• 방사성폐기물학회지
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• 제10권1호
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• pp.13-19
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• 2012

장수명 핵분열생성물인 $^{79}Se$와 $^{99}Tc$는 자연수 중에서 용해도가 클 뿐더러 음이온으로 존재하여 방사성폐기물 처분장에서 주요 관심핵종들로 고려되고 있다. 본 연구에서는 KURT 지하수의 다양한 pH와 산화-환원 조건에서 셀레늄과 테크네튬의 Solubility Limiting Solid Phase (SLSP)로 알려진 $FeSe_2$와 $TcO_2$의 용해도를 측정하였다. 또한, 지화학코드를 이용하여 실험과 유사조건에서 이들의 용해도와 주요 화학종을 계산하였다. 실험 및 계산으로부터 pH 8~9.5와 Eh=-0.3~-0.4 V 조건에서 $FeSe_2$의 용해도는 $1{\times}10^{-6}mol/L$이하이며, 주 용해 화학종은 HSe-로 판단된다. $TcO_2(s)$의 경우는 pH 6~9.5와 Eh<-0.1 V 영역에서 용해도와 주 용해 화학종이 각각 $5{\times}10^{-8}{\sim}1{\times}10^{-9}mol/L$와 $TcO(OH)_2$로 나타났지만, Eh=-0.35 V조건에서는 주 용해화학종이 pH가 10.5~12와 12이상에서 각각 $TcO(OH)_3^-$와 $TcO_4^-$로 계산되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.133-143
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• 2007

본 연구에서는 다성분의 모의 HLW 용액으로부터 $(TBP-TOA)/NDD-HNO_3$ 혼합추출 계에 의한 Tc, Np, U의 공분리 및 이의 순차 분리 적용 가능성을 평가하였다. 우선 제 3상 방지 및 TBP, TOA,질산 농도 등이 Tc, Np, U의 공분리에 미치는 영향 등을 고려하여 최적 조건으로 (30% TBP-0.5% TOA)/NDD-1M $HNO_3$ 계를 선정하였다. 이때 추출율은 Tc (81%), Np (85%), U (93%), Am/RE 원소 (9% 이하) Pd (약 8%), 기타 원소 (5% 이하)로 Tc, Np 및 U의 공분리는 매우 우수하였으나, 조업 측면에서 Zr의 선 제거 (약 99 % 이상)가 요구되었다. 그리고 공추출된 Tc, Np 및 U을 Tc (역추출제 : 5 M $HNO_3$)${\rightarrow}Np$ 환원 (역추출제 : 0.1 M AHA)${\rightarrow}U$ (역추출제 : 0.01 M $HNO_3$)의 순으로 순차 분리하여 각각의 분리계수를 평가하였으며, 이때 Tc은 95%, Np은 98%, U은 99%를 회수할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.313-320
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• 2017

LiCl-KCl 용융염에서 광학적으로 투명한 텅스텐 망으로 제작된 작업전극에 대해 사마륨의 전기화학적 거동을 Cyclic voltammetry와 Potential step chronoabsorptometry의 전기화학적 및 분광전기화학적 방법으로 조사하였다. Cyclic voltammogram으로 결정된 $Sm^{3+}/Sm^{2+}$의 산화환원 반응의 가역성을 기반으로 형식전위와 확산계수를 계산하여 각각 -1.99 V vs. $Cl_2/Cl^-$와 $2.53{\times}10^{-6}cm^2{\cdot}s^{-1}$를 얻었다. 작업 전극에 -1.5 V vs. Ag/AgCl (wt%)로 전압을 인가하여 측정한 Chronoabsorptometry를 통해 사마륨 이온의 특성 파장으로 $Sm^{3+}$에 대해 408.08 nm, $Sm^{2+}$에 대해 545.62 nm를 확인하였다. Voltammogram에서 얻은 환원 피크 전압과 산화 피크 전압을 이용하여 Potential step chronoabsorptometry를 수행하였다. 545.63 nm의 흡광피크 값을 분석하여 $2.15{\times}10^{-6}cm^2{\cdot}s^{-1}$의 확산계수를 얻었으며 이 값은 동일한 온도에서 Cyclic voltammtry 분석으로 얻은 값과 큰 차이를 보이지 않았다. 실험결과로부터 고온 용융염에서 광학적으로 투명한 작업전극을 이용한 분광전기화학적 방법이 용융염에 용해된 이온의 종류를 확인하며 전기화학적 거동을 조사하는데 유용한 도구로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.993-994
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• 2008

Electrochromic (EC) devices are capable of reversibly changing their optical properties upon charge injection and extraction induced by the external voltage. The characteristics of the EC device, such as low power consumption, high coloration efficiency, and memory effects under open circuit status, make them suitable for use in a variety of applications including smart windows and electronic papers. Coloration due to reduction or oxidation of redox chromophores can be used for EC devices (e-paper), but the switching time is slow (second level). Recently, with increasing demand for the low cost, lightweight flat panel display with paper-like readability (electronic paper), an EC display technology based on dye-modified $TiO_2$ nanoparticle electrode was developed. A well known organic dye molecule, viologen, was adsorbed on the surface of a mesoporous $TiO_2$ nanoparticle film to form the EC electrode. On the other hand, ZnO is a wide bandgap II-VI semiconductor which has been applied in many fields such as UV lasers, field effect transistors and transparent conductors. The bandgap of the bulk ZnO is about 3.37 eV, which is close to that of the $TiO_2$ (3.4 eV). As a traditional transparent conductor, ZnO has excellent electron transport properties, even in ZnO nanoparticle films. In the past few years, one-dimension (1D) nanostructures of ZnO have attracted extensive research interest. In particular, 1D ZnO nanowires renders much better electron transportation capability by providing a direct conduction path for electron transport and greatly reducing the number of grain boundaries. These unique advantages make ZnO nanowires a promising matrix electrode for EC dye molecule loading. ZnO nanowires grow vertically from the substrate and form a dense array (Fig. 1). The ZnO nanowires show regular hexagonal cross section and the average diameter of the ZnO nanowires is about 100 nm. The cross-section image of the ZnO nanowires array (Fig. 1) indicates that the length of the ZnO nanowires is about $6\;{\mu}m$. From one on/off cycle of the ZnO EC cell (Fig. 2). We can see that, the switching time of a ZnO nanowire electrode EC cell with an active area of $1\;{\times}\;1\;cm^2$ is 170 ms and 142 ms for coloration and bleaching, respectively. The coloration and bleaching time is faster compared to the $TiO_2$ mesoporous EC devices with both coloration and bleaching time of about 250 ms for a device with an active area of $2.5\;cm^2$. With further optimization, it is possible that the response time can reach ten(s) of millisecond, i.e. capable of displaying video. Fig. 3 shows a prototype with two different transmittance states. It can be seen that good contrast was obtained. The retention was at least a few hours for these prototypes. Being an oxide, ZnO is oxidation resistant, i.e. it is more durable for field emission cathode. ZnO nanotetropods were also applied to realize the first prototype triode field emission device, making use of scattered surface-conduction electrons for field emission (Fig. 4). The device has a high efficiency (field emitted electron to total electron ratio) of about 60%. With this high efficiency, we were able to fabricate some prototype displays (Fig. 5 showing some alphanumerical symbols). ZnO tetrapods have four legs, which guarantees that there is one leg always pointing upward, even using screen printing method to fabricate the cathode.

• 한국재료학회지
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• 제20권12호
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• pp.669-675
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• 2010

One of the greatest challenges for our society is providing powerful electrochemical energy conversion and storage devices. Rechargeable lithium-ion batteries and fuel cells are among the most promising candidates in terms of energy and power density. As the starting material, $TiCl_4{\cdot}YCl_3$ solution and dispersing agent (HCP) were mixed and synthesized using ammonia as the precipitation agent, in order to prepare the nano size Y doped spherical $TiO_2$ precursor. Then, the $Li_4Ti_5O_{12}$ was synthesized using solid state reaction method through the stoichiometric mixture of Y doped spherical $TiO_2$ precursor and LiOH. The Ti mole increased the concentration of the spherical particle size due to the addition of HPC with a similar particle size distribution in a well in which $Li_4Ti_5O_{12}$ spherical particles could be obtained. The optimal synthesis conditions and the molar ratio of the Ti 0.05 mol reaction at $50^{\circ}C$ for 30 minutes and at $850^{\circ}C$ for 6 hours heat treatment time were optimized. $Li_4Ti_5O_{12}$ was prepared by the above conditions as a working electrode after generating the Coin cell; then, electrochemical properties were evaluated when the voltage range of 1.5V was flat, the initial capacity was 141 mAh/g, and cycle retention rate was 86%; also, redox reactions between 1.5 and 1.7V, which arose from the insertion and deintercalation of 0.005 mole of Y doping is not a case of doping because the C-rate characteristics were significantly better.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.22-29
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• 2011

비생물학적 스트레스로 $H_2O_2$를 이용하여 산화적 스트레스와 고염분 스트레스를 처리한 후 ROS의 생성을 확인한 결과 스트레스 처리 후 30분에 일시적으로 1차 peak를 형성하였다가 거의 basal level까지 감소하고 다시 증가하여 3시간에 매우 다량의 2차 peak를 형성한 후 거의 basal level로 다시 낮아지는 biphasic 양상을 나타내게 된다. 따라서 ROS의 생성은 초기 30분 내에 일시적으로 발생한 Phase I의 ROS와 Phase II의 좀 더 장기적으로 다량의 고농도로 발생된 ROS의 생리적 역할이 다를 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 스트레스 처리 시 생성되는 ROS를 확인한 후 ROS 생성 유전자인 RbohD와 RbohF 유전자 발현이 억제된 RbohD-AS, RbohF-AS 형질전환 식물체를 이용하여 실험을 수행하였다. 스트레스에 의해 생성되는 ROS의 생성을 억제시킴으로써 스트레스에 대한 ethylene 생성이 더 적은 것으로 나타났다. 또한, 이들 형질전환 식물체에서 ethylene 생성과 $H_2O_2$ 억제 효과를 확인하였으며 고염분 등의 스트레스에 대한 저항성은 ROS와 ethylene의 생성이 저하되어 나타난 것으로 판단된다. 산화적 스트레스와 고염분 스트레스에서 후기 ethylene이 다량으로 생성되는 시기, 즉 세포손상이 초래되는 후기에서 DNA fragmentation 분석을 통해서 ROS와 ethylene의 생성이 높은 식물체일수록 PCD가 높게 나타난 것으로 여겨지며, 이 과정에서 작용하는 유전자는 RbohD와 RbohF인 것으로 보이며, RbohD가 더 효과적으로 작용하는 것으로 생각된다. 따라서 스트레스에 반응하는 신호전달과정에서 초기에 ROS가 생성이 되고 후기에 ethylene이 다량으로 생성되어 결국 세포죽음에 이르게 하는 상호 synergism을 일으켜 반응을 나타내며, 이러한 반응 과정에서 RbohD와 RbohF 유전자 발현의 억제가 스트레스에 대한 식물체의 저항성을 높이는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제17권2호통권82호
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• pp.230-234
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• 2007

생체는 산소를 소비하는 대사 과정 중에 초산화물(superoxide, $O_{2}$), 과산화수소($H_2O_2$), 수산 라디칼(OH)과 같은 다양한 활성산소(reactive oxygen)들을 생성하게 되며, 그 중에서도 hydrogen peroxide ($H_2O_2$)는 biological membrane을 자유롭게 통과하며, 세포내에서 hydroxyl radical 등의 반응성이 큰 활성 산소종(reactive oxygen species, ROS)을 발생시키는 작용을 하는 강력한 산화제이다. 세포를 계대 배양 (5, 15, 25, 35 passage)하여 $H_2O_2$를 농도별(100 ${\mu}M$, 500 ${\mu}M$, 1 mM, 5 mM)로 처리하고, 또한 $H_2O_2$의 처리 시간(30 분, 1 시간)을 변화시킴으로써, Hepatoma 세포주에서 $H_2O_2$ 처리에 의한 Cu/Zn SOD의 발현을 Northern blot을 통하여 다음과 같이 분석하였다. 1)Hepatoma 세포주에서 시간별, 농도별로 산화제를 처리 했을 때 각각의 경우에서 발현양의 차이는 적었지만, 오랜 시간동안 고농도의 산화제에 노출시켰을 때 항산화 능력이 증가한다는 것을 확인할 수 있었다. 2)계대배양을 증가시키는 것은 노화가 진행된다는 것을 의미하므로, 산화제를 처리했을 때 25 passage에서 35 passage 단계에서 항산화 효소의 발현 정도가 급격히 감소되는 것으로 미루어 보아 이 단계에서 노화가 진행되었음을 추측할 수 있었다. 3)동일한 시간과 농도로 처리했을 때 각각의 passage의 발현 level에서 보이는 양상과는 다르게 35 passage에서는 500${\mu}M$이상의 농도를 1 시간동안 노출시켰을 경우에 Cu/Zn SOD가 거의 발현되지 않았으며, 30 분 동안 노출시켰을 때에는 500 ${\mu}M$의 농도까지 방어할 수 있는 능력을 가진 것으로 보인다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권9호
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• pp.1420-1429
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• 2020

Corynebacterium glutamicum, an important industrial strain, has a relatively slower reproduction rate. To acquire a growth-boosted C. glutamicum, a descendant strain was isolated from a continuous culture after 600 generations. The isolated descendant C. glutamicum, JH41 strain, was able to double 58% faster (t_d=1.15 h) than the parental type strain (PT, t_d=1.82 h). To understand the factors boosting reproduction, the transcriptomes of JH41 and PT strains were compared. The mRNAs involved in respiration and TCA cycle were upregulated. The intracellular ATP of the JH41 strain was 50% greater than the PT strain. The upregulation of NCgl1610 operon (a putative dyp-type heme peroxidase, a putative copper chaperone, and a putative copper importer) that presumed to role in the assembly and redox control of cytochrome c oxidase was found in the JH41 transcriptome. Plasmid-driven expression of the operon enabled the PT strain to double 19% faster (t_d=1.82 h) than its control (t_d=2.17 h) with 14% greater activity of cytochrome c oxidase and 27% greater intracellular ATP under the oxidative stress conditions. Upregulations of genes those might enhance translation fitness were also found in the JH41 transcriptome. Plasmid-driven expressions of NCgl0171 (encoding a cold-shock protein) and NCgl2435 (encoding a putative peptidyl-tRNA hydrolase) enabled the PT to double 22% and 32% faster than its control, respectively (empty vector: t_d=1.93 h, CspA: t_d=1.58 h, and Pth: t_d=1.44 h). Based on the results, the factors boosting growth rate in C. gluctamicum were further discussed in the viewpoints of cellular energy state, oxidative stress management, and translation.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권2호
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• pp.129-139
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• 2008

본 연구에서는 국내산 경주벤토나이트를 이용하여 제조한 벤토나이트 콜로이드에 대한 산화환원 반응에 대체적으로 안정한 다가 핵종인 Eu(III)와 Th(IV)의 실험적 수착 연구를 수행하였다. 수착실험에 대한 공시험을 수행하여 반응용기 벽면에 의해, 침전에 의해, 콜로이드 형성에 의해 손실된 핵종들의 양을 평가하였다. 그리고 이러한 손실들을 반영한 Eu(III)와 Th(IV)의 벤토나이트 콜로이드에 대한 수착분배계수 $K_d$값을 구하고 조사하였다. 세 종류의 손실양을 반영한 벤토나이트 콜로이드의 순수한 수착분배계수 $K_d$ 값은 pH 변화에 따라 Eu(III)의 경우 $10^6-10^7mL/g$ 정도의 값을 가지고, Th(IV)의 경우 $7{\times}10^6-10^7\;mL/g$ 정도의 값을 가지는 것으로 관측되었다. 특히 Eu(III)의 경우엔 pH 5 이상에서 침전의 영향이 크게 나타났고, Th(IV)의 경우엔 pH 3 이후에 콜로이드 형성과 침전의 영향이 크게 나타났다. 따라서 주어진 농도에서 콜로이드 형성 및 침전 영향이 커지는 pH 이후에는 Eu(III) 및 Th(IV)과 같은 다가 핵종들의 정확한 수착분배계수를 구하기 위해서는 이러한 침전 및 콜로이드 형성과 같은 영향이 반영되어야 할 것이다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제26권4호
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• pp.263-275
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• 2022

There is a paucity of detailed data related to the effect of senescence on the mitochondrial antioxidant capacity and redox state of senescent human cells. Activities of TCA cycle enzymes, respiratory chain complexes, hydrogen peroxide (H₂O₂), superoxide anions (SA), lipid peroxides (LPO), protein carbonyl content (PCC), thioredoxin reductase 2 (TrxR2), superoxide dismutase 2 (SOD2), glutathione peroxidase 1 (GPx1), glutathione reductase (GR), reduced glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG), along with levels of nicotinamide cofactors and ATP content were measured in young and senescent human foreskin fibroblasts. Primary and senescent cultures were biochemically identified by monitoring the augmented cellular activities of key glycolytic enzymes including phosphofructokinase, lactate dehydrogenase, and glycogen phosphorylase, and accumulation of H₂O₂, SA, LPO, PCC, and GSSG. Citrate synthase, aconitase, α-ketoglutarate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, malate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, and complex I-III, II-III, and IV activities were significantly diminished in P25 and P35 cells compared to P5 cells. This was accompanied by significant accumulation of mitochondrial H₂O₂, SA, LPO, and PCC, along with increased transcriptional and enzymatic activities of TrxR2, SOD2, GPx1, and GR. Notably, the GSH/GSSG ratio was significantly reduced whereas NAD⁺/NADH and NADP⁺/NADPH ratios were significantly elevated. Metabolic exhaustion was also evident in senescent cells underscored by the severely diminished ATP/ADP ratio. Profound oxidative stress may contribute, at least in part, to senescence pointing at a potential protective role of antioxidants in aging-associated disease.