• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권6호
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• pp.1138-1149
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• 2017

The use of microalgal biomass is an interesting technology for the removal of heavy metals from aqueous solutions owing to its high metal-binding capacity, but the interactions with bacteria as a strategy for the removal of toxic metals have been poorly studied. The goal of the current research was to investigate the potential of Burkholderia tropica co-immobilized with Chlorella sp. in polyurethane discs for the biosorption of Hg(II) from aqueous solutions and to evaluate the influence of different Hg(II) concentrations (0.041, 1.0, and 10 mg/l) and their exposure to different contact times corresponding to intervals of 1, 2, 4, 8, 16, and 32 h. As expected, microalgal bacterial biomass adhered and grew to form a biofilm on the support. The biosorption data followed pseudo-second-order kinetics, and the adsorption equilibrium was well described by either Langmuir or Freundlich adsorption isotherm, reaching equilibrium from 1 h. In both bacterial and microalgal immobilization systems in the co-immobilization of Chlorella sp. and B. tropica to different concentrations of Hg(II), the kinetics of biosorption of Hg(II) was significantly higher before 60 min of contact time. The highest percentage of biosorption of Hg(II) achieved in the co-immobilization system was 95% at pH 6.4, at 3.6 g of biosorbent, $30{\pm}1^{\circ}C$, and a mercury concentration of 1 mg/l before 60 min of contact time. This study showed that co-immobilization with B. tropica has synergistic effects on biosorption of Hg(II) ions and merits consideration in the design of future strategies for the removal of toxic metals.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.466-473
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• 2020

직물집전체는 에너지 효율이 높은 담수화 방식인 축전식탈염(Capacitive deionization: CDI)시스템에서 유망한 전극 재료가 될 수 있다. 직물집전체의 매력적인 특징 중 하나는 인장강도가 강하다는 것인데, 기계적 강도가 약한 그라파이트 호일 전극의 대안이 될 수 있다. 또한 섬유적 특성으로 인하여 쉽게 형상을 만들 수 있고, 다공성 물질이라는 점과 섬유 간 공간은 수용성 매질의 흐름을 원활하게 해 준다. 본 연구에 사용된 섬유는 도전성 LM fiber와 carbon fiber를 사용한 방적사를 이용하여 직조 구조로 만들어졌으며, 인장강도는 319 MPa로 그라파이트 호일에 비해서 약 60 배 정도 더 강하다. 전극슬러리의 점도, 흡착전압, 공급액의 유량, 공급액의 농도를 변화시켜 가면서 염 제거효율을 측정하여 결과를 분석하였다. NaCl 200 mg/L, 20 ml/min, 흡착전압 1.5 V 조건에서, 단위 셀에서 43.9%, 100개의 셀을 적층한 모듈에서는 59.8%의 염 제거 효율을 각각 보였다. 단위 셀에서는 흡착전압이 1.3, 1.4, 1.5 V로 증가함에 따라 염 제거효율이 증가하다가 1.6과 1.7 V로 증가하면서 염 제거 효율은 감소하였다. 그러나 100 셀 적층 모듈에서는 1.5 V 이상의 전압에서도 염 제거효율이 완만한 증가세를 나타내었다. 공급액의 유량을 증가시켰을 때 염 제거율은 감소하였고, 또한 공급액의 농도를 증가시켰을 때에도 염 제거율은 감소하였다.

• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.363-369
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• 2011

콘크리트 제조 시 사용되는 잉여수를 지연 흡수시키기 위하여 역유화중합법으로 중합된 가교 poly(sodium acrvlate) (cPSA)를 ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)로 표면 가교시켰다. cPSA의 제조에서 연속상은 paraffin liquid, 단량제는 8 M 농도의 NaOH 수용액으로 90% 중화된 acrylic acid(AA), 가교제는 N,N-methylene bisacrylamide(MBA), redox 개시제는 ammonium persulfate(APS)와 sodium metabisulfite(SMBS)를 사용하여 역유화중합법으로 제조하였다. 제조된 cPSA는 EGDMA플 사용하여 표면 가교 반응을 수행하였다. 시멘트 수용액에서 $Ca^{2+}$ 이온과 cPSA의 상호 작용을 관찰하기 위하여 FTIR spectroscopy 분석법을 사용하였다. 제조된 흡수제들을 탈이온수 $Ca(OH)_2$ 수용액(pH 12) 및 시멘트 포화 수용액에서의 팽윤비를 측정하였으며, cPSA는 2시간만에 팽윤이 완료되었지만, 표면이 가교된 cPSA-EGDMA는 3시간 후 팽윤이 거의 완료되는 것을 관찰하였다. 또한 합성한 cPSA-EGDMA를 첨가함으로써 시멘트의 응결시간과 모르타르의 압축강도 증가를 관찰하였다.

• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.231-237
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• 2005

본 연구는 이온성 계면활성제 수용액에 대하여 음이온성 ammonium dodecyl sulfate (ADS)와 양이온성 octadecyl trimethyl ammonium chloride (OTAC)의 단일계 그리고 이들의 혼합 계면활성제 수용액에서 형성되는 혼합 마이셀과 층막구형체(vesicle)의 크기 및 구조에 대하여 작은 각 중성자 산란법을 통하여 해석하였다. 10 mM ADS와 9mM OTAC 수용액에서 형성된 단일 계면활성제 마이셀의 크기는 각각 40과 $61{\AA}$이었고, 이들의 구조는 모두 공모양이었다. 농도에 따른 구조 변화는 SANS 스펙트라로는 관찰되지 않았지만, 300 mM까지 농도가 증가할수록 마이셀 사이의 거리가 줄어들었으며 250 mM 이상에서는 거리가 일정하였다. 그러므로 이보다 큰 농도에서 구조전이가 일어날 것으로 기대된다. ADS/OTAC 혼합계의 상도해 상으로 혼합 마이셀과 층막구형체가 공존하는 영역에서 지수 법칙의 지수값이 1.6을 나타내므로 이를 확인하였다. 또한 자발적으로 형성된 층막구형체 영역은 이중막 구조 분석을 통하여 고찰하였으며, 이중막을 이루는 층막구형체의 층 간 두께는 전체 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 이는 농도가 증가됨에 따라 같은 전하를 띠고 있는 층막구형체 사이에 반발력이 강하게 작용하여 한층막구형체의 층간 거리는 줄어들고, 이로 인해 농도가 증가할수록 층막구형체의 크기는 감소하는 것으로 해석되었다. ACS가 90 몰%인 혼합용액에서 9 mM은 상도해 상으로 혼합 마이셀과 층막구형체의 경계 영역으로 구분이 되지 않았지만, SANS 분석 결과 층막구형체 영역에 해당하여 보다 정확한 상도해를 완성할 수 있었다.

• Macromolecular Research
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• 제12권6호
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• pp.573-580
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• 2004

To prepare chitosan-based polymeric amphiphiles that can form nanosized core-shell structures (nanopar­ticles) in aqueous milieu, chitosan oligosaccharides (COSs) were modified chemically with hydrophobic cholesterol groups. The physicochemical properties of the hydrophobized COSs (COSCs) were investigated by using dynamic light scattering and fluorescence spectroscopy. The feasibility of applying the COSCs to biomedical applications was investigated by introducing them into a gene delivery system. The COSCs formed nanosized self-aggregates in aqueous environments. Furthermore, the physicochemical properties of the COSC nanoparticles were closely related to the molecular weights of the COSs and the number of hydrophobic groups per COS chain. The critical aggregation concentration values decreased upon increasing the hydrophobicity of the COSCs. The COSCs effi­ciently condensed plasmid DNA into nanosized ion-complexes, in contrast to the effect of the unmodified COSs. An investigation of gene condensation, performed using a gel retardation assay, revealed that $COS6(M_n=6,040 Da)$ containing $5\%$ of cholesteryl chloroformate (COS6C5) formed a stable DNA complex at a COS6C5/DNA weight ratio of 2. In contrast, COS6, the unmodified COS, failed to form a stable COS/DNA complex even at an elevated weight ratio of 8. Furthermore, the COS6C5/DNA complex enhanced the in vitro transfection efficiency on Human embryonic kidney 293 cells by over 100 and 3 times those of COS6 and poly(L-lysine), respectively. Therefore, hydrophobized chitosan oligosaccharide can be considered as an efficient gene carrier for gene delivery systems.

• 대한화학회지
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• 제24권6호
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• pp.444-451
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• 1980

극성용매에서 전자의 용매화과정을 구체적으로 고찰하여 보기 위하여 테트라히드로퓨란(THF)-물 이성분계의 메디움효과를 측정하였다. 이 메디움효과는 Pt|$H_2Q$, Q, HCI, THF, $H_2O$|KC1 | $Hg_2Cl_2$|Hg(Pt) 셀로 수용액과 다른 용액(TGF-$H_2O$)에서 결정된 $H^+$ 이온에 대한 자유에너지 변화의 차(${\Delta}{\Delta}G_0$)를 이용하여 연구하였다. 여기서 $H_2Q$와 Q는 히드로퀴논과 퀴논을 각각 나타낸다. 자유에너지 변화의 차와 용매화된 전자의 최대흡수 에너지에 대한 용매의 유전상수 영향을 고찰하기 위하여 THF에서 $H_2O$의 회합정도를 관찰하였다. $H_2O$의 회합정도는 $H_2O$의 근적외선 스펙트럼을 이용하여 분석하였다. 이들 실험결과로부터 이성분 혼합용매에서 전자나 다른 이온의 용매화는 용매의 특정성분과 선택적으로 진행된다는 것을 알았다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권7호
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• pp.969-976
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• 2004

Cassava peelings waste, which is both a waste and pollutant, was chemically modified using mercaptoacetic acid (MAA) and used to adsorb $Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ from aqueous solution over a wide range of reaction conditions at $30^{\circ}C$. Acid modification produced a larger surface area, which significantly enhanced the metal ion binding capacity of the biomass. An adsorption model based on the $Cu^{2+}/Cd^{2+}$ adsorption differences was developed to predict the competition of the two metal ions towards binding sites for a mixed metal ion system. The phytosorption process was examined in terms of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich models. The models indicate that the cassava waste biomass had a greater phytosorption capacity, higher affinity and greater sorption intensity for $Cu^{2+}\;than\;Cd^{2+}$. According to the evaluation using Langmuir equation, the monolayer binding capacity obtained was 127.3 mg/g $Cu^{2+}$ and 119.6 mg/g $Cd^{2+}$. The kinetic studies showed that the phytosorption rates could be described better by a pseudo-second order process and the rate coefficients was determined to be $2.04{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;and\;1.98{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;for\;Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ respectively. The results from these studies indicated that acid treated cassava waste biomass could be an efficient sorbent for the removal of toxic and valuable metals from industrial effluents.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제16권3호
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• pp.226-230
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• 2008

Monoolein-based cubic liquid crystalline systems were formulated for the local delivery of oregonin and hirsutanonol for the treatment of atopic dermatitis. The liquid crystalline phase and its nanodispersion containing drugs were prepared. The skin permeation and deposition properties of the drugs were examined in normal and delipidized rat skin. The proportion of oregonin (%) deposited in normal skin after topical administration of the drugs in the form of aqueous solution, cubic phase or cubic nanodispersions were $1.53\;{\pm}\;0.46$, $3.62\;{\pm}\;0.17$ and $5.13\;{\pm}\;0.73$, and those of hirsutanonol were $2.46\;{\pm}\;0.02$, $5.44\;{\pm}\;0.27$ and $17.28\;{\pm}\;2.19$, respectively. The greater lipophilicity and thus greater skin affinity of hirsutanonol than oregonin contributed the greater amount of skin deposition. The monoolein-based liquid crystalline phases significantly increased the amount of both drugs permeated and deposited. Approximately 3.2, 2.1 and 3.0 times greater amount of oregonin, and 3.4, 2.1 and 2.2 times greater amount of hirsutanonol were deposited in delipidized skin after administration of each drug in the form of aqueous solution, cubic phase and cubic nanodispersions system, respectively, because of lowered barrier function of the delipidized skin. In this study, the effects of drug property, vehicles type and skin condition on skin deposition and permeation properties of drug were examined and concluded that monoolein-based liquid crystalline systems would be a promising formulation for the local delivery of drugs.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권6호
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• pp.40-49
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• 2008

평평한 fractures에서 공극을 가진 모암으로의 NAPL 확산을 수치적인 방법으로 해석하였다. 2D와 3D에 대한 일회성 디스크 소스와 3D 연속 디스크소스에 대한 모델은 Caralaw and Jaeger(1959)의 이론을 바탕으로 개발하였다. 3D 연속 디스크소스에 대해 공극모암으로 확산되는 NAPL의 총량을 계산할 수 없기 때문에 확산이 반구형으로 이루어진다고 가정하여 등농도선의 합을 이용하여 공극모암으로 확산되는 NAPL의 총량을 계산하였다. 수치적 계산에 따르면 2D 대비 3D의 경우에 NAPL 손실 시간이 현저히 빠른 것으로 나타났으며, 디스크 소스의 중심점에서 normalized된 농도는 일회성 디스크 소스는 시간에 따라 감소하고, 연속 디스크 소스는 증가하는 것으로 나타났으며, 시간과 공간에 따라 확산율은 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 NAPL의 mass 손실은 1에 도달하지 못하였으며, 이는 연속 디스크 소스를 semi-infinite로 가정하고 적분했기 때문이다. 확산에 의해 사라지는 시간은 소스의 크기 및 모암 공극률 크기 증가에 비례해서 지수함수적으로 증가하고, 반면 NAPL의 용해성이 증가하면 감소하는 것으로 나타났다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제41권4호
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• pp.239-247
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• 2011

Simvastatin is an inhibitor of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A (HMG-CoA) reductase, which catalyzes the conversion of HMG-CoA to mevalonate, an early and rate-limiting step in the biosynthesis of cholesterol. Simvastatin has good permeability, but it also has low solubility (BCS class II), which reduces its bioavailability. To overcome this problem, a solid dispersion is formed using a spray-dryer with polymeric material carrier to potentially enhance the dissolution rate and extend drug absorption. As carriers for solid dispersion, Gelucire$^{(R)}$44/14 and Gelucire$^{(R)}$ 50/13 are semisolid excipients that greatly improve the bioavailability of poorly-soluble drugs. To avoid any toxic effects of an organic solvent, we used aqueous medium to melt Tween$^{(R)}$ 80 and distilled water. The structural behaviors of the raw materials and the solid dispersion were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), powder X-ray diffraction (PXRD) and scanning electron microscopy (SEM). The DSC and PXRD data indicated that the crystalline structure of simvastatin was transformed to an amorphous structure through solid dispersion. Then, solid dispersion-based tablets containing 20 mg simvastatin were prepared with excipients. Dissolution tests were performed in distilled water and artificial intestinal fluid using the USP paddle II method. Compared with that of the commercial tablet (Zocor$^{(R)}$ 20 mg), the release of simvastatin from solid dispersion based-tablet was more efficient. Although the stability study is not complete, this solid dispersion system is expected to deliver poorly water-soluble drugs with enhanced bioavailability and less toxicity.