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생물계면활성제를 이용한 Phenanthrene의 생물학적 처리 (Enhanced Bioremediation of Phenanthrene Using Biosurfactant)

  • 신경희;김경웅
    • 자원환경지질
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    • 제36권5호
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    • pp.375-380
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    • 2003
  • 본 연구에서는 생물계면활성제와 비이온계 계면활성제 용액의 pH 변화가 phenanthrene의 용해도 증가에 미치는 영향을 수용액 시스템에서 조사하고자 하였으며, PAHs-분해균주가 phenanthrene을 분해할 경우 이러한 용해도의 변화가 분해균주의 활성과 전체 분해율에 주는 영향을 파악하고자 하였다. 생물계면활성제 rhamnolipid와 비이온계 합성계면활성제 tween 80의 phenanthrene에 대한 solubilization capacity를 조사하기 위한 회분식 실험의 결과 MSR (Molar Solubilization Ratio)은 각각 0.0425와 0.1449로 나타났으며, 생물계면활성제 첨가로 인한 phenanthrene olubilization 기작이 평형에 도달하기 위한 시간은 24시간 정도로 나타났다. 임계마이셀 농도의 약 4.3배에 해당하는 240ppm의 생물계면활성제를 첨가하였을 경우, 증류수만을 첨가하였을 경우 용해도보다 약 9배 이상 phenanthrene의 용해도가 증가하였다. 또한, 생물계면활성제의 pH 변화가 phenanthrene solubility에 주는 영향을 살펴본 결과, 가장 높은 용해도를 나타낸 pH는 240ppm과 2000ppm의 생물계면활성제를 첨가한 경우 모두 pH 범위 4.5-5.5로 나타났다. 이는 rhamnolipid의 친수성 부분의 음전하 세기가 pH에 따라 달라지는 현상에 기인한 것으로 보여진다. 생물계면 활성제가 존재하지 않는 조건에서, pH의 변화가 phenanthrene 분해균주인 CRE7의 생장률과 분해능에 주는 영향을 조사한 결과, 최대 비성장률은 pH 6에서 나타났지만, pH 5-7 범위에서 크게 변화하지 않았다. 이러한 비성장률의 차이가 분해능에 미치는 영향을 확인한 결과, 높은 비성장률은 결과적으로 높은 분해율을 나타내는 것으로 보여졌다. 생물계면활성제를 첨가한 경우, 생물계면활성제를 첨가하지 않은 실험결과에 비교해 볼 때, pH 4를 제외하고 전체적으로 비성장률이 증가한 경향을 보였으며, 전체 분해율도 증가하는 추세를 나타내었다. 생물계면활성제의 첨가로 인해 pH 5에서의 비성장률은 첨가하지 않았을 경우에 비해 약 1.5배 증가하였으며, 이는 생물계면활성제가 phenanthrene의 용해도를 pH 5에서 약 5배이상 증가시킨 것과 비교하여 볼 때, 그 증가폭이 적다고 할 수 있다. 이러한 결과는 생물계면활성제의 첨가로 인해 마이셀 구조안으로 용해되어진 phenanthrene 의 경우 분해균주의 접근이 용이하지 않아 분해되기 어렵다는 것을 말해주며, pH에 따라 나타나는 서로 다른 구조의 phenanthrene-rhamnolipid의 집합체는 생물학적 이용도 또한 달라질 수 있음을 의미한다.

포항분지 덮개암에 대한 지화학적 반응 실험 및 모델링 연구 (Geochemical Reactive Experimental and Modeling Studies on Caprock in the Pohang Basin)

  • 김선옥;왕수균;이민희
    • 자원환경지질
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    • 제49권5호
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    • pp.371-380
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    • 2016
  • 이 연구는 이산화탄소 지중저장 후보지의 하나로 알려진 포항분지 덮개암의 광물학적 및 암석학적 특성을 파악하고, 실험과 지화학 모델링을 이용하여 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 덮개암의 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하였다. 실험은 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온고압조건에서 덮개암 6 g과 염수 60 ml를 고압셀에 넣어 15일 동안 반응시켰다. 반응 후 덮개암과 염수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위해 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 또한 덮개암의 광물학적 연구 결과와 염수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 11.0.4)을 수행하였다. 덮개암의 광물학적 분석 결과, 석영, 사장석, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 운모, 황철석, 능철석, 방해석, 카올리나이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있었다. 덮개암과의 반응 후 염수의 이온 농도 분석 결과, 사장석, K-장석과 몬모릴로나이트 또는 운모와 같이 Mg를 포함하는 광물의 용해 반응에 의하여 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 이온들의 농도가 증가하였다. 100 년 동안 모델링한 결과, 사장석와 K-장석은 용해되고, 카올리나이트, 도소나이트, 베이덜라이트는 재결정화되어, 암석의 공극률 변화에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단되었다. 실험 및 모델링 결과는 이산화탄소를 지중저장하는 동안 덮개암과 초임계 이산화탄소와의 상호반응에 의해 염수의 pH, 광물의 용해도과 안정성 등에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.

유기수은의 신경독성에 대한 셀레늄의 보상작용 (Interaction of Sodium Selenite on Neurotoxicity Induced by Methylmercuric Chloride)

  • 박정수;이효민;정용;신동천;노재훈;문영한
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제25권1호
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    • pp.13-25
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    • 1992
  • This study was conducted to investigate the mechanism of protective effect by sodium selenite in methylmercuric chloride neurotoxicity, increasing intracellular $Ca^{2+}$concentration of the neuron. Methylmercuric chloride of 3mg/kg of body weight was administered simultaneously with sodium selenite of 5mg/kg and pretreatment of sodium selenite via intraperitoneal injection to rats. Also, effect of methylmercuric chloride($25{\mu}M,\;50{\mu}M,\;100{\mu}M$) and sodium selenite($200{\mu}M$) on free intrasynaptosomal $Ca^{2+}$ concentration were studied using the fluorescent $Ca^{2+}$ indicator fura -2 in vitro. After the treatment, at 6, 24, and 48 hours later, mercury in the cerebral cortex, liver and kidney tissues, succlnic dehydrogenase activities, adenosin-5'-triphosphate concentration, acetylcholinesterase activities, and intracellular $Ca^{2+}$ concentration in the cerebral cortex were determined in vivo. Cerebral synaptosomes of rats were incubated with methylmercuric chloride and sodium selenite in Hepes buffer for 10 minutes and free intrasynaptosomal $Ca^{2+}$ concentration were measured with fura-2 in vitro. The results were summarized as follows ; 1. The combined administration of $CH_3HgCl$ and $Na_2SeO_3$ and pretreatment of $Na_2SeO_3$ according to time significantly more increased in the cerebral cortex and decreased in the liver, kidney mercury concentrations compared to the administration of $CH_3HgCl$ only. 2. The combined administration of $CH_3HgCl$ and $Na_2SeO_3$ and pretreatment of $Na_2SeO_3$ increased more succinic dehydrogenase and acetylcholinesterase activities compared to the administration of $CH_3HgCl$ only. Particularly pretreatment of $Na_2SeO_3$ significantly more compared to the administration of $CH_3HgCl$ only. The concentration of adenosine-5'-triphosphate in $Na_2SeO_3$ treatment groups revealed a favourable effect compared to the administration of $CH_3HgCl$ only. 3. Intracellular $Ca^{2+}$ concentration in administration of $CH_3HgCl$ only was increased significantly more than control group in all test hours but was increased significantly more at 48 hours only after treatment in combined administration of $CH_3HgCl$ and $Na_2SeO_3$ and pretreatment of $Na_2SeO_3$ according to time interval more decreased significantly intracellular $Ca^{2+}$ concentration compared to the administration of $CH_3HgCl$ only. 4. Free intrasynaptosomal $Ca^{2+}$ concentration in the combined administration of $CH_3HgCl$ and $Na_2SeO_3$ was decreased ($24%{\sim}40%$) significantly more than the administration of $CH_3HgCl$ only. From the above results, the specific dosage of $Na_2SeO_3$ decreased increment of intracellular $Ca^{2+}$ concentration induced by administration of $CH_3HgCl$. These findings suggest the protective mechanism of $Na_2SeO_3$ on the neurotoxicity of $CH_3HgCl$.

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한우 노산암소에 대한 발정억제제 및 항산화제의 급여가 증체와 도체성적에 미치는 영향 (Effects of Melengesterol Acetate, Selenium and Vitamin E Supplemental Feeding on Growth, Carcass and Longissimus Dorsi Muscle Traits in Hanwoo Cull Cows)

  • 정준;이성수;박노형;성낙일;장윤호;최성호;송만강;서형기;이명일
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권2호
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    • pp.255-268
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    • 2006
  • 한우 암소에 있어서 번식기간을 연장하고 효율성 있는 암소 사양관리를 위하여 실시된 본 연구는 한우 노산암소의 단기비육을 돕는 첨가제로서 Vit. E, Se 및 MGA를 첨가 급여하여 암소의 발육성적을 검토하고, 도살 후 도체품질의 변화 및 도체의 특성을 규명하고자 평균산차 6.5산의 노산암소 24두를 대상으로 실시하였다. 본 연구에서 240일간의 증체성적은 투여구의 일당 증체량이 23.4% 증가하였고, 사료요구율도 대조구의 19.5에 비하여 투여구에서 16.3으로 개선되었다(P<0.05). 비육종료 후의 도체성적에서 육량은 투여구의 배최장근 단면적이 증가하고 등지방 두께가 감소하여 육량지수가 대조구의 63.95에 비하여 투여구에서 66.60으로 증가하였다(P<0.05). 도체의 육질에서 근내지방도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 육색도 대조구보다 투여구에서 개선되었다(P<0.05). 등심조직 중의 육색과 일반화학성분, 물리적 특성 및 근섬유 특성은 처리구간의 차이가 없었으나, 체내 항산화 역할과 면역기능 향상에 영향하는 셀레늄 침착량은 유의하게 증가하였고(P<0.05), α-Tocoperol의 함량은 증가하는 경향을 나타내어 육색 안전성에 기여하였음을 시사하였다. 등심조직에 대한 산패도 측정을 위한 TBARS의 농도는 도살 직후부터 2주차의 시험과정동안 유의한 저장성 개선효과가 나타나(P<0.05) 14일째에는 대조구와 투여구가 각각 3.99 및 1.35mg/kg 이었다. 등심조직에 대한 지방산의 조성에서 대조구와 처리구간의 포화지방산, 단일 및 다중 불포화 지방산의 함량의 차이는 인정되지 않았으나 C18:1을 비롯한 불포화 지방산의 함량이 투여구에서 전반적으로 증가하는 현상을 나타내었다. 따라서 노산암소를 단기비육할 때 발정 억제제와 항산화제를 급여하면 증체량 및 육질 개선의 효과가 있는 것으로 사료된다.

초임계 이산화탄소를 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화 (The pH Reduction of the Recycled Aggregate Originated from the Waste Concrete by the scCO2 Treatment)

  • 정철우;이민희;김선옥;김지현
    • 자원환경지질
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    • 제50권4호
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    • pp.257-266
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    • 2017
  • 본 연구에서는 초임계 $CO_2$($scCO_2$)를 이용하여 폐콘크리트 순환골재와 반응한 용출수의 pH를 9.8 이하로 유지시켜(중성화) 재활용할 수 있는 기술을 개발하기 위한 실내 배치실험을 수행하였다. 실험재료로는 건설폐기물중간처리업체에서 제공받은 세 종류의 순환골재를 사용하였으며, 각 종류별로 골재 입자크기 별로 선별하여 총 7개의 시료를 사용하였다. 먼저 $scCO_2$-물-순환골재 반응에 의해 순환골재의 pH가 지속적으로 낮게 유지되는지를 확인하는 반응실험을 수행하였다. 스테인레스강철로 만들어진 고압셀(150 mL 용량)에 테플론 비이커를 고정시킨 후, 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼한한 후 고압용 오븐과 고압시린지 펌프 및 압력조절 장치를 이용하여 10 MPa(100 bar), $50^{\circ}C$ 조건에서 50일간 반응시켰다. 반응시간(1, 5, 10, 15, 30, 50일)에 따른 증류수의 pH, 용존 양이온과 음이온 농도를 측정하였다. $scCO_2$ 반응에 의한 순환골재의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위하여 반응 전/후 XRD, SEM-EDS 등의 분석을 실시하였다. 마지막으로 $scCO_2$ 반응 후 순환골재의 용출수 pH 변화를 용출실험을 통하여 규명하였다. $scCO_2$-물-순환골재 반응 결과, 반응 전 순환골재의 pH는 평균 12보다 높은 값을 나타내었으나, $scCO_2$와 반응한 지 1시간 경과 후 증류수의 pH는 7이하로 낮아졌고 반응 50일 까지 pH가 8 이하로 안정되게 유지되었다. 순환골재 종류와 관계없이 $scCO_2$와의 용해 반응에 의해 수용액 내 $Ca^{2+}$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$ 이온들의 농도가 증가하였으며, $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, SEM-EDS 분석 결과, 다량의 방해석과 일부 무정형의 규산염과 수산화물이 침전되었다. $scCO_2$로 처리하지 않은 순환골재의 용출수 pH는 용출 시간에 관계없이 12-13을 유지하였으나, $scCO_2$로 50일 처리한 경우와 1일 처리한 순환골재의 경우 모두, 입자크기와 관계없이 용출수의 pH가 9이하를 유지하여 건설현장에서 순환골재의 재활용이 가능할 것으로 판단되었다.

초임계이산화탄소-물-골재 반응을 이용한 폐모르타르와 순환골재의 중성화 처리 (The Neutralization Treatment of Waste Mortar and Recycled Aggregate by Using the scCO2-Water-Aggregate Reaction)

  • 김태형;이진균;정철우;김지현;이민희;김선옥
    • 자원환경지질
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    • 제51권4호
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    • pp.359-370
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    • 2018
  • 기존 연구에서 초임계$CO_2$($scCO_2$)-물-순활골재 반응을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화(pH 저감) 처리에서 가장 문제시되었던 오랜 처리시간의 한계(최대 50일)를 최소 3시간까지 단축하는 배치실험과 칼럼실험을 수행하였다. 모르타르(골재를 포함하지 않은 시멘트+모래 혼합체)와 모르타르에 골재를 포함하는 2 종류의 순환골재를 실험에 사용하였다. 입자 크기별로 분류한 세 종류의 폐모르타르 시료에 대하여 $scCO_2$-물-폐모르타르 반응 시간을 1시간부터 24시간까지 다하게 설정하여 반응시킨 후, 폐모르타르의 pH가 지속적으로 9.8 이하로 낮게 유지되는 최소 반응시간을 결정하는 용출 배치실험을 실시하였다. 실제 현장에서 다량의 순환골재를 중성화 처리하는 경우 비평형상태에서 용출이 발생하는데, 이러한 kinetic 효과를 고려한 순환골재의 실제 pH 저감 효율을 측정하고자 대형 칼럼 연속 용출 실험을 실시하였다. 배치실험의 경우, 고압셀 내부에서 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼합한 후 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 1시간 ~ 24시간 동안 반응시켜 중성화 처리하였다. 처리 후 건조시킨 폐모르타르 시료 10 g + 증류수 50 ml의 비율(1:5 비율)로 혼합하여 10분 동안 150 rpm으로 교반한 후 정치시키고, 총 15일 동안 용출시간 별로 용출수의 pH를 측정하였다. 중성화 처리 후 순환골재의 광물학적 변화를 확인하기 위하여 처리 전/후 XRD, TG/DTA 등의 분석을 실시하였다. 대형 칼럼(직경 16 cm, 높이 1 m) 용출실험을 위해 순환골재 2 종류를 대상으로 3시간 동안 중성화 처리한 순환골재와 처리하지 않은 순환골재로 칼럼을 충진한 후, 증류수를 칼럼 상부에 설치된 스프링클러를 통하여 일정하게 총 220 L를 주입하였다. 칼럼에 충진된 순환골재를 통과하여 하부로부터 유출되는 유출수의 pH와 $Ca^{2+}$ 농도를 시간별로 측정하였다. 배치실험 결과 폐모르타르 시료(직경 10 ~ 13 mm)의 경우 3시간의 중성화 처리에 의해 용출액의 pH가 법적 허용기준인 9.8이하를 유지하는 것으로 나타났다. $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, TG/DTA 분석 결과, 중성화 처리에 의해 시멘트 모르타르의 주성분인 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$) 성분이 감소한 반면 방해석($CaCO_3$)이 2차 광물로 생성됨을 알 수 있었다. 칼럼 실험 결과 중성화 처리한 순환골재의 용출수는 kinetic 효과를 고려한 경우에도 굵은골재와 잔골재 모두 용출수의 pH가 9.8 이하로 유지되어, $scCO_2$를 이용한 순환골재의 3시간 중성화 처리에 의해 건설현장에서 재활용이 가능한 것으로 밝혀졌다.

수온과 개체크기에 따른 양식산 미더덕, 흰멍게, 진주담치의 여수율 (Filtering Rate with Effect of Water Temperature and Size of Two Farming Ascidians Styela clava and S. plicata, and a Farming Mussel Mytilus edulis)

  • 김용술;문태석
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.272-277
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    • 1998
  • 근년에 내만성 굴양식장의 생산성이 저하함에 따라 대체종으로 미더덕과 횐멍게가 주목되면서 이 종들의 생태적 지위가 기존의 양식굴과 상충되는지 여부를 알아보기 위한 일련의 조사계획의 하나로서 여수율을 조사하였으며, 조사결과와 Kim (1995)의 양식굴의 여수율 ($\ast$)을 비교 검토하였다. 1. 폐쇄계에서 해수수온 $10^{\circ}C,\;15^{\circ}C,\;20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;29^{\circ}C$일때 시간에 따른 현탁색소의 제거율을 측정하고, Kim (1995)의 계산식을 사용하여 여수율을 계산하였다. 현탁색소는 neutral red를 사용하였으며, 22mm 흡수셀을 사용하여 440nm에서 초기흡광도 $0.25\~0.30$을 나타내는 농도를 사용하였다. 2. 여수율은 한시간동안 실험생물 1개체가 여수하는 양을 그 개체의 건조중량으로 나누어서 단위시간당 단위건조육중량당 여수량 (${\ell}/gDW/hr$)으로 산출하고, 이것이 개체 건조육중량과 수온에 의하여 받는 영향을 회귀경향식으로 해석하여, 종별 개체여수율 ($F,\;{\ell}/hr/animal$) 모형으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 4. 종별로 수확시의 수온과 개체 평균중량 자료를 사용하여 연승 1대 (100m)당 집단 여수율을 계산한 결과는 다음과 같았다.

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화훼류(花卉類)에 대한 Erwinia carotovora subsp. carotovora, Pseudomonas marginalis pv. marginalis, Pseudomonas viridiflava의 병원성(病原性) (Pathogenicity of Erwinia carotovora subsp. carotovora, Pseudomonas marginalis pv. marginalis and Pseudomonas viridiflava to Flowering Plants in Korea)

  • 최재을;안병규;한광섭;김한용
    • 농업과학연구
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    • 제17권1호
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    • pp.9-17
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    • 1990
  • 화훼류(花卉類)에 대한 Erwinia carotovora subsp. carotovora, Pseudomonas viridiflava와 Pseudomonas marginalis pv. marginalis 세 균주(菌株)의 기주범위(寄主範圍)를 알기 위하여 국내(國內) 주요화훼류(主要化卉類) 35종류(種類)에 자침접종(刺針接種)과 분무접종(噴霧接種)한 결과(結果) 다음과 같은 식물(植物)에 병원성(病源性)이 있었다. 1. E. c. subsp. carotovora(자침접종(刺針接種)) : 국화과(菊花科)의 국화(菊花), 아게라텀, 과꽃, 백일홍, 다알리아, 금잔화, 코스모스, 루드베키아, 석죽과(科)의 카네이션, 안개초, 협죽도과(科)의 빈차, 비릅과(科)의 색비름, 천일홍, 현삼과(科)의 금어초, 마편초과(科)의 버어베나, 한련과(科)의 한련화, 광대나물과(科)의 셀비어, 추해당과(科)의 베고니아, 붓꽃科(과)의 글라디올러스, 아이리스, 칸나과(科)의 칸나, 앵초과(科)의 시클라벤, 수선과(科)의 군자란, 십자화과(科)의 꽃양배추. (분무접종(噴霧接種)) : 석죽과(科)의 카네이션, 협죽도과(科)의 빈카, 비름과(科)의 색비름, 현삼과(科)의 금어초, 한련과(科)의 한련화, 붓꽃과(科)의 글라디올러스, 칸나과(科)의 칸나, 앵초과(科)의 시클라벤. 2. P. viridiflava(자침접종(刺針接種)) : 국화과(菊花科)의 국화(菊花), 아게라텀, 과꽃, 금잔화, 코스모스, 루드베 키아, 석죽과(科)의 카네이션, 안개초, 협죽도과(科)의 빈카, 비름과(科)의 맨드라미, 현삼과(科)의 금어초, 한련과(科)의 한련화, 가지과(科)의 페츄니어, 추해당과(科)의 베고니아, 붓꽃과(科)의 글라디올러스, 칸나과(科)의 칸나, 앵초과(科)의 시클라멘, 수선과(科)의 군자란, 십자화과(科)의 꽃양배추. (분무접종(噴霧接種)) : 한련과(科)의 한련화, 붓꽃과(科)의 글라디올러스, 칸나과(科)의 칸나, 앵초과(科)의 시클라멘. 3. P. m. pv. marginalis(자침접종(刺針接種)) : 국화과(菊花科)의 매리골드, 아게라텀, 백일홍, 금잔화, 코스모스, 석죽과(科)의 패랭이꽃, 안개초, 카네이션, 비름과(科)의 색비름, 밴드라미, 현삼과(科)의 금어초, 마편초과(科)의 버어베나, 협죽도과(科)의 빈카, 한련과(科)의 한련화, 가지과(科)의 페츄니어, 추해당과(科)의 베고니아, 붓꽃과(科)의 글 라디올러스, 아이리스, 칸나과(科)의 칸나, 앵초과(科)의 시클라벤, 수선과(科)의 군자란, 십자화과(科)의 꽃양배추. (분무접종(噴霧接種)) : 한련과(科)의 한련화, 붓꽃과(科)의 글라디올러스, 칸나과(科)의 칸나, 앵초과(科)의 시클라멘.

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음이온 치환을 이용한 Li1-xFeO2-yFy-LixMnO2 (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, 0≤y≤0.15) 양극 활물질의 합성 및 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Properties of Li1-xFeO2-yFy-LixMnO2 (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, 0≤y≤0.15)) Cathode Materials by Anion Substitution)

  • 허정배;박금재;이윤성
    • 전기화학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.239-244
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    • 2007
  • 산소자리에 치환된 불소가 $Li_{1-x}FeO_2Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8) 양극 활물질에 미치는 영향을 고찰하기 위해 다양한 양의 불소를 치환시킨 $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.05{\le}y{\le}0.15$) 양극 활물질을 고상법을 이용하여 합성하였다. 불소 미치환 시료 및 치환양이 0.05와 0.1의 시료의 경우, $1-1.5\;{\mu}m$ 크기의 막대 형상 분말 형태에 50-100 nm정도의 작은 구형 입자들이 주위에 분포되어 있는 형태이었다. 반면, 불소 치환양이 0.15인 시료의 경우, 그 모양이 구형으로 변화되어지며 입자가 급격하게 성장하였다. 합성된 시료를 이용하여 제작된 셀들의 충 방전 수행 결과, $Li/Li_{1-x}FeO_{1.9}F_{0.1}-Li_xMnO_2$ 셀이 163 mAh/g의 가장 높은 초기용량을 보였으며 50 싸이클 후에도 95%의 높은 가역 특성을 보였다. 특히, 활물질내의 불소 치환양이 증가할수록 초기 방전용량도 같이 증가하였으나, 불소이온의 치환양이 일정량을 (y>0.1) 넘는 경우에는 산소 자리에 불소이온이 완전하게 치환되지 못하고 불순물로 존재함으로써 전지의 가역특성을 현저하게 저하시키는 요인으로 작용함을 확인하였다.

탄성파를 이용한 모래-실트 혼합토의 동결-융해 특성 (Characteristics of Sand-Silt Mixtures during Freezing-Thawing by using Elastic Waves)

  • 강민구;김상엽;홍승서;김영석;이종섭
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.47-56
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    • 2014
  • 겨울철의 낮은 기온으로 인하여 지반 내부의 간극수는 동결과 융해를 반복한다. 지반에 이러한 동결-융해작용이 반복되면 흙의 입자구조 변형이 발생하며 이는 지중 기반시설에 손상을 가져올 수 있다. 본 연구는 흙의 동결-융해 과정에서의 탄성파 속도변화를 통하여 흙의 강성 변화 양상을 알아보기 위하여 수행되었다. 40 %, 60 %, 80 %의 3가지 모래-실트의 무게비를 가진 모래-실트 혼합토를 포화도 40 %, 상대밀도 70 %로 동일하게 조성하였다. 각 시료를 동결-융해를 위해 제작된 사각형 형태의 셀에 다짐법으로 조성하였다. 탄성파를 측정하기 위하여 한 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 시료 양편에 설치하였으며, 시료의 온도 변화 양상을 관찰하기 위하여 탄성파 트랜스듀서와 같은 깊이의 중앙부에 열전대를 설치였다. 조성한 시료에 대하여 시료를 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 동결시킨 후 $-20^{\circ}C$를 18시간 동안 유지하였으며, 다시 실험실 상온($20^{\circ}C$)까지 온도를 서서히 올려 융해시켰다. 이 과정에서 온도, 전단파, 그리고 압축파를 측정하였다. 연구결과, 융해 이후의 탄성파 속도는 같은 온도의 동결 이전보다 감소하였다. 이때 전단파의 속도가 압축파의 속도보다 더 큰 비율로 감소하는 모습을 보였다. 실트의 함량이 40 %에서 80 %까지 증가함에 따라 탄성파의 속도는 증가하는 양상을 보였다. 본 연구를 통해 동결-융해가 불포화토의 입자구조를 느슨하게 만들며, 그 영향은 압축파에 비해 전단파 속도의 변화에서 잘 나타남을 알 수 있었다.