• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.337.1-337.1
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• 2016

단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 나노 스케일의 크기와 우수한 물성을 갖고 있어, 전자, 에너지, 바이오 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 이러한 응용의 실현을 위해서는 경제적, 산업적인 면에서 보다 손쉬운 합성법이 요구된다. SWNTs의 합성에는 대면적의 균일한 CNTs를 합성할 수 있다는 장점이 있는 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)이 가장 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $900^{\circ}C$ 이상의 고온공정이 요구되며, 이는 경제적, 산업적인 면에서 사용이 제한적이다. 따라서 저결함, 고수율의 SWNTs를 저온합성 할 수 있는 공정의 개발이 지속적으로 필요하다. 본 연구에서는, TCVD법을 이용하여 에틸렌 원료가스로 SWNTs의 저온합성 가능성을 확인하였다. 합성을 위한 기판과 촉매로는 실리콘 산화막 기판(SiO2/Si wafer)에 철 나노입자를 지닌 ferritin을 스핀코팅 후 산화하여 이용하였다. 저온합성 공정의 변수로는 합성온도와 원료가스인 에틸렌의 분율을 설정하여, 변수가 SWNTs의 결정성과 수율에 미치는 영향을 고찰하였다. 합성된 SWNTs의 분석의 용이함과 손지기(Chirality)의 제어 가능성을 확인하기 위하여 나노 다공성 물질인 제올라이트(Zeolite)를 보조 기판으로 사용하였다. 실험결과 에틸렌 원료가스로 합성한 SWNTs는 메탄을 원료가스로 사용한 경우보다 낮은 $700^{\circ}C$ 부근에서도 합성이 가능함을 확인하였다. 또한 에틸렌의 분율과 합성 시간의 정밀한 제어를 통해 SWNTs의 합성온도를 더욱 감소시키는 것도 가능할 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.239.1-239.1
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• 2015

1차원 탄소나노재료이며 한 겹의 흑연을 말아 놓은 형태인 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 감긴 형태에 따라 반도체성, 금속성 성질을 나타내는 특이성과 우수한 기계적 성질을 지니고 있어 광범위한 분야로 응용이 기대되어왔다. 이러한 SWNTs의 응용가능성을 실현시키기 위해서는 보다 경제적, 산업적인 면에서 손쉬운 합성방법의 개발이 필요한 실정이다. SWNTs의 합성 방법들로는 아크방전법과 레이저 증발법, 그리고 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD) 등이 이용되었다. 이 중 TCVD법은 대면적의 균일한 CNTs를 합성할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $800^{\circ}C$ 이상의 고온 공정이 요구되며, 이는 경제적, 산업적인 면에서 사용이 제한적이다. 따라서 저결함, 고수율의 SWNTs를 저온합성 할 수 있는 공정의 개발이 지속적으로 필요하다. 본 연구에서는, TCVD법을 이용하여 에틸렌 원료가스로 SWNTs의 저온합성 가능성을 확인하였다. 합성을 위한 기판과 촉매로는 실리콘 산화막 기판(SiO2/Si wafer)에 철 나노입자를 지닌 ferritin을 스핀코팅 후 산화하여 이용하였다. 저온합성 공정의 변수로는 합성온도와 원료가스인 에틸렌의 분율을 설정하여, 변수가 SWNTs의 결정성과 수율에 미치는 영향을 고찰하였다. 합성된 SWNTs의 분석의 용이함과 손지기(Chirality)의 제어를 위하여 나노 다공성 물질인 제올라이트(Zeolite)를 보조 기판으로 사용하였다. 실험결과 에틸렌 원료가스로 합성한 SWNTs는 $700^{\circ}C$ 부근의 저온에서도 합성이 가능함을 확인하였다. 또한 에틸렌 원료가스의 분율과 합성시간의 정밀한 제어를 통해 SWNTs의 합성온도를 더욱 감소시키는 것도 가능할 것으로 예상된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.175.2-175.2
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• 2011

바이오디젤의 국가별 의무 사용 정책 확대로 인해 원료유 가격이 상승하고 있으며 원료유가 부족한 상황으로 다양한 원료를 찾는 연구가 진행되고 있다. 육상 유지 작물보다 단위면적당 생산성이 매우 높은 미세조류는 제3세대 바이오매스로 주목받고 있으며 산업체 배출 이산화탄소를 이용해 작은 면적에서 배양할 수 있는 장점이 있다. 미세조류로부터 바이오디젤 생산은 먼저 오일 함량이 높은 미세조류 종의 선정과 배양 및 수확 후 효율적인 방법으로 바이오디젤 원료유를 추출하는 과정이 중요하다. 본 연구는 Microwave로 전처리된 미세조류로 부터 원료유를 추출하여, 인지질, 단백질, 엽록소 등의 반응저해 물질을 일부 감소시키고 추출수율을 높였지만, 산가가 80이상으로 높게 추출되고 추출된 오일이 높은 점성을 가지는 문제가 있다. 이로 인해 전이에스테르화 반응의 진행이 불가하였으며 이러한 문제를 해결하기 위해, 에스테르화 반응에 용매를 혼합하여 반응성을 개선하고자 하였다. 추가된 보조 용매는 오일과 쉽게 혼합되어 반응물의 점성을 낮추고, 반응 완료후, 물에 쉽게 용해되는 불순물, 미 반응물, 촉매 등의 분리 및 제거를 용이하게 하는 장점이 있다. 또한 오일과 비교하여 낮은 끓는점을 갖는 용매는 증류를 통해 쉽게 제거가 가능하다. 반응이 완료된 오일은 초기산가 80에서 10이하의 감소를 나타내 용매 혼합 에스테르화의 효율적인 부분을 확인하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.65-65
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• 2018

복분자(Rubus coreanus Miquel)는 anthocyanin, phenolic acid, tannin, flavonoid, stilbenoid와 같은 생리활성물질이 풍부하게 존재하는 것으로 보고되었으며 항염증, 항암활성, 항산화효과 등 다양한 생리활성에 대한 효능이 있어 건강식품으로써 애용되고 있을 뿐만 아니라 약용성 건강보조식품 등으로 각광받고 있다. 생물전환(Bioconversion)은 미생물 또는 효소의 생물학적 촉매 기반 천연소재의 생리활성 물질기능성, 생체이용률, 안전성을 증대시키기 위한 방안으로 많은 연구가 진행되고 있으며 아울러 식품, 의약품, 화장품 등 다양한 분야에서 활성화 되고 있다. 본 연구는 불가사리 발효액으로부터 유산균을 분리하였으며, 유전학적 특성을 확인하기 위하여 16S rDNA 염기서열을 분석하였다. 전북 고창에서 수확된 복분자를 분말상태로 유산균과 발효공정을 수행하였으며, 복분자의 최적 추출조건 선정과 발효공정 전 후의 활성을 관찰하였다. 발효공정 후 추출물의 기능성 평가를 진행하기 위하여 DPPH radical scavenging activity, total polyphenol 함량을 확인하여 항산화 효능 및 유효성분 함량을 평가하였다. 또한 대식세포인 Raw 264.7을 사용하여 MTT assay, Nitric oxide (NO) 생성 억제 효능을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 평가하였다. 실험결과, 발효기간이 다른 불가사리 비료발효액으로부터 16 종의 다양한 균주를 확보하였으며, 생물전환 공정에 유용 균주를 선정하기 위하여 복분자 분말의 발효공정을 실시한 결과 3 종의 유산균 처리군에서 무처리군 대비 DPPH radical 소거능 및 polyphenol 함량이 증가됨을 확인하였다. 그 중 가장 우수한 활성을 나타내는 균주를 16S rDNA 염기서열 분석한 결과 Lactobacillus coryniformis A6-4로 확인되었으며, 발효공정 후 항산화 활성은 무처리군 대비 약 115%, polyphenol의 함량은 무처리군 대비 약 121%로 증가됨을 확인되었다. 또한 발효공정 후 독성활성이 감소되는 경향을 확인되었으며, 항염증 활성이 유의적으로 증가됨을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.443-455
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• 2013

혼합되지 않는 두 용액 사이의 계면(interface between two immiscible electrolyte solutions, ITIES)에서의 전하 이동 반응에 대한 전기화학적 연구는 이온 검출용 센서, 바이오센서, 생체막 모델링, 약물 전달 반응, 상전이 촉매반응, 연료 생성, 태양에너지 전환 등을 포함한 다양한 연구 분야에 적용이 가능하기 때문에 크게 주목받고 있다. 특히 ITIES에서의 이온 전이 반응을 이용하여 이온물질 및 생물질 등을 검출할 수 있는 센서로 개발하기 위해 불안정한 ITIES의 한 쪽 액체층을 젤(gel)화하여 안정화하고, 마이크로 계면 형성을 통해 전압강하를 최소화 시키는 등의 연구가 활발하게 이루어졌다. 본 총설에서는 ITIES 계면에서의 이온 전이 반응을 이용하여 개발된 다양한 센서의 원리와 응용 및 발전 가능성에 대해 다루고자 한다. ITIES 계면을 (i) 보편적인 액체/액체 계면형, (ii) 마이크로피펫 팁형, (iii) 고분자 박막에 형성된 단일 마이크로홀 또는 마이크로홀 어래이형 및 (iv) 실리콘 기판에 제작된 마이크로홀 어래이형으로 분류하고, 이들 계면에서의 직접적인 이온 전이 반응과 보조 이온 전이 반응을 활용하여 수질 환경 오염의 원인이 되는 이온 및 농약 성분을 선택적으로 검출할 수 있는 이온 선택성 센서와 생물질을 분석할 수 있는 바이오센서 개발 연구에 대해 초점을 두고 소개하려 한다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.25-38
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• 2021

본 연구의 목적은 형광직물과 재귀반사 소재만으로 제작, 보급되고 있는 현 안전의복에, 광섬유 적용으로 시인성을 높여 야간이나 기상악화 시 안전사고로부터 작업자나 보행자를 보호하는데 있다. 이를 위하여 LED를 촉매로 한 광섬유와, 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 설계·제작한 안전조끼를 개발하였다. 안전조끼는 필름에 일체화된 자동 점멸 광섬유에 의해 빛을 방출하도록 설계되었고 이 조끼를 착용한 작업자의 움직임으로, 버려지는 에너지를 수확하여 광섬유의 발광을 더 지속적으로 구동시키기 위해 에너지 하베스터를 제작하여 부착하였다. 그 결과, 첫째로 조끼 착용자의 신체는 광섬유(optical fiber)와 재귀반사 테이프를 통해 멀리서 인식 가능하도록 시인성이 높아져 사고예방에 도움이 된다. 즉 야간에 실시하는 도로변이나 고지대에서의 작업, 구조대원의 활동, 스포츠 활동 시 사고를 예방하거나, 비상상황이 발생할 경우 광섬유 발광을 변화시키는 신호로 사고 지점을 빨리 발견할 수 있어 인명구조에도 도움이 될 것이다. 둘째, 생활 속 버려지는 에너지를 활용하기 위하여 압전소자 발전 시스템을 개발하여 압전 에너지 하베스팅 장치를 탑재한 결과, 배터리부의 유효 충전량을 활성화하고 보조 충전을 함으로써 에너지를 소량일지라도 효율적으로 생산할 수 있었다. 동시에 안전조끼에 내장하여 제작함으로써 탈착이 용이하도록 하여 활용도를 높였다. 기존 안전 조끼의 경우 야간에 주변 조명이 없을 때는 조끼를 착용한 사람을 인식하는 것이 거의 불가능하지만, 본 연구에서는 안전조끼의 빛 신호로 주변 조명이 없을 때에도 100m 이내에서 착용자를 식별할 수 있었다. 또한 광섬유적용 안전조끼는 측면에서의 시인성 향상뿐만 아니라 가볍고 (물)세탁이 가능하여 실용적 측면에서 현존하는 LED적용 안전의류보다 우수하다. 그러므로 본 연구에서 개발한, 광섬유와 에너지 하베스터를 장착한 안전조끼는 실용도가 높고 안전사고 발생 예방과 감소, 나아가 인명구조에 이바지할 것으로 추정된다.

• 유기물자원화
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• 제17권3호
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• pp.27-39
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• 2009

본 연구는 가연성폐기물, 음식물폐기물 및 하수슬러지를 혼합하여 연료로 제조하여, 연소장치에서 다양한 연소조건에 따라 배출되는 배연가스를 분석하여 연소특성을 조사하였다. CO가스성분은 연소과정에서 불완전연소 부분을 평가하는 가스성분으로서, 연소장치의 실험조건이 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때 가장 낮게 발생하였다. $CO_2$는 시료가 완전 연소되어 최종적으로 발생되는 부산물로서 연소조건이 가장 최적상태인 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때 가장 높은 농도가 발생하였다. $SO_2$ 발생은 시료 중에 황 함유량이 높은 S.1에서 높게 나타났다. NOx는 질소성분이 높은 S.1시료와 온도 $800^{\circ}C$의 조건에서 공기비 m=2의 조건에서 NOx의 발생이 높게 나타났다. HCl가스는 연소과정에서 산소의 촉매 반응을 통해서 분진이나 금속촉매물질과 반응하여 다이옥신류를 발생시키는 전구물질로서 분석결과에서 보면 시료의 Cl함유량이 많은 시료와 동일한 시료에서 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때가 가장 낮은 HCl의 농도가 발생되었다. $NH_3$는 시료의 혼합비율과 온도조건보다는 공기비 2일 때 연소시작 3분 후에 가장 낮게 나타났으며, 연소온도 보다는 공기비가 $NH_3$의 생성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. $H_2S$ 발생은 시료의 황 함유량이 높은 S.1시료와 하수슬러지나 음식물쓰레기 혼합 비율이 높은 경우 높게 나타났다. 연소실험에서 혼합비율에 따라서 제조된 S.1과 S.2의 시료를 연소한 결과 CxHy농도 무연탄 연소시 발생농도와 비슷하게 나타남으로서, 성형하여 제조된 연료는 보조연료 및 주연료로서 가치가 있는 것으로 평가되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제38권3호
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• pp.452-455
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• 2006

퇴행성뇌질환인 치매의 정확한 원인은 아직 불분명하나 빠른 뇌세포사멸이 주요한 원인으로 알려져 있다. 특히, 알츠하이머형 치매는 다량 생성되는 활성산소에 의한 뇌세포사멸이 주요원인인 것으로 입증되고 있다. 따라서 본 연구에서는 웅담활성성분인 UDCA의 세포보호 및 항산화효과로부터 알츠하이머형 치매와 같은 퇴행성 뇌질환억제 또는 치료물질로서의 가능성을 입증하고자 하였고 뇌의 대식세포인 소교세포(microglia)를 cell model로 하였다. MTT 실험결과 UDCA에 의한 세포보호효과는 $7.5\;{\mu}g/mL$ 주변 농도에서 관찰되었고 NO에 의한 세포손상 유도억제효과를 확인하였다(Fig. 2). 이와 같은 결과는 형광현미경하에서 보다 명확히 관찰되어(Fig. 3) 결국 UDCA에 의한 항세포사효과가 있음을 알 수 있었다. UDCA의 항산효과는 활성산소인 $H_2O_2$의 단백질 분해 저해능을 관찰하는 금속이온촉매 산화효과를 통해 확인하였다(Fig. 4). 즉, UDCA는 농도의존적으로$(1{\sim}100\;{\mu}g/mL)$ 단백질 분해억제능을 보였으며 $100\;{\mu}g/mL$ 이상의 농도에서 양성대조군인 ascorbic acid와 유사한 억제효과를 나타냈다. 이와 같은 UDCA의 항산화효과는 $10\;{\mu}g/mL$ 전후에서 관찰되어 세포보호효과를 나타내는 농도$(7.5\;{\mu}g/mL)$와 큰 차이가 없는 것으로 사료되었고 따라서 UDCA의 농도범주는 일괄적 적용이 가능할 것으로 판단된다. 결론적으로 웅담활성성분인 UDCA는 일반적으로 사용하여온 간질환 및 소화계질환의 보조요법제의 개념을 벗어나 항염 및 항산화효과에 잠재능을 가지며 나아가 뇌신경세포를 보호하고 세포사를 차단하여 알츠하이머와 같은 퇴행성뇌질환 조절 후보물질로 적용이 가능할 것으로 판단되나 보다 심도 있는 in vivo 및 임상적 차원의 연구가 요구된다.

• 대한화학회지
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• 제44권5호
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• pp.403-409
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• 2000

1,4,7,10-tetraaza13,16-dioxacyclooctadecane-N,N',N",N'"-tetraacetic acid (1), 1,4,7,10-tetraaza-13,16-dioxactclootadecane-N,N',N",N'"-tramethylacetic acid (2), 및 1,4,7,10-tetraaza-13,16-dixacyclooc-tedecane-N,N',N",N'"-tetrapropionic acid (3)와 $Zn^{2+}$ 착물의 형성 및 해리 속도를 멈춤-흐름법 및 분광학적방법으로 측정하였다. 측정 조건을 온도 25.0$\pm$0.1 $^{\circ}C$ 및 이온강도 0.10 M NaClO4 이었다. $Zn^{2+}$이온과 1과 2의 형성 반응은 빠르게 중간 생성물($ZnH_3L^+$)를 형성한다. 여기서 $Zn^{2+}$ 이온은 부분적으로 배위되어 있고 속도 결정 단계는 최종 생성물이었다. pH범위 4.76-5.76에서, 2가 양성자($H_2L^{2-}$) 형태가 매우 낮은 농도임에도 불구하고 속도론적으로 활성화종임을 알 수 있었다. 또한 중간체 착물의 안정도 상수(log$K_{(ZnH_3L^+)}$)와 고유 물분자-보조 속도상수(KOH)가 속도론적 자료로부터 계산되었다. $Zn^{2+}$이온과 1,2, 및 3의 해리 반응은 아세테이트 완충 용액 하에서 청소군 $Cu^{2+}$ 이온을 이용하여 측정하였다. 모든 착물의 해리 반응은 산-무관 및 산-촉매 반응으로 진행됨을 알 수 있었다. $Zn^{2+}$ 착물의 해리 속도에 영향을 미치는 완충 용액 및 $Cu^{2+}$농도의 효과를 알아보았으며, 아울러 리간드 효과를 곁가지에 매달려있는 치환기와 킬레이트 고리크리로 논하였다.