비단백태 질소화합물의 가금에서의 이용 가능성은 오래 전부터 많은 사람들의 관심의 대상이 되어 있었다. Urea나 Diammonium Citrate같은 NPN들이 부로일러에서 비필항 아미노산들의 공급을 목적으로 이용될 수 있다는 많은 증거들이 있다. 그 mechanism 은 이들에 의해 공급되는 ammonia가 $\alpha$-ketoglutaric acid에 결합되어 glutamic acid가 되어 체내에서 transamination 방법에 의해 비필수 아미노산들의 합성에 기여할 수 있다는 것이다. 산란에서도 마찬가지 방법으로 이용될 수 있으나 육계에선 보다는 이용 효율이 낮다고 한다. 비단백태 질소 화합물의 급여가 사료섭취량에 영향을 주고, 산란율을 저하시키며 란중을 적게하는 원인이 되나 albumin의 질을 높인다는 장점도 보고되고 있다. 이들 화합물이 가중에서 효율적으로 이용되기 위해서는 사료내 단백질 수준이 정상보다 낮아야 하며 철수 아미노산을 충분히 함유하고 있어야 한다 장차 단백질 자원의 부족 현상이 더욱 심각해질 것을 예상할 때 비단백태 질소 화합물의 가축에서의 이용성을 높이는 연구는 매우 중요하다.
본 연구에서는 분사 형태(Spray pattern)가 중실원추형(Full cone) 및 중공원추형(Hollow cone)인 2유체 미립화기를 이용하여 공급 기체 및 미분무가 헵탄 풀화재(Heptane pool fire) 소화 성능에 미치는 영향을 검토하였다. 2유체 미립화기의 공급 기체로 30 lpm (Liter per minute; L/min)의 공기 또는 질소를 이용하였으며, 물을 공급하지 않은 경우(즉, 공기 또는 질소만 분사한 경우)와 물 0.085 lpm을 공급한 경우(즉, 미분무와 공급 기체를 함께 분사한 경우)에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과, 공급 기체만 분사한 경우보다 미분무와 공급 기체를 함께 분사한 경우에, 그리고 중공원추형인 경우보다 중실원추형인 경우에 빠르게 화재 소화 가능함을 확인하였다. 또한, 중실원추형의 경우, 미분무와 공급 기체 함께 분사 시 화재 소화 성능에 미분무의 영향은 지배적이었으나 공급 기체의 영향은 미비한 것으로 관찰되었다. 반면, 중공원추형의 경우, 중실원추형과 달리 미분무와 공급 기체 함께 분사 시 공급 기체로 질소를 공급한 경우가 공기를 공급한 경우에 비해 평균 화재 소화 시간이 확연하게 짧아지는 것으로 측정되었고, 이를 통해 미분무 뿐 아니라 공급 기체도 화재 소화 성능에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 질소원의 종류와 농도 그리고 pH가 플루란 생산에 미치는 영향을 고찰하였다. A Aureobasidium pullulans에 의한 플루란 생산시 가장 좋은 질소원으로는 수율 62%를 얻은 peptone 이었고, 최적 질소원 농도는 유기질소원의 경우 탄 소원/질소의 비가 50j0.15N이었고 그 이상에서는 저해가 일어났다. 훈합질소원 I, II, III을 사용하 였을 때 각각 29.1, 27.4, 26.5g/L의 플루란 생산량 을 보였다. 그러므로, 혼합 질소원을 잘 이용하면 플 루란을 효과적으로 생산할 수 있었다. pH를 조절하 지 않을 때가 pH를 일정하게 할 때보다는 플루란 수율이 높았다. 또, 유가식배양시 탄소원과 질소원을 함께 공급하였을 때가 질소원만을 공급하였을 때 더 큰 플루란 수율을 보였다.
관행의 일일공급체제를 격일공급체제로 전환할 경우 넙치의 사료 섭취량과 증체량이 어떤 변화를 보이는지 조사하고 습사료의 공급에 따른 질소와 인의 배설량을 측정 하기 위하여 펑균 체중 90 g의 넙치를 이용하여 양어장에서 8주간 사육실험을 수행하였다. 일일공급 (ED)구의 건물 섭취량은 펑균 107.7g으로 격일공급 (EO)구의 평균 섭취량 89.8 g에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 반면, 사료전환효율은 각각 1.51 (ED) 및 1.47 (EO)로 유의적 차이가 나타나지 않았다. 마리당 증체량은 섭취량이 높았던 ED구에서 마리당 71.6 g으로 EO구 (61.1 g)보다 높게 나타났으나 유의적 차이는 발견되지 않았다 (P>0.05). 질소 증가량은 질소 섭취량이 유의적으로 높았던 ED구가 2.13g으로 EO구 (1.76 g)보다 유의적으로 높게 나타났다. 그러나 증체단위당 질소 배설량은 두 처리구 공히 약 113 g으로 동일하였다. 인 섭취량은 유의적인 차이를 보였으나 어체내 인 증가량은 공히 0.5 g으로 동일하였다. 증체 단위당 인 배설량은 ED구가 27.6 g으로 EO구 (26.0 g)에 비해 약간 높았으나 유의적 차이는 없었다. 에너지 섭취량은 ED구가 2523 kJ로 EO구 (2116 kJ)에 비해 유의적으로 높았으며 그 결과 체내 에너지 증가량도 ED구가 유의적으로 높았다. 그러나, 에너지 축적효율은 각각 20.6% (ED) 및 18.9% (EO)로 유의적인 차이가 발견되지 않았다. 이상의 결과는 관행의 일일공급체제를 격일공급체제로 전환할 수 있는 가능성을 제시하였다.
하수처리장으로부터의 질소제거는 과거 3차 처리의 개념을 토대로 시설비가 고가로 소요되었으나 현재는 2차 처리시에 탄소제거와 함께 질소를 제거하는 개념으로 바뀌어지고 있다. 또한 질소제거는 탄소제거만에 의한 수질보호 차원에서 암모니아 독성을 제거하며 질소산화에 의한 추가 산소소모를 감소시키는 효과를 기대할 수 있다. 2차 처리시설에 의한 질소제거는 약 6%의 시설비와 연간 유지관리비의 증가에 불과하다. 질소제거는 하천이나 호소수의 수질개선뿐만 아니라 독성제거와 산소공급 내지 산소결핍 가능성을 저하시키며 하수처리장의 수질을 향상시킨다. 따라서 앞으로 질소제거는 모든 하수처리장의 2차 처리시설에 적용이 되리라는 것이 국제적인 추세이다. 하수처리장이 계속해서 신설되고 있는 우리나라로서는 이러한 개념을 되도록 빨리 받아들여 뒤늦게 질소제거를 수행함에 따르는 추가 비용의 낭비를 최소화 시키는 것이 현명하리라 생각된다.
본 실험은 질소원처리가 식물의 생육 및 질소대사에 미치는 영향을 규명하고자 조직배양을 실시하였으며 공시재료로는 담배 'NC 2326'와 대두 '단엽콩'을 사용하였다. 배지내 질소원의 종류와 그 비율을 달리했을 때 callus의 생육, 전 질소, 단백질 함량 그리고 nitrate reductase와 glutamine synthase의 활성 변화를 조사하였다. 단엽콩의 조직배양시 callus증식은 2:1처리구와 암모늄태 질소만 공급한 배지에서 높았던 반면 질산태만 공급한 경우 쉐는 callus증식이 저조하였다. 한편 담배는 질산태와 암모늄태 질소를 2:1로 혼용한 구가 callus증식이 좋았고, 암모늄태 질소단용구에서 저조하였으며, 질산태 질소단용구의 callus생육이 양호하였다. Callus내 전질소함량은 담배의 경우 배지내 질산태 질소가 많을수록 증가되어 질산태 질소단용구에서 가장 많았으며 암모늄태 질소단용구에서 가장 적었다. 한편 단엽콩은 이와 반대의 경향으로 암모늄태 질소단용구에서 가장 많았으며 질산태 질소단용구에서 가장 적었다. Callus의 nitrate reductase의 활성을 보면 담배는 질산태 질소단용구에서 활성이 높았으며 암모늄태 질소단용구에서 활성이 낮은 반면 단엽콩은 2:1 처리구에서 활성이 높았고 생육이 부진했던 질산태 질소단용구에서 현저하게 낮았다. Glutamine synthetase의 활성은 단엽콩, 담배 모두 질산태 질소단용구에서 활성이 높았으며 암모늄태 질소단용구에서 활성이 낮았다.
지구 온난화 문제의 심각성이 대두되면서 이산화탄소 저감 기술에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가장 이상적인 방법은 탄소가 포함되지 않은 청정 재생 에너지원이지만, 에너지 공급 규모 면에서 보면 근미래에도 화석 연료가 에너지 수요에 대한 주요 공급원으로 남아있을 것이라는 의견이 지배적이다. 많은 화석 연료 중 천연가스는 탄소 배출량이 가장 적은 청정 연료로 지난 10년간 수요가 폭발적으로 증가해왔다. 이를 고려해볼 때 탄소 배출량이 적은 천연가스를 생산하면서 이산화탄소를 격리 시킬 수 있는 기술은 매우 매력적이다. 본 연구에서는 심해저의 메탄 하이드레이트로 부터 천연가스를 생산하는 기술로서 이산화탄소와 질소의 혼합 가스를 사용하는 기술 개발의 일환으로 혼합 가스에 의한 메탄 하이드레이트 해리 속도를 $^{13}C$ NMR을 이용해 측정한 결과를 제시하고자 한다.
본 연구에서는 아크 소스를 이용하여 TiAlN을 코팅하였으며 공정 변수 중 질소 유량에 다른 TiAlN 박막의 물성 변화를 관찰하였다. TiAlN은 고경도 난삭재의 고능률 절삭 분야에 사용되어 공구의 수명을 향상하기 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. TiAlN 박막은 아크 소스에 장착된 TiAlN 타겟(Ti-50 at %Al)을 사용하여 스테인리스 강판 위에 코팅 하였으며 이 때 기판과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이었다. 기판을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ torr까지 진공배기를 실시한 후 아르곤 가스를 진공용기 내로 공급하여 공정 압력인 $7{\times}10^{-4}$ torr로 제어한다. 공정 압력에서 아크 소스에 약 70 A의 전류를 인가하여 아크를 발생시키고 기판 홀더에 약 -400 V의 직류전압을 인가하여 약 5분간 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 기판에 인가된 전압을 차단하고 질소 가스를 진공용기에 공급하여 TiAlN을 코팅하였다. 질소 유량이 30 sccm일 경우 TiAlN 박막의 경도가 약 2510 Hv로 가장 높았으며, 질소의 유량이 40 sccm 이상으로 증가할 경우 TiAlN 박막의 경도는 1500 Hv로 주목할 만한 변화는 없었다. 질소 유량이 증가하면 TiAlN 박막의 색상은 회색에서 어두운 보라색으로 변화하였고 주사전자현미경 분석을 통해서 거대 입자(macro particle)가 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며 이는 질소 유량이 증가할수록 TiAlN 박막의 표면조도 또한 증가하는 분석결과와 일치하였다. X-선 회절 분석을 통해 질소 유량이 30 sccm 이상에서 박막의 질화가 일어나고 2500 Hv 이상의 경도를 가지는 최적 조건임을 확인하였으며, 이는 절삭 공구 등과 같이 고경도 유지를 위한 코팅 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 질소 유량 외에 다른 공정 조건을 변화시켜 TiAlN 코팅을 실시한다면 다양한 색상 구현, 고경도, 내마모성 등 TiAlN 박막의 기능성을 향상할 수 있을 것으로 예상된다.
본 연구에서는 중형 기공성 실리카 담체인 MCM-41과 SBA-15를 활용하여 팔라듐과 구리를 담지한 후, 제조 촉매의 수중 질산성 질소 저감 반응 활성을 평가하였다. 순수 수소 공급 반응 조건에서, 질산성 질소의 농도는 반응 시간에 따라 점차 저감되었지만, 반응기 내부에 높게 형성된 pH로 인해 질소의 선택도가 매우 낮은 문제점이 발견되었다. 이를 해결하기 위해 이산화탄소를 수소와 함께 공급하여 pH의 안정화를 도모하였고, 질소 선택도를 40% 가량 증가시켰다. 상기 두 반응 조건에서 모두 Pd-Cu/MCM-41가 Pd-Cu/SBA-15보다 높은 활성을 나타냈다. 이와 같이 수중 질산성 질소 저감 반응의 활성에 차이를 보이는 두 촉매에 대하여, 질소 흡-탈착, XRD, $H_2$-TPR, XPS 등과 같은 특성 분석을 수행하여 제조 촉매의 구조와 물성이 반응활성에 미치는 영향을 검토해보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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