• Title/Summary/Keyword: Coupled System

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Gintonin-mediated release of astrocytic vascular endothelial growth factor protects cortical astrocytes from hypoxia-induced cell damages

  • Choi, Sun-Hye;Kim, Hyeon-Joong;Cho, Hee-Jung;Park, Sang-Deuk;Lee, Na-Eun;Hwang, Sung-Hee;Rhim, Hyewon;Kim, Hyoung-Chun;Cho, Ik-Hyun;Nah, Seung-Yeol
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제43권2호
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    • pp.305-311
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    • 2019
  • Background: Gintonin is a ginseng-derived exogenous ligand of the G protein-coupled lysophosphatidic acid (LPA) receptor. We previously reported that gintonin stimulates gliotransmitter release in primary cortical astrocytes. Astrocytes play key roles in the functions of neurovascular systems. Although vascular endothelial growth factor (VEGF) is known to influence the normal growth and maintenance of cranial blood vessels and the nervous system, there is little information about the effect of gintonin on VEGF regulation in primary astrocytes, under normal and hypoxic conditions. Methods: Using primary cortical astrocytes of mice, the effects of gintonin on the release, expression, and distribution of VEGF were examined. We further investigated whether the gintonin-mediated VEGF release protects astrocytes from hypoxia. Results: Gintonin administration stimulated the release and expression of VEGF from astrocytes in a concentration- and time-dependent manner. The gintonin-mediated increase in the release of VEGF was inhibited by the LPA1/3 receptor antagonist, Ki16425; phospholipase C inhibitor, U73122; inositol 1,4,5- triphosphate receptor antagonist, 2-APB; and intracellular $Ca^{2+}$ chelator, BAPTA. Hypoxia further stimulated astrocytic VEGF release. Gintonin treatment stimulated additional VEGF release and restored cell viability that had decreased due to hypoxia, via the VEGF receptor pathway. Altogether, the regulation of VEGF release and expression and astrocytic protection mediated by gintonin under hypoxia are achieved via the LPA receptor-VEGF signaling pathways. Conclusion: The present study shows that the gintonin-mediated regulation of VEGF in cortical astrocytes might be neuroprotective against hypoxic insults and could explain the molecular basis of the beneficial effects of ginseng on the central nervous system.

벤토나이트 완충재 내 기체 이동의 거동 특성 관련 연구 동향 소개 (Introduction to Researches on the Characteristics of Gas Migration Behavior in Bentonite Buffer)

  • 강신항;김정태;이창수;김진섭
    • 터널과지하공간
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    • 제31권5호
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    • pp.333-359
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    • 2021
  • 고준위방사성폐기물 처분시스템에서는 처분용기 인근에서 용기 금속 물질의 부식 등 여러 이유로 인해 수소, 라돈 등의 기체가 발생할 수 있다. 기체 발생 속도가 투수계수가 낮은 벤토나이트 완충재 공극에서의 기체 확산 속도보다 커질 경우, 형성된 기체가 축적된다. 기체 압력이 증가하여 유입 압력에 도달하면 완충재 내부로 기체의 팽창 흐름 및 이류가 발생하게 된다. 기체의 급격한 팽창 흐름 발생 시 방사성 핵종이 완충재 외부로 유출될 가능성이 있으므로, 처분시설의 설계 과정에서 점토 기반 물질에서의 기체 유동의 영향성 및 공학적방벽의 건전성을 평가하기 위해 기체 이동 현상에 대한 거동 특성을 명확하게 규명할 필요가 있다. 전세계적으로 벤토나이트 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 실험적 연구와 이를 모사할 수 있는 전산 수치 모델 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 기술보고에서는 현재까지 수행된 기체 주입 시험 및 전산 수치모델 관련 주요연구를 소개하고 향후 기체 이동 현상 규명을 위한 연구 수행 방향에 대해 정리하였다.

미국 네브라스카의 관개된 옥수수 농업생태계의 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환 (Radiation, Energy, and Entropy Exchange in an Irrigated-Maize Agroecosystem in Nebraska, USA)

  • 양현영;요하나 마리아 인드라와티;앤드류 수커;이지혜;이경도;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.26-46
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    • 2020
  • 이 연구의 목표는 관개된 옥수수 밭에서의 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 평가하고 문서화하는 것이다. 열역학적 관점에서, 우리는 이 농업생태계를 태양 복사로 인해 시스템 내부와 외부 사이에 큰 경도(gradient)가 부여되는 열린 열역학적 시스템으로 간주하였다. 따라서 시스템이 평형에서 멀어질 때, 열역학적 원칙에 따라 비평형 소산 과정(nonequilibrium dissipative process)인 이 생태-사회시스템이 모든 생물, 물리, 화학 및 인위적 구성 요소를 사용하여 태양으로부터 주어진 경도에 저항하여 이를 감소시키도록 움직인다고 가정하였다. 이 가설을 검증하기 위한 첫 단계로서 미국 네브라스카의 옥수수 밭에 위치한 AmeriFlux의 NE1 사이트에서 2003년부터 2014년까지 관측된 플럭스 및 미기상 자료를 사용하여 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 정량화하였다. 12년 평균한 생장기간의 결과에 따르면, 시스템의 에너지 포획(순복사와 하향단파복사의 비, Rn/Rs↓)은 옥수수의 생장과 함께 증가하였고, 생장기간이 비생장기간보다 약 80% 높았다. 생장기간 동안 시스템 내의 엔트로피 생성(σ)은 평균 9.56 MJ m-2 K-1이었고, 주로 하향단파 복사에 의해 결정되었다. 엔트로피 수송(J)은 잠열플럭스, 순장파복사, 현열플럭스의 순으로 기여하였고, 시스템 외부 환경으로 퍼낸 양은 σ의 ~84%에 해당하는 -7.99 MJ m-2 K-1이었다. 따라서 매년 생장 기간동안 시스템 내에 순 축적된 엔트로피(dS/dt)는 1.57 MJ m-2 K-1이었다. 탄소 흡수 효율(CUE)은 1.25~1.62, 물 사용 효율(WUE)은 1.98~2.92 g C (kg H2O)-1이었고 모두 옥수수의 성장과 함께 증가하였다. 극심한 가뭄으로 관개가 더 빈번하게 행해진 2012년의 경우, σ와 J가 모두 평년보다 10% 많은 최대값을 보였고, 그 결과 서로 대부분 상쇄되어 dS/dt는 평년보다 조금 높은 수준에 머물렀다. 가뭄 중에도 빈번한 관개로 인해 엔트로피 수송의 주된 경로가 현열플럭스에서 잠열플럭스로 바뀌면서 생산량과 CUE는 평년 값을 웃돌았으나 물과 빛의 사용 효율은 오히려 낮아졌다. 이러한 결과에 근거하여 관개된 옥수수 생태-사회시스템의 지속가능성의 변화를 평가하기에는 아직 여러가지 문제가 남아있다. 자기-조직화 과정은 시스템과 주변 간의 경도를 효과적으로 감소시키는 역할을 한다. 따라서 엔트로피 자료와 함께, 지속가능성의 척도가 되는 자기-조직화 역량을 나타내는 스펙트랄 엔트로피, 또는 하부시스템의 구조 및 에너지·물질의 흐름의 강도와 방향의 변화를 가늠할 수 있는 역학적 과정망(dynamic process network) 분석 등의 추가 연구가 병행되어야 한다.

NaI(Tl) 섬광결정과 위치민감형 광전자증배관을 이용한 소형 감마카메라의 신호 특성 고찰 (Investigation of the Signal Characteristics of a Small Gamma Camera System Using NaI(Tl)-Position Sensitive Photomultiplier Tube)

  • 최용;김종호;김준영;임기천;김상은;최연성;이경한;주관식;김병태
    • 대한핵의학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.82-93
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    • 2000
  • 목적: 이 논문에서는 본 연구진이 개발한 소형 감마카메라 시스템에서 사용한 NaI(Tl)섬광결정-위치민감형 광전자증배관 검출기와 각 전자회로에서의 입 출력 신호특성을 조사하고, 시스템 개발을 위해 각 전자회로에서 결정한 변수들에 대하여 고찰하고자 한다. 대상 및 방법: 크기가 $60{\times}60{\times}6mm^3$인 NaI(Tl) 섬광결정을 위치민감형 광전자증배관에 접합하고, 저항 회로와 전치증폭기, 여러 가지 전자회로, 아날로그-디지털 변환기 그리고 개인용 컴퓨터를 이용하여 소형 감마카메라 시스템을 개발하였다. 섬광결정에서 검출된 신호들을 위치민감형 광전자증배관을 통하여 증폭한 후, 전하분할방법으로 34개의 교차된 양극채널 신호를 4개($X^+,\;X^-,\;Y^+,\;Y^-$) 위치신호로 출력시켰다. 출력된 신호를 전치증폭기와 층폭기를 사용하여 증폭 정형하였으며, 핵기기 모듈(nuclear instrument modules, NIMs)을 이용하여 위치신호와 트리거 신호를 처리하였고, 각 단계에서 신호특성을 분석 고찰하였다. 이 신호들을 아날로그-디지털 변환기와 앵거로직을 사용하여 처리한 후, 일반 개인용 컴퓨터에서 그래픽 프로그램을 이용하여 감마카메라 영상을 구현하였다. 결과: 연구에서 분석 고찰한 신호특성을 그림을 통하여 나타내었으며, 이러한 신호처리를 이용하여 개발한 감마카메라는 약 $8{\times}10^3$ counts/sec/${\mu}Ci$의 계수율을 보였다. 140 keV에 대하여 18% FWHM의 에너지 분해능과 X, Y 방향으로 각각 2.2, 2.3 mm FWHM의 내인성 위치 분해능을 나타내었다. 또한 평행구멍형 조준기를 장착한 상태에서 유방모형에 위치한 $2{\sim}7mm$ 직경의 방사능 분포를 정확하게 영상화할 수 있었다. 결론: 이 연구에서 개발한 소형 감마카메라 시스템을 구성하고 있는 각 전자회로에서 결정한 매개변수와 신호특성 고찰결과를 나타내었다. 이 신호처리 시스템 분석을 통하여 감마선 검출을 이용한 영상표현 기술을 확보할 수 있었으며, 소형 감마카메라 개발을 위한 간단한 신호처리 방법을 고안하여 제시하였다.

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우리 복식에 중국복식이 미친 영향 (Chinese Influences on Traditional Korean Costume)

  • 김문숙
    • 대한가정학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.123-133
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    • 1981
  • If we are to define that the traditional costume is a comprehensive expression of the culture, thoughts, and arts of a country, it is needless to say that the traditional costume would have always reflected the social and cultural aspects of the times. In order words, the cultural contemplation of a certain people at some point the history is only possible when we observe the distintive features of the costume worn by the people of respective times. Although the Korean people had the native costume of its own from the times of the Ancient Choson to the Three Kingdoms of Koguryo, Paekche, and Silla, the Chinese influence on Korean traditional costume became somewhat pronounced ever since the Silla strenghtened the political ties with the T'ang dynasty in China, and it came to a climax when the dual structure in Korean native costume, being compounded with the Chinese touch, continued to be prevailed from the era of the Unified Silla to the Koryo and throughout the succeeding Yi dynasty, thereby copying the typical aspects of Chinese pattern in clothing and dresses worn by the ruling classes, namely the goverment officials including the Kings. Therefore, it is our aim to study the pattern of Chinese influence on our traditional costume, as well as social and cultural aspects by way of contrasting and comparing our official outfit system, which had been developing in dualism since the era of the Unified Silla, with that of China, and to trace in part the Korean traditional costume. In comparing our traditional official outfit system with that of China, we have basically concentrated on the comparison of the official outfit systems during the periods of the Three Kingdoms, the Koryo, and The Yi dynasty with that of corresponding era of Chinese history, namely the dynasties of T'ang, Sung, and Ming, and followed the documentary records for the comparison. Koreans had fallen into the practice of worshipping the powerful in China and begun to adopt the culture and institutions of the T'ang dynasty since the founding of the Unified Silla. From this time forth, Korean people started to wear the clothes in Chinese style. The style of clothing during the period of the Koryo Kingdom was deeply influenced by that of the T'ang and Sung dynasties in China, and it was also under the influenced of the Yuan dynasty(dynasty established by the Mongols) at one time, because of the Koryo's subordinative position to the Yuan. At the close of the Koryo dynasty, the King Kongmin ordered the stoppage on the use of 'Ji-Joung', the name of an era for the Yuan dynasty, in May of the eighteenth year of his rule in order to have the royal authority recognized by a newly rising power dominating the Chinese continent, the Mind. Kind Kongmin presented a memorial, repaying a kindness to the Emperor T'aejo of the Ming dynasty in celebration of his enthronement and requested that the emperor choose an official outfit, thereby the Chinese influence being converted to that of the Ming. As a matter of course, the Chinese influence deepened all the more during the era of the Yi dynasty coupled with the forces of the toadyic ideology of worshipping the China, dominant current of the times, and the entire costume, from the imperial crown and robe to the official outfit system of government officials, such as official uniforms, ordinary clothes, sacrificial robes, and court dresses followed the Chinese style in their design. Koreans did not have the opportunity of developing the official outfit system on its own and they just wore the official outfit designated on separate occasions by the emperors of China, whenever the changes in dynasty occurred in the continent. Especially, the Chinese influence had greatly affected in leading our consciousness on the traditional costume to the consciousness of the class and authority. Judging from the results, Koreans had been attaching weight to the formulation of the traditional outfit system for the ruling classes in all respective times of the history and the formulation of the system was nothing more than the simple following of the Chinese system.

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O2/SF6, O2/N2와 O2/CH4 플라즈마를 이용한 폴리카보네이트 건식 식각 (Dry etching of polycarbonate using O2/SF6, O2/N2 and O2/CH4 plasmas)

  • 주영우;박연현;노호섭;김재권;이성현;조관식;송한정;전민현;이제원
    • 한국진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.16-22
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    • 2008
  • [ $O_2/SF_6$ ], $O_2/N_2$ 그리고 $O_2/CH_4$의 혼합 가스를 이용하여 폴리카보네이트의 플라즈마 식각을 연구하였다. 플라즈마 식각 장비는 축전 결합형 플라즈마 시스템을 사용하였다. 폴리카보네이트 식각은 감광제 도포 후에 UV 조사의 포토리소그래피 방법으로 마스크를 제작하여 실험하였다. 본 식각 실험에서는 $O_2$와 다른 기체와의 혼합비와 RIE 척 파워 증가에 따른 폴리카보네이트의 식각 특성 연구를 중심으로 하였다. 특히 건식 식각 시에 사용한 공정 압력은 100 mTorr로 유지하였으며 공정 압력은 기계적 펌프만을 사용하여 유지하였다. 식각 실험 후에 표면 단차 측정기, 원자력간 현미경 그리고 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플을 분석 하였다. 실험 결과에 의하면 폴리카보네이트 식각에서 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 순수한 $O_2$$SF_6$를 사용한 것보다 각각 약 140 % 와 280 % 정도의 높은 식각 속도를 얻을 수 있었다. 즉, 100 W RIE 척 파워와 100 mTorr 공정 압력을 유지하면서 20 sccm $O_2$의 플라즈마 식각에서는 약 $0.4{\mu}m$/min, 20 sccm의 $SF_6$를 사용하였을 때에는 약 $0.2{\mu}$/min의 식각 속도를 얻었다. 그러나 60 %의 $O_2$와 40 %의 $SF_6$로 혼합된 플라즈마 분위기에서는 20 sccm의 순수한 $O_2$에 비해 상대적으로 낮은 -DC 바이어스가 인가되었음에도 식각 속도가 약 $0.56{\mu}m$/min으로 증가하였다. 그러나 $SF_6$ 양의 추가적인 증가는 폴리카보네이트의 식각 속도를 감소시켰다. $O_2/N_2$$O_2/CH_4$의 플라즈마 식각에서는 $N_2$$CH_4$의 양이 각각 증가함에 따라 식각 속도가 감소하였다. 즉, $O_2$$N_2$$CH_4$의 혼합은 폴리카보네이트의 식각 속도를 저하시켰다. 식각된 폴리카보네이트의 표면 거칠기 절대값은 식각 전에 비해 $2{\sim}3$ 배정도 증가하였지만 전자현미경으로 표면을 관찰 하였을 때에는 식각 실험 후의 폴리카보네이트의 표면이 깨끗한 것을 확인할 수 있었다. RIE 척 파워의 증가는 -DC 바이어스와 폴리카보네이트의 식각 속도를 거의 선형적으로 증가시켰으며 이 때 폴리카보네이트의 감광제에 대한 식각 선택비는 약 1:1 정도였다. 본 연구의 의미는 기계적 펌핑 시스템만을 사용한 간단한 플라즈마 식각 시스템으로도 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 폴리카보네이트의 미세 구조를 만드는데 사용이 가능하며 $O_2/N_2$$O_2/CH_4$의 결과에 비해 상대적으로 우수한 식각 조건을 얻을 수 있었다는 것이다. 이 결과는 다른 폴리머 소재 미세 가공에도 응용이 가능하여 앞으로 많이 사용될 수 있을 것으로 예상한다.

화학발광법에 의한 수용액 중의 선택적 수은(II) 이온 정량 (Selective determination of mercury (II) ion in aqueous solution by chemiluminescence method)

  • 김경민;장택균;김영호;오상협;이상학
    • 분석과학
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    • 제24권4호
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    • pp.243-248
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    • 2011
  • 루미놀 화학발광 시스템(luminol-$H_2O_2$)을 이용하여 수용액 중의 수은(II) 이온을 선택적으로 정량분석 하였다. 루미놀과 과산화수소의 반응에서 촉매작용을 하는 구리(II), 철(III), 크롬(III) 이온 등 다양한 금속이온의 농도를 정량분석한 연구결과가 보고되어 있다. 본 연구에서는 수은(II) 이온이 루미놀과 과산화수소의 반응에서 다른 금속이온과 같이 촉매작용을 하는 것을 관찰하였으며, 수용액 중 수은(II) 이온의 정량분석 조건을 최적화하기 위하여 반응시간, pH등에 따른 영향을 조사하였다. 또한 수은이온이 갖는 1가와 2가 산화수 중에서 수은(I) 이온은 루미놀과 과산화수소의 반응에 있어서 촉매작용을 하지 않았을 뿐만 아니라 반응에 어떠한 영향도 미치지 않았다. 또한 수은(I)과 수은(II) 이온이 공존하는 수용액 중의 수은(II) 이온의 분석과정에서 수은(I) 이온의 방해 효과는 관찰되지 않았다. 이를 바탕으로 하여 루미놀 화학발광 시스템을 이용하여 수용액 중의 수은(II) 이온만 선택적으로 분석하는 것이 가능하다는 결과와 함께 화학발광분석법과 ICP분석법으로부터 얻은 실험결과를 비교하여 수용액 내에 존재하는 수은 이온의 산화수별 농도를 확인할 수 있다. 루미놀 화학발광 시스템의 최적 분석조건 하에서, 수용액 중의 선택적 수은(II) 이온의 정량분석을 위해 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 농도범위는 $1.25{\times}10^{-5}{\sim}2.50{\times}10^{-3}M$이며, 이때 상관계수는 0.991이고, 검출한계는 $1.25{\times}10^{-7}M$이었다.

유치에 적용된 All-in-One 상아질 접착 시스템의 전단강도에 관한 비교연구 (COMPARATIVE STUDY ON THE SHEAR BOND STRENGTH OF ALL-IN-ONE DENTIN BONDING SYSTEM APPLIED TO PRIMARY TEETH)

  • 김동철;김종수;유승훈
    • 대한소아치과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.560-568
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    • 2007
  • 유치 60개를 준비하였으며, 사용된 접착 시스템은 AQ Bond $Plus^{TM}$, G $Bond^{TM}$, Single $Bond^{TM}$였다. 유치의 법랑질과 상아질을 노출시킨 후 제조사의 지시에 따라 접착 레진을 적용한 후, 내경 1.7 mm의 폴리에틸렌 튜브를 이용하여 Z-$250^{TM}$ 복합레진을 수복하였다. 100% 습윤 상태에서 24시간동안 보관 후 $5^{\circ}C$$55^{\circ}C$ 조건하에서 500회 열순환을 시행 후 만능시험기로 전단결합강도를 측정하였다. Resin tag 관찰을 위하여 상아질 접착면에 대해 수직으로 절단하고 인산과 질산으로 처리하여 치질을 용해시킨 후 주사 전자 현미경으로 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 유치 법랑질에서 측정된 전단 결합 강도는 AQ Bond $Plus^{TM}$에서 $1.04\;{\pm}\;0.13\;MPa$, G $Bond^{TM}$에서 $1.23\;{\pm}\;0.35\;MPa$, Single $Bond^{TM}$에서 $1.28\;{\pm}\;0.50\;MPa$이었으며, 세 군 간의 유의차는 없었다. 2. 유치 상아질에서의 전단 결합 강도는 AQ Bond $Plus^{TM}$$1.15\;{\pm}\;0.37\;MPa$, G $Bond^{TM}$$1.69\;{\pm}\;0.74\;MPa$ 그리고 Single $Bond^{TM}$$0.56\;{\pm}\;0.11\;MPa$로 나타났으며, AQ Bond $Plus^{TM}$와 G $Bond^{TM}$ 간에는 통계학적 유의차가 없었으나(p>0.05), AQ Bond $Plus^{TM}$와 Single $Bond^{TM}$, G $Bond^{TM}$과 Single $Bond^{TM}$ 간에는 통계학적 유의차를 보였다. 3. 주사 전자 현미경 소견에서 AQ Bond $Plus^{TM}$와 G $Bond^{TM}$는 resin tag 형성이 매우 미약하고 짧은 양상을 보인 반면, Single $Bond^{TM}$에서는 길게 형성된 resin tag가 관찰되었으며 resin tag의 표면에 불규칙하게 형성된 측부가지들이 관찰되었다.

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액체 이산화탄소 이용한 Monasil PCA 추출에 대한 연구 (A Study on the Extraction of Monasil PCA using Liquid CO2)

  • 조동우;오경실;배원;김화용;이갑수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권4호
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    • pp.684-689
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    • 2012
  • Poly(acrylic acid) (PAA) 구형 입자는 바이오 분야의 소재에서부터 전자 재료에 이르기까지 다양한 분야에 사용되는 고분자 물질이다. 이를 생산하기 위해서는, 분산제(surfactant)를 이용한 중합 방법으로 합성을 한 후, 사용한 분산제를 제거하기 위한 별도의 Purification 과정을 거치게 된다. 일반 유기 용매를 사용하면 막대한 폐수 발생, 별도의 분리 공정 추가, 잔류 용매의 가능성 등의 문제점이 발생한다. 이에 이러한 문제를 해결하고자, 액체 이산화탄소를 용매로 하여, high-pressure Soxhlet extraction 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 compressed liquid dimethyl ether (DME) 상에서 PAA 분산 중합에 사용된 pyrrolidene carboxylic acid-g-poly (siloxane) 계열의 분산제, Monasil PCA 제거하는 연구를 진행하였다. 추출된 PAA 입자의 모양은 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)으로 확인을 하였고, Monasil PCA의 농도는 Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer (ICP-OES)로 분석하였다. 용매의 효과를 비교하기 위해서, 액체 이산화탄소와 n-hexane과 liquid DME를 대상으로 추출 실험을 하였다. 그 결과 n-hexane의 경우 일부 정제된 PAA 구형 입자를 얻을 수 있었지만, 일부는 n-hexane 증기의 높은 열에 의해서 변형된 형태의 입자를 얻었다. Liquid DME의 경우엔, 추출이 잘 되지 않았다. 액체 $CO_2$를 이용하는 경우에 구형의 형태는 유지하면서 분산제가 제거된 입자를 얻을 수 있었다. 그리고 최적 운전 조건을 알기 위해서 8시간 동안 재비기와 응축기의 온도를 달리하면서 실험을 실시하였다. 그 결과 추출기의 온도가 $19.6{\pm}0.2^{\circ}C$, 압력이 $51.5{\pm}0.5$ bar일 때, 가장 좋은 제거 효율을 보였다.

WRF-Chem 모델과 결합된 CFD 모델을 활용한 도시 지역의 일산화탄소 확산 연구 (Carbon Monoxide Dispersion in an Urban Area Simulated by a CFD Model Coupled to the WRF-Chem Model)

  • 권아름;박수진;강건;김재진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_1호
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    • pp.679-692
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    • 2020
  • 본 연구에서는 CFD 모델을 WRF-Chem 모델과 결합(WRF-CFD 모델)하였고, 서울 영등포구에 소재한 건물 밀집 지역에서 흐름과 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 분포 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 자동기상관측소에서 측정한 풍속, 풍향과 도시대기측정소에서 측정한 CO 농도를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. AWS 510 지점에서는 남풍과 남서풍 계열 바람이 측정되었고, 야간 시간 보다는 주간 시간에 높은 풍속이 측정되었다. WRF-Chem 모델은 주로 동남동풍에서 서남서풍 계열의 바람을 수치 모의하였고, 측정 풍속을 과대 모의하였다. WRF-CFD 모델이 수치 모의한 풍향은 WRF-Chem 모델 풍향에 대한 의존도가 높았고, 측정 풍속을 상대적으로 잘 수치 모의하였다. 통계적 검증 지수에 대한 목표 값과 추천 범위를 고려하였을 때, WRF-CFD 모델이 WRF-Chem 모델에 비해 측정 풍속을 통계적으로 더 현실적으로 수치 모의하였다. WRF-Chem 모델은 측정 CO 농도를 크게 과소 모의하였고, WRF-CFD 모델은 CO 농도 예측을 개선하였다. 통계적 검증 결과를 종합한 결과, WRF-CFD 모델은 도시 지역에 복잡하게 분포한 건물과 이동 오염원을 고려함으로써 CO 농도 예측 성능을 개선하였다. 5월 22일 04시에는 AQMS가 위치한 지역에는 하강류가 존재하고, 상층으로부터 비교적 낮은 농도의 CO가 유입되면서 주변 지역에 비해 낮은 농도가 수치 모의되었다. 5월 22일 15시에는 AQMS 측정 지점에 약한 상승류가 형성되었고, 이에 따라 주변보다 다소 높은 CO 농도가 나타났다. WRF-CFD 모델은 상승류에 의해 도로의 이동 오염원으로부터 배출된 CO를 AQMS 측정 고도까지 수송하여, 결과적으로, 측정 CO 농도를 잘 재현한 것으로 판단된다. 5월 22일 18시 사례는 CO 배출량 증가, 상승류 발생 지역 증가, 풍속 증가로 인한 지면 근처의 난류운동에너지 생성 증가에 따른 난류 확산 증가 등으로 인해 전체적으로 높은 CO 농도가 수치 모의되었다. AQMS 지점에서는 하강류가 수치 모의되었지만, 풍상측에 형성된 고농도의 CO 밴드로 인해 WRF-CFD 모델은 측정 CO 농도를 과대 모의하였다.