• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.188-194
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• 2022

본 연구에서는 비파괴적 표면 기능기화 통하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 탄소소재의 특성 변화를 최소화 시킬 수 있는 대면적화 공법을 제안하고, 대면적화 된 SWNT 전자 필름 상에 효소를 집적하여 효소와 SWCNT 전자 필름 간 효율적 전자 전달을 연구하였다. p-terphenyl-4,4"-dithiol, dithiothreitol와 SWCNT의 혼합을 통해 SWCNT 전자 필름의 균일도 및 전하 전달 능력을 향상시키고, 분광학적 분석 및 전기화학적 특성을 평가하여 SWCNT 전자 필름의 향상된 전기화학적 특성을 확인하였다. 전자 필름 상에 고분자 전해질 및 포도당 산화환원 효소를 layer-by-layer 기법으로 효율적으로 집적하여, 최종적으로 음전압 범위에서 구동이 가능한 포도당(glucose) 바이오센서를 구현하였다. 개발된 포도당 바이오센서는 효소와 SWCNT 전자 필름과의 높은 전하 전달 효율을 바탕으로 -0.45 vs. Ag/AgCl 음전압 범위에서 높은 산화환원 신호를 보였을 뿐 아니라 0~1 mM의 낮은 글루코스 농도 변화에서 약 98 ㎂/mM·cm²의 높은 감도를 보였다. 또한 음전압 구동을 통하여, 산화 반응을 일으킬 수 있는 4종의 방해물질(요산, 아스코르빅산, 도파민, 아세타아미노펜) 환경에서 4% 이하의 변화를 보여 높은 선택성을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.65-70
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• 2023

나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography, NIL) 공정은 패턴 형성을 위한 공정 단순성, 우수한 패턴 형성, 공정의 확장성, 높은 생산성 및 저렴한 공정 비용이라는 이유들로 인해 많은 관심을 받고 있다. 그러나, 기존의 NIL 기술들을 통해 금속 소재 상 구현할 수 있는 패턴의 크기는 일반적으로 마이크로 수준으로 제한적이다. 본 연구에서는, 다양한 두께의 금속 기판 표면에 마이크로/나노 스케일 패턴을 직접적으로 형성하기 위한 극압 임프린트 리소그래피(extremepressure imprint lithography, EPIL) 방법을 소개하고자 한다. EPIL 공정은 자외선, 레이저, 임프린트 레지스트 또는 전기적 펄스 등의 외부 요인을 사용하지 않고 고분자, 금속, 세라믹과 같은 다양한 재료의 표면에 신뢰성 있는 나노 수준의 패터닝을 가능하게 한다. 레이저 미세가공 및 포토리소그래피로 제작된 마이크로/나노 몰드는 상온에서 높은 하중 혹은 압력을 가해 정밀한 소성변형 기반 Al 기판의 나노 패터닝에 활용된다. 20 ㎛ 부터 100 ㎛까지 다양한 두께를 갖는 Al 기판 상 마이크로/나노 스케일의 패턴 형성을 보여주고자 한다. 또한, 다목적 EPIL 기술을 통해 금속 재료 표면에서 그 형상을 제어하는 방법 역시 실험적으로 증명된다. 임프린트 리소그래피 기반 본 접근법은 복잡한 형상이 포함된 금속 재료의 표면을 요구하는 다양한 소자 응용을 위한 나노 제조 방법에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.31-38
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• 2024

본 연구에서는 환경오염의 원인인 폐비닐을 전기방사를 통해 재활용하여 에너지 저장매체에 쓰이는 분리막으로 응용하고자 하였다. 상세히는, 폐비닐은 고분자 용액으로 만들어 전기방사 하여 비닐 폐기물 기반 분리막(VWS)를 얻은 후, 플라즈마 처리를 통해 분리막의 젖음성을 향상시켰다. FE-SEM 분석을 통해 비닐 폐기물의 농도에 따른 VWS의 형상과 두께가 달라지는 것을 확인하였다. 또한, 플라즈마 세기를 80-120W 범위로 처리하여 VWS의 젖음성을 향상시켰다. 상세히는, 플라즈마 세기를 100W로 인가하였을 때 가장 낮은 접촉각이 관찰되었으며, 전기화학 성능은 57.9F g^-1로 가장 높은 비용량을 보인다. 이는 전기방사로 달성한 높은 기공도 뿐만 아니라 산소 플라즈마 처리로 도입된 친수성 작용기에 기인한다. 결론적으로, 환경오염을 유발하는 폐비닐을 전기방사와 상압 산소 플라즈마 처리를 통해 에너지 저장매체의 분리막 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.232-240
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• 2014

폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)은 자동차 내장재(도어 트림 및 대쉬 보드 등)에 아주 널리 사용되고 있으나 특정조건에서 유해물질을 배출하므로 규제가 되는 소재로 알려져 있다. 그러므로 열가소성 폴리올레핀계 고분자인 폴리프로필렌(polypropylene, PP)이 자동차 내장재 부분에서 PVC를 대체할 수 있는 중요한 재료로 부각되고 있다. PP(비정영역:0.855, 결정영역:$0.946g/cm^3$)의 또 다른 장점은 PVC($1.1{\sim}1.45g/cm^3$)에 비해 밀도가 낮으므로 자동차의 중량을 줄일 수 있다는 것이다. 한편 모든 부품은 표면보호와 미관상 코팅이 반드시 필요하며, 그들을 조립하는데 접착제가 필요하다. 지금까지 주로 사용해 온 용제-베이스의 접착제/코팅제의 경우 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOC)의 발생과 열악한 작업 환경으로 환경친화적인 수성 접착제/코팅제의 수요가 증가하고 있다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 소수성 고분자 PP에 적용되는 환경친화적인 다양한 수분산 폴리우레탄-우레아 선처리제(primer: 마감도료가 기질에 보다 잘 접착될 수 있도록 선처리하는 도료)를 이온성분 dimethyl propionic acid (DMPA) 함량별, 다양한 NCO/OH 몰비, 변성 실리콘 디올의 다양한 함량 및 소프트세그먼트 함량 등의 여러 배합으로 제조하였다. 제조된 시료 중 DMPA 함량 21 mol%, 소프트세그먼트 함량 73%, 변성 실리곤 디올 5 wt% 및 NCO/OH 몰비 1.2를 사용한 시료가 기질 PP 시트와의 접착력이 우수하였으며, 첨가제는 분산제 0.5 wt%, 레벨링제 0.5 wt%, 소포제 1.5 wt% 및 소광제 3.0 wt%가 가장 적합한 첨가 함량임을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권9호
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• pp.1139-1145
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• 2006

본 연구에서는 제주 연안에 서식하는 갈조류 중 감태의 줄기와 잎의 항산화활성을 비교하기 위하여 감태 줄기와 잎으로부터 효소적 가수분해와 메탄올을 이용하여 각각의 추출물을 제조한 후 이들로부터 활성산소종의 소거활성 및 세포의 산화적 손상 억제활성을 포함하는 항산화활성에 대한 차이를 비교 검토하였다. 여기에서 효소적 가수분해를 이용하여 제조된 감태의 효소적 추출물은 메탄올 추출물에 비하여 폴리페놀 함량은 낮았으나, 수율은 약 30% 이상 높게 나타났다. 감태는 줄기와 잎의 모든 부분에서 항산화활성이 우수하게 나타났으며, 두 부위 간의 유의적인 차이는 없었으나, 대체로 잎의 추출물이 줄기의 추출물보다 약간 우수한 항산화효과를 나타내었다. 이러한 결과는 감태의 잎 뿐만 아니라 줄기 또한 마찬가지로 우수한 생리활성 재료임을 확인할 수 있었다. 그리고 메탄올 추출물에 비해 효소적 추출물은 hydroxyl radical 소거활성을 제외한 전반적인 항산화효과 분석에 있어서 더 유용한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 여러 가지 효소들이 복합되어진 효소가 세포벽에 있는 섬유질이나 당단백질 혹은 알긴산 고분자물질 등을 분해시키는 작용을 하여 활성물질들이 원활히 추출될 수 있도록 유도해 주는 작용을 하였기 때문이라고 사료된다. 그리고 높은 수율을 바탕으로 한 수용성의 추출물이기 때문에 그들이 가지고 있는 생리활성물질을 식품산업에 쉽게 응용시킬 수 있으며, 유기용매와 같은 화학약품을 사용하였을 때에 발생할 수도 있는 안전성에 대한 문제도 해결할 수 있을 것이다. 이상의 결과로 감태는 잎 뿐만 아니라 줄기도 잠재적 의약품 소재 및 기능성식품 소재로서의 가능성이 충분하다고 판단된다.의 서로 반대되는 위치에서 온도차가 13.7도에서 -8.3도까지 차이가 나는 것으로 관찰되었으며, 미디어 높이 위치의 변화에 따라서도 21도에서 2도가지 차이를 나타냈다. 바이오필터 함수비는 실험기간 동안 지속적으로 변화가 발생하였는데, 스팀이 제공되는 동안에는 미디어 함수비가 훨씬 빠른 속도로 증가됨이 관찰되어 졌다.EX>$4.9{\sim}5.1^{\circ}Brix$ 수준이었으며, 소형과와 기형과는 S-3에서 많이 나왔다. 이상 연구결과에서 입도분포가 1.2-5mm인 것이 바람직한 것으로 나타났다.omopolysaccharides로 확인되었다. EPS 생성량이 가장 좋은 Leu. kimchii GJ2의 평균 분자량은 360,606 Da이었으며, 나머지 두 균주에 대해서는 생성 EPS 형태와 점도의 차이로 미루어 보아 생성 EPS의 분자구조와 분자량이 서로 다른 것으로 판단하였다.TEX>개로 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. Heat shock protein-70 (HSP70)과 neuronal nitric oxide synthase (nNOS)에 대한 면역조직화학검사에서 실험군 Cs2군의 신경세포가 대조군 12군에 비해 HSP70과 nNOS의 과발현을 보였으며, 이는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). nNOS와 HSP70의 발현은 강한 연관성을 보였고(상관계수 0.91, p=0.000), nNOS를 발현하는 세포가 동시에 HSP70도 발현함을 확인할 수 있었다. 결론: 우리는 cyclosporin A가 토끼의 25분간의 척수허혈에 대해 척수보호 효과가 있었으며 이는 HSP70의 과발현과 연관이 있으리라 생각한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권1호
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• pp.149-160
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• 2024

식물에서 유래하는 전분과 달리 dextran은 미생물 기원으로 바이오폴리머로 glucose 단위체가 α-1,6 결합 형태로 연결된 다당류이며, 주로 젖산균에 의해 설탕으로부터 생산되는 것으로 알려져 있으나 dextran-dextrinase 활성을 갖는 초산균(G. oxydans)을 통해서도 얻을 수 있다. 쌀로부터 dextrin 기반의 dextran을 얻기 위해 쌀 가수분해물을 이용하여 초산균 발효를 통해 dextran을 생산하고 생성물의 특성을 연구하였다. 발효조를 이용한 dextrin 및 쌀 가수분해물 첨가 배지 배양 시, 초산균 배양 20시간 후 모두 OD₆₀₀값 5 수준을 유지하였으며, 배양 72시간 후 상등액의 분자량구성을 GPC 분석한 결과 배지 내 기질의 구성과 달리 DP 480 및 400 수준의 고분자 물질이 생성된 것을 확인하였다. 다당류의 glucose 결합패턴을 ¹H-NMR로 확인한 결과 α-1,4:1,6 결합비율이 각각 1:2.37 및 1:4.4로 증가하여 쌀 가수분해물을 이루는 주요 결합인 α-1,4 결합이 α-1,6 결합 물질로 전환된 것으로 확인되었고, rat 유래 alpha-glucosidase 소화효소 처리결과 glucose가 천천히 방출되는 것으로 나타났다. 이를 통해 쌀 가수분해물은 당전이 활성이 있는 초산균 발효를 통해서 미생물 유래의 dextran으로 전환시켜 수용성 식이섬유 소재와 같이 소화를 지연시키는 고부가 생물소재로 제조할 수 있음을 시사하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.684-689
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• 2012

Poly(acrylic acid) (PAA) 구형 입자는 바이오 분야의 소재에서부터 전자 재료에 이르기까지 다양한 분야에 사용되는 고분자 물질이다. 이를 생산하기 위해서는, 분산제(surfactant)를 이용한 중합 방법으로 합성을 한 후, 사용한 분산제를 제거하기 위한 별도의 Purification 과정을 거치게 된다. 일반 유기 용매를 사용하면 막대한 폐수 발생, 별도의 분리 공정 추가, 잔류 용매의 가능성 등의 문제점이 발생한다. 이에 이러한 문제를 해결하고자, 액체 이산화탄소를 용매로 하여, high-pressure Soxhlet extraction 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 compressed liquid dimethyl ether (DME) 상에서 PAA 분산 중합에 사용된 pyrrolidene carboxylic acid-g-poly (siloxane) 계열의 분산제, Monasil PCA 제거하는 연구를 진행하였다. 추출된 PAA 입자의 모양은 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)으로 확인을 하였고, Monasil PCA의 농도는 Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer (ICP-OES)로 분석하였다. 용매의 효과를 비교하기 위해서, 액체 이산화탄소와 n-hexane과 liquid DME를 대상으로 추출 실험을 하였다. 그 결과 n-hexane의 경우 일부 정제된 PAA 구형 입자를 얻을 수 있었지만, 일부는 n-hexane 증기의 높은 열에 의해서 변형된 형태의 입자를 얻었다. Liquid DME의 경우엔, 추출이 잘 되지 않았다. 액체 $CO_2$를 이용하는 경우에 구형의 형태는 유지하면서 분산제가 제거된 입자를 얻을 수 있었다. 그리고 최적 운전 조건을 알기 위해서 8시간 동안 재비기와 응축기의 온도를 달리하면서 실험을 실시하였다. 그 결과 추출기의 온도가 $19.6{\pm}0.2^{\circ}C$, 압력이 $51.5{\pm}0.5$ bar일 때, 가장 좋은 제거 효율을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.160-169
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• 2009

$\gamma$-PGA는 우리 전통 콩 발효식품인 청국장의 끈적끈적한 점액성의 성분으로, 매우 다양한 기능을 가지고 있는 천연 소재이다. 이러한 $\gamma$-PGA가 아토피발진 억제 가능성을 알아보기 위해 NC/Nga 생쥐를 사용하여 in vitro 실험을 실시하였다. $\gamma$-PGA(PGA-HM, 분자량 300 kDa)를 초음파처리로 저분자화시킨 30 kDa 이하의 저분자 PGA-LM를 만들고, 고분자 PGA-HM과 PGA-LM을 사용하여 실험하였는데 동일한 결과를 얻어 PGA-LM 실험결과 중심으로 보고한 것이다. 아토피 피부발진 NC/Nga 생쥐의 비장에서 B 세포와 T세포를 순수 분리하여 항알레르기 작용에 대한 in vitro 실험을 실시하였다. PGA-LM은 hFCs에 대한 세포독성 실험에서 모든 농도에서 세포독성을 나타내지 않았다. PGA-LM이 B 세포 분화 및 활성화에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, NC/Nga 생쥐의 비장에서 순수 분리한 B 세포에 anti-CD40/rmIL-4로 자극한 결과, 대조군은 전사인자인 NF-${\kappa}B$의 활성화로 IL-$1\beta$, IL-6, 그리고 TNF-$\alpha$ mRNA의 발현이 증가되었다. 그러나 PGA-LM과 양성대조군인 rmIL-10 투여군은 염증사이토카인 IL-$1\beta$, IL-6 그리고 TNF-$\alpha$ mRNA 유전자 발현이 감소하였고, IL-10 mRNA 유전자 발현은 증가하였으나 TGF-$\beta$ mRNA의 유전자 발현은 대조군과 큰 차이가 나타나질 않았다. 또한 CD4+ T 세포에 PGA-LM $100\;{\mu}g/ml$를 처리한 후 4일간 동시 배양하여 CD4+IFN-$\gamma$+와 CD4+CD25+foxp3+ Treg 세포를 세포내 염색으로 분석한 결과에서는 CD4+IFN-$\gamma$+인 Th1 세포의 증가와 CD4+CD25+foxp3+ Treg 세포를 증가시켜 알레르기반응에서 우위한 Th2 세포에서 Th1 세포로 전환시키는 면역조절 역할을 나타내었다. 이상의 결과로 NC/Nga 생쥐에서 PGA-LM은 염증유전자 발현을 억제시키고 IFN-$\gamma$+의 증가 및 조절 T 세포의 유도로 아토피피부염의 피부발진을 치료하는 면역조절제로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.545-554
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• 2016

히알루론산(HA, Hyaluronic acid)은 β-1, 3-N-acetyl glucosamine과 β-1, 4-glucuronic acid가 반복된 선형 폴리머 고분자로서 생물학적 활성 및 생체친화성 특성 때문에 의약 및 약학분야에서 중요한 분자로 여겨지고 있다. 본 연구는 HA을 S. dysgalactiae으로 얻고, 화학적 방법을 통해 황화된 히알루론산(S-HA, Sulfated hyaluronic acid) 유도체를 합성하여 그 구조와 항염증 활성을 비교하였다. HA의 생산은 S. dysgalactiae를 5 l 생물반응기를 이용하여 대량 배양하여 수용성 히알루론산(HA-WS, water soluble hyaluronic acid)과 비수용성 히알루론산(HA-WI, water insoluble hyaluronic acid)을 분리 정제하였다. 특히 HA-WI를 황화시켜 황화된 히알루론산(S-HA) 유도체를 합성하였으며, 그 수율은 90%로 나타났다. 합성된 S-HA의 구조를 FT-IR 및 ¹H/¹³C-NMR를 통해 S. dysgalactiae로부터 생산된 표준 HA, HA-WS 및 HA-WI와 비교 분석한 결과, 황으로 치환된 양상을 확인하였다. 또한, S-HA 의 항염증 활성을 RAW 264.7 대식세포를 통해 확인한 결과, S-HA는 천연 형태의 HA (HA, HA-WS)보다 nitric oxide (NO)와 COX-2 및 PGE₂ 유전자 발현이 유의하게 낮게 발현되었다. 염증 매개 cytokine인 TNF-α (<80 pg/ml) 및 IL-6 (<100 pg/ml)의 생성도 S-HA가 천연 HA보다 낮은 수준으로 정량되었다. 이 같은 결과에서 황화된 S-HA은 천연 히알루론산보다 용해성이 우수하고 염증관련 사이토카인의 생성 억제를 통해 항염증 효과를 나타내므로 염증치료제, 성형 및 생체 적용 약물전달 소재로 그 활용이 기대된다.

• 아시안잔디학회지
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• 제26권1호
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• pp.24-34
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• 2012

본 연구는 유기질 토양개량재(SOA, soil organic amendment)에서 수분 중합체(WSP, water-swelling polymer), 칼슘, 펄라이트 및 키토산 성분이 퍼레니얼 라이그래스의 생장에 미치는 영향을 조사함으로 정원, 공원, 잔디구장 및 골프장 조성 시 이들 소재를 이용한 혼합개량재를 실무에 활용할 수 있는 기초자료를 얻기 위해 수행하였다. 전체 24개 처리구는 SOA 유기질개량재에 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트 및 키토산 성분을 이용하여 준비하였다. 온실에서 자란 퍼레니얼 라이그래스에서 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트 및 키토산 성분에 따른 잔디생존력, 피복율, 잔디밀도 및 지상부 생장을 조사한 결과 유의한 차이가 나타났다. 그리고 파종 후 1주일 간격으로 조사한 잔디밀도 및 초장은 이들 성분에 따라서 경시적인 변화가 크게 나타났다. SOA 유기물개량재에서 잔디생존력, 피복율 및 지상부 생장에 대한 WSP 중합체 효과는 혼합비율이 0~3% 사이가 적절한 것으로 판단되었다. 하지만 잔디밀도의 경우 WSP 중합체 혼합비율은 0~6% 사이가 적절하였다. 칼슘, 펄라이트 및 키토산 성분 중 칼슘 및 키토산 성분이 퍼레니얼 라이그래스의 생존에 가장 효과적이었다. 하지만 펄라이트 성분은 초기발아 및 생존력에 효과가 거의 없는 것으로 판단되었다. 퍼레니얼 라이그래스의 피복율에 가장 효과적인 성분은 키토산이었으며, 반면 잔디밀도는 칼슘 성분이 가장 효과적이었다. 그리고 펄라이트 성분은 피복율 및 잔디밀도에 거의 효과가 없는 것으로 나타났다. 퍼레니얼 라이그래스의 지상부 엽생장에 칼슘, 펄라이트 및 키토산 성분 모두 효과가 나타났으며, 이중 칼슘 성분의 효과가 가장 크게 나타났다. 특히 키토산 성분은 칼슘 및 펄라이트 성분에 비해 초기 발아 및 지상부 엽 조직의 수직생장을 촉진시키는 효과가 있었지만, 잔디분얼 및 수평생장 촉진 효과는 나타나지 않았다. 향후 실무에 적용할 수 있는 토양개량재 혼합구(모래+SOA 혼합구)에서 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트 등 무기 영양분이 잔디생육에 대한 추가 검정실험을 통해 WSP 중합체 및 무기영양분을 이용한 토양개량재의 개발 및 실무 응용에 활용하는 것이 바람직하다.