• Experimental Neurobiology
• /
• 제26권5호
• /
• pp.241-251
• /
• 2017

Saturation mutagenesis was performed on a single position in the voltage-sensing domain (VSD) of a genetically encoded voltage indicator (GEVI). The VSD consists of four transmembrane helixes designated S1-S4. The V220 position located near the plasma membrane/extracellular interface had previously been shown to affect the voltage range of the optical signal. Introduction of polar amino acids at this position reduced the voltage-dependent optical signal of the GEVI. Negatively charged amino acids slightly reduced the optical signal by 33 percent while positively charge amino acids at this position reduced the optical signal by 80%. Surprisingly, the range of V220D was similar to that of V220K with shifted optical responses towards negative potentials. In contrast, the V220E mutant mirrored the responses of the V220R mutation suggesting that the length of the side chain plays in role in determining the voltage range of the GEVI. Charged mutations at the 219 position all behaved similarly slightly shifting the optical response to more negative potentials. Charged mutations to the 221 position behaved erratically suggesting interactions with the plasma membrane and/or other amino acids in the VSD. Introduction of bulky amino acids at the V220 position increased the range of the optical response to include hyperpolarizing signals. Combining The V220W mutant with the R217Q mutation resulted in a probe that reduced the depolarizing signal and enhanced the hyperpolarizing signal which may lead to GEVIs that only report neuronal inhibition.

• 멤브레인
• /
• 제29권2호
• /
• pp.80-87
• /
• 2019

염료감응형 태양전지는 지속 가능한 에너지원으로서 많은 관심을 받고 있다. 염료감응형 태양전지의 효율과 장기 안정성은 전극 물질과 전해질에 의해 크게 영향을 받는데 본 총설에서는 전해질에 초점을 두어 서술하고자 한다. 고분자 전해질막은 염료감응형 태양전지에서 기존의 액체 전해질을 대체하기 위한 대안으로 제시되어 왔다. 기존의 액체 전해질은 높은 효율을 나타낼 수 있지만 장기적인 안정성 문제와 누액 문제로 인해 고분자 전해질막에 관한 관심은 지속적으로 증가하고 있으며 매년 이와 관련된 논문들이 활발히 보고되고 있다. 본 총설은 염료감응형 태양전지를 위한 고분자 전해질막의 개념과 개발에 대한 간단한 설명을 다루고 있으며 고분자 매트릭스의 개질, 유-무기 가소제 및 이온성 액체와 같은 첨가제의 도입에 따른 염료감응형 태양전지의 효율과 전기화학적 특성에 대해서도 최근의 연구들이 정리되어 있다.

• 멤브레인
• /
• 제33권6호
• /
• pp.325-343
• /
• 2023

직접 메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell, DMFC)는 연료의 개질 없이 메탄올 연료를 공급하여 수소이온과 전자 생성을 통해 전류를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 현재 DMFC에 적용되고 있는 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 높은 수소이온 전도도와 물리화학적 안정성을 갖는 과불소화계 이오노머를 활용한 PEM이지만, 높은 메탄올 투과율과 분해 시 발생되는 환경 오염 물질 등의 문제로 인해 신규 소재 개발이 요구되고 있다. 최근 들어, 과불소화계 이오노머에 비해 낮은 연료 투과율 및 우수한 물리화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 PEM을 DMFC에 적용하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설에서는 탄화수소계 고분자 기반 PEM 중 1) 친수성/소수성 영역의 뚜렷한 나노 상분리 구조를 나타내는 가지형 공중합체를 합성하여 수소이온 전도성과 메탄올의 선택도를 향상시킨 연구, 2) 제막 단계에서 가교 구조를 도입하여 메탄올 투과율을 감소시키고 치수 안정성을 향상시킨 연구, 3) 유/무기계 첨가제 및 다공성 지지체를 도입하여 성능을 개선한 복합 막 개발 연구에 대해 소개하고자 한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권3호
• /
• pp.768-778
• /
• 2011

Calixpyrroles and related macrocycles are non-planer synthetic anion receptors that have attracted considerable attentions in recent years. Although the synthesis of calix[4]pyrrole (known as meso-octamethylporphyrinogen) was reported more than 100 years ago, the anion binding properties were first discovered in 1996. The simple calix[4]pyrroles can be synthesized in single step in high yield by condensation of pyrrole with acetone. The compounds showed preferential binding for halide anions including fluoride, phosphate, carboxylate, and chloride in organic media. Efforts to improve the anion affinity of calix[4]pyrrole and to enhance its selectivity have led to the synthesis of a variety of new calixpyrrole derivatives. Among the various modifications, introduction of straps on one side of the calix[4]pyrroles are the most effective. Incorporation of aromatic rings other than pyrroles also exhibited interesting binding behaviour. Introduction of signalling units as part of the strapping element enable to detect the anions on chromogenic or fluorogenic fashion. Finding of the anion transport properties across the membrane and cytotoxic effects of the calix[4]pyrroles open new window for calixpyrrole-related research. The polymer-incorporated systems have also been employed as anion complexants in solvent-solvent extraction. These old, yet easy-to-make macrocycles have well advanced more recently with the discovery of the ion-pair complexation properties. In this review, the synthetic developments and anion binding properties of calixpyrroles for the last decades will be discussed and will cover the advances in calixpyrrole chemistry.

• 멤브레인
• /
• 제14권1호
• /
• pp.44-52
• /
• 2004

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)에 적용가능한 양이온교환막 개발에 관한 것으로 poly(vinyl alcohol) (PVA)에 가교제로 poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM)와 hydroquinonesulfonic acid (HQSA)를 이용하여 가교제의 함량을 변화시키면서 막을 제조하였다. 제조한 막은 가교제의 함량 변화에 따라 메탄을 투과도, 이온전도도를 측정하였으며 기본적인 이온교환막의 특성인 함수율, 이온교환용량 그리고 고정이온농도 등을 측정하였다. PAM 함량이 증가함에 따라 메탄을 투과도와 이온전도도 및 함수율이 조금 증가하는 추세를 보이다 9 wt%부터 감소하는 경향을 보였는데 이는 PAM의 친수성기보다는 가교효과의 영향이라 사료되며 HQSA 함량을 변화시켰을 때는 이온전도도, 함수율 그리고 이온교환용량이 전반적으로 증가하였는데 그 증가폭은 미비하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1998년도 춘계 총회 및 학술발표회
• /
• pp.83-86
• /
• 1998

1. Introduction : Low molecular harmful organics such as 1-naphthol and phenol are widely used in industries, and pose serious environmental problems. Wastewater containing low molecular harmful organics may be ejected from various sources including metal-plating industries, circuit-board manufacturing process, photographic and photo-processing industries, refineries and metal-tailing leachate. The pollution of nation harbors, waterways and ground water resources with these organics has reached critical portions, and might also give hazardous influence on human health. Micellar enhanced ultrafiltration(MEUF) is a recently developed process to remove dissolved organics and/or heavy metals present in small or trace quantities from aqueous solution. In this system, the fatal defect is leakage of surfactants especially at low concentration below CMC(critical micelle concentration), which becomes a secondary pollution. Our group proposed to use biosurfactant and polymeric micelle to solve problems mentioned above. In this study we investigated a modified MEUF using PEO-PPO-PEO (polyethyleneoxide-polypropyleneoxide-polyethyleneoxide) block copolymers for the removal of organic solutes such as 1-naphthol and phenol from aqueous wastewater. We proposed PEO-PPO-PEO block copolymers as new surfactants for forming micelles in MEUF, and investigated the solubilization characteristics and efficiency for the removal of 1-naphthol and phenol. PEO-PPO-PEO block copolymers are, environmentally mild and safe as biosurfactants.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.66-70
• /
• 1993

저 및 고단백식이로 성장한 흰쥐에 methanethiol 투여시 체중당 간무게 및 혈청 alanine aminotransferase활성의 증가율은 고단백식이군(HP군)보다 저단백식이군(LP군)이 높았으며, 이 때 혈청 보다 xanthine oxidase 활성도는 HP군보다 LP군이 높게 나타났다. 또한 혈청 중 요산함량 역시 HP군보다 LP군에서 높게 나타났으며, 간조직의 uricase 활성은 LP군이 HP군보다 높게 나타났다. 따라서 LP군이 HP군보다, methanethiol 투여로 인한 혈청 xanthine oxidase 활성이 높게 나타남은 식이중 단백함량을 낮출 때 methanethiol 에 의한 간독성이 심하게 나타나기 때문이며, 또한 단백영양 부족시 methanethiol 의 폭로가 고뇨산혈증을 유도함을 시사해 주고 있다.

• 방사선산업학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.289-297
• /
• 2012

Since Nafion is very expensive and shows the decreased fuel cell performance over $80^{\circ}C$ operating temperature, much work has been carried out in the search for cheaper membrane with high fuel cell performance. Radiation is known to be very useful for the preparation of the polymer electrolyte membranes since it can be effectively used for the introduction of ion conducting functional groups into the commercial film with high mechanical and chemical properties. Here, we summarize the our recent progress in the development of fuel cell membranes by utilizing radiation.

• 멤브레인
• /
• 제26권5호
• /
• pp.337-350
• /
• 2016

향후 우리 사회의 혁신적 변화를 가져올 휴대용 전자기기, 전기자동차 및 스마트 그리드 에너지 저장장치 등의 비약적인 발전에 따라, 그 전원으로서 리튬이차전지에 대한 관심이 더욱 증대하고 있다. 본 총설에서는, 리튬이차전지 핵심 소재 중 하나인 분리막에 대해 기공 구조 및 물리화학적 물성 관점에서 고찰하고, 이와 함께 최신 연구 동향을 소개하고자 한다. 리튬이차전지 분리막은 양극과 음극 사이에 위치하는 다공성 막으로서, 두 전극 간의 전기적 단락을 방지하고, 이온의 흐름을 가능하게 하는 기능을 갖는다. 분리막 자체는 전지 내 전기화학 반응에는 직접적으로 참여하지 않으나, 앞서 언급한 기능들에 의해 전지 성능 및 안전성에 큰 영향을 끼친다. 최근 들어, 이러한 분리막의 기본 특성 이외에, 전지 안전성 강화 및 금속 이온 흡착 등을 비롯한 다양한 기능 부여를 위한 노력들이 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 현재 상업화된 폴리올레핀 분리막에 대한 이해를 토대로, 개질 폴리올레핀 분리막, 부직포 분리막, 세라믹 복합 분리막 및 화학 활성 분리막 등으로 대표되는 최신 분리막 기술들을, 차세대 전지 개발 방향과 관련 지어 기술하고자 한다.

• 멤브레인
• /
• 제25권5호
• /
• pp.398-405
• /
• 2015

용액-확산 메커니즘에 의해 결정되는 기존의 고분자에서와는 달리, 촉진수송은 투과도와 선택도를 동시에 향상시킬 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 은 나노입자, 폴리비닐피롤리돈, 7,7,8,8-테트라시야노퀴노디메탄으로 구성된 촉진수송 올레핀 분리막에 있어서, 메조기공 티타늄산화물($m-TiO_2$)에 대한 영향을 연구하였다. 특히 메조기공 티타늄산화물은 폴리비닐클로라이드-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체를 템플레이트로 하여 쉽고 대량 생산이 가능한 방법으로 제조하였다. 엑스레이 회절분석에 따르면, 제조된 메조기공 티타늄산화물은 아나타제와 루타일 상의 혼합으로 구성되어 있으며, 결정의 크기가 약 16 nm 정도 되었다. 메조기공 티타늄산화물을 첨가하였을 때, 분리막의 확산도가 증가하여 혼합기체 투과도가 1.6에서 16 GPU로 증가하였고 선택도는 45에서 37로 약간 감소하였다. 메조기공 티타늄산화물이 첨가되지 않은 분리막은 장시간 성능이 유지되었으나, 메조기공 티타늄산화물이 첨가된 분리막의 경우 시간이 지남에 따라 투과도와 선택도가 감소하였다. 이는 티타늄산화물과 은 사이의 화학적 상호작용으로 은 나노입자의 올레핀 운반체로써의 활성을 감소시키기 때문으로 사료된다.