• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권5호
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• pp.1219-1228
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• 2021

친환경적 바이오 계면활성제의 하나인 람노리피드(rhamnolipid)의 제조는 Pseudomonas aeruginos 계열의 박테리아가 가장 많이 사용되며, 바이오 공정을 통해 생산된다. 람노리피드의 화학구조는 rhamnose당과 𝛽-hydroxylated fatty acid의 결합으로 이루어져 있으며, 바이오 공정을 통해 동질체 혼합물 형태로 생산된다. 발효(fermentation)공정 중 거품 제어가 수율을 결정하는 가장 중요한 요인으로 알려져 있다. 본 논문에서는, 박테리아 내부에서 일어나는 람노리피드 합성 메카니즘을 소개하였고, 발효공정에서 문제점으로 인식되었던 거품 제어 방법에 대한 최근 시도들을 살펴보았다. 10년 전과 비교하여, 람노리피드 양산화 가능성은 빠르게 높아지고 있다. 특히, 람노리피드와 같은 바이오 계면활성제는 의약품과 같은 고부가가치 제품으로 응용된다면, 시장의 요구가 더 커질 것으로 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.177.2-177.2
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• 2011

세계적인 자원고갈과 지구온난화와 같은 환경문제가 발생됨에 따라 대체에너지 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 섬유소 기질을 이용한 바이오에탄올 생산은 세계적으로 막대한 자원이 있으며 광합성에 의해 재생산되는 무한한 재원으로서 환경적으로도 대기오염물질을 적게 배출하여 유용한 에너지원으로 각광받고 있다. 하지만 섬유소 기질은 cellulose, hemicellulose, lignin과 같은 고분자 화합물이 유기적으로 결합된 단단한 결정구조로 이루어져 있어 이를 분해하여 원하는 물질을 얻기 위해서는 전처리 과정이 필요하다. 전처리 공정은 바이오에탄올을 생산하는 당화 및 발효공정의 효율 및 반응시간 단축에 기여하며, 특히 섬유소 기질일 경우에는 필수불가결한 공정이다. 전처리 공정은 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 나누어지며, 이러한 방법들 중 기질의 특성과 처리효율에 따라 기술들을 병합하여 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 산 처리, 암모니아 처리, 과산화수소 처리 및 효소를 이용한 생물학적 처리를 단독 또는 병행하여, 전환된 당 성분 및 함량을 조사함으로서 섬유소계 기질인 채소 음식물류 쓰레기를 대상으로 바이오에탄올을 경제적으로 생산하기 위한 적합한 전처리법을 검토하였다. 전처리 방법별 당화율을 살펴보면, 산 처리와 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리가 각각 65.3 % 및 65.7 %로 가장 높았으며, 과산화수소 처리는 16.2 %로 가장 낮았다. 반면 전처리 공정 없이 효소를 이용한 당화만을 실시한 경우에는 4.3 %의 낮은 당화율을 나타내었다. 섬유소계 기질의 전처리 효율을 향상시키기 위해 첨가하는 계면활성제의 효과는 암모니아-과산화수소 및 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리의 당화율을 비교한 결과, 뚜렷한 효과를 확인할 수 없었다. 전처리 방법별 당의 성분 및 함량을 비교한 결과 육탄당은 암모니아-과산화수소-계면활성제 전처리에서 가장 많이 검출되었다. 오탄당은 산 처리 후 그 함량이 현저히 높았으며, 오탄당 중 xylose의 함량이 60.49 mg/g로 가장 많이 차지하고 있었다. 이 결과로부터 전처리 방법에 관계없이 당화율은 유사한 수준을 보이지만, 당화된 당의 성분 및 함량에는 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 이당류의 경우 과산화수소 및 암모니아-과산화수소 처리를 제외한 나머지 전처리 방법에서 유사한 수준을 나타내었다. 암모니아 처리 및 과산화수소 처리를 순차적으로 병행한 암모니아-과산화수소 처리에서는 각각의 처리시보다 육탄당의 함량은 증가하였으나 암모니아 처리시보다 이당류의 함량은 감소한 것으로 나타났다.

• 대한소아치과학회지
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• 제26권4호
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• pp.595-607
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• 1999

본 연구의 목적은 최근 술식을 간소화 시켜 개발된 여러 가지 자가 부식 프라이머를 이용하여 유치에서의 상아질과 레진 간의 결합력을 측정하고, 그 결합의 양상을 주사 전자 현미경을 이용해 분석하기 위함이었다. 실험 재료로는 자가-부식 프라이머를 이용한 새로운 결합제인 Mac-bond $II^{(R)}$(Tokuso Co. Japan.)와 Clearfil Liner-bond $II^{(R)}$(Curaray Co. Japan.)가 각각 I군과 II군으로 사용되었고, 대조군으로 사용된 III군에 Scotchbond Multipurpose System(3M Co. U.S.A)이 사용되었다. 치관이 건전한 유구치 45개를 근원심으로 절단하여 레진에 매몰하고 상아질을 노출시켰다. 90개의 시편을 30개씩 3개의 군으로 나누고, 상아질 표면을 3가지 상아질 결합제를 이용하여 각 제조자의 지침에 따라 처리하여 실험 시편을 제작하였다. 각 군당 20개의 시편은 전단 강도를 측정한 후 그 파절면을 실체 현미경 하에서 관찰하였고, 각 군당 10개의 시편은 주사전자 현미경관찰을 위해 사용하였다. 전단강도 측정결과 III군, I군, II군의 순서로 높은 강도를 보였으며, III군과 II군, I군과 II군 사이에서 유의차를 보였으나(p<0.05), I군과 III군과의 사이에서는 유의차를 보이지 않았다(p>0.05). 실체 현미경 관찰 결과에서는 I군에서는 60%의 상아질내 파절과 40%의 계면 파절 양상을 보였고, II군에서는 20%의 상아질내 파절과 80%의 계면 파절 양상을 나타냈으며, III군의 경우 75%의 상아질내 파절과 25%의 계면 파절 양상을 나타내었다. 주사전자현미경 관찰 결과, 모든 군에서 $100-200{\mu}m$정도의 긴 resin tag양상을 보였으며, I군에서는 거의 균일한 긴 resin tag의 양상을 보인것에 반해 II군에서는 부분적으로 짧은 resin tag의 양상을 나타냈으며, III군의 경우 긴 resin tag뿐만 아니라 특징적인 측방 분지의 양상을 나타냈다.

• 대한화학회지
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• 제56권5호
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• pp.556-562
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• 2012

$25^{\circ}C$, 4-클로로벤조산의 묽은 수용액(0.5 mM)에서 양이온성 계면활성제인 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide)와 다른 종류의 계면활성제들(DTAB, CTAB, Tween-20, Tween-40 및 Tween-80)과의 혼합미셀화 현상을 분광광도법과 전도도법으로 조사하였다. 각 혼합계면활성제에서 TTAB의 겉보기몰분율(${\alpha}_1$)의 변화에 따른 임계미셀농도값(CMC)과 반대이온결합상수값(B)의 변화를 측정하여 비이상적 혼합미셀모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값들($X_i$, ${\gamma}_i$, $C_i$, ${\alpha}_i^M$, ${\beta}$ 및 ${\Delta}H_{mix}$)을 계산하고 비교분석하였다. 그 결과, TTAB/DTAB 혼합시스템은 이상적 혼합미셀화로 부터 큰 양의 벗어남을 보였으며, 다른 혼합시스템들은 모두 이상적 미셀모델로부터 큰 음의 벗어남을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권6호
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• pp.594-602
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• 1998

유기용메인 이소옥탄(isooctane)에 계면활성제를 이용하여 물을 역마이셀 형태로 생성시킨 후, 이소프로필 알코올(isopropyle alcohol)에 묽힌 티타늄알코옥사이드(tetraisopropyl orthotitanate)를 가하여 가수분해 반응를 거쳐 TiO(OH)2 분말을 제조하였다. 역마이셀에 의한 TiO(OH)2 분말 제조에 미치는 공정변수들인 계면활성제의 종류, 농도, 보조계면활성제, 가수분해 반응온도, pH등이 생성된 입자의 크기, 모양, 입도분포에 미치는 영향을 규명하였다. 비이온계활성제인 Span 80을 사용하였을 경우에는 Span 80의 농도변화, 가수분해 반응온도 변화, pH변화에 무관하게 입도분포가 uninodal형태였으나, 음이온계면활성제인 Aerosol-OT(AOT)를 사용하였을 경우, binodal형태를 나타내었다. 에타올(ethanol)을 cosurfactant로 첨가한 계(AOT, 1.0CMC, isooctane+ethanol, pH2.5, 30$^{\circ}C$)로 부터 생성된 입자는 평균입경이 0.12${\mu}{\textrm}{m}$ 으로서 미세할 뿐아니라 입도분포도 매우 좁은 것을 알 수 있다. 따라서, cosurfactant의 유무가 생성 입자의 입도분포에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. FT-IR 분석으로 T1-O 결합과 Ti-OH 결합에 의한 흡수피크를 확인하였고, TGA-DTA 분석결과에 의하면 41$0^{\circ}C$ 부근의 발열피크로 부터 비정질 구조에서 anatase 구조로 결정화가 시작됨을 알 수 있었으며, 온도 상승과 더불어 결정이 성장하여 약 45$0^{\circ}C$ 정도에서 비정질상이 anatase상의 결정구조로 완전히 전이됨을 확인하였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.99-107
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• 1997

본 연구에서는 일련의 회분식 규모의 실험을 통해 소수성 유기오염물질로 오염된 토양에 토양세척기법을 적용함에 있어서 필요한 최적의 운전조건을 도출하고 세척후 분리된 상등액중에 포함된 유기오염물질 및 세척제를 유기용매를 이용하여 효율적으로 분리.회수하기 위한 방안을 모색하고자 하였다. 사용된 계면활성제는 토양과 결합될 우려가 적은 비이온계 계면활성제중 독성이 거의 없으며 국내에서 대량 생산되어 수급이 원활한 계면활성제를 선별하여 소수성 유기오염물질인 n-dodecane(4,000mg/kg dny Soil)으로 오염된 토양에 대해 세척시간, 계면활성제 용액의 농도, 진탕비, 온도 등에 따른 세척효율의 변화를 조사하였다. 실험결과 계면활성제의 HLB(hydrophile-liphophile balance)값이 MSR(molar solubility ratio) 값과 함께 토양세척시 중요한 변수로 작용하였다. HLB값이 낮아 유탁액을 형성하지 못하는 OA-5나 sophorolipid는 10% 이내의 극히 낮은 세척효율을 보였다. 그러나 안정된 유탁액을 형성하는 HLB값 범위내에서는 소수성 유기오염물질에 대한 액상실험에서의 용해도가 큰 계면활성제가 유리하였다. 높은 HLB값을 갖는 OA-14는 OA-9 보다 안정된 유탁액을 형성하지만 용해도에 대한 지표인 MSR값이 OA-9보다 작아 약 20%정도의 낮은 세척효율을 보였다. 안정된 유탁액을 형성하는 동시에 용해도가 높은 OA-9용액이 단독으로 쓰일 때는 최대 60%정도의 세척효율을 보였다. 또한 OA-9세척유출수로부터 유기용매인 벤젠을 이용하여 anthracene을 회수하고자 하는 경우, 세척유출수의 온도를 $30^{\circ}C$, pH는 2로 조절하는 것이 회수 효율 측면에서 바람직하다.

• 접착 및 계면
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2004

본 연구에서는 DSC와 DMA를 이용하여 잠재성 양이온 개시제인 BPH에 의해 개시된 DGEBA/PMR-15 블렌드계의 경화거동에 대해 연구하였다. 본 블렌드계의 열안정성과 기계적 계면 특성은 TGA 분석과 임계 응력 세기 인자($K_{IC}$) 측정을 통하여 고찰하였다. 본 실험 결과, DSC 측정을 통하여 Ozawa 방정식으로부터 구한 경화 활성화 에너지($E_a$)와 DMA 측정을 통하여 구한 relaxation 활성화 에너지($E_r$)는 PMR-15의 함량이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 적분 열분해 온도(IPDT)와 유리전이온도($T_g$)로 알아본 열안정성은 PMR-15의 우수한 내열성으로 인해 PMR-15의 함량이 증가함에 따라 크게 증가하였다. 기계적 계면 특성인 $K_{IC}$ 또한 경화 활성화 에너지와 같은 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 블렌드계의 분자들간의 수소 결합 또는 계면 결합력이 증가되었기 때문인 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.267-272
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• 2007

$25^{\circ}C$의 순수 물 및 n-부탄올 수용액(0.1 M, 0.2 M 및 0.3 M)에서 양이온 계면활성제인 trimethyltetradecylammonium bromide (TTAB)와 비이온 계면활성제인 polyoxyethylene (23) lauryl ether (Brij 35)의 혼합계면활성제의 임계미셀농도 (CMC)와 반대이온의 결합상수값(B)을 TTAB의 겉보기 몰분율(${\alpha}_1$)의 함수로서 전도도법과 표면장력계법으로 측정하였다. 이와 같이 측정한 CMC 값에 비이상적 혼합미셀화 모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값($X_i$, ${\gamma}_i$, $C_i$, ${a_i}^M$, ${\beta}$ 및 ${\Delta}H_{mix}$)들을 계산하고 분석하였다. 또한 TTAB/Brij 35 혼합계면활성제의 미셀화에 미치는 n-부탄올의 농도에 따른 열역학 함수값들의 변화를 측정하고 분석하였다.

• 대한화학회지
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• 제52권2호
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• pp.111-117
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• 2008

순수 물 및 부탄올 이성질체의 수용액에서 양이온 계면활성제인 trimethyltetradecylammonium bromide(TTAB)와 비이온 계면활성제인 polyoxyethylene(23) lauryl ether(Brij 35)로 이루어진 혼합계면활성제의 임계미셀농도(CMC)와 반대이온의 결합상수값(B)을 TTAB의 겉보기 몰분율(1)의 함수로서 전도도법과 표면장력계법으로 측정하였다. 이와 같이 측정한 CMC 값에 비이상적 혼합미셀화 모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값(Xi, i, Ci, aiM, 및 △Hmix)들을 계산하고 분석하였다. TTAB/Brij 35 혼합계면활성제의 미셀화에 미치는 부탄올 이성질체의 효과는 n-부탄올>iso-부탄올>tert-부탄올>물 크기순으로 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제9권2호
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• pp.24-31
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• 2008

본 연구에서는 EVA 에멀젼에 내수성 및 기계적 특성을 향상시키기 위하여 금속 이온 가교제인 calcium hydroxide 및 magnesium carbonate를 사용하여 이온성 가교결합을 도입하였다. EVA 에멀젼 필름의 가교밀도, 열적특성, 표면자유에너지 그리고 인장강도, 파단신율 및 인열강도 특성을 고찰하였다. 금속 이온 가교제 양이 증가함에 따라 EVA 에멀젼의 가교밀도는 증가하였고, 이에 내수성과 $T_g$ 값도 증가하였다. 그러나 EVA 에멀젼 필름의 표면에너지 및 기계적 특성들은 다소 다른 거동을 보였다. Calcium hydroxide 0.4% 그리고 magnesium carbonate 0.5%를 첨가한 경우가 EVA 에멀젼에 강한 이온성 가교결합이 형성되어 가장 높은 표면 자유에너지 값과 인장강도 및 인열강도를 보였다. 그러므로 본 연구에서 calcium hydroxide 및 magnesium carbonate와 같은 금속 이온 가교제가 EVA 에멀젼의 내수성과 기계적 물성을 향상시킴을 확인하였다.