• 한국잡초학회지
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• 제30권4호
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• pp.340-360
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• 2010

이제 바야흐로 21세기 탈석유 시대에 대비하기 위해서는 범국가적 차원의 새로운 산업전략이 필요하게 되었다. "바이오리파이너리"란 원유로부터 각종 화학제품을 생산하는 기존의 기술과 달리 석유대신 나무나 볏짚 등과 같은 식물을 원료로 해서 바이오화학제품이나 바이오연료 등을 생산하는 기술을 총칭한다. 바이오리파이너리를 통한 바이오매스 기반의 화학산업은 석유로부터 생성되는 많은 역기능적인 문제점들을 해결할 수 있다. 바이오리파이너리 기술을 이용해서 생산할 수 있는 제품을 특성별로 분류하면, 바이오 연료, 대체원료, 특수 기능물질, 바이오폴리머 등이 있으며, 이러한 공정기술 개발이 미래지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이다. 바이오 연료에는 에탄올, 디젤, 수소 등이 있고, 대체원료(chemical feedstock)로서는 글리세롤, 젖산, 아세톤, 부탄올, 프로피온산, 부틸산, 부탄디올, 프로판디올, 구연산, 숙신산, 각종 아미노산 등이 해당된다. 특수기능물질 중에는 항생제, 다당류, 미생물농약, 생리활성물질 등과 각종 생촉매 전환반응 생산제품, 바이오 식품소재 등이 있고, 바이오 폴리머는 미생물 대사산물 유기산을 원료로 하는 고분자와 미생물이 직접 생산하는 바이오 폴리머 등이 있다. 이러한 공정기술 개발이 미래 지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이며, 공정기술 중에서 가장 핵심이 되는 것은 충분한 양의 바이오매스 확보 및 생화학적/열화학적 전환기술이다. 바이오매스 확보를 위하여 환경적응성이 큰 잡초의 이용이 기대된다. 바이오리파이너리는 농업으로 시작되며, 농업과 화학산업의 다리역할을 하는 기술이 바로 바이오리파이너리인 것이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권8호
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• pp.1087-1096
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• 2010

본 연구는 예로부터 식용 및 약용으로 널리 이용되어지는 버섯의 기능성 소재로서의 타당성을 검증하기 위하여 버섯 추출물의 유효성분 함량(polyphenol, $\beta$-glucan)과 저분자 및 고분자 분획물의 항산화 활성, 혈전용해 활성, 면역증강 및 항염증 활성 등을 측정하였다. 그 결과 전체 수율은 식용버섯이 약용버섯보다 높게 나타났으며, $\beta$-glucan의 함량은 표고버섯(33.5%)이 가장 높게 나타났다. Polyphenol 함량은 약용버섯인 상황버섯(LMW)이 233.23 mg/g로 가장 높게 나타났으며, 애느타리버섯(LMW) 12.18 mg/g, 송이버섯(LMW) 11.72 mg/g 순으로 확인되었다. 버섯 추출물의 항산화 능력을 측정하기 위한 전자공여능 측정 결과는 ascorbic acid 0.5 mg/mL에서 95.91%의 저해율을 나타낸 것에 비하여 상황버섯(LMW, 10 mg/mL)이 80.74%의 억제활성을 나타내었다. SOD 유사활성 측정에서는 대부분의 버섯 추출물에서 큰 차이를 나타내지 않았으며, 아질산염 소거능 측정에서는 pH의 감소에 따라 소거능이 증가하였고, 상황버섯(LMW)이 가장 높은 소거능을 나타내었다. 이처럼 버섯 추출물의 항산화능력 측정에서 phenol성 물질을 많이 함유하고 약용버섯으로 사용되는 상황버섯이 식용버섯(송이버섯, 새송이버섯, 양송이버섯, 느타리버섯, 애느타리버섯, 표고버섯, 팽이버섯) 보다 LMW 분획에서 우수한 항산화 능력을 갖는 것을 알 수 있었다. 그러나 혈전용해 활성을 측정한 결과에서 대부분의 LMW 분획물들은 혈전용해 활성을 갖지 않았으며, 송이 버섯(HMW, 50 mg/mL)이 60.4%의 가장 높은 혈전용해 활성을 나타내었다. 또한 RAW 264.7 cell을 이용한 대식세포 활성능(NO 생성)을 측정한 결과 LMW 분획에서는 대식세포 활성능력이 거의 없는 것으로 조사되었으며, 대조군인 LPS 500 ng/mL를 첨가한 상태에서 $32.9\;{\mu}M$의 NO를 생성하는 것과 비교하여, 표고버섯(HMW, $500\;{\mu}g/mL$) $39.86\;{\mu}M$, 송이버섯 $35.17\;{\mu}M$의 NO 생성능을 나타내었다. 또한 약용버섯인 상황버섯(HMW)은 NO 생성능력이 거의 나타나지 않았다. 반면에 RAW 264.7 cell로부터 LPS에 의해 유도된 NO 생성 저해활성을 측정한 결과 상황버섯(LMW) $500\;{\mu}g/mL$의 농도에서 NO의 생성을 100% 저해하였고, 새송이버섯(LMW)은 $50\;{\mu}g/mL$에서 58.14%, $500\;{\mu}g/mL$에서 67.79%의 저해활성을 나타내었다. 이상의 결과로부터 phenol 성분을 다량 함유하고 있는 상황버섯(LMW)은 일반적인 식용버섯에 비해 항산화능이 우수함을 알 수 있었으며, 혈전용해능력(송이버섯, I)과 면역증강(표고버섯, VII) 그리고 항염증(새송이버섯, II)에서는 식용버섯의 HMW 분획물이 우수한 활성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.237-242
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• 2015

탄산칼슘 형성세균에 의한 건축물 균열보수 및 그들의 내구성 증진은 기존 화학제에 비해 친환경적이며, 영구적이라는 측면에서 그들의 응용에 대한 연구는 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 균열복구 기전이 세균의 대사에 의한 calcite crystal 형성과정에서 기인되는 것으로, 대사과정 중 산 형성으로 시멘트 기반 콘크리트 건축물에 대한 위해 가능성 논란이 지속 제기되었다. 따라서 본 연구는 시멘트 모르타르에 대한 생물학적 부식능이 있는 방제대상 미생물을 결정하고 시멘트 콘크리트 건축물에의 안전한 적용을 위한 다기능성 탄산칼슘 형성세균을 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 첫째, 건축물에서 분리된 균사형 진균, 효모, 세균 균주들을 대상으로 chalky test를 실시하여 $CaCO_3$에 대한 가용화능을 평가하였다. 그 결과 건축물에서 분리된 세균 균주의 경우 가용화 능이 없는 것으로 평가되었으며, C. sphaerospermum KNUC253 및 P. prolifica KNUC263 균주가 $CaCO_3$에 대한 가용화 활성을 보여, 시멘트 기반 건축물 표면에서 방제되어야 균주로 판단된다. 둘째, 독도 토양 및 건축물에서 분리되어 시멘트 표면 진균생장 억제효과, 시멘트 표면균열을 수복 및 수분 침투력 감소효과가 보고된 특허등록 균주 A. nicotianae KNUC2100, B. thuringiensis KNUC2103, S. maltophilia KNUC2100 및 B. aryabhatti KNUC205들이 $CaCO_3$을 가용화하지 않음을 볼 때 산 형성으로 인한 시멘트 모르타르 주성분인 $CaCO_3$에 대한 위해는 없을 것으로 평가된다. 이에 더하여 그들 중 B. aryabhatti KNUC205, A. nicotianae KNUC2100의 경우 건축소재 열화가능성의 판단근거로 널리 활용되고 있는 bio-degradative assay에서 다양한 고분자물질 구성요소에 대해 활성을 나타내지 않아 다양한 건축환경에 대해 활용 가능성을 보여주었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제32권2호
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• pp.234-240
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• 2012

본 연구에서는 난소 제거로 인위적으로 골다공증이 유발된 흰쥐를 대상으로 돼지껍질에서 추출한 젤라틴과 저분자 젤라틴 효소분해물 급여가 골밀도에 미치는 영향을 조사하였다. 실험군의 구성은 10주령의 암컷 총 6군으로 난소 적출을 시행 하지 않은 일반 대조군과 난소 적출한 대조군은 일반식이를 급여하였으며, 난소 적출한 실험쥐에 3kDa 이하의 저분자 젤라틴 효소분해물을 0.1, 0.8% 첨가하고, 고분자 젤라틴을 0.1과 0.8% 첨가하여 급여한 후 그 효과를 비교하였다. 체중 증가량은 GH0.1, GH0.8 및 G0.8 급여구에서 NC와 OC에 비해 유의적으로 증가하였으며 특히 GH0.1과 GH0.8처리군은 사료섭취량이 NC와 OC에 비해 증가하였으나 사료효율은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 대퇴골의 골밀도는 GH0.8처리군이 OC군에 비해 높았으나(p<0.05) NC의 수준에는 미치지 못하였다. 혈중 총 콜레스테롤 함량은 처리군간의 유의적인 차이를 보이지 않았으나 젤라틴 급여군과 GH 급여군의 HDL-C은 OC군에 비해 유의적인 증가를 나타내었다. 혈중 alkaline phosphatase(ALP)와 osteocalcin은 각각 GH0.1과 GH0.8에서 유의적인 감소를 나타내었다(p<0.05). 간질환의 지표인 혈중 GOT와 GPT도 모든 처리구에서 OC에 비해 유의적으로 감소하였다. 따라서 본 연구결과 돼지껍질에서 분리한 저분자 젤라틴 효소분해물은 골밀도를 증진시키고 폐경기 여성의 골건강에 도움을 줄 수 있는 수용성 기능성 소재로 이용 가능성이 있을 것으로 기대되지만 젤라틴 급여구의 높은 단백질 함량으로 젤라틴 효소분해물의 효과가 미미하여 비교시 골밀도 증진 효과의 유의적인 차이가 없어 추후 적정농도 설정에 관한 연구가 추가되어야 할 것으로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제24권3호
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• pp.65-75
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• 2021

코인형 전지는 리튬 이차 전지 연구의 주요 평가 플랫폼으로써 새로운 소재 및 개념을 발굴하고 차세대 전지의 기초 연구에도 큰 기여를 하고 있다. 리튬 금속 전지는 500 Wh kg^-1 이상의 에너지 밀도를 구현할 수 있어 유망한 차세대 리튬 이차 전지 후보군으로 고려되고 있으나, 덴드라이트 형태의 리튬 전착과 함께 극심한 부피 변화 및 표면적 증가라는 성능 열화에 매우 취약하다. 특히, 리튬 금속 전지의 수명은 전해질 양, 리튬 두께, 내부 압력 등과 같은 전지 설계 및 구조에 매우 의존하기 때문에 코인셀 수준에서의 성능 평가 및 신뢰성에 치명적이다. 따라서, 기존 코인셀 구조를 개선한 리튬 금속 음극 특화 전지 설계 및 규격화가 요구된다. 본 연구에서는 상용수준에서의 주요 전지 설계 인자인 극소량의 전해질과 높은 양극 로딩 레벨, 박막 리튬 사용 등의 환경에서 성능 및 재현성을 확보한 코인셀 구조를 제안한다. 양극과 음극의 면적비를 1에 근접하게 제어하여 비활성 공간을 최소화하고 용량 저하현상을 완화시켰다. 또한, 코인셀 내 압력을 정량화하여 압력의 균일성이 중요한 인자임을 규명하고 유연성 고분자 (PDMS) 필름 도입과 내부 부품의 변화를 통해 기존보다 높고 (0.6 MPa → 2.13 MPa) 균일한 압력(표준편차: 0.43 → 0.16)이 가하도록 개조하였다. 이를 통해 최적의 설계를 정립을 통해 기존보다 향상된 재현성을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.37-46
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• 2024

전 세계적으로 플라스틱 폐기물로 인한 환경문제가 지속적으로 제기되었으며, 코로나19 이후 플라스틱 폐기물은 급증하는 추세이다. 특히 PP와 PE는 전체 플라스틱 생산량의 절반 이상을 차지하며 두 소재의 폐기물량은 심각한 수준이다. 이에 따라 국내외적으로 플라스틱 재자원화를 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있으며, 그중 열분해 기술은 한가지 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 PP와 PE의 열분해 생성 기체에 대한 화학 반응론적 거동을 예측하고자 비응축성 기체의 열분해 거동에 관한 수치해석 연구를 수행하였다. 기존의 열분해 문헌 조사를 통해 얻은 다양한 조성의 탄화수소 화학종을 기반으로 온도와 체류시간에 따라 생성물의 거동을 분석하였다. 수치해석 결과, 온도 및 체류시간이 증가함에 따라 비응축성 기체의 전환을 통해 H₂와 고분자 탄화수소의 생성이 증가하였고 동시에 CH₄와 C₆H₆ 화학종은 감소하여 반응에 참여하는 것을 알 수 있었다. 또한 생성률 분석을 통해 C₂H₄의 분해 반응이 H₂ 생성에 지배적인 반응임을 확인하였고, C₂H₄의 함량이 PP 대비 많은 PE에서 C₂H₄의 분해 반응을 통해 H₂ 생성량이 증가하는 경향을 나타냈다. 향후 수치해석 결과에서 도출된 여러 변수를 통해 플라스틱에서 H₂ 및 탄소의 전환율을 높이는 방법을 실험적으로 확인할 계획이다.