• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• v.48 no.2
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• pp.246-259
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• 2000

Background: As one of the etiologies of acute respiratory distress syndrome(ARDS), sepsis is one of the morbid causes of this cryptogenic malady. Even though many documents on the role of endotoxin(ETX) in the pathogenesis of ARDS have been issued, still the underlying mechanism associated with oxidative stress and activation of $PLA_2$ has been controversial. In the present study, the role of phospholipase $A_2(PLA_2)$ in the neutrophilic respiratory burst, which is presumed to cause acute lung injury during sepsis, was probed. Method: In glutathione-depleted Sprague-Dawley rats, lung leak, infiltration of neutrophils, $PLA_2$ activity and lipid peroxidation in the lung were measured after intratracheal instillation of endotoxin(delete). In addition, gamma glutamyl transferase(GGT) activity and the amount of pulmonary surfactant were measured. Morphologically, the changes in ultrastructure and cytochemical demonstration of oxidants were presented to confirm the neutrophilic oxidative stress and to elucidate the effects of $PLA_2$ activation on(delete) oxidative stress. Results: Instillation of ETX to glutathione-depleted rats intensified lung leak and lipid peroxidation when compared with non-glutathione depleted rats treated with the endotoxin. Moreover, oxidative stress was confirmed by the assay of GGT and malondialdehyde. Functionally, the depletion of glutathione altered the secretion of pulmonary surfactant from alveolar type II cells. Ultrastructurally and cytochemicaliy, oxidative stress was also confirmed after treatment of with ETX and diethylmaleate(DEM). Conclusion: The endotoxin-induced acute lung injury was mediated by oxidative stress, which in turn was provoked by the neutrophilic respiratory burst. The activation of $PLA_2$ in the lung seems to playa pivotal role in the oxidative stress of the lung.

• Applied Microscopy
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• v.39 no.1
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• pp.27-40
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• 2009

Acute respiratory distress syndrome (ARDS), also known as an acute inflammatory lung disease is developed by various factors that is originated from the destruction of alveolar-capillary barrier, and neutrophils plays an important role in the destruction. The study intended to confirm, the anti-inflammatory effect of germanium, whether a lung injury has been mitigated with the reduction of injury in alveolar-capillary barrier resulting from inhibition of neutrophils migration in lung tissue. Test groups were divided in saline administered CON, 5 hours of endotoxin administered LPS and 5 hours of endotoxin administered Ge+LPS following 1 hours of pre-processed germanium. $100{\mu}g$ endotoxin was melted in 0.5 mL saline and sprayed into airway and 26 mg germanium per 100 g weight was administered into abdominal cavity. The endotoxin group which induced an acute lung injury with administered endotoxin showed dramatic increase of pulmonary edema (p<0.001), protein contents in bronchoalveolar lavage fluid, BALF (p<0.05) and neutrophils of infiltration in BALF (p<0.001) comparing with a control group, while a pre-treated germanium group showed significant decrease in all categories comparing to the endotoxin administerd group. In the result of a microscopic observation, the structure of alveolar-capillary barrier which is constructed with basal lamina, alveolar type I cells and endothelial cell were preserved of the pre-treated germanium group relatively well compare to the endotoxin administered group. And the construction of lamellar body, microvilli and basal lamina of alveolar type II cells were also preserved relatively well. Hence, germanium activates as an anti-Inflammatory mediator in other words, it interfered neutrophils migration into lung tissue, thereby reduced injury of alveolar-capillary barrier from toxic substances of activated neutrophils. Consequently, the study has determined that the acute lung injury induced by endotoxin has been decreased by the pre-treated germanium.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.28 no.2
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• pp.95-103
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• 2019

Temperature and relative humidity are important factors in crop cultivation and should be properly controlled for improving crop yield and quality. In order to control the environment accurately, we need to predict how the environment will change in the future. The objective of this study was to predict air temperature and relative humidity at a future time by using a multilayer perceptron (MLP). The data required to train MLP was collected every 10 min from Oct. 1, 2016 to Feb. 28, 2018 in an eight-span greenhouse ($1,032m^2$) cultivating mango (Mangifera indica cv. Irwin). The inputs for the MLP were greenhouse inside and outside environment data, and set-up and operating values of environment control devices. By using these data, the MLP was trained to predict the air temperature and relative humidity at a future time of 10 to 120 min. Considering typical four seasons in Korea, three-day data of the each season were compared as test data. The MLP was optimized with four hidden layers and 128 nodes for air temperature ($R^2=0.988$) and with four hidden layers and 64 nodes for relative humidity ($R^2=0.990$). Due to the characteristics of MLP, the accuracy decreased as the prediction time became longer. However, air temperature and relative humidity were properly predicted regardless of the environmental changes varied from season to season. For specific data such as spray irrigation, however, the numbers of trained data were too small, resulting in poor predictive accuracy. In this study, air temperature and relative humidity were appropriately predicted through optimization of MLP, but were limited to the experimental greenhouse. Therefore, it is necessary to collect more data from greenhouses at various places and modify the structure of neural network for generalization.