• 보존과학회지
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• 제36권5호
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• pp.383-392
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• 2020

본 연구는 전북지역 조각공원 중 용담댐 환경조각공원과 내장산 조각공원에 전시되고 있는 페인팅 조각 작품 3점의 도장 층에 대한 단면 관찰, 무기성분 분석, 적외선 분광분석을 실시하여 현대 미술 작품에 사용된 도료의 특성을 확인하고자 하였다. 도료의 단면은 2~3회 가량의 여러 층으로 이루어져 있고, 층의 두께는 약 23~150 ㎛으로 불균일하며 도장 전 바탕 면 처리로 퍼티가 사용되었음이 관찰되었다. 무기성분 분석 결과 퍼티 층은 탄산칼슘,철단, 규조토, 이산화티탄 등을 성분으로 하는 퍼티를 사용한 것으로 판단된다. 도장 층은 녹색(Cr₂O₃), 청색(Sodalite Blue), 적색(Chrome red), 백색(TiO₂)계 안료가 혼합된 페인트를 이용해 도장이 이루어진 것으로 추정된다. 도료의 종류를 확인하기 위한 적외선 분광분석 결과 폴리에스터계 수지가 혼합된 페인트와 체질안료 등을 기반으로 한 페인트를 사용한 것으로 판단된다.

• Applied Microscopy
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• 제42권2호
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• pp.87-93
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• 2012

본 연구는 색조화장품에 사용되는 실리카, 이산화티탄, 탈크, 카올린과 BB크림 화장품에서 분리한 혼합물의 미세구조를 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 카올린은 판상의 다각형 구조로 매끄러운 표면을 가지고 있었고 가장자리는 탈크의 경계면과 비교하였을 때 상대적으로 부드러운 모양을 하고 있었다. 또한 여러 겹의 층으로 형성된 덩어리에서 각 층의 두께는 약 $0.1{\mu}M$로 측정되었다. 탈크는 아주 얇은 박편상으로 이들 박편들이 층을 이루고 있는 덩어리 형태로 관찰되었다. 이들 얇은 판상의 탈크 경계면은 뾰족하거나 각이진 형태로 관찰되었으며 박편두께는 약 600 nm로 관찰되었다. 카올린과 탈크의 박편두께를 비교하였을 때 카올린 박편의 두께가 두꺼운 것으로 나타났다. 이산화티탄은 직경이 0.2~0.3 ${\mu}M$로 측정되었고 입자 표면이 부드러운 입방형의 형태를 하고 있었다. 실리카는 구형의 형태로 크기가 200 nm에서부터 $15{\mu}M$까지 아주 다양한 크기로 관찰되었다. BB크림 화장품에서 무기안료들을 관찰한 결과 실리카는 균질하게 분산되어 있었고 이들 사이에 크기가 상대적으로 작은 탈크, 카올린, 이산화티탄, 산화철 등이 채워져 있었다. 결론적으로 색조화장품에서 실리카는 피부에 화장막을 형성하는 최소한의 두께로 작용한다.

• 대한화학회지
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• 제53권3호
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• pp.368-376
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• 2009

이 연구는 고등학교 화학I에서 이루어지는 금속의 반응성 실험에서 발견되는 문제점을 살펴보 고 이에 대한 이해를 목적으로 한다. 금속의 반응성 실험에서 제기된 문제는 세 가지로, 첫째 Al(s)이 전혀 반응하지 않는 이유와 반응을 관찰할 수 있는 방안, 둘째 Zn(s)과 FeS$O_4$(aq)의 반응에서 기포가 관찰 되는 이유, 셋째 FeS$O_4$(aq)와 Zn(s)의 반응에서 나타나는 침전의 정체 확인이다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다. 첫째, Al(s)은 산화피막 생성속도가 매우 빨라 반응을 관찰할 수 없으며, 강한 염산을 이용한 경쟁 반응을 이용하여 산화막 생성이 억제된 상태에서 알루미늄과 다른 금속 이온과의 반응을 관찰할 수 있다. 둘째, 발생하는 기포는 수소이온의 환원에 의한 수소기체로, 금속과 금속이온의 반응과 함께 물속의 수소이온이 특정한 농도범위에서 경쟁적으로 금속과 반응하고 있음을 확인하였다. 셋째, FeS$O_4$(aq)와 Zn(s)의 반응에서 Fe(s)은 관찰되지 않으며 Zn(s) 표면에 생성되는 검은색의 자성을 띠는 물질은 Fe3$O_4$(s)이고 용액 속에서 침전되는 적갈색의 고체는 $Fe_2O_3$(s)임을 광전자분광(X-Ray Photoelectron Spectroscopy) 분석으로 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제34권3호
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• pp.167-173
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• 2008

화장품 분야에서 펄 안료는 다양하게 적용되어져 왔다. 지금까지 가장 대중적으로 사용된 펄 안료는 마이카 기재에 산화철이 코팅된 것이었지만, 최종 제품에 이와 같은 펄을 사용하게 될 경우 천연 마이카에 함유된 불순물로 인해 약간의 불투명한 노란 색상이 띄게 된다[1,2]. 본 연구는 눈과 같은 반짝임을 제공하는 펄 안료 개발에 초점을 맞췄고, 눈과 같은 효과는 펄 안료의 구조와 순도 등의 영향 때문인 것을 알게 되었다. 특히, 이번 펄 안료 개발은 유리 기재와 산화철을 코팅시켜 눈의 광학적인 값(refractive index)과 입자 크기(particle size)를 눈과 유사하게 개발하였고 이는 눈과 같이 화려한 반짝임(glittering) 효과를 구현할 수 있게 되었다. 그리고 메이크업 제품에 본 펄 안료를 적용하여 화려한 제품을 개발하게 되었다.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.606-616
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• 2021

본 연구에서는 한국 고대 붉은 간토기 중 국립김해박물관 소장품인 적색마연완 붉은 간토기(신석기시대), 단도마연 붉은 간토기(청동기시대), 적색마연가지문 붉은 간토기(청동기시대)에 사용된 적색 안료와 교착제를 확인하여 고대 붉은 간토기에 사용된 적색 안료와 교착제의 종류에 대한 자료를 구축하고자 하였다. 과학적 분석 결과, 붉은 간토기 3점 모두 소지층과 적색의 표면층으로 구분되었으며, 적색의 표면층에서는 적색 안료 입자와 광물의 결정이 보였다. SEM-EDS, Raman 분석을 통해 적색 안료는 산화철(Fe₂O₃)을 주 발색원으로 하는 토양성 안료 중 석간주로 추정하였으며, FTIR-ATR을 통해 Urushiol polymer의 특징에 의한 성분 피크가 검출되었다. GC/MS 분석 결과, 적색층에서 옻칠의 방향구조에 기인하는 성분인 Benzenemethanol-2-propenyl, 4-heptyl phenol, 1-Tetradecanol, Heptafluorobutyroxytridecane 성분이 검출되었다. 따라서 국립김해박물관 소장품인 붉은 간토기 3점의 적색 안료는 석간주(Fe₂O₃)를, 교착제로는 옻칠을 사용하여 제작된 토기인 것으로 판단되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.170-187
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• 2020

고성 삼덕리유적에서는 청동기시대 후기의 묘역식 지석묘와 석관묘가 발굴되었으며 적색마연토기, 석촉, 석검 등의 부장품이 출토되었다. 고성 삼덕리유적에서 출토된 적색마연토기는 약 50~160㎛ 두께의 안료층이 남아 있으나 대다수의 토기 표면에서 안료층의 박리, 박락현상이 관찰되었다. 적색마연토기의 태토는 중립의 석영, 장석, 각섬석 등으로 구성되어 있으며 부분적으로 철산화물의 불투명 광물도 확인되었다. 6호 석관묘에서 출토된 적색마연토기는 비짐으로 각섬석, 장석이 다량 포함되어 있어 다른 무덤에 부장된 적색마연토기와 차이를 보였다. 적색 안료는 태토와 유사한 광물 조성을 보이고 있으나 적철석(hematite)이 상당량 함유되어 있고, 미립의 석영, 장석, 각섬석 등이 관찰되었다. 광물 조성으로 볼 때 소성 온도는 900℃ 내외였을 것으로 추정된다. 삼덕리 일대 3km 이내에는 장석과 각섬석이 우세한 섬록암과 화강섬록암이 노출된 지역이 확인되므로 이 일대에서 토기 제작을 위한 원료를 채취하였을 가능성이 높다. 적색마연토기는 성형 후 안료를 물에 풀어서 토기 전면에 채색한 후 마연 기법으로 마무리한 것으로 판단된다. 태토와 안료층의 소결 상태를 고려할 때 채색 후 소성하였던 것으로 생각되며 '성형-반건조-채색-마연'의 과정을 거친 후 소성되었을 것으로 추정된다. 다만 토기에 도포하는 안료의 농도, 채색 시점과 방법에 따라 적색마연토기의 표면과 단면 상태가 다르게 나타나는 것으로 확인되었다. 대부분의 삼덕리유적 토기들은 안료층과 태토층이 뚜렷하게 구분되었으나 안료가 태토층에 스며들어가 안료와 태토가 뚜렷이 구분되지 않는 토기편도 관찰되었다. 이는 미립질의 안료가 묽은 농도로 도포되었거나 성형 직후 도포되었기 때문으로 보인다. 또한 대부분의 적색마연토기에서는 안료층의 박락과 마모현상이 관찰되었고 안료층이 일부만 잔존하는 경우도 많았다. 이는 안료를 도포하고 마연 처리한 토기에서 마모에 의한 손상이 더 쉽게 발생한다고 보고되고 있어 삼덕리유적 적색마연토기도 매장 환경에서 풍화에 의해 마모와 박락이 진행된 것으로 생각되며, 매장주체부 출토품보다 고분 외곽에 뿌려진 잔편에서 이러한 손상이 가속화되어 나타났다.

• 광물과 암석
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• 제35권4호
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• pp.409-421
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• 2022

자연계에서 산출되는 망가니즈단괴 내 광물종 및 원소의 공간적 분포를 규명하는 것은 단괴의 형성 과정 중 변화하는 생성 환경 및 지화학적 조건에 대한 이해를 가능하게 한다. 최근의 라만 분광분석을 이용한 연구에서 구형으로 성장한 단괴의 성장에 따른 산화망가니즈 광물종의 변화에 대해 연구한 바 있으나, 상대적으로 천해에서 획득되는 비구형 단괴 내 광물종의 분포는 자세히 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는, 동시베리아해 천해(수심 약 73 m)에서 산출되는 판상의 비구형 망가니즈단괴 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과를 바탕으로 단괴 내 광물종 및 해당 광물의 구조적 특성에 대하여 면밀히 연구하였다. 또한 에너지분산형 X-선 분광분석(energy dispersive spectroscopy, EDS)을 통하여 단괴 내부 구조 및 부수광물의 존재에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 사용한 비구형 단괴의 내부는 중심으로 부터 외곽 방향으로 크게 핵, 철 기질부, Mn-Fe 층으로 구분되었다. Mn-Fe 층 내 서로 다른 성장 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는 모든 방향에 대하여, 단괴 중심부로부터 외곽부로 신호 획득위치가 옮겨감에 따라 산화망가니즈 광물의 경우 터널형 광물의 비율이 감소하는 경향성을 관찰할 수 있었다. 이 때, 단괴 내 성장 방향에 따라 구성 광물의 상대적 비율 및 구조적 특성이 크게 다르다는 것이 확인되었다. 총 3가지의 실험 방향 중, 한 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는, 철 수산화물의 비율이 낮고, 버네사이트나 토도로카이트와 같은 산화망가니즈 광물들의 결정도가 상당히 높다는 것을 보여주었다. 반면, 나머지 두 방향에서 획득된 신호를 분석한 결과, 산화망가니즈 광물들의 결정도가 매우 낮으며 비정질 내지는 결정도가 낮은 철 수산화물들의 비율이 높다는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 비구형 단괴가 속성 과정으로 형성되는 동안 단일 단괴 내에서도 지화학적 조건에 차이가 있었다는 것을 지시한다. 더하여, 부수광물로서 암염이 일부 층에서 관찰되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 단괴 내 존재하던 해수의 증발로 인해 암염 결정이 형성되었음을 지시한다. 이처럼 본 연구에서는 라만 분광분석을 통해 비구형 단괴 내 광물종의 분포 및 구조적 특성에 대해 제시하였고 향후 본 연구 방법은 다양한 단괴 연구에 적용되어 지구물질의 지질학적 형성 과정에 대한 보다 세밀한 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.