• 멤브레인
• /
• 제33권6호
• /
• pp.390-397
• /
• 2023

석유기반 플라스틱의 대체제인 폴리하드록시부틸레이트(polyhydroxybutyrate, PHB)의 기존 추출방법은 분자량 감소 및 물성 변형을 일으킨다. 본 연구에서는 기능화 된 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 부착한 돌기형 탄소나노튜브 분리막의 여과를 통해 물리적 파쇄를 발생시켜 미생물 내 축적된 PHB를 추출하고자 하였다. 돌기형 탄소나노튜브 분리막의 물리적 파쇄를 확인하기 위해 대장균 용액으로 여과 실험을 수행하여 불활성화를 관찰하였다. 또한 PHB를 축적한 미생물 용액의 여과를 수행하여 PHB가 추출되었는지 확인하였더니 가장 대표적인 추출방법인 chloroform과 비교하여도 여과로 인한 추출이 4% 높은 성능을 가진 것을 관찰하였다. 본 결과를 통해 친환경적 바이오 플라스틱 회수를 위한 돌기형 탄소나노튜브 분리막의 적용 가능성을 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제34권2호
• /
• pp.96-104
• /
• 2024

항생제는 과도한 사용으로 인해 폐수뿐만 아니라 다양한 수원에서 발견되는 새로운 오염 물질 중 하나입니다. 수중 항생제 오염 물질을 처리하기 위한 고도 산화 공정, 생물학적 처리 등 다양한 기술이 있습니다. 이 두 가지 공정은 비효율적이며, 부산물의 생성은 이 공정을 더욱 복잡하게 만듭니다. 오염 물질을 제거하기 위한 또 다른 대안으로 막 기술이 있습니다. 항생제와 내성 유전자의 제거를 개선하기 위해 막 생물 반응기는 NaClO와 탄소 물질로 변형됩니다. 풍부한 반응성 종의 생성은 항생제의 내성 유전자에 대해 활성입니다.

• 멤브레인
• /
• 제6권4호
• /
• pp.219-226
• /
• 1996

본 연구에서는 2축 회전판형 한외여과막 모듈의 순수투과율 예측모델과 1% 절삭유의 분리특성 및 투과율 예측모델을 유도하였다. 2축 RDM은 한외여과막(UOP사, 직경 0.22m)을 씌운 같은 크기의 회전판막 20개를 장착한 후 막간격과 각속도($\omega$)에 따른 분리특성을 조사하였다. 2축 RDM의 순수 투과율은 각속도가 41.89rad/s에서 9.95% 감소하여서 1축 RDM의 감소율 3.01%보다 높았다. 2축 RDM은 회전판막이 겹친 부분에서 난류의 발생으로 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하는 $(2.5{\omega}r)^{2}$에 비례하였다. 회전판막 간격이 3mm인 $J/J_{o}$(절삭유의 투과율/순수 투과율)는 각속도가 31.42rad/s에서 2.62rad/s로 감소할 때 0.64에서 0.31로 감소하였고 간격이 7mm 일 때의 $J/J_{o}$는 0.64에서 0.27의 감소하여 비슷한 경향을 보였다. 1축 RDM에 사용된 투과율 예측모델식을 변형하여 유도된 2축 RDM의 모델식은 실험결과와 잘 일치하였다.

• 멤브레인
• /
• 제9권4호
• /
• pp.202-208
• /
• 1999

오일과 세척제가 다량함유되어 있는 자동차 세척배수를 한외여과막으로 처리하였다 세차배수 처리에 적절한 분리막과 투과현상을 평가하기 위하여 분획분자량이 10, 30 및 100k dalton인 한회여과막과 dead-end 방식의 stirred cell (Amicon 8050)을 사용하여 투과유고과 제거율을 측정하였다 분획분자량이 작은 막에 경우 막오염현상이 미약하였으나 분획분자량이 큰 YM100 (100k dalton)인 경우에는 분리막 표면에 오일층을 형성 뿐만 아니라 막 세공 중 일부는 운전압력 조건에 따라서 변형이 가능한 오일 입자가 막을 가능성이 있다 그러나 오일 및 입자 배제율 95% 이상이며 세척제를 포함한 투과수를 재활용할 수 있어 수질오염을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 분획분자량이 50k dalton인 중공사형 한외여과막을 이용한 세차배수의 연속적 처리실험을 하였으며 케이크 여과모델이 잘 적용굄을 확인할수하였다.

• 멤브레인
• /
• 제30권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2020

막 생물 반응기(MBR)에서, 활성화 된 슬러지는 생물학적 성분을 분해하고 막 공정은 이 부유 물질인 박테리아를 분리시킨다. 그러나 MBR에서의 주요 문제는 '막 오염'이다. 이 리뷰에서는 '막 오염'을 극복하기 위하여 제시된 '복합막'을 논의하고 있다. '복합막'은 탄소 또는 비탄소 재료 포함하는 막으로 분류할 수 있다. 이 복합막의 친수성은 그래핀, 산화그래핀(GO) 및 탄소 나노 튜브 또는 그들의 변형 된 부분을 깨끗한 막에 도입시킬 때 향상된다. 이산화규소(SiO₂) 또는 이산화티타늄(TiO₂)과 같은 무기 물질 또한 막의 물 흐름을 증가시키기 위해 복합막 형성에 통합된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권7호
• /
• pp.629-636
• /
• 2009

Mechanical stimulation is known to play a vital role on the differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) to pre-osteoblasts. In this research, we developed a tensile cell stimulator, composed of a DC motor-driven actuator and LVDT sensor for measuring linear displacement, to study the effects of tensile stress on osteogenic differentiation of MSCs. First, we demonstrated the reliability of this device by showing the uniform strain field in the silicon substrate. Secondly, we investigated the effects of tensile stretching on osteogenic differentiation. We imposed a pre-set cyclic strain at a fixed frequency on cell monolayer cultured on a flexible silicon substrate while varying its amplitude and duration. 60 min of resting period was allowed between 30 min of cyclic stretching and this cycle is repeated up to 7 days. Under the combined stimulation with osteogenic media and mechanical stretching, the osteogenic markers such as alkaline phosphatase (ALP), osterix, and osteopontin began to get expressed as early as 4 days of stimulation, which is much shorter than what is typically required for osteogenic media induced differentiation. Moreover, different markers were induced at different magnitudes of the applied strains. Lastly, for the case of ALP, we observed the antagonistic effects of osteogenic media when combined with mechanical stretching.

• 실천공학교육논문지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.105-110
• /
• 2014

본 연구에서는 강한 내구성을 지닌 자동차 타이어용 압력센서를 개발하기 위해 박막 물질로서 적용될 티타늄 멤브레인의 기계적 특성이 연구되었다. 제작공정으로 기존의 마이크로 머시닝공정과 적층 공정기술이 동시에 적용되었으며, 티타늄 멤브레인 기반의 압력 센서가 설계, 제조 및 특성화 되었다. 마이크로 머시닝 공정을 통한 티타늄 멤브레인과 기판의 접합 제조과정은 30분 동안의 20 MPa의 압력과 $200^{\circ}C$의 온도과정 후 $24^{\circ}C$에서의 냉각으로 진행된다. 각각의 압력센서 표면은 니켈 도금된 후방전극이 기판 위에 마이크로 소자로 조립되었다. 제작과정에서 발생한 잔류응력을 예측하기 위해 유한요소 해석이 적용되었다. 또한 티타늄 멤브레인의 외부 압력하에서 변형에 의한 처짐이 계산되었다. 제작된 장치의 민감도는 $10.15ppm\;kPa^{-1}$ 였고 이때의 정전용량 변화량은 0.18 pF, 압력 범위는 0-210 kPa 였다.

• 멤브레인
• /
• 제31권5호
• /
• pp.304-314
• /
• 2021

기후 변화는 비정상적인 날씨 패턴을 야기하며 연간 강수량에 지대한 영향을 미친다. 이와 더불어 산업화의 가속화는 에너지 수요를 증가시키며 석유화학 산업폐수의 누수와 유조선의 유출을 초래함으로써 수질 오염을 악화시킨다. 이러한 부정적인 여건 속에서 정수를 효율적으로 추출해내는 해결책을 강구하는 것이 요구된다. 기름/물 분리를 위해 화학적 침전 및 흡착에 의한 분리 등과 같은 방식을 운용할 수 있지만 분리막 기술이 비용 및 에너지 측면에서 더 효율적이다. 분리막의 양친성은 전기 전도성과 친수성이 뛰어난 MXene이라는 2차원소재를 도입하여 향상시킬 수 있다. 본 총설에서는 향상된 분리막 성능의 사례를 크게 순수 MXene이 적용된 사례와 변형된 MXene이 적용된 사례로 나누어진 목차로 전개할 것이다. 복합 분리막을 제조하기 위해 다양한 고분자가 사용되었으며 각 사례에서 MXene은 특정 용도에 적합한 특성을 더욱 강화시켜 주었다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제10권10호
• /
• pp.117-122
• /
• 2019

슬로싱 현상은 현상의 특성인 격렬한 자유표면을 가지는 유동 문제뿐만 아니라, 슬로싱이 발생하는 유체 탱크가 부유체 혹은 어떠한 물체에 탑재되어 전체 시스템에 영향을 줄 수 있다는 것이 가장 큰 논의점이다. 이러한 이유로 일반적인 슬로싱에 대한 해석은 탱크의 움직임에 의한 내부 유동의 발생, 그리고 그로 인해 야기되는 충격하중의 해석이 주를 이룬다. 이러한 슬로싱 현상은 비선형성이 강하며 자유표면에서의 대-변형이 발생한다. 매우 높은 비선형성으로 인해 실험에서는 재현성이 낮고, 수치 시뮬레이션에서는 정확도가 낮다는 것이 지속적으로 문제시 되어 왔다. 본 연구에서는 높은 정확도를 가지는 카메라 비전 기술을 이용한 실험과 입자법을 이용한 시뮬레이션을 비교하였다. 탱크의 주요 제원을 통해 구해진 고유 주기와 그 주변 주기를 가지는 운동에서의 슬로싱 현상을 수치적으로 시뮬레이션 하였으며, 비교를 통해 탱크 내 슬로싱 하중을 분석하였다.

• 멤브레인
• /
• 제32권1호
• /
• pp.23-32
• /
• 2022

세균은 분리막, 식품 포장 필름 및 바이오 의료 기기와 같은 다양한 미생물 막의 표면 위에서 자란다. 미생물 막의 성장은 엑소폴리사카라이드의 복잡한 구조 형성과 밀접한 관련이 있다. 미생물 막이 항균제의 대량 수송의 어려움으로 성장하게 될 경우 항균효과는 급격하게 감소한다. 항균 활동을 활성화하기 위해서 막의 표면은 살균 특성이 있는 기능성 물질들로 변형, 코팅 또는 고정한다. 한 가지 아이디어는 막 표면에 양전하 이온을 도입하는 것이다. 양전하 이온인 4차 암모늄 그룹의 존재는 마그네슘이나 칼슘같이 세균 세포벽에 존재하는 2가 금속이온을 대체할 수 있다. 세포막 파괴의 효능은 표면환경에서 사용 가능한 작용제들의 이동성에 달려있다. 이 리뷰에서는 4차 암모늄 그룹, 헬라민(helamine), 쌍성이온(zwitterion)과 같이 여러 살생물제를 포함하고 있는 막들을 다룬다.