• Rapid Communication in Photoscience
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• 제2권3호
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• pp.72-75
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• 2013

Bulk nanobubble is one of the nanoscopic gaseous state found in the solution. We measured transient absorption spectra of eosin Y in the excited triplet state ($^3EY^{2-*}$) to elucidate differences in the dissipation process of the bulk nanobubble of oxygen molecule at air pressure. The time dependence of the oxygen dissipation process was classified three time domains (P1, P2 and P3). The comparison of ordinary bubbling method gave different results at P3 in contrast to similar results at P1 and P2, indicating the existence of characteristic dissolving state in the case of nanobubble.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.91-92
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• 2023

In this study, the chemical composition of converter slag according to CO₂ nanobubble promotion aging time was examined. The CO₂ nanobubble water immersion time was 0, 12, 24, 36, 48 hours, and then dried and pulverized to perform XRD analysis. As a result, the longer the sample was immersed in CO₂ nanobubble water, the higher the amount of calcite produced, and the change after 36 hours was minimal.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.23-29
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• 2022

본 연구에서는 오존의 용해효율 개선과 자가분해 촉진을 위해 나노기포와 초음파 캐비테이션을 동시에 적용한 오존 나노기포 공정을 조사하였다. 공정의 유기물 분해효율을 파악하기 위해 200mm × 200mm × 300mm 규모의 반응기를 제작하여 다양한 조건에서 페놀 분해 실험을 진행하였다. 나노기포의 사용은 60분 반응에서 페놀 분해 효율을 일반적인 폭기 방식에 비해 2.07배 증가시켰으며, 용존 오존의 최대 용해농도를 크게 증가시켜 오존의 용해효율 개선에 효과적이었다. 초음파 조사는 나노기포와 함께 사용될 때 페놀 분해 효율을 36% 증가시켰으며 오존의 자가 분해 촉진으로 용존 오존은 낮게 나타났다. 초음파 출력이 강할수록 페놀 분해 효율도 증가하였으며, 실험에서 사용한 28kHz, 132kHz, 580kHz 중 132kHz의 주파수에서 페놀의 분해 효율이 가장 높게 나타났다. 오존 나노공정은 기존 오존 공정과 같이 높은 pH에서 더 좋은 분해효율을 보였으나 중성에서도 60분 반응 후 페놀 100% 분해를 달성하여 pH에 의한 영향이 적은 것으로 나타났다. 이는 초음파에 의한 오존 자가분해 촉진에 의한 것으로 판단된다. 초음파 조사에 의한 기포 특성 변화를 확인하기 위해 Zetasizer를 이용하여 기포의 크기와 제타 전위 분석을 진행하였으며 초음파 조사가 기포의 평균 크기를 11% 감소시키고 기포 표면의 음전하를 강화하여 오존 나노기포의 물질전달과 수산화 라디칼 생성 효율에 긍정적인 효과를 끼치는 것을 확인하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제29권5호
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• pp.574-578
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• 2016

지속적으로 증가하는 식량 수요를 충족시키기 위해 작물 생산량의 확대가 요구되고 있는 실정이다. 따라서 많은 연구자들이 다양한 관점에서 곡물류 식용 작물의 수확량, 품질, 파종 시기, 환경 적응력 등을 향상시키기 위한 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 초미세버블이 보리종자의 발아에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 증류수 내에 생성된 초미세버블의 평균 직경과 개체수는 각각 133 ㎚, 8.59✕10⁸ particles/㎖였으며, 초미세버블 혼합 증류수는 일반 증류수에 비해 보리종자 발아율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제25권8호
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• pp.429-440
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• 2022

This study assessed the effects of oxygen and ozone nanobubbles on gill morphology, weight gain, and mortality of Pacific white shrimp (Penaeus vannamei), as well as the level of Vibrio parahaemolyticus and water quality of shrimp culture tanks under lab conditions. Two experiments were carried out with oxygen macrobubble, ozone macrobubble, oxygen nanobubble, ozone nanobubble, and control treatments (air-stone macrobubble). Experiments were done in triplicate in 100 L tanks with 15‰ saline water, and 20 shrimp per tank. Tanks in Experiment 1 were not inoculated with bacteria; tanks in Experiment 2 were inoculated with V. parahaemolyticus at a concentration of 10⁶ CFU/mL. The results revealed that short treatments with ozone nanobubbles had minimal impact on shrimp gills, mortality, and growth rates, reduced V. parahaemolyticus concentration in water compared to the other groups, and improve water quality. These laboratory results indicate that ozone nanobubble treatment may be useful for controlling V. parahaemolyticus. More work is needed to find the best protocol to apply the technology on a commercial scale.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.31-39
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• 2017

본 연구에서는 중금속 오염지반을 정화하기 위한 향상제로 친환경 재료인 나노버블수를 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 수소 나노버블을 제조하여 입도분석과 제타 포텐셜 측정을 통해 장기 생존성을 평가하였다. 제조된 나노버블수를 회분식 탈착실험에 적용하여 구리 오염토양에 대한 나노버블수의 정화 효과를 증류수와 비교하여 분석하였다. 가압용해식 나노버블 제조 장치를 통해 제조한 나노버블은 최소 14일간 존재함을 알 수 있었다. 또한 구리 오염 토양에 대한 회분식 탈착실험을 수행한 결과, 토양 종류에 관계없이 나노버블수의 제거효율은 전반적으로 증류수보다 높았으며 고액비와 반응시간에 비례하여 증가하였다. pH 변화에 따라 사질토는 산성 측에서 제거 효율이 높게 나타났으나 점성토는 그 차이가 다소 낮았다. 실험 결과를 통해 나노버블의 구리 탈착 효과는 나노버블의 큰 비표면적과 제타 포텐셜에 기인하여 전반적으로 우수하게 나타난 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 바탕으로 나노버블수의 중금속 제거 효과를 확인하였으며 이를 토양정화의 향상제로 적용하여 친환경적인 정화공법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.102-102
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• 2016

Water, which is most abundant in Earth surface and very closely related to all forms of living organisms, has a simple molecular structure but exhibits very unique physical and chemical properties. Even though tremendous effort has been paid to understand this nature's core substance, there amazingly still lefts much room for scientist to explore its novel behaviors. Especially, as the scale goes down to nano-regime, water shows extraordinary properties that are not observable in bulk state. One of such interesting features is the formation of nanoscale bubbles showing unusual long-term stability. Nanobubbles can be spontaneously formed in water on hydrophobic surface or by decompression of gas-saturated liquid. In addition, the nanobubbles can be generated during electrochemical reaction at normal hydrogen electrode (NHE), which possibly distorts the standard reduction potential at NHE as the surface nanobubble screens the reaction with electrolyte solution. However, the real-time evolution of these nanobubbles has been hardly studied owing to the lack of proper imaging tools in liquid phase at nanoscale. Here we demonstrate, for the first time, that the behaviors of nanobubbles can be visualized by in situ transmission electron microscope (TEM), utilizing graphene as liquid cell membrane. The results indicate that there is a critical radius that determines the long-term stability of nanobubbles. In addition, we find two different pathways of nanobubble growth: i) Ostwald ripening of large and small nanobubbles and ii) coalescence of similar-sized nanobubbles. We also observe that the nucleation and growth of nanoparticles and the self-assembly of biomolecules are catalyzed at the nanobubble interface. Our finding is expected to provide a deeper insight to understand unusual chemical, biological and environmental phenomena where nanoscale gas-state is involved.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권3호
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• pp.945-948
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• 2014

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권4호
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• pp.1041-1051
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• 2020

일본과 유럽에서 시작된 미세버블과 나노버블의 기술은 여러 응용분야에서 적용 가능하고 그 효과 또한 다양하게 나타나고 있어서 많은 연구자 뿐만 아니라 관련 산업 전문가들에게 관심을 받고 있다. 특히 나노버블은 물속에서 수개월 이상 존재 가능하다는 연구로부터 화장품과 같은 액상 형태의 제품에 적용 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 기포캡슐레이션 기법을 이용한 나노버블의 생성과 나노버블을 함유한 기능성 화장품 내 유효물질 3종(Niacinamide(1.6%), Caffeic acid(1%), Ferulic acid(1%))에 대하여 피부투과성 증가 실험을 진행하였다. 나노버블은 유효물질의 피부투과성 증가에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 나노버블 미함유 물질 대비 최대 250% 피부투과성 증가가 확인되었다(Caffeic acid, 8시간). 이는 화장품 분야 뿐만 아니라 뇌종양과 같은 의약품 투과성에 관련된 분야 등 나노버블 기법에 의한 투과성 향상에 적용 가능한 분야에 연구 성과 및 산업적 파급효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• Applied Microscopy
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• 제47권3호
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• pp.165-170
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• 2017

Gas vesicles are intracellular gas-filled protein-shelled nanocompartments. The structures are spindle or cylinder-shaped, and typically $0.1{\sim}2{\mu}m$ in length and 45~250 nm in width. A variety of prokaryotes including photosynthetic bacteria and halophilic archaea form gas vesicles in their cytoplasm. Gas vesicles provide cell buoyancy as flotation devices in aqueous habitats. They are used as nanoscale molecular reporters for ultrasound imaging for biomedical purposes. The structures in halophilic archaea are poorly resolved due to the low signal-to-noise ratio from the high salt concentration in the medium. Such a limitation can be overcome using focused ion beam-thinning or inelastically scattered electrons. As the concentric bodies (~200 nm in diameter) in fungi possess gas-filled cores, it is possible that the concept of gas vesicles could be applied to eukaryotic microbes beyond prokaryotes.