• Advances in nano research
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• 제10권3호
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• pp.253-261
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• 2021

Polydimethylsiloxane (PDMS) is one of the most widely adopted silicon-based organic polymeric elastomers. Elastomeric nanostructures are normally required to accomplish an explicit mechanical role and correspondingly their mechanical properties are crucial to affect device and material performance. Despite its wide application, the mechanical properties of PDMS are yet fully understood. In particular, the time dependent mechanical response of PDMS has not been fully elucidated. Here, utilizing state-of-the-art PeakForce Quantitative Nanomechanical Mapping (PFQNM) together with Force Volume (FV) and Fast Force Volume (FFV), the elastic moduli of PDMS samples were assessed in a time-dependent fashion. Specifically, the acquisition frequency was discretely changed four orders of magnitude from 0.1 Hz up to 2 kHz. Careful calibrations were done. Force data were fitted with a linearized DMT contact mechanics model considering surface adhesion force. Increased Young's modulus was discovered with increasing acquisition frequency. It was measured 878 ± 274 kPa at 0.1 Hz and increased to 4586 ± 758 kPa at 2 kHz. The robust local probing of mechanical measurement as well as unprecedented high-resolution topography imaging open new avenues for quantitative nanomechanical mapping of soft polymers, and can be extended to soft biological systems.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2001년도 추계학술대회
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• pp.39-45
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• 2001

Extremophiles are unique microorganisms that are adapted to survive in ecological niches such as high or low temperatures, extremes of pH, high salt concentrations and high pressure. These unusual microorganisms have unique biochemical features which can be exploited for use in the biotechnological industries. Due to the high biodiversity of extremophilic archaea and bacteria and their existence in various biotopes a variety of biocatalysts with different physicochemical properties have been discovered. The extreme molecular stability of their enzymes, membranes and the synthesis of unique organic compounds and polymers make extremophiles interesting candidates for basic and applied research. Some of the enzymes from extremophiles, especially hyperthermophilic marine microorganisms (growth above $85^{\circ}C$), have already been purified in our laboratory. These include the enzyme systems from Pyrococcus, Pyrodictium, Thermococcus and Thermotoga sp. that are involved in polysacharide modification and protein bioconversion. Only recently, the genome of the thermoalkaliphilic strain. Anaerobranca gottschalkii has been completely sequenced providing a unique resource of novel biocatalysts that are active at high temperature and pH. The gene encoding the branching enzyme from this organism was cloned and expressed in a mesophilic host and finally characterized. A novel glucoamylase was purified from an aerobic archaeon which shows optimal activity at $90^{\circ}C$ and pH 2.0. This thermoacidophilic archaeon Picrophilus oshimae grows optimally at pH 0.7 and $60^{\circ}C$. Furthermore, we were able to detect thermoactive proteases from two anaerobic isolates which are able to hydrolyze feather keratin completely at $80^{\circ}C$ forming amino acids and peptides. In addition, new marine psychrophilic isolates will be presented that are able to secrete enzymes such as lipases, proteases and amylases possessing high activity below the freezing point of water.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권2호
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• pp.258-263
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• 2013

Carbazole, EDOT 와 benzobisthiazole이 포함되어진 새로운 전도성 고분자의 합성 및 특징을 유기 분광학적인 방법으로 규명하였다. 포텐티오메트릭 이온 선택성 막 전극들은 넒은 감응범위($10^4{\sim}10^7$)와, 시료의 혼탁도에 영향을 주지 않으며, 빠른 감응 시간과 소형화가 쉬운 이유로 병원, 환경과 산업 현장에서 널리 이용되고 있다. 이 전극의 막에는 강한 흡착과 열적인 안정성에서 뛰어난 상온에서 경화시킨 (RTV)-타입 실리콘 고무가 사용되었다. 불행하게도, 이 실리콘 고무 기반의 전극의 높은 막 저항(PVC 기반의 것과 비교하여 $10^2{\sim}10^3$배 더 높은 수치)이 응용에 제한이 되어 왔다. 여기에서 우리는 실리콘 고무 막에 전도성 고분자를 첨가 하여 막 저항이 줄어든 새로운 고체 전극을 구현하였다.

• 유기물자원화
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• 제12권2호
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• pp.82-90
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• 2004

본 연구에서는 PAHs 중에서 흔히 높은 농도로 발견되고 있는 나프탈렌 오염토양에 대하여 지중토양세정으로 세정한 후 세정된 용액을 고분자 응집제로 처리하였다. 오염물질로는 2-methylnaphtalene과 1,5-dimethylnaphtalene을 사용하였다. 세정용액으로는 POE12와 SDS를 1 : 1 (부피비)로 혼합한 계면활성제를 사용하였다. 혼합계면활성제의 주입횟수를 5 pore volume까지 증가시켰을 때 2-methylnaphtalene의 세정효율은 지수적으로 1,5-dimethylnaphtalene의 제거율은 다소 선형적으로 증가하여 각각 약 80%와 60%가 세정되었다. 13 pore volume으로 세정한 후 2-methylnaphtalene과 1,5-dimethylnaphtalene의 세정효율은 각각 약 90%와 82%로 2-methylnaphtalene이 1,5-dimethylnaphtalene 보다 다소 높았으나, 물에 의하여 세정된 부분을 보정하면 약 42%와 71%로 상대적으로 소수성인 1,5-dimethylnaphtalene의 세정효율이 더 높았다. 약 10,000 mg/kg(건조토양)의 디젤 TPH는 5 pore volume의 주입에서 약 40%의 세정효율만을 나타내었으며, 추가적으로 13 pore volume까지 첨가하였을 때 약 70%의 세정효율을 보였다. 그러나 디젤내 나프탈렌 성분은 세정용액을 4 pore volume 까지 주입하였을 때까지 세정효율이 급격히 증가하였으며, 5 pore volume을 가하였을 때 90%가 세정되어 디젤 TPH의 40%보다 두 배 이상 높은 세정효율을 나타내었다. 2-Methylnaphthalene과 1,5-dimethylnaphthalene 오염토양 용출세정액은 6가지 고분자 응집제로 처리한 결과 응집제 모두 50% 부근의 비슷한 제거율을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.401-409
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• 2013

폐플라스틱에 의한 환경오염 증가로 생분해성 고분자에 대한 관심이 커지고 있다. 본 연구에서는 생분해성 고분자인 폴리 L-락타이드(polylactic acid, PLA)와 폴리 L-락타이드(polylactic acid, PLA)/폴리 부틸렌 숙신산(polybutylene succinate, PBS)(90/10)수지를 기지재료로 하고 유기 크로사이트(cloisite ) 20을 나노 클레이(clay) 20으로 사용하여 이축압출기에서 Clay-20 함량별 로 압출시켜 나노복합체를 제조하였다. 사출성형기로 사출성형시편을 제조하여 나노복합체의 열적, 기계적, 형태학적 및 라만 분광학 특성을 시차열량분석기(differential scanning calorimeter, DSC), 인장시험기, 주사전자현미경(scanning electron microcopy, SEM), 라만-현미경 분광광도계로 조사하였고, 또한 가수분해특성을 조사하였다. 시차열량분석기와 주사전자현미경 시험 결과에서 PLA/Clay-20과 PLA/PBS/Clay-20 나노복합체의 결정화도가 Clay-20 함량이 증가함에 따라 증가하였고, Clay-20과 PLA 및 PLA/PBS 수지가 서로 상용성이 있는 것으로 확인되었다. 또한 Clay-20 함량이 증가함에 따라 두 나노복합체의 인장강도는 감소하지만 신도, 충격강도, 인장탄성률 및 굴곡탄성률이 증가하였다. 특히 Clay-20이 5 wt% 첨가된 PLA/Clay-20과 PLA/PBS/Clay-20 나노복합체의 충격강도는 순수 PLA와 PLA/PBS (90/10) 보다 2배 이상으로 증가하였다. Clay-20 3 wt% 첨가된 PLA/Clay-20 나노복합체의 가수분해속도는 순수 PLA 가수분해속도보다 두 배 정도 빨랐다. 이는 유기화 처리된 Clay-20 나노입자 표면의 친수성으로 계면에서 가수분해가 쉽게 일어나기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구에서 적당량의 Clay-20 첨가로 PLA의 기계적특성 개선과 생분해 특성 조절 가능성을 확인하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제29권3호
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• pp.362-370
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• 2002

최근 20년간 다양한 종류의 심미 수복재가 개발되었고, 특히 지난 5년 동안에는 그 수에 있어서 극적인 증가추세를 보였다. 최근 들어, ormocer라는 새로운 종류의 광중합형 수복재료가 소개되었는데, 화학 분야에서는 이미 오래 전부터 알려져 있던 성분으로, 광학렌즈 등의 표면경화제로 이용되어 오다가 최근 치과용 수복재에 도입되었다. 'Ormocer' 란 'Organically Modified Ceramics'의 약자로 'Ormosils' (Organically Modified Silicates)로도 알려져 있다. 그러나, 이 새로운 수복재에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 서로 다른 계통의 광중합형 수복재들(Z-100, Surefil, Tetric Ceram, Dyract AP)과 ormocer(Admira)를 압축강도와 굴곡강도 측면에서 비교 평가하고, 구강내 환경과 유사한 조건에서 수분흡수가 그 물성에 미치는 영향을 평가할 목적으로 시도되어 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 1일 후에 측정한 Admira의 압축강도는 Surefil보다는 낮았으나, 다른 재료들과는 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 2. 1일 후에 측정한 Admira의 굴곡강도는 다른 4종의 재료에 비해서 낮았다(p<0.05). 2일부터는 3종의 복합레진에 비해서 낮았다(p<0.05). 3. 실험기간(30일) 중 hybrid composite resin군(Z-100, Tetric Ceram)과 packable resin(Surefil)군 간에는 압축강도와 굴곡강도에서 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 4. 실험에 사용된 5종의 수복재 모두 압축강도와 굴곡강도가 2일까지 증가하다가 7일부터 감소하였다(p<0.05). 5. 각 재료의 시간에 따른 압축강도와 굴곡강도의 변화양상은 통계적으로 유사하였다(p>0.05).

• 유기물자원화
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• 제30권3호
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• pp.5-12
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• 2022

본 연구에서는 반도체를 포함한 다양한 산업 분야에서 발생하는 슬러지 폐기물을 활용하여 고부가 가치의 균일한 콜로이달 실리카 나노입자를 제조하고자 하였다. 상세히는 슬러지 폐기물에서 고분자를 용해하여 추출한 실리카(s-SiO₂)를 분리하였고, 암모니아와 소니케이터를 활용한 에칭을 통해 실라놀 전구체를 추출하였다. 실라놀 전구체를 활용하여 졸-겔법으로 균일한 약 50nm 크기의 실리카 나노입자(n-SiO₂)를 성공적으로 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한, s-SiO₂의 에칭 시간에 따른 n-SiO₂의 수득량을 확인하였으며, 8시간의 에칭 시간에서 가장 많은 n-SiO₂가 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 최종적으로 n-SiO₂를 기반으로 한 CMP용 슬러리를 제조하여, 반도체 칩의 연마에 활용하였다. 그 결과, 반도체 칩의 표면에 존재하던 빗살 무늬의 데미지들이 성공적으로 제거되었으며, 이를 통해 슬러지 폐기물에서 고부가 가치의 반도체 급 n-SiO₂ 소재가 성공적으로 제조되었음을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.103-113
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• 1993

우리나라에서 년간 3,367만톤(1991년) 배출되는 생활쓰레기의 28% 이상이 주방폐기물로 통칭되는 음식찌꺼기, 채소류등으로 구성되는데 수분함량이 75~85%로 높고 발열량 낮아 혐기성 소화에 의한 처리법은 폐기물의 안정화 및 메탄가스 회수를 통한 효율적인 자원화가 가능하여 매우 실용적인 것으로 고려된다. 그러나, 주방폐기물은 셀룰로즈, 단백질등의 복잡한 고분자 고형물질들로 구성되어 있어 혐기성 소화시 가수분해반응이 율속단계로 인식되고 있으며, 이로 인한 유기물 부하율이 작고 반응조 용적이 커져 경제적이지 못한 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 셀룰로즈 등의 고분자물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 rumen 미생물을 이용하여 주방폐기물의 혐기성 소화의 효율을 증진시키기 위한 연구가 600 mL의 회분식반응조에서 수행되었다. 주방폐기물의 가수분해 및 산생성 반응에 대한 중온산생성균과 rumen 미생물의 산생성반응 효율을 비교하였으며, rumen 미생물을 이용한 산형성 반응에서 pH, 온도, 고형물 농도등 환경인자의 영향을 평가하였다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산형성 반응에서 최종휘발산수율은 이론치의 약 95%에 해당하는 8.4meq/g VS를 보여 중온산형성균을 이용하였을 때와 비슷하였으나, 산생성반응의 속도는 중온산형성균을 이용했을 때 보다 약 2배 이상 빨랐다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산생성 반응에 대한 기질 농도의 영향에서는 TS 15%일 때 급격한 pH저하 및 비이온화된 VFA 등의 저해작용으로 휘발산수율은 TS 1%인 반응조에서의 절반이하의 값을 보여 유출수의 연속적인 희석이 중요한 인자임을 알 수 있었다. Rumen 미생물을 이용한 산생성 반응의 최적 pH 및 온도 범위는 각각 6.0~7.5, $35{\sim}45^{\circ}C$였다. 이상과 같은 결과로부터 rumen 미생물을 주방폐기물의 혐기성소화 공정에 이용할 경우 혐기성 반응의 율속단계로 고려되는 가수분해 및 산형성 반응의 속도를 증가 시킬 수 있어 반응조 용적 감소 및 유기물 부하 증가 등의 소화 효율향상이 가능함을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제23권5호
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• pp.452-459
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• 2008

본 연구에서는 뛰어난 항암효과를 가지고 있지만 매우 짧은 반감기로 인한 많은 투약 빈도수와 이로 인한 부작용을 나타내는 5-FU의 부작용을 줄이고 투약의 편의성을 증대시키고자 생분해성 고분자인 L-PLA에 약물이 봉입된 미세입자를 제조하였다. 제조 방법으로는 기존의 미립자 약물전달체 제조 공정의 문제점을 상당 부분 개선시킬 수 있는 대체 공정으로 주목받고 있는 초임계 ASES 공정을 사용하였다. 고분자의 분자량 및 분자량이 다른 동일한 고분자와의 블렌딩, 용매, 약물 투입량 등의 변수가 미세입자의 형성과 약물의 회수율, 봉입효율 및 방출에 미치는 영향을 고찰하여 초임계 유체 공정의 적용 가능성 여부를 조사하였다. 5-FU와 L-PLA의 용매로 각각 MeOH와 DCM을 사용한 경우 가장 좋은 결과가 얻어졌으며, L-PLA의 분자량이 큰 경우 구형의 입자가 생성되었으며 입자의 크기도 작은 결과가 나타났다. 모든 실험에서 약물의 봉입효율이 매우 낮게 나타났는데 이는 5-FU와 L-PLA의 매우 낮은 친화도에 기인하는 것으로 판단된다. 약물과 고분자 간의 재결정화 속도의 차이를 얼마나 줄일 수 있는가가 약물 봉입효율에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 판단되며, 약물의 봉입효율을 향상시키기 위해서는 향후 초임계 공정의 공정변수에 대한 좀 더 자세한 연구와 약물과 고분자간의 친화력을 높여 일 수 있는 첨가제에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국산업보건학회지
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• 제21권3호
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• pp.156-161
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• 2011

Objectives: Tetrahydrofuran (THF) is a colorless, water-miscible organic liquid with low viscosity at standard temperature and pressure. THF has been used as a solvent and a precursor for various syntheses of polymers. However, THF is known to irritate to the eyes, skin and mucus membranes. Overexposure by inhalation, ingestion or skin contact may produce nausea, dizziness, headaches, respiratory irritation and possible skin burns. The purpose of this study is to evaluate of the worker exposure and characteristics of workers in the workplaces that use or manufacture THF. Methods: Sixteen factories in Korea, which manufacture or use THF, were selected for this study and a total of 130 air samples including 104 time-weighted average (TWA) samples and 26 short-term exposure limit (STEL) samples, were collected. Air samples were collected with charcoal tube (100mg/50mg) and analyzed by gas chromatograph/flame ionization detector(GC/FID). Results: The TWA concentration of THF was 16.05ppm (GM) at PS script printing, 2.32ppm (GM) at PVC stabilizer, 1.03ppm (GM) at Lithium triethylborohydride, 0.63ppm (GM) at Polytetramethylene ether glycol(PTMEG), 0.42ppm (GM) at Manufacturing THF, 0.13ppm (GM) at Glue and 0.12ppm (GM) at synthetic rubber/resins. Two out of sampes for PS script printing exceeded 50ppm as 8-hour exposure limit of MOEL. The short term exposure to THF was 54.77ppm (GM) at PS script printing, 17.10ppm (GM) at PTMEG, 13.76ppm (GM) at Manufacturing THF, 2.86ppm (GM) at Lithium triethylborohydride, 0.87ppm (GM) at synthetic rubber/resins and 0.13ppm (GM) Glue. We found that the highest exposure process for both the TWA and STEL samples was PS script process. Two samples exceeded 100ppm as short term exposure limit of Ministry of Employment and Labor(MOEL). Conclusions: Characteristic of STEL concentration for THF is considerably different from TWA concentration in workplaces because workers could exposure high concentration of THF in a moment when they work irregularly schedule. So exposure controls for momentary works have to be prepared, and considered the skin absorption and inhale of THF.