탄소섬유/에폭시 복합재의 기공함유율을 정량적으로 평가하기 위한 절차를 제시하였다. 고려한 복합재는 두 종류이며 오토클레이브 공법과 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하였다. 탄소섬유/에폭시 복합재의 기공함유율은 공기 중에서와 물 속에서의 무게에서 구한 복합재의 밀도와 구성재의 밀도, 그리고 산처리법과 고온연소법을 적용하여 구한 무게함유율과 부피함유율을 이용하여 평가하였다. 또한 FE-SEM을 통해 탄소섬유 표면을 관찰하여 복합재 내의 수지 제거 여부도 조사하였다. 연구결과에 따르면 복합재 내의 수지는 산처리법이나 고온연소법을 적용하면 충분히 제거할 수 있으며 구성재의 무게함유율과 부피함유율 그리고 복합재의 기공함유율은 본 연구에서 제시된 절차를 적용하면 정량적으로 평가할 수 있다.
디클로로아세트산의 처리 여부에 따른 무수말레산-그래프트 EPDM (MAH-g-EPDM) 원재료(시험편-R)와 압축 시험편(시험편-C)의 팽윤 거동을 조사하였다. 시험편의 구조적 특징은 핵자기공명분광법(NMR)과 감쇠전반사-후리에변환 적외선분광법(ATR-FTIR)으로 분석하였다. 디클로로아세트산으로 처리하지 않았을 때, 시험편-R의 팽윤비가 시험편-C의 팽윤비보다 2배 정도 컸으며 팽윤과 건조 과정을 반복하여도 팽윤비의 변화는 거의 없었다. 디클로로아세트산으로 처리하였을 때는 1차 팽윤비는 증가하였으나 건조 후 2차 팽윤비는 감소하였다. 시험편-C의 경우, 디클로로아세트산으로 처리하지 않았을 때의 팽윤비와 디클로로아세트산으로 처리한 시험편의 2차 팽윤비는 거의 유사하였다. 하지만, 시험편-R의 경우, 디클로로아세트산으로 처리한 시험편의 2차 팽윤비는 디클로로아세트산으로 처리하지 않았을 때의 팽윤비보다 크게 작았다. 디클로로아세트산으로 처리하였을 때 나타난 팽윤비 변화는 기존 가교점의 분해와 새로운 가교점의 형성으로 설명하였다.
한국산 미나리아재비속 미나리아재비(Acris Schur)절에 속하는 미나리아재비(Ranunculus japonicus)와 근연종인 산미나리아재비(R. acris var. nipponicus) 및 바위미나리아재비(R. crucilobus)의 실체와 분류학적 한계를 파악하기위해 속, 종간 규명에 많이 이용하고 있는 핵리보좀(ribosomal) DNA의 internal transcribed spacer 구간의 염기서열을 분석하였다. 본 연구는 6개의 군외군을 포함하여 총 18개의 DNA 재료(accessions)의 정열된 염기서열들을 바탕으로 bootsrap을 포함한 maximum parsimony와 maximum likelihood 분석법에 의한 계통수로 평가하였다. 연구 결과 Acris절에 속하는 미나리아재비, 산미나리아재비 및 바위미나리아재비는 단계통군으로 나타났으며 특히 미나리아재비(R. japonicus)와 산미나리아재비(R. acris var. nipponicus)는 같은 분계조를 형성하였다. 이와 달리 바위미나리아재비는 미나리아재비와 산미나리아재비에서 분지된 결과를 보여, 한라산 해발 1500m이상의 높은 지역에 분포하는 바위미나리아재비는 미나리아재비의 아종(R. japonicus Thunb. subsp. chrysotrichus (Nakai) Y. N. Lee, comb. nud.)으로 처리하기보다는, 독립된 고유종인 R. crucilobus H. L$\acute{e}$v.으로의 처리를 지지하였다.
자료의 보존에 있어서 종이의 열화로 인해 자료의 분석, 열화메커니즘의 해석, 종이의 보존이란 측면 하에서의 관심이 서서히 집중되고 있는 실정이며, 그 중요성도 크게 대두되고 있는 실정이다. 산성지를 중성화하는 화학적시스템, 즉, 탈산성화처리는 알카리계금속(Ca, Mg, Zn, Na)과 유기용매, 수용성용매를 이용하여 이들 약품을 종이내에 침투시켜 중성화(pH 6-8) 함으로써 종이의 주성분인 cellulose를 보다 안정화시키는 방법으로 산을 중화하여 보존성을 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 탈산처리란 화학적으로 종이속에 생기는 산 또는 산을 발생하는 물질을 알칼리물질로 중화하는 것이다. 또한 중화후 알칼리 물질이 종이에 잔류하면 장래에 내부적으로 발생하는 산이나 외부(대기중의 오염물질 등) 로부터 침입하는 산도 중화하여 보존성을 향상시킬 수가 있다. 따라서, 본 연구는 산성초지법에 의해 제조된 용지들의 열화특성과 알카리 토금속을 처리한 후에 알카리도를 상승시킨 용지의 열화특성을 물리·화학적 변화를 통하여 종이의 보존성을 비교 검토·규명함으로써 문(도)서의 보존체계를 마련하고자 하며, 보존과 관련된 기초자료를 얻고자 실시하였다.
타이태늄은 뛰어난 생체적합성과 적절한 물리적 성질을 바탕으로 치과 및 정형외과 영역의 매식재로 널리사용되어져 왔으며, 골과 매식재 사이의 골 융합 정도를 증가시킬 목적으로 물리, 화학적인 방법을 이용한 타이태늄의 표면처리에 관한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 최근에는 부착단백질 또는 성장인자를 이용한 생체재료의 표면개질을 통하여 조직적합성 및 치유 능의 개선을 위한 시도들이 있어왔다. Fibronectin(FN)은 주요 세포외기질중의 하나로 생체 내 널리 분포하여 세포의 부착, 이동 및 증식에 관여하는 거대 당단백으로, RGD및 PHSRN 펩타이드 서열이 세포의 인테그린과 결합하여 세포의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 FN으로 처리된 타이태늄이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 미치는 영향과 이에 따른 석회화 정도에 미치는 영향을 관찰하여 부착분자를 이용한 타이태늄 표면개질의 효과를 규명하고자 하였다. 상업용 순수 타이태늄을 gold thiol법을 이용하여 표면처리 후, 혈장 FN(plasma FN, pFN)과 유전자재조합법을 이용하여 얻은 FN조각(FN type III 7-10, FNIII 7-10)을 피복한 시편을 실험군으로, 아무런 처리를 하지 않은것(smooth surface, SS)과 산 부식(Sandblasted and acid etched, SLA)처리된것을 대조군으로 이용하였다. 배양된 조골세포주(MC3T3-E1)를 사용하여 타이태늄 표면 처리에 따른 세포의 증식, 형태변화, 알칼리성 인산분해효소(ALPase) 생산 및 세포면역형광법을 이용한 분화정도를 시간 경과에 따라 관찰하였다. 조골세포증식의 경우 FNIII 7-10 처리군에서 pFN 처리군 및 대조군에 비해 시간경과에 따라 유의성있는 세포수의 증식이 관찰되었으며(p<0.05), ALPase 생성의 경우에도 FNIII 7-10 처리 군에서 아무 처리도 하지 않은 군에 비해 유의성 있게 높은 효소의 생성이 관찰되었다(p<0.05). 주사전자현미경을 이용한 세포의 형태관찰결과 아무 처리도 하지 않은 군에서는 마름모형태를 나타내었으며, 산 부식 처리된 군에서는 세포가 가시모양의 형태를 보인 반면 FN으로 처리된 두 군에서는 세포의 부착 및 펴짐이 매우 발달되어 있는 모습이 관찰되었다. 세포의 분화정도를 관찰하기 위하여 국소부착키나제(focal adhesion kinase, FAK), 및 actin stress fiber의 분포양상을 세포면역형광법을 이용하여 관찰한 결과 FN으로 표면처리된 두 군에서 아무런 처리도 하지않은 군 및 산 부식처리 한 군에 비해 프라크의 발현이 높게 나타났으며 잘 발달된 actin stress fiber의 소견을 나타내었다. 이 실험의 결과들은 gold thiol 법을 이용한 표면처리 후 FN부착을 통한 타이태늄의 표면개질이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 중요한 역할을 담당하여 석회화 정도를 촉진시키는 것을 보여주었으며, 이런 결과들은 더 짧은 FN조각을 이용한 다른 생체재료의 표면개질에 폭 넓게 응용할 수 있으리라 생각된다.
본 논문에서는 역청탄인 Glencore 탄을 염산과 질산수용액을 이용하여 산 처리하고 원탄과 산 처리 된 석탄의 물리, 화학적 비교분석과 직접탄소 이용 연료전지(Direct Carbon Fuel Cell, DCFC)의 성능 비교 분석을 수행하였다. 석탄의 물성들을 분석하기 위해 열중량 분석과 가스 흡착법, X선 광전자 분광법을 수행하였다. 열중량 분석을 통해 연료의 열적 반응성이 증가하였음을 알 수 있었고, 가스 흡착법 결과로 기공의 평균지름은 변화가 없었지만 표면적은 감소함을 알 수 있었다. X선 광전자 분광법에서는 $HNO_3$ 처리의 경우 가장 높은 산소/탄소 비율을 보였고, 이를 통해 다양한 표면 산소작용기가 증가한 것을 확인하였다. 연료의 표면 물성과 전기화학 성능을 비교한 결과, 표면의 산소 성분의 변화가 DCFC의 성능 향상에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.
발효 아미노산을 분리하는 기존의 공정인 이온교환법에서 폐액 및 폐수처리에 따른 문제점을 해결하기 위한 새로운 분리공정으로 탈염 전기투석과 Water-splitting Electrodiaysis를 이용한 발효 아미노산의 분리 가능성 및 다양한 cell configuration과 막에 대한 성능 실험을 실시하였다. 실험결과 전기투석에 의해 경도물질을 제거한 후 양이온교환막과 bipolar 막으로 구성된 2-compartment WSED로 효과적으로 발효액에서 아미노산을 분리 할 수 있었으나 1가 양이온에 선택성을 지닌 양이온교환막으로는 아미노산의 분리가 어려움을 알 수 있었다.
국내 연안산 우뭇가사리로부터 한천의 수율, 추출조건 그리고 이화학적 특성을 조사하였으며, 한천을 여러 가지 방법으로 정제하고 정제한 한천의 수율, 황산기, 회분 그리고 무기질 함량을 측정하였다. 우뭇가사리로부터 한천을 제조 할 때에는 $120^{\circ}C$에서 $2\~3$시간 추출하는 것이 좋았다. 여러지역에서 채취한 우뭇가사리로부터 추출한 한천의 수율은 $31.6\~46.8\%$로 산지에 따른 수율의 차이가 매우컸고, 울릉도산 및 제주도산 우뭇가사리의 수율이 $46.8\%$ 및 $43.6\%$로 좋았다. 겔강도는 $496\~887g/cm^2$로 산지에 따른 차가 매우컸고, 동해안의 대변 및 일광산 우뭇가사리에서 추출한 한천의 겔강도가 887 및 $854g/cm^2$로 매우 강하였다. 추출한 한천중의 회분함량은 $2.63\~2.92\%$였고, 황산기의 함량은 $1.38\~1.78\%$였다. 염산으로 전처리하여 추출하면 전처리하지 않은 시료에 비하여 오히려 수율이 감소되었고, 겔강도도 처리시간이 길어질수록 비례하여 감소하였다. 증류수로 한천을 수세한 후에 아세톤으로 탈수하면 황산기 및 회분함량이 감소될 뿐만아니라 겔강도도 618에서 $895g/cm^2$로 증가되었다. EDTA처리법은 한천을 용해시키지 않고 간단하게 처리하여 황산기 및 회분함량을 감소시킬 수 있었다. 키토산 처리에 의한 정제법은 황산기와 회분의 제거효과가 가장 좋았다. PEG처리에 의한 한천 정제법은 황산기와 회분의 제거 효과는 상당히 좋았으나, 수율이 $55.6\%$로 매우 낮았다. CPC처리에 의한 정제 한천은 황산기와 회분의 함량이 감소하였고, 겔강도가 618에서 $1180g/cm^2$으로 가장 많이 증가하였다. 에탄올, 아세톤 그리고 프로판을 침전법으로 정제한 한천은 황산기와 회분함량이 감소하고 겔강도는 증가되었으며, 아세톤에 의한 정제 효과가 가장 좋았다. 우뭇가사리에서 추출한 한천에는 나트륨, 칼슘, 마그네슘 그리고 칼륨이 다량 함유되어 있었으며, 인, 철, 알루미늄, 아연 그리고 납은 100ppm이하로 미량이었다. 나트륨을 제거하는데는 CPC처리, 칼슘의 제거는 EDTA처리, 칼륨, 인, 철 그리고 아연의 제거는 키토산 처리시에 가장 효과가 좋았다.
근적외 분광분석법으로 사과의 유리산 함량을 비파괴적으로 측정함에 있어서 사과 착즙액의 갈변에 의한 영향은 있었으나 실활처리 및 적정 알칼리액 농도는 측정 정확도에 영향을 주지 않았다. 수확기 사과의 유리산 함량은 수확 시기를 달리한 시료로 작성한 검량식을 사용하여 측정하였는데 중회귀분석 결과, 중상관계수(R)는 0.77이었고 측정오차(SEP)는 0.03%이었다. 저장 중인 사과의 유리산 함량은 저장하여 유리산 함량폭이 넓은 시료로 작성한 검량식을 사용하여 측정하였으며 그 결과 R은 0.90, SEP는 약 0.04%이었다. 근적외 분광분석법을 응용하여 사과 중의 유리산 함량을 정확히 정량하기는 다소 미흡하나 높은 산 함량치와 낮은 산 함량치를 가지는 사과로 분류하는 것은 가능한 것으로 판단되었다.
세 가지의 다른 산처리를 한 단일 탄소섬유로 함침된 CNT-에폭시 나노복합재료는 전기-미세역학적 기술과 젖음성 시험법을 사용하여 분산과 자체-감지능을 조사하였다. 자체-감지능은 접촉저항의 노이즈가 산 처리되지 않은 CNT보다, 산 처리된 단일 탄소섬유 CNT-에폭시 나노복합재료가 다소 더 크게 나타났다. 반면에, 겉보기 강성도는 산 처리를 한 경우가 응력전달이 더 잘되어, 산처리 하지 않은 경우보다 더 컸다. 탄소섬유와 CNT-에폭시간의 계면전단강도는 CNT 첨가로 인하여 점도가 증가하기 때문에 탄소섬유와 순수 에폭시간의 경우보다 낮게 나타났다. CNT-에폭시 나노복합재료는 순수 에폭시보다 더 큰 소수성을 보여 주었다. 열역학적인 접착일은 계면전단강도와 대략 비례적인 관계를 보여주지만, 겉보기 강성도는 접착일과는 반비례를 나타내었다. 요구되는 물성에 따라서, 최대조건 대신에 최적의 산처리 조건이 필요로 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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