• 제목/요약/키워드: Growth kinetic

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PVD증착용 흡착인히비터의 영향에 따른 제작막의 특성 비교 (Characteristics Comparison of Prepared Films According to Influence of Adsorption Inhibitor in the Condition of Deposition)

  • 이찬식;윤용섭;권식철;김기준;이명훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2001년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.67-67
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    • 2001
  • The structure zone model has been used to provide an overview of the relationship between the microstructure of the films deposited by PVD and the most prominent deposition condition.s. B.AMovchan and AV.Demchishin have proposed it firstls such model. They concluded that the general features of the resulting structures could be correlated into three zones depending on $T/T_m$. Here T m is the melting point of the coating material and T is the substrate temperature in kelvines. Zone 1 ($T/Tm_) is dominated by tapered macrograins with domed tops, zone 2 ($O.3) by columnar grains with denser boundaries and zone 3 ($T/T_m>O.5$) by equiaxed grains formed by recrystallization. J.AThomton has extended this model to include the effect of the sputtering gas pressure and found a fourth zone termed zone T(transition zone) consisting of a dense array of poorly defined fibrous grains. R.Messier found that the zone I-T boundary (fourth zone of Thorton) varies in a fashion similar to the film bias potential as a function of gas pressure. However, there has not nearly enough model for explaining the change in morphology with crystal orientation of the films. The structure zone model only provide an information about the morphology of the deposited film. In general, the nucleation and growth mechanism for granular and fine structure of the deposited films are very complex in an PVD technique because the morphology and orientation depend not only on the substrate temperature but also on the energy of deposition of the atoms or ions, the kinetic mechanism between metal atoms and argon or nitrogen gas, and even on the presence of impurities. In order to clarify these relationship, AI and Mg thin films were prepared on SPCC steel substrates by PVD techniques. The influence of gas pressures and bias voltages on their crystal orientation and morphology of the prepared films were investigated by SEM and XRD, respectively. And the effect of crystal orientation and morphology of the prepared films on corrosion resistance was estimated by measuring polarization curves in 3% NaCI solution.

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Cu-Zr-Al-Be 비정질합금의 결정화거동 및 속도론 (Crystallization Behavior and Kinetics of Cu-Zr-Al-Be Bulk Metallic Glass)

  • 김유찬;에릭플러리;석현광;차필령;이진규;이재철
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.338-344
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    • 2008
  • The crystallization kinetics of the $Cu_{43}Zr_{43}Al_7Be_7$ bulk metallic glass were studied by differential scanning calorimetry(DSC) in the continuous heating and isothermal annealing modes. Only one major peak could be detected on the DSC traces of $Cu_{43}Zr_{43}Al_7Be_7$ bulk amorphous alloy, and the activation energy for crystallization corresponding to the peak determined by the Kissinger method was resulted of 239 kJ/mol. The isothermal kinetic, analyzed by the Johnson-Mehl-Avrami equation yielded values for the Avrami exponents in the range 1.69 to 2.37, which implied a crystallization governed by a three-dimensioned growth. Primary phases were essentially the cubic structure CuZr together with the $Cu_{10}Zr_7$ phase. At higher temperature, the CuZr disappeared while the $Cu_{10}Zr_7$ became predominant. After long term annealing at 731 K, the phases were $Cu_{10}Zr_7$, $Cu_2ZrAl$ and $Al_3Zr_5$.

Mesoporous 막 제조를 위한 급냉법에 의한 역 열유도상전이공정 (Formation of Mesoporous Membrane by Reverse Thermally induced Phase Separation (RTIPS) Process Using Flash Freezing)

  • 염충균;김지원;박희영;박성은;이기윤;이규호
    • 멤브레인
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    • 제31권1호
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    • pp.67-79
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    • 2021
  • 급냉법에 의한 역 열유도상전이(RTIPS) 공정을 사용하여 mesoporous polystyrene (PS), polyethersulfone (PES) 막을 제조하였다. 급냉법에 의한 RTIPS 공정은 급냉 및 승온 시 도포 용액 내 용매 분자들의 결정 생성 및 성장을 통해 나노 규모의 상전이를 야기시켜 mesoporous 기공들을 형성된다. 시차주사열량계(TA: DSC) 사용해 측정된 사용 용매 dimethylformamide (DMF)와 여러 고분자 함량의 고분자용액들에 대한 엔탈피 변화와 주사현미경(SEM)을 사용하여 측정한 고분자함량에 따른 제조된 막 구조, 그리고 비표면적 분석기(BET) 사용하여 측정한 고분자 함량에 따라 제조된 막의 기공크기분포 및 표준편차 분석을 통해 RTIPS 공정 시 상전이 거동을 살펴보았다

토크 측정과 시차주사열량계를 이용한 수용성 고분자 화합물의 하이드레이트 저해 성능 평가 (Evaluation of Hydrate Inhibition Performance of Water-soluble Polymers using Torque Measurement and Differential Scanning Calorimeter)

  • 신규철;박주운;김자경;김현호;이요한;서용원;서유택
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권6호
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    • pp.814-820
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    • 2014
  • 본 연구에서는 토크 측정과 고압 시차주사 열량계를 이용하여 pyrrolidone, caprolactam, acrylamide 계열 수용성 고분자들의 하이드레이트 저해 성능을 평가하였다. 실험 결과, 세 종류의 고분자가 모두 동역학적인 하이드레이트 생성억제제 효과를 나타내는 것으로 확인되었으며, 특히 0.5 wt% polyvinylcaprolactam (PVCap)의 경우 34.4분의 하이드레이트 유도 시간, 15.9 K의 subcooling 성능을 보이며 12.3 분, 6.0 K의 순수 물 시스템보다 월등한 저해 성능을 나타내었다. 0.5 wt% polyvinylpyrrolidone (PVP)의 경우 중간 정도의 저해 성능을 보였으며, polyacrylamide-co-acrylic acid partial sodium salt (PAM-co-AA)의 경우 각각 0.5 wt%와 5.0 wt%의 농도에서 미미한 하이드레이트 저해 성능을 보였다. 반면에 생성된 하이드레이트 입자의 성장속도와 생성 양에서는 PAM-co-AA가 PVCap과 더불어 가장 월등한 저해 효과를 나타내었다. 또 다른 주요 성능 평가 요소 중 하나인 토크 변화의 경우에는 PVCap이 평균 토크 6.4 N cm로 가장 좋은 성능을 보였으며, 0.5 wt%의 PAM-co-AA 시스템이 평균 7.2 N cm의 값으로 그 뒤를 이었다. 고압 시차주사 열량계를 이용한 수용성 고분자 물질의 저해 성능 평가 실험의 결과는 autoclave 실험의 결과와 유사하였다. PVCap을 첨가한 경우 하이드레이트가 생성되기까지의 유도시간이 가장 길어서 저해성능이 뛰어난 것을 확인하였다.

유산균 발효에 관한 동력학적 연구(제1보) 발효에 미치는 기계적 교반의 영향 (KINETIC STUDIES OF LACTIC ACID FERMENTATION(PART 1) EFFECT OF MECHANICAL AGITATION ON FERMENTATION)

  • 이근태;한봉호
    • 한국수산과학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.155-160
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    • 1979
  • Lactic acid발효능이 있는 L. bulgaricus의 증식에 미치는 기계적 교반의 효과 및 동력학적 결과는 다음과 같다. 1) L. bulgaricus를 30시간 발효시켰을 때 세균의 농도는 액면변화가 적은 $N_{Re}=1\times10^5\~5\times10^5$ 범위에서는 2.4 UOD/ml로 동일 하였으며 $N_{Re}=1\times10^5\~1\times10^6$일 때 2.9UOD/ml로 가장 높은 값이었다. 2) 발효 30시간후 포도당의 잔량은 $N_{Re}=1\times10^5\~5\times10^5$범위에서 18g/l, $N_{Re}=1\times10^6$인 경우 8.3g/l였다. 3) 최대비증식속도$(\mu_{max})$$N_{Re}=1\times10^5\~5\times10^5$에서 $0.28hr^{-1},\;N_{Re}=1\times10^6에서 $0.58hr^{-1}이었다. 4) Saturation constant $(K_s)$N_{Re}=1\times10^5\~5\times10^5$ 3.44g/l, $N_{Re}=1\times10^6$에서 6.74g/l이었다.

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Effects of Hypobaric Conditions on Apoptosis Signalling Pathways in HeLa Cells

  • Arican, Gul Ozcan;Khalilia, Walid;Serbes, Ugur;Akman, Gizem;Cetin, Idil;Arican, Ercan
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권12호
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    • pp.5043-5047
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    • 2014
  • Nowadays increasing effectiveness in cancer therapy and investigation of formation of new strategies that enhance antiproliferative activity against target organs has become a subject of interest. Although the molecular mechanisms of apoptosis can not be fully explained, it is known that cell suicide program existing in their memory genetically is activated by pathophysiological conditions and events such as oxidative stress. Low pressure (hypobaric) conditions that create hypoxia promote apoptosis by inhibiting cell cycling. In this study, determination of the effects of fractional hypobaric applications at different times on HeLa cells at cellular and molecular levels were targeted. Experiments were carried out under hypobaric conditions (35.2 kPa) in a specially designed hypobaric cabin including 2% $O_2$ and 98% N. Application of fractional hypobaric conditions was repeated two times for 3 hours with an interval of 24 hours. At the end of the implementation period cells were allowed to incubate for 24 hours for activation of repair mechanisms. Cell kinetic parameters such as growth rate (MTT) and apoptotic index were used in determination of the effect of hypobaric conditions on HeLa cells. Also in our study expression levels of the Bcl-2 gene family that have regulatory roles in apoptosis were determined by the RT-PCR technique to evaluate molecular mechanisms. The results showed that antiproliferative effect of hypobaric conditions on HeLa cells started three hours from the time of application and increased depending on the period of exposure. While there was a significant decrease in growth rate values, there was a significant increase in apoptotic index values (p<0.01). Also molecular studies showed that hypobaric conditions caused a significant increase in expression level of proapoptotic gene Bax and significant decrease in antiapoptotic Bfl-1. Consequently fractional application of hypobaric conditions on HeLa cell cultures increased both antiproliferative and apoptotic effects and these effects were triggered by the Bax gene.

Acetobacter aceti균의 심부배양에 의한 초산발효의 동력학적 연구 (Kinetic Studies on Submerged Acetic Acid Fermentation of Acetobacter aceti)

  • 김상식;이근태
    • 한국수산과학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.301-306
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    • 1992
  • 초산발효능이 강하고 강호기성균인 Acetobacter aceti균의 초산발효에 있어서 교반과 통기속도를 달리했을 때의 발효에 미치는 경향을 요약하면 다음과 같다. 1) 교반 및 통기를 달리했을 때에 균의 증식, 산생성 및 기질소비는 상당한 차이가 있었으며 배양 48시간에 균체는 정체기에 도달하였다. 2) Acetobacter aceti균의 산 발효경향은 증식관 연형이었다. 3) 통기속도는 1v/v/M일 때, 교반속도 700, 500 및 300rpm에서의 최대비증식원도는 각각 $3.97\times10^{-2},\;3.82\times10^{-2}$$2.04\times10^{-2}\;hr^{-1}$이었으며, saturation constant(Ks)는 61.4, 64.6 및 69.4mg/ml, 그리고 효소이동용량계수는 각각 0.9337, 0.4468 및 $0.1701min^{-1}$이었다. 4) 교반속도 500rpm일 때, 통기속도 1.25, 1.00 및 0.75v/v/M에서의 최대비증식속도는 각각 $3.90\times10^{-2},\;3.82\times10^{-2}$$2.37\times10^{-2}\;hr{-1}$ saturation constant(Ks)는 63.4, 64.6 및 64.9mg/ml, 산소이동용량계수는 각각 0.4923, 0.4468 및$0.3509min^{-1}$다.

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비정질 $TiO_2$$\alpha-AL_2O_3$부터 $AL_2TiO_5$를 합성하기 위한 고체상태 반응속도 (Solid-state reaction kinetics for the formation of aluminium titanate ($AL_2TiO_5$) from amorphous $TiO_2$ and $\alpha-AL_2O_3$)

  • Ik Jin Kim;Oh Seong Kweon;Young Shin Ko;Constantin Zografou
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.259-270
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    • 1997
  • $\alpha-Al_2O_3$와 비정질 $TiO_2$부터 $Al_2TiO_5$를 합성하기 위한 고체상태반응의 반응속도를 $1200~1300^{\circ}C$ 온도 범위에서 연구하였다. 반응속도는 $Al_2O_3$분말을 코팅한 50 mol%의. $TiO_2$와 일정한 온도에서 여러 시간동안 가열하여 생성된 혼합물에 의하여 결정되었다. MgO안의 반응물과 미반응물의 양은 X-선 회절분석에 의하여 결정되었다. $Al_2TiO_5$의 부피율과 peak intensity비의 자료로부터 $Al_2O_3$$TiO_2$의 pseudobrookite(Tialite)형태로의 반응은 $1280^{\circ}C$$1300^{\circ}C$ 사이에서 시작되었다. 고체상태반응 활성화 에너지는 Arrhenius식에 의하여 결정되었다. 활성화 에너지는 622.4 kJ/mol이다.

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다양한 수질정화 공정 별 하수처리수 재이용수의 조류성장 비교 (Comparison of Algal Growth Kinetics using Reclaimed Wastewaters from Various Treatment Processes)

  • 주진철;서수현;송호면;김일호;안창혁
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.309-309
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    • 2011
  • 지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

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미생물을 이용한 일산화탄소로부터 에탄올 생산공정 최적화 (Optimization of Microbial Production of Ethanol form Carbon Monoxide)

  • 강환구;이충렬
    • KSBB Journal
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    • 제17권1호
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    • pp.73-79
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    • 2002
  • 본 연구에서는 C. ljungdahlii를 이용하여 일산화탄소로부터 에탄올 생성 방법을 최적화하였다. 먼저 Clostridium ljungdahlii ATCC 55383을 이용하여 일산화탄소 소비속도에 대한 kinetic model과 그에 따른 여러 가지 상수값을 계산하기 위한 실험을 수행하였다. 이 결과 일 산화탄소 소비속도 data에 Michaelis Menten식이 잘 적용됨을 알수 있었고 기울기 값 $K_m/V_{max}$ max 및 y-절편값 $1/V_{max}$로부터 구한 $V_{max}$는 37.14 mmol/L-hr-O.D. 그리고 $K_{m}$은 0.9516 atm임을 알 수 있었다. C. ljungdahlii에서의 ethanol의 생성에 미치는 pH와 질소원의 영향을 실험한 결과 세포성장에는 pH 5.5와 YE첨가가 에탄올 생성에는 pH 4~4.5, ammonium solution $(NH_4Cl+(NH_4)_2SO_4$)첨가가 필요한 것으로 확인되었다. 따라서 pH 5.5와 YE 0.5%에서 C. ljungdahlii를 배양한 후 pH 4.5로 shift하고 ammonium solution을 계속 첨가한 경우 세포농도 0.D. 0.25에서 약 3.6 g/L의 에탄올 생성을 얻었으며 이것은 pH 및 질소원 shift가 없는 경우에 비하여 약 20배 이상 에탄을 생성양이 증가된 수치이다. 이를 바탕으로 pH shift 후 N source로서 ammonium solution을 지속적으로 공급하여 주면서 fermenter를 이용한 일산화탄소로부터 에탄을 최적화를 수행하였고 이 결과 최대 specific ethanol production rate 0.49 g ethanol/L.hr.O.D.를 얻을 수 있었으며 생성된 최종 에탄을 농도는 25 g ethanol/L에 달하였다. 이 결과를 이용하여 높은 세포농도를 얻기 위하여 세포성장에 도움을 주는 탄소원 실험을 수행하였고 이 결과 glucose를 이용한 세포성장후 일산화탄소로 전환하는 방법을 fermenter에 적용하여 pH 5.5, 400 rpm 조건에서 glucose를 feeding하여 O.D. 3.4가지 자라게 한 후 ammonium solution을 첨가하여 주면서 일산화탄소를 소비하는 시점가지 약 10시간 동안 CO adaptation을 실시하여 일산화탄소의 소비속도가 충분한 속도에 달했을 때 pH를 5.5에서 4.5로 낮추어 주었고 그 후 간헐적으로 ammonium solution을 feeding한 결과 얻어진 최종 에탄을 생성량은 45 g/L 이었다. 특히 약60시간 이내에 45 g/L 정도의 ethanol을 생성 함으로써 0.75 g ethanol/L.hr의 ethanol 생산성을 확보 할 수 있었다. 또한 C. ljungdahlii이 에탄을 내성을 실험한 결과 약 50 g/L 정도의 에탄올에는 큰 성장 장애를 받지 않는 것으로 나타나 이 균주를 이용한 산업체 부생가스로부터의 에탄을 생산 가능성을 더하여 주고 있다. 현재 본 연구진에 의하여 C. ljungdahlii를 이용하여 long term operation시의 cell viability 유지를 위한 세포성장과 에탄을 생성을 완전히 분리시킨 2 bioreactor system의 연구 및 일산화탄소로부터 높은 농도의 에탄올을 생성하는 독창적인 새로운 균주가 분리되어 현재 실험 진행 중이다.