실란처리된 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스/상전이된 칼슘포스페이트 복합체 시멘트는 향상된 생체적합성을 가지는 주입이 가능한 골시멘트로서 제조 되었다. 복합체 시멘트의 고체상과 액체상으로서 상전이된 칼슘포스페이트와 실란처리된 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스의 결정구조 및 화학적 상태는 XRD 및 FT-IR에 의해 측정 되었고, 시멘트의 조작성 및 기계적 물성은 주입성 및 3점 굽힘 시험에 의해 측정하였다. 체외에서 진행된 골시멘트의 기계적 물성, XRD 및 SEM 결과는 골시멘트의 고유 기능으로서의 향상된 경화거동을 보였다. 또한 골시멘트의 세포독성 결과 향상된 생체적합성을 보였다. 따라서 이러한 주입이 가능한 시멘트는 생체의학 응용에 대한 칼슘포스페이트 시멘트로서 사용이 가능하리라 판단되어진다.
Zinc oxide (ZnO)을 금(Au)과 fluorine-doped tin oxide (FTO) 촉매로 산화실리콘($SiO_2$) 기판에 산화아연입자 20 nm, $20{\mu}m$를 각각 사용하여 기체-액체-고체(VLS) 합성법으로 성장시켰다. 나노로드의 표면특성, 화학조성, 그리고 결정특성을 엑스레이회절(X-ray diffraction (XRD)), 에너지 분산형 X선 분광기(Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)), 표면 방출주사현미경(Field-emission scanning electron microscope (FE-SEM))으로 분석하였다. ZnO의 입자 크기 뿐만 아니라 결정형태가 성장에 크게 영향을 미쳤다. ZnO의 모든 나노구조가 6방정계(六方晶系), 단일결정구조를 가지고 있었다. 최적온도는 $1030^{\circ}C$, 입자크기는 20 nm이다. 그러므로 Au 대신 플루오린 첨가 도핑으로 전기음성도가 증가된 FTO 증착에 의해서 생성된 나노로드는 경제성 있는 대체물질로서의 가치가 있을 것으로 사료된다.
국제핵융합실험로(ITER)에 장착되는 한국형 헬륨 냉각 고체형 증식(Helium Cooled Solid Breeder : HCSB) 시험 블랑켓(Test Blanket Module : TBM)은 ITER 참여국 중 유일하게 중성자 반사 재료를 채택한 것이 특징이다. 중성자 반사재료로는 지름 1 mm 내외의 흑연 페블을 사용 할 예정이다. 흑연은 중성자 반사특성은 우수하지만 기계적 특성이 비교적 좋지 않다는 단점이있다. 뿐만 아니라, 산화나 화재 등에 대해서도 취약하기 때문에 흑연이 노출된 상태로 사용하는 것은 위험부담이 클 수밖에 없다. 따라서 흑연을 코팅해서 사용하기 위한 연구개발이 진행 중이며, 코팅 후보물질로는 저방사화 및 고경도의 특성을 갖는 SiC가 유력시 되고 있다. 흑연위에 SiC를 코팅하는 방법은 여러 가지가 있으며, 그 중에서 비교적 간단한 RF Sputtering, PECVD를 이용해서 SiC를 코팅하고 그 특성을 평가했다. RF Sputtering에서 흑연의 온도를 상온으로 두었을 때는 SiC가 결정으로 성장되지 않는 것을 확인할 수 있었으며, $900^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리과정을 거친 후 결정이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 열처리 온도가 $1200^{\circ}C$ 부근에서는 SiC nano-wire가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. PECVD의 경우 전구체 물질로 사용된 $SiH_4$와 $CH_4$의 비율에 따라서 SiC의 형성비율이 다른 것을 알 수 있었으며, 결정 상태는 성장시 기판온도에 크게 의존하는 것을 확인할 수 있었다. 최근에는 보다 효율적으로 SiC를 코팅하기 위하여 흑연페블을 spouting시키면서 코팅할 수 있는 CVD 장치를 설계-제작했으며, 전구체 물질로는 $SiH_4$, $Si(CH_3)_4$, $CH_3$$SiCl_3$ 등이 사용될 예정이다.
F. trogii ATCC 200800으로부터 원형질체 분리를 통해 단일균주들을 선별하였으며, 선별된 균주들의 고체배양 및 agar plug assay를 통해 효소생산을 위한 균주를 대량 선별하였다. Agar plug assay를 통해 4일 동안 100여종 이상의 균주를 동시에 배양, 분석이 가능하였으며, 염료분해환을 형성하지 않은 균주는 액체배양 확인 결과 MnP의 생산이 거의 일어나지 않는 것으로 나타났다. 이러한 방법으로 선별된 균주를 이용하여 UV 돌연변이를 통해 모균주로부터 유전적 변이를 유도해 새로운 균주선별을 시도하였으며, 이로부터 모균주와 비교하여 효소생산성이 향상되고 안정성이 증대된 균주를 선별할 수 있었다. 모균주와 선별된 균주의 명확한 유전적 차이를 규명하기보다는 배양시 형태학적 특성이 상이함을 확인하였다. 또한, 선별된 균주를 이용하여 배양액내에 다양한 종류의 inducer를 첨가에 따라 효소생산에 미치는 영향을 확인하였다. 과량의 inducer 물질이 첨가될 경우, 균체성장은 물론 효소생산성도 크게 떨어졌으며, 균체성장이 어느 정도 이루어진 상태 즉, 이차대사가 이루어지는 시점에서 inducer를 첨가할 경우 그 효율이 최대였으며, 동시에 inducer를 첨가할 경우 보다 미량씩 일정량을 나누어 주입할 경우 효소생산에 더 유리한 것으로 나타났다.
산화세륨($CeO_2$)는 고체산화물연료전지, 자동차 삼원 촉매, 산소 캐패시터 소재 등의 고온환경에서 구동되는 촉매 응용분야에 널리 활용되고 있으며 중요한 희토류 산화물 중에 하나이다. 고온 환경에서 $CeO_2$의 우수한 촉매 활성을 유지하기 위하여 초기 합성단계에서 높은 비표면적을 갖는 미세구조제어 연구와 나노 미세구조가 고온 열 사이클과 산화-환원 사이클 변화에서 안정하도록 하는 연구가 필요하여 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 탄산염 침전법의 전구체 결정화 단계에서의 이방성을 정밀 제어하여 고 비표면적의 flower-like $CeO_2$를 성공적으로 합성할 수 있었다. 또한, 서로 다른 탄산염이온 침전제의 침전 반응 경로 제어를 통한 침전 수화물 전구체의 이방적 결정 특성으로부터 최종 고 비표면적 $CeO_2$ 산화물의 미세구조 제어와 고온 안정 제어를 확인하고 특성을 평가하였다.
불와전 균류인 Fusarium s^g pp.를 이용하여 여러 가지 배양조건과 생리적 영향에 따른 균주의 성장 및 T-2 toxin의 생성에 관하여 고찰하였다. T-2 toxin 의 검출방법은 thin layer chromatography (TCL) 법과 미생물학적 검출방법을 사용하였다. 고체 배지의 경우 횐옥수수 가루(Quaker사 제품)베지에서 다른 곡물보다 많은 양의 T-2 toxin이 생성되었으며,비교적 깨끗한 T-2 toxin이 정제되었다. 이 경우 배지 100g당 약 700 mg의 T-2 toxin이 생성되었으며, 그중 약 30%정도가 깨끗한 결정으로 정제되었다. 고온(20-$25^{\circ}C$)에서는 생장은 많았으나, T-2 toxin의 생성은 적었으며, 저온(10-$15^{\circ}C$)에서는 비교적 생장이 적었지만, T-2 toxin의 생성이 많았고, 젖당, 글리세롤, 솔비톨의 경우는 적었다. 유일 탄소원으로 구연산과 초산은 이용하지 못하였으며, 녹발의 경우 생장은 많았으나 T-2 toxin의 생성양은 적었다. 질소원의 경우 $NaNO_2$를 제외하고는 $(NH_4)_2NO_4$, $NH_4Cl_3$, $NH_4NO_3$, $KNO_3$ 를 거의 동일하게 이용하였다. 초기 pH값에 생성과 균주의 성장은 pH4.0-5.0일 경우 최적을 나타냈으며 ph6.0이상에서는 성장도 저하되고, T-2 toxin생성도 적었다. 회전속도에 따른 T-2 toxin 생성과 균주의 성장을 보면 회전속도가 속돠 증가함에 따라 균주의 생장과 T-2 toxin 생성량이 모두 증가하였다. $15^{\circ}C$에서 7일간 배양 후, $25^{\circ}C$로 옮겨 7일간 배양하여, toxin의 생성을 보면, $15^{\circ}C$에 7일간 배양했을 때보다 T-2 toxin양이 적었다. 이는 생성되었던 T-2 toxin이 분해되었음을 보여주는 것이다. 이상의 결과를 볼 때 T-2 toxin 대사 경로는 온도에 의한 효소 억제 또는 효소 유지 시스템에 의해 조절되는 것이라고 생각할 수 있다.
치아우식증은 산에 의해 법랑질이 탈회되는 현상으로 소아 및 청소년기에 가장 흔히 발생하는 구강질환 중의 하나로서, 치아우식증의 원인요소 중 다른 인자들보다 객관적으로 조사할 수 있는 구강내 세균에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 이 연구는 구강내의 치태라는 고체상태의 조건과 유사한 상태로 Er:YAG 레이저가 구강내 산 생성세균인 S. mutans의 증식에 미치는 영향 및 레이저의 조사시간에 따른 차이를 평가하고자 하였다. Er:YAG 레이저의 구강내 산 생성 세균인 S. mutans에 대한 증식억제효과를 평가하기 위하여 S. mutans pellet에 Er:YAG 레이저를 비접촉식 방법으로, 50mJ, 10Hz, 그리고 조사시간을 1초, 3초, 5초, 7초, 9초로 달리하여 조사하고 이때의 세균의 성장률과 산 생성능을 0, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48시간 동안 측정한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 레이저를 조사한 군이 레이저를 조사하지 않은 대조군에 비해 세균의 성장률이 감소되었다(P<0.01). 2. 레이저를 조사한 후 12시간까지 1, 3, 5초 조사군에 비해 7, 9초 조사군에서 세균의 성장율이 유의하게 감소되었으나(P<0.05), 24시간 후부터는 서로 유의할만한 차이를 보이지 않았다. 3. 레이저를 조사한 시간이 증가함에 따라 세균의 산 생성능력이 회복되는 시간이 길어짐이 관찰되었고 24시간 후에는 대조군과 차이를 보이지 않음으로써 일정 시간 이후에는 점차적으로 산 생성능력이 회복됨을 알 수 있었다.
재래식 및 마이크로파 가열법으로 열처리된 $Li_2O_3-SiO_2$계 글라스의 핵 생성 및 결정화 거동을 열분석법(DTA), X-선 회절(XRD), 광학 현미경(OM) 및 전기 전도도의 측정으로 비교 조사하였다. 재래식 및 마이크로피로 열처리된 시료들의 조핵 온도와 최대 핵 생성 온도는 동일하게 각각 460~$500^{\circ}C$와 $580^{\circ}C$이었다. 한편, 재래식에 비하여 마이크로파로 열처리된 시료에서는 부피 핵 생성이 일어나려는 경향이 컸다. 재래식 및 마이크로파로 열처리된 시편들에서 결정의 성장 속도는 결정화 열처리 온도에 비례하여 증가하였지만, 마이크로파 열처리의 경우는 부피 핵 생성 경향 및 물질 확산 효과의 증대에 기인하여 결정 성장을 재래식 보다 빠르게 진행되었다. 재래식 및 마이크로파로 열처리된 시편들의 전기 전도도 값은 각각 1.337~2.299와 0.281~$0.911{\times}10^{-7}\Omega {\textrm}{cm}^{-1}$이었다.
고체 재료인 Si, Al 그리고 Ga을 혼합하는 혼합소스 수소화물기상 방법에 의해 육각형 Si 결정을 성장하였다. 새로 고안된 상압의 혼합소스 수소화물기상 방법에서는 1200℃의 고온에서 GaCln, AlCln 그리고 SiCln 가스 사이의 상호작용에 의해 핵이 형성된다. 또한 Si과 HCl 가스의 급격한 반응에 의해 높은 분압을 가진 전구 기체를 발생시키는 구조로 설계 되었다. 주사 전자 현미경(FE-SEM), 에너지 분산형 X-선 분광법(EDS), 고해상도 X-선 회절(HR-XRD) 그리고 라만 스펙트럼을 통하여 육각형 Si 결정의 특성을 확인하였으며, Si 산업 분야에서 새로운 소재로서 응용성이 기대된다.
고체내부의 미소파괴시 발생하는 탄성파 방출을 이용하는 음향방출기법은 구조물 또는 재료 내부의 미시적 변형기구를 이해하는데 매우 유익한 수단으로 최근 각 분야에서 다양하게 응용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 모르타르 부재의 휨재하 시험시 부재 내부에 발생하는 미시적 손상거동 및 파괴특성을 시험시 연속적으로 모니터링한 AE 신호특성으로부터 평가하였다. 나아가 삼각법을 이용한 2차원 AE 발생원 위치추정으로부터 시험체 노치선단 주변에 대한 AE 발생원 위치를 명확히 하였으며 이들 결과로부터 미소균열의 성장 거동을 연속적으로 모니터링 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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