• 제목/요약/키워드: Growth kinetics

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Co/Ti이중박막을 이용한 $CoSi_2$에피박막형성에 관한 연구 (A Study on the Formation fo Epitaxial $CoSi_2$ Thin Film using Co/Ti Bilayer)

  • 김종렬;배규식;박윤백;조윤성
    • 한국재료학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.81-89
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    • 1994
  • 전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{\circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{\circ}C$, 20초 + $900^{\circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다.

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Oxygen Sensitivity of Carbon Monoxide-Dependent Hydrogen Production Activity in Citrobacter sp.

  • Kim, Jung-Rae;Oh, You-Kwan;Yoon, Yeo-Joon;Lee, Eun-Yeol;Park, Sung-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제13권5호
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    • pp.717-724
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    • 2003
  • A newly isolated Citrobacter sp. Y19 catalyzes the CO-dependent $H_2$ production (biological water-gas shift reaction) by the actions of CO dehydrogenase (CODH) and hydrogenase. Y 19 requires $O_2$ for fast growth, but its $H_2$ production activity is significantly inhibited by $O_2$. In the present study, the effect of $O_2$ on the activities of CODH ard hydrogenase was investigated quantitatively in both whole cells and broken cells, based on CO-dependent or methyl viologen (MV)-dependent $H_2$ production in addition to CO-dependent MV reduction. In crude cell extracts, CODH activity was mostly found in the soluble fraction. Inactivation of CODH and hydrogenase activities by $O_2$ followed the first-order decay kinetics, and the dependence of the rate constants on $O_2$ partial pressure could be expressed by the Michaelis-Menten equation. In whole cells, the maximum deactivation rate constants ($k_{d,max}$ of hydrogenase and CODH were quite similar: $0.07{\pm}0.03 min^{-1}\;and\;0.10{\pm}0.04 min^{-1}$, respectively. However, the first-order rate constant ($k_{d,max}/K_s$) of CODH ($0.25\;min^{-1}\;atm^{-1}$) at low $O_2$ partial pressures was about 3-fold higher than that of the hydrogenase, since the half-saturation constant ($K_s$) of CODH was about half of that of hydrogenase. In broken cells, both enzymes became significantly more sensitive to $O_2$ compared to the unbroken cells, while $k_{d,max}/K_s$ increased 37-fold for hydrogenase and 6.7-fold for CODH. When whole cells were incubated under anaerobic conditions after being exposed to air for 1 h, hydrogenase activity was recovered more than 90% in 2 h suggesting that the deactivation of hydrogenase by $O_2$ was reversible. On the contrary, CODH activity was not recovered once deactivated by $O_2$ and the only way to recover the activity was to synthesize new CODH. This study indicates that $O_2$ sensitivity of $H_2$ production activity of Citrobacter sp. Y19 is an important drawback as in other $H_2-producing$ bactria.

고전장펄스를 이용한 약주의 회분식 살균 (Sterilization of Yakju(Rice Wine) Using a Batch-type High Voltage Pulsed Electric Field System)

  • 김수연;박영서;목철균
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.1247-1253
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    • 1999
  • 고전장 펄스가 전통 약주의 살균에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 비살균 약주를 사용하여 고전장 펄스를 회분식 처리를 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 약주의 초기미생물수는 세균 7.52 X $10^4\;CFU/mL$, 젖산균 2.20 X $10^4\;CFU/mL$, 효모 7.08 X $10^4\;CFU/mL$이었다. 약주의 PEF 처리전 pH는 3.36, 산도는 0.462%, 전기전도도는 1.24 mS/cm이었다. 약주를 고전장 펄스처리하는데 사용한 전기장의 세기는 12.5-25 kv/cm로 하였으며 exponential-wave형태의 펄스를 전기장의 세기에 따라 펄스수를 달리하여 처리하였다. 약주의 살균을 위한 최소임계전기장의 세기는 총균의 경우 7.5 kV/cm, 젖산균의 경우 8.5 kV/cm, 효모의 경우 6.5 kV/cm 이었다. 약주를 PEF 처리한 경우 전기장세기와 펄스수가 증가할수록 미생물의 살균효과가 증가하였다. PEF처리에 의한 약주 미생물의 사멸기작은 In s = In A-k In(n)에 적용되었으며 사멸속도상수는 전기장세기에 따라 증가하였고 미생물 종류별로는 효모>일반세균>젖산균 순으로 낮아졌다. PEF 처리하여 저장하였을 경우 PEF처리구는 pH의 변화와 적정산도의 변화가 없었으며 미생물의 경우 PEF처리한 시료는 $4^{\circ}C$$30^{\circ}C$ 저장중 미생물의 생육을 보이지 많아 PEF처리에 의한 저장성 향상이 확인되었다.

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Effects of the immobilization of heparin and rhPDGF-BB to titanium surfaces for the enhancement of osteoblastic functions and anti-inflammation

  • Huh, Jung-Bo;Lee, Jeong-Yo;Lee, Kyung-Lae;Kim, Sung-Eun;Yun, Mi-Jung;Shim, Ji-Suk;Shim, June-Sung;Shin, Sang-Wan
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제3권3호
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    • pp.152-160
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    • 2011
  • PURPOSE. This study was to investigate the effects of recombinant human platelet-derived growth factor (rhPDGF-BB) and heparin to titanium surfaces for enhancement of osteoblastic functions and inhibition of inflammation activity. MATERIALS AND METHODS. The anodized titanium discs, not coated with any material, were used as a control group. In heparinized-Ti group, dopamine was anchored to the surface of Ti substrates, and coated with heparin. In PDGF-Ti group, rhPDGF-BB was immobilized onto heparinized Ti surface. The surface morphologies were investigated by the scanning electron microscope in each group. The release kinetics of rhPDGF-BB were analyzed, and cytotoxicity tests for each group were conducted. The biocompatibilities were characterized by measuring cell proliferation, alkaline phosphatase activity, and calcium deposition using MG-63 cells. Statistical comparisons were carried out by one-way ANOVA tests. Differences were considered statistically significant at $^*$P<.05 and $^{**}$P<.001. RESULTS. The combination of rhPDGF-BB and heparin stimulated alkaline phosphatase activity and OCN mRNA expression in osteoblastic cells ($^*$P<.05 and $^{**}$P<.001). MG-63 cells grown on PDGF-Ti had significantly higher amounts of calcium deposition than those grown on anodized Ti ($^{**}$ P<.001). Heparinized Ti was more anti-inflammatory compared to anodized Ti, when exposed to lipopolysaccharide using the transcript levels of TNF-${\alpha}$ and IL-6 of proinflammatory cytokine ($^*$P<.05 and $^{**}$P<.001). CONCLUSION. The result of this study demonstrated that the incorporation of rhPDGF-BB and heparin onto Ti surface enhanced osteoblastic functions and inhibited inflammation.

신생아와 노인 유래 섬유아세포의 노화과정에서의 세포학적 성질의 비교 (Comparison of Cellular Senescence Phenotype in Human Fibroblasts from New-born and Aged Donors.)

  • 이혜원;황은성
    • 생명과학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.344-349
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    • 2008
  • 이 논문에서는 신생아와 노인 유래의 섬유아세포들의 노화의 특징들을 비교하여 사람의 나이와 세포의 수명 및 세포 형질의 관계에 대해 연구하였다. 본 연구의 결과는 비록 한가지의 노인세포에 대해 얻어진 것이기는 하지만 다음과 같은 세 가지 중요한 가능성을 제시한다. 첫째로, 노인에서 유래한 섬유아세포의 증식속도가 신생아 유래의 세포에 비해서 느릴 가능성이 있다. 이러한 결과는 실제로 노인 신체에 존재하는 세포가 신생아에 존재하는 세포에 비해 낮은 속도로 증식할 가능성을 시사하는 것으로서, 노인에서 관찰되는 조직실질의 감소 원인을 설명하는 자료가 될 수 있겠다. 둘째로, 노인 유래 섬유아세포의 early passage 세포가 신생아 유래의 세포의 early passage 세포와 동일하게 낮은 수준의 SA ${\beta}-Gal$ 활성, autofluorescence, lysosome 함량, 그리고 활성산소 수준을 갖고 있었다. 이 점은, early passage 때의 세포가 보이는 형질이 신체에 존재하는 세포의 상황과 크게 다르지 않다고 가정할 때, 노인 신체의 조직에 존재하는 세포들이 신생아의 세포와 유사한 상태로 존재할 가능성을 시사하는 것이다. 즉, 노인 신체에서는 in vitro 노화세포에서 나타나는 수준의 세포노화가 일어나 있지 않다는 것이다. 셋째, 노인세포가 노화했을 때는 신생아세포의 경우와 거의 동일한 수준의 활성산소, lysosome, SA ${\beta}-Gal$ activity 증가를 보이고 있었는데, 이는 노인 유래의 세포가 in vitro 배양 시 신생아 유래의 세포보다 더 심하거나 또는 빠른 산화적 손상이나 세포학적 변화를 겪지는 않는다는 것을 보여주는 것으로서, 세포가 보유한 항산화적 기능이 노인이 되면서 크게 약화되지는 않음을 시사하고 있다. 결론적으로 노인 유래의 세포는 세포증식 속도를 제외하면 대체로 신생아 때의 상태와 동일한 세포 내 상태를 갖고 있다고 결론 내릴 수 있겠다.

Structural and Kinetic Characteristics of 1,4-Dioxane-Degrading Bacterial Consortia Containing the Phylum TM7

  • Nam, Ji-Hyun;Ventura, Jey-R S.;Yeom, Ick Tae;Lee, Yongwoo;Jahng, Deokjin
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권11호
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    • pp.1951-1964
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    • 2016
  • 1,4-Dioxane-degrading bacterial consortia were enriched from forest soil (FS) and activated sludge (AS) using a defined medium containing 1,4-dioxane as the sole carbon source. These two enrichments cultures appeared to have inducible tetrahydrofuran/dioxane and propane degradation enzymes. According to qPCR results on the 16S rRNA and soluble di-iron monooxygenase genes, the relative abundances of 1,4-dioxane-degrading bacteria to total bacteria in FS and AS were 29.4% and 57.8%, respectively. For FS, the cell growth yields (Y), maximum specific degradation rate ($V_{max}$), and half-saturation concentration ($K_m$) were 0.58 mg-protein/mg-dioxane, $0.037mg-dioxane/mg-protein{\cdot}h$, and 93.9 mg/l, respectively. For AS, Y, $V_{max}$, and $K_m$ were 0.34 mg-protein/mg-dioxane, $0.078mg-dioxane/mg-protein{\cdot}h$, and 181.3 mg/l, respectively. These kinetics data of FS and AS were similar to previously reported values. Based on bacterial community analysis on 16S rRNA gene sequences of the two enrichment cultures, the FS consortium was identified to contain 38.3% of Mycobacterium and 10.6% of Afipia, similar to previously reported literature. Meanwhile, 49.5% of the AS consortium belonged to the candidate division TM7, which has never been reported to be involved in 1,4-dioxane biodegradation. However, recent studies suggested that TM7 bacteria were associated with degradation of non-biodegradable and hazardous materials. Therefore, our results showed that previously unknown 1,4-dioxane-degrading bacteria might play an important role in enriched AS. Although the metabolic capability and ecophysiological significance of the predominant TM7 bacteria in AS enrichment culture remain unclear, our data reveal hidden characteristics of the TM7 phylum and provide a perspective for studying this previously uncultured phylotype.

LSC가 코팅된 고체산화물 연료전지용 금속연결재의 특성 연구 (Characteristics of LSC coated Metallic Interconnect for Solid Oxide Fuel Cell)

  • 표성수;이승복;임탁형;박석주;송락현;신동열
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권2호
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    • pp.172-177
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    • 2010
  • 본 논문에서는 SOFC 금속연결재로서 Crofer22APU를 적용하고자 표면에 전도성 산화막($La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3$)을 습식코팅 후, SOFC 작동환경에서 산화거동, 전기적 특성변화 및 미세구조 변화를 관찰하였다. 코팅 전 샌드블러스트 장치를 이용한 Crofer22APU 표면처리를 통하여 코팅막/금속의 접합특성을 개선시킬 수 있었으며, 320 mesh의 입자크기를 갖는 알루미나 분말을 이용하여 표면처리한 경우 접착특성이 극대화되었다.$La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3$ 코팅된 시편의 전기적 특성 평가는 4-wire 법을 이용하여 SOFC 작동환경에서 약 4,000 시간 장기성능 평가하였으며 $12mW{\cdot}cm^2$의 낮은 면저항값을 얻을 수 있었다. 실험종료 후 미세구조 분석결과에서도 전도성 산화막($La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3$) 코팅이 금속의 부식으로 인한 산화층의 생성속도를 늦추고 이로 인한 금속의 전기적 특성이 감소하는 것을 방지하는데 유효함을 확인하였다.

In situ ruminal degradation characteristics of dry matter and crude protein from dried corn, high-protein corn, and wheat distillers grains

  • Lee, Y.H.;Ahmadi, F.;Choi, D.Y.;Kwak, W.S.
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제58권9호
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    • pp.33.1-33.7
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    • 2016
  • Background: The continuing growth of the ethanol industry has generated large amounts of various distillers grains co-products. These are characterized by a wide variation in chemical composition and ruminal degradability. Therefore, their precise formulation in the ruminant diet requires the systematic evaluation of their degradation profiles in the rumen. Methods: Three distillers grains plus soluble co-products (DDGS) namely, corn DDGS, high-protein corn DDGS (HP-DDGS), and wheat DDGS, were subjected to an in situ trial to determine the degradation kinetics of the dry matter (DM) and crude protein (CP). Soybean meal (SBM), a feed with highly degradable protein in the rumen, was included as the fourth feed. The four feeds were incubated in duplicate at each time point in the rumen of three ruminally cannulated Hanwoo cattle for 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, and 48 h. Results: Wheat DDGS had the highest filterable and soluble A fraction of its DM (37.2 %), but the lowest degradable B (49.5 %; P < 0.001) and an undegradable C fraction (13.3 %; P < 0.001). The filterable and soluble A fraction of CP was greatest with wheat DDGS, intermediate with corn DDGS, and lowest with HP-DDGS and SBM; however, the undegradable C fraction of CP was the greatest with HP-DDGS (41.2 %), intermediate with corn DDGS (2.7 %), and lowest with wheat DDGS and SMB (average 4.3 %). The degradation rate of degradable B fraction ($%\;h^{-1}$) was ranked from highest to lowest as follows for 1) DM: SBM (13.3), wheat DDGS (9.1), and corn DDGS and HP-DDGS (average 5.2); 2) CP: SBM (17.6), wheat DDGS (11.6), and corn DDGS and HP-DDGS (average 4.4). The in situ effective degradability of CP, assuming a passage rate of $0.06h^{-1}$, was the highest (P < 0.001) for SBM (73.9 %) and wheat DDGS (71.2 %), intermediate for corn DDGS (42.5 %), and the lowest for HP-DDGS (28.6 %), which suggests that corn DDGS and HP-DDGS are a good source of undegraded intake protein for ruminants. Conclusions: This study provided a comparative estimate of ruminal DM and CP degradation characteristics for three DDGS co-products and SBM, which might be useful for their inclusion in the diet according to the ruminally undegraded to degraded intake protein ratio.

폐 피복관 처리를 위한 염소계-불소계 혼합용융염 내 지르코늄 전해정련공정에서 삼불화알루미늄의 효과 연구 (Effect of AlF3 on Zr Electrorefining Process in Chloride-Fluoride Mixed Salts for the Treatment of Cladding Hull Wastes)

  • 이창화;강덕윤;이성재;이종현
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.127-137
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    • 2019
  • 삼불화알루미늄($AlF_3$)이 포함된 염화물-불화물 혼합 용융염에서 ZIRLO 튜브를 이용한 지르코늄 전해정련공정을 실증하였다. 순환 전압전류실험 결과, $AlF_3$의 농도가 증가함에 따라 금속환원의 개시 전위가 일정하게 증가하고 지르코늄-알루미늄 합금형성과 관련된 추가적인 peak의 크기가 점차 증가하는 것으로 나타났다. 전류조절 전착법과 달리, -1.2 V의 일정전위에서 수행한 지르코늄 전해정련에서 방사형 판 구조의 지르코늄 성장이 염의 상단 표면에서 확연하게 나타났으며, 전착물 지름의 크기는 $AlF_3$의 농도에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났다. 주사전자현미경(SEM)과 에너지 분산 X선 분광기(EDX)와 X선 광전자 분광기(XPS)를 이용하여 판 구조의 지르코늄 전착물을 분석한 결과, 극미량의 알루미늄이 지르코늄-알루미늄 합금 형태로 존재하며, 전착물의 상단과 하단 간에 서로 다른 화학성분구조를 갖는 것으로 나타났다. $AlF_3$의 첨가는 전착물 내 잔류염 양을 줄이고, 지르코늄 회수를 위한 전류효율을 향상시키는 데 효과적인 것으로 나타났다.

가스공급속도 및 광도조절을 이용한 담수미세조류 Parachlorella sp.의 바이오매스 생산성 향상 (Improving Biomass Productivity of Freshwater microalga, Parachlorella sp. by Controlling Gas Supply Rate and Light Intensity in a Bubble Column Photobioreactor)

  • 김지훈;임경준;홍성주;장희수;장현진;윤석민;이승환;이철균;이창수
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.41-48
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    • 2023
  • The objective of the present study was to improve the biomass productivity of newly isolated freshwater green microalga Parachlorella sp. This was accomplished by culture conditions optimization, including CO2 concentration, superficial gas velocity, and light intensity, in 0.5 L bubble column photobioreactors. The supplied CO2 concentration and gas velocity varied from 0.032% (air) to 10% and 0.02 m/s - 0.11 m/s, respectively, to evaluate their effects on growth kinetics. Next, to maximize the production rate of Parachlorella sp., a lumostatic operation based on a specific light uptake rate (qe) was applied. From these results, the optimal CO2 concentration in the supplied gas and the gas velocity were determined to be 5% and 0.064 m/s, respectively. For the lumostatic operation at 10.2 µmol/g/s, biomass productivity and photon yield showed significant increases of 83% and 66%, respectively, relative to cultures under constant light intensity. These results indicate that the biomass productivity of Parachlorella sp. can be improved by optimizing gas properties and light control as cell concentrations vary over time.