• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1881-1891
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• 2000

석탄화력 발전소에서 석탄이 연소되면서 생성된 석탄회 중 Cenosphere는 속이 비어 있거나 미세 입자들로 채워져 있고 입자의 크기가 큰 구형의 입자로 물에 부유할 정도로 비중이 작을뿐만 아니라 입자의 벽면에 유리질 성분이 많은 입자이다. 본 연구는 Cenosphere 입자에 대한 형성메카니즘을 분석하여 형태적, 물리적, 화학적 특성을 파악하였다. Cenosphere는 석탄이 연소하면서 입자의 내부에서 발생된 가스가 밖으로 방출되면서 형성되기 때문에 입자가 부풀어져 크게 되고 가스의 분출로 입자의 표변에 구멍이 발생하며 알루미노실리케이트 (Aluminosilicate) 성분에 의해 형성된 기포가 용융표면층에 부착되어 Cenosphere내부에 미세 입자들을 형성한다. 이와 같온 입자의 형성메카니즘 특성 때문에 분말성이 좋으면서 가볍고 큰 입자를 형성한다. Cenosphere의 입도분포는 $100{\sim}200{\mu}m$에 집중된 Single Modal로 질량중앙직경은 $123.11{\mu}m$이고 비중은 $0.67g/cm^3$, 분말도는 $1,135g/cm^3$으로 분석되었다. 또한 Cenosphere의 입자를 구성하는 성분 중 $SiO_2$는 59.17%, $Al_2O_3$는 30.16%로 전체의 89.33%를 차지하고 있고 있어 알루미노실리케이트 성분, 즉 유리질 성분이 높아 열절연성이 뛰어나다. 따라서 Cenosphere 입자를 실리카 바인더로 입자를 결합하면 다양한 온도에서 사용할 수 있는 우수한 열절연체를 만들 수 있어 재활용 원료로 활용이 가능하다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 2020

초임계 용액 급속팽창법(rapid expansion of supercritical solution, RESS)으로 몰시도민(molsidomine, MOL) 약물이 로딩 된 퍼아세틸-β-사이클로덱스트린(PAc-β-CD) 나노 입자를 제조하였다. 입자는 초임계 용액을 공기 중으로 급속하게 팽창시켜 제조하였다. MOL과 PAc-β-CD (0.5, 1 wt%)의 농도, 추출 온도(45 ~ 60 ℃), 모세관 노즐의 길이(5 ~ 20 mm) 및 내경(Inner diameter, ID) (50 ~ 150 μm), 그리고 분사 거리의 변화에 따라 형성된 입자의 크기와 모폴로지를 조사하였다. MOL과 PAc-β-CD의 상호작용을 ¹H-NMR 분광법으로 확인하였고, 입자 크기는 주사 전자 현미경으로 측정하였다. 온도를 45 ℃에서 60 ℃로 올리거나 노즐 내경을 150 μm에서 50 μm로 줄이면 입자 평균 크기가 증가하였으며, 반면에 일정한 압력(34.5 MPa)과 온도(45 ℃)에서 분사 거리를 늘리면 입자 평균 크기가 감소하는 효과를 나타내었다. 0.5 wt%의 PAc-β-CD 농도로서 초임계 공정을 진행한 결과, 모세관의 길이가 짧고(5 mm) 내경이 작은(50 μm) 조건에서 크기가 가장 작은(165 nm) 입자가 얻어졌다. 제조한 나노 입자는 오일 내에서 분산성과 용해도가 증가하였으며, 포접체 입자에서 MOL이 방출되는 시간이 지연되는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.509-515
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• 2012

본 논문은 수소를 연료로 하는 확산화염을 이용하여 알루미나 나노입자를 합성할 때, 합성되는 알루미나 나노입자의 특성에 미치는 화염온도의 영향을 조사하였다. 합성된 나노입자의 특성을 전자현미경 이미지, 결정구조 분석, 비표면적과 기공의 크기 분석, 화염온도 측정 등의 여러 특성분석 방법으로 조사하였다. 사용된 화염의 중심축 최고온도는 산화제의 산소농도가 19, 21, 30, 47%인 각각의 실험조건에서 1507.8K, 1593.8K, 1753.1K, 1998.7K으로 측정되었다. SEM 이미지 분석 및 BET 비표면적 측정을 통해서는 47% 산소농도인 경우에는 50 nm 수준의 독립적인 구형입자가 생성되었음을 확인할 수 있었으며, 19%와 21%의 경우에는 응집된 상태의 20-30 nm 수준의 입자를 볼 수 있었다. XRD 결과에서는 감마(${\gamma}$)-알루미나가 주를 이루는 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 바탕으로 촉매 담체로 사용하기 위한 알루미나 나노입자를 연소합성 하기 위한 가장 적절한 조건으로 실험했던 네 경우 중에서는 산화제의 산소농도가 21%인 두 번째 경우를 선택할 수 있었다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제6권4호
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• pp.288-303
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• 2012

In this study, real time measurements of particle number size distribution in urban Gwangju, coastal Taean, and industrial Yeosu in Korea were conducted in 2008 to understand the occurrence of ultrafine particle (UFP) (<100 nm) events, the variation of its concentration among different sampling sites, and UFP formation pathways. Also, to investigate seasonal and long-term variation of the UFP number concentration, data were collected for the period of 5 years (2007, 2008, 2010, 2011, and 2012) in urban Gwangju. Photochemical and combustion events were found to be responsible for the formation of UFP in the urban Gwangju site, whereas only photochemical event led to the formation of UFP in the coastal Taean site. The highest UFP concentration was found in industrial Yeosu (the average UFP number fractions were 79, 59 and 58% in Yeosu, Gwangju, and Taean, respectively), suggesting that high amount of gas pollutants (e.g., $NO_2$, $SO_2$, and volatile organic carbon (VOC)) emitted from industries and their photochemical reaction contributed for the elevated UFP concentration in the industrial Yeosu site. The UFP fraction also showed a seasonal variation with the peak value in spring (61.5, 54.5, 50.5, and 40.7% in spring, fall, summer, and winter, respectively) at urban Gwangju. Annual average UFP number concentrations in urban Gwangju were $5.53{\times}10^3\;cm^{-3}$, $4.68{\times}10^3\;cm^{-3}$, $5.32{\times}10^3\;cm^{-3}$, $3.99{\times}10^3\;cm^{-3}$, and $2.16{\times}10^3\;cm^{-3}$ in the year 2007, 2008, 2010, 2011, and 2012, respectively. Comparison of the annual average UFP number concentration with urban sites in other countries showed that the UFP concentrations of the Korean sites were lower than those in other urban cities, probably due to lower source strength in the current site. TEM/EDS analysis for the size-selected UFPs showed that the UFPs were classified into various types having different chemical species. Carbonaceous particles were observed in both combustion (soot and organics) and photochemical events (sulfate and organics). In the photochemical event, an internal mixture of organic species and ammonium sulfate/bisulfate was identified. Also, internal mixtures of aged Na-rich and organic species, aged Ca-rich particles, and doughnut shaped K-containing particles with elemental composition of a strong C with minor O, S, and K-likely to be originated from biomass burning nearby agricultural area, were observed. In addition, fly ash particles were also observed in the combustion event, not in the photochemical event.

• 한국산업보건학회지
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• 제30권2호
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• pp.153-162
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• 2020

Objectives: 3D printing technologies have become widely developed and are increasingly being used for a variety of purposes. Recently, the evaluation of 3D printing operations has been conducted through chamber test studies, and actual workplace studies have yet to be completed. Therefore, the objective of this study was to determine the emission of volatile organic compounds(VOCs), metals, and particles from printing operations at a workplace. This included monitoring conducted at a commercial 3D printing service workplace where the processes involved material extrusion, material jetting, binder jetting, vat photo polymerization, and powder bed fusion. Methods: Area samples were collected with using a Tenax TA tube for VOC emission and MCE filter for metals in the workplace. For particle monitoring, Mini Particle Samplers(MPS) were also placed in the printer, indoor work area, and outdoor area. The objective was to analyze and identify particles' size, morphology, and chemical composition using transmission electron microscopy with energy dispersive spectroscopy(TEM-EDS) in the workplace. Results: The monitoring revealed that the concentration of VOCs and metals generated during the 3D printing process was low. However, it also revealed that within the 3D printing area, the highest concentration of total volatile organic compounds(TVOC) was 4,164 ppb at the vat photopolymerization 3D printing workplace, and the lowest was 148 ppb at the material extrusion 3D printing workplace. For the metals monitoring, chromium, which, is carcinogenic for humans, was detected in the workplace. As a characteristic of the particles, nano-sized particles were also found during the monitoring, but most of them were agglomerated with large and small particles. Conclusions: Based on the monitoring conducted at the commercial 3D printing operation, the results revealed that the concentration of VOCs and metals in the workplace were within Korea's occupational exposure limits. However, due to the emission of nano-sized particles during 3D printing operations, it was recommended that the exposure to VOCs and metals in the workplace should be minimized out of concern for workers' health. It was also shown that the characteristics of particles emitted from 3D printing operations may spread widely within an indoor workplace.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.631-635
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• 2011

직접산화법으로 제조한 구형 실리카졸과 비구형 실리카졸의 입자크기와 형상에 따른 산화막의 기계화학적 연마율에 미치는 영향을 연구하였다. 구형 실리카졸은 금속 실리콘 분말로부터 직접산화법에 의해 10~100 nm까지 크기별로 제조하였다. 직접산화법으로 제조한 10 nm 크기의 실리카졸에 산, 알콜, 실란과 같은 응집유도제에 의한 첨가하여 입자간 응집을 유도한 시드 졸을 제조하고, 여기에 실리콘 분말과 알칼리 촉매를 투입하여 직접산화법으로 입자를 성장하여, 두 개 이상의 입자가 응집되어 있는 실리카 시드의 형상이 유지된 상태에서 성장한 응집 비구형 실리카졸을 제조하였다. 이를 산화막 CMP에 적용하여 구형 및 비구형 실리카졸의 입자형상 및 크기에 따른 연마율을 비교하였다. 구형 실리카의 경우, 입자크기가 증가할수록 연마율은 높아졌고, 비구형 실리카졸은 평균입경이 유사한 크기의 구형 실리카 보다 더욱 높은 연마율을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권5호
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• pp.229-233
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• 2002

유기화학적 방법인 착체중합법을 이용하여 나노사이즈의 ZnO 분말을 저온에서 합성하였다. 고분자 전구체는 Zn nitrate hexahydrate를 사용하였고, chelating agent로서 citric acid를 reaction medium으로서 ethylene glycol을 혼합하여 제조하였다. 고분자 전구체를 300~$700^{\circ}C$의 온도범위에서 3시간 동안 하소하였으며, 열분해와 결정화 과정을 TG-DTA, FI-IR과 XRD 등을 이용하여 분석하였다. 결정화 온도에 따른 입자의 형상이나 크기를 SEM, TEM의 분석 및 Scherrer's equation을 이용한 계산을 통하여 관찰 및 비교를 하였다. ZnO의 결정화는 $300^{\circ}C$부터 시작되었고, $400^{\circ}C$에서 완전히 합성되었음을 알 수 있었다. 400~$700^{\circ}C$에서 하소된 ZnO 입자들은 대부분 둥근 형태로 균일하게 분포되었으며, $400^{\circ}C$에서 하소된 분말의 평균입도는 약 30~40nm를 보였다. 일반적으로 온도의 상승에 따라 입경이 증가되는 일반적인 경향이 관찰되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.2251-2257
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• 2006

ZnO 박막을 RF sputtering 법을 이용하여 제작한 후, 기판 온도에 따른 결정성, 표면 형상, c 축 배향성, 박막의 밀도 등을 조사하여 압전 소자로의 적용 가능성을 조사하였다. 본 연구에서는 $Ar/O_2$ 혼합비 70/30, sputtering 파워 125 W, 공정 압력 8 mTorr, 기판 타겟간 거리 70 mm로 공정 변수를 고정시키고, 기판 온도를 상온에서 $400^{\circ}C$까지 변경하면서 ZnO 박막을 증착하였다. 기판온도가 $300^{\circ}C$ 일 때, (002) 피크의 상대 강도비 (I(002)/I(100))가 94%로 가장 크게 나타났으며, 이 때의 반가폭은 $0.571^{\circ}$ 이었다. SEM과 AFM을 통한 표면 형상은 $300^{\circ}C$ 일 때 균일한 입자형태를 띄면서 4.08 nm의 가장 우수한 표면 거칠기를 나타내었다. ZnO 박막의 밀도는 기판 온도가 상온에서부터 $300^{\circ}C$ 까지 상승함에 따라 증가하는 추세를 나타내었으며, 이 후 기판 온도가 $400^{\circ}C$로 증가하면 다시 감소하는 경향을 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권6호
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• pp.920-925
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• 2020

In India, nanotechnology has been used in therapeutic applications for several millennia. One example of a traditional nanomedicine is Rajath Bhasma (also called calcined silver ash), which is used as an antimicrobial and for the treatment of various ailments and conditions such as memory loss, eye diseases, and dehydration. In this study, we aimed to characterize the physical composition and morphology of Rajath Bhasma and its suitability for use as a non-toxic antimicrobial agent. First, Rajath Bhasma was physically characterized via i) Fourier-transform infrared spectroscopy to analyze the surface functional groups, ii) scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy to observe the morphology and elemental composition, and iii) X-ray diffraction to determine the crystalline phases. Thereafter, functional characterization was performed through toxicity screening using zebrafish embryos and through antimicrobial activity assessment against gram-positive (Staphylococcus epidermidis) and gram-negative (Escherichia coli) bacteria. Rajath Bhasma was found to harbor alkene, hydroxyl, aldehyde, and amide functional groups originating from biological components on its surface. The main component of Rajath Bhasma is silver, with particle size of 170-210 nm, and existing in the form of spherical aggregates with pure crystalline silver structures. Furthermore, Rajath Bhasma did not exert toxic effects on zebrafish embryos at concentrations below 5 ㎍/ml and exhibited effective antimicrobial activity against both gram-positive and gram-negative bacteria. The present results indicate that Rajath Bhasma is a potentially effective antimicrobial agent without toxicity when used at concentrations below 5 ㎍/ml.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.557-562
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• 2018

본 연구에서는 편백 오일을 함유한 고분자 알지네이트(HMWSA)/저분자 알지네이트(LMWSA)의 각 조성비를 달리하여 알지네이트 함량에 따라 비드를 제조하였으며 고분자알지네이트/저분자알지네이트 함량에 따른 알지네이트 비드의 직경과 모폴로지 및 방출특성을 관찰하였다. 고분자 알지네이트(HMWSA)와 저분자 알지네이트(LMWSA)비드 제조 시 교반속도와 농도의 변화에 따른 지름변화 및 표면 특성 등을 광학현미경으로 이용하여 확인하였다. 또한 피톤치드/알지네이트 비드에서 편백 오일 방출 거동에 대해서는 UV/Vis. spectrometer를 사용하여 그 특성을 조사하였다. 본 실험에서 제조된 피톤치드/알지네이트 비드의 평균 입자 크기는 교반 속도가 증가하면서 그 크기가 작아짐을 알 수 있었고, 가교제 역할을 하는 $CaCl_2$ 용액의 농도가 증가할수록 비드의 크기가 작아짐을 확인 할 수 있었다. 피톤치드/알지네이트 비드의 표면 모폴로지 확인 결과에서 저분자 알지네이트의 함량이 증가할수록 부드러운 표면이 거칠게 변화하는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과들은 피톤치드/알지네이트 비드 표면에서 친수성그룹들이 증가했으며, 또한 피톤치드/알지네이트에서 피톤치드 오일 방출속도가 증가되었기 때문이다.