• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.266-270
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• 2018

원자력 방사능 폐기물 또는 원자력 발전소 해체시 발생 가능한 세슘 이온은 인체뿐만 아니라 생태계 환경에도 큰 악영향을 미친다고 알려져 있다. 이러한 세슘 이온은 자연 속으로 손쉽게 스며들어 발생한 지역뿐만 아니라 쉽게 퍼지게 되어 넓은 지역까지 피해를 주게 되며, 반감기가 30년으로써 한번 자연계에 누출되면 장시간 잔존하여 인간 및 생태계에 악영향을 미치게 된다. 세슘이온이 몸속에 들어오게 되면 장에서 몸으로 100% 흡수되며 내장에 축척되어 연조직 전체에 분포하게 되며 갑상선 암과 같은 심각한 위험에 초래하게 된다. 2011년 발생한 후쿠시마 원전 사고 이후 국내에서도 많은 관심을 가지기 시작하였으며, 따라서 수중의 세슘이온을 제거하기 위하여 나노 입자 형태의 기능성을 가진 물질들을 적용한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 나노물질들은 수중의 세슘이온 제거에 대하여 우수한 제거효율을 보여주고 있으나 나노 입자 특성상 사용 이후 회수가 어려워 기능성 물질들의 확산 및 축적에 따른 2차 환경오염의 문제점까지 발생하게 된다. 최근 수처리 분야에서 외부 자기장을 주게 되면 자성을 띄게 되는 물질인 자성체에 대한 관심이 급등하고 있다. 이러한 자성체들은 수중에서 별도의 회수 시스템 없이 자성으로 인하여 완벽히 자기분리 된다. 세슘제거에 탁월한 기능성 물질과 완벽한 자기분리가 가능한 자성체를 결합하여 특별한 회수장치 없이 외부 자기장만 주어진다면 수중의 세슘을 효과적으로 제거 또는 처리할 수 있다. 자성체 입자 표면에 흡착제인 프러시안 블루나 제올라이트와 같은 흡착제를 합성하여 수중의 세슘을 제거하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 기존의 자성체보다 좀 더 높은 자성을 가지고 있으며 외부 자기장에 의해 강하게 반응을 한다고 알려져 있는 강자성체(Ferromagnetic)를 사용하게 된다면 흡착제와 결합 이후 더욱더 강한 자성을 가진 흡착제가 탄생하며 이를 사용하면 높은 처리율뿐만 아니라 높은 슬러지 회수율을 가질 수 있다. 따라서 본 연구는 흡착제나 이온교환수지와 같은 기능성 물질을 사용하여 수중의 세슘을 제거하는 메커니즘과 강자성체가 가지고 있는 강한 자성의 성질을 결합한 복합체 제조에 대한 연구조사를 중점적으로 실시하였다. 본 연구에 의해 연구 조사된 결과를 바탕으로 수중의 세슘 이온에 대하여 높은 제거효율과 회수율을 가지는 새로운 형태의 복합체 제조에 관한 정보를 제공하고자 한다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.223-237
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• 1996

플라스틱재료의 강도, 인성, 경직성, 탄성 등과 같은 기계적 특성을 개선시켜 주기 위해 kaoline, talc, sand, quartz 등과 같은 규산염을 첨가하여 복합재료를 만들고자 하는 연구가 상당히 활발하다. 이와 같이 다양한 규산염이 복합재료의 강화재 또는 첨가제로 사용되는 반면에, 규산염가운데 공업적으로 이용도가 가장 높은 montmorillonite는 아직도 복합재료의 강화재로 폭 넓게 이용되고 있지 못한 실정이다. 이론적으로 볼 때, 높은 분자량을 지니는 무기고분자 (예; inorganic montmorillonite)와 유기고분자 (organic polymer)를 gkadbk는 실질적인 무기-유기 결합물질의 생성이 가능할 수 있으며, 이에 대한 연구 또한 시도되고 있다. 이렇게 해서 얻게 되는 무기-유기 복합체, 즉 montmorillonite로 강화된 플라스틱 복합재료 bumper를 사용함으로써 접촉 또는 충돌시 충격완화의 효과를 가져 올 수 있어 안정성이 좋아지고, 내파괴성이 높기 때문에 비강화 플라스틱재료보다 더 오래 사용할 수 있으므로 경제성이 좋을 뿐만 아니라, 폐품의 감소로 인해 환경보호에도 일익을 담당할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 montmorillonite강화 플라스틱 복합체를 얻기 위해 우선 무기-유기 고분자물질의 형성이 가능한가를 조사분석하였다. 이를 위해 먼저 amontmorillonite의 층사이에서 화학반응이 수행될 수 있는 충분한 공간을 얻고자 Na-Montmorillonite 층사이의 Na+-이온을 긴 알킬사슬을 취하는 유기 양이온으로 치환시켜 주었다; 이렇게 해서 얻은 유기양이온-몬트모릴로나이트 층간화합물 (Organic cation-Montmorillonite Intercalations-complex)내에 유기 단분자 (organic monomer)를 추가적으로 삽입시킨 후, montmorilonite의 층내에서 증합반응시켜 고분자화해 줌으로써 무기고분자와 유기고분자가 서로 결합된 무기-유기고분자 결합물질을 형성하고자 하였다. X-선 및 IR-분석결과 층내에서의 유기단분자의 고분자화 반응이 성공적으로 이루어 졌음이 입증되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.305-308
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• 2002

선택적인 이온센서의 개발은 환경적, 생리학적, 의학적 중요성에 의해 높은 관심을 받고 있다. 지금까지 전기 화학적인 검출, 형광검출, 그리고 다른 광학적인 방법들에 근거한 매우 다양한 이온센서들이 연구되어 왔다. 금속이온들의 선택적인 결합은 음이온들이나 중성물질 보다 상당히 쉽게 결합하기 때문에, 금속이온 인식을 위한 형광 화학센서들의 개발이 일찍부터 이루어졌다. (중략)

• 대한화학회지
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• 제56권6호
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• pp.739-750
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• 2012

이 연구에서는 중학교 '과학2' 교과서에 서술되어 있는 '이온 결합 화합물'과 '분자'에 대한 내용이 요구하는 인지 요구도를 분석하였다. 우리나라는 2007년 개정 교육과정에 의하여 처음으로 '이온 결합 화합물'과 '분자' 내용들을 중학교에서 다루게 되었다. 분석에 활용한 6종 과학 교과서에 서술된 내용이 어떠한 인지 수준을 요구하는 지를 알아내는 분석틀은 영국에서 개발된 Curriculum Analysis Taxonomy의 3종류 분석틀을 사용하였다. 이 3종류 분석틀에 의하여 분석한 '과학2' 교과서에 서술된 내용이 요구하는 인지 수준들은 다음과 같았다. 첫째, '순물질과 혼합물'에 대해서 대부분의 교과서가 대부분 분류 포섭이나 분류 위계를 하고 있어서 후기 구체적 조작 수준이다. 그러나 모든 교과서가 혼합물 속에 들어 있는 각각의 순물질들이 본래의 성질을 잃지 않고 그 성질이 보존된다는 것을 알게 하고 있기 때문에 초기 형식적 조작 수준이다. 둘째, '이온 결합 화합물'과 '분자'에 대해서 교과서 모두 초기 형식적 조작 수준으로 판정되었다. 그 자체의 규칙을 따르는 가상의 계로부터 연역적인 비교를 통하여 실체를 간접적으로 해석할 수 있는 형식적 모델을 사용한다거나 또는 원자가 구조를 가진다는 것을 설명하기 때문에 형식적 조작 수준이다. 셋째, '이온 결합', '이온 결합 화합물', '화학식', '공유 결합', '공유 결합 화합물', '분자식' 등의 용어들을 사용하는 '과학2' 교과서가 많이 있었다. 이러한 용어들은 중학교 '과학3'에서도 그리고 고등학교 '과학'에서도 사용되지 않고 있으며 고등학교 '화학I'과 '화학II'에 가서야 사용되는 용어들이다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.53-58
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• 1998

1. 서론 : 일반적으로 막 수송특성의 대부분은 막이 갖고 있는 하전밀도와 막내 포아의 크기가 지배적이다. 만약 2개의 요소가 조절 가능해질때 이온수송의 선택투과의 기능성을 갖는 분리막이 보다 독특한 성능의 복합막이 된다. 콜로디온막은 니트로 셀룰로오즈로 구성된 3차원 망 구조가 특징이고, 다른 물질과 결합이 쉽고, 탄화수소 화합물과 같은 활성이 센 물질과는 안정하게 반응한다. 콜로디온 용액에 ion-exchange-resin을 적절히 혼합시켜, 이온교환기를 갖는 고분자를 캐스팅하여 막을 제조한다. 또 다른 캐스팅막의 제법은 염(NaClO$_4$)을 콜로디온 혼합용액에다 반응시켜 다시 염-Nafion-콜로디온의 캐스팅 복합막이 된다. 제조한 막은 염의 수용액속에 보존한 후 사용하였다. 측정시에 막을 수용액으로 옮겨서 염을 충분히 추출시키면 이온이나 물분자와 결합하는 챤넬이 형성되어 포아가 막내에 생기게 된다. 결국 콜로디온을 지지로 한 이온교환막이 만들어지며 이것은 하전밀도와 포아를 갖는 독특한 분리막이 된다. 본 실험에서는 포아의 크기가 고정된 복합막에서 전하밀도의 변화에 따른 복합막을 제조하여서 복합막의 기능과 또 막의 구조내에 생성된 포아의 존재가 막현상에 어떤 결과를 가져오는가를 검토하였다.

• 대한화학회지
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• 제46권6호
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• pp.561-568
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• 2002

이 연구에서는 물리변화와 화학변화에 대한 중·고등학교 과학교사들의 인식을 조사하였다. 연구를 위해 중·고등학교 과학교사들에게 설문지를 투입하여 총 80명의 설문을 분석하였다. 과학교사들의 인식 조사 결과, 이온결합 물질이나 산이 물에 녹는 현상을 물리${\cdot}$화학변화로 구분하는 것에 대해 교사들은 다양한 견해를 가지고 있음을 알 수 있었다. 그리고 유사하거나 동일한 현상에 대해서도 문항에서 언급한 초점이 다를 경우 다른 변화로 판단하는 경향이 있었다. 즉, 응답에 일관성을 기지지 못하는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1219-1220
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• 2015

마이크로, 나노유체 (micro-, nanofluidics)을 이용한 종이 기반 분석 소자 (paper-based analytical devices, micro-PADs)에 대한 관심이 증가하고 있다. 종이 기반의 분석 소자는 초저가의 비용과 간단한 공정 방법으로 인하여 상용화 컨셉의 바이오센서로 각광받고 있다. 하지만, 종이 기반의 분석 소자는 낮은 검출 한계 (limit of detection, LOD)와 민감도 (sensitivity)의 제한이 있다. 그로 인해 우리는 이온 선택적 투과층 (ion permselective membrane, i.e. Nafion)을 종이 기반의 분석 소자와 결합하여 이온 농도 분극 (ion concentration polarization, ICP) 현상을 구현하여 낮은 검출한계와 민감도를 개선할 수 있었다. 접착력이 있는 테이프 표면에 이온 선택적 투과층을 패터닝 (patterning)하여 종이 기반 분석 소자와 결합하여 매우 간단하게 소자를 제작할 수 있었다. 따라서 종이 기반의 채널 양단에 직류 전압을 인가했을 때 발생하는 ICP 현상으로 인하여 형광 물질 (fluorescence dye)이 농축(preconcentration)되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 초기 농도가 1.55 nM인 형광 물질을 이용하여 200 V의 외부전압을 인가했을 때, 500 초 이내에 1000 배 이상의 농축비를 얻을 수 있었다. 따라서, 외부 전압을 상용화된 건전지 출력값으로 낮출 수 있다면 다양한 종이 기반 분석 소자와 간단한 결합 방법을 통해 상용화 컨셉의 바이오센서로도 구현이 가능할 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.29-38
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• 2014

G-quadruplex를 형성하는 DNA연속체는 텔로미어에서 발견된다. 지금까지의 연구 결과에 따르면 G-quadruplex는 다양한 유전질환과 암과의 상관관계가 있으며, 따라서 G-quadruplex에 대한 연구는 제약 개발 분야에서 활발하게 진행되고 있다. G-quadruplex는 두 개 이상의 G-tetrad들이 쌓여서 형성된 복합체를 의미하며, G-tetrad란 4개의 구아닌 염기들이 Hoogsteen의 수소결합 통해, 정사각형의 평면을 이룬 물질을 일컫는다. 이때, 알칼리 금속 이온이 G-quadruplex에서의 G-tetrad 복합체 형성에 중요한 역할을 한다는 선행연구 결과가 있다. 특히, 알칼리 금속 중 $K^+$이 가장 G-quadruplex와 결합을 잘 한다고 알려져 있는데 그 이유에 대한 분자적 관점의 설명이 이루어져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 먼저 G-quadruplex의 기본 구성 단위 구조인 G-tetrad와 알칼리 금속 결합체들의 수용액상에서의 구조적, 열역학적 특징을 정량적으로 비교, 분석하였다. 또한, 양자화학적 방법으로 계산된 수용액 상태에서의 결합구조에 대한 용매화 자유 에너지 계산을 수행하여 G-quadruplex 간의 자기 조립 (self-assembly) 현상을 설명하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제25권3호
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• pp.23-46
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• 1999

LC/MS는 HPLC의 분리능과 질량분석기의 화합물의 확인 능력을 결합시킨 기기이다. 여기서 사용되는 이온화 방법은 GCJMS에서 사용되어지는 전자이온화법(electron ionization, EI)이나, 화학이온화법(chemical ionization, CI)은 부적당하기 때문에 최근 개발되어진 연성 이온화법의 대표적인 고속원자폭격식(Fast atom bombardment, FAB)이나 전기분무이온화식 (electrospray ionization, ESI) 등이 사용되고 있다. 이중 전기분무이온화법은 고속원자폭격법에서 사용되는 매트릭스를 사용하지 않기 때문에 매트릭스 이온의 부재로 인한 낮은 바탕 신호, 오래 지속되면서 안정된 초기 이온 전류, 샘플링의 용이성, HPLC와의 더 좋은 호환성 등의 장점을 제공한다. 이러한 전기분무이온화 방법은 극성이 매우 크거나 휘발성이 낮은 물질로 보통의 EI나 CI 이온화 방법으로 분석이 어려운 물질들을 분석할 수 있다. 또한 열에 불안정하거나 분자의 분자량이 다른 단백질 등의 분석도 가능하다. 이러한 LC/ESI/MS 방법을 이용하여 열에 불안정하고 극성이면서 분자량이 커서 GC/MS 펄의 분석이 어려운 기능성 화장품 원료로 주목받고 있고 생체에 존재하는 지질 성분으로 알려진 레시틴과 세라마이드의 분석이 가능함을 소개하고 분리와 동시에 그 분자량과 구조에 대한 정보를 빠르게 얻을 수 있음을 소개하였다.