• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.372-382
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• 2022

In this study, anion exchange membranes were prepared by synthesizing the main chain into a poly(arylene ether) (PAE) structure, and the structures capable of improving the physical and chemical stability of the membrane by introducing a heterocyclic quaternary ammonium functional groups were studied. The chemical structure and thermal properties of the prepared polymer were confirmed by ¹H-NMR, FT-IR, TGA, and DSC, and surface analysis was performed through AFM measurement. Additionally, dimensional stability and chemical properties was studied by measuring water uptake and swelling ratio, IEC and ionic conductivity. At 90℃, the quaternized poly(arylene ether) (QPAE)/1-methylpiperidine (MP) membrane exhibited the highest ionic conductivity of 27.2 mS cm^-1, while the QPAE/1-methylimidazole (MI) membrane and QPAE/1-methylmorpholine (MM) membrane exhibited values of 14.5 mS cm^-1 and 11.5 mS cm^-1, respectively. In addition, the prepared anion exchange membrane exhibited high chemical stability in alkaline solution.

• 한국재료학회지
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• 제33권12호
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• pp.550-557
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• 2023

In zinc-air batteries, the gel polymer electrolyte (GPE) is an important factor for improving performance. The rigid physical properties of polyvinyl alcohol reduce ionic conductivity, which degrades the performance of the batteries. Zinc acetate is an effective additive that can increase ionic conductivity by weakening the bonding structure of polyvinyl alcohol. In this study, polymer electrolytes were prepared by mixing polyvinyl alcohol and zinc acetate dihydride. The material properties of the prepared polymer electrolytes were analyzed by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and thermogravimetric analysis (TGA). Also, Electrochemical impedance spectroscopy was used to calculate ionic conductivity. The electrolyte resistances of GPE, 0.2 GPE, 0.4 GPE, and 0.6 GPE were 0.394, 0.338, 0.290, and 0.213 Ω, respectively. In addition, 0.6 GPE delivered 0.023 S/cm high ionic conductivity. Among all of the polymer electrolytes tested, 0.6 GPE showed enhanced cycle life performance and the highest specific discharge capacity of 11.73 mAh/cm² at 10 mA. These results verified that 0.6 GPE improves the performance of zinc-air batteries.

• 한국염색가공학회지
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• 제35권4호
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• pp.214-220
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• 2023

Poly(vinyl alcohol) (PVA) is a common hydrophilic polymer that is synthesized through the saponification reaction of poly(vinyl ester)-based polymers, mostly using poly(vinyl acetate) (PVAc) as a precursor. The heterogeneous saponification reaction of poly(vinyl ester)-based films leads to PVA films with new surface properties. Cellulose acetate (CA), in which the hydroxyl group of cellulose is replaced by an acetyl group, is a typical cellulose derivative capable of overcoming the low processability of cellulose due to strong hydrogen bonding. In this study, P(VAc/VPi)/CA blended films were prepared by the solvent casting, and then PVA/Cellulose blended films with improved surface properties were prepared by heterogeneous saponification. The structural changes caused by heterogeneous saponification were confirmed by FT-IR analysis, where both saponification and deacetylation reactions occurred in the saponification solution. In addition, the surface property changes were analyzed by FE-SEM and contact angle analyses, and the transmittance changes of the modified films were also assessed.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.330-339
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• 2024

Corn cobs were fermented with Aspergillus niger to produce soluble dietary fiber (SDF) of high quality and excellent food safety. In this work, the fermentation process was optimized by single-factor test and response surface methodology (RSM). The optimal fermentation conditions were determined to be a material-liquid ratio of 1:30, an inoculum concentration of 11%, a temperature of 32℃, a time of 6 days, and a shaking speed of 200 r/min. Under these conditions, the SDF yield of corn cob increased from 2.34% to 11.92%, and the ratio of soluble dietary fiber to total dietary fiber (SDF/TDF) reached 19.08%, meeting the requirements for high-quality dietary fiber (SDF/TDF of more than 10%). Scanning electron microscopy (SEM) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FT-IR) analysis revealed that the fermentation effectively degraded part of cellulose and hemicellulose, resulting in the formation of a loose and porous structure. After fermentation the water swelling capacity, water-holding capacity, and oil-holding capacity of the corn cob SDF were significantly improved and the adsorption capacity of glucose, cholesterol, and nitrite ions all increased by more than 20%. Moreover, the total phenolic content increased by 20.96%, which correlated with the higher antioxidant activity of SDF. Overall, the fermentation of corn cobs by A. niger increased the yield and enhanced the functional properties of dietary fiber (DF) as well.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2258-2265
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• 2024

The present investigation aims to study the role of Pr₂O₃ on the structural, physical, and radiation shielding properties of a dense cadmium lead borate glass. The XRD was used to affirm the glassy amorphous structure of fabricated sample materials. Moreover, the FTIR was used to record the change in the FT-IR spectra due to the addition of Pr₂O₃ in the wavenumber interval between 400 and 4000 cm^-1. The features of glass surfaces and the elemental analyses for the synthesized Pr₂O₃-reinforced cadmium lead borate glasses were performed using a SEM, supported by an energy-dispersive spectrometer. The γ-ray protection capacity was evaluated using the Monte Carlo method in a wide energy interval ranging between 0.015 and 15 MeV. The linear attenuation coefficient (LAC) at 1 MeV was reduced by a factor of 10 % from 0.372 cm^-1 to 0.340 cm^-1. The decrease in the LAC values negatively affected the other shielding properties such as half-value thickness and the transmission factor. Although the linear attenuation coefficient is decreased slightly with the partial substitution of CdO by Pr₂O₃ compound, the fabricated glass samples still have a high shielding capacity compared to the traditional commercial glasses as well as previous similar reported glasses.

• 분석과학
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• 제28권6호
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• pp.398-408
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• 2015

번개탄과 같은 착화탄을 이용한 일산화탄소 중독사는 국내에서 빈번히 발생하고 있으며, 대부분이 자살과 관련되지만 타살의 가능성을 절대적으로 배제할 수는 없는 실정이다. 때문에 변사자와 사건 현장을 법과학적으로 철저하게 조사하여 변사자가 자살을 실행했다는 것을 입증해야 하며, 착화탄을 사용하여 자살을 했을 경우 착화탄이 접촉될 수 있는 손, 콧속 및 문고리 등에서 착화탄성분을 확인하는 것이 사건현장과 변사자와의 관련성을 입증하는데 매우 중요하다. 착화탄성분은 외관 및 화학적 조성을 토대로 확인할 수 있었으며, 판별분석을 통하여 검출된 착화탄성분이 검정색으로 관찰되는 목편과는 뚜렷하게 구별됨을 확인하였다. 자살을 입증한 사례에서 착화탄성분 분석을 위하여 실체현미경 및 주사형 전자현미경에너지분산형 X-선분석기(SEM-EDX)를 사용하였고, 일부 탄화된 수지상물질의 성분 분석을 위하여 현미경-적외선분광광도계(microscope-FT/IR) 및 열분해-기체크로마토그래프/질량분석기(Py-GC/MS)를 사용하였다. 또한 수면제 약물인 디펜히드라민을 위하여 기체크로마토그래프/질량분석기(GC/MS)를 사용하였고, 혈중 일산화탄소-헤모글로빈(CO-Hb) 농도 확인을 위하여 기체크로마토그래프(GC/TCD)를 사용하였다. 착화탄성분을 외관형상 및 화학적 성분을 토대로 손바닥 및 손잡이 등에서 확인하였으며, 특히 변사자의 콧구멍에서 착화탄성분을 검출함으로써 변사자가 자살을 위해 직접 불을 피웠음을 확인할 수 있었다. 일부 탄화된 검정색물질은 아크릴로니트릴스티렌 수지로 포장용 비닐가방에 널리 사용되는 재질로 착화탄을 운반할 때 사용된 것으로 추정되었다. 수면제 성분으로 디펜히드라민이 2.3 mg/L 검출되었으나 사망사건에서 검출된 농도 8-31 mg/L (평균 16 mg/L) 보다 훨씬 낮은 농도로 단지 수면을 유도했을 것으로 판단되었으며, 79%의 혈중 CO-Hb의 검출은 일산화탄소 중독이 사망원인이었음을 나타내었다. 위에서 언급된 절차들은 밀폐된 방 또는 차량 안에서 착화탄을 피워 사망한 일산화탄소 중독사에서 자살인지를 판단하는데 있어 매우 훌륭한 사례라 할 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.662-670
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• 2019

본 연구의 목적은 그라비올라 잎의 항산화 효능과 멜라닌 생성 촉진효과를 조사하는 것이다. 먼저 AMME와 유기용매 별 분획물의 항산화 효능을 확인하기 위해 DPPH radical 소거능과, reducing power를 수행하였다. AMME와 유기용매별 분획물은 농도에 비례하여 항산화 효능이 증가하였으며, 그 중 ethyl acetate 분획물에서 가장 높은 항산화 효능을 보였다. 항산화 효능을 보인 분획물들의 멜라닌 생성에 미치는 영향을 확인하기 위해 tyrosinase activity를 수행한 결과 AMME, ethyl acetate, hexane 분획물에서 농도에 비례하여 멜라닌 생성 촉진효능이 나타났다. 그 중에서 AMME 유기 용매 별 분획물에서 멜라닌 합성 효능이 가장 좋은 hexane 분획물을 칼럼크로마토그래피를 통해 12가지 분획물로 나누어 항산화 실험과 멜라닌 합성실험을 수행하였다. 그 중 Fig. 8에서 DPPH radical 소거능과 환원력이 가장 우수한 것으로 나타났다. In vitro melanin 합성 실험 결과, Fr. 7은 $64{\mu}g/ml$ 농도에서 260%의 멜라닌 합성 효능을 보였고, Fr. 8은 $64{\mu}g/ml$ 농도에서 184%의 멜라닌 합성 효능이 관찰되었다. 최종적으로 B16F1 세포에서 Fr. 8의 $4{\mu}g/ml$ 농도에서 34%의 멜라닌 합성 효능을 보였다. LC-MS 결과 Fr. 7이 617의 분자량을 나타냈고, Fr. 8이 분자량 619의 분자량을 나타냈다. FT-IR 결과 Fig. 7과 Fig. 8 모두 Bis(2-hydroxyethly)dimerate와 비슷한 유효성분을 나타냈다. 이상의 결과로 그라비올라 잎은 천연 항산화제 또는 멜라닌 생성 촉진효과와 관련 있는 모발 제품 개발에 응용가능성이 있다고 판단된다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.532-539
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• 2011

본 연구에서는 건조된 저등급 석탄에 대하여 상온 또는 가온에서 다양한 기체를 이용한 표면처리를 수행한 전과 후 다양한 물리화학적 특성이 조사되었다. 건조된 저등급 석탄에 대하여 공업분석을 수행한 결과, 수분 함량이 2.0% 이하였으며, 상대적으로 휘발분, 고정탄소, 회분 등의 조성이 각각 44.2, 44.9, 8.9%로 구성됨을 확인하였다. 또한, 건조된 저등급 석탄에 대하여 원소분석을 수행한 결과, 탄소, 수소, 질소, 산소, 황 성분이 각각 62.66, 4.33, 0.94, 27.01, 0.09%의 조성으로 구성됨을 확인하였다. 이러한 건조된 저등급 석탄에 대하여 상온에서의 다양한 농도를 지니는 오존을 이용한 표면처리, $200^{\circ}C$에서의 5 vol% 농도의 암모니아를 이용한 표면처리 과정 전과 후에 대하여 FT-IR, 원소분석, 공업분석, $NH_3-TPD$, 발열량 측정, 열무게 분석에 의한 산화 특성, 발화점 측정, 수분 흡착 등의 물리화학적 특성이 조사되었다. 그 결과, 상온에서 수행된 오존에 의한 표면처리 과정 후에는 오존 기체에 의하여 석탄의 표면이 산화 과정을 통하여 함산소 관능기가 형성되어 산소 함유량이 증가, 상대적으로 탄소 및 수소 함유량이 감소되어 발열량이 저하되었다. 또한 발화점이 저하되었으며, 수분 흡착이 촉진되었다. 이와는 달리 $200^{\circ}C$에서 암모니아에 의한 표면처리 후에는 표면처리 전 석탄이 지니고 있는 함산소 관능기를 분해 및 소실시킴으로써 산소성분의 함량이 감소, 상대적으로 탄소 및 수소 성분의 함량이 증가되어 발열량이 증가되었으며, 발화점이 높아졌다. 이를 통하여 표면처리 방법에 따라 건조된 저등급 석탄에 대한 조성 및 기타 물리화학적 특성들의 변화를 확인하였다.

• 박물관보존과학
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• 제23권
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• pp.71-90
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• 2020

전쟁기념관에서 소장하고 있는 등록문화재 제666호 F-51D 무스탕 전투기의 과학적 분석을 진행하였다. F-51D 무스탕 전투기는 1950년 6월 25일 전쟁이 발발하자, 7월 2일 우리 공군이 미국으로부터 인수해 최초로 운용한 전투기이다. 전쟁기간 동안 북한군을 상대하여 괄목할 만한 작전을 펼친 한국 공군의 주력기이다. 본 연구 대상은 6·25전쟁 당시 직접 사용된 기체로 현재까지 과학적 조사·분석이 이루어지지 않았으며 차후 해체 및 복원을 계획하고 있다. 지속적인 옥외 전시로 인해 도료층 및 캐노피가 변색되었으며 도료의 박락 및 균열 또한 확인되었다. 비파괴 과학적 분석을 통해 대형유물의 해체 및 복원의 기초 자료로 활용하고자 한다. P-XRF를 사용하여 적색, 청색, 황색, 백색, 흑색, 회색을 중심으로 안료 성분 분석을 진행하였고, 전투기에 사용된 도료의 수지 성분을 확인하기 위해 적외선 분광 분석(FT-IR-ATR)을 하였다. 몸체, 날개, 꼬리날개에 사용된 금속의 성분 분석도 함께 진행하였다. 안료 성분 분석은 적색 산화철인 벵가(Fe₂O₃), 프탈로시아닌 블루계 등의 유기안료, 황색의 황연(PbCrO₄), 백색의 티타늄화이트(TiO₂), 흑색의 철흑(Fe₃O₄), 회색의 철흑(Fe₃O₄)+티타늄화이트(TiO₂)가 확인되었다. 전투기 외부 도장에 사용된 수지는 주로 Alkyd 수지를 사용한 것으로 확인되었으며 청색의 경우 Acryl 수지를 이용하여 도장 한 것으로 추정된다. 전투기 캐노피는 투명성과 내광성이 우수한 Poly methyl methacrylate(PMMA)로 확인되었다. 전투기 몸체, 날개, 꼬리날개에서 모두 알루미늄(Al)이 주성분으로 검출되었다. 꼬리날개부 후면부의 경우 철-아연 도금(함석)이 사용된 것을 보아 과거 복원부인 것으로 판단되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권2호
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• pp.92-98
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• 2004

본 연구에서는 생물흡착제인 미역을 사용하여 인공폐액내의 중금속의 흡착 특성을 조사하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 미역 폐기물을 이용하여 제조된 생물흡착제의 단일 중금속 흡착효율은 각 중금속 100 mg/L인 용액에 biosorbent 3g을 처리했을 때 Pb는 거의 100%였고, Cu와 Cd가 약 $85{\sim}86%$, Zn과 Cr은 약 $60{\sim}64%$, Co와 Ni은 약 57%, Mn은 약 48%였다. 복합중금속 흡착효율은 단일중금속 흡착효율에 비하여 Pb를 제외한 다른 중금속들은 크게 감소되었으나 biosorbent g당 전체 중금속 흡착량은 더 증가되었다. 온도, pH에 따른 중금속 흡착효율은 별 차이가 없었으며 전반적으로 pH는 pH $5{\sim}6$ 범위, 온도는 $20{\sim}30^{\circ}C$ 범위의 실온이 적당한 것으로 나타났다. 생물흡착제의 흡착평형은 모든 중금속이 1시간 이내에 이루어졌다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식을 구하여 실제폐수처리에 적용여부를 검토한 결과 Pb, Cu, Cr, Cd, Co 순으로 비교적 친화도가 큰 것으로 나타났고, Freundlich 등온 흡착식에 가장 잘 일치하였다. 모든 중금속의 Freundlich 지수 1/n값이 $0.1{\sim}0.5$ 범위에 포함되어 흡착이 용이하고, Pb, Cr, Cu, Cd 순으로 비교적 평형 흡착량이 큰 것으로 나타났으며, 이 결과는 Langmuir 흡착등온식의 결과와 거의 유사하였다. 따라서, 중금속 농도범위에 따른 한계범위를 설정하여 등온흡착식을 적용시키면 매우 높은 중금속 처리효율을 나타낼 것으로 판단된다. 생물흡착제가 중금속 흡착 후의 구조적인 특성을 조사하기 위하여 FT-IR분석 결과, 중금속 이온과 치환될 것으로 생각되는 functional group을 확인할 수 있었으며, 3,400/cm에서의 -OH group, 1,648/cm에서의 C=O bond,1,426/cm에서의 C-O bond그리고 850/cm에서의 S=O등이 전반적으로 중금속 흡착 후에 peak가 커지는 것이 관찰되었다. 생물흡착제의 재사용 가능성을 검토하기 위하여 최적의 중금속 탈착조건 검토하였는데, 탈착제 종류에 따른 중금속 탈착효율은 탈착제 종류와 중금속 종류에 따라 차이가 있었고, 전반적으로 NTA>$H_2SO_4$>HCl>EDTA 순으로 우수하였으며, 전체적으로 특정 중금속의 탈착효율이 떨어지지 않는 NTA가 탈착제로 가장 적합하였다. NTA농도에 따른 중금속 탈착효율은 NTA $0.1{\sim}0.3%$ 농도범위에서는 농도 증가에 따라 탈착 효율도 약간 증가되었으나 그 이상의 농도에서는 별 차이 없었다. 온도와 pH 변화에 따른 중금속 탈착효율은 Cr을 제외한 다른 중금속들은 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며 전반적으로 온도는 $30^{\circ}C$, pH는 2에서 높았다. 탈착제 접촉 반응시간에 따른 탈착효율은 10분 이내에 전체 탈착량의 80%이상이 탈착 되었으며 1시간 이후에는 거의 변화가 없었다.