본 연구는 낙엽송과 백합나무 톱밥을 이용한 펠릿의 제조 과정에서 바인더로 일정량의 유채박, 커피부산물, 수피, 솔방울, 리그닌 분말을 첨가하여 바인더의 종류 및 첨가량이 내구성을 포함한 펠릿의 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 바인더와 함께 제조한 펠릿의 품질은 국립산림과학원에서 고시한 목재 펠릿 품질 규격 1등급 기준을 대부분 상회하였으며, 일부 과다한 양의 바인더를 첨가하여 제조한 펠릿에서만 높은 회분 함량으로 2~3등급 기준을 만족하는 것으로 조사되었다. 바인더 종류 및 첨가량에 따른 펠릿의 내구성은 리그닌, 유채박 그리고 커피부산물을 첨가하여 제조한 펠릿에서 우수하였으며, 백합나무 펠릿은 첨가량의 증가와 함께 내구성도 향상되었다. 한편 낙엽송 펠릿의 경우 첨가량의 증가에 따른 내구성 향상 효과는 크지 않았으며, 수피와 솔방울을 바인더로 사용하였을 때 첨가량의 증가와 함께 내구성이 감소하였다. 제조된 펠릿의 광학/전자현미경 관찰을 통하여 바인더의 종류에 따른 차이를 명확하게 확인할 수 없었으나, 첨가량에 따른 차이는 명확하게 관찰할 수 있었다. 결과를 종합하면, 바인더의 첨가는 목재 펠릿의 품질 향상에 대부분의 항목에서 기여하였으며, 특히 커피부산물을 바인더로 사용하여 제조한 펠릿의 경우 모든 품질에서 뚜렷한 향상을 확인할 수 있었다. 향후 저렴한 바인더의 안정적인 확보가 이루어진다면 바인더의 첨가로 인하여 연료적 품질이 향상된 목재 펠릿의 상용화가 가능할 것으로 확신한다.

폐목재의 재활용으로 인한 보드의 물리 기계적 특성이 하락하는 경향이 있다. 그 원인으로는 가공되어 있던 재료를 재활용함에 있어 그 형상이 불균질하고 기존의 접착제 성분과 이물질로 인한 보드 품질의 불균일과 저하를 초래한다. 또한 접착제에 포함되어 있는 포름알데히드로 인해 높은 방산량을 가지게 된다. 이러한 제품의 질적 하락이 수입되는 파티클보드와의 가격 및 품질 경쟁력 약화로 이어져 국내 보드 산업의 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 최근 파티클보드의 원재료로 사용되고 있는 합판 정재단 부산물을 이용한 보드를 제조하고 각각의 제조 조건별 물리 기계적 특성을 평가하였다. 그 평가결과로 베니어 적층 복합보드를 EMDI 수지를 이용하여 4~16 mesh의 일반적인 chip 크기로 중층을 제작했을 때 휨강도가 57.7 $N/mm^2$로 OSB 측정결과 26.8 $N/mm^2$에 비해 215% 높은 휨강도를 나타냈으며 7.1~17.3%의 두께팽창률은 내수성을 지닌 보드로서 적합함을 보였다. 또한 0.7 ppm의 포름알데히드 방산량은 E1등급의 평균값 1.5 ppm과 E0 등급 최대값 0.7 ppm의 조건에 충족하며 이러한 결과는 바닥 깔개용 OSB를 대체 가능할 것으로 사료된다.

유칼립투스(Eucalyptus globulus)의 반탄화 최적조건을 탐색하기 위하여 반응표면분석법을 이용하였다. 반탄화 바이오매스의 탄소함량은 반탄화 정도를 나타내는 severity factor (SF)에 따라 증가하였으며 바이오매스에 포함된 수소와 산소의 함량은 감소하였다. 반탄화 바이오매스의 발열량은 조건에 따라 20.23~21.29 MJ/kg을 나타냈으며 처리 전 바이오매스와 비교하여 1.6~6.9% 에너지함량이 증가한 것으로 나타났다. 바이오매스의 중량감소율은 SF 증가에 따라 증가하였다. 에너지수율에서 반탄화 온도는 중요한 인자로 작용하였으며 상대적으로 반응시간에 대한 영향은 낮았다. 최대 에너지수율은 낮은 SF에서 반탄화를 수행하였을 때 얻을 수 있었다.

본 연구에서는 옥살산을 이용하여 팜 부산물 전처리를 수행하였으며 전처리에 사용된 산 촉매를 회수하였다. $150^{\circ}C$에서 전처리 후 액상가수분해산물에 포함된 발효가능한 당은 $20g/{\ell}$로 다른 조건에서 보다 높았으며 발효를 수행한 결과 72시간 후 $3.78g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 이것은 0.21 g/g의 에탄올 수율에 해당한다. $160^{\circ}C$ 이상의 전처리 조건에서 얻어진 액상가수분해산물의 발효는 이루어지지 않았다. 전기투석에 의해 액상가수분해산물에 포함된 옥살산은 대부분 회수되었으며 동시에 일부 발효저해물질도 제거되었다. 전기투석 후 액상가수분해산물을 이용한 에탄올 발효는 효율적으로 이루어졌으며 발효 24시간 후 $5.38g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 이것은 0.33 g/g의 에탄올 수율에 해당한다. 전처리 후 고형바이오매스를 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 모든 전처리 조건에서 96시간 후 $15g/{\ell}$ 이상의 에탄올을 생산하였으며, 특히 $170^{\circ}C$ 전처리 조건에서 $20.54g/{\ell}$의 높은 에탄올 생산을 나타냈다. 전기투석 후 액상가수분해산물을 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 에탄올 생산이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

국내에서 주로 사용되고 있는 건물에너지 성능평가 시뮬레이션 마다 상이한 재료의 열전도율로 평가 되고 있음이 파악되었다. 시뮬레이션을 통한 정확한 건물에너지부하를 평가하기 위하여, 각 시뮬레이션에서 목조건축물의 스터드로 사용되고 있는 목재의 열전도율을 확인하고, 이에 따른 벽체의 열관류율과 부재 접합부위에서의 선형열교 차이를 연구하였다. 각 시뮬레이션은 동일 수종에 대해 상이한 열전도율을 채택 후, 각 시뮬레이션에서 추출한 열전도율 간의 차이가 가장 상이한 소나무의 열전도율을 스터드에 적용하였다. 시뮬레이션 간 지붕, 벽체, 지면 슬래브의 열관류율 중 최대오차는 $0.023W/m^2{\cdot}K$이었으며, 지붕의 서까래 접합부, 지붕-벽체 접합부, 지면슬래브-벽체 접합부 중 최대 선형열교 오차는 $0.025W/m{\cdot}K$이었다. 또한, HEAT2 정상상태전열해석 프로그램을 활용하여 선형열교 및 벽체의 온도변화에 대한 전열해석 이미지를 분석하였다. 구조체에 온도 분포를 선으로 표시하여 단열이 부족한 곳에서는 온도선이 급격하게 변하는 것이 확인되었고, 온도선이 급격하게 변하는 부위에서는 다른 곳보다 온도가 낮으며, 다른 구조체 부분보다 더 많은 열류가 손실됨이 확인되었다.

본 연구는 톱밥과 귤박을 이용하여 혼합보드를 제조하여 기본 물성을 조사하였다. 혼합보드의 귤박 혼합율이 10%에서 40%로 증가함에 따라 흡수율은 94.1%에서 86.5%로, 두께 팽창율은 27.2%에서 18.0%로, 휨강도는 $65.1kgf/cm^2$에서 $39.2kgf/cm^2$로, 경도는 $195.3kgf/cm^2$에서 $180.3kgf/cm^2$로 감소하였다. 혼합보드의 밀도가 $0.4g/cm^3$에서 $0.8g/cm^3$로 증가함에 따라 흡수율은 149.2%에서 58.6%로 감소하였으나, 두께 팽창율은 6.4%에서 17.9%로, 휨강도는 $4.2kgf/cm^2$에서 $96.6kgf/cm^2$로, 경도는 $40.4kgf/cm^2$에서 $196.2kgf/cm^2$로 증가하였다.

본 연구에서 국산 낙엽송재의 공학목재로의 이용가능성, 특히 교호집성재 라미나로서의 이용가능성을 확인하기 위하여 열기건조 중과 건조 후 판재 내 잔류응력을 분석하였다. 연구결과를 통해 이쿼라이징 처리에 의한 함수율 동일화 효과가 증명되었고, 컨디셔닝 처리에 의한 잔류응력의 감소효과가 정량화되었다. 건조 중 목재 내 잔류응력 분석을 위하여 프롱법과 슬라이스법을 실시하였다. 프롱 제작 후 표면경화율을 측정하였고, 슬라이스의 절단 후 탄성변형량을 기준으로 표면으로부터 약 10 mm 깊이까지의 건조응력을 정량적으로 분석하였다. T10-C4와 T12-D5 열기건조 스케줄 적용 시 열기건조 중 판재 표면의 인장응력과 압축응력은 모두 2.2 MPa을 넘지 않음을 확인하였다. 낙엽송의 횡단방향 인장강도와 압축강도가 평균 2.65 MPa, 4.60 MPa인 점을 고려하면, 더욱 강한 건조스케줄 적용이 추천된다. 건조 후처리에 의해 폭굽음과 비틀림을 약 40% 줄일 수 있었다.

국내에서 생산된 파티클보드에 대한 나사못 유지력을 기존의 식으로부터 수정 보완된 예측 식으로 나타내기 위해 나사못 유지력실험을 실시했다. 본 연구에 사용된 나사못은 No. 6, No. 8 및 No. 10이었다. 나사못 유지력의 예측 식은 나사못의 직경과 관입길이, 파티클보드의 비중 및 IB의 함수로 나타냈다. 예측 식은 길이가 서로 다른 No. 8 나사못의 실험결과와 상당히 일치하였다. 파티클보드에 대한 실험결과들과 표면에서 나사못 유지력의 예측 값은 비중보다 IB가 더 좋은 예측인자였고, 측면에서는 IB보다 비중이 더 일치하였다.

본 연구는 만병초와 구상나무 추출물의 항알러지 효과에 대해 조사하였다. 비만세포 RBL-2H3에 concanavalin A (Con A)를 처리하여 면역반응을 유도한 후 만병초와 구상나무 추출물을 농도별로 처리하여 real-time PCR을 이용하여 IL-4, IL-13의 mRNA 발현량을 확인하였다. 또한 ${\beta}$-hexosaminidase 분비를 측정하여 탈과립 유도효과를 평가하였다. IL-4의 발현은 만병초 $10^{-7}$, $10^{-5}$, $10^{-3}%$ 농도와 구상나무의 모든 농도에서 유의성 있게 감소하였으며, IL-13의 발현은 만병초와 구상나무 모든 농도에서 유의성 있게 감소되었다. 만병초 추출물과 구상나무 추출물의 $10^{-5}$, $10^{-3}%$ 농도에서는 ${\beta}$-hexosaminidase 분비가 유의성 있게 감소하였다. 이러한 결과를 통해 만병초와 구상나무 추출물이 면역반응 표적유전자의 발현을 감소시키고 면역반응에 의해 유도되는 탈과립유도 효과도 감소시킴을 확인할 수 있었다. 이는 만병초와 구상나무 추출물이 항알러지 효과가 있음을 제시하는 결과이다.

목재사용량의 증가에 따라 목재의 화재안전성에 대한 요구가 높아지고 있다. 실내 사용 목재의 난연처리에 무기인계를 약제로 사용함으로써 환경에 대한 부담을 줄이면서 난연성능을 향상 시킬 수 있다. 수용성 약제를 가압 주입하여 목재 내 깊숙이 침투시키면 목재의 고유기능을 유지하면서 난연성능을 부여 할 수 있다. 난연제의 용탈을 억제하여 장기간 성능을 유지할 수 있는 장점도 있다. 저자들은 액상규산나트륨을 주약제로 하고, 붕산 및 인계 약제를 보조약제로 하여 목재 내로 약액을 주입하는 공정을 개발하였다. 이들 약제는 난연성능 외에 방부 및 방충성능을 지니는 약제가 포함되어 있어, 난연성능과 함께 목재 사용 시 노출될 수 있는 부후환경에서의 내후성능을 방미효력과 방부효력으로 평가하였다.

주목열매에서 분리한 과육과 씨를 95% EtOH 용액을 사용하여 각각 1.15 kg과 0.94 kg을 유리 용기에 침지하여 추출하고, 농축된 추출용액을 용매의 극성에 따라 n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate 및 수용성으로 순차 분획한 후, 동결건조하였다. 혼합물로부터 순수한 화합물을 분리하기 위하여 ethyl acetate 및 수용성 분획에 대하여 Sephadex-LH 20 칼럼크로마토그래피를 실시하였다. 단리된 화합물들의 구조는 flavan 화합물의 경우 $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR 및 EI-MS 스펙트럼을 측정하였으며, 탄수화물은 보다 정확한 구조를 결정하기 위해 COSY, HSQC와 같은 2-D NMR과 LC/MS 스펙트럼을 이용하여 구조를 결정하였다. 또한 구성당 분석을 위해 acid hydrolysis, permethylation을 실시하여 구성당의 성분과 결합위치를 확인하였다. 위의 실험을 통하여 (+)-catechin (1), (-)-epicatechin (2), (+)-gallocatechin (3), (-)-epigallocatechin(4) 및 ${\beta}$-D-fructofuranose-($2{\rightarrow}4$)-O-${\beta}$-D-glucopyranose($1{\rightarrow}4$)-O-${\alpha}$-D-glucopyranose-($1{\rightarrow}2$)-O-${\beta}$-D-fructofuranose (5)의 구조를 결정하였다.

구리계 보존제 처리에 대한 기초 자료를 얻기 위하여 Douglas fir 변재와 ACQ-2 보존제를 사용하여 목재 내 침투 및 부후 특성을 조사하였다. 약제의 주입이 어려운 Douglas fir 수종에 대하여 약제의 주입이 잘된 곳과 안된 곳의 시료를 채취하여 약제 이동을 방해하는 인자를 구명하고자 방사조직 높이, 방사조직 밀도, 가도관의 길이를 실체현미경, 광학현미경, 그리고 전자현미경으로 측정 및 관찰하였다. 그 결과 방사조직의 높이와 밀도 그리고 가도관길이는 약제의 주입이 용이했던 부분과 주입이 안된 부분에서 차이를 보이지 않았지만, 목재 구성 세포들의 벽공에서는 차이가 나타났음을 전자현미경을 통해 관찰할 수 있었다. 약제의 주입이 안된 곳에서는 폐색된 벽공이 많이 관찰되었다. 그리고 여러 농도의 ACQ로 처리한 목재 시편을 갈색부후균으로 부후시킨 후 광학 현미경으로 부후 특성을 관찰하였다. 그 결과 무처리 시편의 가도관, 방사조직, 수지구 등의 조직이 부후되어 파괴된 것을 볼 수 있었으며, 약제 처리 농도가 낮으면 부후가 진행되므로 일정 농도 이상으로 처리해야함을 알 수 있었다.

본 연구는 크라프트 리그닌의 염기 촉매 분해(Based Catalyst Depolymerization, BCD)반응에서 생성되는 반응물의 화학적 특성을 조사하였다. 초임계 메탄올을 용매로 하고 염기 촉매로 사용한 NaOH의 농도를 7.5, 3.25, 6.13%로 변화를 주었다. BCD 반응물에서 불용성 고형 부산물, 수용성 부산물과 각 부산물에서 diethyl ether로 추출하여 DEE-1, DEE-2를 얻었고 그 화학적 조성을 분석하였다. 실험 결과 염기의 농도가 높아질수록 불용성 고형 부산물이 많이 생성된 반면 수용성 분액분의 수율은 낮아졌으나 DEE 추출분의 수율은 차이가 없었다. 불용성 부산물에서 추출한 DEE-1은 GC/MS 분석 결과 BHT외에 페놀성 화합물은 검출되지 않았다. 대부분의 저분자 리그닌 분해 산물은 DEE-2에서 GC/MS를 사용하여 30개 이상의 피크가 관찰되었고 21개 성분이 확인되었다. 7.5와 3.25%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 catechol (20.3, 17.7%), 4-methylcatechol (18.2, 15.6%), 3-methoxycatechol (9.6, 14.5%), syringol (8.9, 10.9%)등으로 주로 catechol 계열의 화합물이었다. 1.63%의 NaOH를 사용한 반응의 DEE-2 주성분은 syringol (22.3%), isovanillic acid (12.6%), 3-methoxycatechol(12.1%), 4-methylcatechol (11.7) 등으로 나타났다. 염기의 농도가 저분자 페놀성 화합물들의 전체적인 수율에는 영향이 없었지만 3.25와 1.63%의 농도를 경계로 성분 조성에 큰 영향을 주는 것을 관찰할 수 있었다.

목질계 바이오매스는 폐기물 다음으로 가장 경제적이고 온실가스 감축 잠재력이 높은 것으로 알려진 신재생에너지원으로서 이를 이용해 개발된 바이오에너지 중에서 수송과 이용이 편리하고 발열량이 높은 목재 펠릿은 아직 가격이 다소 높지만 유럽과 일본에서는 이미 높은 보급률의 신재생에너지로 활용되고 있다. 기존 화석연료의 목재 펠릿 등 목질 바이오매스로의 연료전환을 통하여 온실가스 감축사업으로 활용하는 경우는 일본의 JCDM에서 활성화되어 있으나, 우리나라는 아직 그 기준 및 방법론 등이 정립되어 있지 않아 현재 LNG로 전환되는 사업이 활성화 되어있고 목질바이오매스 전환 사업은 등록되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구를 통해 JCDM에 등록된 목질 바이오매스 연료전환 사업을 분석하고, 2012년 KVER에 등록된 중소기업의 LNG 연료전환 사업을 기본 데이터로 하여 시나리오로 가정한 목재 펠릿으로의 연료전환 사업과 JCDM 사업, KVER의 LNG 연료전환 사업과의 비교 분석을 통하여 펠릿 연료 전환시 투자비 대비 연간 온실가스 감축효과, 연료 단가 차익으로 인한 수익과 온실가스 감축 이득 등의 수익을 비교 분석함과 동시에 온실가스 감축효과와 경제성을 분석하였다.