• 제목/요약/키워드: Frontier Science

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폐배터리에서 희소금속을 회수하는 기술에 대한 총론 (Recovering Critical Metal Ions from Battery Wastes: A Brief Review)

  • 김효정;이철;장원석;이고기;이종석
    • 멤브레인
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    • 제34권1호
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    • pp.1-9
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    • 2024
  • 최근 전기차 시장의 확장으로 배터리 산업이 급격히 성장함에 따라 폐배터리 리사이클링 기술 개발의 필요성이 증가하고 있다. 폐배터리 리사이클링 기술은 배터리 산업에 핵심적인 리튬, 코발트, 니켈 등 희소금속의 공급을 안정화하고 환경 및 인간의 건강에 미치는 영향을 경감할 수 있다. 본 총설에서는 금속 회수 기술의 배경이 되는 이론적 원리와 현재 상용되고 있는 금속 회수 공정을 소개하고자 한다. 또한, 기존 공정의 문제점을 개선하려는 연구 및 기술 개발 동향을 서술하여 리사이클링 기술이 나아가야 할 방향을 소개하고자 한다.

의료자원 공급, 수요의 성과 효율성에 대한 실증분석 (Technical Efficiency of Medical Resource Supply and Demand)

  • 장인수;안형석;김홍석
    • 지역연구
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    • 제34권2호
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    • pp.3-19
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 우리나라 의료자원의 임상적 성과에 대한 효율성을 종단적으로 관찰하는 데 있다. 이를 위하여, 2006년부터 2013년까지 우리나라 16개 시도의 연령 표준화 사망률을 산출변수로, 의사, 전문의, 수술, 의료기관, 상급종합병원비율, 만성질환 진료 실인원, 만성질환 내원일 수를 투입변수로 정하고, 이를 이용한 의료성과 및 의료자원에 대한 집계자료를 구축하여 패널확률프론티어모형을 분석방법으로 적용하였다. 또한 시도별 인구사회학적, 사회경제적 특성, 의료자원 분포 특성 변수인 실업률, 노인인구비율, 1인당 GRDP, 종합병원 대비 상급종합병원 비율이 패널확률프론티어모형 분석 결과를 바탕으로 도출된 기술적 효율성에 미치는 영향을 추가적으로 살펴보았다. 이때 오차항의 이분산과 자기상관을 고려한 패널모형을 적용하였다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 임상적 성과에 대해서는 의사, 전문의와 같은 공급 측면의 인적 의료자원과 단위 인구당 만성질환 진료 실인원과 같은 수요 측면의 요인이 각각 유의한 영향력을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 투입요소 시변 마모 모형 적용 결과 각 투입요소별 기술 결합 효율성 추정치는 임상적 성과 효율성이 지역별로 59~70%로 나타났다. 셋째. 임상적 성과에 영향을 미치는 투입요소의 기술적 효율성 추정치는 분석기간 동안 모든 지역에서 미세하게 증가하는 추세가 도출된 반면, 증가 추세는 미세하게 감소하였다. 넷째, 지역의 노인인구비율과 1인당 GRDP는 기술적 효율성 수치에 유의한 정(+)적 영향력을 미치는 것으로 나타났다. 지역별 각 효율성의 차이는 투입요소인 의료자원의 지역별 차이와 이의 결합과 지역의 인구사회학적, 사회경제적 특성 등에 기인한 것으로서, 지역별로 임상적 성과에 영향을 미치는 의료자원의 공급 편중과 수요의 접근성 차이, 인구구조와 경제적 차이가 복합적으로 작용함에 따른 기술적 효율성 차이가 다르게 나타나고 있음을 보였다는 점에 본 연구의 의의가 있다.

식품으로부터의 오염물질 섭취량 및 위해도 평가를 위한 대표식품 선정 (Developing Food List for Risk Assessment of Contaminants in Korean Foods)

  • 이행신;김복희;장영애;박선오;오창환;김지영;김희연;정소영;소유섭;서정혁;이은주;김초일
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.660-670
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    • 2005
  • 본 연구에서는 식품으로부터의 중금속 및 잔류농약 섭취량 평가를 위하여 가장 근본적으로 요구되는 분석대상 식품을 선정하고자 하였다. 이에 따라 2001년도 11월 1일부터 12월 30일까지 실시한 [2001년 국민건강 영양조사 (영양조사부문)]에서 조사된 식품섭취량 자료와 2002년 3월, 6월, 9월의 세 차례에 걸쳐 조사된 [2002년 계절별 국민영양조사]의 식품섭취량 자료를 기초로 하여 우리 국민이 많이 섭취하는 식품, 자주 섭취하는 식품, 에너지 공급비율, 지역별, 성별, 계절 및 연령층별 섭취패턴, 중금속과 잔류농약 함량이 높을 것으로 추정되는 식품을 고려하여 대표식품을 선정하였다. 대표 식품은 우리 국민의 식품별 섭취량 누적비율 80%까지 포함된 식품 54종에 자주 섭취되는 식품 16종, 계절별/지역별/성별/연령별 식품섭취량이 고려된 11종, 에너지 공급비율이 반영된 3종이 추가된 84종을 기본목록으로 하였고, 여기에 중금속과 잔류농약 함량이 높은 것으로 알려진 식품 각각 17종과 23종이 추가됨으로써 중금속 분석품목은 101종, 잔류농약 분석품목은 107종이 최종 선정되었다. 중금속과 잔류농약 섭취량 분석을 위한 대표식품 목록에서의 식품군별 섭취량은 곡류가 각각 259.7g과 261.1g, 채소류는 중금속과 잔류농약이 각각 245g과 258g, 과일류에서도 중금속은 143.6g, 잔류농약은 148.7g 등으로서 각 식품군의 섭취비율은 전체자료로부터 산출된 식품군별 섭취비율과 비슷하게 선정되었다. 본 연구에서 분석대상으로 선정된 식품의 총량은 기본목록 84종 1,014.6g으로 전체 섭취량 1,215.3g의 83.5% 수준이었으며, 중금속 분석대상 식품은 1,040.9g, 잔류농약 분석대상 식품은 1,035.9g으로 각각 전체 평균섭취량의 85.6%와 85.2% 수준을 나타냈다. 이를 에너지 섭취량으로 환산하여 비교해 보면 선정된 대표식품의 기본목록은 1,541.5kcal로 전체 평균 에너지 섭취량 1,869.9kcal의 82.4%이며, 중금속과 잔류농약의 대표식품은 각각 1,586.9kcal와 1,558.0kcal로 전체 평균 에너지 섭취량의 84.9%와 83.3%수줄이었다.

Dry matter and grain production of a near-isogenic line carrying a 'Takanari' (high yielding, Indica) allele for increased leaf inclination angle in rice with the 'Koshihikari' (Japonica) genetic background

  • San, Nan Su;Otsuki, Yosuke;Adachi, Shunsuke;Yamamoto, Toshio;Ueda, Tadamasa;Tanabata, Takanari;Ookawa, Taiichiro;Hirasawa, Tadashi
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.32-32
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    • 2017
  • To increase rice production, manipulating plant architecture, especially developing new high-yielding cultivars with erect leaves, is crucial in rice breeding programs. Leaf inclination angle determines the light extinction coefficient (k) of the canopy. Erect leaves increase light penetration into the canopy and enable dense plantings with a high leaf area index, thus increasing biomass production and grain yield. Because of erect leaves, the high-yielding indica rice cultivar 'Takanari' has smaller k during ripening than 'Koshihikari', a japonica cultivar with good eating quality. In our previous study, using chromosome segment substitution lines (CSSLs) derived from a cross between 'Takanari' and 'Koshihikari', we detected seven quantitative trait loci (QTLs) for leaf inclination angle on chromosomes 1 (two QTLs), 2, 3, 4, 7, and 12. In this study, we developed a near-isogenic line (NIL-3) carrying a 'Takanari' allele for increased leaf inclination angle on chromosome 3 in the 'Koshihikari' genetic background. We compared k, dry matter production, and grain yield of NIL-3 with those of 'Koshihikari' in the field from 2013 to 2016. NIL-3 had higher inclination angles of the flag, second, and third leaves at full heading and 3 (- 4) weeks after full heading and smaller k of the canopy at the ripening stage. Biomass at full heading and leaf area index at full heading and at harvest did not significantly differ between NIL-3 and 'Koshihikari'. However, biomass at harvest was significantly greater in NIL-3 than in 'Koshihikari' due to a higher net assimilation rate at the ripening stage. The photosynthetic rates of the flag and third leaves did not differ between NIL-3 and Koshihikari at ripening. Grain yield was higher in NIL-3 than 'Koshihikari'. Higher panicle number per square meter in NIL-3 contributed to the higher grain yield of NIL-3. We conclude that the QTL on chromosome 3 increases dry matter and grain production in rice by increasing leaf inclination angle.

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Low Dose Exposure to Di-2-Ethylhexylphthalate in Juvenile Rats Alters the Expression of Genes Related with Thyroid Hormone Regulation

  • Kim, Minjeong;Jeong, Ji Seong;Kim, Hyunji;Hwang, Seungwoo;Park, Il-Hyun;Lee, Byung-Chul;Yoon, Sung Il;Jee, Sun Ha;Nam, Ki Taek;Lim, Kyung-Min
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제26권5호
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    • pp.512-519
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    • 2018
  • Phthalates widely used in the manufacture of plastics have deeply penetrated into our everyday lives. Recently, a concern over the toxicity of phthalates on thyroid, has been raised but in most of cases, the doses employed were unrealistically high. To investigate the effects of phthalates on thyroid, we investigated the effects of the repeated oral exposure to low to high doses (0.3, 3, 30 and 150 mg/kg) di-2-ethylhexylphthalate (DEHP) from weaning to maturity for 90 days in juvenile rats on the thyroid. The histological examination revealed that DEHP significantly induced hyperplasia in the thyroid from the doses of 30 mg/kg, which was confirmed with Ki67 staining. In line with this finding, increased mRNA expression of thyrotropin releasing hormone (Trh) was observed in the thyroid of female at 0.3 mg/kg and 150 mg/kg as determined by RNAseq analysis. Moreover, significantly increased expression of parathyroid hormone (Pth) in the female at 0.3 mg/kg, and thyroglobulin (Tg) and thyroid hormone responsive (Thrsp) in the male at 0.3 mg/kg were noted in the blood, of which changes were substantially attenuated at 150 m/kg, alluding the meaningful effects of low dose DEHP on the thyroid hormone regulation. Urinary excretion of mono-2-ethylhexyl-phthalate (MEHP), a major metabolite of DEHP was determined to be 4.10 and 12.26 ppb in male, 6.65 and 324 ppb in female at 0.3 and 30 mg/kg DEHP, respectively, which fell within reported human urine levels. Collectively, these results suggest a potential adverse effects of low dose phthalates on the thyroid.

Conclusions and Suggestions on Low-Dose and Low-Dose Rate Radiation Risk Estimation Methodology

  • Sakai, Kazuo;Yamada, Yutaka;Yoshida, Kazuo;Yoshinaga, Shinji;Sato, Kaoru;Ogata, Hiromitsu;Iwasaki, Toshiyasu;Kudo, Shin'ichi;Asada, Yasuki;Kawaguchi, Isao;Haeno, Hiroshi;Sasaki, Michiya
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제46권1호
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    • pp.14-23
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    • 2021
  • Background: For radiological protection and control, the International Commission on Radiological Protection (ICRP) provides the nominal risk coefficients related to radiation exposure, which can be extrapolated using the excess relative risk and excess absolute risk obtained from the Life Span Study of atomic bomb survivors in Hiroshima and Nagasaki with the dose and dose-rate effectiveness factor (DDREF). Materials and Methods: Since it is impossible to directly estimate the radiation risk at doses less than approximately 100 mSv only from epidemiological knowledge and data, support from radiation biology is absolutely imperative, and thus, several national and international bodies have advocated the importance of bridging knowledge between biology and epidemiology. Because of the accident at the Tokyo Electric Power Company (TEPCO)'s Fukushima Daiichi Nuclear Power Station in 2011, the exposure of the public to radiation has become a major concern and it was considered that the estimation of radiation risk should be more realistic to cope with the prevailing radiation exposure situation. Results and Discussion: To discuss the issues from wide aspects related to radiological protection, and to realize bridging knowledge between biology and epidemiology, we have established a research group to develop low-dose and low-dose-rate radiation risk estimation methodology, with the permission of the Japan Health Physics Society. Conclusion: The aim of the research group was to clarify the current situation and issues related to the risk estimation of low-dose and low-dose-rate radiation exposure from the viewpoints of different research fields, such as epidemiology, biology, modeling, and dosimetry, to identify a future strategy and roadmap to elucidate a more realistic estimation of risk against low-dose and low-dose-rate radiation exposure.

Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate와 N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide 유도체들의 가수분해 반응성과 멜라닌 생성 저해활성에 관한 홀로그램(H) QSAR 분석 (Hydrolytic Reactivity and Holographic Quantitative Structure-Activity Relationship Analyses on the Melanogenesis Inhibitory Activities of Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate and N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide Derivatives)

  • 성낙도;정훈성;김상진
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.491-497
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    • 2004
  • 일련의 Alkyl-3,4-dihydroxybenzoate (A)와 N-Alkyl-3,4-dihydroxybenzamide (B) 유도체들의 치환기($R_l$$R_2$) 변화에 따른 멜라닌생성 저해활성 관계들을 HQSAR 방법으로 분석하였다. 멜라닌생성 저해활성에 관하여 유도된 HQSAR 모델은 매우 양호한 예측성(cross-validated $r^2_{cv.},\;q^2=0.674)$과 적합성(non-cross-validated, $r^2_{ncv}=0.936)$을 나타내었다. 멜라닌생성 저해활성과 가수분해 반응성은 공히, (A)가 (B)보다 컸으며(A$R_l$-치환기가 $R_2$-치환기보다 저해활성에 의존적인 경향을 나타내었다$(R_l>R_2)$. 또한, 경계분자궤도(FMO) 이론에 따라 가수분해 반응은 (A), (B)의 LUMO와 물분자의 HOMO 사이에 강한 상호작용으로 orbital-control 반응인 친핵성 첨가-제거반응$(Ad_{N-E})$이 주로 일어나는 것을 알 수 있었다.

공공빅데이터를 활용한 1인당 주거면적 추정에 관한 연구 - 서울의 단독 및 다세대 주택을 중심으로 - (A Study on Estimating Housing Area per capita using Public Big Data - Focusing on Detached houses and Flats in Seoul -)

  • 임재빈;이상훈
    • 지역연구
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    • 제36권1호
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    • pp.51-67
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    • 2020
  • 본 연구는 건축물대장, 주민등록대장 등 공공빅데이터의 활용성을 탐구하기 위해, 비교적 간단한 구조를 가진 맨큐-와일(MW)모형을 활용해 1인당 주거면적 추정을 시도하였다. 그 결과 공공빅데이터를 활용하여 정기조사 방식에 버금가는 모형을 수립할 수 있고, 기존 정기조사 방식으로는 어려웠던 기초자치단체별 모형수립도 가능함을 확인할 수 있었다. 공공빅데이터로부터 일반단독주택과 다세대주택 샘플을 판별하는 과정을 설계하여, 10세 연령대별 1인당 주거면적을 추정하고, 인구주택총조사, 주거실태조사 등 기존 정기조사 자료를 활용한 결과와 비교해 일치시킨 후, 서울시 25개 자치구별 1인당 주거면적을 도출하였다. 공공빅데이터는 지식영역을 확장시켜주는 장점이 있지만 본래의 작성의도와 다른 목적으로 생성된 자료를 활용한다는 점에서 근본적 한계는 존재한다. 또 개인정보 접근이라는 어려운 과정은 분석을 보다 신중히 진행해야 하는 부담을 주고, 비식별화를 거친 자료를 분석함에 따라 연구설계가 어려워지는 문제도 있다. 향후 공공빅데이터가 기존 통계조사를 보완하거나 대체할 수도 있도록 가공하는 방법 등에 대한 꾸준한 연구가 필요할 것으로 보인다.

새로운 O,O-dialkyl-1-phenoxyacetoxy-1-methylphosphonate 유도체들의 반응성과 제초활성에 관한 2D-QSAR 및 HQSAR 분석 (2D-QSAR and HQSAR Analysis on the Herbicidal Activity and Reactivity of New O,O-dialkyl-1-phenoxy-acetoxy-1-methylphosphonate Analogues)

  • 성낙도;장석찬;황태연
    • 농약과학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.72-81
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    • 2007
  • 일련의 새로운 O,O-dialkyl-1-phenoxyacetoxy-1-methylphosphonate (S) 유도체들의 반응성과 치환기가 변화함에 따른 오이(Cucumus Sativa)씨에 대한 발아전 제초활성과의 관계를 2D-QSAR 및 HQSAR 방법으로 검토하였다. 통계적으로 HQSAR 모델이 2D-QSAR 모델보다 양호하였으며 기질분자(S)와 PDH 효소중 $BH^+$ 이온(I) 사이의 경계분자궤도(FMO) 상호작용은 친전자성 반응이 우세하였다. 치환기의 효과로부터 기질분자 (S)내 $R_2$-치환기는 carbonyl 산소원자에 대한 친전자성 반응을, 그리고 phenyl 고리상 X,Y-치환기는 carbonyl 탄소원자에 대한 친핵성 반응에 기여하였으며 $R_2$-치환기보다 X,Y-치환기의 영향이 더 컸다. 2D-QSAR모델 (I 및 II)과 HQSAR 모델의 기여도로부터 X,Y-치환기의 길이가 길수록 제초활성이 증가하는 경향이었으며 적정한 ${\epsilon}LUMO$ 에너지($({\epsilon}LUMO)_{opt.}$=-0.479 e.v.)가 제초활성에 중요한 요소이었다. 그러므로 PDH 효소의 저해활성으로 인한 제초활성은 친핵성반응으로 진행될 것으로 예상되었다. 2D-QSAR 및 HQSAR 두 모델로부터 제초활성에 기여하는 기질분자(S)의 구조 특이성과 요소들을 새로운 제초제 설계에 적용할 수 있음을 시사하였다.

금속이온 주입기에서의 Co 이온의 인출 특성 연구 (The Characteristic Study on the Extraction of a Co Ion in the Metal Ion Implanter)

  • 이화련;홍인석;티투안;조용섭
    • 한국진공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.236-243
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    • 2009
  • 양성자기반공학기술개발사업단에서는 설치된 금속이온주입기를 이용하여 금속이온의 인출 시험 중에 있으며 120keV의 금속 이온주입이 가능하다. 현재 코발트 이온 주입의 타당성 확인을 위한 특성시험을 수행하고 있다. 이온원에 알루미나 도가니를 설치하여 분말 코발트 염화물을 고온($648^{\circ}C$) 가열에 의한 증기화로 인하여 플라즈마 방전이 되도록 하였다. 아크전압 120V, EHC 출력 250W에서 코발트 이온을 인출하기 위한 플라즈마를 발생하고 유지할 수 있었다. 코발트 이온 빔 전류는 플라즈마 내 아크전류에 의존하였으며 0.18A일 때 최대 빔전류 $100{\mu}A$를 얻을 수 있었다. 질량분리전자석에 의해서 $Co^+$$CoCl^+$, $Cl^+$ 이온의 첨두 빔 전류 비율을 확인하였고 전체 이온 대비 $Co^+$ 이온의 비율이 70% 수준을 유지함을 알 수 있었다. $Co^+$ 이온을 알루미늄 시료에 빔전류 $10{\mu}A$, 90분 동안 이온주입 하여 RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry)분석법으로 $1.74{\times}10^{17}#/cm^2$의 이온량을 확인하였다.