• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.434-447
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• 2019

폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 계면활성제, 세정제, 유화제 등으로 화장품에 많이 사용된다. 이들은 제조 과정 중, ethylene oxide의 이량체화에 의해 인간에 몸에 유해한 1,4-dioxane이 부산물로 생성될 수 있다. 화장품 성분에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라, 퍼스널케어 시장에서 PEG 성분이 없는 보다 안전한 에멀젼 연구의 필요성이 증대되고 있다. PEG-free 계면활성제로 사용되는 polyglycerol ester (PGE)는 비이온성 계면활성제로서 식품, 화장품 등의 분야에서 많이 사용되며 글리세롤과 지방산을 에스테르화 하여 생산된다. 본 연구에서는 PEG 성분을 함유하지 않은 나노에멀젼 제형의 개발 및 안정화를 목표로 하였다. 최적화된 나노에멀젼 제형 개발을 위해 RSM (Response Surface Methodology)를 사용하였다. 독립변수 및 변수의 범위 결정을 위한 예비 실험의 결과로 계면활성제 함량(2~4%), 오일 함량(4~8%), 폴리올 함량(12~24%)을 독립변수로 설정하였다. 반응변수로는 제형의 입자 크기(particle size), 제타 전위(zeta potential), 현탁도(turbidity), 다분산지수(polydispersity index)를 측정하였다. 제조한 나노에멀젼을 FIB (Focused ion beam)로 측정한 결과, 구형의 입자들이 100~200 nm의 크기를 가지고 분포되어 있는 것을 확인하였다. 제조된 제형에 대해 30일 간 각 온도별($4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $45^{\circ}C$) 안정성 평가를 진행하였고, 최적의 입자 크기, 현탁도, 다분산지수, 제타 전위를 고려한 최적의 처방은 계면활성제(2%), 오일(8%), 폴리올(24%)로 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권4호
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• pp.288-294
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• 2012

나노산업의 발달로 인해 나노제품의 제조, 소비, 폐기 과정에서 나노물질이 직 간접적인 경로를 통해 수생태 및 토양생태계로 유입되고 있다. 나노물질은 벌크물질과는 다른 특성을 가지고 있으며 나노물질의 다양한 물리화학적 변화는 환경내 나노물질의 거동 및 무생물적 생물적 상호작용에 영향을 미친다. 나노물질의 생태 독성 연구는 꾸준하게 증가하는 추세이며 특히 나노물질의 마이크로코즘 연구가 최근 보고되고 있다. 마이크로코즘(Microcosm)은 통제된 실험 조건 하에서 생태계의 일부분을 모사하여 자연 현상을 연구하기 위한 기법으로서, 마이크로코즘 연구는 생태계 내 나노물질의 거동과 통합적인 독성영향 평가를 가능하게 한다. 본 연구는 수생태 및 토양생태계에서 나노물질을 이용한 마이크로코즘 및 메조코즘(Mesocosm) 선행연구를 국제 학술 논문을 중심으로 조사하였다. 현재까지 마이크로코즘 연구는 총 12건의 논문이 발표되었고 단 1건의 메조코즘 연구가 보고되었는데, 대부분의 연구들이 미생물 군집 수준에서 나노물질의 영향을 제한적으로 평가하였다. 나노물질의 통합적 독성 영향을 평가하기 위해서 좀 더 다양한 생물종을 대상으로 그들의 상호작용을 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 수생태 및 토양생태계에서 나노물질의 마이크로코즘 연구동향을 분석하고 중금속, 유기물질과 같은 일반 화학물질 이용한 마이크로코즘 독성 연구를 바탕으로 향후 나노물질의 마이크로코즘 연구방향을 제시하였다.

• 상하수도학회지
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• 제30권3호
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• pp.263-270
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• 2016

Recent Engineered nanoparticles were increasingly exposed to environmental system with the wide application and production of nanomaterials, concerns are increasing about their environmental risk to soil and groundwater system. In order to assess the transport behavior of silver nanoparticles (AgNPs), a saturated packed column experiments were examined. Inductively coupled plasma-mass spectrometry and a DLS detector was used for concentration and size measurement of AgNPs. The column experiment results showed that solution chemistry had a considerable temporal deposition of AgNPs on the porous media of solid glass beads. In column experiment, comparable mobility improvement of AgNPs were observed by changing solution chemistry conditions from salts (in both NaCl and $CaCl_2$ solutions) to DI conditions, but in much lower ionic strength (IS) with $CaCl_2$. Additionally, the fitted parameters with two-site kinetic attachment model form the experimental breakthrough curves (BTCs) were associated that the retention rates of the AgNPs aggregates were enhanced with increasing IS under both NaCl and $CaCl_2$ solutions.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.85-89
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• 2015

다양한 전자부품에 활용되는 금속 잉크 기술은 전자부품산업의 주요 기술로 자리매김하였으며 이에 대한 연구 개발이 점차 증가하고 있다. 그 중에서 실버 잉크는 뛰어난 전도성과 안정성을 가지고 있어서 전자부품산업에 오랫동안 이용되어 왔으며 최근에는 입자 크기를 나노 크기로 분산시킨 실버 나노 잉크를 개발하여 디스플레이, 전자태그, 반도체와 연성회로 기판 등에 사용되는 전자소재로써 각광받고 있다. 그러나 이러한 전자산업기기의 첨단화는 제품의 생산량과 소비량을 증가시켜 제조 공정 중에 발생되는 환경오염 물질과 사용하고 버려지는 제품들에 의해 심각한 환경 문제를 가져올 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 습식환원법에 의해 제조된 실버나노 잉크의 제조 공정이 환경에 미치는 영향을 전과정평가(life cycle assessment, LCA) 기법을 이용하여 평가하였다. 전과정 평가 소프트웨어로는 GaBi 6를 사용하였고, 유관기관으로부터 받은 실버 나노 잉크의 제조 공정 데이터를 참고하여, 인벤토리를 구축하였으며 전과정목록분석(international organization for standardization, ISO) 14040, 14044 규격의 4단계에 걸쳐 LCA를 수행하였다.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.285-292
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• 2022

대기 오염의 주요 원인인 휘발성유기화합물(VOCs)의 배출을 저감 하기 위한 방법으로 주로 활성탄 흡착탑이 활용되고 있다. 하지만 활성탄의 짧은 수명과 잦은 교체 주기의 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 광촉매-활성탄 복합체는 이러한 활성탄의 단점을 극복할 수 있는 방법임을 입증하였다. 광촉매-활성탄 복합체는 활성탄 표면에 금속산화물 광촉매를 코팅하여 광촉매 효과와 활성탄의 흡착능력 효과를 동시에 확보할 수 있는 휘발성유기화합물 저감 물질이다. 미세유체공정을 이용하여 ZnO, 은(Ag) 나노입자를 동시에 합성한 후 실시간으로 ZnO와 은(Ag) 나노입자 용액을 활성탄이 채워진 충진층 반응기에 주입하여 Ag-ZnO 활성탄 복합체를 합성하였다. 합성 반응시간에 따른 광촉매 복합체의 증착양을 분석했으며, 다양한 분석 방법을 통해 광촉매가 활성탄의 기공을 막지 않고 활성탄 표면에 선택적으로 증착 되었음을 확인하였다. 톨루엔 가스백 시험과 흡착 파괴시간 시험을 통해 광촉매-활성탄 복합체가 순수한 활성탄보다 우수한 저감 효과와 지속성을 가지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 공정은 광촉매-활성탄 복합체를 효율적으로 생산할 수 있는 방법으로 대량 생산을 위한 스케일 업 공정을 통해 국내의 VOCs 저감 물질 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제18권1호
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• pp.12-17
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• 2008

Carbon nanotube (CNT) cathodes were fabricated using nano-sized silver (Ag) powders as a bonding material between the CNTs and cathode electrodes. The effects of the powder size on the sintering behavior, the current density and emission image for CNT cathodes were investigated. As the diameter of the Ag powders decreases to 10 nm, the sintering temperature of the CNT cathode was lowered primarily due to the higher specific surface area of the Ag powders. In this study, it was demonstrated that nano-sized Ag powders can be feasibly used as a bonding material for a screen-printed CNT cathode, yielding a high current density and a uniform emission image.

• 설비공학논문집
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• 제18권5호
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• pp.384-392
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• 2006

Reported are the heat transfer characteristics of a two-phase loop thermosyphon (TLT) with nanofluids consisted of nano-size silver particles and distilled water as the working fluid. The nanofluids used in the present study are dispersed solutions with various amount of silver nanoparticle in distilled water. It is seen from the present study that the heat transfer performance of the test TLT with nanofluids increased as much as about 2 times higher than that of a TLT with pure water as the working fluid based on same heat flux. The study also showed that there was no deterioration of the TLT performance with time, up to a period of 8 days of continuous operation which implies that there was no coagulation of nanoparticles within the working nanofluid during the operation of the test TLT.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권1호
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• pp.126-137
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• 2024

카라기난 기반 복합필름은 세 가지 다른 아연 염(zinc acetate, zinc chloride 및 zinc nitrate) 원료를 사용하여 합성한 ZnONPs를 카라기난에 첨가하여 solvent casting 방법으로 제작되었다. SEM 결과에 따르면, 사용된 아연 염의 종류에 따라 ZnONPs의 크기와 모양에 차이가 나타났지만, 모든 ZnONPs가 카라기난 복합필름 내에서 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 카라기난 기반 복합필름(Car-ZnONPs)의 두께는 아연 염의 종류와 관계없이 순수 카라기난 필름에 비해 증가하였다. 파단 연신율(EB)은 증가하였고, 인장강도(TS)는 유의적으로 감소하였으며, 탄성 계수(EM)는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 이를 통해 복합필름의 기계적 특성인 TS와 EB는 첨가된 나노입자의 크기와 첨가량에 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 또한, 모든 종류의 Car-ZnONPs 복합필름은 E. coli O157:H7 및 L. monocytogenes 에 대해 강한 항균 활성을 나타냈으며, 특히 zinc chloride로 합성된 Car-ZnONPs^ZC 필름이 가장 우수한 항균 성능을 나타냈다. 이는 zinc chloride에서 합성된 나노입자가 다른 아연 염에 비해 더 많은 아연 이온을 방출하기 때문으로 판단된다. 아연 염의 종류가 ZnONPs의 항균 능력에 영향을 미치며, 이러한 영향은 염의 종류에 따라 변화하는 ZnONPs의 크기, 형태 및 아연 이온 방출 정도에서 기인한다. 평가된 복합필름 중 Car- ZnONPs^ZC가 가장 높은 자외선 차단 특성을 보였으며, 파단 연신율도 순수 카라기난 필름에 비해 유의미하게 증가하여, 포장된 식품의 안전성을 유지하고 유통기한을 연장하는 데 활성 포장 필름으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권4호
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• pp.218-227
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• 2015

나노기술의 이용도가 높아지면서 나노물질 유출로 인한 환경오염 문제가 제기되고 있다. 수질시료 내 나노물질의 분석을 위해서는 시료의 교란을 최소화할 수 있는 보관조건 마련이 선결 요건이지만, 아직까지 적합한 보관조건이 제시되고 있지 않다. 이에 본 연구는 citrate로 코팅된 은 나노물질(cit-AgNP)을 대상으로 금속나노물질을 함유한 수질시료의 보관조건을 제시하고자 수행되었다. 이를 위해 시간분해 동적산란법(time-resolved dynamic light scattering)을 이용하여 pH, 배경용액의 농도, 온도, 나노물질의 농도 등과 같은 환경적인 조건과 시간에 따른 cit-AgNP의 크기 변화를 관찰하였다. 실험을 통한 각 환경조건별 AgNP의 응집특성을 해석하고 이러한 결과를 바탕으로 시료의 보관조건을 제시하였다. 그리고 AgNP의 입자농도와 응집속도의 선형적 관계로부터 구한 doublet time을 이용하여 시료의 보관기간을 산정하였다. 실험결과, pH는 7 이상, 배경 용액($Ca(NO_3)_2$)의 농도는 3 mM 이하, 온도는 냉장($4^{\circ}C$) 상태, 그리고 cit-AgNP의 농도는 2 mg/L 이하에서 응집속도가 0에 가까운 값을 나타내었다. 또한 수질시료 내 존재하는 100 nm cit-AgNP의 농도를 환경에 존재할 수 있는 낮은 수준인 $1{\mu}g/L$로 가정한 후 doublet time를 구한 결과, 가능한 시료의 보관기간은 15.79~17.53일 정도인 것으로 조사되었다. 하지만 pH와 배경 용액의 농도 조절은 시료의 변질과 교란이 우려되기 때문에 보관조건으로 일반화하여 제시하는 것은 적절하지 않고, 나노물질 자체의 농도를 조절하는 것은 수질시료 내 나노물질의 농도 등의 분석을 위한 시료의 보관조건으로 바람직하지 않다. 그러므로 본 연구의 결과로부터 일반화하여 제시할 수 있는 보관조건은 냉장($4^{\circ}C$) 상태에서 2주일 정도인 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제34권2호
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• pp.154-162
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• 2024

음이온 교환막은 수전해 시스템에서 매우 중요한 역할을 하며, 생성된 수소와 산소 기체를 물리적으로 분리할 뿐만 아니라 전극 사이에서 수산화 이온의 선택적인 전달을 용이하게 한다. 음이온 교환막에 요구되는 특성은 수산화 이온에 대한 높은 전도도와 알칼리 환경에서의 화학적/기계적 안정성 등이 있다. 본 연구에서는 셀룰로오스 나노 크리스탈이 포함된 poly(terphenyl piperidinium) (qPTP/CNC) 복합매질분리막을 제조하였다. 고분자 매질로 사용된 poly(terphenyl piperidinium)은 super-acid 중합법을 통해 제조되었으며 이온전도성과 알칼라인 내구성이 뛰어난 소재로 알려져 있다. qPTP/CNC 분리막의 구조는 고분자와 나노 입자 계면의 공극이나 큰 응집체가 없는 조밀하고 균일한 형태를 나타냈다. CNC 나노 입자가 2wt% 첨가된 qPTP/CNC 분리막은 높은 이온교환용량(1.90 mmol/g)과 낮은 함수율(9.09%) 및 팽윤도(5.56%)를 보였다. 또한, 복합막은 수전해 작동 환경인 50℃ 1 M KOH에서 상용 FAA-3-50 분리막에 비해 월등히 낮은 저항과 우수한 알칼라인 내구성(384시간)을 달성했다. 이러한 결과는 친수성 첨가제인 CNC가 음이온 교환막의 이온 전도 특성과 알칼라인 내구성 향상에 기여할 수 있음을 보고하였다.