국내에서 천연 제올라이트는 부존자원으로서의 높은 잠재성에도 불구하고, 용도개발에 대한 연구개발이 부진하여 관련산업이 활성화되지 못하고 있는 실정이다. 환경개선용 기능성 소재로서의 천연 제올라이트의 응용이 앞으로 국내에서 천연 제올라이트의 부가가치 향상을 도모할 수 있는 효과적인 방안이 될 것으로 생각된다. 환경산업 분야에서는 천연 제올라이트가 합성 제올라이트와의 경쟁관계에서 유리한 위치를 점유할 수 있을 것으로 판단된다. 환경산업에서 천연 제올라이트의 새로운 수요처가 형성되면 기존의 저급한 용도보다 한 단계 향상된 부가가치의 창출이 가능할 것으로 여겨진다. 국내산 천연 제올라이트의 자원잠재성과 부가가치를 제고시키기 위해서 앞으로는 관련산업이 응용광물학적 지식기반 산업으로 전환되어야 한다. 또한 지금까지 국내에서 천연 제올라이트에 관례적으로 적용되어 왔던 화학조성 및 CEC 분석자료에 의거한 제올라이트의 품위 및 품질 평가 방식에서도 개선과 보완이 요구된다. 특히 X-선회절 정량분석, 전자현미경관찰, 선택적 이온교환 및 흡착특성과 관련된 실험 등을 통해서 천연 제올라이트의 품위와 품질이 보다 정밀하게 감정되고 평가되어야 할 것으로 여겨진다. 따라서 앞으로는 천연제올라이트의 부가가치 향상을 위한 연구개발과 산업응용은 반드시 제올라이트의 세공구조, 광물상, 광물 조성 및 특성에 대한 이해와 지식에 기반하여 이루어져야 할 것이다.
Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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2011.03a
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pp.65-65
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2011
천연염색에 대한 관심이 높아지고 있지만 색상의 재현성, 견뢰도의 취약성, 디자인의 제한성의 문제로 실용화의 한계에 부딪히고 있다. 이를 극복하기 위하여 본 연구는 침염 위주의 천연 염색에서 벗어나 키토산을 바인더로 이용하는 날염의 유효성을 검토하고자 한다. 본 연구에서는 키토산을 바인더로 이용한 방법을 제시하고자 키토산과 광물성, 동 식물성 안료를 혼합하여 날염호를 조제하여 날염하였다. 키토산의 점도와 농도, 키토산을 이용한 바인더와 안료의 비율 등을 변화시키고 날염직물의 색상과 염착량, 세탁 일광 마찰 견뢰도를 측정하여 적정조건을 도출하였다. 기존의 합성바인더와 구아검을 사용한 경우의 색상, 염착량, 견뢰도와 비교하여 키토산 날염 바인더로서의 유효성을 검토하였다. 키토산을 바인더로 이용한 날염방법에서 적정 점도는 저 중점도, 농도는 1.7%정도가 적절한 것으로 판단하였다. 날염호 제조시 안료의 비율을 증가시켜 진한 색상을 얻을 수 있었으며, 그 비율은 광물성 안료의 경우 1:4, 동 식물성 안료의 경우 1:10까지 변화시켜 명도의 차이를 나타낼 수 있다. 실험결과를 바탕으로 적정조건에서 날염한 직물의 견뢰도를 평가한 결과, 광물성 안료의 경우 4등급 이상, 동 식물성 안료의 경우 3등급 이상으로 우수하게 평가되었다. 안료의 비율이 높아지면 마찰 견뢰도는 감소하였다. 키토산, 구아검, 합성바인더의 색상과 견뢰도를 비교해 본 결과 색상은 동일한 계열로 나타났으며, 키토산을 바인더로 이용한 경우 세탁, 일광, 마찰 견뢰도는 구아검보다 우수하게 평가되었다. 합성바인더의 경우 세탁, 마찰 견뢰도는 비슷하게 나타났으며, 일광견뢰도의 경우 키토산이 더 우수하게 평가되었다.
The effects of mineral admixtures on the bonding properties of cement mortar to polyolefin based synthetic fiber were evaluated. The mineral admixtures consisted of 0%, 5%, 10%, and 15% fly ash, blast furnace slag, and metakaolin in cement. Bond interactions between the cement mortar and the polyolefin based synthetic fiber were determined by Dog-bone bond tests. Bond tests of the polyolefin based synthetic fiber showed an increase in pullout load with the strength of the cement mortar. Also, the interface toughness of polyolefin based synthetic fiber in cement mortar increased as the fly ash, blast furnace slag, and metakaolin contents increased. The microstructure of polyolefin based synthetic fiber surface was examined after the pullout test to analyze the frictional resistant force according to the replacement ratio of fly ash, blast furnace slag, and metakaolin during the pullout process of polyolefin based synthetic fiber in cement mortar. The scratched of polyolefin based synthetic fibers increased with the replacement ratio of fly ash, blast furnace slag, and metakaolin. Also, the interface toughness was enhanced by adhesion forces induced by the fly ash, blast furnace slag, and metakaolin.
Crystallization of CaC $O_3$ from the solutions of various degrees of supersaturation was carried out by a spontaneous precipitation method. The solution was kept at $25^{\circ}C$ and pH 6.9∼8.8. The solution compositions were varied in two ways: (1) The total carbonate, [C $O_3$]$_{Τ}$, to total calcium. [Ca]$_{Τ}$, ratios vary as ; [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$ >1. [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$=1, and [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$<1. (2) The total calcium concentration, [Ca]$_{Τ}$, held at 0.02 mo1/d $m^3$, 0.2 mo1/d $m^3$, and 0.4 mo1/d $m^3$. We found that the CaC $O_3$ phase crystallized from the solutions of [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$$\geq$ 1 was mostly calcite with less than 1% of vaterite, while the CaC $O_3$ crystals precipitated from low carbonate concentration toward calcium concentration, [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$ < 1, were dominated by vaterite crystals. It appears that the polymorph of CaC $O_3$ precipitate was mainly controlled not by the calcium concentration but by the carbonate concentration during the spontaneous precipitation. Also, we found that the surface roughness of vaterite increased with decreasing carbonate concentration from 0.8 or 0.5 of [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$ ratios and the surface area of vaterite increased from 5.64∼7.34 $\mu\textrm{m}$ to 8.39∼10.3 $\mu\textrm{m}$.
Biomineralization has been explored for geochemical cycles and microbial tolerance mechanisms to metal toxicity. Here, we are introducing NanoFermentation which enables economic, environmentally friendly, requiring low input energy, and scalable manufacturing of nano-dimensioned magnetite. We are also focusing on controlling factors of crystallite size which can determine superparamagnetism and ferrimagnetism. Controlling factors are such as microbial species, temperature, incubation time, medium composition, substituted elements and their concentration, precursor type, reaction volume, precursor concentration density and their combinations. Crystallite size distribution of biomagnetite depends on the balance between nuclei generation and crystal growth. Biomineralization will elucidate elemental cycles on earth crust and microbial ecology as well as it will be applied to material sciences and devices via massive production of nanomaterials.
고령토의 조직과 산출상태의 관찰결과 산화철 광물을 침전시킨 철의 주요 근원은 모암인 회장암에 함유된 각섬석과 녹니석이다. X선 회절 분석결과 침철석은 녹니석이 버미큘 라이트로 변질되고 각섬석이 용해되기 시작하는 하부 백색 광석에서 우세하며, 적철석은 각섬석, 녹니석 및 버미큘라이트가 심한 용탈작용을 받는 상부 적갈색 광석이나 열 개에서 침철석과 함께 산출된다. 침철석 및 적철석내 Fe에 대한 Al의 치환량은 각각 6~26 mol% 및 5~8mol%이며 이 두 값 사이에는 비례 관계가 있다. 회절선폭의 크기로부터 계산된 침철석과 적철석의 평균 입자크기는 340$\AA$ 이하이며 침철석은 약간의 침상을 보이는 반면 적철석은 탁상이다. 전자현미경 관찰에 의하면 버미큘라이트와 수반되는 침철석은 침상 또는 성상이나 적갈색 광석에서는 그러한 특징이 작다. 적철석은 육각 또는 원형을 보이나 상부 적갈색 광석에서는 보다 불?칙한 모양이다. 적철석과 침철석의 광물학적 특성을 합성실험에서 보고된 결과들과 비교하여 성인적 측면에서 논의되었다. 이 지역에서는 침철석과 적철석의 생성에 적합한 기후조건들이 중첩된 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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