• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.116-125
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• 2016

본 연구에서는 비소(arsenic, As) 제거 특성을 가진 망간-철 산화물(manganese-iron oxide, MF)을 제조하고, 이를 poly vinylidene fluoride (PVdF)와 복합화를 진행하여 As(III)와 As(V)를 동시에 제거가 가능한 수처리용 나노섬유복합막(polymer nanofiber membrane with Mn-Fe, PMF) 제조에 관한 기초 연구를 진행하였다. Transmission electron microscope(TEM) 분석을 통해 MF 소재의 형상 및 구조를 확인하였으며, PMF 복합막의 수처리용 분리막으로의 활용가능성을 조사하기 위하여 기계적 강도, 기공크기, 접촉각 및 수투과도 분석을 진행하였다. 측정결과로부터 망간과 철 비율이 같은 PMF11 복합막의 기계적 강도가 가장 높은 결과값($232.7kgf/cm^2$)을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 또한, MF 소재의 도입에 따라 기공 크기가 점차 줄어드는 경향성을 확인할 수 있었으며, 특히, 철 산화물의 조성비가 증가할수록 기공크기가 감소하는 경향성을 보여주었다. 수투과도 측정결과 MF 소재의 도입에 따라 PVdF 나노섬유막에 비해 약 10~60% 이상 향상되는 결과를 나타내었다. 제조된 MF 소재 및 PMF 복합막의 비소 제거 특성평가를 통해 As(III)와 (V)의 동시 제거 가능하며, 특히, MF01 샘플의 경우 As(III)와 (V)에 각각 93, 68%의 가장 높은 흡착제거율을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 제조된 MF소재 및 PMF 복합막을 통해 수처리용 분리막의 기능성 향상을 위한 기초연구 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권3호
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• pp.622-632
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• 2018

울금(Curcuma longa L.)의 사포닌 함량과, 증류수(distilled water, DW), 70% 에탄올 및 노르말 부탄올의 3가지 용매를 사용하여 산화억제 효과를 통한 기능성 식품 소재로서의 가치를 확인한 결과, 총 사포닌 함량은 $7.506{\pm}0.349mg\;SE/g$ dry weight으로 확인되었다. 추출 수율은 DW (17.11%), 70% 에탄올(15.26%), 노르말 부탄올(4.12%)로 DW에서 가장 높게 나타났으며, 노르말 부탄올 추출물에서 낮은 수율을 보였다. 항산화 활성은 농도가 높아질수록 활성이 증가되는 것으로 관찰되었다. 총 페놀 함량은 DW, 70% 에탄올, 노르말 부탄올 순으로 각각 8.57, 41.01, 119.11 mg GAE/g의 함량으로 나타났으며, 노르말 부탄올 추출물에서 유의적인 차이를 보이며 높게 관찰되었다(p<0.05). DPPH 라디칼 소거활성은 DW, 70% 에탄올, 노르말 부탄올 순으로 확인되었다. ABTS 라디칼 소거활성, 환원력 및 ferric reducing antioxidant power (FRAP) 또한 DPPH 라디칼 소거활성과 비슷한 양상으로 나타났지만, ferrous ion 킬레이트 능은 노르말 부탄올(15.87~21.17%), 70% 에탄올(26.10~50.76%), DW(44.47~84.24%) 순으로 측정되었다. 이에, 울금은 산화억제 및 생리활성을 가지는 것으로 규명되었으며 기능성 식품 소재로서의 활용 가능성이 높은 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권1호
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• pp.58-63
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• 2014

전기로 제강분진(EAFD)으로부터 환원배소에 의해 회수한 조산화 아연 내에는 다양한 종류의 비등점이 낮은 물질이 존재한다. 따라서 일반적으로 산화배소를 통한 정제과정을 통해 염화물 형태로 존재하는 물질들을 기화시켜 고순도의 기능성 산화아연을 생산하게 된다. 따라서 본 연구에서는 조산화 아연의 산화배소 특성을 체계적으로 규명하여 대량생산공정에 적용할 때의 효율성을 극대화하고자 하였다. 조산화 아연을 적절한 방법을 통해 직경 1-3 mm, 10 mm의 펠렛을 제조하여, 각 시편을 분말시편과 함께 수직 관상로에서 로타리 킬른의 실조업을 묘사하여 산화분위기에서 $600{\sim}1200^{\circ}C$ 온도영역까지 $20^{\circ}C/hr$ 승온속도로 가열하면서 체재시간을 유지하였다. 실험결과 펠렛의 크기에 따른 기화속도의 변화가 $950^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 현저히 증가함을 알 수 있었다. 회수된 시편은 ICP-OES, XRF장비를 통하여 성분분석을 실시한 결과 Zn의 농도는 비례적으로 증가함을 알 수 있었으며, Cl 등의 불순물의 농도도 현저히 감소하였다. XRD 분석결과 온도가 증가할수록 염화물 피크는 관찰되지 않았으며, 본 산화배소실험을 통하여 98%이상의 고순도 산화아연을 얻을 수 있었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권4호
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• pp.317-324
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• 2019

본 리뷰 논문은 식품 산업에서 나노 기술의 활용에 관한 보고이다. 식품 병원균에 대한 항균 활성을 갖는 생리활성 성분은 식품 보존시 효율성을 향상시키고 보존성을 증진시키기 위해 나노입자(NPs)로 캡슐화된다. 그러나, 이러한 NPs는 인간에게 생체 적합성과 무독성을 지녀야 된다. 식품 보존분야의 발전은 일부 산업 분야에서 식품 포장용 NPs의 개발을 가져왔다. 식품 산업 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 NPs 그룹은 금속 산화물이다. 산화 아연과 이산화 티타늄 같은 금속 산화물 NPs는 식품 재료에서 항균 활성을 나타내기 때문에, NPs는 강화된 기능적 특성으로 식품 보존에 사용될 수 있다. 식품 영양과 관능적 특성과 관련된 나노 기술의 적용은 나노 기반 식품 제조 및 보존에 관한 안전규제를 중심으로 간략하게 정리하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.172-177
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• 2016

HPLC/MS를 이용하여 국내 자생 엉겅퀴(Cirsium japonicum)의 페놀성 화합물을 분석한 결과 제주지역 엉겅퀴가 가장 많은 페놀성 화합물을 함유하고 있었으며, chlorogenic acid가 73.15 mg/g dry weight, linarin이 76.67 mg/g dry weight 그리고 pectolinarin이 12.98 mg/g dry weight으로 확인되었다. 엉겅퀴의 기능성 식품으로서의 가치를 확인하기 위하여 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과를 평가한 결과 DPPH, ABTS 및 FRAP assay에서 엉겅퀴의 강력한 산화방지 활성이 나타났다. 엉겅퀴 추출물이 DPPH 및 ABTS 라디칼의 50%를 저해하는 농도는 각각 $567{\mu}g/mL$와 $130{\mu}g/mL$으로 나타났다. DPPH, ABTS, FRAP법을 통한 총산화방지능은 각각 11.32, 100.15, $12.76{\mu}g/mL$ trolox equivalents 나타났다. 과산화수소로 산화적 손상을 유도한 PC12 세포에 대하여 MTT와 LDH assay를 이용하여 세포생존률을 측정한 결과 농도 의존적으로 세포 보호 활성이 나타났으며, 마찬가지로 활성산소종 생성률을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성산소종 생성이 감소되어 세포 보호활성이 확인되었다. 본 연구를 통하여 엉겅퀴의 우수한 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과가 검증되었다. 따라서 엉겅퀴는 안전한 식품 재료로서 꾸준히 섭취하였을 때 천연 산화방지제로 작용하여 신경퇴행을 예방함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 및 헌팅턴병 등의 질병 위험을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제27권5호
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• pp.553-560
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• 2017

마늘은 전통적으로 cycloalliin을 포함한 기능성 식품으로 널리 알려져 있다. 본 연구를 통해 혈관계에서 발효마늘추출물이 어떤 효능을 갖는지 알아보았다. 먼저, 발효마늘추출물이 내피세포의 단핵구 부착을 억제하는 것을 관찰하였다. 농도 변화에 따른 실험결과, 발효마늘추출물을 0.1 또는 $1{\mu}g/ml$ 농도로 전처리 하면, LPS에 의하여 촉발되는 소 대동맥 내피세포에 달라붙는 THP-1의 부착이 억제되는 것을 확인하였다. 단핵구의 내피세포 부착이 염증반응 초기단계에 진행되는 과학적 근거를 고려하면 이와 같은 결과는 발효마늘추출물이 혈관 염증을 저해한다고 볼 수 있다. 또한 세포신호전달물질의 활성변화를 관찰한 결과, 발효마늘추출물이 소 대동맥 내피세포에서 eNOS와 Akt의 활성을 유도함을 알았다. eNOS의 인산화 반응은 발효마늘추출물을 처리한지 10분 후에 최대로 상승되었으며, 이와 유사하게 Akt도 발효마늘추출물을 처리하고 10분 후에서 인산화 반응이 최대로 상승되었다. 산화질소 양 변화 측정에서도 발효마늘추출물은 산화질소의 생성을 상승시켰다. 한편, 산화질소 생성을 저해하는 억제제 처리는 발효마늘추출물에 의해 나타나는 세포부착 저해능력을 감소시켰다. eNOS와 Akt를 매개로 하는 LPS 유도 세포 부착 정도가 발효마늘추출물에 의하여 억제된다는 것은 산화질소가 세포부착에 중요 매개물임을 의미한다. 결론적으로, 발효마늘추출물은 염증관련 질환을 예방하는 데에 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권1호
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• pp.82-88
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• 2012

감국 에탄올 추출물이 $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 MC3T3-E1 조골세포의 증식 및 분화, ROS 생성 및 염증 매개성 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성 등에 미치는 영향을 분석하였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물은 30-100 ${\mu}g/mL$ 농도 범위에서 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰다. 또한, 감국 에탄올 추출물 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 ALP 활성이 약 1.5배 유의적인 증가를 나타냈다. 그러나 collagen 합성에는 유의적 차이를 보이지 않았다. Mineralization 측정에서는 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 유의적 증가를 보였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물이 intracellular ROS 생성에 미치는 영향을 측정해본 결과, 30 ${\mu}g/mL$ 농도에서 antioxidant인 trolox 20 ${\mu}M$과 유사한 ROS 생성수준을 나타내어 유사한 항산화 효과를 보였으며, 그 이상의 농도에서는 더 높은 항산화 효과를 나타냈다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 collagen 및 ALP의 합성을 억제하고 파골세포로의 분화 증강과 골흡수를 촉진시키는 것으로 알려진 TNF-${\alpha}$ 생성정도를 측정한 결과, 감국 에탄올 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 생성이 감소되었으며, 200 ${\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 89% 수준을 나타내어 유의적 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해 감국 에탄올 추출물은 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스 상황에서 세포 내 ROS 생성과 염증매개 cytokine인 TNF-${\alpha}$ 생성을 감소시킴으로써 조골세포 손상과 활성 감소를 억제하고, 증식과 분화를 촉진시키는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 감국 에탄올 추출물의 골다공증 예방을 위한 식물성 에스트로젠(phytoestrogen) 및 항산화 소재로의 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 한국진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.13-19
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• 2013

건물기능과 디자인을 개선하는 건물일체형 태양전지의 발전 가능성이 높게 평가되고 있다. 현재는 투명 염료감응형 태양전지가 유력한 건물일체형 태양전지 기술로서 개발되고 있는데 박막 공정 기술에 기초하는 Si계 투명 박막 태양전지가 새로운 대안으로서 조명받고 있다. Si계 투명 박막 태양전지에 선택적 투과막을 적용하면 가시광선은 태양전지를 투과하고 적외선은 광 흡수층으로 재반사되기 때문에 변환효율이 향상된다. 본 연구에서는 여러 종류의 박막 증착 기술 중에서 경제성이 높은 스퍼터링 방식을 이용하여 Al-Ti계 산화물 박막을 형성하고 조성에 따른 선택적 투과 특성 변화를 관찰하였다. Al-Ti계 산화물 박막의 투과율 및 반사율은 조성에 따라 크게 변화하였으며 25 nm 두께의 AlTiO 박막에서 선택적 투과 특성이 관찰되었다. 이러한 Al-Ti계 산화물 박막의 광학적 특성을 Si계 박막 태양전지에 응용하면 투명 태양전지 구현 및 변환효율 향상이 가능해 지리라 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권8호
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• pp.1063-1072
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• 2011

이란산과 국내산 석류를 착즙하여 과즙과 부산물로 버려지는 외피, 내피, 씨의 4부분으로 나누어 기능성 성분과 항산화능을 분석하였다. 석류 부위별 추출물의 기능성 성분 중 총 페놀 함량은 국내산 석류 외피가 210 mg/g${\pm}$8.08로 가장 높았고, 플라보노이드의 함량은 이란산 석류 내피와 이란산 석류 외피가 가장 높았다. Phytoestrogen 함량은 이란산에 비해 국내산 석류 내피에서 96.04 ${\mu}g/mL$로 가장 높게 측정되어 전반적으로 이란산 석류보다 국내산 석류의 기능성 성분의 함량이 높았다. 부위별 석류 에탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거활성과 SOD 유사활성, 환원력은 국내산 석류 내피의 활성이 가장 높았고 superoxide anion 소거활성에서는 이란산 석류 내피의 활성이 가장 높았다. ABTS$^+$ 소거활성에서는 이란산 석류 외피의 항산화능이 가장 높게 측정되었고, 아질산염 소거활성은 국내산 석류 외피추출물이 가장 높았다. 또한 석류의 총 폴리페놀, 플라보노이드, 식물성 에스트로겐의 양이 높을수록 항산화성이 높아 양의 상관관계를 나타냈다. 이상의 결과에 따르면, 기능성 성분은 국내산 석류에서 함량이 높았고 항산화활성은 각 항산화 측정방법에 따라 조금씩 차이가 있지만 대체적으로 국내산 석류의 항산화능이 높게 분석되었다. 또한 부위별로 비교해 본 결과 석류는 과즙보다 껍질과 씨 부분 특히 내피에 기능성 성분의 함량이 많고 항산화 활성도 높게 나타났다. 따라서 과즙 착즙 시 버려지는 부산물인 석류의 외피와 내피는 기능성 성분 및 항산화성이 우수하여 식품의 산화방지를 위한 천연 항산화제로서의 가치가 있을 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.72.1-72.1
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• 2013

광촉매 활용 기술은 수질 및 대기 중의 난분해성 오염 물질 처리 등의 환경 분야에서부터 항균 및 초친수성 기능을 활용한 소재 분야, 그리고 태양광을 이용한 물분해 수소 제조 및 이산화탄소의 전환 등의 인공 광합성 연구 분야까지 그 응용분야가 대단히 넓은 기술이다. 본 강연에서는 이러한 광촉매의 반응 원리와 대표적인 응용분야인 환경 정화 분야 및 에너지 분야에서의 광촉매 기술의 활용, 그리고 현재 광촉매 관련 연구 분야의 주요 관심사 및 미래 성장을 위한 과제 등을 포괄적으로 다루고자 한다. 광촉매 반응은 반도체의 따간격 에너지 흡수에 따라 전자와 정공(+전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 입자)가 발생한 뒤에 일어나는 계면에서의 전자전달 반응을 기초한다. 발생한 정공과 전자는 각각 산화와 환원 반응을 유발하며 이러한 산화, 환원반응을 통해 다양한 분야로의 응용이 가능하다. 환경 정화 분야의 경우, 정공이 물 혹은 공기 속에 존재하는 수분과 반응하여 생성되는 OH 라디칼 ($OH{\cdot}$)의 강력한 산화력을 주로 이용하게 된다. OH 라디칼에 의한 다양한 난분해성 유기물질의 산화분해 반응을 활용하여 고도처리공정이 가능하게 되며, 수계 난분해성 유기오염물질의 제거뿐만 아니라 대기 중에 존재하는 VOCs, 악취물질 등의 분해도 가능하며, 아울러 바이러스나 박테리아와 같은 세균을 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 물 분해 수소제조 및 이산화탄소의 전환과 같은 에너지 분야 응용의 경우, 전도대의 전자를 활용한 환원반응에 기초한다. 앞서 언급한 다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 광촉매의 종류 또한 매우 다양하며, 이사화티탄(TiO2)는 대표적인 고효율 상용 광촉매이다. 아울러, 원하는 응용 분야에서의 광활성이 높은 새로운 광촉매의 제조 및 평가가 꾸준히 진행되고 있으며, 그 가운데 태양광의 가장 많은 영역을 차지하고 있는 가시광 활성을 갖는 광촉매 개발에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 이에, 현재까지 개발된 다양한 가시광 광촉매 시스템에 대한 소개 및 각 광촉매 응용분야에서 최근 새롭게 대두되고 있는 이슈들에 대하여 중점적으로 고찰하고자 한다.