• 생태와환경
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• 제37권1호통권106호
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• pp.1-11
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• 2004

향호의 육수생태학적 특성에 관한 조사를 1998년 5월부터 2002년 11월까지 겨울을 제외하고 2개월 간격으로 실시하였다. 수온, 염분, 투명도, 총질소, 총인, 및 퇴적물의 유기물량과 같은 물리 화학적인 조사와 엽록소 a 농도, 식물플랑크톤 우점종 및 밀도 변화 등과 같은 생물 조사를 병행 하였다. 향호에서 화학성층은 2 ${\sim}$ 5 m 수심에서 관측되었으며, 용존산소 농도 및 수온분포에 영향을 주는 것으로 나타났다. 염분이 높은 수층에서 용존산소의 농도가 낮았으며, 수직혼합의 제한으로 11월에는 심층에서 표층보다 약간 높은 수온 역전현상이 관측되었다. 투명도는 0.1 ${\pm}$ 0.0 ${\sim}$ 0.1 m로 매우 낮은 수준이였다. 표층에서 총인, 총질소 및 엽록소 a 농도는 각각 0.011 ${\sim}$ 0.238mgP $L^{-l}$, 0.4 ${\sim}$ 2.4 mgN $L^{-l}$ 및 0.7 ${\sim}$ 145.2 mg $m^{-3}$이였다. TN/TP 비는 대부분 30 이하였으나, 총질소와 총인농도는 높았다. 퇴적물의 입자크기는 0 ${\sim}$ 125 ${\mu}m$로 silt와 coarse silt이였다. 퇴적물의 화학적산소요구량, 총인 및 총질소는 각각 19.7 ${\sim}$ 73.3 mg$O_2\;gdw^{-1}$, 0.61 ${\sim}$ l.32 mgP $gdw^{-l}$ 및 0.64 ${\sim}$ 0.88 mgN $gdw^{-l}$의 범위이였다. 식물플랑크톤은 시기에 따라 차이는 있으나 녹조류인 Ankistrodesmus falcatus, 남조류인 Oscillatoria sp. 및 Merismopedia tennuissima 등이 우점하였다. 총 세포수는 560 ${\sim}$ 35,255 cells $mL^{-l}$의 범위로 계절적으로 끈 차이를 보였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제20권6호
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• pp.877-885
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• 2013

본 연구는 오디를 이용한 고부가가치의 기능성와인을 개발하기 위한 연구의 일환으로 먼저 4가지 베리류과실(오디, 블루베리, 딸기, 복분자)와인의 항당뇨, 항노화 및 항산화활성을 ${\alpha}$-glucosidase, tyrosinase 및 DPPH radical를 사용하여 측정한 후 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성이 가장 강한 오디와인으로부터 저해제를 분리 및 동정하였다. 또한, 3 가지 뽕나무 품종(익수뽕, 대성뽕, 청일뽕) 오디를 이용하여 오디와인을 제조하여 품종과 발효에 따른 ${\alpha}$-glucosidase 저해제의 함량 변화를 측정한 결과는 다음과 같다. 4가지 베리류과실 와인의 항산화, 항당뇨 및 항노화 활성을 측정한 결과, 오디와인이 가장 높은 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을(69.37%) 나타내었으며, DPPH 라디컬 소거능은 블루베리(64.57%) 및 오디와인(62.48%)이 유사하게 높았으며, 딸기와인이 가장 높은 tyrosinase 저해활성(59.63%)을 나타내었다. 이 중 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성이 가장 높은 오디와인으로부터 효소저해제를 분리 및 동정하기 위해 오디와인을 먼저 감압농축하여 에틸아세테이트로 분획한 다음 Diaion HP-20, ODS-A 및 Sephadex LH-20 column chromatography를 순차적으로 실시하여 4가지 분획을 얻었으며, 이 중 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성이 가장 강한 Fr. 4로부터 UV 및 NMR 분석을 통해 quercetin를 동정하였다. 마지막으로 뽕나무 품종 및 발효에 따른 오디와인의 ${\alpha}$-glucosidase 저해제의 함량을 측정한 결과, 대성뽕 오디와인의 quercetin 함량(16.83 ppm)이 가장 높았으나, 익수뽕 및 청일뽕 오디와인의 quercetin 함량은 각각 14.85 및 8.92 ppm으로 낮았다. 그리고 발효 및 숙성에 따라 오디와인의 quercetin 함량은 크게 감소하였다. 이상의 연구 결과로부터 4가지 베리류 과실와인 중 오디와인이 가장 높은 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을 나타내었으며, 주된 저해물질은 quercetin임을 기기분석을 통해 확인할 수 있었기에 향후 오디와인은 당뇨예방용 기능성와인으로서 크게 각광을 받을 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.154-155
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• 2012

The promise of nano-crystalites (nc) as a technological material, for applications including display backplane, and solar cells, may ultimately depend on tailoring their behavior through doping and crystallinity. Impurities can strongly modify electronic and optical properties of bulk and nc semiconductors. Highly doped dopant also effect structural properties (both grain size, crystal fraction) of nc-Si thin film. As discussed in several literatures, P atoms or radicals have the tendency to reside on the surface of nc. The P-radical segregation on the nano-grain surfaces that called self-purification may reduce the possibility of new nucleation because of the five-coordination of P. In addition, the P doping levels of ${\sim}2{\times}10^{21}\;at/cm^3$ is the solubility limitation of P in Si; the solubility of nc thin film should be smaller. Therefore, the non-activated P tends to segregate on the grain boundaries and the surface of nc. These mechanisms could prevent new nucleation on the existing grain surface. Therefore, most researches shown that highly doped nc-thin film by using conventional PECVD deposition system tended to have low crystallinity, where the formation energy of nucleation should be higher than the nc surface in the intrinsic materials. If the deposition technology that can make highly doped and simultaneously highly crystallized nc at low temperature, it can lead processes of next generation flexible devices. Recently, we are developing a novel CVD technology with a neutral particle beam (NPB) source, named as neutral beam assisted CVD (NBaCVD), which controls the energy of incident neutral particles in the range of 1~300eV in order to enhance the atomic activation and crystalline of thin films at low temperatures. During the formation of the nc-/pm-Si thin films by the NBaCVD with various process conditions, NPB energy directly controlled by the reflector bias and effectively increased crystal fraction (~80%) by uniformly distributed nc grains with 3~10 nm size. In the case of phosphorous doped Si thin films, the doping efficiency also increased as increasing the reflector bias (i.e. increasing NPB energy). At 330V of reflector bias, activation energy of the doped nc-Si thin film reduced as low as 0.001 eV. This means dopants are fully occupied as substitutional site, even though the Si thin film has nano-sized grain structure. And activated dopant concentration is recorded as high as up to 1020 #/$cm^3$ at very low process temperature (＜ $80^{\circ}C$) process without any post annealing. Theoretical solubility for the higher dopant concentration in Si thin film for order of 1020 #/$cm^3$ can be done only high temperature process or post annealing over $650^{\circ}C$. In general, as decreasing the grain size, the dopant binding energy increases as ratio of 1 of diameter of grain and the dopant hardly be activated. The highly doped nc-Si thin film by low-temperature NBaCVD process had smaller average grain size under 10 nm (measured by GIWAXS, GISAXS and TEM analysis), but achieved very higher activation of phosphorous dopant; NB energy sufficiently transports its energy to doping and crystallization even though without supplying additional thermal energy. TEM image shows that incubation layer does not formed between nc-Si film and SiO2 under later and highly crystallized nc-Si film is constructed with uniformly distributed nano-grains in polymorphous tissues. The nucleation should be start at the first layer on the SiO2 later, but it hardly growth to be cone-shaped micro-size grains. The nc-grain evenly embedded pm-Si thin film can be formatted by competition of the nucleation and the crystal growing, which depend on the NPB energies. In the evaluation of the light soaking degradation of photoconductivity, while conventional intrinsic and n-type doped a-Si thin films appeared typical degradation of photoconductivity, all of the nc-Si thin films processed by the NBaCVD show only a few % of degradation of it. From FTIR and RAMAN spectra, the energetic hydrogen NB atoms passivate nano-grain boundaries during the NBaCVD process because of the high diffusivity and chemical potential of hydrogen atoms.

• 전기화학회지
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• 제23권2호
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• pp.25-38
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• 2020

태양광 흡수 물분해는 화석연료 대체 에너지원으로 떠오르는 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 방법이다. 현재 전이 금속 디칼코제나이드 (transition dichalcogenide, TMD)는 물분해 촉매 특성이 뛰어난 물질로 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 실리콘 (Si) 나노선 어레이 전극 표면에 대표적 TMD 물질인 4-6족의 이황화 몰리브덴 (MoS₂), 이셀렌화 몰리브덴(MoSe₂), 이황화 텅스텐 (WS₂), 이셀렌화 텅스텐 (WSe₂) 나노시트 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. Si나노선 전극을 금속 이온 용액으로 코팅하고, 황 또는 셀레늄의 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition)을 이용하는 것이다. 이 방법으로 TMD 나노시트를 약 20 nm 두께로 균일하게 합성하였다. p형 Si-TMD 나노선 광전극으로 구성된 광화학전지는 태양광 AM1.5G, 0.5 M H₂SO₄ 전해질에서 개시 전위 0.2 V를 가지며 0 V (vs. RHE)에서 20 mA cm^-2 이상의 전류를 낼 수 있다. 수소 발생 양자효율은 90% 정도로 우수한 물분해 촉매 특성을 확인하였다. MoS₂ 및 MoSe₂는 3시간 동안 90% 이상의 우수한 광전류 안전성을 보여주었으나, WS₂ 및 WSe₂는 상대적으로 적은 80%였다. MoS₂, MoSe₂는 Si 나노선 표면에 균일한 시트 형태로 씌워졌지만, WS₂, WSe₂는 조각 형태로 붙었다. 따라서 Si 표면을 잘 보호하지 못하기 때문에 Si나노선이 더 잘 산화되어 안정성이 낮아지는 것으로 해석하였다. 본 연구결과는 TMD의 수소 발생 촉매 특성을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 예상한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.95-106
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• 1998

매년 석탄화력발전소에서 다량으로 배출되어 나오는 폐기물 fly ash를 효율적으로 재활용하고 환경오염을 줄이기 위해서 fly ash를 알카리 처리하여 인공 zeolite를 합성하고 광물학적 특성 및 형태학적 구조를 X-ray, IR, SEM 분석으로 밝혀냈다. 또한 $NH_4{^+}$, $K^+$, $H_2PO_4{^-}$ 이온에 대한 fly ash와 인공 zeolite의 흡착능을 비교하기 위해 반응시간, 시료의 양, 이온의 농도에 따른 흡착량을 조사하였고, 4% PVA(Polyvinylalcohol)용액으로 입자화시킨 인공 zeolite를 다양한 비율로 첨가하여 상토를 제조하고 폿트 실험을 실시한 결과를 종합하면 다음과 같다. 인공 zeolite의 양이온치환용량(CEC)은 $257.7cmol^+kg^{-1}$으로 fly ash의 $7.0cmol^+kg^{-1}$보다 36배나 증가된 값을 보였으며 $SiO_2/Al_2O_3$의 비가 감소하였고, $Na^+$의 양은 증가하였다. 인공 zeolite의 이화학성질, X-ray, IR 분석의 결과를 종합해볼 때 천연 zeolite 조성 ($Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-H_2O$)과 유사하였다. SEM 촬영 결과 fly ash는 전체적으로 표면에 전혀 공극이 없는 구형의 형태를 지녔으며, 인공 zeolite는 알카리 처리로 인해 다공성이 큰 물질로 변화되어 표면적이 한층 증대된 것을 볼 수 있었다. fly ash와 인공 zeolite 모두 반응시간이 증가할수록, 시료의 양이 증가할수록, 이온의 농도가 높을수록 흡착량이 많았으며 대체적으로 $NH_4{^+}$ 이온이 $K^+$ 이온보다 더 많은 흡착량을 보였으며, fly ash 보다는 인공 zeolite가 이온에 대한 흡착능이 더 우수함을 볼 수 있었다. NPK+토양+입자상태의 zeolite 20%+퇴비 5%구에서 배추의 생육이 가장 좋았으며 시중 상토의 경우 재배기간이 20일이 넘었을 때 엽이 황색으로 변했지만 제조한 상토에서 자란 배추는 이러한 증상을 나타내지 않았다. 폐기물인 fly ash를 알카리 처리하여 양이온치환용량이 증가된 인공 zeolite를 합성하고 여기에 비료 성분 N, P, K를 첨가하여 입자화 시킨 후 이를 상토제조에 이용하는 것이 석탄회의 부가가치를 높이는 가장 효과적인 방법이라고 판단된다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.822-828
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• 1998

$^1H$ NMR gradient spin echo법을 이용하여 polyoxyethylene dodecyl ether[$C_{12}H_{25}(OCH_2CH_2)nOH$] 수용액에서 미셀 형성과정에 대한 것을 비교검토 하였다. 여기서 n=5($C_{12}EO_5$) 및 n=8($C_{12}EO_8$)인 비이온성 계면활성제를 사용하였으며 등방성상의 영역범위에서의 자기확산 계수는 일정온도에서 농도변화에 따른 pulsed field gradient법을 사용하여 측정하였고, 또한 여러 프로톤의 시그날에 대한 피크폭(line width)을 추적하여 액정 특성에 대한 것을 검토하였다. 알킬사슬의 메틸렌 시그날의 넓혀짐은 $C_{12}EO_5-$물 계에서는 핵사고날 액정상의 근접될 때 관찰되었지만 $C_{12}EO_8-$물 계에서는 넓혀짐이 보다 작게 관찰되었다. 낮은 온도에서 농도가 증가함에 따라 $C_{12}EO_5$에서는 막대형 미셀이 형성되지만 $C_{12}EO_8$에서는 전 농도 범위에서 작은 미셀로 이루워 진다. 계면활성제의 자기확산계수는 서서히 증가하다가 극소점에 이르러서는 농도가 증가함에 따라 급격히 감소한다. 극소점의 위치는 온도가 담점에 이르렀을 때 낮은 농도에서 나타나고 이 계에서는 두 개의 등방성 상으로 분리된다. 피크폭 연구에서 피크폭의 넓어짐은 $C_{12}EO_5$에서는 온도가 증가되었을 때 온도의 차이로 형성된다. 그 결과 담점에 이르러 계면활성제의 회합체가 커지는 것으로 생각한다. 이 회합체가 담점에 이르러 한정된 모양을 갖는 것은 아니다. $C_{12}EO_8$에서는 미셀들이 온도의 증가에 영향을 받지 않고 미셀형성이 불확실하다. 에틸렌옥사이드 일부분의 메틸렌 시그날은 일관되게 좁게 나타났다. 회합에 있어서 이들은 알킬사슬 메틸렌보다 작은 질서로 나타내었다. 회합의 크기나 모양에 있어서 여러 변화성은 상 변화에 따라 등방성과 액정상의 안정성 범위가 정하여 진다. 회합체 크기와 상 구조는 여러 온도와 농도 변화에서 분자의 효과적 모형을 고려하여 정성적인 결과에 따른다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권3호
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• pp.423-430
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• 2003

최근 들어 심미적 목적으로 치아 미백제를 이용한 치아 미백술이 널리 사용되고 있다. 현재까지 치아 미백제의 정확한 기전은 밝혀져 있지 않지만 미백제로부터 여러 가지 방법으로 분해된 free radical의 복잡한 산화작용에 의한 것으로, 치아변색의 원인물질의 화학적 구조가 바뀌어짐으로써 희게 되는 것으로 이해하고 있다. 본 연구의 목적은 치아 미백제에 의한 상아질의 특성변화를 관찰하고 미백제의 안전성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 10% carbamide peroxide를 1일에 6시간 2주동안 사람의 소구치 법랑질에 적용한 후 상아질에서 나타나는 형상변화, 경도변화, 조성변화 및 무기질 함량변화를 주사전자현미경(SEM), 미세경도기, FT-Raman 분광기 그리고 전자탐침미세분석기(EPMA)를 이용하여 분석하고 다음과 같은 결과를 얻었다. 법랑질 표면에 도포한 10% carbamide peroxide가 상아질로 침투하여 미친 영향은 증류수에만 담가둔 시료와 비교하였을 때 형상변화의 측면에서는 차이를 발견할 수 없었다. Peritubular dentin과 intertubular dentin의 표면에서는 nanometer range에서 아무런 변화를 발견할 수 없었다. 미백처리한 치아와 증류수에만 담가둔 치아의 상아질에서 통계적으로 유의한 경도의 차이를 발견할 수 없었다. FT-Raman 분석결과 상아질 구성성분 중 어떤 변화도 분광학적으로 관찰되지 않았다. 유기질에 의한 peak와 무기질에 의한 peak 모두 무시 할 수 있을 정도의 Raman intensity 변화만 관찰되었다. 무기질 함량변화를 측정한 결과 아무런 처리도 하지 않은 치아의 상아질, 증류수에만 담가둔 치아의 상아질 그리고 미백후 증류수에 담가둔 치아의 상아질에서 무기질 총량이 각각 $98.73{\pm}1.89,\;98.56{\pm}2.11,\;97.47{\pm}2.51$로 나타났다. 이들 값은 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과들로 볼 때 10% carbamide peroxide 미백이 상아질에 미치는 영향은 극히 미약하다고 판단되어 상아질에는 안전한 것으로 생각된다.

• 대한지리학회지
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• 제30권2호
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• pp.103-119
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• 1995

제4기 후기에 있어서도 지반의 지속적인 융기가 진행되고 있는 것으로 보이는 한국 의 동해안에 있어서는, 어느 한 간빙기 해성면의 동정이 이루어질 경우, 이 지형면을 시간기 준면으로 한 제4기 해성면 전체의 대비와 편년도 가능하다고 생각된다. 한국의 동해안에 있 어서 시간기준면으로 이용 될 수 있는 지형면은, 단구면과 퇴적물의 특징이 가장 잘 보존되 어 있을 것으로 보이는 최종간빙기의 해수면이라고 생각된다. 본고에서는 한반도의 중부 동 해안에 있어서 최종간빙기의 해수면을 확정하기 위한 작업의 일환으로, 단구면의 구정선고 도, 단구퇴적물의 특징, 그리고 고토양 및 화석 주빙하결빙구조 등을 지표로, 묵호-강릉해안 에 분포하는 저위해성단구의 대비와 상대편년을 시도하였다. 연구의 결과, 저위해성단구 I면 은 최종간빙기 극상기(산소 동위체 스테이지 5e), 그리고 II면은 최종간빙기의 중반(5c) 혹은 후기(5a)의 지형면으로 편년되었다. 이는 최종간빙기의 해성면을 I면 밖에 인정하지 않은 기 존의 연구결과와 다른 점으로서, 추후 이에 대한 상세한 검토가 요청된다. 저위해성단구 I면 과 II면의 구정선고도는 각각 18m, 10m이며, 이중에서도 저위해성단구 I면은 분포의 보편성 으로 보아 한국 동해안의 제4기 지사편집시 시간기준면으로서의 이용가치가 크다고 생각된 다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-38
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• 2002

탄화수소가스를 고온$(1000^{\circ}C)$에서 열분해 하여 고상화하는 기상 열분해법을 사용하여 저결정질 탄소재를 제조하고 같은 방법으로 붕소를 첨가한 저결정질 탄소재$C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$를 제조하여, 리튬 이온 이차전지의 부극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, 붕소를 첨가하지 않은 저 결정질 탄소재(x=0.00)는 초기 방전용량 374mAh/g을 나타내었으며, 제 2싸이클부터는 싸이클 성능이 비교적 우수하여 제 10싸이클에서 258mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, $C_{1-x}B_x(x=0.00,\;0.05,\;0.10\;0.20)$ 시료들 중에서 x=0.05 조성의 시료는 가장 큰 초기 방전용량 860mAh/g을 나타내었으며, 10번째 싸이클에서 181mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 제 2싸이클부터 싸이클 성능은 모두가 비슷하게 나타났다 초기방전 용량(PVDF $10wt.\%$ 사용시, 853mAh/g), 싸이클 성능, 방전용량(PVDF $10wt.\%$사용시 10번째 싸이클에서 400mAh/g)면에서 $C_{0.90}B_{0.10}$ 시료가 리튬이온 이차전지의 부극으로서의 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 합성한 탄소에 NMP를 용매로 한 액상 혼합 바인더(PVDF)를 90:10의 무게비로 첨가한 경우가 95:5의 무게비로 첨가한 경우보다 대체로 모든 조성에서 충$\cdot$방전용량이 크게 나타났다. 붕소가 첨가되어 덜 disordered된 구조가 됨으로써 1.25V보다 낮은 전압 부분에서 평탄구역이 증가하는 것으로 판단된다. 붕소가 첨가된 경우 충$\cdot$방전용량이 제 2싸이클에서부터 급격히 감소하였는데, 이는 첨가된 붕소가 제 1싸이클에서 삽입되는 Li과 일부는 강하게 결합하여 추출이 안되고 일부만이 다시 가역적으로 추출$\cdot$삽입되기 때문으로 생각된다. 붕소 첨가에 의한 충$\cdot$방전용량의 증가는, 붕소가 electron acceptor로 작용하여 삽입된 Li와 붕소-탄소 host 사이의 결합 강도를 증가시킴으로써 붕소치환 된 탄소에서 Li의 전위를 상승시키기 때문에 일어난다고 사려된다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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• 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.34-63
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• 2003

Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.