• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.646-651
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• 2018

최근 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 완충 층으로 삽입하여 광 전환 효율을 향상시킨 많은 연구 결과들이 보고되었다. 그래핀 양자점은 그래핀 단일 층이 여러 겹 쌓여서 구성된 수 나노미터 크기의 물질로, 양자 제한 효과에 의한 밴드갭 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 대부분의 그래핀 양자점을 활용한 연구에서 레이저 분쇄나 수열 처리 등과 같은 복잡하고 접근성이 떨어지는 용액 공정들이 박막 형성에 사용되고 있다. 본 연구에서는 Indium tin oxide(ITO)/$TiO_2$/Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/Al 구조로 구성된 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 단순한 초음파 처리를 통해 용매에 분산시켜 박막 공정에 사용하였음에도 불구하고, 단락 전류를 $1.26{\times}10^{-5}A/cm^2$에서 $7.46{\times}10^{-5}A/cm^2$으로, 곡선인자(Fill factor)를 0.27에서 0.42로 향상된 결과를 확인하였다. 이러한 결과를 트랜지스터 구조의 소자를 활용한 전기적 성질 확인과 순환 전압-전류법을 통한 에너지 레벨 분석 및 가시광 흡수 스펙트럼 분석 등을 통하여 고찰하였다. 본 연구 결과를 통해 그래핀 양자점 용액 공정이 복잡한 처리 공정 없이도, 보다 폭넓게 활용 가능할 것으로 예상된다.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.201-212
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• 2014

본 연구는 국내 최초로 도입된 Y 정수장의 세라믹막 고도정수처리를 위한 최적 운영 인자를 도출하기 위하여 수행되었다. 경제성과 수질조건을 만족하면서도 세라믹막 여과성능을 지속 유지할 수 있는 최적 운영조건을 도출한 결과, Y 정수장의 평상시 수질 조건에서 막역세척으로 인한 배출수 발생량을 최소화시키면서도 막여과성능을 유지할 수 있는 최적 여과지속시간(역세척 주기)은 시설용량($16,000m^3$/일) 기준 시 4.0시간으로 조사되었다. 또한 화학세척(CIP)에 따른 막차압 회복력을 조사한 결과, 구연산을 이용한 산세정을 통하여 철, 망간, 알루미늄 등의 막 파울링을 일으키는 무기오염물질은 제거되지만 막회복률은 낮았다. 반면 차아염소산나트륨을 사용한 알칼리 세정을 통해서는 막 운영 초기 막차압으로 회복되는 것으로 나타났다. 막차압을 발생시키는 파울링 주요 원인물질은 친수성 고분자 유기오염물인 polysaccharides로 조사되었으며, 화학세척(CIP)시 막성능 회복률은 세척약품 온도에 의한 영향이 매우 크며, 온도가 높은수록 막성능 회복률이 향상되는 것으로 조사되었다.

• 보존과학회지
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• 제28권2호
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• pp.141-151
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• 2012

석조문화재의 훼손된 부재를 재사용하기 위한 보존관리는 1900년대부터 시작되었다고 볼 수 있는데 일제강점기 시대에 무기물인 시멘트를 원료로 사용하면서 부터이다. 1990년대에 접어들면서 건축 재료인 유기질의 에폭시수지가 도입되었고 현재에 이르기까지 석조문화재 전반에 활용되고 있다. 특히 절단된 부재의 구조적 보강에도 충전제를 혼합하여 사용하는 등의 적극적인 보존처리 작업이 진행되었다. 그러나 구조적 보강을 위해 넣은 금속봉의 길이는 보존과학자의 인지적 경험을 바탕으로 설계하였기 때문에 다양한 매입길이와 함께 원부재의 2차적 훼손을 유발할 수 있다. 따라서 본 실험을 통해 원부재의 훼손율을 최소화하면서 최대의 구조적 보강을 하기 위해 유효정착길이를 표준화한 결과 ø8mm 는 60.88mm, ø12mm는 91.32mm, ø16mm는 121.76mm가 적정하였다. 이 외의 구경은 ${\ell}_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$을 이용하여 정착길이를 구한다. 이 때 사용된 금속보강재는 전산형 환봉을 사용하여야 휨, 전단, 압축 등의 재하하중에 대항할 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제40권3호
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• pp.155-162
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• 2010

뼈는 단계별 (hierarchical) 구조를 가진 복합 재료이며 독특한 구조와 기계적 특성 때문에 재료공학 분야에서 많이 연구되어져 왔다. 뼈는 주로 hydroxyapatite, 콜라겐과 물로 구성된 층판형 유 무기 재료 복합체이다. 주요 무기물로써 hydroxyapatite로 잘 알려진 calcium phosphate를 통하여 뼈는 특유의 강도를 유지하게 된다. 본 실험에서는 광학 현미경(LM)과 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 토끼와 닭 대퇴골의 구조를 연구하였다. 구성물질 분석은 대퇴골의 calcium, potassium, oxygen 분포 변화를 알아보는데 이용하였다. 실험은 두 구조 범위에 중점을 두었다: micro scale에서 치밀골의 배열을, nano scale에서 콜라겐 섬유와 apatite 결정을 관찰하였다. Micro scale에서 닭과 토끼 대퇴골 구조의 뚜렷한 차이점이 발견되었다. Nano scale에서는 apatite 결정의 모양과 크기 그리고 콜라겐의 배열을 비교 분석하였다. 그 결과 토끼와 닭은 종이 다름에도 불구하고 nano scale에서는 화학성분과 구조가 매우 유사한 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제18권6호
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• pp.839-844
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• 2008

경기도와 충청도 일대의 가금류 처리공장과 폐기물 처리장 부근 토양으로부터 protease 활성이 높은 균주를 분리한 후 그 중 keratinase 활성이 높은 1균주를 최종 선별하여 동정하고 효소생산을 위한 최적 배양조건을 검토한 결과는 다음과 같다. 선별된 균주는 형태학적, 생화학적 특성을 조사한 결과 Bacillus 속으로 판명되었으며, 편의상 Bacillus sp. SH-517로 명명하여 사용하였다. Bacillus sp. SH-517에 의한 keratinase 생성 최적 조건을 검토하였는데, 최적 배지 조성은 탄소원으로 chicken feather 2.0%, 유기질소원으로 beef extract 0.5%, 무기질원소원으로 $KNO_3$ 0.5%, 무기염으로 KCl 0.06%, NaCl 0.05%, $KH_2PO_4$ 0.04%. $K_2HPO_4$ 0.03%이었고 그리고 생육인자로 yeast extract 0.01%이였다. 진탕배양 시(180 rpm/min), 최적 온도와 배지의 pH는 각각 $40^{\circ}C$, 8.5로 나타났으며, 위와 같은 최적 조건 하에서 keratinase의 최대 활성은 42시간 만에 125 units/ml/min이었다.

• 생명과학회지
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• 제18권12호
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• pp.1671-1678
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• 2008

본 연구에서는 탁수 발생이 식물플랑크톤 군집에 어떠한 변화를 미치는가에 대해 이해하는 연구의 일환으로 임하호의 네 지점(중평리, 댐축, 도수로, 지례리)에서 9회에 걸쳐 시료 채취 및 조사를 한 결과는 다음과 같다. 임하호의 수질의 경우 탁도와 $SiO_2$-Si의 농도는 그 수치가 비례하여 탁도가 높으면 $SiO_2$-Si의 농도도 증가하고 수심이 깊어질수록 탁도와 $SiO_2$-Si의 농도가 증가하는 것을 알 수 있다. Chl-a는 수심이 깊어질수록 농도가 낮아지고 있어 수심에 따라 수질의 상태가 변하는 것으로 조사되었다. 임하호에서 출현한 식물플랑크톤은 모두 70종류였고, 녹조강이 32종류(46%) 남조강과 규조강이 12종류(17%), 유글레나강이 6종류(9%), 시누라조강이 4종류(6%), 은편모조강이 3종류(4%), 그리고 와편모조강이 1종류(1%)로 구성되었다. 탁수와 조류의 상관관계에서 식물플랑크톤의 현존량이 매우 높게 나타난 것은 탁수와 함께 유입된 영양물질등이 식물플랑크톤의 증가에 영향을 준 것으로 판단된다. 즉, 탁수와 TN 및 $SiO_2$-Si 등과 높은 상관관계가 나타난 것은 TN과 $SiO_2$-Si가 탁수와 함께 임하댐 내로 유입된 것으로 짐작할 수 있다. 질소의 경우 토양 미립자에 단단하게 부착하지 않고 느슨하게 결합되어 있기 때문에 적은 강우라도 쉽게 유출된다. 그리고 $SiO_2$-Si는 탁수의 성분으로 고려해 볼 때 TN과 $SiO_2$-Si는 탁수와 함께 임하댐내로 유입되었음을 알 수 있다. 따라서 탁수 유입 후 그리고 탁수 소멸 이후에는 오히려 식물플랑크톤 현존량이 더욱 증가된 것으로 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제13권1호
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• pp.51-57
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• 1970

두과작물과 그 근류균은 특수한 상호관계에 있으며 복잡한 과정을 거쳐 분자질소의 고정작용이 이루어지고 있는 것이다. 기주식물의 종류, 품종에 대한 근류균종 및 균주의 접종친화성은 특이하여 근류형성성과 질소고정력이 다르므로 유효균주를 선발하여 접종의 효과를 기대하게 된다. 본 실험은 우리나라에 재배 또는 야생하는 두과작물 가운데 대두와 사료작물인 alfalfa, clover류, lespedeza, birdfoot trefil의 근류균을 수개지역의 여러품종(대두)에서 채집 분리하여 균의 형태, 배양 및 생리적인 성질등을 조사 비교하여 동정하고 대두 근류균을 대두에 접종하여 근류형성성을 조사 하였다. 분리한 균종과 균주는 형태와 배양특성 및 생리적인 성질로 분류되어 대두 근류균 56과 사료작물에서 11균주를 분리 선발하였다. 각 균주는 탄수화물의 이용성, 유기산생산성, hydrogenase 활성 및 indole 초산 생리력에 많은 정도의 차이가 있었으며 이성질을 근류균 활성과 관련하여 고찰하였다. 근류균의 생육에 끼치는 몇가지 질소화합물의 영향을 시험한 결과는 화합물의 종류와 농도에 따라 달리 나타났으며 asparagine과 glutamine이 가장 유효하였고 hydroxylamine, hydrazine, nitrite azide, thiourea등은 $1{\times}10^(-2)M/l$의 농도에서 균의 발육을 심히 저해하였다. 대두 품종 "장란백목"에 대한 25균주의 접종시험결과는 20균주가 상이한 정도로 근류를 형성하였고 5균주가 근류를 형성하지 않았으며 이 가운데 한 균주에 의하여는 뿌리의 발육이 억제 변형되어 있었다. 이로써 대두품종에 대한 근류균 균주의 근류 형성 친화성을 확인하였다. 이 연구는 1969년도 문교부 연구조성비의 지원으로 수행하였으므로 이에 당국에 감사하며 또한 연구의 진행에 많은 격려와 고견을 베풀어주신 이춘영 교수, 시료채집에 적극 협조하여주신 김동암, 한상기 교수와 작물시험장 박근용 과장에게 감사의 뜻을 표합니다.

• 멤브레인
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• 제19권2호
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• pp.96-103
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• 2009

본 연구에서는 poly(vinyl chloride) (PVC)가지형 공중합체 전해질과 헤테로폴리산(HPA)을 이용하여 유무기 합성 전해질막을 제조하였다. poly(vinyl chloride)-g-poly(styrene sulfonic acid) (PVC-g-PSSA)는 PVC의 이차 염소의 직접적인 개시를 이용한 atom transfer radical polymerization (ATRP)로 합성하였다. 이때, HPA 나노입자는 수소 결합을 통해 PVC-g-PSSA 가지형 공중합체와 결합하는 것을 FT-IR spectroscopy를 통하여 확인하였다. 전해질막의 수소이온 전도도는 HPA의 질량 분율이 0.3이 될 때까지 상온에서 0.049에서 0.068 S/cm로 증가하였다. 이것은 HPA 나노입자 고유의 전도도와 가지형 공중합체가 가지고 있는 술폰산의 강화된 산도 때문이라고 추정된다. 합습률은 HPA의 질량 분율이 0.45까지 증가할수록 130에서 84%로 감소하였다. 이것은 HPA나노입자와 고분자 메트릭스 사이의 수소 결합의 상호작용 때문에 물을 흡수하는 site의 수가 감소한 결과라고 볼 수 있다. 열중량 분석결과 HPA의 농도가 증가할수록 전해질막의 열적 안정성이 강화된다는 것을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제18권3호
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• pp.191-197
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• 2008

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 이용하였으며, 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 사용하였다. GAC의 충전율(packing fraction)에 따른 처리효율의 변화를 알아보고자. GAC의 충전율을 $0{\sim}24.05%$로 변화 시켰다. 그 결과, 3시간 운전하는 동안 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J)의 변화 곡선은 GAC의 충전율에 관계없이 거의 중첩되었다. 그리고 탁도의 처리효율은 모든 조건에서 99.46% 이상으로 높았으며, $UV_{254}$ 흡광도로 측정한 NOM의 처리효율은 최대 충전율 24.05%에서 제거율은 99.43%로 가장 높게 나타났다. 한편, 충전율 24.05%에서 13시간 동안 운전한 결과, J는 막오염의 증가에 따라 운전 초기 1시간 이내에 급격히 감소하였으며 3시간 운전 후부터는 거의 일정한 투과선속을 나타냈다. 그리고 탁도 및 NOM의 처리효율은 각각 99.52%와 96.63%로 안정적인 높은 처리효율을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권6호
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• pp.463-471
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• 2000

본 연구는 하수오니의 농경지 이용 가능성을 밝히고자 중랑, 가좌, 나주 및 용인 하수 종말 처리장에서 채취한 하수오니를 처리한 토양에서 옥수수와 배추를 재배하여 생육 및 토양의 화학성 변화에 미치는 영향을 검토하였다. 옥수수의 생육조사결과 오니 처리율이 증가할수록 초기 생육이 저조하였다. 배추의 생육 조사 결과 초기 3주간은 12.5 및 $25Mg\;ha^{-1}$ 처리구가 좋은 생육을 보였고 후기에는 50및 $100Mg\;ha^{-1}$처리구의 생육이 더 좋은 결과를 나타내었다. 그러나 최대 생장을 보인 처리구도 화학비료 시용구에서의 생육에는 미치지 못했다. 양이온치환용량, 유기물 및 질소의 경우는 처리간의 차이는 뚜렷하였지만 재배 전후에는 큰 차이가 없었다. Na, K, Ca, Mg 등의 염기류들도 비슷한 경향을 보였다. 토양포화침출액의 EC는 재배 전과 비교하여 재배후에 감소하였고 오니처리량이 많을수록 감소폭이 커서 재배전보다 오니 처리량 간의 차이가 줄었으나 유료인산 함량은 재배중 뚜렷한 증가 경향이 나타났다. 따라서 오니시용기준은 질소가 아닌 인산을 기준으로 하여 처리량을 결정하며 부족분은 화학비료로 보충하도록 하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.