 따른 비대칭 미세다공성 PVDF 중공사막은 기공율이 높고 표면 스킨층의 기공크기가 미세하여, 기체 흡수 및 탈용전 기체공정 등의 분리막 접촉기로 도입하면 고효율의 분리성능을 가져올 수 있으므로 이의 제조방법이 중요하다고 판단됨.청구항분석청구항 1.비대칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공사막의 제조방법에 있어서,1) 폴리비닐리덴 디플루오라이드 9 ∼ 17 중량%, 기공 형성제로 염화리튬(LiCl) 0.1 ∼ 20 중량%, 염화아연와 디에틸렌글라이콜디메틸에테르 중에서 선택된 기공성장 억제제 0.1 ∼ 20 중량% 및 용매 70 ∼ 90 중량%가 함유된 방사용액을 제조하는 단계2) 상기 1 단계의 방사용액을 상전이 공정을 이용하여 비대칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공사막으로 제조하는 단계 및3) 상기 2 단계의 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공사막을중공

공학/기술| 2016.08.07| 34페이지| 5,000원| 조회(350)

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스마트 접착제에 관한 정성/정량분석과 특허 조사

R E P O R T스마트 접착제에 관한 정성/정량분석과 특허 조사화공생물공학 종합설계[ 목차 ]1. 분석준비1-1 스마트 접착제의 정의 및 원리1-2 스마트 접착제의 기술분류1-3 검색식2. 정량분석2-1 연도별 출원 특허수2-2 국가별 출원 특허수2-3 Gecko 도마뱀 Micro구조 동향2-4 Gecko 도마뱀 Nano구조 동향2-5 Mussel 동향2-6 출원인 동향3. 정성분석3-1 핵심특허선정기준3-2 핵심특허선정3-3 핵심특허요약3-4 회피기술4. 특허전략5. 참고문헌1. 분석준비1-1. 스마트 접착제의 정의 및 원리그림 1 Gecko 도마뱀위 그림의 동물은 Gecko 도마뱀이라는 동물이다. 그림을 보면 도마뱀이 거꾸러 붙어 있음을 알 수 있다. 이와 같은 상황에서 과학자들은 도마뱀의 발바닥에 강력한 접착물질이 있을 것이라 추측하고 연구를 시작하였다. 만약 도마뱀의 발에 강력한 접착력만 있고 그 것을 떼어내지 못한다면 도마뱀은 태어난 그 곳에서 평생 붙어 살아야 하는 우스운 현상이 벌어진다. 이를 토대로 과학자들은 강력한 접착력을 유지하되 걸어다니는 도마뱀의 발바닥에 대하여 주목하기 시작하였고, 이를 토대로 도마뱀의 발바닥 구조가 아래 그림 2 와 같다는 것을 알 수 있었다.그 결과 도마뱀 발바닥의 섬모구조에서 반데왈스의 힘이 작용하여 접착력이 발생하는것에 착안하여 최근 연구가 이어지고 있다.그림 2 Gecko 도마뱀의 발바닥또한 그림 3과 같이 홍합, 따개비 같은 생물에서도 영감을 얻을 수 있는데, 이들이 Gecko 도마뱀과 그 방법이 다르다.홍합이 바위에 달라붙는 특성이 오래 동안 연구되어 왔지만 본격적으로 산업화하려는 연구는 최근이다. 홍합은 스스로 물질을 내서 바위에 달라붙는다. 족사라는 이 단백질은 무기물, 즉 바위 등에 대한 접착력이 대단하다. 홍합은 지름 2mm의 가는 실 모양의 패드 형태로 달라붙는데, 이 패드 하나가 12.5kg을 지탱할 수 있다. 홍합은 보통 10개 정도의 접착패드를 만들고 따라서 홍합 하나가 무려 125kg의 물래 등에 붙어있는 따개비(우)앞서 설명한 Gecko 도마뱀의 발바닥이나 홍합이 만들어내는 단백질에서 영감을 얻어 접착체를 만드는 것처럼 생물체가 갖고 있는 다양한 기능을 인위적으로 모방하여 이용하는 기술을 생체모방기술(biomimetics)라고 하며 생체모방기술을 이용하여 만든 접착제를 biomimetics adhesive, 또한 스마트 접착제라고 한다.1-2 스마트 접착제의 기술 분류표 1. 스마트 접착제의 기술 분류본격적인 자료조사에 앞서, 우리조는 스마트 접착제의 기술을 표1과 같이 분류하였다.우선, 발바닥의 구조적인 특징을 이용한 Gecko 도마뱀과 물성적인 특징을 이용한 Mussel(홍합)의 2가지로 나누었으며 Gecko 도마뱀의 경우 Micro structure와 Nano Structure로 세분화 하였다.1-3 검색식특허분석을 위한 데이터베이스로는 윕스를 사용하였다.Gecko바이오미매틱, 게코, 도마뱀, 마이크로스트럭처, 나노스트럭처, 글루, 어디히드젼, 방향성, 어드시브, 나노파이버, 마이크로파이버, 접착, 접합biomimetics, gecko, microstructure, nanostructure, nanofiber, microfiber, glue, adhesive, adhesionMussel홍합, 머셀, 도파, 단백질, 디하이드록시페닐알라닌, 접합, 접착, 글루, 어디히드젼, 어드시브mussel, dopa, protein, dihydroxyphenylalanine, glue, adhesive, adhesion표 2. 검색식에 사용된 단어연산자and, or , adjust, near표 3. 검색식에 사용된 연산자미국한국일본WO유럽합검색 특허수*************6표 4. 국가별 검색 특허수2. 정량분석2-2 연도별 출원 특허수표 5. 연도별 출원 특허수(주황색 : 특허수, 녹색 : 추세선)표 5에서는 1996년 ~ 2012년을 기준으로 검색식을 사용하여 얻은 전세계의 특허를 국적 불문하여 연도별 출원 특허수로 나타내었다. 연도별 출원 특허수 있다.2-4 Gecko 도마뱀 Nano구조 동향표 9. Gecko 도마뱀 Nano구조 출원 특허수(주황색 : 특허수 , 노란색 : 추세선)표 9에서는 Gecko 도마뱀 Nano구조의 전세계 특허 출원수를 그래프로 나타내었다. 전체 추세와 비슷한 양상으로 2005년에 정점을 찍었다가 그 이후 감소 추세인 것을 확인 할 수 있다표 10. Gecko 도마뱀 nano 구조의 국가별 출원 특허 수표 10에서는 Gecko 도마뱀 nano 구조의 국가별 출원 특허 수를 원그래프로 나타내었다.이 역시 Micro 구조와 비슷하게 전체적인 추세를 따르며, 미국이 70%에 가까운 점유율을 가지며 한국이 그 뒤에서 선전하고 있는 모습이다.2-5 Mussel 동향표 11. Mussel 출원 특허수(주황색 : 특허수 , 노란색 : 추세선)표 11은 홍합의 전 세계의 출원 특허 수이다.홍합의 출원 추세는 Gecko 도마뱀에 비해 2006년 후로의 감소 추세가 적은 편이다.표 11에서 보듯이 홍합의 특허출원은 Gecko 도마뱀에 비해 비교적 늦게 특허가 출원하기 시작하였다는 것을 비교 분석하여 알 수 있는데, 이는 그 이전 까지 연구되어 왔던 구조적인 특징보다 물성적인 특성을 만들어내는데 연구 관심이 폭발적으로 증가 하였음으로 추정하였다.또한 아래 표 12에서는 홍합의 국가별 출원 특허수를 원그래프로 나타내었다.이 역시, 미국이 출원 특허수에서 앞도적인 모습을 보여주고 있으나, 앞서 살펴본 도마뱀과는 달리 점유율이 50% 미만으로 떨어졌고, 한국이 약 25%의 점유율로 선전하고 있는 분야임을 알아 볼 수 있다.표 12. Mussel의 국가별 출원 특허수2-6 출원인 동향랭크출원인개수국가1The Regents of University of California15US2Nanosys. Inc8US3GM global Technology Operations LLC4US4바로텍3KRLockheed Martin Corporation3USE.I. DU PONT DE NEMOURS ANd Company서 선정했으며 언론보도가 된 경우에도 특허로 인정하여 핵심 특허로 선정하기로 하였다.3-2 핵심특허선정출원인출원국연도출원번호3M CoporationUS2012. 09. 182012-204761KNC NER ACQUISITION SUB, INC.US2011. 09. 262011-245608주식회사 포스코,학교법인 포항공과대학교KR2006. 09. *************Under Armor, Inc.US2010. 06. 212010-879378GM Global Technology Operations LLCUS2008. 04. 182008-105788Massachusetts Institute of TechnologyUS2007. 08. 242007-895621Philip B. MessersmithUS2007. 08. 062007-834631The Regents of the University of CaliforniaUS2007. 06. 112007-811882표 15. 핵심특허 선정3-3 핵심특허요약명칭Adhesive microstructure and method of forming same출원번호2007-811882출원일2007. 06. 11법적상태등록출원구분US출원인The Regents of the University of California주요특허중요도상기술요약대표도면접착력을 형성하는 방법은 강모를 생체 시료에서 제거하고, 강모를 기판에 부착하고, 기판과 표면 사이의 접착력을 설치하기 위해 강모를 표면에 응용할 것을 포함한다. 강모는 표면에 대한 힘 수직을 가진 표면에 적용된다. 강모는 강모의 접착력을 사전에 로드하기 위해 후에 표면과 평행한 힘에 의해서 당겨진다.Family 특허?점착성 마이크로 구조물 및 그 형성방법?CONTROLLING PEEL STRENGTH OF MICRON-SCALE STRUCTURES?MICROESTRUCTURA ADHESIVA YPROCEDIMIENTO DE FORMACION DE LA MISMA핵심특허선정이유이 특허는 기판에al Technology Operations LLC주요특허중요도중기술요약대표도면다음을 포함하는 클라이밍의 방법 :1 움직일 수 있는 림브를 적어도 가지는 장치를 제공할 때, 각각의 움직일 수 있는 림브에 붙어 있는 2 움직일 수 있는 림브, 세번째로 움직일 수 있는 림브, 4 움직일 수 있는 림브와 열 가역성 건조 접착제에 있어서, 열 가역성 건조 접착제는 형상 메모리 중합체 층을 underlying 형상 메모리 중합체 층과 건조 접착층을 포함한다 ;다음을 포함하는 교호 방식에서 각각 림브를 작동하는 것 :접촉을 하기 위해 움직일 수 있는 림브에 열 가역성 건조 접착제를 가열시키고 접착제를 표면에 대해 가압하기 ;고강도 접착제 결합이 형성되도록 접착제 아래로 냉각하기 ; 그리고림브를 표면에서 분리하기 위해 다시 건조 접착제를 가열시키고 2 N/cm2보다 더 크지 않은 힘을 사용하는 것을 포함하는 표면에서 움직일 수 있는 림브를 방출하기.Family 특허? Climbing with dry adhesives? Shape Memory Epoxy Copolymer핵심특허선정이유열가역성 건조 접착제를 표면에 가압하는 방법이 코팅과 유사한점이 있어 선정명칭Nanostructure-reinforced composite articles and methods출원번호2007-895621출원일2007. 08. 24법적상태등록출원구분US출원인Massachusetts Institute of Technology주요특허중요도중기술요약대표도면본 발명은 기판의 표면에 나노 튜브 (예를 들면, 탄소 나노 튜브)과 같은 나노구조의 균일한 성장을 위한 방법을 제공하며, 여기에서 나노구조의 긴 축이 거의 정렬될 수 있다. 나노구조는 더 복합 재료와 같은, 다양한 출원에 사용하기 위해 처리될 수 있다. 예를 들면, 일련의 정열된 나노 구조는 소재의 특성을 개선하기 위한 또 다른 소재에, 대량으로 또는 또 다른 표면에, 형성되고 이동될 수 있다. 몇몇의 경우에, 나노구조는 2개 소재 또는 플리에 사이 고정화

공학/기술| 2016.08.07| 26페이지| 5,000원| 조회(306)

특허조사, 회피기술, 화공생물공학종합설계, 스마트접착체

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