• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.117.2-117.2
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• 2011

Since Gratzel and co-workers developed a new type of solar cell based on the nanocrystalline TiO2 electrode, dye-sensitized solar cells (DSSCs) have attracted considerable attention on account of their high solar energy-to-conversion efficiencies (11%), their easy manufacturing process with low cost production compared to conventional p-n junction solar cells. The mechanism of DSSC is based on the injection of electrons from the photoexcited dye into the conduction band of nanocrystalline TiO2. The oxidized dye is reduced by the hole injection process from either the hole counter or electrolyte. Thus, the electronic structures, such as HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO gap, of dye molecule in DSSC are deeply related to the electron transfer by photoexcitation and redox potential. To date, high performance and good stability of DSSC based on Ru-dyes as a photosensitizer had been widely addressed in the literatures. DSSC with Ru-bipyridyl complexes (N3 and N719), and the black ruthenium dye have achieved power conversion efficiencies up to 11.2% and 10.4%, respectively. However, the Ru-dyes are facing the problem of manufacturing costs and environmental issues. In order to obtain even cheaper photosensitizers for DSSC, metal-free organic photosensitizers are strongly desired. Metal-free organic dyes offer superior molar extinction coefficients, low cost, and a diversity of molecular structures, compared to conventional Ru-dyes. Recently, novel photosensitizers such as coumarin, merocyanine, cyanine, indoline, hemicyanine, triphenylamine, dialkylaniline, bis(dimethylfluorenyl)-aminophenyl, phenothiazine, tetrahydroquinoline, and carbazole based dyes have achieved solar-to-electrical power conversion efficiencies up to 5-9%. On the other hand, organic dye molecules have large ${\pi}$-conjugated planner structures which would bring out strong molecular stacking in their solid-state and poor solubility in their media. It was well known that the molecular stacking of organic dyes could reduce the electron transfer pathway in opto-electronic devices, significantly. In this paper, we have studied on synthesis and characterization of dendritic organic dyes with different number of electron acceptor/anchoring moieties in the end of dendrimer. The photovoltaic performances and the incident photon-to-current (IPCE) of these dyes were measured to evaluate the effects of the dendritic strucuture on the open-circuit voltage and the short-circuit current.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.199-208
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• 2021

메타바코딩을 이용한 환경 DNA 분석은 검출 감도가 높아 어류의 생물다양성 평가 및 멸종위기종의 검출에 유용한 기술이다. 이번 연구는 메타바코딩을 이용해 우리나라 담수어류를 대상으로 높은 검출 효율을 보일 수 있는 적합한 분석방법을 확인하기 위해 4가지 분석조건별, 즉 필터(cellulose nitrate filter, glass fiber filter), 추출 키트(DNeasy^® Blood & Tissue Kit, DNeasy^® PowerWater Kit), 프라이머 조합(12S rDNA, 16S rDNA) 그리고 PCR 방법(conventional PCR, touchdown PCR)로 나타나는 Operational Taxonomic Units(OTUs) 수와 종 조성을 비교하였다. Glass fiber filter와 DNeasy^® Tissue & Blood Kit를 이용해 추출한 시료는 12S rDNA와 16S rDNA 프라이머 조합에서 담수어류 OTUs가 가장 많이 검출되었다. 모든 분석조건 중 프라이머 조합에서만 조기어강(Class Actinopterygii) 평균 OTUs 수에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고(Non-parametric Wilcoxon Signed Ranks Test, p=0.005), 담수어류 평균 OTUs 수는 유의하지 않았다. 종 조성 비교 결과 역시 프라이머 조합에서 유의한 차이를 보였고(PERMANOVA, Pseudo-F=6.9489, p=0.006), 나머지 분석조건에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. NMDS 분석 결과 종 조성은 유사도 65% 기준에서 프라이머 조합에 따라 묶였고, 16S rDNA 프라이머 세트는 주로 멸종위기종인 모래주사(Microphysogobio koreensis), 꼬치동자개(Pseudogobio brevicorpus)가 기여하였고, 12S rDNA 프라이머 세트는 주로 일반종인 피라미(Zacco platypus), 꺽지(Coreoperca herzi) 등이 기여한 것으로 나타났다. 본 연구는 국내 하천에서 채취한 시료에 대한 메타바코딩을 이용한 종 다양성 분석의 기초정보를 제공한다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.895-903
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• 2007

매립지를 직접 생태학적으로 모니터링하는 방법을 개발하고자, 매립지 내의 생화학적 반응에 관여하는 세균들과 효소의 양을 정량함과 동시에 지하수 수질인자와 상호 연관성을 조사하여 생태학적 인자와의 연계 이용 가능성을 평가하였다. 이를 위하여 4개의 매립 종료된 비위생 매립지(천안(C), 원주(W), 논산(N), 평택(P) 매립지)에서 계절별로 지하수 시료를 채취하였으며 동시에 16S rDNA 방법을 사용하여 미생물 다양성을 분석하였다. 이를 기반으로, 매립지에서 주로 발견되는 세균과 효소를 대표하는 유전자를 정량하기 위한 특이 프라이머 쌍을 제작하였으며 상관계수에 기초하여 수질인자와 유전자 지표 인자간의 정량적 관련성을 비교하였다. 그 결과 DSR(황환원 세균) gene과 BOD(생화학적 산소요구량)사이의 상관관계는 0.8 이상인데 반해 NSR(질산화 세균-Nitrospira sp.) gene과 질산성 질소는 0.9 이상이었다. 안정화지표(BOD/COD)와 MTOT(메탄 산화 세균), MCR(Methyl coenzyme M reductase), Dde(Dechloromonas denitrificans) gene들은 0.8 이상의 상관관계를 가졌으나 3가 철과 Fli(Ferribacterium limineticm) gene은 0.7로 낮았다. MTOT gene의 경우, BOD/COD과의 관련성이 100%에 가깝게 높았다. 또한, 혐기성 유전자들(nirS-아질산 환훤효소, MCR, Dde, DSR)과 DO 역시 0.8 이상으로 나타나 일반적인 매립지 혐기성 반응들이 DO에 크게 의존함을 보였다. 결론적으로 분자생물학적 조사와 수질인자가 높은 상호연관성이 있었으며 real-time PCR이 전통적인 모니터링 인자들과 동시에 상호 보완적으로 모니터링에 사용됨으로써 매립지안정화 및 주변 영향을 평가하는데 효율적으로 사용 될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.53-61
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• 2015

멸종위기종인 조름나물의 인공서식지 조성을 위해 식재 모듈을 이용하여 호수의 가장자리에서 개방수면으로 생장하는 조름나물의 서식 유형을 재현하였다. 간편하게 설치할 수 있고, 관리를 최소화할 수 있는 형태의 서식지를 조성할 목적으로 메조코즘 실험을 수행하고 3년간 모니터링 하였다. 또한 조름나물 식재 모듈이 사용된 메조코즘이 수서 대형무척추동물에게 서식지로서의 기능을 발휘할 수 있는지를 확인하였다. 식재 모듈은 상토와 펄라이트, K-SOIL(바텀애쉬를 활용한 인공경량토양)로 기질 조건을 달리하였고, 이 모듈은 크기가 다른 2종류의 습지박스($1170{\times}2250{\times}300mm^3$, $900{\times}1360{\times}190mm^3$)에 설치되었다. 모니터링 결과 조름나물은 잎의 수와 피도에 있어서 기질 조건과 습지박스 크기에 의해 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 잎의 수는 상토(평균 23개)와 K-SOIL(평균 28개) 조건에서는 유사한 생육상태를 보였지만, 펄라이트(평균 2개)에서는 생육이 불량하였다. 또한 큰 습지박스의 조름나물이 작은 습지박스의 조름나물에 비해 더 많은 잎을 가졌다(p=0.015). 피도와 지하경의 길이, 지하경의 수에 있어서도 유사한 경향을 나타내었다. 1,145개체를 포함한 수서 대형무척추동물 21개 분류군이 조름나물 메조코즘 내에 서식하는 것을 확인하였으며, 다양도 지수 및 정착 지수 값 또한 주변 인공습지를 대상으로 한 결과와 유사하였다. 이러한 결과들은 조름나물 메조코즘은 수서 대형무척추동물에게 충분히 서식지를 제공할 수 있음을 의미한다. 식재 기질로 상토와 K-SOIL을 사용하고, 조름나물이 생장할 수 있는 개방수면이 확보되도록 모듈을 설치하며, 수심이 약 30cm가 되도록 관리한다면 식재모듈을 이용한 조름나물 서식지 조성은 성공적일 것이다.

• 환경생물
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• 제38권4호
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• pp.528-553
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• 2020

밭 경작지는 다른 유형의 경작지보다 다양한 작물이 재배되고 있으며, 이모작 등 영농활동에 의한 교란 정도가 상대적으로 크며 건조한 환경조건을 가진다. 본 연구에서는 국내 밭 경작지에 출현하는 식물종의 종조성 및 생활형 특성을 밝히고자 하였다. 식물상 조사는 전국을 대상으로 36개 지역에서 2015년 6월과 8월 두 시기에 수행되었다. 그 결과, 우리나라 밭 경작지에 출현하는 관속식물은 100과 322속 483종 9아종 37변종 1품종 2잡종으로 총 532분류군으로 조사되었다. 과별 분포현황은 국화과가 가장 많은 75분류군을 차지하였고, 다음으로 벼과 68분류군, 콩과 34분류군, 마디풀과 21분류군, 장미과 19분류군, 백합과 17분류군으로 나타났다. 종별 출현빈도는 깨풀과 쑥이 100%로 가장 높았고, 다음으로 환삼덩굴, 속속이풀, 망초, 개망초, 왕고들빼기, 닭의장풀, 바랭이, 돌피, 금방동사니, 괭이밥, 쇠비름, 명아주, 개비름, 콩, 주름잎, 왕바랭이 등이 높게 나타났다. 우리나라 논 경작지에 출현한 식물의 생활형 조성은 일년생식물-단립식물-중력산포형-직립형(Th-R₅-D₄-e)으로 나타났다. 희귀식물로는 주목, 목련, 할미밀망, 쥐방울덩굴, 벼룩아재비, 개지치, 애기담배풀, 두메부추, 물잔디 등 11분류군이 확인되었다. 생태계교란 식물은 환삼덩굴, 애기수영, 가시박, 돼지풀, 단풍잎돼지풀, 서양금혼초, 가시상추, 양미역취, 미국쑥부쟁이 등 9분류군이 확인되었다. 귀화식물은 24과 68속 97종 1변종으로 총 98분류군이 확인되었고, 도시화지수는 30.5%, 귀화율은 18.4%를 나타냈다.