• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.564-573
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• 2022

탄산칼슘은 반응 초기 무정형의 탄산칼슘 ACC (amorphous calcium carbonate)에서 calcite, aragonite, vaterite의 세 가지 결정 형태로 변한다. 결정구조의 차이에 따라 물성이 달라지고, 이들 특성을 활용하여 다양한 분야에 응용이 가능하다. 따라서 단일 결정 구조를 가진 탄산칼슘 입자의 생성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 XRD 피크 면적을 이용한 탄산칼슘의 결정 형태별 정량분석이 이루어졌다. 순수한 vaterite와 aragonite 결정이 합성되고 이들 표준 시료의 XRD 피크 분포가 분석되었다. Calcite와 vaterite 표준 시료를 혼합 한 시료에 대한 피크 강도를 기준으로 한 경우와 피크 총면적을 기준으로 한 정량분석 값이 비교되었다. f_sV (vaterite 전체 피크 면적 기준 보정계수) 평균값은 0.654로 구해졌다. Calcite와 aragonite 표준 시료를 혼합 한 시료에 대한 피크 총면적을 기준으로 한 정량분석에서 f_sA (aragonite 전체 피크 면적 기준 보정계수) 평균값은 0.6713로 구하여졌다. 이들 보정계수를 적용하여 탄산칼슘 세 가지 결정에 대한 XRD 피크 총 면적을 기준으로 한 정량분석식 Eq. (24)~Eq. (32)이 제안되었고, 각 결정 사이의 중복 구간을 고려한 세 가지 결정에 대한 diffraction angle 구간 범위를 정하였다. 세 가지 표준 시료를 혼합한 시료에 대하여 XRD 분석을 하고 피크 면적 기준 정량분석치와 피크 높이 기준 분석치를 비교하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권6호
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• pp.270-275
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• 2021

ZnO는 출발물질인 황산아연과 알칼리 침전제인 NaOH와 Na₂CO₃에 의해 생성된 아연 중간생성물의 변이 거동과 결정화 조건에 따라 제조하였다. ZnO 결정화를 위해 아연 중간생성물인 Zn₄(OH)₆SO₄·H₂O, Zn₅(OH)₆(CO₃)₂·H₂O를 각각 400℃, 800℃에서 1시간 하소하였고, 하소 온도는 열중량 분석을 기반으로 하였다. 아연 중간생성물인 Zn₄(OH)₆SO₄·H₂O은 400℃에서 Zn₄(OH)₆SO₄·H₂O, ZnO 결정상이 혼재됨을 확인하였고, 800℃에서 완전히 열분해되어 순수한 ZnO만 형성되었다. Na₂CO₃와 반응하여 생성된 아연 중간생성물인 Zn₅(OH)₆(CO₃)₂·H₂O는 400℃ 이상에서 완전한 ZnO의 결정상을 확인하였다. Na₂CO₃와 반응을 통해 상대적으로 낮은 하소 온도에서 나노 입자의 ZnO를 합성할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.203-209
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• 2022

본 연구에서는 태양광 폐모듈 해체과정에서 회수한 실리콘을 재활용하여 기계구조용 메커니컬 실을 제조하는 공정에 대해 전과정평가 방법에 의한 환경성평가를 수행하였다. 재활용 실리콘은 고순도 정제 후 탄소와 반응시켜 β-SiC 입자로 합성하고 압축 성형, 소결 및 열처리를 거쳐 제품을 생산한다. 현장 데이터 수집 및 환경부 LCI DB를 활용하여 각 단계별로 자원고갈, 산성화, 부영양화, 지구온난화, 오존층파괴, 광화학산화물 등 6개 영역의 환경영향을 산정하였다. 영향범주 별 환경영향은 지구온난화 45 kg CO₂, 광화학산화물 2.23 kg C₂H₄으로 크게 나타났으며 가중화 분석결과 광화학산화물, 자원고갈 및 지구온난화에 의한 환경영향이 98.7%로 높은 기여도를 차지하였다. 원료 실리콘과 탄소를 미분쇄 혼합하는 습식공정과 β-SiC 과립화 공정이 주요한 환경영향 유발요인이므로 건식공정으로 전환 및 대기 배출되는 용매는 회수하여 재이용하는 시스템으로 개선이 필요하다. 폐모듈 실리콘의 재활용에 의해 자원고갈의 영향은 53.9%, 지구온난화는 60.7% 감소하며 가중화 결과 전체적인 환경영향이 27% 감소하는 것으로 분석되어 폐모듈 재활용은 자원절약과 탄소중립 실현의 주요 수단이 될 수 있음을 LCA 분석으로 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권8호
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• pp.651-662
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• 2023

마이크로바디로 알려진 퍼옥시좀은 대부분의 진핵세포에서 흔히 발견되는 형태학적으로 유사한 세포내 소기관의 한 종류이다. 크기는 직경이 0.2~1.8 ㎛이고 단일 막으로 싸여 있다. 매질은 일반적으로 미세한 입자이지만 때로는 결정체 또는 섬유질의 형태가 관찰된다. 이들은 특징적으로 과산화수소(H₂O₂)를 생성하는 산화효소를 가지고 있으며 효소 카탈레이스를 함유하여 세포 소기관 내에서 생성되는 유독한 H₂O₂를 제거한다. 퍼옥시좀은 형태학적으로나 물질대사의 측면에서 진핵세포의 세포내 소기관으로써 대단히 역동적이다. 특히, 식물의 퍼옥시 좀은 β-산화, 글라이옥실산 회로 및 광호흡 등을 포함한 수많은 대사 과정과 관련이 있다. 또한, 식물 퍼옥시좀은 중요한 식물 호르몬인 옥신, 살리실산 및 자스몬산의 합성과 스트레스에 대한 반응 및 발달에 관여한다. 지난 20년 동안 진핵생물의 퍼옥시좀 발생에 관한 연구는 동물과 효모에서 상당한 진전을 이루었다. 정교한 분자생물학 기술의 발전과 유전체학의 광범위 활용으로 대부분의 퍼옥시좀 관련 유전자와 단백질(peroxin, PEX)이 확인되었다. 또한, 최근에 단백체 연구의 적용은 퍼옥시좀 단백질의 표적화, 조절 및 분해에 대한 이해와 함께 식물 퍼옥시좀의 발생에 대한 기초 정보를 얻을 수 있게 되었다. 이와 같은 퍼옥시좀 발달에 관한 연구에 커다란 진전에도 불구하고, 퍼옥시좀이 ER에서 유래하여 조립되고 분열하는 과정에 대하여 여전히 많은 의문이 남아 있다. 퍼옥시좀은 식물 발달의 여러 측면에서 역동적인 역할을 수행하며, 이 논문에서는 식물 퍼옥시좀의 기능, 발생 및 역동성에 대한 이해를 위하여 그 동안의 연구 동향에 중점을 두었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권4호
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• pp.324-331
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• 2023

Lithium (Li) is a key resource driving the rapid growth of the electric vehicle industry globally, with demand and prices continually on the rise. To address the limited reserves of major lithium sources such as rock and brine, research is underway on seawater Li extraction using electrodialysis and Li-ion selective membranes. Lithium lanthanum titanate (LLTO), an oxide solid electrolyte for all-solid-state batteries, is a promising Li-ion selective membrane. An important factor in enhancing its performance is employing the powder synthesis process. In this study, the LLTO powder is prepared using two synthesis methods: sol-gel reaction (SGR) and solid-state reaction (SSR). Additionally, the powder size and uniformity are compared, which are indices related to membrane performance. X-ray diffraction and scanning electron microscopy are employed for determining characterization, with crystallite size analysis through the full width at half maximum parameter for the powders prepared using the two synthetic methods. The findings reveal that the powder SGR-synthesized powder exhibits smaller and more uniform characteristics (0.68 times smaller crystal size) than its SSR counterpart. This discovery lays the groundwork for optimizing the powder manufacturing process of LLTO membranes, making them more suitable for various applications, including manufacturing high-performance membranes or mass production of membranes.

• 한국포장학회지
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• 제29권1호
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• pp.15-25
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• 2023

본 연구는 식품의 저장 수명을 연장하기 위하여 식품 포장재로 활용되는 항미생물 활성 액티브 패키징의 최신 연구 동향을 파악하기 위하여 수행되었다. 특히, 최근 5년간 발표된 항미생물 활성 필름 및 코팅 연구를 분석하였으며, 연구에서 활용한 고분자 소재와 항미생물 소재를 정리하였다. COVID-19 대유행으로 인한 플라스틱 오염 문제가 격화되면서 식품 포장재의 고분자 소재로는 바이오 기반의 분해성 소재가 주목받고 있으며, 분해성 소재에 항미생물 화합물을 혼입하여 기능적 특성을 부가한 액티브 필름 및 코팅 제제에 관한 연구가 활발하게 수행되었다. 항균 액티브 패키징 개발에 주요하게 활용된 소재는 정유, 추출물 등의 유기 화합물, TiO₂, ZnO, AgNPs 등의 무기 화합물과 박테리오파지 및 엔도라이신 등의 생물 소재로 관찰되었다. 또한 주요하게 사용된 항진균 소재는 정유 등의 천연 화합물, 무기산(염) 및 유기산(염)을 포함하는 합성 유기계 화합물과 금속 및 나노입자 등의 무기화합물로 분류되었다. 한편, 항바이러스 소재로는 GTE, GSE 및 AITC 등의 유기 화합물 관련 연구만이 주로 관찰되었다. 동향 분석 결과, 항균 및 항진균 액티브 패키징의 효능 평가는 활발하게 수행되어 왔으나, 이들의 물리 화학적 특성 개선 연구가 미흡하여 산업화로 이어지는 것에 한계가 있어, 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다. 또한 분해성 항바이러스 액티브 패키징에 대한 산업체에서의 수요가 증가할 것으로 예상되므로, 항바이러스 소재 발굴 및 패키징 적용을 위한 활발한 노력이 요구된다.

• 인포메이션 디스플레이
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• 제23권4호
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• pp.12-21
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• 2022

반도체 기반 양자점 (QD)소재와 CsPbX3 (X=Cl, Br, I)기반 perovskite 양자점 또는 나노결정 소재(PNC)는 매우 우수한 양자효율과 좁은 발광 선폭으로 고색재현성 디스플레이 색변환 소재 또는 발광 소재로서 각광을 받고 있다. 그러나, 기존 화학적 합성법을 통해 제조되는 QD 및 PNC 소재는 취약한 열 및 화학적 안정성으로 인해 장기 내구성의 개선이 요구된다. 이들 QD 및 PNC 소재는 모두 완전 무기 소재인 산화물 기반 유리 소재내에 생성이 가능하며, 이를 통해 장기 내구성을 근본적으로 개선할 수 있다. 반도체 기반 QD 함유 유리소재 (QDEG)의 경우, 유리 내 core/shell 구조를 가진 QD의 생성으로 양자효율의 향상이 가능했으나, 콜로이드 기반 양자점 (cQD)과 달리 다중 shell의 형성이 어려워 양자효율이 제한되고, 발광 선폭이 넓어 고색재현성 디스플레이용 색변환 소재로 적용되기에는 아직 한계가 있다. 한편, Perovskite 양자점 (또는 나노결정) 함유 유리소재 (PNEG) 소재는 QDEG과 달리 콜로이드 기반의 PNC (c-PNC)가 가지는 우수한 양자효율과 20 nm 수준의 좁은 선폭을 유리 내에서도 가지며, c-PNC 대비 열적, 화학적 및 광학적 안정성이 획기적으로 향상되어 실질적인 응용 가능성을 높이고 있다. 특히, 일반적인 용융-급랭법으로 제조하여 대량생산에 용이하고, 분말 또는 판상 등 다양한 형태로의 제작이 가능한 장점이 있다. 현재까지 제조된 PNEG의 최대 PL-QY는 450 nm 여기 시 녹색 및 적색에서 약 60% 수준이며, Al₂O₃ 분말을 이용할 경우 최대 80% 수준까지 달성이 가능하다. 또한, PNEG과 blue LED를 이용하여 백색 LED를 구현할 경우 color filter를 적용하지 않을 때, NTSC 대비 최대 약 130 % 수준의 높은 색재현 영역을 보여 주고 있으며, 실제 LCD용 BLU로 적용 시 기존 상용 c-QD 소재와 동등 이상의 색재현 영역을 보이고 있어, 실질적인 응용 가능성이 매우 높음을 확인하였다. PNEG의 상업적인 응용을 위해서는 몇 가지 추가적인 연구 개발이 필요하다. 기존 c-QD 또는 c-PNC는 나노 수준 크기의 입자가 액상에 분산된 형태로 입도 제어가 용이하나, PNEG의 경우 분말 제조 시 유리 형성 후 분쇄를 통해 제조되며, 입도가 대개 수십 ㎛ 이하로 작아질 경우 PL-QY가 저하되어, 향후 잉크젯 공정 응용을 위해서는 고효율의 분말 제조공정 개발이 필요하다. 또한, 유리 소재의 경우 절연체로서 기존 QD 소재 대비 electro-luminescence(EL) 소자의 활성층으로 사용하는데 제약이 있어 PNEG을 이용한 EL 소자 제작에 대한 연구도 필요하다. 마지막으로, 기존 c-PNC 소재와 같이 Pb가 함유되지 않은 PNEG 소재의 개발이 선결되어야 할 것으로 판단된다. 이와 같은 해결 과제들에도 불구하고, PNEG 소재는 기존 c-QD 소재 대비 매우 우수한 안정성을 기반으로 고품위 고색재현 디스플레이용 색변환 소재로서 다양한 응용에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.99-104
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• 2024

본 연구에서는 고용량 리튬이온배터리용 음극 소재로 탄소 코팅된 할로우 구조의 실리콘(HSi/C) 복합소재를 제조하였다. CTAB (N-Cetyltrimethylammonium bromide)이 첨가된 Stöber법을 통해 할로우 실리카(HSiO₂)를 합성하였으며, HSiO₂를 마그네슘열 환원한뒤 표면에탄소를 코팅하여 HSi/C 음극복합소재를 제조하였다. 복합소재의물리적 특성과 전기화학적 특성을 CTAB 조성에 따라 조사하였다. FE-SEM 분석 결과 CTAB 조성이 감소할수록 HSiO₂ 입자의 크기가 커졌으나 두께는 감소하였다. 제조된 HSi/C 소재는 다양한 CTAB 비율(0.5, 1.0, 1.5)에서 각각 2188.6, 2164.5, 1866.7 mAh/g의 높은 초기 방전용량을 나타내었으며, 100 사이클의 충·방전 후 0.5-HSi/C가 1171.3 mAh/g의 높은 가역 용량과 70.9%의 용량 유지율을 보여주었다. 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)으로 저항 특성을 분석하였으며, 0.5-HSi/C 소재가 20 사이클 이후 다른 CTAB 조성의 HSi/C 복합소재에 비해 안정적인 저항 특성을 보이는 것을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.38-49
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• 2024

본 연구에서는 분리막 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)에서 발생되는 생물막오염 완화에 탁월한 효과를 가진 분리막을 개발할 목적으로, 친수성 산소 기능기가 많은 탄소나노구체(carbon nanosphere, CNS)를 합성한 뒤, 이를 첨가제로 활용하여 친수성과 다공성 기공 구조를 갖는 고성능 한외여과막을 제조하였다. CNS는 막 표면에 초승달 모양의 기공을 형성하였고, CNS 함량을 4.6 wt%까지 증가시킴에 따라 최대기공 크기보다 큰 결함을 야기하지 않으면서 평균 표면 기공 크기를 약 40% 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, CNS 복합막의 다공성 기공 구조는 CNS의 등방성 형태와 상대적으로 낮은 입자 수밀도 덕분에 CNS 첨가에 따른 고분자 용액의 점도 급등이 방지됐기 때문이라고 판단된다. 그러나 너무 다공성이 커지게 되면 기계적 물성이 저하되므로, 기공구조와 기계적 성질을 포함한 종합적인 고려를 했을 때 CNS2.3이 가장 우수하다고 관측되었다. CNS2.3은 CNS0에 비해 수투과도가 2배 이상 높을 뿐만 아니라, MBR 공정에서 분리막 세정이 요구될 때까지의 운전 시간도 5배 이상 연장시킨 것으로 확인되었다.

• 한국어류학회지
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• 제3권1호
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• pp.48-57
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• 1991

1988년(年) 4월(月)부터 10월(月)까지 전라남도(全羅南道) 영암군(靈岩郡) 삼호면(三湖面) 조간대(潮間帶)에서 월별(月別)로 채집(採集)된 자성(雌性)짱뚱어 Boleophthalmus pectinirostris(Linnaeus)를 대상(對象)으로 간세포(肝細胞)의 활성변화(活性變化)를 조사(調査)하기 위해 투과전자현미경(透過電子顯微鏡)으로 관찰하였고, GSI와 HSI의 월별변화(月別變化)와 난소발달단계(卵巢發達段階)에 따른 간조직(肝組織)의 단백질(蛋白質) 및 핵산함양(核酸含量)(총(總) RNA, DNA)의 변화(變化)를 조사(調査)하였다. GSI는 성장기(成長期)인 5월(月)부터 증가하기 시작하여 성숙기(成熟期)인 6월말(月末)에 연중(年中) 최대치(最大値)를 나타내었고, 산란기(産卵期)인 7월말(月末)부터 다시 감소하기 시작하여 퇴화기(退化期)인 9월말(月末)에 최저(最低)값을 나타내었다. HSI의 월별변화는 GSI와 역상관(逆相關) 관계(關係)를 갖는다. 난소(卵巢)가 성숙(成熟)하는 하계(夏季)에는 HSI값이 떨어지고 난소(卵巢)가 퇴화(退化)되는 10월(月) 중순(中旬)에는 HSI값이 최대(最大)에 이른다. 성숙기(成熟期)인 6월(月)에 암컷의 간조직(肝組織)의 간세포(肝細胞)들은 증대(增大)되고 핵(核)들은 비대(肥大)되었으며, 간세포내(肝細胞內)에는 글리코겐 입자(粒子)들과 지방적(脂肪滴)들이 정차로 감소되는 반면, 수많은 조면소포체(粗面小胞體)들은 증가(增加)되었다. 그리고 리보소옴이 부착된 잘 발달한 조면소포체(粗面小胞體)들은 세포질내(細胞質內)에서 단백질(蛋白質) 합성(合成) 및 vitellogenin 축적(蓄積)에 중요한 역할을 하는 것으로 추정된다. 산란기(産卵期)인 7월(月)에 글리코겐 입자(粒子)들과 지방적(脂肪滴)들은 점차로 증가되었으며, 이들 물질(物質)은 퇴화기(退化期)인 8월말에도 다량(多量)이 그대로 관찰되었다. 난소(卵巢)의 발달시기(發達時期)에 따른 암컷 간조직(肝組織) 1gr 당(當) 단백질함양(蛋白質含量)은 성숙기(成熟期)인 6월에 최고값($4.720{\pm}0.103mg/g$)을 보였으며, 그후 점차 줄어들어 산란기(産卵期)인 7월에는 최저값($3.640{\pm}0.130mg/g$)을 나타낸 후, 퇴화기(退化期)인 8월에 다시 점점 증가하는 양상을 보였다. 또한 간조직내(肝組織內)의 핵산(核酸), 즉 RNA함량(含量)은 6월에 최고값($0.523{\pm}0.040mg/g$)을 나타내었으며, 그후 점차 감소하여 7월에는 최저값($0.158{\pm}0.006mg/g$)을 나타내었고, 다시 8월에는 약간 상승하였다. 이 결과로 볼 때 단백질(蛋白質) 함량(含量)과 RNA함량(含量)과의 관계(關係)는 밀접(密接)한 관계(關係)를 나타내었다. 간조직(肝組織) 중량(重量)(g) 당(當) 총(總) DNA 함량(含量)은 시기별(時期別)로 약간의 수치상(數値上) 차이(差異)는 있지만 거의 비슷하였다. 총(總) RNA/DNA의 비율(比率)은 6월(月)에 0.745, 7월(月) 0.262, 8월(月) 0.341이었다.