다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 고체고분자연료전지의 경우 현재 상용화에 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 것이 고가의 백금 촉매이다. 따라서 특히 최근 들어 산소환원반응에서 백금을 대체하는 물질을 개발하기 위한 연구가 전세계적으로 확산되고 있다. 그러나 촉매 개발 시 경제성 관점 외에 내구성도 고려해야 하는데, 이런 관점에서 백금과 유사한 물성과 활성이 기대되는 백금족 원소들이 한 대안이 될 것이다. 가장 백금과 유사한 물성, 활성을 나타내는 팔라듐과 칼코겐화물 형태의 루테늄이 지금까지 가장 많이 연구가 되었으며 상대적으로 이리듐, 로듐, 오스뮴은 산소환원 촉매로 많은 연구가 되지 않았다. RDE (rotating disk electrode)를 이용한 반쪽전지 실험이나 연료전지 MEA (membrane electrode assembly) 운전을 통하여 백금과 활성을 비교해보면 팔라듐 계열의 비백금 촉매가 가장 백금에 가까운 활성을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이 논문에서는 각 백금족 원소들 기반의, 현재까지 문헌상으로 보고된 촉매조성들을 분석하여 비백금 산소환원 촉매 개발에 도움이 되고자 한다.
전국의 자연환경에서의 지구화학적 재해를 정량적으로 평가할 수 있는 체계를 구축하기 위하여, 지난 4년간 경기-수도권, 충남, 충북, 전남, 전북 등 국토 서반부 전역(45,000km$^2$)에 분포하는 1-2차 수계(총 11,000 개)의 하천퇴적물(150 $\mu$m 이하의 표사)을 대상으로 주원소 성분 10종과 미량원소 26종에 대해 지화학도를 작성하였다. 각 지질(구성암석)별 자연 배경치, 권역별 방대한 시료의 분석자료의 통계처리에 근거한 평균치 등 다양한 기준치를 설정하고, 유해원소의 과다농집과 필수성분의 결핍현상 등 지구화학적 재해의 유형별 평가에 필요한 등급을 설정.제시하였다. 실제로 몇 가지 지구화학적 재해사례를 권역별로 선별하여 다양한 전산 지화학도와 평가기준치에 근거하여 고찰하였다.
Graphene, hexagonal network of carbon atoms forming a one-atom thick planar sheet, has been emerged as a fascinating material for future nanoelectronics. Huge attention has been captured by its extraordinary electronic properties, such as bipolar conductance, half integer quantum Hall effect at room temperature, ballistic transport over ${\sim}0.4{\mu}m$ length and extremely high carrier mobility at room temperature. Several approaches have been developed to produce graphene, such as micromechanical cleavage of highly ordered pyrolytic graphite using adhesive tape, chemical reduction of exfoliated graphite oxide, epitaxial growth of graphene on SiC and single crystalline metal substrate, and chemical vapor deposition (CVD) synthesis. In particular, direct synthesis of graphene using metal catalytic substrate in CVD process provides a new way to large-scale production of graphene film for realization of graphene-based electronics. In this method, metal catalytic substrates including Ni and Cu have been used for CVD synthesis of graphene. There are two proposed mechanism of graphene synthesis: carbon diffusion and precipitation for graphene synthesized on Ni, and surface adsorption for graphene synthesized on Cu, namely, self-limiting growth mechanism, which can be divided by difference of carbon solubility of the metals. Here we present that large area, uniform, and layer controllable graphene synthesized on Cu catalytic substrate is achieved by acetylene-assisted CVD. The number of graphene layer can be simply controlled by adjusting acetylene injection time, verified by Raman spectroscopy. Structural features and full details of mechanism for the growth of layer controllable graphene on Cu were systematically explored by transmission electron microscopy, atomic force microscopy, and secondary ion mass spectroscopy.
추출폴라로그래프법을 이용하여 6가 크롬을 정량하는 방법에 대하여 검토하였다. 수용액중의 Cr(Ⅵ)을 초산완충용액 (pH = 5.4)에서 diethyldithiocarbamate를 킬레이트제로 사용하여 methylisobuthylketone용매로 추출하여, 이 추출액에 지지전해제로 sodium perchlorate를 넣어 직류 폴라로그램을 얻었다. 이 추출착물의 환원파는 확산지배적이었으며, 이 파의 반파전위는 -0.81 volts vs. SCE 였다. 이 환원파의 확산전류는 Cr(Ⅵ)의 양이 8 ppm 에서 160 ppm 까지의 농도범위에서 Cr(Ⅵ)의 농도에 비례하였다. 더욱이 2배량의 Cr(Ⅲ)이 공존해도 Cr(Ⅵ)의 정량에 별 영향이 없으므로 Cr(Ⅲ)와 Cr(Ⅵ)의 분별정량이 가능하며 또 Mn(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Ag(Ⅰ), Mg(Ⅱ), Ni(Ⅱ) 등이 약 1000배 정도 공존하여도 Cr(Ⅵ)의 정량에는 별 영향이 없었다
Purified rat liver aryl sulfotransferase IV (AST IV) was found to be inhibited in vitro by zinc, copper, cadmium and terbium. Among these four elements, zinc, copper and cadmium were all strongly inhibitory to the AST IV activity at very low concentrations (2.5 $\mu$M to 0.025 $\mu$M). In rat liver cytosol, zinc, copper and cadmium at 25 $\mu$M to 0.025 $\mu$M also decreased the AST IV activity to $50\%$ of the controls. In order to assess the possible effects of these metals on the AST IV activity recovery pattern in vivo, studies on the relationship between these minerals and dietary 2-acetylaminofluorene were conducted. Total of forty rats were fed one of five diets for 6 weeks: diet 1, Control diet plus 2-acetlyaminofluorene ($0.05\%$); diet 2, zinc-deficient diet plus 2-acetlyaminofluorene; diet 3, zinc-supplement diet plus 2-acetylaminofluorene; diet 4, copper-supplement diet plus 2-acetylaminofluorene; diet 5, cadmium-supplement diet plus 2-acetylaminofluorene. Half of the rats from each diet were changed to individual diet after 3 weeks of 2-acetylaminofluorene feeding. Placement of rats on the control diet following one cycle of 2-acetylaminofluorene feeding of 3 weeks without 2-acetylaminofluorene resulted in nearly full recovery of AST IV activity within 3 or 4 weeks. However, the rats fed diets that supplemented with zinc, copper or cadmium without 2-acetylaminofluorene showed a new pattern of lowered AST IV activity as early as the first cycle. Also, lowering in cytosolic AST IV contents was appeared in the livers from the rats, following one cycle of 2-acetylaminofluorene feeding of 3 weeks, fed one of the diets that supplemented with copper, cadmium or zinc without 2-acetylaminofluorene for ensuing 3 weeks.
Aluminum nitride (AlN) is used by the semiconductor industry, and is a compound that is required when manufacturing high thermal conductivity. The AlN films with c-axis orientation and thermal conductivity characteristic were deposited by using the Pulsed Laser Deposition (PLD). The AlN thin films were characterized by changing the deposition conditions. In particular, we have researched the AlN thin film deposited under optimal conditions for growth atmosphere. The epitaxial AlN films were grown on sapphire ($c-Al_2O_3$) single crystals by PLD with AlN target. The AlN films were deposited at a fixed temperature of $650^{\circ}C$, while conditions of nitrogen ($N_2$) pressure were varied between 0.1 mTorr and 10 mTorr. The quality of the AlN films was found to depend strongly on the $N_2$ partial pressure that was exerted during deposition. The X-ray diffraction studies revealed that the integrated intensity of the AlN (002) peak increases as a function the corresponding Full width at half maximum (FWHM) values decreases with lowering of the nitrogen partial pressure. We found that highly c-axis orientated AlN films can be deposited at a substrate temperature of $650^{\circ}C$ and a base pressure of $2{\times}10^{-7}Torr$ in the $N_2$ partial pressure of 0.1 mTorr. Also, it is noted that as the $N_2$ partial pressure decreased, the thermal conductivity increased.
In 2018, total 263 micro and emerging contaminants were selected as target substances by the Ministry of Environment, and 80 of them were first-class substance including endocrine disruptors, residual Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs), residual organic pollutants, pesticides and heavy metals. In this study, in order to evaluate the Hazard Quotient (HQ) of the 80 types in the domestic water environment the concentration of discharged effluent and nearby water environment reported by Korean institutes since 2010 was investigated. There were 45 substances reported to be detected, and Measurement Environment Concentration (MEC) were obtained by collectively converting them into water environment concentration. For biotoxicity, half maximal Effective Dose (EC50) to Daphnia magna, a water fleas species widely adopted in Material Safety Data Sheet (MSDS) was applied. As for the biotoxicity level, the Predicted No-Effect Concentration (PNEC) was obtained by applying the Assessment Factor (AF) and the HQ was derived by dividing it from the MEC. As a result of calculating the HQ, more than 1 substances were Cabamazepine, Mefenamic acid, Acetaminophen, Ibuprofen, Nonylphenol, Nickel, Erythromycin, Acetylslic acid, etc. Meanwhile, perfluorinated compounds were identified as hazardous substances in the water env ironment, with 5 out of 14 species included in the 20 ranks of first-class substance.
배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.
몽골 중부 항가이 남서부 지역의 다신칠렌 Nb-Ta 및 산트 동 산출지에 대한 예비조사를 수행하였다. 조사 결과 다신칠렌 지역의 Nb-Ta은 조사 지역에 넓게 분포하는 거정질 화강암과 주로 사암으로 구성된 고생대 퇴적층을 관입하는 페그마타이트 내 백운모에서 산출되는 것으로 확인되었다. Nb, Ta의 품위는 높지 않으나 거정질 화강암 지대에서 Th 542 ppm, U 56.9 ppm으로 비교적 높은 값을 갖는 노두를 발견하였다. REE의 함량은 조사 지역의 평균 함량과 최대 함량이 각각 지각의 평균 함량의 약 세 배와 일곱 배로 분석되었다. 산트 지역의 동은 고생대 퇴적층 내 규암에서 말라카이트와 같은 동 산화물로 관찰되었다. 조사지역에서 약 200 km 떨어진 우기누르 철-망간 광화대와 같은 층에서 Mn의 값이 12.4에서 34.6 %로 품위가 비교적 좋게 나타나는 것으로 확인되었다. 또한 REE의 함량은 조사지역의 평균 함량과 최대 함량이 각각 지각의 평균 함량의 약 2.5 배와 일곱 배로 분석되었다. 조사 지역의 화학 분석 결과에 대해 다변량 통계분석(요인분석)을 수행한 결과 다신칠렌 지역의 Nb-Ta은 백운모와 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났고, 산트 지역의 동은 Mo, Sn, Bi와 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 또한 요인분석 결과는 산트 지역의 철이 희토류 원소들과 함께 퇴적되었음을 지시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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