• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권8호
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• pp.1367-1375
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• 2018

Silver nanoparticles have been widely applied for biomedical areas owing to their potent antiviral and antibacterial activities. Synthesis of silver nanoparticles using biomacromolecules is more efficient, environment-friendly, and cost-saving compared with the traditional approach. In this paper, a novel approach was developed to establish a reaction system with $Ag^+-BH4^--sericin$ to synthesize silver nanoparticles conjugated to sericin (AgNPs-Sericin). Sericin could be as a good dispersant and stabilizing agent, which is able to modify nanoscaled AgNPs, the average diameter of which was only $3.78{\pm}1.14nm$ prepared in a 0.3 mg/ml sericin solution. The characterizations of the AgNPs-Sericin were determined by FTIR, thermogravimetry, and XRD analyses. The results showed that the synthesized AgNPs conjugated with sericin as organic phase. Via SAED and XRD analysis, we showed that these AgNPs formed polycrystalline powder with a face-centered cubic structure of bulk metals. Moreover, we investigated the antiviral and antibacterial activities of AgNPs-Sericin, and the results showed that AgNPs-Sericin exhibited potent anti-HIV-1 activity against CCR5-tropic and CXCR4-tropic strains, but no significant cytotoxicity was found toward human genital epithelial cells compared with free silver ions, which are accepted as a commonly used potent antimicrobial agent. Moreover, its antibacterial activity was determined via flow cytometry. The results showed that AgNPs-Sericin could suppress gram-negative (E. coli) and gram-positive (S. aureus) bacteria, but more was potent for the gram-negative one. We concluded that our AgNPs-Sericin could be a potential candidate as a microbicide or antimicrobial agent to prevent sexually transmitted infections.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1041-1046
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• 2010

Phytoextraction은 식물을 이용하여 환경 정화하는 한 기술로서 금속으로 오염된 토양을 정화하는 것이다. 토양에 존재하는 금속의 추출을 용이 하기 위해서 현재 다양한 킬레이트가 사용되고 있다. Phytoextraction이 경제적이고 친환경적인 장점이 있지만 고농도로 오염된 지역에서는 적용이 어려운데 이는 식물이 이러한 지역에서 살아남기 어렵기 때문이며 이러한 문제점을 해결하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구 대상의 금속으로서 알루미늄을 선택하였고, 킬레이트는 아미노산인 시스테인과 히스티딘, 작은 크기의 유기산으로서 citric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, 그리고 ethylenediamine (EDA)를 선택하였으며, EDTA는 비교 대상으로 본 연구에 사용되었다. 다양한 농도의 알루미늄를 포함하는 배지에 식물을 키우면서 여러 킬레이트가 식물의 뿌리 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 알루미늄에 의한 식물의 성장 억제는 히스티딘에 의해서 약간 완화되었으며 시스테인, citrate, malate, oxalate, 그리고 succinate는 별 다른 영향이 없었다. EDTA와 EDA는 알루미늄에 의한 식물성장 억제를 강력하게 억제하였으며 이는 알루미늄의 식물 내 흡수를 억제에 의한 것이다. 따라서 알루미늄의 식물성장억제를 강력하게 완화시켜주는 EDA는 고농도의 알루미늄으로 오염된 지역에 식물의 성장이 가능하도록 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.137-142
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• 2011

본 연구는 실험실 조건에서 비스무스 필름 전극(Bismuth film Electrode)을 사용한 양극산화벗김분석법(Anodic Stripping Voltammetry)에서 비스무스의 첨가 농도와 적정 전해질을 선택하여 최적 조건을 산출하고 최적조건을 기반으로 현장에서 중금속 모니터링 가능 여부를 확인하고자하였다. 비스무스(Bi)와 혼합중금속(Pb, Cd, Zn) 실험을 통해 정확한 중금속의 측정을 위해서는 측정하고자 하는 중금속보다 1:1 이상의 비스무스가 첨가되어야 하는 것으로 나타났다. 전해질 테스트에서는 0.1 M acetate buffer (pH 4.5), 0.1 M chloroacetate buffer (pH 2.0), 0.1 M HCl (pH 2.0), 0.1 M $HNO_3$ (pH 2.0) 중 0.1 M acetate buffer가 비스무스 필름전극을 이용한 중금속 분석에 적용 가능한 것으로 나타났다. 현장 적용시, 중금속 표준용액 100 ppb 첨가 테스트 결과 Pb은 36~45 ppb, Cd는 84~91 ppb, Zn은 90~98 ppb가 측정되었다. 첨가한 중금속보다 낮은 농도로 중금속이 측정되는 것은 현장수 매질 효과에 의한 것으로 파악되었으며, 추후 현장수 매질과 중금속 측정의 상관관계에 대한 연구가 진행될 예정이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제21권2호
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• pp.78-90
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• 2016

본 보고는 2014년 수행된 해양환경공정시험기준의 제정/개정(안)작성의 전체과정에 대한 안내 보고이다. 제정/개정(안) 작성과정은 수요자 설문조사, 인증표준물질(CRM) 분석을 통한 QA/QC 확인절차, 전문가 자문회의 3단계로 수행되었다. 이번 제정/개정(안) 작성과정에서 다섯 가지 주요 개선방안은 다음과 같다. 첫째, 해양환경 특유의 시료채취, 운반, 보관, 및 전처리에 관한 상세한 내용이 추가되었고, 둘째, 유기물질의 항목별 분석방법에서 되도록 동일한 초자기구와 유기용매를 사용할 수 있도록 편의성을 추구하였으며, 셋째, 인증표준물질(CRM) 분석과정을 통하여 QA/QC 검정을 수행함으로써 신뢰성을 확보하였으며, 넷째, 다양하고 새로운 정량기기에 대한 사용방법을 기술함으로써 편의성을 제고하였고, 다섯째, 분석절차를 쉽게 기술함으로써 사용자의 범위를 넓혔다. 이런 노력을 통해 향후 기대효과는 첫째, 철저한 QA/QC 과정을 거침으로써 국제적인 수준의 신뢰성과 동등성을 확보하고, 둘째, 사용자의 폭을 넓힘으로써 국가표준으로서 신뢰성과 대표성을 갖도록 하였다. 이번 제정/개정(안)에 포함하지 못한 몇 가지 내용은 향후 관련기관과 협조를 통해 조속히 해결될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권1호
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• pp.19-28
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• 2021

부식은 환경과의 반응에 의한 금속의 열화이다. 이는 완전히 제거하기가 어렵다. 부식은 보호장벽이 파괴 된 후 빠르게 진행되며 매트릭스로의 금속 양이온 확산, 산화물 형성과 국소 pH 변화 같은 금속 표면과 국소 환경의 조성과 특성을 변경하는 여러 반응이 일어난다. 강과 철의 부식에 대한 연구는 이론적, 실제적 관심사이며 상당한 관심을 받고 있다. 산업용 산세척, 산 스케일 제거, 세척 및 유정 산성화에 널리 사용되는 산 용액은 금속 재료에 대한 부식 공격을 억제하기 위해 부식 억제제를 사용해야한다. 녹을 물리적으로 제거하려면 고가의 특수 장비가 필요하며 이를 화학적으로 제거하면 부식을 유발하거나 금속의 수명을 단축 할 수 있다. 본 연구에서는 퍼머 환원제와 킬레이트 개념을 적용하여 화장품 및 식품소재를 이용한 친환경 녹 세정제를 개발하였고 산업 및 온수 관, 각종 산업 기기의 녹을 제거하기 위해 적용하여 보았다. 그 결과, 녹 세정제는 기존 처리 방식에 비해 녹을 더 효과적이고 안전하게 제거하는 것으로 나타났다. 동일한 시간에서 녹 제거 효율은 기존의 방법보다 공업용 배관의 경우 1.75 ~ 2.5 배, 보일러 온수용 배관의 경우 1.56 ~ 2.2 배 우수하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.535-541
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• 2005

본 연구에서는 피트모스(Canadian Sphagnum peat moss)로부터 추출한 피트-휴민 (p-Humin)입자를 충전한 칼럼의 연속흐름 조건하에서의 중금속 이온(Cd, Cu, Pb)의 흡착 및 탈착효율을 조사하였다. p-Humin 충전 칼럼은 단일 성분 및 혼합 중금속 용액 모두에서 높은 중금속 제거효율을 보였으며, 실험 결과는 Thomas 모델식을 적용하여 p-Humin의 중금속 흡착특성에 대한 기초 자료를 산출하였다. 단일 성분 중금속 용액을 대상으로 한 실험 결과, p-Humin 단위 그램당 Cd, Cu 및 Pb의 최대 흡착량($q_0$)은 각각 138.8, 44.66 및 41.61 mg/g으로 나타났다. 혼합 중금속 용액을 대상으로 각 중금속 이온의 경쟁흡착 반응실험 결과, p-Humin에 대한 중금속 이온의 친화력 세기는 Pb $\gg$ Cu > Cd이었다. 흡착된 금속이온은 0.05 N $HNO_3$ 용액을 사용하여 쉽게 탈착시켜 회수할 수 있었으며, 회수율은 약 95% 이상을 나타냈다. 본 연구를 통해 p-Humin은 친환경적이고 경제적인 생흡착제로서 폐수 중 중금속 이온의 제거에 활용 가능함을 확인하였다.

• 보존과학회지
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• 제34권6호
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• pp.595-604
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• 2018

종이 공예 및 한지 산업, 문화재 보존 등에 활용을 위한 천연 바이오 접착제를 개발하기 위해 해초류 중 갈조류, 홍조류의 복합 다당류를 추출하여 이를 접착 성분으로 사용하였다. 갈조류는 감태, 다시마, 대황, 미역, 홍조류는 도박, 우뭇가사리, 풀가사리, 후노리로 갈조류와 홍조류에 포함된 비수용성 Ca 착물 형태의 다당류를 수용성의 1 가 알칼리 금속이 포함된 수용성 다당류들로 변형하여 추출하고 알코올 침전을 이용하여 다당류만을 얻고자 하였다. 갈조류는 다시마의 접착 인장 강도가 21.58 kgf, 홍조류는 도박이 32.99 kgf를 나타내어 물풀(18.45 kgf)과 딱풀(20.45 kgf)로 알려진 고체풀의 접착력에 상회하는 결과를 나타내었다. 이 추출된 다당류들은 추출 환경에 따라서 추출 수율이 결정되었지만, 접착도에는 차이를 나타나지 않고 있어서 추출 환경이 아니라 생육 환경에 의해 다당류의 형태가 결정되어지는 것을 알 수 있었다. 추출 시에 다단계의 알코올 침전법을 사용함으로 추출 과정에서 단백질 및 기타 다당류를 제외한 구성 성분들이 제거된 결과가 나타나서 곰팡이 배양이 되지 않는 안정한 결과를 보이고 있었으며, 단순 용해에 의한 접착제 제작 후에도 곰팡이의 발생이 없어서 친환경 접착 재료로서의 사용이 가능한 결과를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.