• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.243-252
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• 2021

전기자동차(EV) 및 중대형 에너지 저장 장치(ESS)의 활용을 위한 차세대 에너지 저장 장치에 대한 요구가 증가함에 따라, 높은 출력 및 안정성 등의 특성을 갖는 리튬 이온 전지 개발이 시급한 과제로 떠오르고 있다. 리튬 이온 이차 전지의 성능은 주로 전극 재료의 물리/화학적 특성에 의해 결정되는데, TiO₂는 우수한 안정성 및 높은 안정성, 친환경적 특성으로 인해 현재 상용화된 탄소계 음극재를 대체할 수 있는 물질로 높은 관심을 받고 있다. 특히, 양극산화를 통해 제조된 자기 정렬된 TiO₂ 마이크로 및 나노 구조는 차세대 리튬 이온 이차 전지의 유망한 음극 소재 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 총설 논문에서는 양극산화를 통한 TiO₂ 나노 튜브 및 마이크로콘 구조 메커니즘 및 구조 발달에 영향을 미치는 인자에 대한 설명을 다루었다. 또한, TiO₂의 낮은 전기전도도 및 용량 한계를 극복하기 위한 TiO₂ 기반 복합체를 리튬 이온 이차 전지의 음극재로 활용한 연구를 소개하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제55권2호
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• pp.51-62
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• 2022

Metal-organic framework (MOF) is one of the representative porous materials composed of metal ions and organic linkers. In spite of many advantages of the MOFs such as high specific surface area and ease of structure control, drawbacks have become obstacles to the practical use of them with poor electrical conductivity and chemical stability. The ZIF-8, which is consisted of zinc and imidazole linker, is one of the solutions to improve the chemical stability issue. In addition, composites using the ZIF-8 and carbonbased materials are widely used to enhance the electrical conductivity. In this regard, supercapacitor is very attractive field for using the composites, because most of carbon-based materials are porous and conductive. Also, for sensor applications, the ZIF-8 composite is suitable material to meet the requirement in terms of the selectivity and sensitivity. This review summarizes recent progress of the composite materials with the ZIF-8 and the carbon-based materials for the supercapacitors and the chemical sensors. In particular, the composites are classified into ZIF-8-graphene, ZIF-8-carbon nanotube and ZIF-8-other carbon-based material.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.343-350
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• 2022

최근 취성재료인 콘크리트의 강도 발현에 가장 불리하게 작용하는 영역인 골재와 시멘트 복합체 사이 Interfacial transition zone (ITZ) 성능 개선을 위해 나노 실리카, 탄소나노튜브, 그래핀 옥사이드(GO) 등 나노물질을 활용한 방안이 제시되고 있다. 나노물질 중에서 우수한 분산성을 가진 GO는 ITZ 영역에 높은 비율로 존재하는 Ca²⁺과 화학적 결합을 형성하여 일반강도 콘크리트 내 ITZ 성능 개선에 효과적인 것으로 보고되었다. 본 연구에서 미소수화열 분석 및 Scanning electron microscope 이미지 분석 기법을 활용하여 도출한 GO 혼입에 따른 수화 발열량 변화와 ITZ의 두께 변화 및 표준사 주변 공극 분포 변화를 통해 GO가 고강도 시멘트 모르타르 내 ITZ 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.112-119
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• 2022

최근 탄소중립에 관한 관심이 높아지면서 건설 산업에서 하이볼륨 플라이애시 콘크리트를 사용하는 연구가 다양하게 수행되고 있다. 하지만 HVFC는 초기 압축강도가 낮은 단점이 있어, 이를 개선하기 위해 나노 소재를 활용한 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 나노 실리카는 포졸란 재료로서 이러한 조기 강도 지연을 보완할 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 나노 실리카를 HVFC에 혼입하여 초기 수화반응에 미치는 영향과 이에 따른 미세구조의 개선에 대해 조사하였다. 초기 수화반응은 응결실험과 미소수화열을 통해 분석하였고, 재령에 따른 압축강도와 열중량 분석을 진행하였다. 미세구조 개선의 효과는 수은압입법을 통해 평가하였다. 실험결과 나노실리카를 혼입하였을 때, 초기 강도가 증가하였고 미세구조가 개선되는 것으로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제27권2호
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• pp.73-79
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• 2024

화석 연료의 사용이 증가함에 따라 이산화탄소와 같은 온실 가스의 배출량이 함께 증가하며 발생하는 환경 문제의 해결을 위해 이차전지와 같은 친환경 에너지 저장 기술이 주목받고 있다. 리튬 이온 전지의 중대형 전지를 제작하기 위해서는 고용량과 고효율 뿐만 아니라 우수한 안정성을 지니는 배터리의 전극 소재의 개발이 필수적이다. 이를 위해 고분자의 합성을 토대로 고용량을 얻을 수 있는 실리콘과 합성한 후 reduced Graphene Oxide (rGO)를 첨가하여 전극 활 물질을 제조해 물리적 특성과 전기화학적 성능을 분석하였다. 제조한 전극은 실리콘에 고분자를 탄화시켜 코팅하고 기계적 강도와 높은 안정성을 보이는 rGO를 첨가해 실리콘에 탄소를 코팅하는 Si@C 복합체에 비해 개선된 용량과 향상된 안정성을 보이는 것을 확인했다.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.55-61
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• 2024

연료전지의 산소환원반응용 백금 촉매의 높은 비용을 극복하기 위하여 나노 구조 제어를 통한 고성능의 백금 합금 촉매 개발 연구가 활발히 수행되고 있다. 본 연구에서는 탄소에 담지된 니켈-니켈 질화물 복합체와 백금 이온 간의 갈바닉 치환 반응 시 용액의 pH 조절을 통한 촉매의 나노구조를 중공형이나 코어-쉘 구조로 제어하는 방법을 제시하였다. X선 회절 분석과 투과전자현미경, 유도결합 플라즈마를 이용한 분석을 통해 합성 조건에 따른 금속의 상태와 함량 및 합금 입자의 형상에 대한 물리적 특성 평가를 수행하였다. 제조된 촉매를 산소환원반응 촉매로 적용하였으며 상용 백금 촉매 대비 1.7배(중공형 촉매) 및 1.9배(코어-쉘 구조 촉매) 개선된 전기화학적 활성 면적 당 활성을 나타내었다.

• Applied Microscopy
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• 제37권1호
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• pp.11-21
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• 2007

가열공정이 없는 생식은 화식과 달리 대사효소가 보존되어 있어 체내에서 유익한 작용을 할 것으로 예측되고 있다. 생식 시장의 확대에도 불구하고 아직까지 생식의 효과에 대한 과학적 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 수컷 ICR 생쥐를 일반사료 섭취 후 올리브오일을 투여한 대조군, 사염화탄소$(CCl_4)$를 투여한 실험군 1 (Exp 1), 생식을 급이한 후 사염화탄소를 처리한 실험군 2 (Exp 2)로 나누어 간내 효소, 단백질 및 조직학적 분석을 통하여 생식의 간보호 효과를 확인하고자 하였다. 혈청 AST 수치는 대조군에서 $135.50{\pm}121.84\;IU/L$, 실험군 1에서 $4808.07{\pm}1492.94\;IU/L$, 실험군 2에서 $1799.20{\pm}1182.27\;IU/L$로 나타났으며, ALT 수치는 대조군에서 $27.60{\pm}15.04\;IU/L$, 실험군 1에서 $7317.60{\pm}2137.51\;IU/L$, 실험군 2에서 $2902.20{\pm}2302.71\;IU/L$로 나타났다(p<0.01). ALP는 대조군에서 $279.90{\pm}38.32\;IU/L$, 실험군 1에서 $329.7{\pm}50.65\;IU/L$, 실험군 2에서 $427.80{\pm}85.36\;IU/L$로 나타났다. 이는 실험군 2와 실험군 1, 실험군 2와 대조군 사이에서 각각 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 또한 조직학적인 관찰에서도 실험군 1과 실험군 2 사이에 뚜렷한 차이가 관찰되었다. 사염화탄소를 처리한 실험군 1은 육안관찰과 광학현미경 관찰에서 심한 조직괴사가 관찰되었지만 실험군 2에서는 육안검사 상 정상조직과 거의 차이를 보이지 않았고 광학현미경 관찰에서는 중심정맥 주위로 약간의 괴사와 심한 호중구 침윤현상을 보여주었다. 생식에 함유된 저분자량의 생리활성 물질은 다양한 페놀 화합물(phenolic compounds)로 구성되어 있으며, 항산화작용으로 대표되는 수많은 생리활성기능을 가지고 있다. 곡류 원료의 대표적인 식물성 생리활성물질(phytonutrients)로서 곡류에는 phytoesterogen, lignan, phytic acid, 콩에는 phytoesterogen (isoflavon), phytosterol, saponiu, 과채류에는 carotenoid, flavonoid, 유기황 복합체 (organosulfur compounds), 버섯류에는 alkaloid, polypeptide, nucleoside가 다량 함유되어 있다. 모든 곡류에는 arabinoxylan과 ferulic acid와 같은 식물성 생리활성물질들이 다량 함유되어 있어 생식은 곡류의 phytochemical의 활성을 높이는 가장 효과적인 섭취방법이라고 할 수 있다. 이번 연구 결과는 생식이 직접적인 간보호 효과를 보임으로써 건강기능성식품으로서의 가능성을 제시하였다. 앞으로 생식의 효과에 대한 다양한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.68-75
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• 2015

본 연구에서는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 core-shell 구조의 CoAl₂O₄@Al 복합체를 Al 금속의 수열반응을 통하여 합성하고, 이를 Rh 촉매의 담지체로 적용하여 구조적, 촉매화학적 특성을 분석하였다. Rh/CoAl₂O₄@Al (3 wt% Rh) 촉매는 단순침적법(incipient wetness impregnation)으로 제조하였고, 특성의 비교평가를 위하여 공침법(co-precipitation)으로 합성한 CoAl₂O₄를 담지체로 하여 Rh/CoAl₂O₄ (3 wt% Rh) 촉매를 단순침적법으로 제조하였다. 이들 촉매들은 N₂ 흡착, XRD, 전자 주사현미경, temperature programmed reduction (TPR), CO 화학흡착 분석을 통해서 그 특성을 분석하였고, 글리세롤 수증기 개질 반응(550 ℃)을 통한 수소전환반응에 적용하여 촉매적 특성을 평가하고 분석하였다. 글리세롤 수증기 개질반응에 대하여 Rh/CoAl₂O₄@Al 촉매는 Rh/CoAl₂O₄ 촉매에 비하여 약 2.8배 높은 글리세롤 전환 turnover frequency (TOF)를 보여주었고, 이는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 복합체를 통한 원활한 반응열의 전달에 기인한 것으로 분석되었다. CoAl₂O₄@Al 및 CoAl₂O₄ 담지체에서도 환원에 의하여 노출된 일부 Co 금속에 의한 촉매적 활성이 관찰되었는데, Rh/CoAl₂O₄@Al과 Rh/CoAl₂O₄ 촉매에서와 마찬가지로 core-shell 구조체인 CoAl₂O₄@Al이 CoAl₂O₄ 보다 높은 촉매적 활성을 보였다. 그러나, 이들 촉매는 글리세롤 개질반응에서 비교적 높은 비활성화를 보여주었고 이는 촉매표면의 탄소침적(coking)에 기인한 것으로 판명되었다.

• 한국광물학회지
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• 제22권1호
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• pp.23-34
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• 2009

유기양이온(hexadecylpyridinium chloride monohydrate ($HDP^+$))으로 개질시킨 유기벤토나이트의 특성을 유기탄소함량 측정, 마이크로-X 선회절 분석, 전기영동 이동성 측정을 이용하여 관찰하고, 무처리 벤토나이트와 유기벤토나이트의 요오드에 대한 흡착성을 비교 조사하였다. 벤토나이트는 유기양이온인 $HDP^+$에 대해서 높은 친화력을 보여주었다. 마이크로-X선 회절 분석 결과에 의하면 유기벤토나이트는 저면 간격에 있어서 현저하게 팽창을 하였고, 이는 유기 양이온이 벤토나이트의 층간에 충분히 삽입되었음을 의미한다. 전기영동 이동성 측정에 의하면벤토나이트의 양이온 교환 용량 이상의 유기 양이온으로 치환시킨 유기벤토나이트의 경우 무처리 벤토나이트와 전혀다른 표면 전하분포를 나타냄을 알 수 있다. 요오드의 흡착능에 있어서, 무처리 벤토나이트는 요오드를 전혀 흡착하지 못한 반면, 벤토나이트의 양이온 교환용량의 200% 양으로 개질 시킨 유기벤토나이트의 경우 요오드 439 mmol/kg를 흡착하였다. 유기 벤토나이트에 흡착된 요오드의 분자 환경은 요오드 K-edge와 $L_{III}$-edge X-선 흡수 분광을 이용하여 연구하였다. 유기벤토나이트의 요오드 X선 흡수 변연 구조를 통해 유기벤토나이트에 흡착된 요오드의 경우 KI 표준용액의 구조와 유사함을 알 수 있었다. 광범위 X-선 흡수 미세구조의 선형 결합 분석결과는 유기 복합체와 반응한 요오드의 비율이 벤토나이트에 흡착된 유기 복합체의 양이 증가함에 따라 같이 증가함을 나타냈다. 본 연구를 통해, 벤토나이트의 개질 특성에 의해 요오드의 흡착 환경이 현저하게 달라짐을 관찰할 수 있었으며, 음이온성 방사성 요오드를 포함하는 핵폐기물 저장소 주변의 방어벽 물질로 유기벤토나이트의 적용 가능성을 살펴 볼 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제8권3호
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• pp.263-271
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• 1998

전사조절인자로서 잘 알려져 있는 cAMP receptor protein(CRP)은 cAMP와 DNA에 결합하는 특별한 활성을 가지고 있으며, cAMP-CRP complex를 형성하여 수많은 유전자의 발현조절에 관여한다. 이러한 측면에서 cAMP-CRP의 조절은 어떤 면에서 총체적 조절체계라고까지 한다.본 연구는 Serratia 균주에서 crp 유전자의 분자적 특성 및 cAMP에 의한 발현조절을 받는 분자기구를 해석하고자 유전자를 클로닝하고 발현을 확인하였다. MacConkey 배지에서 maltose를 탄소원으로 충분히 이용하지 못하는 대장균 TP2139(${\Delta}crp$,${\Delta}lac$를 숙주로 이용하고, 염색체 DNA를 library로 작성하여 얻은 형질전환체 약 일만개의 콜로니에서 red colony를 나타내는 5종류의 양성 클론을 얻었다. 이들 클론을 Southern 방법으로 확인한 결과 3kh의 단편을 가진 pCKB12클론이 crp유전자를 coding하고 있음을 확인하였다. glpD-lacZ 융합 plasmid인 pLDC6의 BamHI부위에 pCKB12의 3kb 단편을 삽입시킨 재조합 plasmid pLDC6-Scrp를 작성하여, 클로닝된 Serratia의 crp유전자가 대장균에서 유전자 전사조절에 미치는 영향을 확인한 결과 cAMP-CRP 복합체 형성에 의한 전사조절 기능이 확인되어졌다.