본 연구에서는 리튬이온배터리용 고용량 음극활물질인 실리콘의 부피팽창을 완화하고 사이클 안정성을 향상시키기 위해 SiOx@C 복합소재를 제조하였다. Stӧber 법을 통해 입자 크기가 각각 100, 200, 500 nm인 SiO2를 합성하였고, 마그네슘 열환원을 통해 SiOx (0≤x≤2)를 제조하였다. 그 후 SiOx에 PVC를 탄화시켜 SiOx와 C의 비율에 따라 SiOx@C 음극활물질을 합성하였다. 제조된 SiOx와 SiOx@C 음극활물질의 물리적 특성은 XRD, SEM, TGA, 라만분광법, XPS, BET를 사용해 분석하였다. 그리고 사이클 테스트, 율속특성, CV, EIS 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 입자 크기가 가장 작은 100 nm SiOx에 SiOx:C=70:30으로 탄소를 코팅하여 제조된 SiOx@C-7030은 100 사이클에서 1055 mAh/g의 방전용량과 81.9%의 용량을 유지하여 가장 우수한 전기화학적 특성을 보여주었다. 이는 SiOx 음극활물질 입자의 크기를 줄이고, 탄소를 코팅하여 사이클 안정성을 향상시킬 수 있다는 것을 의미한다.
Amyloid ${\beta}$-단백질($A{\beta}$)은 알츠하이머 질병의 특징인 노인성 반점의 주요 성분이며 in vivo와 in vitro에서 신경세포를 대상으로 독성효과를 유발한다. 항산화물질과 프로테오글리칸을 포함한 많은 환경인자들에는 $A{\beta}$의 독성을 완화하는 물질들이 존재한다. 특히, 천연물질들 중에서 자신은 독성이 없으며, 알츠하이머 환자에게 치료효능을 나타내는 천연화합물들을 순수 분리하는 것은 매우 가치가 있다. 본 연구에서는 소엽맥문동의 메탄올 추출물로부터 에틸아세테이트 유기용매로 분획한 물질(OJEA)을 대상으로 in vitro상에서 신경세포독성 제어효능을 탐색하였다. 본 실험을 위해 PC12 세포주에 $A{\beta}_{25-35}$로 유발한 독성에 대한 OJEA 분획물의 억제효능을 MTT 환원법 분석으로 측정하였으며, ${\beta}$-secretase 활성에 대한 OJEA 분획물의 억제효능을 세포기반 ${\beta}$-secretase assay system으로 측정하였다. 또한 PC12 세포에서 $A{\beta}_{25-35}$에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 OJEA 분획물의 억제효과를 지질과산화 분석법으로 수행하였다. 본 연구의 결과는 OJEA 분획물이 PC12 세포에서 $A{\beta}_{25-35}$에 의해 유도된 세포독성을 강하게 예방 또는 억제하는 효과가 있음을 확인하였으며, 또한 ${\beta}$-secretase의 활성을 억제함으로써 $A{\beta}$의 생성을 완화하는 효과를 예상할 수 있었다. OJEA 분획물은 또한 PC12 세포에서 $A{\beta}_{25-35}$에의 노출에 의하여 유도되는 malondialdehyde (MDA)의 생성을 강하게 억제하였다. 결론적으로, 본 연구의 결과에 의하면 OJEA 분획물에는 $A{\beta}$ 독성에 대한 신경세포의 보호효능을 함유하는 생리활성물질이 함유되어 있음을 제시한다.
본 연구의 목적은 열안정성을 향상시키는 첨가제 (열안정제)를 이용하여 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP, $C_{10}H_{16}$)의 열안정성을 향상시키는 것이다. 실험 중 실시간으로 추출한 시료를 gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용해 성분 분석하여 첨가제 성능-exo-THDCP의 열분해성-을 확인하고, 반응시간에 따른 exo-THDCP의 분해생성물의 성분 및 조성 변화를 통해 첨가제의 작용 메커니즘을 규명하였다. 열안정제로써 수소공여체를 사용하여 실험한 결과 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (THQ), benzyl alcohol (BnOH) 등을 첨가하였을 때 exo-THDCP의 열안정성이 향상되었다. 이러한 수소공여체 물질들은 개시반응이 진행된 exo-THDCP 라디칼에 수소원자(hydrogen radical)를 제공함으로 라디칼의 반응성을 완화시켜 1차 생성물의 활성을 감소시키어 2차생성물질인 $C_{11}$이상 생성물의 발생을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
천식과 관련하여 산화스트레스 (Oxidant stress)는 그 발병요인 중의 하나로 알려져 있다. 이에 본 연구는 농산물과 한약재를 이용하여 항산화 물질을 찾고자 하였으며, 시간과 비용의 단축을 위하여 HTS인 throughput screening)을 이용을 하였다. 항산화 실험과 관련하여서 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), FRAP(ferric ion reducing antioxidant power), HO(hydroxyl radical) 소거, linoleic acid에 대한 항산화 활성 등을 시행하였다. 이후 $H_{2}O_2$에 의한 산화스트레스를 이용한 세포사멸을 유도하여 세포생존을 확인해 보았다. 실험결과 해바라기씨(Helianthus annuus), 신선초(Angelica utilis Makino), 시금치(Rehmannia glutinosa Libo) 등이 활성이 높게 나타났다. 본 연구는 여기에서 나온 hit를 이용하여 동물모델 실험을 진행하고자 한다.
p-형 반도체인 Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) 광 흡수 층은 이보다 에너지 밴드 간격이 큰 n-형 반도체와 이종 접합을 형성한다. 흡수층과 윈도우층 사이의 결정구조 차이와 밴드갭 에너지 차이를 완화시키기 위해 버퍼층이 필요하다. 버퍼층을 형성하는 물질로 화학적 용액 성장법(Chemical Bath deposition)을 사용한 CdS가 많이 적용되어 왔으나 Cd의 유해성 및 습식 공정으로 인한 연속공정에 대한 어려움이 있다. 따라서 버퍼층을 Cd을 포함하지 않는 ZnS, $In_2S_3$, (Zn, Mg)O 등과 같은 물질로 대체하여 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition), 펄스레이져증착법(Pulsed Laser Deposition), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 건식으로 성장시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $ZnO_{1-x}S_x$ ($0.2{\leq}x{\leq}0.4$)를 반응성 스퍼터링으로 증착하여 큰 밴드갭 에너지와 높은 광투과율를 갖는 버퍼층을 제작하였다. CIGS 박막의 손상을 줄여주기 위하여 RF 파워는 240, 200, 150, 100 W로 변화시켰다. CIGS 태양전지의 I-V 측정 결과, RF 파워가 150 W일 때 10.7%의 가장 높은 변환 효율을 보였고, 150 W 이상에서는 파워가 증가할 때 단락전류는 감소하였으며 개방전압은 다소 증가하였다. 반면 100 W에서 단락전류는 다소 증가하는 것에 반해 개방 전압이 급격히 낮아졌다. 이것은 파워에 따라 결합되는 산소의 양이 다르기 때문으로 생각된다.
Isorhamnetin 3-O-glucoside는 플라보놀 그룹에 속하는 물질로서 염증이나 궤양에 효과가 있을 뿐만 아니라 신경장해, 신장병증, 망막증과 같은 당뇨합병증을 완화하는 것으로 보고되었다. Isorhamnetin 3-O-glucoside는 Tetraena aegyptia, Salsola oppositifolia, Salicornia herbacea, Sambucus ebulus와 같은 몇몇 식물에서 발견된다. 생물전환은 저렴한 화합물로부터 고부가가치 물질을 생산할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서 생물전환을 통해 quercetin으부터 isorhamnetin 3-O-glucoside를 생합성 하기 위해 두 개의 유전자(PGT E82L과, ROMT-9)를 각각의 대장균에 도입하였다. 대장균의 공조배양시스템을 이용하여 isorhamnetin 3-O-glucoside 생산 배양법의 최적화를 위해 생물전환배지, 배양온도, 세포의 혼합비율, 재조합 단백질 유도시간, 기질 공급 농도 등을 테스트하였다. 최적화된 생물전환 조건하에서 생물전환을 실시하였으며, 배양의 12시간 후 181.2 mg/L의 isorhamnetin 3-O-glucoside가 생합성 되었다. 이는 이전의 연구에서 보고된 isorhamnetin 3-O-glucosie (39.6 mg/L)의 생합성보다 4.7배 높았다.
소각은 유기성 유해폐기물에 대해 가장 발달된 유용한 처리기술로 인정되어 왔다. 그러나 PCBs와 같이 유해한 폐기물의 처리를 위한 소각로의 부지확보나 인허가가 유해한 대기오염 물질의 배출에 대한 주민의 우려로 용이하지 않다. 최근에 많은 소각 대체기술들이 개발되어 왔으며 이 기술들은 소각에 비해 다이옥신이나 퓨란과 같은 유해한 물질의 배출이 적어 주민의 우려를 완화시킬 수 있다. 본 논문에서는 다양한 유해폐기물의 종류에 대해 현재 적용이 가능한 소각 대체기술들을 검토하였다. 다양한 범주의 비열처리 및 열처리 소각 대체기술들을 공정운전조건, 적용대상 폐기물 및 이차폐기물 발생특성의 관점에서 평가하고 몇 가지 소각 대체기술들에 대해서는 공정의 운전원리에 대해 자세히 설명하였다.
본 연구의 목적은 열안정성을 향상시키는 첨가제 (열안정제)를 이용하여 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP, $C_{10}H_{16}$)의 열안정성을 향상시키는 것이다. 실험은 반응 진행 중 미량의 시료 추출이 가능한 회분식 반응기에서 수행되었다. 추출한 시료를 gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용해 성분 분석하여 첨가제 성능-exo-THDCP의 열분해성-을 확인하고, 반응시간에 따른 exo-THDCP의 분해생성물의 성분 및 조성 변화를 통해 첨가제의 작용 메커니즘을 규명하였다. 열안정제로써 수소공여체를 사용하여 실험한 결과 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (THQ), benzyl alcohol (BnOH) 등을 첨가하였을 때 exo-THDCP의 열안정성이 향상되었다. 이러한 수소공여체 물질들은 개시반응이 진행된 exo-THDCP 라디칼에 수소원자 (hydrogen radical)를 제공함으로 라디칼의 반응성을 완화시켜 1차 생성물의 활성을 감소시키어 2차생성물질인 $C_{11}$ 이상 생성물의 발생을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
버섯의 섭취는 버섯의 유용 성분에 의해 면역체계 및 장내미생물균총의 변화를 유발한다. 그중 많이 알려진 β-glucan 구조 기반 물질들은 염증매개물질의 분비는 억제하고 대식세포의 활성은 유발하여 면역력의 증진을 도와인체의 면역기능을 증진시킨다. 직접적인 유용 성분 이외의 다른 물질은 장내 미생물균총에 의해 단쇄지방산으로 변화되며, 변화된 단쇄지방산은 면역 및 다양한 질병의 완화를 유발하게 된다. 버섯이 포함하고 있는 성분은 β-glucan 외에도 장내미생물균총을 변화하게 유도하는 prebiotic로써의 역할을 수행하게 된다. 변화된 장내미생물균총은 외부로부터 들어오는 다양한 감염성 균의 감염을 막으며, 면역체계의 균형 유지를 도우며, 질병을 예방하게 된다. 국내 섭취 빈도가 높은 새송이, 표고, 느타리, 팽이, 목이, 양송이 버섯의 유용 성분의 탐색, 장내미생물균총의 변화 및 섭취 시 인체의 단쇄지방산 변화 연구는 추후 버섯의 유용 성분, 장내미생물 및 질병과의 인과관계를 풀어내는데 기여할 것으로 여겨진다.
현재 노화와 관련된 퇴행성 근육 질환은 심각한 문제로 간주되고 있으나 근육 감소증의 치료 및 예방에 대한 약물 효과는 충분히 연구되지 않다. 이에 중국 전통차인 보이차의 추출물을 근육 감소증의 증상을 완화하기 위한 치료제로서 가치를 평가하고자 하였다. 본 실험에서는 이를 평가하기 위하여 ABTS 분석, MTS 분석, 면역 블롯 분석, 면역 형광 현미경법을 수행하였다. 보이차 추출물은 우수한 라디칼 소거 능을 나타냈으며, 또한 근관을 형성하는 Myh3의 발현이 촉진시켰고, 근관 형성을 증진시켰다. 따라서 보이차는 근육생성을 촉진하는 천연 물질이며 근감소증을 포함한 다양한 근육 질환의 예방 및 치료에 대한 제약 연구의 재료로 가치가 있음을 시사하며, 보이차의 구체적인 지표물질을 확인하고 이에 대한 추가연구가 필요할 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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