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양안시 교정안경의 3차원 텔레비전 시청 중 발생한 안정피로 감소 (Binocular Vision Corrective Spectacle Lenses Reduce Visual Fatigue in 3-D Television Viewing)

  • 윤정호;김재도
    • 한국안광학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.363-369
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    • 2014
  • 목적: 3D영상은 여러 분야에서 매우 유용하지만 일부 사람들에게 신체적인 불편함을 일으킨다. 본 연구는 신체적 불편함을 느끼는 사람에 있어서 그들의 상용안경을 착용했을 때와 양안시 교정안경을 착용을 때 안정피로의 타입과 정도를 평가하기 위함이다. 방법: 성인 98명을 그들이 착용해 온 상용안경을 착용한 상태에서 3D 텔레비전(TV)을 65분간 시청한 후 안정피로가 가장 심하게 느끼는 35명(나이 $32.2{\pm}4.4yrs$)을 대상으로 평가했다. 그런 다음 수평, 수직 또는 기저 하 방향의 동향프리즘을 부가한 양안시 교정안경을 착용하고 2.7 m 거리에서 65분간 3D TV를 시청하는 동안 안정피로의 정도를 수치로 재평가했다. 평가는 11가지 증상에 대해 4점 스케일(0=없음, 3=심함)로 하였다. 원거리 및 근거리 수평 사위는 하웰사위검사카드(Howell phoria card)로 측정하였으며 수직 사위는 마독스봉(Maddox rod)을 이용하였다. 3D TV 시청에 의해 발생되는 증상을 상용안경을 착용했을 때와 양안시 교정안경을 착용했을 때를 비교하였다. 결과: 양안시 교정 안경을 착용한 상태에서 3D TV를 시청할 때 시청 5, 25, 45, 65분에서 상용안경을 착용하고 시청할 때 보다 안정피로가 유의수준에서 낮았다(all p<0.001, paired t-tests). 굴절이상도만 필요로 하는 그룹에서는 상용안경 착용과 양안시 교정안경을 착용하고 시청 할 때는 모든 안정피로에서 유의 수준에서 차이가 없었다. 그러나 양안시 이상의 프리즘 교정 그룹에서 안정피로는 양안교정 안경 착용이 상용안경 착용때 보다 유의 수준에서 낮았다(all p<0.05). 결론: 사위/이향 안구 운동을 기초로 한 양안시 이상의 안경교정은 3D 시청 중에 안정피로를 낮출 수 있다. 양안시 이상을 가진 사람은 안정피로를 줄이기 위해 3D TV를 오래 보기 전에 적절한 프리즘이 필요하다.

영산강 하구역의 연성저질에 서식하는 저서동물 군집 2. 여름철 빈산소 수괴의 출현과 저서동물 분포 (Community Structure of the Macrobenthos in the Soft Bottom of Yongsan River Estuary, Korea 2. The Occurrence of Summer Hypoxia and Benthic Community)

  • 임현식;박경양
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.343-352
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    • 1998
  • 영산강 하구역의 40개 정점에서 여름철 저층빈산소수괴의 형성과 저서동물 군집과의 관계를 조사하였다. 하구역에는 1995년 8월에 광범위한 해역에 걸쳐 저층 용존산소량이 $2.0 mg/\ell$이하인 빈산소수괴가 형성되었으며. 조사해역에서 여름철에 출현한 저서동물은 총 141종으로서 1,923개체/$m^2$$19.44/m^2$ 였다. 출현종수는 저층용존산소량의 증가와 함께 증가하는 뚜렷한 양의 상관관계를 나타내었으며. 밀도 및 생물량은 저층용존산소량이 $2.0 mg/\ell$ 범위까지 양의 상관관계가 뚜렷하여 저층빈산소 형성이 저서동물의 공간분포에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 각 정점별 출현개체수 자료를 사용하여 집괴분석한 결과 3개의 정점군으로 구분되었는데, 이는 저층환경요인으로 구분된 정점군과 잘 일치하였다. 여름철 빈산소 수괴가 형성되는 정점군 I은 영산강 하구역에서부터 목포항까지의 해역으로서 이매패류인 Theora fragilis가 측우점하였으며, 다모류의 Tharyx sp. 및 Lumbrineris longifolia도 우점적으로 출현하였다. 정점군 II는 목포항근처에서부터 달리도 인근까지의 해역으로서 정점군 I과 정점군 III사이에 위치한 정점군이다 이 정점군에서는 이매패류인 Theora fragilis, Raetellops pulchella와 다모류인 Tharyx sp.가 우점적으로 출현하였으나 정점군 I에 비해 밀도는 상대적으로 낮았다. 한편 정점군 III은 가장 외해역에 위치하고 있는 해역으로서 다모류인 Poecilochaetus johnsoni와 이매패류인 Yoldia Johanni가 우점적으로 출현하였다. 영산강 하구역의 빈산소 수괴 형성은 저서동물이 완전히 폐사할 정도로 심각하지는 않지만, 여름철의 저서동물 분포에 영향을 미치는 것으로 나타났으며. 매년여름철에 주기적으로 발생할 가능성이 높다. 또한 본 해역의 특성상 여름철 빈산소 수괴의 형성 범위가 확대될 가능성이 높기 때문에 형성시기, 기간 및 범위 그리고 여기에 대한 저서동물의 반응 등에 대한 보다 면밀한 조사가 필요하다고 판단된다.

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어린이 기호식품 품질인증을 위한 영양 및 위생기준 설정에 대한 연구 (Study on Suggestions for the Nutritional and Hygienic Standards and Guidelines for Quality Certification in Children's Preferable Food)

  • 윤지혜;조순덕;김서영;이은주;박혜경;김명철;김건희
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.589-597
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    • 2008
  • 본 연구는 어린이 기호식품 품질인증제도를 위한 영양 위생기준안 제안을 통해 어린이 먹거리 안전관리의 체계적 수행을 위한 기반 마련을 목적으로 수행되었다. 어린이 기호식품의 품질인증을 위한 영양 위생기준안 제안을 위해, 초등학교 주변 어린이 기호식품의 실태조사 자료와 위해가능성이 제기된 성분관련 문헌고찰을 통해 영양위해성분을 선정하고, 선정된 성분의 기준치 설정을 위한 EU 및 영국, 미국, 캐나다, WHO, Codex 등 국외의 어린이식품관련 기준치 혹은 유사기준, 관련 법령 등에 대한 선행사례 자료를 수집하여 고찰하였다. 이를 바탕으로 한국인 영양섭취기준과 식품 등의 표시기준, 식품공전, 식품의약품안전청 연구 결과 보고 등을 참조하여 어린이 기호식품 중 가공식품에 대한 영양 위생 기준안을 마련하였다. 제안된 영양 위생 기준 항목 중 영양기준은 열량, 당, 지방, 나트륨이며, 위생기준으로는 식품첨가물(타르색소, 카페인)과 aflatoxin $B_1$, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Salmonella spp.의 미생물수준으로 하였다. 제안된 어린이 기호식품 품질인증 기준안의 $\ulcorner$$\lrcorner$, $\ulcorner$$\lrcorner$, $\ulcorner$$\lrcorner$ 영양기준치 설정의 현실성을 살펴보고자 시중에서 유통 중인 어린이 기호가공식품 242종을 대상으로 시뮬레이션을 실시해 본 결과, 당, 지방, 나트륨의 $\ulcorner$$\lrcorner$ 기준치 적용 시에는 조사대상 전체제품 중 0.4%에 해당하는 제품만 포함되었고, $\ulcorner$$\lrcorner$ 기준치 적용 시에는 최대 22.3%가 해당되었다. $\ulcorner$$\lrcorner$ 기준치에 1회 분량 당 열량 200 kcal 이하로 제한한 열량기준을 추가 적용한 결과는 17.8%에 해당되는 제품이 기준범위 내에 포함되는 것으로 나타났다. 따라서 품질인증제도의 실효성을 높이기 위해서는 $\ulcorner$$\lrcorner$ 기준 적용 등의 기준 완화가 필요하며 해당식품 유형이 유가공품과 음료류에 한정되는 결과를 보이므로, 품질인증대상 확대와 제조업체의 참여도를 높이는 측면에서는 각각의 식품유형에 따른 ‘개별 기준치’ 마련이 필요할 것으로 생각된다. 식품유형에 따른 개별 기준치 범위 조정 및 설정을 확립하기 위해서는 추후 체계적인 보완연구가 수행 되어야할 것으로 사료된다.

한국 고유종 Pisidium (Neopisidium) coreanum (산골조개) 의 metallothionein 유전자를 기초로 한 분자계통 분류학적 연구 (Phylogenetic Analysis based on Metallothionein Gene Sequence of an Indigenous Species Pisidium (Neopisidium) coreanum in Korea)

  • 백문기;이준서;강세원;이재봉;강현정;조용훈;노미영;한연수;최상행;채성화;박홍석;이준상;이용석
    • 한국패류학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.153-160
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    • 2009
  • Pisidium (Neopisidium) coreanum의 metallothionein 유전자는 염기서열 315개로 이루어져있으며 105개의 아미노산으로 이루어져 있었다. 연체동물의 metallothionein 서열의 공식[C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K] 에 맞춰본 결과 알려진 공식과 상당히 일치하는 것을 확인할 수 있었으며 아미노산의 조성도 시스테인 (Cys) 이 약 1/3 정도 함유하는 사실을 확인 할 수 있었다. BLAST 결과를 토대로 선정 되어진 80개의 참고 서열 중 아미노산 레벨에서 가장 높은 스코어로 align 되는 서열들은 담수패인 Dreissena polymorpha (zebra mussel), Unio tumidus (swollen river mussel) and Crassostrea ariakensis (suminoe oyster) 등으로 나타났다. ClustalX 를 통해 multiple align 한 후 Neighbor-Joining 방법에 따라 phylodendrogram을 그려본 결과 Pisidium (Neopisidium)coreanum의 MT는 Dreissena polymorpha (Dp), Crassostrea gigas (Cg4), Crassostrea virginica (Cv7) 등의 생물들과 같은 군으로 묶이는 것을 관찰 할 수 있었다. Psipred 소프트웨어를 통해 2D 구조를 비교 분석 한 결과도 multiple align 및 phylodendrogram 결과와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해 EST를 통해 밝혀진 Pisidium (Neopisidium) coreanum의 MT 서열은 근연종 들의 서열과 일치함을 알 수 있었으며 이러한 결과에 기인하여 MT 서열은 분류에 사용 될 수 있다고 사료된다.

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대복, Gomphina veneriformis의 성장과 외투막 구조에 미치는 TBTCl의 독성 (Tributyltin Chloride (TBTCl) Toxicity on the Growth and Mantle Structure of the Equilateral Venus, Gomphina veneriformis (Bivalvia: Veneridae))

  • 박정준;이정식
    • 한국패류학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.229-241
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    • 2008
  • TBTCl에 36주 동안 노출된 대복(Gomphina veneriformis)의 성장과 외투막의 조직학적 변화를 관찰하였다. 대복의 성장은 모든 실험구의 개체들이 12주 이후부터 대조구에 비해 유의적인 차이를 보이며 감소하였다(p < 0.05). 대복의 외투막은 가장자리에 4 개의 주름 (내부 안쪽, 외부 안쪽, 가운데, 바깥쪽)을 가지며, 단층의 원주형 상피층이 결합조직층을 둘러싸고 있는 구조였다. 대복의 외투막은 TBTCl 노출 12주 이후부터 혈림프동이 확장과 근섬유 다발의 분절이 관찰되었다. 노출 20주에는 내부상피층에 존재하는 점액세포들이 대조구보다 유의적인 차이를 보이며 감소하였지만(p < 0.05), 외투막 가장자리에 존재하는 주름들에서는 노출 12주까지 감소하였던 점액세포가 증가하면서 AB-PAS (pH 2.5) 반응시 보라색 (2587c)으로 관찰되는 점액물질이 관찰되었다. 이후 노출 28주에는 가운데 주름 부위의 안쪽 분지에서 상피세포의 변형이 관찰되었고, 외부 상피층에서는 상피세포의 부분적인 파괴가 관찰되었다. 실험 종료시기인 36주에는 바깥쪽 주름 부위에 호산성 과립들이 관찰되었으며, 가운데 주름부위의 바깥 분지에서 상피세포의 변형과 파괴로 인한 상피층의 붕괴가 관찰되었다. 또한 외부 상피층의 상피세포들은 입방형 또는 편평형으로의 변화와 함께 부분적인 상피층의 붕괴가 나타났고, 그로 인하여 상피층의 두께가 감소하였다. 따라서 섬모의 탈락과 점액세포의 감소 그리고 상피층의 파괴는 외투강 정화 기능의 장애로 인한 먹이 섭식의 장애를 유발할 것으로 생각되며, 특히 외투막 가장자리에 존재하는 주름들의 구조적인 변화는 각피층 형성을 억제하여 패각 성장 장애의 직접적인 원인으로 생각되어진다.

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서태평양 마샬제도 북서쪽에 위치한 세 해저산에 대한 음향상 연구 (Acoustic Characterization of Three Seamounts Located in the Northwest of Marshall Islands, Western Pacific)

  • 이태국;이기화;문재운;정미숙;김현섭;고영탁
    • 지구물리
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    • 제7권3호
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    • pp.193-206
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    • 2004
  • 서태평양 마샬제도 북서쪽 오가사와라 균열대(Ogasawara Fracture, OFZ) 내에 위치하는 세 해저산들에 대해 2003년 망간각 탐사의 일환으로 고해상(3~7kHz) 천부퇴적탐사 자료를 포함한 지구물리 자료를 획득하였다. OFZ은 600 km의 우측방 이동(right lateral movement)을 보이고 축방향에 수직으로 150 km의 폭을 가지며 동 마리아나분지와 피가페타 분지를 분리한다. OFZ은 다른 균열대와는 달리 내부에 다량의 해저산들을 포함한다. OFZ 주변 해저산에서 획득한 음향상의 명확성 연속성 구조 지형 및 위치에 따라 총 가지로 분류하였다: 음향상Ⅰ-1 원양성 퇴적층(뚜렷한 표층반사파와 평행한 지층내 반사파를 갖음), 음향상Ⅰ-2 원양성 퇴적층(뚜렷한 표층반사파와 지층내 투명한 음향층이 존재), 음향상Ⅱ-1 화산 기저암(약한 표층반사파가 존재하고 지층내 반사파가 없음), 음향 상Ⅱ-2 debrite(불분명한 표층반사파와 지층내 투명한 음향층이 존재), 음향상 Ⅱ-3 원양성 퇴적층 혹은 저탁암 (불분명한 표층반사파와 연속적인 지층내 반사파가 존재함), 음향상 Ⅱ-4 저탁암(확산된 형태의 지층내 반사층이 존재함), 음향상 Ⅲ-1 reef build-up complex(작은 규모의 쌍곡선 형태의 표층반사파가 연결되어 나타남), 음향상Ⅲ-2 화산 기저암(큰 쌍곡선의 표층반사파가 다양한 수심에서 연결되어 나타남), 음향상Ⅲ-3 슬럼프(작은 규모의 블록형태나 쌍곡선 형태의 반사파들이 불규칙하게 보임). 해저산의 정상부는 음향상 Ⅰ-1,Ⅰ-2,Ⅲ-1이, 경사면을 따라 음향상 Ⅱ-1,Ⅱ-2,Ⅲ-3이, 분지에는 음향상Ⅱ-3,Ⅱ-4가 우세하게 분포한다 연구지역에서 음향상Ⅱ-2와 Ⅲ-3이 복합적으로 나타나는 사태의 원인은 (1) OFZ 내부에 존재하는 강한 장력에 의해 발생한 균열이나 단층, (2) 정상부에 발생한 단층과 급한 상부경사면일 것으로 추정된다. 해저산 정상부는 음향상 Ⅰ-1과Ⅰ-2가 구분되어 나타나는데, 음향상Ⅰ-2는 해류가 강하여 해류로부터 안정된 암초나 장애물 주위에만 간헐적으로 쌓인 형태이고, 음향상 Ⅰ-1은 해류가 약해지고 활발한 퇴적률을 보이는 시기에 쌓인 형태로 구분된다.

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지리산지 침광혼효림과 상록침엽수림내에 분포하는 임상선태류식생의 군락생태학적 연구

  • 송종석
    • Journal of Plant Biology
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    • 제38권3호
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    • pp.305-317
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    • 1995
  • 한반도 중, 남부지역에서 가장 높은 산악지역인 지리산지의 냉온대 및 아고산대의 침광혼효림과 상록침엽수림의 임상선태류군락을 식물사회학적 관점에서 연구하였다. 그 결과 고등식물군락의 조성과 관련하여 다섯 임상선태류군락을 식별하였다. A 조릿대-구상나무/비꼬리이끼-수저잎산주목이끼군락, B. 비비추-구상나무/곱슬명주실이끼-등덩굴초롱이끼군락, C. 구상나무/아기호랑꼬리이끼-가지윤이끼군락, D. 구상나무-가문비나무/아기호랑이끼-깃털이끼군락, E. 구상나무-가문비나무/수풀이끼-겉창발이끼군락. 이들 군락 중 A, B, C, D 등 네 군락은 비교적 낮은 해발영역 (1200-1700m)의 침광혼효림에 분포하며, 냉온대의 종요소에 의해 특징화되었다. 이들 군락은 쇠물푸레-구상나무군집에 속하는 하나의 분층군락으로 확인되었다. E군락은 보다 높은 해발영역(1700m 이상)에 분포하며, 아한대; 아고산대와 한 대; 고산대에 한정분포하는 주극요소의 종군에 의해 특징화되었다. 또 이 군락은 월귤-가문비나무군강에 속하는 구상나무-가문비나무군집의 하나의 분층군락임이 밝혀졌다. 지금까지 많은 연구자들이 지리산지 1200m 이상에서 정상 근처까지 분포하는 침엽수림을 아고산대의 식생으로 취급하였다. 그렇지만, 현 연구결과는 식물사회학적 입장에서 침광혼효림과 진성아고산침엽수림의 경계가 1700m가 된다는 사실을 명백히 하였다. 선태류의 종의 풍부성은 E군락에서 가장 높았으며, 나머지 네 군락은 비슷한 수준이었다. 선태류의 종다양도지수에 있어서 H'와 D는 B와 E군락에서 높았으며, A와 C군락에서 낮고, D군락은 중간적인 값을 나타내었다. 균등도지수(J')의 값은 고도의 증가와 함께 감소하여, 높은 해발영역의 E군락에서 가장 낮았다. Bray-Curtis 서열법의 결과는 이 다양성 분석과 상기의 두 삼림대의 구분이 정당함을 나타내었다. 조사된 지리산지의 선태류의 분류군은 25과, 46속, 73종, 1아종, 2변종으로 구성되었다.

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2.5D 전자선 선량계산 알고리즘 개발 (Development of 2.5D Electron Dose Calculation Algorithm)

  • 조병철;고영은;오도훈;배훈식
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제10권3호
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    • pp.133-140
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    • 1999
  • 본 연구에서는 외부조사 전자선에 대한 3 차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초연구로서 기존의 2D 펜실빔 알고리즘을 확장시켜 3 차원 geometry를 적절히 고려할 수 있는 선량계산 모델을 개발하고자 한다. 선량계산 모듈은 IDL5.2(Reseach Systems Inc. 미국)를 사용하여 프로그램하였으며, Hogstrom의 펜실빔 모델에 의한 선량계산에 필요한 중심축 상의 깊이선량분포는 Siemens M6740의 12MeV 전자선에 대한 측정치를 사용하였고, 전자선의 공기 및 불에서의 선형저지능 (linear stopping power), 선형산란능 (linear scattering power) 은 ICRU 보고서 35로부터 인용하여 사용하였다. 선량계산의 정확도를 확인하기 위하여 정형 조사면에 대한 선량분포 공기 간격 효과 인체 외곽 보정에 대해 전리함, 필름 등을 사용하여 얻은 측정값과 비교, 분석하였다. PC(Pentium III 450MHz) 상에서 프로그램 실행 결과 단일 조사 빔에 대한 선량계산에 약 120초가 소요되어, 선량계산 알고리즘의 최적화를 통한 선량계산 시간 단축이 필요하다 하겠다. 선량 평가에 대한 비교 결과, 정형 및 비정형 조사변에 대한 선량분포는 선량변화가 급격한 반음영 (penumbra) 영역에서 $\pm$3mm 이내의 오차를 보였으며, 측방 선량분포에 따른 비교 결과, 측정치와 5% 이내에서 일치하였다. 또한 공기 간격 및 인체 외곽선 보정의 경우, $\pm$10% 내외에서 측정값과 일치하였다. 결론적으로, 전자선에 대한 2 차원 펜실빔 모델을 확장하여 3 차원 치료계획에 적합하게 3 차원상의 임의의 단변 선량계산이 가능하도록 구현되었다. 또한 비정형 조사변에 대한 선량계산 뿐만 아니라, 인체외곽 및 공기 간격 등과 같이 3 차원적 geometry에 대한 보정이 필요한 경우에 대하여도 이를 선량계산 시 적절히 고려함을 확인할 수 있었다. 추후, CT를 통한 비균질 보정방식을 구현할 계획이며, 이들 선량계산 모듈은 교육 및 연구용으로 적절히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

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셀룰로식 (Cellulosic) 에탄올 생산 (Cellulosic Ethanol Production)

  • 정장호
    • KSBB Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • 비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

탄소계 경질 박막의 연구 및 산업 적용 동향 (Trend in Research and Application of Hard Carbon-based Thin Films)

  • 이경황;박종원;양지훈;정재인
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.111-112
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    • 2009
  • Diamond-like carbon (DLC) is a convenient term to indicate the compositions of the various forms of amorphous carbon (a-C), tetrahedral amorphous carbon (ta-C), hydrogenated amorphous carbon and tetrahedral amorphous carbon (a-C:H and ta-C:H). The a-C film with disordered graphitic ordering, such as soot, chars, glassy carbon, and evaporated a-C, is shown in the lower left hand corner. If the fraction of sp3 bonding reaches a high degree, such an a-C is denoted as tetrahedral amorphous carbon (ta-C), in order to distinguish it from sp2 a-C [2]. Two hydrocarbon polymers, that is, polyethylene (CH2)n and polyacetylene (CH)n, define the limits of the triangle in the right hand corner beyond which interconnecting C-C networks do not form, and only strait-chain molecules are formed. The DLC films, i.e. a-C, ta-C, a-C:H and ta-C:H, have some extreme properties similar to diamond, such as hardness, elastic modulus and chemical inertness. These films are great advantages for many applications. One of the most important applications of the carbon-based films is the coating for magnetic hard disk recording. The second successful application is wear protective and antireflective films for IR windows. The third application is wear protection of bearings and sliding friction parts. The fourth is precision gages for the automotive industry. Recently, exciting ongoing study [1] tries to deposit a carbon-based protective film on engine parts (e.g. engine cylinders and pistons) taking into account not only low friction and wear, but also self lubricating properties. Reduction of the oil consumption is expected. Currently, for an additional application field, the carbon-based films are extensively studied as excellent candidates for biocompatible films on biomedical implants. The carbon-based films consist of carbon, hydrogen and nitrogen, which are biologically harmless as well as the main elements of human body. Some in vitro and limited in vivo studies on the biological effects of carbon-based films have been studied [$2{\sim}5$].The carbon-based films have great potentials in many fields. However, a few technological issues for carbon-based film are still needed to be studied to improve the applicability. Aisenberg and Chabot [3] firstly prepared an amorphous carbon film on substrates remained at room temperature using a beam of carbon ions produced using argon plasma. Spencer et al. [4] had subsequently developed this field. Many deposition techniques for DLC films have been developed to increase the fraction of sp3 bonding in the films. The a-C films have been prepared by a variety of deposition methods such as ion plating, DC or RF sputtering, RF or DC plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD), ion implantation, ablation, pulsed laser deposition and cathodic arc deposition, from a variety of carbon target or gaseous sources materials [5]. Sputtering is the most common deposition method for a-C film. Deposited films by these plasma methods, such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) [6], are ranged into the interior of the triangle. Application fields of DLC films investigated from papers. Many papers purposed to apply for tribology due to the carbon-based films of low friction and wear resistance. Figure 1 shows the percentage of DLC research interest for application field. The biggest portion is tribology field. It is occupied 57%. Second, biomedical field hold 14%. Nowadays, biomedical field is took notice in many countries and significantly increased the research papers. DLC films actually applied to many industries in 2005 as shown figure 2. The most applied fields are mold and machinery industries. It took over 50%. The automobile industry is more and more increase application parts. In the near future, automobile industry is expected a big market for DLC coating. Figure 1 Research interests of carbon-based filmsFigure 2 Demand ratio of DLC coating for industry in 2005. In this presentation, I will introduce a trend of carbon-based coating research and applications.

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