• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.371.1-371.1
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• 2016

다양한 물질계의 2차원 나노구조는 그래핀과 함께 그 고유특성으로 최근 광전소자, 전자소자, 센서, 에너지 생성 및 저장과 수소에너지 생성 등의 응용으로 매우 많은 관심을 받고 있다. 특히 층상이중수산화물 (layered-double hydroxide; LDH) 2차원 나노구조는 생성의 용이성과 층상 내 금속 이온의 교환을 통한 특성의 자유로운 제어가 가능하므로 많은 관심을 받고 있다. 층상이중수산화물 화합물은 [Zn(1-x) MIII(x)(OH)2][$An-x/n{\cdot}mH2O$] (MIII = Al, Cr, Ga; An- = CO32-, Cl-, NO3-, CH3COO-) 구조로써, Brucite-type 구조 내에서 3가 양이온의 상태에 따라서 다양한 특성을 제어할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 층상이중수산화물 화합물은 촉매나, 에너지 저장, 음이온 교환 및 흡착, 화학적 촉매, 바이오 소자 등에 응용이 연구되고 있으며, 다양한 금속 산화물을 제조하기 위한 중간자 precursor로써도 연구되고 있다. 하지만, 이러한 대부분의 연구들을 통한 결과물들이 분말 및 수용액 상태로 남게 되며, 이러한 화합물의 특성을 제어하기 어려운 문제점이 있다. 더욱이 이러한 나노구조물들을 다양한 소자로 응용하기 위해서는 상용의 실리콘이나 glass 등의 기판형태의 물질상에 성장시킬 수 있어야 하며, 그러한 기판 위에서의 형상 및 특성 제어가 용이해야 한다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 기판을 적용한 Zn기반의 층상이중 수산화물 화합물을 성장하고, 하부물질의 조성제어를 통한 층상이중수산화물 화합물의 형상제어가 가능한 기술에 관한 연구를 보고하고자 한다. 이를 위한 하부물질의 조성은 Zn와 Al을 통해 이루어지며, 기형성된 Al2O3박막을 핵형성층으로 활용한다. 이러한 방법으로 형성된 층상이중수산화물 화합물에 대해 이차전자주사현미경, 투과전자현미경 및 X-ray회절기법을 통해 구조분석을 하고, Raman 및 광발광스펙트럼 분석을 통해 광학적 분석을 시행함으로써, 층상이중수산화물이 기판상에서 형성되는 메커니즘에 관한 규명을 시행하였다. 이러한 분석연구를 통해 핵형성층의 에칭 따라 실리콘 기판상에서 성장하는 층상이 중수산화물 화합물의 형상 및 조성이 제어되는 메커니즘을 구명하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.17.2-17.2
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• 2011

모든 생물은 늙어가면서 그 생물체를 이루고 있는 생체조직들이 낡게 되고 약해지기 마련이며, 이외에도 자동차 사고 등 재해에 의해 생체 장기의 손상을 가져올 수도 있다. 또한 인간의 평균수명 연장과 함께 소득 수준이 높아지고 또한 'quality of life'를 추구하는 고령화 시대로 접어듦에 따라, 인공골, 인공치아 또는 인공 고/슬관절 등의 골조직 대체재료의 수요가 빠르게 증가하고 있다. 이와 같은 골조직 대체, 즉 골이식은 크게 자기골 이식(autografting), 동종이식(allografing), 인공재료(man-made materials)의 이식으로 구분된다. 현재 대체물질의 약 58%를 차지하고 있는 자기골 이식의 경우, 거부면역 반응이 없어 임상성공율이 80%에 달한다는 장점을 가지고 있으나, 비용이 비싸고 감염과 통증의 위험이 있다. 또한 시신으로부터 골을 이식하는 동종이식의 경우 대체물질의 약 34%를 차지하고 있는데, 성공률이 떨어지고 질병 감염의 위험이 있는 단점이 있다. 이외에 약 8%를 차지하고 있는 인공재료 이식의 경우, 파단, 독성반응, 마모, 골조직의 remodeling 등이 일어나는 단점이 있으나, 앞에서 언급한 바와 같이 그 필요성이 급격히 증가함에 따라 보다 나은 치료법과 골이식 대체물질의 개발에 많은 노력이 경주되고 있다. 2003년 6월 미국 Financial Times에 의하면, 인체내 식립형 생체재료의 세계시장 규모는 약 650억 달러에 이르며, 매년 200% 이상씩 신장하고 있다고 한다. 따라서 세계 각국의 의학, 약학, 임상학, 생명과학, 공학 등의 관련 연구 분야에서는 이 수요를 충족시키기 위한 활발한 연구활동을 펼치고 있다. 한편 인체내 식립용 임플란트의 국내 시장규모는 치과 임플란트의 경우 2006년 현재 2000억원 규모로, 정형외과, 악안면 성형외과, 이비인후과를 포함하면 소위 'bone-anchored metal implant' 영역의 시장 규모는 4~5조원에 이를 것으로 추산 되고 있다. 또한 소비 신장률 10~15%를 감안하면 향후 시장 규모는 폭발적으로 증가될 것으로 예상된다. 이에 발맞추어, 최근 들어 선진국은 물론, 국내에서도 인체내 식립을 목적으로 하는 생체재료에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 일부는 실용화 단계에 진입하고 있다. 본 강연에서는 금속 임플란트의 시장현황과 앞으로의 추세에 대하여 조망하고, Ti 임플란트를 중심으로 이의 생체활성을 부여하는 표면개질 필요성 및 최근의 연구개발 동행에 대해 소개하고자 한다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.31 no.4
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• pp.1109-1114
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• 1999

The antifungal activity of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), an antioxidative food preservative, was investigated against Saccharomyces cerevisiae. At the general condition for antifugal test, EDTA exhibited the minimum inhibitory concentration (MIC) of 200 ${\mu}g/ml$ and the minimum fungicidal concentration (MFC) of 6,400 ${\mu}g/mL$, As seen with the antibacterial activity, the antifungal activity of EDTA was greatly decreased by high inoculum size, acidic medium, and cation ($Ca^{++},\;or\;Mg^{++}$) added to medium. On the other hand, when EDTA was combined with polygodial isolated from natural food spice, they showed strong synergism on the antifungal activity. Further, the diminishing antifungal activity of EDTA by high inoculum size, acidic medium, and cation ($Ca^{++}\;or\;Mg^{++}$) added to medium was considerably improved by the combination with polygodial.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.146.2-146.2
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• 2014

KIST 6MV 가속기는 이온빔 분석 그리고 가속기 질량 분석법(Accelerator mass spectrometry)으로 활용된다. 이온빔 분석으로는 RBS, TOF ERD, PIXE. ${\mu}$-Probe을 할 수 있으며 AMS(Accelerator mass spectrometry)는 액체섬광측정법(LSC)과 비교할때 민감도는 1,000배 정도로 3H, 14C, 26Al,41Ca 을 10-21 ~ 10-18 mole/mg 까지 검출 가능하여. 응용분야로는 BAMS(Biological AMS), 전통과학, 지구과학, 환경과학에 활용되고 있다. 이중 AMS의 생-의학분야(BAMS)의 응용은 최근 매우 중요하게 연구되고 있다. BAMS의 활용 연구에 사용하는 핵종으로는 주로 3H, 14C, 41Ca, 36Cl를 사용하며, 14C 화합물은 쉽게 구할 수 있고, 자연방사선 이하의 낮은 14C labeled drug 사용하기 때문에 1948년 이후 생물학 연구에 혁신적으로 활용되고 있다. 주 활용분야로는 (1) 신약개발은 임상실험 전(Phase 0) 이용되며, 14C로 표지된 bio-molecule을 자연수준의 방사선 농도에서 추적자로 사용하여 질량을 측정하는 방법을 활용. (2) 의과학분야는 인체 내에서의 추적자 연구수행 (3) 항암제 연구는 암조직 중 약물농도와 암효과의 상관성을 연구 (4) 바이오 기술 분야에서는 생약 유효물질의 체내 대사연구 등을 할 수 있어 전세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있다. KIST에서는 6MV가속기를 BAMS 연구에 활용하기 위하여 전처리 단계의 Combustion, Gas transfer, Reduction 등을 자체 제작하여 테스트 중에 있으며, BAMS 샘플의 Gas는 호기중의 성분, 대기 성분이 있으며, Liquid는 혈액(혈장,혈청,적혈구), Solid는 DNA, 세포, 장기 뼈, 피부, 식물조직, 사료, Drug 및 그 대사 류가 있다. AMS 측정 결과는 14C/12C 비율로 나타나며 그 결과를 농도로 환산하여 분석하게 된다. 또한 분석 데이터 신뢰를 확보하기 위하여 표준시료 및 품질관리용 시료를 사용하여 BAMS분석법에 대한 검증을 실시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.121-121
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• 2017

본 연구는 비전도성 폴리머 표면을 개질하여 감광성 금속을 유전체 표면에 흡착시키고, 감광성 금속의 광화학 반응을 이용하여 귀금속 촉매를 비전도성 폴리머 표면에 선택적으로 흡착시켜 무전해 Cu 도금을 수행하여 금속패턴을 형성하였다. 기능성 유연 필름은 일반적으로 투명한 플라스틱 고분자 기판을 기반으로 전기 전자, 에너지, 자동차, 포장, 의료 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용 되고 있으며, 본 연구에서는 습식 도금 공정을 이용하여 폴리이미드 필름상에 $10{\mu}m$ 이하의 미세패턴을 형성하기 위한 공정을 개발하고자 하였다. 비전도성 폴리머 표면에 무전해 도금을 위해서 우선 폴리머 필름의 표면을 개질하는 공정이 필요하다. 이에 KOH 또는 NaOH 알카리 용액을 이용하여 표면을 개질하였으며 개질된 표면에 감광성 금속이온의 흡착시키기 위한 감광성 금속이온은 주석을 사용하였으며, 주석 용액의 안정성 및 퍼짐성 향상을 위해 감광성 금속 용액의 제조 및 특성을 관찰하였으며, 감광성 금속화합물이 흡착된 비전도성 유전체 표면을 포토마스크를 이용하여 특정 부위, 즉 표면에 금속패턴 층을 형성하고자 하는 곳은 포토마스크를 이용하여 광원을 차단하고 그 외 부분은 주 파장이 365nm와 405nm 광원을 조사하여 선택적으로 감광성 금속화합물의 산화반응을 유도하는 광조사 공정을 수행하였다. 광원이 조사되지 않은 부분에 귀금속 등의 촉매 입자를 치환 흡착시켜 금속 패턴이 형성될 수 있는 표면을 형성하였다. 위의 활성화 공정이후에 활성화 처리된 표면을 세척하는 수세 공정을 거친 후 무전해 도금공정에 바로 적용할 경우 미세한 귀금속 입자가 패턴이 아닌 부분 즉 자외선(UV) 조사된 부분에도 남아있어 도금시 번짐 현상이 발생한다. 이에 본 연구에서는 활성화 처리 후 약 알칼리 용액에 카르복실산을 혼합하여 잔존하는 귀금속 입자를 제거한 후 무전해 Cu 도금액을 이용하여 $10{\mu}m$ 이하의 Cu 금속 패턴을 형성하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.133-133
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• 2000

알루미늄 산화막은 알루미늄 전해 커패시터의 유전재료로 많이 사용되고 잇다. 기존의 생산 공정은 양극 산화법에 의한 산화막 형성으로 대부분이 이러한 습식 공정으로 생산되고 있다. 이 양극 산화법 방식은 장점도 있으나 폐기물이 많이 발생되는 단점이 있다. 본 연구에서는 폐기물의 발생을 획기적으로 줄일 수 있고 산화막 형성 효율을 높일 수 잇는 방식으로 activated reactive evaporation(ARE)을 도입하였다. 이 방식은 electron-beam에 의해 알루미늄을 증착시킬 때 plasma를 챔버 내에 발생시켜 활성 반응으로 알루미늄 원자가 산소와 반응하여 기판위에 Al2O3가 증착되는 것이다. 이 방식은 기계적 작동이 단순하고 증착이 되는 여러 변수들의 독립적 조절이 가능하므로 증착을 제어하기 쉽기 때문에 바로 산업 현장에서 적용될 수 있을 것으로 전망되어 본 연구에 도입하게 되었다. 기판은 유전용량을 증가시키기 위하여 알루미늄 원박을 에칭하였다. 이것은 기판으로 쓰일 알루미늄의 표면의 표면적을 증가시키기 위한 것으로, 알루미늄 전극의 표면적을 확대시키면 유전용량이 증가된다. 99.4%의 50$\mu\textrm{m}$와 60$\mu\textrm{m}$ 두께의 알루미늄 원박을 Ar 이온빔에 의해 1keV의 에너지로 20mA로 에칭을 하였다. 에칭 조건별로 에칭상태를 조사하였다. 에칭 후 표면 상태는 AFM으로 관찰하였다. 화성 실험은 진공 챔버 내의 진공을 약 10-7 torr까지 내린 후, 5$\times$10-5 torr까지 O2와 Ar을 주입시킨 다음 filament에서 열전자를 방출시키고 1.2 kV의 electrode에 의해 가속시켜 이들 기체들의 플라즈마를 발생시켰다. e-beam에서 증발된 알루미늄과 활성 반응을 이루어 기판에 Al2O3가 형성되었다. 여러 증착 변수들(O2와 Ar의 분압, 가속 전압, bias 전압 등)과 산화막의 상태 등을 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy), AFM(Atomic Force Microscopy), XRD(X-Ray Diffraction), EXD로 조사하였다.

• KSBB Journal
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• v.24 no.5
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• pp.446-452
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• 2009

Oleyl alcohol, butyl butyrate, and two different ionic liquids were evaluated for the extraction of butanol from culture broth without toxic effect to cells. The tested solvents showed more than 50% extraction efficiency, and oleyl alcohol was chosen as the best extractant for butanol among the used extractants with a partition coefficient of 2.89. When oleyl alcohol was used as an extractant, more than 80% of butanol was extracted in the wide range of butanol concentrations (1-20 g/L) and pH values (pH 4-5.5). In extractive fermentation using oleyl alcohol only, there was 11% more butanol production and glucose consumption when compared to that without extractive fermentation, implicating a reduced inhibitory effect of butanol due to butanol removal to the oleyl alcohol phase. In addition, oleyl alcohol did not inhibit cell growth, while a mixture of oleyl alcohol and butyl butyrate with the volume ratio of 9:1~7:3 inhibited either butanol production or cell growth significantly due to the toxicity of butyl butyrate to cells. In conclusion, oleyl alcohol can be used as an efficient and non-toxic solvent for extractive fermentation for butanol production.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.2 no.2
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• pp.135-143
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• 2004

An experimental study on the sorption of U(VI) onto a Korean granite was performed as a function of the geochemical parameters such as contact time, pH, ionic strength, and carbonate concentration using a batch procedure. The distribution coefficient,$K_d$, was about 1-200 mL/g depending on the experimental conditions. The sorption of U(VI) onto granite particles was greatly dependent upon the contact time, pH, and carbonate concentration, but insignificantly dependent on the ionic strength. It was noticed that the sorption of U(VI) onto granite particles was highly correlated with the uranium speciation in the solution, which was dependent on the pH and carbonate concentrations. It was deduced from the kinetic sorption experiment that a two-step first-order kinetic behavior could dominate the kinetic sorption of U(VI) onto granite particles. In the alkaline range of a pH above 7, U(VI) sorption was greatly decreased and this might be due to the formation of anionic U(VI)-carbonate aqueous complexes as predicted by the speciation calculations.

• KSBB Journal
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• v.10 no.3
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• pp.323-334
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• 1995

The effects of glucose on cell growth kinetics, monoclonal antibody productivity, and cell metabolism or hybridoma cells were investigated. The mouse-mouse hybridoma cell line VIII H-8 producing mouse IgG2a was used as a modal system. Glucose showed substrate inhibition type dependence on specific growth raie. The maximum cell density increased as initial glucose concentration increased up to 4 g/$\ell$. Glucose showed a strong influence on cell death kinetics, and an inverse relationship between specific death rate and glucose concentration was found. Cell viability and monoclonal antibody production increased as initial glucose concentration increased. The specific glucose consumption rate increased with glucose concentration, and cumulative specific lactate production rate increased with increasing initial glucose concentration. The overall kinetics of ammonium ion production was almost invariant with respect to initial glucose concentration, while the cumulative specific ammonium ion production rate was dependent on initial glucose concentration.

• Resources Recycling
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• v.13 no.2
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• pp.3-8
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• 2004

A basic study on the recovery of heavy metals such as Zn, Ni, Cu and Fe ions from wastewater was carried out with the spent iron oxide catalyst, which was used in the Styrene Monomer(SM) production company. The heavy metals could be recovered more than 98％ with the spent iron oxide catalyst. The alkaline components of the spent catalyst could be precipitated the metal ions of the wastewater as metal hydroxides at the higher pH 10.6 in Ni, pH 8.0 in Cu, pH 6.5 in Fe, pH 8.5 in Zn. But the metal ions are adsorbed physically on the surface of the spent catalyst in the range of the pH of the metal hydroxides and pH 3.0, which is the isoelectric point of the iron oxide catalyst.