• 한국안광학회지
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• 제20권4호
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• pp.463-469
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• 2015

목적: 해조류에서 추출된 알지네이트(alginate)와 염화칼슘($CaCl_2$)이 포함된 하이드로겔을 제작하여 물리적 특성을 살펴보고 콘택트렌즈로의 활용성을 파악하고자 한다. 방법: 하이드로겔 콘택트렌즈의 재료인 2-hydroxyethylmethacrylate(HEMA)와 개시제인 azobisiobutyonitile(AIBN), 가교제인 ethylenglycoldimethacrylate(EGDMA)를 사용하여 본 실험에 사용 할 시료를 필름 형태로 제작하였다. Phosphate-buffered saline(PBS)용액에 24시간 수화시킨 후 1%, 2% 알지네이트와 1%, 3%, 5% 염화칼슘 용액에 각각 24시간씩 interpenetrating polymer network (IPN)을 실행하였으며, 물리적인 특성을 평가하기 위해 굴절률, 함수율, 접촉각 및 인장강도를 측정하였다. 결과: IPN후 필름의 물리적 특성을 측정한 결과 함수율은 30.89~36.89%, 굴절률은 1.434~1.441, 접촉각은 $62.98{\sim}80.45^{\circ}$, 인장강도는 2.378~4.215 ($gf/mm^2$)로 각각 나타났다. 또한 알지네이트의 함량이 증가함에 따라 물리적 특성 변화가 거의 없었으며, 염화칼슘의 함량이 증가함에 따라 함수율은 감소하는 경향을 나타냈다. IPN 결과, HEMA를 기본으로 하는 콘택트렌즈에 비해 함수율 및 접촉각은 감소하였으나 인장강도는 증가하는 것으로 나타났으며 1차 IPN보다는 2차 IPN에서 인장강도가 높은 것으로 나타났다. 염화칼슘을 포함하는 하이드로겔의 경우, 24시간 중합한 시료 및 2% 알지네이트와 2차 IPN한 시료에서는 염화칼슘의 함량이 증가하면 접촉각이 감소하는 것으로 나타났다. 결론: 염화칼슘의 농도 증가는 하이드로겔 필름의 인장강도를 증가시킨다. 알지네이트와 염화칼슘이 포함된 하이드로겔은 콘택트렌즈로서의 기본적인 물리적 특성을 가지고 있으며 앞으로 콘택트렌즈 소재로 활용할 가능성이 충분히 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.138-143
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• 2023

이 연구에서는 탄산칼슘 형성 박테리아의 내생포자를 접종한 알지네이트 겔과 포자현탁액 형태의 균열치유제를 모르타르에 첨가하여 균열치유성능을 비교, 분석함으로써 균열치유제 제조방법별 균열치유성능을 분석하였다. 또한 박스형 암거 형태의 실 구조물에 적용하여 실험실 환경뿐만 아니라 개발된 균열치유제가 실제 현장에 적용될 수 있는 환경을 조성하여 실구조물 스케일에서 균열치유성능을 검증하고자 하였다. 건조 방식을 달리한 두 가지 형태의 알지네이트 겔로 구성된 균열치유제를 분석한 결과, 건열건조 방식의 균열치유제는 균열치유 성능을 나타내었으나, 동결건조 방식의 경우 얼음 결정에 의해 다수의 포자가 사멸되어 균열치유성능을 잃는 것으로 나타났다. 실스케일 구조물의 균열부에서 추출된 균열치유 추정물질의 SEM 사진과 XRD 패턴 분석 결과 균열치유제에 적용된 균열치유 미생물이 생성한 탄산칼슘 결정 중 하나인 calcite인 것으로 나타났으며, 미생물에 의한 균열치유메커니즘이 실구조물에서 구현될 수 있음을 확인하였다.

• 상하수도학회지
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• 제30권6호
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• pp.737-744
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• 2016

The investigation of effects on fouling propensity with various viscosity of feed solutions would be better understanding for forward osmosis (FO) performance since the fouling propensity was directly influenced with solution viscosity. Therefore, this study was focused on the FO fouling with model foultants (humic acid, alginate) by altering solution viscosity with change of ionic strength (I.S) and $Ca^{2+}$ concentrations. In the comparison between humic acid and alginate, as expected, the alginate generally caused more severe fouling (almost 35.8 % of flux reduction) based on the solution characteristics (high viscosity) and fouling patterns (coil and gel layer). However, interesting point to note is that the fouling propensity of alginate was more severe even though it was applied with low viscosity of feed conditions (I.S = 20 mM, $Ca^{2+}=1mM$). This might be due to that crossed linked gel layer of alginate on the FO membrane surface could be best formed in the condition of $Ca^{2+}$ presence and higher I.S, and that is more dominant to fouling propensity than the low viscosity of feed solutions.

• 한국염색가공학회지
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• 제23권1호
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• pp.51-59
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• 2011

Calcium alginate fiber were prepared by wet spinning of various conditions, including different concentrations of sodium alginate solution and $CaCl_2$ concentrations for coagulating the fiber through an absorption of calcium ion. The absorption of calcium ion during the coagulating step lead to solidify the fibers by the replacement of sodium ion with calcium ion to produce some crosslinking. The concentration of calcium ion in the calcium alginate fiber seems to be well related to the mechanical and physical property of the fiber, such as fiber strength moisture regain, and degree of swelling. The tensile strength of calcium alginate fiber was increased along with the increasing amount of sodium alginate solution. According to EDS analysis, 7 wt% $CaCl_2$ coagulation bath resulted in more calcium ion in the fiber compared to 3 wt% $CaCl_2$ coagulation bath. The decomposition temperature of calcium alginate fiber was $199^{\circ}C$, which $14^{\circ}C$ higher than that of sodium alginate.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.563-571
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• 2021

In this study, calcium alginate based cation exchange membrane was prepared and used to develop membrane capacitive deionization (MCDI) system for effective hardness control. As a major result, the MCDI with Ca-alginate membrane showed 27% better deionization capacity than the MCDI with a commercial cation exchange membrane. This superior improvement in the deionization capacity was expected to be due to the high ratio of transport number/electrical resistance (S_c/R_ratio) of Ca-alginate membrane. In addition, the MCDI with Ca-alginate membrane showed better deionization performance than the MCDI with Ca-alginate coating. This was because the space between the electrode and the Ca-alginate membrane was utilized for ion adsorption. The preliminary results indicated that the MCDI with Ca-alginate membrane can be a viable technique for the hardness control.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제32권1호
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• pp.61-67
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• 2009

연구목적 : poly-L-guluronic alginate(PGA) 겔이 혈관색전술에 적용가능한지 시뮬레이션을 통해 확인하고, PGA 겔이 혈관 내에서도 유용한지 혈관조영술을 통해 알아보고자 하였다. 연구방법 : 겔을 형성하는 PGA는 다시마에서 추출하여 생물학적 적합성 시험을 거쳤고, 단백질 불순물을 완전히 정제한 후 실험에 이용하였다. 유리 동맥류 모형을 이용하여 PGA가 겔을 형성하여 색전을 일으키는지 확인하였고, 가토의 신장 혈관에서도 PGA가 색전을 일으키는지 혈관조영술을 통해 확인하였다. 결 과 : 유리 동맥류 모형에서 PGA는 자동 주입기를 이용하여 카테타를 통해 주입한 후 염화칼슘($CaCl_2$)을 주입하니 유리 동맥류 모형 내에서 겔을 형성하며 색전을 일으켰다. 가토 실험에서는 우신 동맥과 대동맥을 결찰한 후 혈관조영술을 통해 좌신의 혈류를 확인하였다. 좌신동맥으로 PGA와 염화칼슘($CaCl_2$)을 동일한 카테터를 통해 순서대로 주입한 후 우신동맥과 대동맥의 결찰을 제거하였다. 혈관조영술을 다시 실시하여 좌신동맥의 혈류를 확인하니 좌신동맥이 보이지 않았다. 이는 좌신 혈관 내에세 PGA가 겔을 형성하여 혈류를 완전히 차단하였기 때문이었다. 결 론 : PGA는 혈관 내에서 혈관을 완전히 차단하고 색전을 일으킴을 확인하였다. 그러므로 PGA는 혈관 색전물질로 유용할 것이고, 혈관색전술과 조영술 적용에 상당히 효과적일 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.641-647
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• 2014

연구에서는 폐기물 처리에 어려움을 겪고 있는 폐슬러지를 원료로 사용하여 섬유(fiber) 형태의 생체흡착제를 제조하였다. 유기성 오염물의 용출 문제 및 처리수의 고액분리 문제를 해결하기 위하여 Ca-alginate를 이용해 폐슬러지를 고정화하였으며, 제조의 용이성 및 흡착제로써의 성능을 향상시키기 위하여 섬유 형태로 생체흡착제를 제조하였다. Alginate 사용량을 최소화 하면서 제조한 생체흡착제의 성능을 최대화 하기 위한 고정화 조건은 alginate 농도 10 g/L, 폐슬러지 농도 40 g/L, 생체흡착제 직경 0.3~0.4 mm로 결정하였다. 제조한 섬유형 생체흡착제는 2가 양이온 중금속인 Cd(II)에 대해 60.73 mg/g의 최대흡착량을 보였으며, Cd(II) 흡착 거동은 Psuedo-second-order 속도모델과 Langmuir 등온흡착모델로 잘 설명되었다. 결론적으로, 하폐수 처리공정에서 발생하는 폐슬러지는 생체흡착제를 제조하는데 사용될 수 있는 저렴한 원료이며, 이렇게 제조한 생체흡착제는 산업폐수에 함유된 유독성 중금속을 효율적으로 제거하는데 사용될 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.672-676
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• 1999

캡슐고정화 Aspergillus niger를 이용하여 산소공급이 구연산의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 칼슘알지네이트 캡슐에 고정화된 A. niger는 배양중 성장하여 2일 후에는 균사가 캡슐막을 뚫고 나왔으며 배양 8일 후에는 균사가 캡슐전체를 뒤덮었다. 배양액중의 질소원이 충분하거나 산소가 부족한 경우 균사가 느슨해졌다. 일정한 성장용액의 양에 미생물고정화 캡슐의 양이 많이 투입될 수록 구연산의 생산량은 감소하였다. 플라스크 배양의 경우 부피산소전달계수($K_La$)가 1.8 $hr^{-1}$에서 2.55 $hr^{-1}$로 증가하면 미생물의 성장속도는 증가하지만 구연산의 생산량에는 큰 영향이 없었다. 축중심 공기 부양반응기 내에서의 산소전달 속도증가 ($K_La=150hr^{-1}$)는 미생물의 성장속도는 크게 촉진시켰지만 구연산의 생산량은 오히려 감소시켰다. 그러나 중심축 공기 부양반응기내에서 성장배지 중의 질소원 농도를 감소시키면 플라스크 배양의 생산량보다 약 40%이상 증산할 수 있었다. 뿐만 아니라 최대생산량을 얻는 최적 발효기간도 3일 정도 단축시킬 수 있었다. 캡슐고정화 미생물의 성장이나 구연산 생산량은 중심축 공기 부양반응기의 구조변화에 큰 영향을 받지 않았다.