• 한국분말재료학회지
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• 제26권3호
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• pp.201-207
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• 2019

Tungsten heavy alloys (W-Ni-Fe) play an important role in various industries because of their excellent mechanical properties, such as the excellent hardness of tungsten, low thermal expansion, corrosion resistance of nickel, and ductility of iron. In tungsten heavy alloys, tungsten nanoparticles allow the relatively low-temperature molding of high-melting-point tungsten and can improve densification. In this study, to improve the densification of tungsten heavy alloy, nanoparticles are manufactured by ultrasonic milling of metal oxide. The physical properties of the metal oxide and the solvent viscosity are selected as the main parameters. When the density is low and the Mohs hardness is high, the particle size distribution is relatively high. When the density is high and the Mohs hardness is low, the particle size distribution is relatively low. Additionally, the average particle size tends to decrease with increasing viscosity. Metal oxides prepared by ultrasonic milling in high-viscosity solvent show an average particle size of less than 300 nm based on the dynamic light scattering and scanning electron microscopy analysis. The effects of the physical properties of the metal oxide and the solvent viscosity on the pulverization are analyzed experimentally.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권5호
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• pp.423-428
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• 2021

Here, we report the development of a new and low-cost core-shell structure for lithium-ion battery anodes using silicon waste sludge and the Ti-ion complex. X-ray diffraction (XRD) confirmed the raw waste silicon sludge powder to be pure silicon without other metal impurities and the particle size distribution is measured to be from 200 nm to 3 ㎛ by dynamic light scattering (DLS). As a result of pulverization by a planetary mill, the size of the single crystal according to the Scherrer formula is calculated to be 12.1 nm, but the average particle size of the agglomerate is measured to be 123.6 nm. A Si/TiO₂ core-shell structure is formed using simple Ti complex ions, and the ratio of TiO₂ peaks increased with an increase in the amount of Ti ions. Transmission electron microscopy (TEM) observations revealed that TiO₂ coating on Si nanoparticles results in a Si-TiO₂ core-shell structure. This result is expected to improve the stability and cycle of lithium-ion batteries as anodes.

• 생체재료학회지
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• 제22권4호
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• pp.352-359
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• 2018

Background: Black phosphorus (BP) has emerged as a novel class of nanomaterials owing to its unique optical and electronic properties. BP, a two-dimensional (2D) nanomaterial, is a structure where phosphorenes are stacked together in layers by van der Waals interactions. However, although BP nanodots have many advantages, their biosafety and biological effect have not yet been elucidated as compared to the other nanomaterials. Therefore, it is particularly important to assess the cytotoxicity of BP nanodots for exploring their potentials as novel biomaterials. Methods: BP nanodots were prepared by exfoliation with a modified ultrasonication-assisted solution method. The physicochemical properties of BP nanodots were characterized by transmission electron microscopy, dynamic light scattering, Raman spectroscopy, and X-ray diffractometry. In addition, the cytotoxicity of BP nanodots against C2C12 myoblasts was evaluated. Moreover, their cell imaging potential was investigated. Results: Herein, we concentrated on evaluating the cytotoxicity of BP nanodots and investigating their cell imaging potential. It was revealed that the BP nanodots were cytocompatible at a low concentration, although the cell viability was decreased with increasing BP nanodot concentration. Furthermore, our results demonstrated that the cells took up the BP nanodots, and the BP nanodots exhibited green fluorescence. Conclusions: In conclusion, our findings suggest that the BP nanodots have suitable biocompatibility, and are promising candidates as fluorescence probes for biomedical imaging applications.

• 미래기술융합논문지
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• 1권1호
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• pp.7-13
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• 2022

본 연구는 3종의 기능성 마이크로 캡슐을 제조하고 이 기능성 마이크로 캡슐을 이용하여 기능성 샴푸를 제조하였다. 구체적으로는 (1) 코아-멘톨, 쉘-멜라민 수지로 제조로 된 기능성 마이크로 캡슐, (2) 코아-멘톨, 쉘-레시틴, (3) 코아-시나몬 오일, 쉘-레시틴로 합성한 기능성 마이크로 캡슐이다. 제조한 기능성 마이크로 캡슐의 크기 및 형태 평가는 광학현미경, SEM 및 DLS를 통해 수행한 결과 0.1~0.2 ㎛의 크기와 원형형태의 마이크로 캡슐임을 확인할 수 있었다. 따라서, 제조된 기능성 마이크로캡슐을 이용하여 기능성 샴푸를 제조하고, 이 제조된 기능성 샴푸를 직접 사용하여 두피 온도를 측정한 결과, 두피 온도가 3~4 ℃ 떨어지는 사실을 알 수 있었다. 이는 코아 물질이 휘발하면서 나타나는 현상으로 예측된다. 추후, 기능성 샴푸의 인체 사용 시 두피의 모공 변화 등을 측정할 예정이다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권11호
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• pp.634-640
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• 2017

나노 물질의 활용이 증가하면서, 환경 내 나노물질의 독성 및 거동에 관련 연구가 필수적인데, 나노독성평가의 신뢰도를 확보하기 위해서는 노출 배지 내 나노물질의 안정적인 분산방법에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 National Institute of Standards and Technology (NIST)에서 제안한 천연유기물을 활용한 나노 분산액 제조 방법을 토대로 화장품 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 산화아연 나노입자 생태독성 평가를 위한 분산배지 조제방법을 정립하여 다양한 시험종에 대한 수생태시험 적용성 평가를 수행하였다. 천연유기물을 활용하여 분산성이 향상된 시험배지 내 나노 입자의 분산 안정성을 확인하기 위해 제조 후, 96시간까지의 동적광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)측정 결과 입자 크기 분포의 평균값이 약 150-200 nm의 수준을 유지하면서 나노입자의 안정성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 천연유기물을 활용하여 금속계 나노물질의 배지 내 분산력을 향상 시키는 방법이 수생태독성시험에 적용 가능성이 높을 것으로 판단되었고, 수생태독성 시험종(어류, 물벼룩, 깔따구, 조류 등)에서의 독성 영향을 확인한 결과 물벼룩 및 깔따구를 이용한 급성 독성 실험에 적합한 것으로 확인되어 향후 나노물질의 수생태독성평가에서 재현성 높은 결과 확보 방안을 도출에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제53권4호
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• pp.347-362
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• 2020

수환경 내 철 (수산)산화물은 주로 광산 활동에 의해 생성되며 주변 환경을 교란시키는 대표적인 교질물이다. 철 (수산)산화물들 중 지표에 많이 분포하고 있는 적철석은 수환경 내 다양한 환경인자들로 인해 거동 특성이 변한다. 본 연구는 배경용액의 이온 조성과 세기, pH, 자연 유기물 등의 환경적 인자가 교질상 적철석의 거동에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 특히, 적철석 교질물 입자들의 거동특성을 보다 더 명확하게 해석하고자 동적광산란분석기(dynamic light scatterer, DLS)와 단일입자 유도결합플라즈마질량분석기(single particle ICP-MS, spICP-MS)를 비교하여 분석을 수행하였다. 배경용액의 이온 조성과 세기가 변함에 따라 적철석 입자의 표면 확산이중층의 두께가 변화될 뿐만 아니라, 입자에 미치는 정전기적 힘과 van der Walls의 합력이 변하면서 입자의 응집/분산 특성이 달라지는 것으로 나타났다. 또한 수환경의 pH가 적철석 입자의 영전하점(point of zero charge, PZC)에서 멀어질수록 정전기적 반발력이 커져 입자들이 분산되는 것을 확인하였다. 수환경 내 자연 유기물이 적철석의 표면을 코팅함에 따라서 자연 유기물 표면에 존재하는 카르복실기와 페놀기 등과 같은 작용기들로 인하여 적철석 입자의 정전기적 안정화와 구조적 안정화가 증가하는 것으로 조사되었다. 이러한 안정화 효과는 자연 유기물의 농도가 작을수록 증가하지만, 상대적으로 이온포텐셜이 큰 2가 양이온이 1가 양이온보다 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들 사이에서 더 큰 가교역할을 하기 때문에 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들의 안정화(분산)를 방해하는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 수환경 내 교질상 적철석의 거동 특성은 이온의 조성과 세기, pH, 그리고 자연 유기물 등과 같은 환경적 인자들에 많은 영향을 받는 것을 정량적으로 확인할 수 있었는데, 그 중 자연 유기물은 수환경에서 교질물의 거동에 매우 지배적이고 주요한 제어인자임을 알 수 있었다. 한편, 적철석 입자의 거동 특성을 정량화할 수 있는 두 분석기법을 비교한 결과, DLS 분석기법은 신속성 및 편의성에서 강점을 지니는 반면 spICP-MS의 분석기법은 입자의 모양 및 응집 형태 등을 고려할 수 있는 장점이 있기 때문에 두 분석기법을 조합하여 활용하면 수환경 내 교질물의 거동 특성을 연구하는데 보다 더 효과적일 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제21권6호
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• pp.643-647
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• 2010

키토산의 응용성을 높이기 위해 제조된 O-carboxymethyl water soluble chitosan (OCMCh)의 구조에 인체 내 순환시간을 증가시키기 위하여 PEG를 도입하였으며, 약물 및 유전자 전달체로 응용하기 위하여 PEG가 결합된 OCMCh-PEG를 Poly(L-Lysine) (PLL)과 이온복합체를 형성함으로써 OCMCh-PEG-PLL를 제조하였다. 제조된 OCMCh-PEG-PLL의 물리화학적특성은 적외선 분광광도계와 핵자기공명장치를 이용하여 분석하였으며, 성공적으로 PLL이 결합되었음을 확인하였다. 또한 동적광산란장치와 투과전자현미경을 통하여 PLL의 양을 고정하였을 때, PEG의 양이 증가함에 따라 입자의 크기가 감소하는 것을 볼 수 있었으며, 구형의 입자형태를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 OCMCh-PEG-PLL이 약물 및 유전자 전달체 등과 같은 생체재료로의 응용 가능성을 가지는 것을 볼 수 있다.

• 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.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제27권4호
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• pp.287-293
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• 1997

To make a stable o/w emulsion, the effects of egg lecithin as an emulsifier and polyvinylpyrrolidone (PVP) as an auxiliary emulsifier on the physical stability of emulsion were investigated. The oil-in-water emulsion system was manufactured by microfluidizer and evaluated the physical stability. Average particle size and size distribution of emulsion was measured by dynamic light scattering analyzer and interfacial tension was measured. From the interfacial tension tested, critical micelle concentration of the egg lecithin was 0.1 %w/v and optimal concentration for the preparation of emulsion was 1.0 %w/v. The mean particle size was about $0.2\;{\mu}m$ which was suitable for injections. The short-term accelerated stability studies were conducted by centrifugation, freeze-thaw method and shaking of the emulsion samples. The addition of PVP was caused the reduction in the particle size and improved the physical stability of emulsion. These results suggested that a mixed interfacial film comprising the egg lecithin and PVP was formed at the o/w interface and it was effective in preventing phase separation under thermic or mechanical stress. We used antineoplaston A10 (A10) as a model drug which is peptide and amino acid derivative having a action to the living organism against the development of neoplastic growth by a nonimmunological progress. It has a poor solubility in water and there may be a difficulty in formulation of A10. Emulsion formulation study about A10 was performed. Solubility of A10 in emulsion was about five times as high as that in water. From the results of solubility and partition coefficient, almost A10 molecules in o/w emulsion exist in the interface between oil and water.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제41권2호
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• pp.103-109
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• 2011

The objective of the study was to prepare self-microeulsifying drug delivery system (SMEDDS) incorporating atorvastatin calcium and evaluate its properties and oral bioavailability. Solubility of atorvastatin in various vehicles was determined. Pseudo-ternary phase diagrams were constructed to identify the good self-emulsification region. The droplet size distributions of the resultant emulsions were determined by dynamic light scattering measurement. The mean droplet size of chosen formulation (20% ethyl oleate, 40% tween-80, 40% Carbitol$^{(R)}$) was $23.4{\pm}1.3$ nm. The SMEDDS incorporating atorvastatin calcium appeared to be associated with better performance in dissolution and pharmacokinetic studies, compared with raw atorvastatin calcium. In dissolution test, the release percentage of atorvastatin from SMEDDS mixture could rapidly reach more than 95% within 3 min. Oral $AUC_{0{\rightarrow}8hr}$ values in SD rats was $1994{\pm}335\;ng{\cdot}hr/mL$, which significantly increased (P<0.05) compared with raw atorvastatin calcium. The SMEDDS formulation was relatively stable when stored at $4^{\circ}C$ during 3 months. Our studies illustrated the potential use of SMEDDS for the delivery of hydrophobic compounds, such as atorvastatin, by the oral route.