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과학적 탐구 수행에서 초등교사가 겪은 어려움과 성장으로 탐색한 교사의 과학적 지식 향상 방안 (Improvement of Teachers' Scientific Knowledge researched by Difficulty and Development of teachers experienced in process of Conducting Scientific Inquiry)

  • 이동승;박종석
    • 대한화학회지
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    • 제66권1호
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    • pp.42-49
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    • 2022
  • 많은 초등교사들의 과학적 지식 부족은 과학 교수활동에서 여러 가지 문제점으로 나타난다. 따라서 초등교사의 과학적 지식 향상이 필요하지만 교사 양성 과정이나 재교육 과정에서 주로 수행되는 강의 기반 활동을 통해서는 초등교사의 과학적 지식 부족을 해결하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 초등교사의 과학적 지식 향상을 위한 과학 교사교육 개선 방안을 탐색하고자 한다. 초등학교 과학과 교육과정 내 물질 영역에 대한 내용 지식을 향상시키기 위해 실행연구를 수행한 연구자 3명에 대해 심층면담을 실시했다. 면담결과를 토대로 3명의 연구자들이 실행연구 과정에서 수행한 과학적 실천에서 공통적으로 겪은 어려움과 성장한 부분을 분석했다. 심층면담에서 3명의 교사들은 자신이 특정 개념을 어떻게 이해하고 있는지, 무엇을 이해하지 못하고 있는지, 무엇을 더 공부해야 하는지를 파악하는데 어려움을 겪었다. 그리고 탐구 실천 계획을 수립하는 과정에서 명시적으로 배웠던 절차적 지식을 실제 맥락 속에서 어떻게 적용시켜야 하는지 모르는 상황도 겪었다. 또한 선언적으로 이해하고 있던 지식은 실제 현상에서 관찰되는 내용과 차이가 있어 어려움을 겪기도 했다. 하지만 교사들은 이러한 어려움 속에서 주제 분석, 탐구 계획, 탐구 수행, 결과 논의의 과정을 스스로 실천한 결과 내용 지식뿐만 아니라 의도하지 않았던 절차적 지식에 대한 이해까지 향상되었다고 진술했다. 또한 기존에 이해하고 있던 내용 지식을 통합적으로 이해하는 것도 도움이 되었다고 했다. 그리고 교사들은 과학 실천이 개별적으로 수행되기보다 주변 동료들과 공동체를 구성하여 논의하고 점검하는 기회를 가진다면 더 효과적인 학습이 될 수 있을 것이라는 제안을 했다. 이러한 점에 비추어 초등교사의 과학적 지식 향상을 위한 교사교육의 방향은 교사들이 학습 공동체 속에서 현상이 발생되는 맥락에 대해 직접 탐구하고 그 결과를 바탕으로 과학 개념을 이해하는 형태로 개선될 필요가 있다. 이는 교사의 실천과 이해를 통합시켜 과학 교수 활동 개선에도 기여할 것으로 판단된다.

숲놀이 관련 연구 동향 분석: 국내 학위 논문 중심으로 (Analysis of Research Trends Related to Forest Play: Focusing on Domestic Dissertations)

  • 김민정
    • 기독교교육논총
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    • 제69권
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    • pp.77-104
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    • 2022
  • 본 연구는 숲놀이 연구 동향을 알아보고자 하였다. 숲놀이 연구의 연구시기, 연구내용, 연구방법 연구대상을 분석하여 숲놀이 연구의 활성화를 위한 기초 자료를 제공하고자 한다. 본 연구를 위해 '숲', '놀이', '숲놀이'를 주제어로 국회도서관과 학술연구정보서비스(RISS)를 통해 검색된 국내 석·박사학위논문 57편을 추출하였다. 숲놀이 연구를 연구시기, 연구내용, 연구방법, 연구대상의 네 가지 준거로 분석하여 빈도와 백분율을 산출하였다. 연구결과, 첫째, 숲놀이 연구의 시기별 동향은 2011년부터 2021년까지 석사학위 49편(85.9%), 박사학위 8편(14.1%)으로 석사학위 중심으로 숲놀이 연구가 이루어지고 있다. 둘째, 연구내용별 동향은 기초연구 16편(28.1%), 실천연구 41편(71.9%)으로 나타났다. 숲놀이 연구는 실천연구 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 셋째, 연구방법별 동향은 양적연구 39편(68.4%), 질적연구 17편(29.8%), 문헌연구 1편(1.8%) 순으로 나타났다. 숲놀이 연구는 양적연구 중심으로 이루어지고 있고, 상대적으로 질적연구와 문헌연구가 낮은 비율을 차지하였다. 넷째, 연구대상별 동향은 단일대상 연구가 56편(98.2%).으로 나타났다. 단일대상은 아동 52편(91.2%), 교사 3편(5.2%), 부모 1편(1.8%) 순으로 나타났다. 혼합대상은 아동과 부모를 대상으로 한 연구가 1편(1.8%)으로 혼합대상으로 이루어진 연구가 필요하다. 물적대상 연구는 자연환경 42편(73.7%), 교육기관 13편(22.8%), 매체 2편(3.5%) 순으로 나타났다. 숲놀이 관련 가정환경 연구는 부족하여, 추후 숲놀이와 관련된 부모, 어린이-부모, 가정환경 등에 대한 연구가 이루어져야 한다.

폐암 진단에 적용 가능한 측면 유동 면역 형광 분석법 개발 (Development of Lateral Flow Immunofluorescence Assay Applicable to Lung Cancer)

  • 뮬야수피안토;임정민;이혜진
    • 공업화학
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    • 제33권2호
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    • pp.173-178
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    • 2022
  • 탄소나노점@실리카를 신호 형질 소재로 이용한 측면 유동 면역 형광 분석법을 개발하여 폐암 바이오마커 중에 하나인 레티놀 결합 단백질 4의 농도를 분석하는 데 적용하고자 하였다. 측면 유동 면역 형광 분석법에서 항원 검출을 위해 바이오리셉터로 주로 사용하였던 항체 대신 좀 더 경제적이고, 장기간 보관성이 용이하며, 특정 표적 단백질에 대해 친화력이 강한 압타머를 니트로셀룰로오스 멤브레인에 사용하였다. 레티놀 결합 단백질 4에 특이적이며 5' 말단을 비오틴으로 변형한 압타머를 뉴트라비딘과 반응시켜 비오틴과 뉴트라비딘의 강한 결합력에 의해 압타머가 니트로 셀룰로오스 멤브레인에 고정되도록 하였다. 압타머가 고정된 스트립에 레티놀 결합 단백질 4 항체를 공유결합으로 고정한 탄소나노점@실리카 블루 형광 신호 형질 나노입자와 레티놀 결합 단백질 4 항원을 측면 유동 방식으로 흘려 주어 샌드위치 복합체를 형성하였다. 이렇게 형성된 샌드위치 복합체에서 탄소나노점@실리카 나노입자에 의한 형광 신호를 측정하여 항원 농도를 분석하기 위한 최적의 조건을 선정하기 위해 전개 완충용액에 첨가된 계면활성제의 농도, 이온 세기를 변화시키면서 블로킹 시약을 추가적으로 사용하였다. 그 결과 150 mM NaCl 및 0.05% Tween-20을 포함하는 10 mM Tris 완충용액(pH 7.4)에서 0.6 M 에탄올아민을 블로킹 시약으로 사용하였을 때 니트로셀룰로오스 멤브레인에 도포된 압타머와 레티놀 결합 단백질 4 항원 및 탄소나노점@실리카 나노입자로 레이블링한 항체가 결합하여 최적의 형광분석신호를 내는 것을 확인 가능하였다. 이러한 결과는 현장진단검사 키트로 현재 각광을 받고 있는 측면 유동 면역 형광 분석법에서 항체 대신 압타머를 니트로셀룰로오스 멤브레인에 고정함으로써 좀 더 경제적이며, 장기간 보관이 용이한 측면 유동 면역 형광 분석 칩을 제작하여 폐암 질환 진단용 바이오마커 검출이 가능함을 시사하였다.

만병초(Rhododendron brachycarpum) 추출물의 기능성 화장품 소재로써의 주름개선 활성에 관한 연구 (A Study of Anti-wrinkle Activities as a Functional Cosmetic Ingredient of Rhododendron brachycarpum Extracts)

  • 염현지;오민정;채정우;이진영
    • 생명과학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.622-632
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    • 2022
  • 본 연구는 많은 만병초의 종류 중 울릉도 만병초와 운금 만병초를 중심으로 주름개선 활성 검증을 통해 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 울릉도와 운금 만병초 추출물의 tyrosinase 저해활성 측정 결과 1,000 ㎍/ml의 농도에서 울릉도 만병초 추출물은 32.6%의 저해능을, 운금 만병초 추출물은 39.3%의 억제활성을 나타내었다. 또한 두 가지 추출물의 elastase 저해활성을 알아본 결과, 농도 의존적으로 활성을 억제하였으며 1,000 ㎍/ml에서 28.3%, 36.2%의 억제활성을 확인할 수 있었다. Collagenase 저해활성을 측정한 결과, 울릉도 및 운금 만병초 추출물 1,000 ㎍/ml의 농도에서 각각 77.7%, 80.7%의 우수한 저해활성을 확인할 수 있었다. 만병초 추출물들의 주름개선 활성을 알아보기 위해, 섬유아세포인 CCD-986Sk의 세포 생존율을 MTT assay에 의해 확인한 결과 울릉도와 운금 만병초 추출물 모두 모든 농도구간에서 80% 이상의 생존율을 보였으며, 이하의 실험은 100%에 가까운 생존율을 나타낸 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도구간으로 설정하여 진행하였다. Western blot을 통해 주름개선 관련 인자인 MMP-1, MMP-2, MMP-3의 단백질 발현양을 측정한 결과 두 추출물 모두 농도가 증가함에 따라 발현양이 감소하였으며, 100 ㎍/ml의 농도에서 울릉도 만병초는 67.2%, 65.5%, 13.6%, 운금 만병초는 89.1%, 85.0%, 62.7%의 발현양을 나타내었다. Reverse transcription-PCR을 통해 동일한 인자의 mRNA 발현양을 측정한 결과, 울릉도와 운금 만병초 추출물 모두 농도 의존적으로 발현양이 감소되었으며, 100 ㎍/ml의 농도에서 울릉도 만병초는 70.1%, 9.1%, 37.9%, 운금 만병초는 38.2%, 8.3%, 57.3%의 발현양을 나타내었고 MMP-3 인자에서 대조군에 비해 우수한 mRNA 발현 억제율을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과로 울릉도 만병초와 운금 만병초의 주름개선 활성을 검증함으로써 기능성 화장품 소재로써의 이용 가치를 확인할 수 있었다.

발효노니 다당체 분말의 deacetylasperulosidic acid, 총당 및 단당류 분석법 검증 (Validation of an Analytical Method for Deacetylasperulosidic acid, Total Sugar and Monosaccharide Analysis in Fermented Morinda citrifolia Polysaccharide Powder)

  • 권희연;최지수;김수진;김은민;엄지현;김보경;이재연;김용덕
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.216-224
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    • 2022
  • 본 연구는 발효노니 다당체 추출물(Vitalbos)을 건강기능식품 소재로 활용하기 위해 DAA, 총당 함량, 단당류 3종(galacturonic acid, glucose 및 galactose)을 지표성분으로 설정하고, 지표성분에 대한 효과적인 분석법 설정 및 검증을 위해 수행되었다. 기존에 보고된 분석법 검증 방법을 수정하여 특이성, 직선성, 정밀성, 정확성, 검출한계(LOD) 및 정량한계(LOQ)를 고성능 액체크로마토그래피와 페놀-황산법을 이용하여 측정하였다. 그 결과 DAA 및 단당류 3종의 표준용액과 Vitalbos의 머무름 시간이 일치하였으며 스펙트럼 또한 동일하여 분석법의 특이성을 확인하였다. 지표성분의 검량선 상관계수(R2)는 0.9995-0.9998 범위로 0.99 이상의 우수한 직선성을 나타냈다. Intra-day 및 inter-day 정밀도는 0.14-3.01%의 범위로 5% 미만의 우수한 정밀도를 나타냈고 회수율은 95.13-105.59% 범위에서 우수한 정확도를 보였다. DAA 분석의 LOD와 LOQ는 각각 0.39 ㎍/mL 및 1.18 ㎍/mL이었으며 총당 함량의 LOD 및 LOQ는 각각 0.84 ㎍/mL 및 2.55 ㎍/mL로 측정되었다. 단당류 3종에 대한 LOD는 0.48-0.81 ㎍/mL의 범위였으며, LOQ는 1.45-2.44 ㎍/mL 범위에서 정량분석이 가능한 것으로 나타났다. 분석법 검증 결과, 특이성, 직선성, 정밀성 및 정확성 모두 우수한 분석법임을 검증하였으며, LOD와 LOQ 또한 Vitalbos 분석에 적합하였음을 확인하였다. 검증된 분석법을 이용하여 Vitalbos의 지표 성분 함량을 측정하였을 때, DAA, 총당 함량, galacturonic acid, glucose 및 galactose의 함량은 각각 2.31±0.06 mg/dry weight g, 475.92±5.95 mg/dry weight g, 72.83±1.05 mg/dry weight g, 71.63±2.44 mg/dry weight g 및 67.30±2.31 mg/dry weight g으로 측정되었다. 본 연구에서 검증된 분석법을 사용했을 때 Vitalbos의 지표성분 3종에 대하여 우수한 재현성으로 정량분석이 가능하였으며, 건강기능식품 소재로의 품질관리에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

국가통계자료를 활용한 조경산업 현황 연구 (A Study on Status of Landscape Architecture Industry with National Statistics)

  • 최자호;윤영관;구본학
    • 한국조경학회지
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    • 제50권5호
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    • pp.40-53
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    • 2022
  • 조경산업 관련 국가기관, 조경단체, 기업 등의 정책 수립 및 입안, 결정에 타당한 근거로서, 체계적 국가통계자료 활용은 필수적이다. 이에 본 연구는 조경산업 현황을 가늠하는데 필요한 국가통계자료 활용방법론 및 기초현황 자료를 제공하고자 수행하였다. 먼저, 조경산업을 '설계', '사업관리', '시공', '유지관리', '소재', '연구', '교육', '행정' 분야로 분류하고, 각 분야별로 한국표준산업분류 및 건설관계법령에 따른 업종을 체계화하여 연계하였다. 이 중 국토교통부 소관 건설관계법령에 직접 규정된 업종을 중심으로 국가통계자료의 구축·연계·통합·보급, 중복성, 누락 등을 조사·분석하여, 통계분석 업종을 선정하였다. 그리고, 통계항목의 공통성, 해석 오류 최소화를 위해 의미분석을 수행하고, 최종적으로 업종등록수, 종사자수, 매출액을 선정하였다. 이를 기준으로 산업현황의 기초적 분석·평가에 활용가능한 분석틀을 제시하고, 실제 국가통계자료를 대입하여 분석·평가하였다. 즉 2019년에 조경산업 관련 업종에 등록된 건수는 12,160개, 업종별 종사자수는 106,296명, 업종별 매출액은 83,085억원으로 나타났다. 한편, 2017년부터 업종등록수, 종사자수는 지속 증가하는 반면, 매출액은 감소하고 있어, 산업적 발전방안 마련이 요구되는 상황이다. 본 연구는 다수 공공기관에서 구축된 국가통계자료를 기반으로 수행함에 따라 일관성 및 신뢰성 확보에 한계가 있다. 이에 「조경진흥법」에 따른 체계적·일관적 국가통계자료 구축이 필요하다. 향후, 공원녹지 등 주제별 국가통계자료 활용방안 및 발전방안 등을 연구하고자 한다.

한국산 독사의 생태학적 특징 및 독성, 교상빈도에 관한 조사, 연구 (Ecological Study on Poisonous Snake and Investigation of the Venom Characteristics, Snakebiting Frequenty in Korea)

  • 심재한;손영종;이상섭;박경석;오희복;박영도
    • 한국환경생태학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.58-77
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    • 1998
  • 한국에 서식하는 독사는 살모사과(Viperidae)의 살모사(Agkistrodon brevicaudus), 쇠살모사(Agkistrodon ussuriensis), 까치살모사(Agkistrodon saxatilis) 등, 총 3종이고, 뱀과(Cloubridae)의 유혈목이(Rhabdothis tigrinus tigrinus) 등, 총 4종(16종 중에서 4종 : 25%)으로서, 이들 4종의 교미시기는 7,8월이며, 살모사류 3종은 난태생 그리고 유혈목이는 난생으로 번식한다. 또한 활동기는 4월부터 9월까지며, 이 기간중 적절한 온도는 20$\circ $C~29$\circ $C이다. 외부온도가 10$\circ $C 이하로 내려가는 10월말부터 11월 중순에 땅속, 바위밑 틈, 돌담 그리고 논둑 등지로 숨어 동면에 들어간다. 4종의 독사가 보유하고 있는 독액에는 혈액성독소(Hematoxin), 세포성독소(Cytolysin), 신경성독소(Neurotoxin) 그리고 심장독소(Cardiotoxin)가 있으며, 이 독소가 동물의 몸에 주입되었을 때 전신증상으로는 현기증(25.7%), 구토(23.1%, 발열(22%), 시각장애(18%), 두통(17.7%) 그리고 호흡곤란(17.6), 국소증상으로는 환부변색(54.2%), 출혈(20.2%), 수포형성(10.7%, 피부궤양(10.8%) 등이 나타난다. 전남대, 조선대, 그리고 충남대를 대상으로 1972년부터 1992년까지 집계된 독사교상 환자는 년 평균 25.6명이나 실지로 우리나라 전체 인원은 년 평균 2,700여명으로 추산되었으며, 전체적으로는 점차 감소하는 추세이다. 월별 독사교상 환자수의 비교에서 독사의 활동이 가장 완성한 8월에 약 25%로 가장 많았고, 사망자수는 1.8%(26/1,430)였다. 성별 비교에서 남자가 64.5%로 여성에 비하여 2배였고, 연령별로는 50대가 19%로 가장 많이 교상을 당하는 것으로 밝혀졌다. 독사교상 장소는 밭(48.2%)이 가장 많았고, 다음으로 산(26%)과 논(10.4%)이었다. 가장 많이 교상당한 부위는 손(47.8%)과 발(39.5%)이었으며, 교상독사는 쇠살모사(27.1%), 살모사(22.6%) 그리고 까치살모사(9.6%) 순이었다. 미동정 교상독사는 40.7%였으며, 수입항독소에 의하여 치료된 환자수는 75.9%(1,068/1,407)였다.

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국내 골재의 물리적 특성 분석 (Physical Characterization of Domestic Aggregate)

  • 고준영;박은규;최정해;김종태
    • 지질공학
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    • 제33권1호
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    • pp.169-187
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    • 2023
  • 골재자원조사를 통해 수집된 84개 시‧군의 품질시험을 바탕으로 하천/육상/산림 골재의 물리적 특성값을 분석하였다. 하천/육상골재는 18개 시험 항목과 산림 골재는 12개 시험 항목에 대해 각각 유역과 지질에 따라 분류하였다. 물리적 특성으로 유역별 하천골재는 금강 유역이 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm, 0.08체 통과량과 낙동강유역은 점토덩어리와, 섬진강유역은 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm, 0.08체 통과량, 안정성과, 영산강유역은 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.08체 통과량과, 한강유역은 10 mm, 0.6 mm, 0.08체 통과량, 실적율이 평균의 표준오차가 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 18개 항목 중 흡수율과 실적율을 제외한 16개 항목이 권역별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다. 또한, 유역별 육상골재는 금강유역을 제외한 낙동강유역이 점토덩어리와, 섬진강유역은 10 mm, 5 mm과, 영산강유역은 0.08체 통과량과, 한강유역은 10 mm, 0.6 mm, 0.08체 통과량이 평균의 표준오차가 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 18개 항목 모두 권역별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다. 그리고, 지질별 산림골재는 화성암을 제외한 변성암이 공극률과, 퇴적암은 마모율과 공극률이 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 표면건조밀도와 절대건조밀도, 진밀도, 단위용적질량, 흡수율, 마모율, 실리카중합비(Sc/Rc) 항목이 지질별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다.

플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출이 활용된 지중 토양정화공법의 정화 개선 효과에 대한 실증연구 (An Empirical Study on the Improvement of In Situ Soil Remediation Using Plasma Blasting, Pneumatic Fracturing and Vacuum Suction)

  • 송재용;이근춘;강차원;김은섭;장현식;장보안;박유철
    • 지질공학
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    • 제33권1호
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    • pp.85-103
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    • 2023
  • 점토와 같은 세립질 또는 유기물을 다량으로 함유하거나 다져진 지층을 대상으로 지중(in-situ) 정화를 진행하는 경우, 정화효율이 떨어져 정화비용이 증가하는 등의 한계가 발생한다. 또한, 토양조건이 양호하더라도 균일하지 않은 토질특성과 낮은 투수특성으로 인해 장기간에 걸쳐 정화를 수행하여 완료되는 것이 일반적이다. 본 연구는 기존 지중정화의 한계를 개선하기 위한 방법으로 공압파쇄, 진공추출, 플라즈마 블라스팅을 접목한 기술(PPV공법)의 정화효과 확인과 현장 적용성을 평가하고자 수행하였다. 상대적인 비교를 위하여 본 연구에 적용된 기술을 실험군으로 하고 기존 공법인 화학적산화공법을 대조군으로 하여 TPH로 오염된 토양에서80일에 걸쳐 각각 지중정화를 수행하였으며, 총 4차에 걸쳐 모니터링 시료를 채취하여 정화효과를 비교 평가하였다. 모니터링 결과, 대조군은 정화제 전달효과가 불량하여 오염도의 감소 경향성을 보이지 않는 반면 실험군(PPV공법) 적용에서는 정화시간이 경과함에 따라 뚜렷한 오염도 저감효과가 나타난다. 주입정으로부터 거리별 TPH 최고농도 저감율을 평가하면, 대조군은 경향성이 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 62.6%, 1.1~2.0 m에서 90.1%, 2.1~3.0 m에서 92.1%의 정화효과를 보인다. 주입정으로부터 거리별 TPH 평균농도 저감율을 평가하면, 대조군은 실질적인 정화효과가 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 53.6%, 1.1~2.0 m에서 82.4%, 2.1~3.0 m에서 68.7%의 정화효과가 확인되었다. TPH 최대 및 평균 오염농도의 변화를 토대로 실험군과 대조군의 정화효율을 평가한 결과, PPV공법은 대조군 대비 149.0~184.8%의 정화효과가 상승하는 것으로 평가할 수 있으며 평균 정화효과 상승률은 약167%이다. 시간경과에 대한 TPH 농도를 분석을 통해 상관관계식을 도출하고 이를 활용하여 최초 농도 대비 80% 저감기간을 평가한 결과 PPV공법을 적용하는 경우 화학적산화공법 적용시보다 184.4%의 정화시간 단축이 가능할 것으로 평가되었다. 다만, 단일 부지에 대한 평가 결과이기 때문에 모든 지층에 동일하게 적용될 수 없으므로 향후 이에 대한 추가적인 연구를 수행하여 그 효과를 보다 면밀히 검토할 필요가 있다.

미래모빌리티를 위한 차세대 경량구조복합재료 검토: 자기강화복합재료의 적용 가능성 (Next Generation Lightweight Structural Composite Materials for Future Mobility Review: Applicability of Self-Reinforced Composites)

  • 김미나;장지운;이혜성;오명준;김성륜
    • Composites Research
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    • 제36권1호
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    • pp.1-15
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    • 2023
  • 미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.