• 제목/요약/키워드: Colloidal Particles

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나노크기의 교질상 영가철 및 자철석에 대한 수용상의 거동특성 (Characterization of Behavior of Colloidal Zero-Valent Iron and Magnetite in Aqueous Environment)

  • 이우춘;김순오;김영호
    • 한국광물학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.95-108
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    • 2015
  • 광산배수가 지표에 노출되거나 주변 수계로 유입됨에 따라 나노크기의 철 교질물질이 형성되며, 이러한 철 교질물질은 심미적 오염을 발생시킬 뿐만 아니라 수생태계에도 악영향을 미친다. 이를 제어하기 위해 철 나노물질의 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요한데, 아직까지 이에 대한 연구가 미흡하다. 본 연구는 영가철과 자철석을 이용하여 배경용액의 pH와 조성, 그리고 자연유기물에 따른 철 나노물질의 거동특성을 고찰하기 위해 수행되었다. 이를 위해 동적광산란분석기를 이용하여 철 나노물질의 입자크기와 표면 제타전위를 측정하였으며, DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, and Overbeek) 이론에 적용하여 응집 및 분산 등의 거동특성을 비교하였다. 철 나노물질은 영전하점 pH 근처에서는 입자간의 전기적 인력으로 인한 응집이 발생되며, 그보다 pH가 낮거나 높으면 전기적 반발력에 의해 분산이 잘되는 것을 확인하였다. 배경용액 내 양이온이 음이온보다 거동특성에 더 큰 영향을 끼치는 것을 확인하였으며, 특히 1가 양이온보다 2가 양이온이 입자표면간의 전기적인 인력 및 반발력에 더 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수용상의 자연유기물은 철 나노물질을 코팅함으로써 표면을 음전하로 띠게 하여 분산이 잘 되게 하는 것을 확인하였다. 동일한 환경조건에서 자철석보다 영가철이 응집이 더 잘 되는 것으로 나타났는데, 이는 영가철의 낮은 안정성과 빠른 반응성으로 인해 철 산화물로 변질되기 때문인 것으로 판단된다.

틸라피아(Oreochromis niloticus)의 면역활성변화와 Melano - Macrophage Centers (MMCs)의 행동특성에 관한 병리조직학적 연구 (Histopathological studies on melano - macrophage centers (MMCs) in spleen and head kidney of immuno - modified tilapia, Oreochromis niloticus)

  • 박정희;허민도
    • 한국어병학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.127-149
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    • 1994
  • 경골어류의 비장과 두신에 분포하는 대식세포의 탐식과정 및 탐식활력에 상응한 Melano - Macrophage Centers (MMCs)의 형태학적 변화가 갖는 병리학적 의의를 규명하기 위하여, 어체의 면역활성상태의 변화를 인위적으로 야기한 털라피아, Oreochromis niloticus 에 콜로이드성 탄말을 주입하여 비장 및 두신 MMCs의 병리조직학적 변화에 대한 추이를 경시적으로 추구하였다. 면역활성상태의 변화를 야기할 목적으로 Edwardsiella tarda 유래 formalin killed cell(FKC) 및 lipopolysaccharide (LPS)를 복강내 주사하거나, dexamethasone을 경구투여하였다. 각 처치군에서 모든 틸라피아의 비장 및 두신에 분포하는 대식세포의 탄말탐식유형이나, MMCs와 관련한 탄말탐식세포의 이동상은 유사하였으나, 경시적으로 본 대식세포의 탐식활력과 기존 MMCs 또는 새롭게 형성된 탄말함유세포의 응집유형에 있어서는 무처치군을 포함한 처치군간에 큰 차이를 나타내었다. 무처치군에서는 비장과 두신에 있어 다소 차이는 있으나, 두신의 경우, 탄말투여 12일이 지나서야 MMCs 내의 집적정도가 치밀하였다. 이에 반해 2 가지의 세균유래 항원을 처치한 군에서는 탄말투여 8 일째에 탄말이 기존 MMCs 내로 치밀하게 집적하거나, 탄말함유세포로만 구성된 치밀한 집괴형상을 완료한 반면, dexamethasone 을 처치한 군에서는 8일째 이후에도 탄말을 함유한 세포는 소수만이 관찰되었으며, MMCs 내로의 치밀한 집적이나 탄말함유세포의 집괴는 볼 수 없었다. 본 연구의 결과, 어체의 면역활성상태는 MMCs의 출현수, 크기, 치밀성 및 윤곽에 큰 영향을 미칠 수 있음을 강하게 시사하며, MMCs의 각종 형태학적 소견은 경골어류의 병리조직학적 소견해석에 있어서 도움을 줄 수 있는 중요한 형태학적 증거가 될 수 있는 것으로 사료된다.

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Surface Chemical Aspects of Coagulation, Deposition, and Filtration Processes: Variation of Electrokinetic Potential at Metal Oxide-Water and Organic-Water Interfaces in the $Na^+$ and $Ca^{2+}$ Ion Solutions

  • Kim, Sung-Jae
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제4권3호
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    • pp.173-183
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    • 2000
  • This study measured the zeta potential of both latex colloidal particles with carboxylate surface groups and glass beads (collectors) with silanol surface group employing various solution with different chemical characteristics. The results have been compared with the surface chemistry theory. The zeta potential of the particle and collector increased with increasing pH up to 5.0 regardless of the solution chemistry. For a monovalent electrolyte solution(sodium chloride solution) the zeta potential steadily increased until the pH reached 9.5. In contrast, little change in zeta potential was made between 5.0 and 9.5 for a divalent electrolyte solution (sodium chloride solution) the zeta potential steadily increased until the pH reached 9.5. In contrast, little change in zeta potential was made between 5.0 and 9.5 for a divalent electrolyte solution (calcium chloride solution). In other words, the more the pH decreases, the larger the effect of neutral salts, such as NaCl and CaCl$_2$, have on the ζ-potential values. In this study, the PZPC(point of zero proton condition) of the particle and collector occurred below a pH of 3.1, H(sup)+ and OH(sup)- acted as a PDI (potential determining ion), and Na(sup)+ acted as an IDI(indifferent ion). The magnitude of the negative ζ-potential values of the particle and collector monotonically increased as the concentrations of Na(sup)+ or Ca(sup)2+([Na(sup)+] or [Ca(sup)2+]) decreased (the values of pNa or pCa increased). In the case of latex particles, the ζ-potential should aproach zero (isoelectric point; IEP) asymptotically as the pNa approaches zero, while in the case of calcium chloride electrolyte, ζ-potential reversal may be expected to occur around 3.16$\times$10(sup)-2MCaCl$_2$(pCa=1.5). pH, valance and ionic strength can be used in various ways to improve the water treatment efficiency by modifying the charge characteristics of the particle and collector. Predictive capability is far less certain when EDL(electrical double layer) repulsive forces exist between the particle and collector.

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간흡충에 감염된 실험쥐 담관 섬유모세포의 미세구조적 변화 (Ultrastructural Change of the Bile Duct Fibroblast at Infected Rat with Clonorchis sinensis)

  • 김수진;민병훈
    • Applied Microscopy
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    • 제34권2호
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    • pp.121-130
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    • 2004
  • 동물의 결합조직에 분포하고 있는 섬유모세포 (fibroblast)는 결합조직을 구성하는 세포의 한 종류로서 세포질 돌기들이 잘 발달된 형태적 특징이 있는 것으로 실험쥐 담관의 경우 간흡충 등의 기생충에 의하여 물리, 화학적 상해를 받았을 때 세포변이가 유발될 뿐만 아니라, 담관 암세포로 전이되기도 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 저자 등은 실험쥐의 담관이 기생충에 의한 상해를 받았을 때 섬유모세포의 세포 표면과 세포질의 변화를 알아보고자 실험쥐 담관에서 섬유모세포를 분리하여 전자현미경으로 확인하고 다음과 같은 결과를 얻었다. 대조군 실험쥐 담관의 섬유모세포들은 일반적인 형태로 세포돌기, 세포표면 및 세포질을 구성하고 있었으나 간흡충 감염군 실험쥐 담관의 섬유모세포는 미세소관에 의한 세포질 돌기들이 다수 발달하고 다양한 종류의 포낭형 조면소포체 그리고 세포질에 전자밀도가 높은 다양한 액포, 높은 밀도의 리보좀을 포함하는 조면소포체, 다양한 형태의 과립 및 많은 수의 미세섬유가 관찰되는 형태적 변화가 관찰되었다. 간흡충에 감염된 담관의 섬유모세포는 간흡충에 의하여 상해 받은 세포가 물리화학적 자극에 의한 적응으로 단백질 합성이 증가하며 multi-vesicular 형태의 Golgi복합체가 생성되고, 세포질돌기 형성하는 것으로 확인되었다. 세포질에 광범위하게 분포하는 multi-vesicle은 당말단인 sialic acid를 포함하고 세포내에서 세포표면의 미세융모에 이르기까지 이동하는 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 간흡충 감염 실험쥐로부터 분리된 섬유모세포는 actin단백으로 구성된 세포돌기가 잘 발달하고, 세포내 조면소포체에서 형성된 단백질이 Golgi복합체에서 당말단인 sialic acid로 전환되어 세포표면에 분포하게 된다. 이는 간흡충 감염으로 물리 화학적 자극 자극받은 섬유세포가 미세구조적 변화를 유발하는 것으로 확인되었다.

고분자 중공사막 모듈을 이용한 미세기포 발생과 이미지 분석기법을 이용한 기포 특성 파악 (Utilization of Image Analysis Technique for Characterization of Micro-Bubbles Generated by Polymeric Membrane Module)

  • 김준영;장인성
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.447-452
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    • 2011
  • 본 연구에서는 고분자 중공사막 모듈을 산기 도구로 사용하여 미세 기포 발생을 도모하였고 영상정보를 기반으로 하는 이미지 분석 기법을 적용하여 발생한 기포 특성을 파악하고자 하였다. 기포의 이미지 분석 결과, 고분자 중공사막 모듈을 통해 수중에 분사된 기포는 산기석을 통한 기포보다 약 30~64% 작은 크기로 발생되는 것을 관찰하였고, 기포의 70% 이상이 0.2~0.82 mm 범위에 분포된 반면, 산기석의 경우는 0.77~1.08 mm의 범위에 속한 기포가 80% 이상이었다. 산기석과 고분자 중공사막모듈을 각각 기포발생 장치로 사용한 부상조를 운영하였을 때 반응조에 잔존하는 플록의 크기는 산기석을 이용했을 때가 고분자 중공사막 모듈의 경우보다 더 큰 것으로 나타났다. 이는 고분자 중공사막 모듈에 의해 발생한 미세기포가 충돌 효율의 증가 때문에 크기가 작은 콜로이드 입자들까지 응집/부상할 수 있는 기회를 제공하였기 때문이다. 따라서 부상공정에 고분자 중공사막모듈을 산기장치로 활용하였을 경우 응집부상 제거효율이 증가할 수 있는 가능성을 보였다. 또한 본 연구에서 사용한 이미지 분석기법은 제공된 영상정보를 기반으로 기포의 기초 특성들과 관련된 정보습득을 위한 분석도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

초속경 및 일반시멘트를 이용한 라텍스개질 콘크리트의 건조수축 특성 (Drying Shrinkage Properties of Latex Modified Concrete with Ordinary Cement and Rapid-Setting Cement)

  • 윤경구;정원경;김성환;이주형
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.95-101
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    • 2003
  • 상대적으로 큰 비표면적으로 인해 야기될 수 있는 건조수축균열은 보통 포틀랜드시멘트를 사용한 라텍스개질 콘크리트(LMC) 및 초속경 시멘트를 사용한 라텍스개질 콘크리트(RSLMC) 덧씌우기에서 주요 관심사항이다. 우리나라에서는 LMC와 RSLMC의 현장 적용을 위해 강도와 내구특성 측면에서 활발히 연구되어 왔으나 건조수축특성에 관한 연구는 전무한 상태이다. 따라서, 본 논문의 목적은 LMC와 RSLMC의 건조수축특성에 관하여 시멘트 종류(보통 포틀랜드 시멘트, 초속경시멘트), 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%)을 주요 실험 변수로 하여 연구하고자 하였다. 양생방법으로는 60%의 상대습도와 $20^{\circ}C$의 온도로 하였으며, 건조수축용 시편은 디지털 Demec 게이지로 측정하였다. 실험 결과를 통하여 LMC와 RSLMC의 건조수축량은 OPC와 RSC보다 상당히 감소되는 것으로 나타났다. 이것은 콜로이드같은 라텍스의 특성이 수분 증발을 억제함으로써 향상되는 보습성과 라텍스 필름막에 의한 시멘트 수화물과 골재간의 상호연결작용으로 기인되는 것으로 판단된다.

반도성 고분자 현탁액의 전기유변학적 거동과 계면편극화 (Electrorheological Behaviors and Interfacial Polarization of Semi-conductive Polymer-based Suspensions)

  • B.D Chin;Lee, Y.S.;Lee, H.J.;S.M. Yang;Park, O.O.
    • 유변학
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    • 제10권4호
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    • pp.195-201
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    • 1998
  • 반도성 고분자인 폴리아닐린과 폴리파라페닐렌을 이용한 전기유변유체의 유변학적 및 전기적 특성을 고찰하였다. 이들 반도성 고분자 현탁액은 분산입자와 현탁매질의 전기전도도 차이로 인하여 직류 전기장 하에서 큰 점도 증가를 보였다. 전기유변효과로 기인한 동적 항복응력은 낮은 전기장 하에서는 전기장 제곱에의 의존성을 보였으나 높은 전기장 하에서는 전기장의 1승에 비례하는 거동을 나타내었다. 항복 응력은 분산입자의 전기전도도가 증가함에 따라 최대값을 보이다가 다시 감소하는 현상을 나타내었다. 직류 전기장 하에서의 이러한 항복 응력 거동은 전도도 효과에 의한 맥스웰-와그너 계면편극화로 설명되는 현탁액의 유전 특성과 관련됨을 발견하였다. 계면 편극화 효과가 전기유변현상에 미치는 영향에 대한 더 깊은 이해와 분산액의 침강 안정성 개선을 위하여, 전기유변 효과의 조절이 가능할 뿐 아니라 현탁액의 콜로이드 안정성을 향상시킬 수 있는 여러 가지의 계면 활성제의 영향을 피력하였다.

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고도처리를 위한 농공단지 복합폐수의 처리효율 특성에 관한 연구 (Study on Removal Efficiency of Complex Wastewater from Agricultural and Industrial Plant for Advanced Treatments)

  • 서태원;김문석;박영달;조욱상
    • 유기물자원화
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    • 제20권2호
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    • pp.53-65
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    • 2012
  • 본 연구에서는 국내 농공단지로부터 배출되는 폐수를 대상으로 폐수의 처리효율 특성을 전형적인 $A_{2}O$ 공정계열의 변법인, 배양조-혐기조-간헐포기조로 구성된 HBR-II 공정을 적용하여 이를 규명하고자 하였다. 또한 고도처리를 위한 상용화 플랜트 설계 시에 공정 조업 및 제어변수 값을 도출하고 HBR-II 공정의 고도처리 효율성을 경제적 측면에서 분석검토 하고자 하였다. 이를 위해 본 실험에서는, HBR-II 공정을 bench (또는 pilot) 규모의 실험 장치에 적용시켜 처리효율 실험을 수행하였으며, 1차 침전지 설계를 위한 회분식(batch type) 침전실험과 인(T-P)의 제거와 2차 침전지로부터의 난분해성 미세 부유고형물 입자의 배출농도 안정화를 위한 응집실험을 병행하여 이를 고도처리효율과 연계하여 최적의 침전 및 응집을 위한 공정조업 변수 값을 도출하고자 하였다. F/M비를 0.20~0.25 $BOD_5/Kg{\cdot}MLSS/Day$로 유지시켰으며, $BOD_5$ 98.4%, $COD_{Mn}$ 92.9%, SS 97.5%, T-N 91.3%, T-P 82.3% 의 높은 제거효율을 나타내었다. 본 연구를 통하여서 HBR-II 공정을 농공단지 폐수처리에 접목 할 경우 안정적인 수처리가 가능할 것으로 사료된다.

실리카-지르코니아 분리막 성능에 대한 다공성 지지체와 중간층의 영향 (The Effect of Porous Support and Intermediate Layer on the Silica-zirconia Membranes for Gas Permeation Performance)

  • 이혜련;서봉국
    • 멤브레인
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    • 제25권1호
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    • pp.15-26
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    • 2015
  • 본 연구에서는 기공의 크기가 큰 다공성 지지체를 $3{\sim}4{\mu}m$, 150 nm의 크기를 갖는 ${\alpha}$-알루미나 입자를 물과 실리카-지르코니아 용액에 각각 분산시키는 방법으로 표면 개질을 하였다. $3{\sim}4{\mu}m$ 크기의 알루미나 입자가 분산된 용액을 이용하여 금속 지지체 및 알루미나 지지체에 코팅하였을 때, 코팅횟수가 증가할수록 지지체의 표면의 큰 기공이 감소하였고, 여기에 150 nm 크기의 알루미나 입자가 분산된 용액으로 추가 코팅을 하면 작은 크기의 알루미나 입자가 기공 사이사이에 들어가면서 지지체를 좀 더 매끄럽게 개질하는 역할을 하는 것을 확인하였다. 특히 실리카-지르코니아 용액을 분산매로 하여 표면 개질을 한 경우, 알루미나 입자가 실리카-지르코니아 층에 촘촘하게 박힌 모양으로 고정이 되어 지지체 개질에 효과적임을 확인하였다. 이러한 방법으로 제조된 실리카-지르코니아 분리막의 기체투과도는 상온에서 각각 $1.8-8.4{\times}10^{-4}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}{\cdot}Pa^{-1}$, $3.3-5.0{\times}10^{-5}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}{\cdot}Pa^{-1}$이며 수소/질소 선택도는 Knudsen 분포를 보였다. 표면 개질된 지지체에 다양한 분리층을 형성하는 방법으로 무기 분리막 응용에 이용할 수 있을 것으로 예상된다.

배양 섬유 세포에 있어서 세포 표면의 미세구조적 특성과 당단백 (lectin WGA 수용체)의 분포 (Fine Structural Characterization and Localization of Lectin Receptors in the Cultured Fibroblast)

  • 김수진;함소영
    • Applied Microscopy
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    • 제31권1호
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    • pp.49-57
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    • 2001
  • 섬유아세포 표면의 미세구조적 특성과 세포표면에 존재하는 당 단백질 말단 GlcNAc(N-acetylglucosamine)와 NeuNAc(N-acetylneuraminic acid)는 섬유세포의 이동과 세포의 인식에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 따라서 섬유세포의 미세구조적 특성을 전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, 당 단백질 말단 GlcNAc와 NeuNAc의 분포를 확인하기 위하여 WGA 황금입자 복합체를 반응시켜 전자현미경으로 관찰하였다. 그 결과 배양섬유세포의 표면에 미세구조적 특성은 세포의 분화 정도와 세포의 부위에 따라 다양한 형태를 형성하며, 세포의 배양시간에 따라 정도의 차이는 있으나 일반적인 미세융모의 분포와 세포질 돌기의 분화는 세포의 주위 환경에 따라 다양한 형태로 분화하는 특성이 있는 것으로 확인되었다. 섬유세포의 세포표면에 분포하는 당 단백질 말단의 일종으로 섬유세포의 이동과 세포인식에 관여하는 lectin WGA 수용체 인 sialic acid (GlcNAc; N-acetylgalactosamine, NeuNAc; N-acetyl neuraminic acid)는 세포질의 조면소포체에서 생성되어 액포상태로 이동되어 섬유세포의 외로 분비되고 분비된 sialic acid는 세포의 표면과 돌기의 표면에 당 단백질 말단으로 분화하여 섬유세포의 이동과 세포인식 등의 섬유세포 기능에 관여하는 것으로 규명되었다.

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