• 한국작물학회지
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• 제67권1호
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• pp.9-16
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• 2022

흑미에서 생합성되는 안토시아닌에 대한 관심이 높아지고 있고, 환경 및 제분비용이 낮은 건식제분 쌀가루의 장점이 부각되고 있다. 이에 따라 국립식량과학원에서는 분질배유를 지녀 건식제분에 적합한 벼 '수원542호'에 흑미인 '흑진주'를 교배한 '아로마티'를 개발하였고, 2019년 특허 출원하였다(Ha et al., 2019). 2019년 국립식량과학원 작물육종과 포장에서 재배된 '아로마티'의 재배시기별 주요 농업형질, 분질배유 및 건식제분 적합성을 연구한 주요 결과는 다음과 같다. 1. '아로마티'는 남부지방에서 이모작 또는 만기재배에 적합하다. 이모작 및 만기재배에서 '아로마티'의 출수기는 각 8월 14일 및 8월 26일으로써 부본인 '흑진주'보다 늦었다. '아로마티'와 '흑진주' 현미수량성은 보통기 재배보다 이모작 재배와 만기재배에서 격차가 더 컸다. '아로마티'의 안토시아닌 성분과 향기성분인 2AP 함량은 만기재배에서 유리하다. 따라서 '아로마티'는 '흑진주'에 비해 남부지방에서의 이모작 및 만기재배 환경에 더 적합할 것으로 판단된다. 2. '아로마티'의 분질배유는 모본인 '수원542호'에서 유래되었다고 유전적으로 규명하였다. '수원542호'의 분질배유는 5번염색체에 존재하는 열성 단인자 'flo7'에 의해 결정되고, 분질배유 유전자인 cyOsPPDK 유전자의 ORF 내 8번 Exon에 존재하는 SNP의 서열이 G에서 A로 치환되었다고 보고되었다. 해당 영역의 '아로마티'의 SNP 서열은 '수원542호'와 동일하게 G에서 A로 치환되었다. 또한, '아로마티'에서는 '수원542호'와 동일한 'Adenine' 염기가 확인되었고, '흑진주'에서는 'Guanine' 염기가 확인됨을 알 수 있었다. 따라서 '아로마티'의 분질배유는 '수원542호'에서 유래되었음을 유전적으로 확인할 수 있었다. 3. '아로마티'가 '흑진주'보다 등숙기간의 저온 및 고온 적응력이 더 우수하다. '아로마티'의 안토시아닌 함량은 모든 재배조건에서 '흑진주'보다 높게 생합성되기 때문이다. 특히, 만기재배에 생산된 '아로마티'는 부본인 '흑진주'보다 열수처리를 통해 용출되는 안토시아닌 함량도 높았고, 구수한 향을 발산하는 2AP의 함량이 높으므로 음용이 간단한 흑미차 소재로 활용가치를 확인하였다. 4. '아로마티'는 건식 흑미가루 생산에 적합하다. '아로마티'는 분질배유를 지니었기에, 가루로 제조할 경우 입도가 곱고, 손상전분이 낮다. 따라서 '아로마티'는 다양한 쌀 가공품 소재로 활용가능성이 높은 건식 흑미가루 생산에 적합할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과로 '아로마티'는 분질배유를 지니는 흑미이자 향이 존재하는 점을 고려할 때, 고품질 흑미가루 및 현미차 등으로 활용하여 쌀가공산업에 신소재로써 가치가 높다고 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.212-223
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• 2022

서해병 폐기물 배출해역 오염심화구역의 퇴적물 정화·복원을 위해 2013, 2014, 2016, 2017년에 준설토를 피복하였다. 피복 효과 평가를 위해 배출해역 내 피복구역(5개 정점)과 자연회복구역(2개 정점)을 설정하고 2014년부터 2020년까지 연 1회 구역별 표층 퇴적물을 채취하여 퇴적물 물리·화학적 특성 및 저서동물상을 분석하였다. 퇴적물 평균 입도(Mz)는 자연회복구역에서 5.91~7.64 Φ로 세립질이었고 피복구역에서는 준설토의 영향으로 1.47~3.01 Φ의 조립질 퇴적물로 구성되어 있었다. 유기물 및 중금속 함량은 피복구역에서 자연회복구역 대비 약 50 % 낮아(p<0.05) 준설토 피복 효과가 있는 것으로 판단되었다. 대형저서동물 분석 결과에서는 피복구역의 출현종수, 생태지수가 자연회복구역보다 낮게 나타났다(p<0.05). 피복구역의 출현종수 및 생태지수의 시계열 분석 결과에서는 2013, 2014년 피복 이후 초기 4년간 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 이는 피복으로 인해 빠른 성장과 짧은 수명의 특징을 보이는 기회종 생물들이 피복 초기에 우세하다가 2016, 2017년에 추가로 피복이 진행됨에 따라 서식환경이 다시 교란되어 나타난 현상으로 추정된다. AMBI는 자연회복구역 및 피복구역에서 모두 2등급(Good), BPI는 1~2등급 수준을 유지하고 있어 건강한 저서상태로 평가되었다. 따라서 폐기물 배출해역의 오염퇴적물 정화 및 저서생태계 복원을 위한 준설토 피복은 오염도 저감효과는 나타나지만 저서생태계의 측면에서는 장기적인 모니터링을 통해 회복추이를 관찰해야 할 것으로 판단된다. 또한 향후 배출해역의 오염심화구역 정화 복원 사업 확대 시 적응적 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.20-32
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• 2022

본 연구에서는 VRFB용 고순도 오산화바나듐을 제조하기 위한 불순물 분리 정제 공정에서 킬레이트제(EDTA)의 영향을 조사하였다. 저순도 바나듐 원료를 이용하여 제조된 바나듐 용액으로부터 NH₄VO₃ 을 침전 회수하여 제조된 최종 V₂O₅ 분말의 순도는 99.7%로 분석되었지만 NH₄VO₃ 침전 회수 공정에서 킬레이트제를 첨가한 경우 최종 V₂O₅ 분말 순도가 99.9% 이상으로 향상되었다. 이러한 결과는 첨가된 킬레이트제가 불순물 이온과 반응하여 complex를 형성하고 불순물 이온이 안정화되기 때문에 침전 회수 공정에서 바나듐에 대한 선택성이 향상된 것으로 판단된다. 하지만 제조된 V₂O₅ 분말내에는 불순물 규격 대비 K, Mn, Fe, Na 및 Al 함유량이 높아 추가적인 불순물 정제 연구가 필요하였다. 고순도 V₂O₅ 분말을 새롭게 개발된 직접 전해공정에 적용하여 바나듐 전해액을 제조하였고 이의 특성을 상용 전해액과 비교 분석하였다. 제조된 바나듐 전해액의 순도는 불순물 K, Ca, Na, Al, Mg 및 Si 성분의 높은 함량으로 인하여 상용 전해액의 순도 99.98%보다 낮은 99.97%로 분석되었다. 따라서 고순도 V₂O₅ 분말 및 전해액 제조 공정의 불순물 분리 정제에 대한 추가적인 최적화 연구가 수행된다면 상용화가 가능한 공정이 개발될 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.103-113
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• 2023

하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도 차로 유체의 흐름이 밀도 차이로 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도 차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량 정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, 전도도(Conductivity) 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온 차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합양상을 분석하고자 하였다. 본 연구는 기존 수질 측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사와 하천 합류부의 혼합특성 파악하여 합류구간의 수질 관리방안이나 수체 흐름특성을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제50권2호
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• pp.217-228
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• 2023

이 연구의 목적은 4가지 규산 칼슘계 시멘트를 대상으로 물리적 특성을 비교하고 평가하는 것이다. 2종의 분말-용액 혼합형 재료인 RetroMTA^® [RTMX], Endocem^® MTA Zr [EZMX] 그리고 2종의 기혼합형 재료인 Well-Root^TMPT [WRPR], Endocem MTA^® premixed [ECPR]를 사용하여 경화시간, 용해도 및 압축강도를 비교하였다. 가장 짧은 경화 시간은 EZMX (123.33 ± 5.77초)에서 관찰되었으며, RTMX (146.67 ± 5.77초), ECPR (260.00 ± 17.32초) 및 WRPR (460.00 ± 17.32초) 순으로 증가하였다. 가장 높은 용해도는 WRPR (9.01 ± 0.55%)에서 관찰되었으며, RTMX (2.17 ± 0.07%), EZMX(0.55 ± 0.03%) 및 ECPR (0.17 ± 0.03%) 순으로 감소하였다. 또한 압축강도는 ECPR(76.67 ± 25.67 Mpa)에서 가장 높게 나타났고, WRPR (38.39 ± 7.25 Mpa), RTMX(35.07 ± 5.34 Mpa), EZMX (4.07 ± 0.60 Mpa) 순으로 감소하였다. 결론적으로 기혼합형 규산 칼슘계 시멘트들은 분말-용액 혼합형에 비해 긴 경화 시간을 나타내었다. 용해도 실험 결과 가장 낮은 용해도를 보인 ECPR과 가장 높은 용해도를 보인 WRPR에서 통계적 차이가 관찰되었다(p < 0.0083). 압축강도 실험결과 가장 낮은 압축 강도를 보인 EZMX와 가장 높은 압축 강도를 보인 ECPR에서 통계적 차이가 관찰되었다(p < 0.0083). ECPR은 분말-용액 혼합형에 비해 긴 경화 시간을 나타내지만, 미리 혼합되어 있어 혼합 시간이 필요하지 않고 용해도와 압축 강도가 개선되었으므로 임상 사용 시 선택될 수 있는 유망한 재료이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.426-438
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• 2023

차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MO_x, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MO_x@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MO_x@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g^-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g^-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g^-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni_0.7Mg_0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g^-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권2호
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• pp.148-169
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• 2023

하엽은 짙은 녹색을 띠는 전통 안료 중 하나로 알려져 있지만 색상, 원료물질, 제법 등에 대해서 명확히 규명되지 않은 상태이다. 다만, 단청, 괘불, 회화 등 채색문화유산의 안료 분석연구를 통해 밝혀진 하엽 안료의 입자형태나 구성광물 등을 볼 때 염 부식으로 제조된 동록 안료로 보인다. 따라서 하엽 안료를 복원하기 위해 고문헌 기록을 바탕으로 동록 안료의 제조방법을 연구하였다. 고문헌 기록에서 확인되는 동록 안료의 제조방법은 동분말과 부식제를 혼합한 후 습한 조건에서 방치하여 부식시키는 자연 부식방법이다. 이를 바탕으로 보다 효율적으로 동분말을 부식시키기 위해 부식시험기를 이용한 인공부식을 도입하였고, 부식제 혼합비율, 부식 기간에 따른 부식생성물의 상태를 분석하여 적정 혼합비율과 부식 기간을 선정하였다. 또한, 잔류 부식제를 제거하기 위한 염 제거 공정과 안료 채색 시 채도를 높이기 위한 정제공정을 추가하여 동록 안료의 제조방법을 체계적으로 정립하였다. 정립된 방법으로 제조된 동록 안료는 청록 혹은 녹색의 색상을 나타냈다. 안료 입자는 표면이 다공성으로 타원형 형태의 작은 입자들이 뭉쳐져 있는 형태를 보였다. 주요 구성원소는 구리(Cu)와 염소(Cl)이고, 구성광물은 녹염동광[atacamite, Cu2Cl(OH)3]으로 동정되었다. 제조된 동록 안료의 안정성 평가를 위해 촉진내후성 시험을 진행한 결과, 열화가 진행됨에 따라 녹색도가 일부 감소하고 황색도가 증가하는 색변화 경향을 보였다. 따라서 열화 전 동록 안료의 색도는 고단청의 하엽 안료와 비교할 때 황색도가 낮은 편이었으나 열화 후에는 황색도가 크게 증가하여 고단청의 하엽 안료와 유사한 색도 범위를 갖는 것으로 나타났다. 결과적으로 제조된 동록 안료는 입자형태나 구성광물뿐만 아니라 색상에서도 고단청의 하엽 안료를 구현하여 재현성이 높은 것으로 확인되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권1호
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• pp.80-97
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• 2023

본 연구에서는 조선시대 후기부터 현재까지 보존된 경복궁, 창덕궁 그리고 칠궁 내 일부 전각의 도배지를 채취하여 조선 왕실에서 도배지로 사용한 종이의 종류와 특징을 파악하고자 하였다. 이에 첫 번째로, 고문헌 조사를 바탕으로 왕실에서 사용된 도배지 기록을 통해 왕실에서의 도배 특성을 확인하였다. 두 번째로, 건립 시기가 비교적 분명한 전각을 대상으로 현장 조사를 실시하여 시료확보 후 초배지 분석을 실시하였다. 따라서 왕실 도배지로 활용된 한지의 주원료를 확인하였으며, 청색 장식지 분석을 통해 격식을 갖춰야 하는 공간에 사용된 청색 발색물질(염료·안료)의 종류를 파악하였다. 분석을 통해 확인한 결과를 토대로 조선시대 궁궐 도배지와 관련한 고문헌 기록과 대조함으로써 문헌의 기록과 현존 도배지 실물을 확인하고, 향후 궁궐 도배지의 보수 시 문화재 복원의 기초자료를 제공하고자 하였다. 17~20세기 영건의궤류 36건 등에 기록된 도배 관련 내용을 추출하여 시기별 도배지 종류 변화, 사용처에 따른 도배지 종류 등의 내용을 검토한 결과, 의궤 제작용 한지와 도배용 한지의 명칭이 다르지 않아 조선시대에는 문서지와 도배지를 구분하지 않고 사용했음을 알 수 있었다. 또한 시대별 도배지의 종류는 차이가 있지만 백지, 후백지, 저주지, 초주지, 각장이 도배의 기저를 이루는 것은 조선 말기까지 지속된 것이 확인된다. 궁궐 벽체와 직접 붙어있던 면의 초배지를 대상으로 섬유의 형태학적 특성 및 정색 반응(KS M ISO 9184-4: 그라프 "C" 염색 시험)을 통해 섬유 식별을 실시한 결과, 왕실에서 도배지로 활용된 한지의 주원료를 확인하였으며 전각의 건립 시기에 따라 당시 한지를 제작하는 데 사용한 지료의 원재료를 파악하였다. 또한 청색 장식지의 발색원료를 광학현미경, 자외-가시광 분광분석(UV-Vis), X선 회절분석(XRD)을 통해 분석한 결과 격식을 갖춰야 하는 공간에 사용된 청색 장식지의 염료 및 안료의 종류를 파악하였으며 청색을 내기 위한 원료로서 쪽, 청금석, 코발트블루 등이 사용된 것이 확인되었다.