미생물의 유무에 따른 티탄철석의 물성변화를 살펴보기 위하여 공극률, 흡수율, 종파속도 및 일축압축강도(UCS) 등의 실내시험을 수행하였다. 물리적 성질 변화는 미생물을 배양하지 않은 무기적 산화와 미생물을 배양한 생물학적 산화의 조건에서 배양기간에 따라 정량적으로 비교하였다. 그 결과, 배양기간 45일까지 측정된 pH는 무기적 산화의 경우 3.82-4.26 범위에 분포하는 반면, 생물학적 산화에 의한 pH 값은 2.20-2.57 범위 내에서 분포를 보였다. 미생물 유무와 배양기간에 따라 측정된 흡수율의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.052%, 생물학적 산화는 0.073%로 나타났다. 공극률의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.206%, 생물학적 산화는 0.281%를 보였다. 미생물에 의한 생물학적 산화는 무기적 산화에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 종파속도는 배양기간이 지남에 따라 전반적으로 초기 평균값에 비해 낮은 속도 분포를 보였으며, 무기적 산화는 최종단계에서 1886 m/s로, 생물학적 산화는 최종단계에서 1410 m/s로 나타났다. 일축압축강도는 배양기간 따라 모든 시험편에서 감소를 보이며, 무기적 산화의 경우 최종단계에서 241.4 MPa로, 생물학적 산화의 경우 140.0 MPa로 나타났다. 결론적으로 배양기간에 따른 티탄철석의 물리적 특성 변화는 미생물에 의한 영향이 크게 작용하였음을 의미한다.
무기막은 고분자막에 비해서 고온에서의 사용이 가능하고 구조적 안정성 등이 우수한 특징이 있다. 이러한 무기막에 촉매를 담지하거나 코팅하여 분리막의 역할과 촉매로서의 역할을 동시에 수행하는 막반응기로의 응용이 가능하다. 본 연구에서는 Redox mechanism에 의한 부분산화반응을 일으키는 촉매인 오산화바나듐을 sol-gel법으로 코팅한 무기막을 제조하여, 막내부에 오산화바나듐의 격자산소를 이용하는 부분산화 반응물이 존재할 때 선택적으로 증가하는 산소의 투과특성을 조사하였다.
유 무기 혼성 막의 계열은 티타니움 디옥사이드 나노파티클 함량의 체계적인 변화에 의해 조제된다. 유 무기 혼성 막의 수분함량, 메탄올 투과도와 전자 전도 특성은 무기 산화물의 함량의 기능에 따라 연구된다. 그 결과 망상구조의 무기 산화물은 전자 전도 특성과 수분함량의 감소를 보였다. 또한 무기 산화물의 함량이 증가할수록 메탄올 투과도도 감소함을 나타내었다. 형태학적인 관점에서 막은 폴리머 기반과 무기영역 사이에 균일하고 잘 점착됨을 보여준다. 혼성막의 특성은 나피온막과 비교 실험되었다.
현재 이용되는 막들은 대부분 유기계 혹은 고분자계로 열적인 안정성이 적고 내약품성이 낮다. 그래서 본 실험에서는 내열, 내약품성이 우수한 무기기와 유기기를 조합하여 복합막을 제조하려 시도하였다. 이때 유-무기 복합상의 반응은 졸-겔 법을 이용하였는데 이 졸-겔 법이란 출발물질인 금속알콕사이드를 용액상에서 가수분해하여 졸을 얻고 축합반응을 통해 겔을 형성하여 무기고분자를 제조하거나 소결하여 필름, 분말, 섬유상, 괴상 등의 다양한 형태로 산화물을 제조하는 공정이다. 이는 분자적 차원에서 혼합하여 반응하므로 산화물간의 반응보다 반응성의 입장에서 훨씬 유리하며 또한 용액상에서 저온반응 하므로 기존에는 유기-무기기를 조합하는데 존재하는 문제를 해결 할 수 있다.
광물 구조에 분포하는 철의 산화수 정보는 유 무기적 퇴적광물형성 시 산화환원 조건 등 과거 퇴적 환경에 대한 정보를 제공한다. 특히, 생광물화작용에서 미생물의 역할을 규명하기 위해서는 고분해능 투과 전자현미경(HRTEM) 및 전자에너지 손실 분광기(EELS)를 활용한 나노스케일 분석이 필요하다. HRTEM-EELS를 이용한 광물구조 내 철의 산화수 및 탄소 결합 구조 분석, Fe(II)/Fe(III) 및 탄소 기원 분포영상으로부터 광물생성의 생물학적 요소를 판별할 수 있다. 이와 같은 나노스케일 분석을 통하여 지질미생물학자들은 미생물-광물작용의 증거를 직접적으로 얻을 수 있다.
현재 디스플레이 시장은 LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel) 등과 같이 평판 디스플레이가 주류를 이루고 있으며 현재에는 기존의 디스플레이와는 달리 잘 휘어지고 높은 투과성을 가지는 플렉시블 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 이러한 플렉시블 디스플레이에 사용되는 플라스틱 기판의 경우 용제에 대한 화학적 저항성 및 기계적인 안정성이 취약한 점과 대기중의 수분이나 산소가 플라스틱 기판을 통하여 소자내로 침투하게 되어 금속전극을 산화시키거나 기포 또는 흑점 등과 같은 비 발광 영역이 확산되어 소자의 수명을 단축시키는 치명적인 단점을 가진다. 이에 본 실험에서는 고밀도 플라즈마 형성이 가능하고 저온공정이 가능한 FTS (Facing Target Sputtering) 장비를 이용하여 Polyethylene terephthalate (PET) 기판위에 낮은 수분 투과율 또는 산소 투과율을 갖는 양질의 무기 산화막을 적층하기 위해 저 투습도 및 기계적인 경도 향상을 위한 비 반응성 박막으로 $Al_20_3$층을 Ar분위기에서 증착하였고 그 위에 박막의 stress 감소, 유연성 향상을 위한 반응성 박막으로 Al을 Ar과 $O_2$를 비율별로 증착하여 비교 실험하였다. 이와 같이 제작된 무기산화막들을 Uv- spectrophotometer를 이용하여 광학적 특성을 조사한 결과 가시광 영역에서 모두 80% 이상의 높은 투과율을 나타내었으며, 그 외 XRD (X-ray Diffraction)를 사용하여 결정성을 확인, SEM (Scanning Electron Microscope), AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 박막의 구조와 표면향상 및 표면조도를 측정한 결과 모든 박막에서 밀집도가 좋으며 거칠기가 작은 것으로 확인되었다. 마지막으로 수분 투과율(WVTR)을 알아보기 위해 Mocon (Permatran W3/31)장비를 이용하여 측정한 결과 $1.0{\sim}3.0{\times}10^{-3}g/m{\cdot}day$의 낮은 수분 투과율을 볼 수 있었다. 이러한 측정 결과로 볼 때 향후 FTS 장비를 이용하여 양질의 플라즈마를 형성하여 알루미늄 무기산화막을 이용한 고밀도 다층막을 형성하면 더욱 낮은 수분투과율을 갖는 가스차단막을 제작할 수 있을 것으로 보여지며 반도체 소자 및 디바이스의 Pachaging으로도 사용가능 할 것이라 사료된다. 본 연구는 한국산업기술진흥원에서 지원하는 2011년도 지역산업기술개발사업의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.
서로 다른 흑연화도를 갖는 furan 수지로 부터 얻어진 무기화합물(SiC, TiO2) 첨가 탄소재료의 산화반응의 흑연구조 의존성에 대하여 살펴보았다. 탄소재료의 산화는 시료의 표면적에 크게 의존하여, 흑연화가 상당히 진행된시료라 할지라도 표면적이 클 때는 살화속도도 빠른 것으로 밝혀졌으며, 단위 중량이 아닌 단위면적당의 산화속도로 바꿔 생각했을 때 흑연화가 진행될 수록 산화반응도 늦어지는 것을 알 수 있었다. 그리고 겉보기 활성화 에너지값으로 부터 생각할 때 흑연(TiO2 첨가시료)과 난층흑연(SiC 첨가시료)이 동일한 반응기구에 의해 산화가 진행되는 것으로 판단되었다. 또한 두종류 이상의 결정구조가 혼재하여 있는 시료의 경우 이들 성분들의 산화속도는 달라 반응의 초기에 흑연으로 결정화된 않은 비정질 탄소 성분이 흑연 성분보다 먼저 선택적으로 산화되는 것을 알 수 있었다.
높은 비강도와 산화성 및 환원성 분위기에서의 탁월한 내식성 등으로 무기체계에 적합한 소재인 타이타늄은 1790년 영국의 목사 Gregor가 원소를 발견한지 156년이 지난 1946년에서야 비로소 첫방탄시험이 미국의 실험실에서 이루어지게 되었다. 그러나 타이타늄의 높은 화학반응성과 높은 융점($1670^{\circ}C$)때문에 상업적으로 광범위하게 사용되는 것은 더디게 진행되어 왔다. 최근 선진국에서는 타이타늄 재료의 지상무기체계 적용이 광범위하게 검토되어 진행되고 있다.
높은 비강도와 산화성 및 환원성 분위기에서의 탁월한 내식성 등으로 무기체계에 적합한 소재인 타이타늄은 1790년 영국의 목사 Gregor가 원소를 발견한지 156년이 지난 1946년에서야 비로소 첫방탄시험이 미국의 실험실에서 이루어지게 되었다. 그러나 타이타늄의 높은 화학반응성과 높은 융점($1670^{\circ}C$)때문에 상업적으로 광범위하게 사용되는 것은 더디게 진행되어 왔다. 최근 선진국에서는 타이타늄 재료의 지상무기체계 적용이 광범위하게 검토되어 진행되고 있다.
최근 건강에 대한 관심이 증가하고 유리기 산소에 의한 산화 및 염증이 다양한 질환과 관련이 있다는 사실이 밝혀지면서 식품류는 의약품에 비해 장기간 섭취하여도 안전하고 친숙하게 접할 수 있는 장점 때문에 천연물이나 각종 식품류에서 항산화 및 항염증과 관련된 새로운 물질을 탐색하는 연구가 활발하게 진행중에 있다. 그 가운데 4배성 휘커스 오디품종 '대성뽕' [Morus Lhos(Ser.) Koids]의 주색소는 anthocyanins이며, cyanidin-3-glucoside형태로 0.794% DW가 함유되어 있어서, 다른 오디품종에 비해 많은 양이므로 항산화 활성도 비례하여 클 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 오디추출물의 중년 남, 녀의 혈청 무기질과 항산화 관련 물질에 대한 개선에 대한 효과를 알아보고자 4주간 오디추출물을 급여(100 mL/day)하여 섭취 전 후의 혈청 무기질 및 혈중 항산화 관련물질을 분석하여 비교하였다. 1차적으로는 오디추출물을 제조하여 무기질 함량과 항산화능을 측정한 결과 무기질 함량은 칼슘(80.66 mg), 마그네슘(12.26 mg), 철분(6.26 mg), 구리(0.05 mg), 아연(4.01 mg) 함량으로 나타나 칼슘, 철분, 아연 함량이 높게 나타났다. DPPH소거능에 따른 오디추출물의 항산화능을 보면 비타민 C를 기준(100%)으로 했을때 cyanidin-3-glucoside는 85%,오디추출물은 34%로 cyanidin 3-glucoside의 약 40%의 소거능력을 보였다. 2차적으로는 이러한 오디추출물 섭취 전과 후 대상자들의 혈청 중 무기질 수준을 조사해 보았을때 여자 대상자의 경우 혈청 철분, 구리 및 아연 함량이 유의적으로 증가되었고, 남자 대상자의 경우는 철분 함량만이 유의적인 증가를 보였다. 혈청 지질산화와 관련 있는 혈청의 TBARS와 FRAP수준의 변화를 조사한결과 오디추출물 급여 후 남자, 여자 대상자의 혈청 FRAP수준이 유의적으로 증가되었고, 평균 혈청 TBARS 수준은 남, 녀 모두 감소되는 경향은 보였다. 결과적으로 오디는 항산화성이 뛰어나고 무기질을 공급할 수 있는 새로운 과일로 가치가 있다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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