• 제목/요약/키워드: Flow field-flow fractionation

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흐름 장-흐름 분획기를 이용한 나노물질의 분리 (Separation of Nanomaterials Using Flow Field-Flow Fractionation)

  • 김성희;이우춘;김순오;나소영;김현아;이병태;이병천;엄익춘
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권11호
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    • pp.835-860
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    • 2013
  • 최근 들어 나노기술의 발전에 따라 다양한 산업 및 상업분야에서 나노물질의 사용이 급증하고 있다. 이러한 나노물질이 환경에 유출되어 사람의 건강 및 생태계에 악영향을 줄 수 있다는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 따라 다양한 환경매질 내에서 나노물질의 거동특성 및 생독성 등에 대한 평가들이 요구되어진다. 이러한 평가들이 진행되기 위해서 필연적으로 다양한 매체 내에서 존재하는 나노물질을 효과적으로 분리하고 이들의 특성을 정량화하는 기술들이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 나노물질의 분리기술들 중 시료의 교란이 비교적 적고 전처리과정이 단순한 장-흐름 분획기술을 이용한 나노물질 분리에 대한 국내외 선행연구들을 살펴보았다. 특히 가장 많이 활용되어온 흐름 장-흐름 분획기를 중심으로 기본원리를 살펴보고 분리대상인 나노물질의 종류에 따라서 지금까지 수행되어온 연구들을 분류하고 분석해 봄으로써 이 분야의 연구자들에게 실제적인 정보를 제공하고자 한다. 장-흐름 분획기를 이용하여 다양한 환경매질로부터 나노물질을 효과적으로 분리하기 위해서 분리대상인 나노물질의 종류와 특성을 고려한 전처리, 적절한 멤브레인과 운반용액의 선택, 흐름조건의 최적화 등이 중요한 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 분리 후 나노물질의 특성을 정량화하기 위해서 다양한 검출기 및 분석기와의 연계가 필수적으로 보인다. 하지만 아직까지 일부 환경매질에만 국한되어 연구가 진행되었으며, 또한 분리대상인 나노물질의 종류도 극히 제한적인 것으로 조사되었다. 특히 이러한 나노물질에 대한 분리 및 측정에 대한 국내 연구는 매우 부족한 실정이며 나노물질 사용량이 급증하고 있는 현실을 고려하면 이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다.

Size Characterization of Urban Airborne Particles Using Sedimentation/Steric Field-Flow Fractionation (Sd/StFFF)

  • Lee, Jae-Yong;Lee, Seung-Ho;Min, Young-Hong;Hyun, Dae-Yeung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제24권8호
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    • pp.1172-1176
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    • 2003
  • This study aims to investigate the applicability of Sd/StFFF and to develop a method for size characterization of urban airborne particles, focusing primarily on particles larger than about 1 mm. It was found that the airborne concentration vary with time, although no particular seasonal trend was observed. When averaged over time, the airborne concentration was the lowest in the park areas with 99 ㎍/m³. The apartment, industrial, and central city area showed similar levels of the airborne concentrations with 166, 170, and 171 ㎍/m³, respectively. The housing area showed the highest airborne concentration with 201 μg/m³ among all tested areas. A power-programmed Sd/StFFF was used for size analysis of airborne particles with the initial field strength of 300 rpm, $t_a$ = 4, $t_i$ = -16, p = 8, and the flow rate of 7 mL/min. It was found that urban airborne samples were mostly populated by particles having diameters between about 5 to 20 ㎛, although all have broad size distributions ranging up to about 50 ㎛. Under the Sd/StFFF condition used in this study, no significant differences were found in size distributions among the airborne particles collected at different urban sites, and also among those collected at different times.

중력 장-흐름 분획법을 이용한 전분 입자의 swelling에 관한 연구 (Study on swelling of starch granules using gravitational field-flow fractionation (GrFFF))

  • 김선태;서소연;이승호
    • 분석과학
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    • 제24권4호
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    • pp.249-255
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    • 2011
  • 물의 흡수에 의한 전분알갱이의 swelling은 물과 친화력이 있는 새로운 부분의 노출에 의하여 구조적인 변화로써 점진적으로, 때로는 갑작스럽게 변화를 일으킨다. 이러한 이유로 인해서, 물과의 접촉 시간에 따르는 전분 알갱이의 크기 또는 모양의 변화에 관심을 가진다. 중력 장-흐름 분획법(gravitation field-flow fractionation, GrFFF)은 마이크론 범위의 크기를 가지는 입자들을 분리하는 데에 유용한 분리기술이다. 본 연구에서는 감자와 고구마 전분알갱이들의 크기와 크기 분포도를 결정하는 데에 있어서 GrFFF의 응용가능성을 검사하고자 한다. GrFFF를 이용하여 물과의 접촉 시간에 따르는 전분 알갱이들의 크기분포도 변화를 모니터하였다. GrFFF로부터 얻어진 전분알갱이들의 크기 및 크기분포는 광학현미경(optical microscopy, OM) 결과와 비교하였다. 결과적으로 감자와 고구마 전분의 swelling은 물과의 접촉시간이 증가함에 따라 전분알갱이의 크기가 증가하며, 전분의 종류가 달라지면 swelling 속도가 달라짐을 확인하였다.

Size Determination of Pollens Using Gravitational and Sedimentation Field-Flow Fractionation

  • Kang, Dong-Young;Son, Min-Seok;Eum, Chul-Hun;Kim, Won-Suk;Lee, Seung-Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권4호
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    • pp.613-618
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    • 2007
  • Pollens are known to be an allergen. They penetrate human respiratory system, triggering a type of seasonal allergic rhinitis called pollen allergy (hey fever). The purpose of this study is to test two field-flow fractionation (FFF) techniques, gravitational FFF (GrFFF) and sedimentation FFF (SdFFF), for their applicability to sizecharacterization of micron-sized pollens. Both GrFFF and SdFFF are elution techniques, providing sequential elution of particles based on size. They allow the size distribution as well as the mean size of the sample to be determined from the elution time. In this study, GrFFF and SdFFF were used to determine the size distribution of Paper Mulberry and Bermuda Grass pollens. For the Paper Mulberry pollen, the mean size obtained by GrFFF is 12.7 μm, and agrees rather well with the OM data with the relative error of 8.0%. For the Bermuda Grass pollen, the mean size obtained by GrFFF is 32.6 μm with the relative error of 12.3%. The mean sizes determined by SdFFF are 12.4 (relative error = 10.1%) and 27.1 μm (relative error = 5.2%) for the Paper Mulberry and the Bermuda Grass pollen, respectively. Although SdFFF tends to yield more accurate size distribution due to lower band broadening under the field strength higher than 1 G, the sizes determined by GrFFF were not significantly different from those by SdFFF.

해수중의 물질 분리 및 분석을 위한 Fl-FFF의 안정화 기법 (Stabilization Methods to Separate and Analyze Materials in Seawaters using Fl-FFF)

  • 최수훈;이상엽;홍승관;문지희
    • 한국물환경학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.288-294
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    • 2009
  • Flow field-flow fractionation (Fl-FFF) device has been widely used to verify the size and molecular weight of various colloids and organics. The Fl-FFF, however, generally uses carrier solutions with only low to moderate ionic strengths to exclude the high affinity of materials to the membrane under high ionic strength conditions. Thus, materials existing in seawaters have not been accurately analysed based on the hydrodynamic size and molecular weight using current Fl-FFF techniques. The highest ionic strength tested was up to 0.1 M, while seawater ionic strength is about 0.6 M. The aim of this study is to accurately measure the hydrodynamic size of particles under carrier solutions close to seawater conditions with the Fl-FFF. By employing various operating conditions during the Fl-FFF analyses, it was demonstrated that the flow conditions, the concentration of surfactants, and stabilization times were key factors in acquiring compatible data. Results have shown that the cross flow was more influential factor than the channel flow. The concentration of the surfactant was to be at least 0.05% and the minimum 15 hr of stabilization was needed for accurate and reproducible data acquisition under seawater condition.

미국 유타주 이스트틴틱 화산지대에 분포하는 Latite Ridge Latite에 대한 암석학적 연구 (Petrology of Latite Ridge Latite in the East Tintic Velcanic Field, Utah in U.S.A.)

  • Kim, Choon-Sik
    • 암석학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-13
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    • 1999
  • The Latite Ridge Latite in the East Tintic volcanic field, Utah in USA occurs as a welded ash-flow tuff, has 63.7-66 wt% $SiO_2$ on an anhydrous basis, and shows calc-alkaline affinities. The rocks fall in the trachyte field of IUGS classification. It is characterized by unusally high $K_2O$ content (5.9-7.6 wt%), relatively high equilibration temperature (950-973$^{\circ}C$), and biotites with high $TiO_2$ content (7.4-8.2wt%). Various differentiation processes were tested using the XLFRAC program to infer the origin of the Latite Ridge Latite. The results suggests that crystal fractionation from shoshonite is one possible process to generate the Latite Ridge Latite. Shoshonite of the East Tintic volcanic field was possibly formed by crystal fractionation from a subduction-related K-, Mg-rich mafic magma.

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열장 흐름 분획법에 의한 폴리스티렌의 머무름에 미치는 혼합용매의 영향에 관한 연구 (A Study Effect of Mixed Solvents on the Retention of Polystyrenes Using Thermal Field-Flow Fractionation)

  • 이대운;전선주;박원철
    • 분석과학
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    • 제6권5호
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    • pp.453-462
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    • 1993
  • 본 연구는 열장 흐름 분획법을 이용하여 혼합 용매에서의 폴리스티렌의 머무름을 측정하고 용매의 조성이 시료의 머무름거동에 미치는 영향을 조사하였다. 시료는 분자량이 35,000, 110,000, 200,000, 470,000인 폴리스티렌을, 이동상은 테드라히드로퓨란(THF), 클로로포름(CHL), 시클로헥산(CH), 그리고 벤젠(BZ)의 단일용매 및 혼합용매를 사용하였다. 시료의 분자량과 혼합용매의 조성의 변화에 따라서 시료의 머무름비와 열확산계수를 측정하였으며, 그 값들을 시료와 용매의 물리화학적인 성질과 연관시켜 설명하였다. 즉, 시료의 머무름비는 이동상의 밀도의 영향을 크게 받으며 이동상의 밀도가 클수록 머무름비가 증가함을 알 수 있었다. 또한 이동상에 포함된 poor 용매의 함량이 증가할수록 열확산계수는 감소하였다.

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