• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.331-338
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• 2011

이 연구는 미생물 혹은 생물의 다양한 기능을 이용한 환경의 수복(bioremediation)을 활용한 자연 친화형 수질 정화 시멘트 벽돌로서의 가능성을 검토하고자 하였다. 현재 유용 미생물을 건축 소재에 활용하여 수질을 개선하는 연구들이 제안되어 왔다. 이 연구에서는 이러한 미생물의 수질 정화 능력을 이용하는 것으로서 선행 연구의 낫토균 이외에 된장균, 대구 S환경사업소에서 미생물을 탐색하여 16S rDNA 염기서열 분석법에 의해 동정된 유용 미생물 자원들을 이용하였으며, 이렇게 확보된 수질 정화 능력을 가진 유용 미생물 자원들에 대한 시멘트 벽돌에서의 수질 정화 특성을 검토하였다. 또한 시멘트 벽돌에 미생물을 흡착시키기 위하여 제올라이트를 사용 하였으며, SEM 분석을 통하여 제올라이트에 미생물이 흡착되어 있는 것을 확인 할 수 있었다. 실험 결과 유용 미생물을 이용 하였을 때 우수한 오염물질 제거율이 나타났기 때문에 자연 친화형 건설재료의 유용 미생물 활용이 가능하다고 판단되며, 이 연구에서 소개한 미생물 이외에도 다양한 미생물 자원들을 확보하여 건축 소재에 활용 가능한 수질 개선용 유용 미생물 자원들을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권3호
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• pp.135-142
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• 2021

친환경 제방 건설 소재로 연구되고 있는 바이오폴리머는 토양의 강도 증진 효과가 알려져 있으나, 아직 식생에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 토양의 aluminum (Al) 스트레스 조건에서 잔탄검 (xanthan gum) 혼합에 따른 Camelina sativa L. (Camelina)의 뿌리 생장을 분석하였다. Al 스트레스 조건과 더불어 xanthan gum 0.05% 혼합구에서 생육한 Camelina가 비혼합구보다 뿌리 생장이 증가하였다. 같은 조건에서 aluminum activated malate transporter 1 (ALMT1) 유전자 발현이 xanthan gum 혼합구 및 비혼합구에서 모두 유도되었지만, xanthan gum 혼합구가 비혼합구보다 낮은 수준의 발현을 보여주었다. 추가적으로 용액에서 xanthan gum과 Al 이온의 결합을 확인하였으며, morin 염색과 ICP-OES 분석을 통해 Camelina 뿌리의 Al 함량을 측정한 결과 xanthan gum 혼합구에서 비혼합구 보다 뿌리의 Al 함량이 낮았다. 이러한 결과들은 xanthan gum과 Al 결합으로 인해 뿌리의 피해를 감소시키고 궁극적으로 식물의 생존 및 생육에 긍정적 효과를 미치는 것으로 보인다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.61-70
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• 2019

Geopolymer는 시멘트와 비교하여 $CO_2$ 배출량의 감소, 내화성, 낮은 열전도성 등 다양한 장점을 보유하고 있는 eco-friendly 건설재료이다. 그러나 표면에 화염을 가할 경우 geopolymer panel 표면의 열적거동에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 내열성 건축자재로서 화염노출시 geopolymer 경화체의 표면특성을 조사하기 위하여 alumina 골재가 사용된 geopolymer 경화체 표면의 화염노출 특성에 대하여 조사하였다. 화염노출시 panel의 외형변형 및 열충격에 의한 크랙은 없었으며, calcite의 잔존량과 aluminosilicate gel의 halo 패턴으로 보아 화염에 의한 탈탄산 및 탈수는 표면에 국한되어 발생했으며, geopolymer 경화체의 내구성은 화염조사 후에도 유지되고 있는 것으로 판단된다. Quartz와 calcite가 감소함에 따라 gehlenite와 calcium silicate가 증가하는 경향을 나타내고 있으며, BFS의 치환량이 많을수록 현저하게 나타난다. 화염노출에 따른 미세구조의 변화는 탈탄산, 결정수의 탈수 등으로 기공의 형성과 발전되는 과정을 거쳐 calcium silicate, gehlenite 등과 같은 새로운 결정상의 형성에 의해 geopolymer panel 표면의 치밀화와 강화기구로 작용하여 내구성이 향상된 것으로 생각된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권9호
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• pp.5-13
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• 2023

대표적 사면 보강재료인 시멘트 계열의 보강재는 지반주입 또는 지표 도포 시 지반 및 지하수의 오염이 발생할 수 있다. 이에 따라 친환경 바이오폴리머를 사용한 사면 보강재료가 기존의 재료를 대체할 수단으로 관심받고 있으나, 현재 사용되고 있는 바이오폴리머는 지하수 또는 강우 환경에 노출되면 쉽게 용해되어 강도가 감소되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 카제인나트륨과 Transglutaminase(TGase, C₂₀H₁₆N₄O₂S₂)의 단백질 교차결합을 이용하여 바이오폴리머의 내수성을 증가시켰으며, 사면 보강재료로서 사용성과 적용성을 평가하기 위해 강우사면시험을 수행하였다. 카제인나트륨만으로 보강한 경우 강우로 인해 카제인나트륨이 용해되어 1시간 만에 사면이 완전히 파괴되었다. 반면 TGase를 소량(0.5%) 첨가하여 보강한 사면은 내수성이 증가하여 강우 지속시간 80시간이 지나도 붕괴되지 않음을 관찰하였다. TGase 소량 첨가로 인한 강도 및 내수성 증가가 나타났으며, 친환경 보강재로서의 적용성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.615-621
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• 2018

최근 웰빙이라는 자연친화적인 건강한 삶을 핵심 가치로 추구하면서 실내 공기질의 개선을 위한 다양한 친환경 제품이 개발되고 있다. 본 연구에서는 기존 친환경 도료의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 천연방사성 물질인 라돈 저감이 가능한 활성탄 복합 시트를 개발하고 라돈, HCHO, VOCs에 대한 저감 효과를 평가하였다. 활성탄 복합 시트는 규산나트륨 에멀젼과 활성탄을 혼합하여 활성탄 액상 도료를 제조하고 에어스프레이 공법을 통하여 복합 시트로 제작하였다. 제작된 활성탄 복합 시트에 대한 유해물질 저감 성능을 분석하기 위해 라돈은 환경부 고시, HCHO 및 VOCs는 KCL-FIR-1085 기준에 부합하도록 설계하였다. 실험결과, 제작된 활성탄 복합 시트는 20시간에서 약 90.8%의 라돈 저감 효율을 가지는 것으로 평가되었고, HCHO 및 VOCs는 3시간에서 각 96.7%, 96.6%의 저감 효율이 나타났다. 이러한 결과는 실내 공기 질 개선을 위한 제품 개발 시 기초 자료로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.107-114
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• 2021

Mg₂NiH_x-5 wt% CaO 수소 저장 복합재료의 합성 공정에 대한 환경 영향 특성을 분석하기 위해 물질전과정평가(material life cycle assessment, MLCA)를 수행하였다. MLCA는 Gabi 소프트웨어를 사용하였으며, Eco-Indicator 99' (EI99)와 CML 2001 방법론을 기반으로 하여 분석하였다. Mg₂NiH_x-5 wt% CaO 복합재료는 수소 가압형 기계적 합금화법(hydrogen induced mechanical alloying, HIMA)에 의해 합성되었다. X-선 회절분석기(X-ray diffraction, XRD), 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 에너지 분산형 X-선 분광법(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS), 비표면적 분석(Bruner-Emmett-Teller, BET), 열중량 분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 이용하여 복합재료의 야금학적, 열화학적 특성을 분석하였다. CML 2001 및 EI99 방법론을 토대로 MLCA를 수행하여 분석한 정규화 결과, Mg₂NiH_x-5 wt% CaO 복합재료는 지구온난화(GWP)와 화석연료의 환경 부하 값에서 가장 높은 수치를 나타내었다. 이는 CaO 첨가에 따른 제조 공정에서의 추가적인 전기 사용으로 인한 것으로 판단된다. 따라서 향후 합금 설계 시에 제조 공정 시간 단축을 통한 공정 최적화 및 친환경적인 대체물질을 탐구하여 환경적인 요인을 고려한 연구를 모색해 볼 필요가 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-28
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• 2009

폐FRP 선박을 재활용하는 기술은 많은 발전을 이루어 왔으며 최근에는 가장 재활용도가 적은 부분인 유리섬유의 고부가치화 재활용이 특히 주목받고 있다. 폐FRP 선박의 재처리 과정에서 추출된 유리섬유는 피막된 수지 성분의 내화학성으로 인하여 섬유보강재로서 사용 가능하다는 것이 보고되었다. 그러나 섬유보강재(laminated glass fiber reinforced material)를 추출하는 공정의 효율성과 경제성의 재고는 개선되어여할 과제이다. 본 연구는 다층구조인 FRP로부터 면포층(roving cloth layer)을 보다 효과적으로 박리할 수 있는 방법을 제시하여 추출공정의 최적화를 도모하고자한다. 새로운 추출공정에서 생산된 섬유보강재를 활용한 섬유강화콘크리트(Fiber Reinforced Concrete, FRC)의 강성은 매우 우수한 것으로 관찰되었다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.126-131
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• 2023

기존의 상용 플라스틱으로 인한 환경 오염에 대한 우려가 높아지면서 대체 재료로서 생분해성 고분자에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구는 생분해성 열가소성 수지인 폴리 젖산에 유기 핵제의 도입으로 물성 강화 및 100% 생분해 가능한 나노복합재 개발을 목표로 한다. 그에 따라 무기 핵제의 대체재로 친환경 소재인 셀룰로오스 나노섬유를 채택하였다. 폴리 젖산 내 셀룰로오스 나노섬유의 균일한 분산을 위해 동결 건조 방식으로 나노화된 섬유 형상을 유지시켰으며, 이축압출기로 1차 교반을 진행하고, 사출 성형을 통해 이중 교반된 물성 시험용 시편을 제작하였다. 보강된 결정성을 확인하기 위해 시차주사 열량분석법을 사용하였고 1 wt%의 셀룰로오스 나노섬유가 보강재 및 핵제로서 작용하여 냉결정화온도가 약 14℃ 가량 감소하며, 결정화되는 정도 또한 증가한 것을 확인하였다. 본 연구는 기존 생분해성 고분자의 무기 핵제를 유기 나노소재로 대체함으로써 100% 생분해 가능한 친환경 나노복합재 개발하여 강화된 물성의 플라스틱 소재 개발을 위한 친환경적 대안을 제시한다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권5호
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• pp.127-136
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• 2019

오늘날 양돈의 사양이 증가 함에 따라 부존사료 자원으로서 활용가치가 높은 물질에 항생제를 첨가하지 않고 친환경적으로 제조된 가축용 사료를 개발하여, 기능성 친환경 돈육 및 가공품을 생산하는 것이 중요하다. 이에 따라 본 연구에서는 항암, 항염, 항산화 등 다양한 생리활성 물질이 다량 함유되어 있는 복분자(Rubus occidentalis, RO) 부산물을 양돈사료의 원료로 확립하고자 버크셔 돼지를 대상으로 복분자 발효사료(Rubus occidentalis fermented fodder, ROFF)의 혈액 내 영양 운반인자와 항산화 효능을 연구하기 위해 수행하였다. 시험구는 일반사료(대조구)에 ROFF를 0.3% 첨가하였고, 발효사료의 효능을 확인 하기 위해 각 체중에 따른 버크셔 거세돈 및 암퇘지에게 43~73일간 급여하여 효능을 확인 하였다. ROFF의 복합적인 효능은 혈액 생화학, 철분 및 항산화 분석을 통해 확인하였다. 그 결과 ROFF의 섭취로 인해 거세 자돈 및 육성돈, 암컷 자돈, 육성돈, 및 110-150 kg 암컷 비육돈에서 total cholesterol (TC), LDL-cholesterol (LDL-C), HDL-cholesterol (HDL-C) 모두 감소하거나 HDL-C이 증가하는 경향으로 보아 영양생리학적으로 개선되는 경향을 확인하였다. 암컷 비육돈에서는 생화학적 수치가 모두 증가하는 경향으로 보아 임신 가능성이 있는 비육기의 경우 이러한 수치향상으로 자돈의 생산을 위한 원활한 영양 공급이 예상되며, 건강한 자돈의 생산에 도움이 될 것으로 판단된다. Transferrin (TFE) 함량은 거세돈에서는 변화가 크지 않았으며, 암컷 육성돈 및 110-150 kg 암컷 비육돈에서 ROFF 섭취로 인해 증가하는 경향이 나타남에 따라 ROFF가 철분 결핍으로 인한 부정적인 영향들을 최소화 할 수 있을 것이다. Glutathione peroxidase1 (GPx1)분석 결과 거세 비육돈 및 110-150 kg 암컷 비육돈에서 ROFF의 섭취로 인해 GPx1 활성이 유의적이지는 않지만 크게 증가한 것으로 보아 ROFF가 항산화능을 향상시키는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과들을 종합할 때, ROFF의 급여가 전체적으로 시험 개체의 개선 효능에는 영향이 크지 않으나 RO의 함량을 고려 할 때 매우 긍정적인 원료사료 중 하나라 할 수 있으며, 특히 ROFF가 거세돈 보다는 암컷 버크셔의 영양 운반 및 철분 함량 등에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.