초임계유체기술은 최근 다양한 화학 산업 분야에서 새로운 관심을 모으고 있는 신기술의 하나라 할 수 있다. 초임계유체기술은 높은 용해성, 빠른 침투성, 빠른 물질 이동 등의 초임계유체 장점을 이용한 기술로써 친환경, 에너지 절감, 고효율성을 가진 현재로서 가장 효과적이고 실용적인 기술이라 하겠다. 이러한 특징을 가진 초임계유체기술을 이용한 응용 기술의 잠재력을 분석 및 평가하고 개발하는 것은 필수적이다. 따라서 본 총설에서는 초임계유체기술의 응용 측면에서 초임계유체내에서 고분자 중합 공정의 최적화를 위한 기초자료인 모노머/고분자의 고온 고압에서 초임계유체 내에서의 상거동 현상을 설명하고, 이러한 자료를 통해 초임계유체 내에서 특정물질을 분리 할 수 있는 분자인식고분자의 제조와 성능 평가에 대해 소개하였다.
본 실험은 염소계유해유기화합물을 처리하는 목적으로 종래의 초임계수산화법의 결점을 완전히 해결하기 위해서 도달한 것이 질산나트륨을 산화제로서 사용하는 개량된 초임계수 산화법(다단계산화법)이다. 이와 같이 본 연구팀이 개발한 개량된산화법(다단계산화법)은 매우 간단하며 저렴한 염소계유기물 분해처리시스템을 구축하는 것이 가능하다.
Pb(Mg$_{1}$3/Nb$_{2}$3)O$_{3}$[PMN]-PbTiO$_{3}$[PT]계 고용체의 상경계조성(MPB)영역에 대해 La을 첨가하여 변성시킨 La변성 (1-x)PMN-xPT(x=0.35) 고용체를 만들어 온도-유전율 특성, 전계유기 분극특성 및 변위특성을 조사하였다. PMN-PT의 상경영역의 조성인 x=0.35에 대해 La함량을 0-10at%까지 변화시켰다. PMN-PT계 고용체에서 PT 의 함량이 증가함에 따라 전계유기변위 및 히스테리시스 특성이 모두 증가하였다. 전계유기변위 값 $\varepsilon$ 는 능면정과 정방정의 공존영역인 MPB(x=0.35)조성에서 가장 높은 값($\varepsilon$ = 2 x $10^{-3}$)을 보여 주었다. MPB조성에 대해 La을 첨가한 계의 전계유기변위를 조사한 결과 La의 첨가량이 적을 때 (La=0-5at%)는 La의 함량이 증가함에 따라 히스테리시스 특성이 감소하였고 $\varepsilon$ 은 증가하여 고성능의 액튜에이터 재료에 적합한 조성물로 기대된다.
국내에서 생산되는 현미겨는 약 8.4~14.7 wt %의 지질을 포함하고 있으나 지방산의 양이나 조성은 현미겨의 형태, 토질 상태, 도정과 같은 전처리나 정미도에 영향을 받는다. 현미겨에 포함되어 있는 지질은 보통 palmitic acid, linolenic acid, linoleic acid, oleic acid, stearic acid, tocopherol, squalene 등과 같은 지방산으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 초임계유체를 이용하여 현미겨에서 squalene을 함유한 지방산을 추출하였으며, 각각의 공정에 ethanol을 첨가하여 초임계유체 추출을 시행하였다. 추출물은 GC-MSD로 분석을 하였고, 추출된 현미유의 양은 공정 온도, 압력에 따라 달랐으며, 조성은 초임계 이산화탄소의 환산밀도 (${\rho}_{\gamma}$ reduced density)에 영향을 받았다. 4시간의 공정시간에 약 70~80%의 현미유가 추출되었으며, ethanol을 첨가한 초임계유체 추출은 일반 초임계유체 추출에 비해 추출시간이 단축되며 동시에 추출량이 증가됨을 알 수 있었다. 또한 용매추출 공정에서 검출되지 않았던 squalene이 초임계유체 추출과 ethanol올 첨가한 초임계유체 추출에서 추출됨이 확인되었다.
영역별로 속도포텐셜을 정의하고 부방파제 측면의 가상 경계에서 유체운동의 질량속과 운동량속의 연속조건으로부터 미지계수를 구하는 속도포텐셜 접속법을 이용하여 천해역에 기인장의 상태로 계유된 직사각형 부방파제의 운동을 해석하였다. 본 방법에서는 정도 등(1972)이 수중계유물제 운동해석시 사용한 방법을 부유체 계유로 수정하여 전체유체영역을 입사파 영역, 투과파 영역 및 부방파제 저면 영역의 3개 부영역으로 구분하였다. 또한, 전도 등(1972)이 무시한 기인장된 계유라인에 의한 복원력을 선형 스프링으로 모형화하였다. 본 방법을 수리모형실험 결과와 비교ㆍ분석한 결과 정확도가 향상되었으며, 이를 이용하여 부방파제의 흘수 및 폭의 변화에 따른 발파 성능을 조사하였다.
본 연구는 3mol% Pb(Sb$_{1}$2/Nb$_{1}$2/)O$_3$가 첨가된 상경계 영역의 Pb(Zr,Ti)O$_3$(PSN-PZT) 세라믹스에 대하여 RT66A와 광섬유센서를 이용하여, 교류강전계 하에서 압전 및 유전특성을 조사하였다. PSN-PZT 세라믹스의 압전 및 유전 특성에 미치는 non-180$^{\circ}$분역 재배열의 영향을 평가하기 위하여 RT66A와 MTI-2000 Fotonic$^{TM}$ sensor를 이용하여 인가전계와 주파수의 함수로 전계유기변위를 측정하였다. 그 결과, 교류강전계 하에서 전계유기변위는 강전계, 저주파수에서 큰 이력현상을 나타내고, 전계유기변위로부터 결정된 유효압전상수는 주파수가 감소할수록 증가하는 거동을 나타내고 있으며, 이러한 거동은 non-180$^{\circ}$분역 재배열의 영향으로 해석되었다.
본 연구에서는 금속담지촉매출 이용한 수첨탈염소화 반응에 의하여 절연유에 포함된 PCBs (polychlorinated biphenyls)의 무해화를 통한 절연유의 재이용 가능성을 고찰하였다. 금속담지촉매로는 0.98 wt% Pt 및 0.79 wt% Pd가 알루미나에 담지 되어 있는 촉매와 12.8 wt%의 Ni이 알루미나에 담지된 촉매 및 57.6 wt%의 Ni이 실리카-알루미나에 담지되어 있는 촉매를 이용하였다. 반응매질로서 생성물과의 분리의 용이성 및 환경측면을 고려하여 초임계이산화탄소, 초임계프로판 및 초임계이소부탄 등 초임계유체를 이용하였다. 수첨탈염소화 후 잔류 PCBs는 전자포획형 검출기가 장착되어 있는 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 반응온도, 반응시간, 촉매 종류 및 초임계유체가 절연유 내 포함된 PCBs의 수첨탈염소반응에 미치는 영향을 자세히 조사하였다. 용매를 사용하지 않을 경우 탈염소화반응은 Ni > Pd > Pt의 순으로 빠르게 진행되었으며 이는 담지된 금속의 양 및 금속입자의 크기에 기인한 것으로 생각된다. 반응온도가 $175^{\circ}C$ 이하에서 초임계이산화탄소가 탈염소화반응에 가장 효과적인 매질인 것을 확인하였다.
초임계유체(supercritical fluid, SCF)는 친환경적 용매로서 고분자 합성과 기능화를 비롯하여 RESS(rapid expansion of supercritical solution)와 초임계염색 등의 섬유공정 분야에서 연구자들의 흥미로운 관심을 받아 오고 있다. 초임계유체는 기체와 액체의 중간적인 특성을 가지면서도 가스와 같이 우수한 확산력을 가지며 또한 아주 낮은 점도를 갖는다. SCF 중에서 비교적 온화한 조건(31.1℃의 임계온도, 73.8기압의 임계압력, Figure 1)에서 초임계상태를 가질 수 있는 이산화탄소가 가장 많이 이용되고 있는데 이는 자원이 풍부하며 쉽게 회수하여 사용할 수 있어 응용 면에서 유리하다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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