• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.781-789
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• 2019

연구실 실험, 파일럿 플랜트 및 반응기 운전 중 화학물질에 의한 안전사고가 발생하고 있다. 합성 실험을 시작하기전 사고예방을 위해 관련 정보들을 찾아볼 필요가 있으며, 공정설계 단계에서도 반응 폭주 예방을 위한 반응정보의 확보는 필수적이다. 합성반응 관련 정보는 인터넷을 포함해 다양한 source가 존재하지만, 검색에 오랜 시간이 걸리고, 합성법마다 사용되는 물질도 달라 적정경로 선택의 어려움이 있다. 연구자들의 합성경로 검색시간단축과 합성 시 존재할 수 있는 위험성 및 중간생성물질들의 확인에 도움을 주고자 본 연구는 스마트 합성경로 탐색시스템을 제안하였다. 제안한 탐색시스템은 Python 패키지인 Selenium을 사용한 Web scraping 및 Web crawling을 통해 인터넷에 존재하는 정보를 수집하여 DB를 자동으로 갱신한다. 경로 탐색 알고리즘은 depth-first search에 기반하여 목표 물질을 기준으로 탐색을 진행하고, 유해화학물질 등급, 수율 등을 구분하여, 제한된 경로 단계 수치내에 있는 모든 합성 경로를 제안한다. 또한 각자의 연구 목적에 맞게 연구원들이 가진 비공개 데이터를 형식을 맞춰 DB에 등록하여 확장할 수 있다. 시스템은 차후에 무료 사용이 가능하도록 open source로 공개할 예정이다. 개발 시스템은 연구자들이 제안된 경로를 참고하여 더 안전한 반응 방법을 찾고, 사고의 예방에도 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.5-13
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• 2023

본 연구에서는 반도체 공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지를 활용하여 고부가가치의 실리카 나노입자로 합성하는 방법들에 대한 비교 연구를 수행하였다. 상세히는, 폐실리콘 슬러지 내에 존재하는 금속과 유기 불순물을 산세 처리를 통해 제거한 뒤 졸-겔법과 수열합성법을 통해 실리카 나노입자로 제조하였다. 두 가지 합성법을 통해 제조된 실리카 나노입자에 대한 다양한 형상 및 특성 분석을 진행하였다. 그 결과, 졸-겔법으로 제조된 실리카 나노입자는 순도가 높고 균일한 형상으로 합성되었으며, 수열합성법은 수율과 단순한 제조법의 이점을 확인할 수 있었다. 본 비교 연구는 폐실리콘 슬러지에서 실리카 나노입자를 제조하는 두 가지 합성법에 대한 상세한 실험 결과를 제시하여, 반도체 공정에서 발생하는 부산물을 활용한 고부가가치 소재 제조법 정립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2000년도 춘계학술대회
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• pp.1-2
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• 2000

일반적인 신약 개발 방법으로는 천연물로부터 선도화합물이 발견되었을 때 의약화학자들은 그 물질의 화학구조식 중에서 약리 작용에 필수 요건이 되는 구조 요소를 규정하고, 체계적인 분자변형을 통하여 약리 작용의 최적화 작업을 추진한다. 그러나 분자 내에 여러 가지 치환기를 도입할 수 있는 경우 수많은 유도체가 합성 가능하며, 실제로 이와 같은 많은 수의 유도체를 합성한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 통계적으로 하나의 신약 개발에 드는 시간과 경비는 약 10년 이상의 기간과 3,000 억원 이상의 경비가 소요된다. 따라서 시간과 경비를 줄이는 노력의 하나로 실험분야에서는 조합 화학합성 (Combinatorial Chemical Synthesis, CCS) 기술인 새로운 개념의 고효율 합성 기술이나 이를 대량 검색할 수 있는 초고속 활성 검색법 (High Through-put Screening, HTS) 기술이 1990년대 초에 본격적으로 각광 받게되었고, 정보관리 시스템을 통한 library 구축, 컴퓨터를 이용한 구조-활성 관계 및 분자 설계 기법이 급속히 발전하게 되었다. 따라서 기존의 random screening에 의한 신약개발 방법으로부터 탈피하여 새로운 차원의 신의약 개발 방법의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.615-615
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• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.348-352
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• 2011

본 연구에서는 펜던트 타입의 고분자인 폴리우레탄에 스틸벤 유도체를 가진 다양한 발색단을 곁가지로 도입하고, 이를 연결하는 방식으로 분자를 디자인하고 합성하였다. 모노머 분자인 N,N-bis(2-hydroxyethyl)amino-4'-cyanostilbene, N,N-bis(2-hydroxyethyl) amino-4'-methoxy stilbene, N,N-bis(2-hydroxyethyl)amino-4'-acetylstilbene, N,N-bis (2-hydroxyethyl) amino stilbene은 Wittig 반응을 이용하여 합성하였고, N,N-bis(2-hydroxyethyl)amino-4'-nitrostilbene는 Knoevenagel 축합반응을 이용하여 합성하였다. 합성된 물질의 흡수 및 형광 스펙트럼의 측정으로부터, 치환기로 전자 끌게 작용기를 도입한 경우 그 정도에 따라 스펙트럼이 장파장으로 이동하며, 반대로 전자 주게 작용기가 도입된 경우는 단파장 이동하는 것을 확인 하였다. 반면, $NO_2$가 치환된 경우 그 자체가 빛을 소멸시키는 쾐쳐로 작용하여 PL이 관측되지 않았다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.367-375
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• 2011

숙신산 에스테르 유도체는 방청성능 및 윤활성능이 우수하여 금속가공유 및 유압작동유 등의 첨가제로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 광유계 윤활기유의 방청제로 사용하기 위하여 알킬 무수 숙신산과 여러 가지 지방 알콜과의 개환반응을 행하여 카르복실 그룹과 에스테르 그룹을 동시에 함유하는 숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체를 97% 이상의 수율로 합성하였으며 1 중량% 농도범위에서 광유계 오일에 잘 용해되었다. 합성 유도체는 $^1H-NMR$ 및 FT-IR 스펙트럼으로 구조를 확인하였으며, GC 분석을 통하여 화합물의 순도를 확인하였다. 또한, 합성 유도체의 해수에 대한 방청성능을 ASTM D665 표준방법과 무게 중량법으로 평가하여 카르복실산 그룹을 함유하지 않는 숙신산 알킬 에스테르 유도체와 비교하였다. 방청성능 평가 결과, 합성 유도체의 농도가 증가하고 분자 내에 포함된 알킬기의 사슬이 짧을수록 상대적으로 방청성능이 우수하였으며 비교물질인 숙신산 알킬 에스테르 유도체는 방청성능을 전혀 나타내지 않았다. 무게 중량법으로 평가한 80 중량ppm 농도를 첨가한 오일의 방청효율 % (IE%)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 높은 값을 나타내어 최고 95% 이상이었다. 또한, 발청속도(Corrosion rate, CR)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 낮은 값을 나타내어 80 중량ppm에서 최고 0.3 mm/year 이하를 나타내었다. 즉, 숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체의 해수에 대한 방청성능은 분자 내에 함유되어 있는 카르복실산 그룹으로 인하여 나타나는 것으로 판단되었다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.195-202
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• 2010

최근 국내 연간 1차 에너지 사용량의 약 30% 이상이 폐열로 손실되어지고 있다. 이러한 현실을 타개하기 위하여, 본 논문에서는 장거리 열수송시 에너지 손실을 최소화할 수 있는 신기술로 화학 열변환을 이용한 장거리 열수송 기술을 채택하여, 화학 열변환에 있어서의 최적조건 도출을 목적으로 하였다. 화학 열변환을 위한 반응에 대해서는 많은 연구와 기술개발이 이루어지고 있으며, 그 중 물질이 안정하고, 값이 저렴하며, 생성물이 가스인 메탄올 분해 합성 반응이 가장 타당한 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 장거리 열수송 기술 개발에 필요한 메탄올 분해 합성 반응 촉매를 각각 선정하여, 열수송 시스템 구축을 위한 메탄올 분해 합성 반응의 최적화 조건 도출을 위한 실험 연구를 수행하였다. 메탄올 합성 반응에서는 온도, 압력, $H_2$/CO ratio, 공간 속도, 촉매 형태에 따른 영향을 보았고, 메탄올의 분해 반응에서는 온도, 공간속도, 촉매 형태를 변수로 하여 상압에서 영향을 분석하여 메탄올 분해 합성 반응의 최적화 조건을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.85-89
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• 2019

무세포 단백질 합성 시스템은 세포를 파쇄한 후 파쇄액 내의 단백질 합성기구들을 이용하여 단백질을 발현하는 시스템으로 기존의 세포 기반 재조합 단백질 발현 기법들과 달리 세포의 생장조건에 영향을 받지 않으면서 발현 조절에 관한 다양한 인자들을 인위적으로 조절 할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 단백질 합성 과정 중 소모되는 ATP의 연속적 재생을 위해 사용되는 에너지원의 높은 비용과 낮은 안정성은 재조합 단백질 대량생산에의 적용을 제약하는 요인으로 작용하여 왔다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안들 중의 하나로 포도당을 에너지원으로 사용하여 세포 파쇄액내 대사과정을 통해 ATP를 재생하는 방법이 있다. 본 연구에서는 포도당을 에너지원으로 이용한 무세포 합성 시스템에서의 단백질 합성 효율 향상을 위하여 대장균 파쇄액으로부터 회수된 지질을 추가적으로 첨가함으로써 산화적 인산화 과정에서의 ATP재생을 증진시키고자 하였다. 그 결과, 지질이 추가된 무세포 단백질 합성 시스템은 지질이 추가되지 않은 대조군에 비하여 6배 이상 향상된 단백질 생산성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.161-161
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• 2013

본 연구에서는 백금 나노입자의 크기, 형상, 분포도에 따른 전기 화학적 효율을 평가하기 위해 계면활성제 농도를 달리하여 백금 나노입자를 합성하였다. 계면활성제로는 CTAB(cetyltrimethylammonium bromide)이 사용되었으며, 0.5 mM의 $H_2PtCl_6$의 백금 염을 환원시키기 위하여 유체 플라즈마 공정을 이용하였다. 공정 시간은 UV-vis 스펙트럼 결과를 토대로, 262 nm의 파장대에서 관찰된 LMCT(ligand-to-metal charge transfer) peak이 사라지는 시간을 기준으로 하여 공정을 진행하였다. 합성된 나노입자는 순환 전류-전압곡선(CV), TEM이미지와 XRD 분석을 이용하여 전기화학적 특성, 입자의 평균 크기 및 형상 변화를 비교 분석 하였다. 그 결과 CTAB을 넣지 않은 백금나노입자의 경우, CTAB을 넣고 제조한 백금 나노입자와는 달리 구의 형태로 뭉쳐있음을 관찰하였고, 이러한 백금 나노입자의 구조는 보다 높은 전기화학적 활성 특성을 가짐을 보였다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.94-97
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• 2023

BTPSF와 BDTSF는 유기발광다이오드용 스파이로플루오렌 모이어티를 기반으로 하는 새로운 청색 발광 물질로 성공적으로 합성되었다. BTPSF와 BDTSF는 촉매를 사용하지 않고 Diels-Alder 반응을 통해 합성하여 고순도를 얻었다. 합성된 물질의 광발광 스펙트럼은 용액 상태에서 약 381, 407 nm, 필름 상태에서 각각 395, 434 nm의 최대 발광 파장을 나타내어 자외선과 짙은 청색 발광색을 나타냈다. 합성된 BDTSF 물질은 non-doped 소자의 EML로 적용되었으며, 전류 효율은 0.61 cd/A이다.