현무암과 포놀라이트 조성을 가진 마그마는 분화 양상과 거시적 물성에서 많은 차이를 보이나 이에 대한 원자구조 단위의 근본적인 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 일차원과 고해상도 이차원 고상 핵자기공명 분광분석(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)을 이용하여 현무암질 마그마의 모델인 투휘석과 아노르다이트 공융점 조성을 가진 비정질 규산염과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 Al 주변 원자 구조를 관찰하였다. $^{27}Al$ MAS NMR 실험 결과 두 조성 모두 Al 피크가 지배적인 것을 보여주며 현무암 조성의 비정질 규산염의 피크 반치폭이 포놀라이트 조성보다 약 2배 더 넓은 것으로 관찰된다. 이것은 현무암질 조성에서의 Al 주변의 위상 무질서도가 포놀라이트 조성보다 높다는 것을 의미한다. $^{27}Al$ 3QMAS NMR 실험 결과 Al과 Al이 구별되어 관찰되며 현무암 조성의 비정질 규산염에서 포놀라이트 조성에는 관찰되지 않는 Al이 약 3.3% 관찰된다. 이는 현무암질 마그마가 포놀라이트 마그마에 비해 Al 주변의 배열 무질서도가 더 큰 것을 의미한다. 사중극자 상호관계를 설명하는 계수 또한 현무암 조성의 비정질 규산염이 포놀라이트 조성의 비정질 규산염에 비해 큰 값을 나타내며 이것 또한 Al 주변의 위상 무질서도가 더 큰 것을 확증해준다. 본 논문에서 규명한 현무암과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 원자 구조 차이는 점성도와 같은 조성에 따른 마그마의 물성 차이에 대한 미시적 기원을 제시한다.
들잔디의 품질과 줄기 밀도 향상을 위한 적정 규산질비료 시비량을 구명하기 위하여 본 연구가 수행되었다. 2012년부터 2014년까지 3년간 들잔디 재배지 포장시험을 수행하였다. 지상부와 지상 포복경의 생체중과 건물중, 지상부 줄기 개수, 지상 포복경 길이 등은 규산질비료 100, 200과 $400kg\;10a^{-1}$로 시비량이 증가함에 따라 수치가 증가하였다. 그러나 규산질비료 시비량 200과 $400kg\;10a^{-1}$ 처리구간에는 통계적으로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 규산질비료 시비량이 증가할수록 토양 내 pH, EC, 토양 내 유효규산 함량이 높아지는 경향을 보였다. 들잔디 생육 증가 및 토양의 화학성을 고려한 적정 규산질비료 살포량은 $200kg\;10a^{-1}$로 판단되었다.
부영양 상태의 연못에서 채취한 시료수에 규산질다공체(CellCaSi)를 첨가한 후 미세조류의 제거효과에 대하여 조사하였다. 규산질다공체는 입도의 크기(1, 2, 그리고 4 mm 이하) 및 첨가량(0, 1, 5, 그리고 10 g/l)에 따라서 수질에 미치는 영향을 조사하였다. 엽록소-a 농도는 1 mm 이하의 규산질다공체를 10 g/l로 첨가한 경우 처리 3일에 79%의 제거효율을 나타내었다. 즉, 규산질다공체의 조류제거 효과는 입자의 크기가 작을수록, 첨가량이 많을수록 효과가 높았다. 규산질다공체 첨가구의 우점조류종은 Chlorella ellipsoidea로 대조구와 차이가 없으나, 출현 조류종 및 현존량은 감소하였다. 규산질다공체의 첨가에 의하여 총질소 함량은 영향을 받지 않았으나, 총인 함량은 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 규산질다공체의 첨가로 인하여 pH와 turbidity는 크게 영향을 받지 않았으나, conductivity는 첨가량에 따라 비례적으로 증가하는 경향을 보였다. 따라서, 대부분의 원수 및 음용수에 있어서 전기전도도의 상한값으로 알려진 500 ${\mu}$mhos/cm를 유지하기 위해서 규산질다공체의 첨가량은 6.6 g/l 이하로 제한하는 것이 바람직하다고 판단된다.
비료 및 토양개량제를 장기간 시용한 벼 재배포장에서 토양 중 유효규산 함량 분포 특성과 벼 생육량 차이를 구명하고자 수행하였다. 42년 동안의 실험에서 규산질 비료의 시용은 토양의 유효규산 함량을 최대 $333mg\;kg^{-1}$까지 증가시켰고, 표토뿐만 아니라 심토에까지 영향을 주어 규산이 축적되었다. 또한, 벼의 규산 흡수량은 3요소구에 비해 볏짚퇴비를 시용한 구에서는 64%, 볏짚퇴비와 규산질비료를 병용하여 시용한 구에서는 98%를 더 흡수하였다. 벼의 수량도 규산질비료를 시용한 구에서는 37~47% 정도 크게 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 통해서 볼 때 무기질 비료와 더불어 유기질비료 및 규산질비료를 혼용하는 것은 토양비옥도를 향상시키고, 비료의 이용 효율을 향상시키는 방법 중에 하나로 생각되었다.
벼 직파재배나 육묘에서 종자소독, 병충해방제, 시비 등에 요구되는 생산비절감기술로 개발된 기존 규산코팅볍씨(규산/Zeolite)의 단점 보완으로 신규 규산코팅기술이 개발되었다. 신규 규산코팅볍씨의 제조 및 이용특성과 육묘상자에서 건묘육성 및 벼 키다리병 경감효과를 명확하게 하기 위하여 벼 키다리병 이병성 감염종자를 소독 없이 마른 상태로 코팅한 볍씨와 중도저항성 소독된 보급종자를 마른 상태로 코팅한 볍씨를 토경조건과 수경조건에서 시험이 수행되었다. 1. 신규 규산코팅볍씨는 종자 100 g에 코팅 바인더 점액성 수용성규산 18 ml을 충분히 묻히고 거기에 Dolomite 80 g/철 5 g의 혼합분말을 고루 뿌려서 코팅되었다. 2. 신규 규산코팅볍씨의 특성은 종자무게의 1.84배이었고 중량, 코팅강도와 코팅색택 등이 기존 규산코팅볍씨보다 훨씬 개선되었다. 3. 신규 규산코팅볍씨의 묘는 무코팅볍씨에서 자란 묘의 연한 엽색과 늘어지는 초형에 비하여 짙은 엽색(SPAD치)으로 직립되었고 엽신의 규질화가 현저히 높았으며 묘소질(w/cm)은 유의하게 증가되었다. 특히 생육량과 엽색도는 토경조건에서 보다 영양이 결제된 수경조건에서 뚜렷하였다. 4. 47일간 육묘 중 벼 키다리병 발생은 파종 후 38일에 peak를 보였고 무코팅볍씨 발병률 54.2%에 비하여 신규 규산코팅에서는 68.8~70.7%의 방제가를 나타내었다. 이상을 종합하여 보면 벼농사에서 가장 많이 요구되는 규산질 비료를 Dolomite와 철분으로 종피에 코팅시켜서 만든 신규 규산코팅볍씨로 종자소독, 건묘육성 및 벼 키다리병 경감 효과 등은 친환경 저비용과 안전 쌀 생산에 크게 기여되리라 본다. 또한 장기 영양결제에도 육묘 중 뿌리 활력이나 엽의 노화 없이 정상생육이 지속되어 육묘시비량 절감 가능성도 보였고 금후 묘의 노화경감을 위한 최소 영양공급 연구가 요구되었다.
철강구조물들이 화염에 노출될 경우 그 강도가 급격히 저하되어 화재시 건물자체가 붕괴되는 대형재해를 유발할 우려가 있다. 따라서, 화재시 그 내부의 철강구조에 열전달을 차단해 조기붕괴 를 막고 소화가능시간을 늘인다는 점에서 우수한 내화피복제의 개발은 중요한 과제라 하겠다. 융해성 규산염에 기초한 무기질 방화 피복제들은 불에 누출될 때 포비하거나 팽창하는 성질이 있으며화염에 대해 독성물질의 방출이 적을 뿐만 아니라 공급면에서도 풍부하다. 본 연구에서는 이러한 Potassium- 규산염 피복제들의 몰비율의 변화에 따른 열특성, 용해도, 결정구조 및 포비도 등이 내화 피복제의 물리적 특성과 화학적 성질에 미치는 영향을 검토하였다.
강구조 건축물은 화재시 화염을 차단하기 위한 목적으로 내화재료를 사용하고 있다. 일반적으로 모든 건축 구조용 재료는 시간이 경과할수록 초기의 성능이 열화되기 때문에 이들의 유지관리가 필요하다. 내화 피복재는 건축물의 화재에 대한 내구성능은 내화피복재에 의존하기 때문에 건축물에서 매우 중요한 재료라 할 수 있다. 본 연구에서는 내화피복재로서의 알칼리 규산염의 합성 및 합성한 알칼리 규산염의 물성에 대해 연구하였는데, 알칼리 규산염의 종류로는 potassium silicate, sodium silicate, lithium silicate으로 하였으며, 기본적으로 몰 비율의 변화를 주어 합성하였다. 합성한 알칼리 규산염의 내화특성을 확인하기 위하여 용해도 포비도, 열 분석, 결정학적 분석, 차열성능 및 차염성능에 대해 시험하였다. 연구결과, 합성한 알칼리 규산염의 용해도, 포비도는 칼륨 실리케이트, 소디움 실리케이트, 리튬실리케이트의 순서로 나타났으며, 열분석에 의한 무게 손실은 소디움 실리케이트와 리튬 실리케이트가 칼륨 실리케이트 보다 큰 것으로 나타났다. 또한 화재 시 가장 중요한 차열성능과 차염성능에 대해KS 기준을 만족하는 것은 소디움 실리케이트 3.3 몰 배합으로 나타났는데, 내화피복재로서 우수한 성능을 발휘하였다.
신개간 산지토양을 공시배지로 한 간이 pot 시험으로 초지조성을 위한 소석회와 규산질 비료 두 토양 개량제가 orchardgass/ladino clover 혼파목초의 초기생육상, 식생/수량구성비율 및 수양에 미치는 영향을 초지조성 초기단계에서 비교.검토하였다. 처리수준은 1) 대조구($L_{0}$ ; 석회 및 규산 무비구), 2) 소석회 소비구($L_1$; 3.75), 3) 소석회 보비구($L_2$; 7.50), 4) 소석회 다비구($L_3$; 11.25 g/pot), 5) 규산질 비료 소비구($S_1$; 3.75), 6) 규산질 비료 보비구($S_2$; 7.50), 7) 규산질 비료 다비구($S_3$; 11.25 g/pot)로 하였다. 1. 신개간지 공시토양은 불량한 이화학성을 보였다. 3요소 기준시비만 된 대조구($L_{0}$)의 초 기생육상은 불량하였으며, 특히 ladino clover의 정착이 매우 불량하였다. 반면에 소석회나 규산질 비료의 시용시에는 혼파목화의 정착 및 초기생육상이 크게 양호하여졌다. 달관조사기 준(1~9등급; 1= 매우 양호, 9= 매우 불량)에 따라 초기생육상을 처리별 비교하여 보면, $L_2$= $S_3$; 1.75 > $L_3$ = $S_2$; 2.25 > $S_1$; 2.50 > $L_1$; 3.75 >$ L_{0}$ ; 6.00 순으로 양호한 초기생육상을 보였다. 2. 대조구($L_{0}$ )에서는 ladino clover의 식생비율이 상대적으로 매우 불량한 평균 13.5% 수준으로 orchardgrass(86.5%)에 비해서 정착이 매우 불량하였다. 소석회나 규산질 비료의 시용으로 ladino clover의 식생비율이 크게 양호하여졌고, 이 때 규산질 비료가 소석회보다 더큰 효과를 보였다. 3. 소석회나 규산질 비료의 시용은 구성초종 중 orchardgrass의 수량향상에는 경미한 효과를 보였으나 ladino clover의 수량 향상에는 큰 효과를 보였다. 또한 ladino clover의 수량 향상에는 소석회보다 규산질 비료가 더 큰 효과를 보였고, 그 정도는 $L_1$의 수양에 비해서$ S_1$이 76.8% 더 증수하였고, $L_2$에 비해서는 $S_2$가 32.0% 더 증수하였다. orchardgrass 수량 향상에도 소석회보다 규산질 비료가 약간 양호한 경향을 보였다. 혼파목초의 총 수양은 처리별ladino clover의 수양성 변화 특성에 크게 영향을 받았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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