• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.481-488
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• 2022

The Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄ (CZTSSe) absorbers are promising thin film solar cells (TFSCs) materials, to replace existing Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) and CdTe photovoltaic technology. However, the best reported efficiency for a CZTSSe device, of 13.6 %, is still too low for commercial use. Recently, partially replacing the Zn²⁺ element with a Cd²⁺element has attracting attention as one of the promising strategies for improving the photovoltaic characteristics of the CZTSSe TFSCs. Cd²⁺ elements are known to improve the grain size of the CZTSSe absorber thin films and improve optoelectronic properties by suppressing potential defects, causing short-circuit current (J_sc) loss. In this study, the structural, compositional, and morphological characteristics of CZTSSe and CZCTSSe thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The FE-SEM images revealed that the grain size improved with increasing Cd²⁺ alloying in the CZTSSe thin films. Moreover, there was a slight decrease in small grain distribution as well as voids near the CZTSSe/Mo interface after Cd²⁺ alloying. The solar cells prepared using the most promising CZTSSe absorber thin films with Cd²⁺ alloying (8 min. 30 sec.) exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 9.33 %, J_sc of 34.0 mA/cm², and fill factor (FF) of 62.7 %, respectively.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.210-217
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• 2022

붕소(Boron)은 희소자원으로 유리, 반도체 재료, 화약 등 다양한 용도로 사용되고 있는데, 우리나라의 경우 붕소를 전량 수입에 의존하고 있으며 전 세계 붕소 매장량과 현재 추세의 생산량을 고려하면 50년 이후 지상의 붕소는 고갈될 확률이 높다. 따라서 안정적 붕소의 공급을 위해 해수 내의 붕소를 회수할 수 있는 소재 및 공정의 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 수용액 중 붕소를 회수하기 위한 소재로 전기방사 후 탄소화된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN) 나노섬유를 도입하였다. 먼저 탄소섬유 표면의 붕소 흡착 기작을 이론적으로 구현하기 위해 범밀도함수이론(density functional method) 기반의 분자모델링 작업을 수행하였는데, 계산된 에너지도(energetics)에 따르면 붕소가 탄소섬유 표면에 흡착되는 화학반응이 가능한(viable) 것으로 판단되었다. 한편 전기방사로 제작된 PAN 나노섬유를 대기 중에서 안정화를 진행한 후 아르곤(Ar) 분위기에서 탄소화하였고 붕산 수용액에 담지시켰다. SEM과 Raman 분석을 통해 각각 전기방사와 탄소화가 잘 진행되었는지 확인하였고, XPS 분석을 통해 탄소섬유 표면에 질소가 잘 도핑되었는지 여부와 붕소의 흡착 여부를 확인하였다. 결과적으로 전기방사된 PAN으로부터 제작된 탄소섬유는 해수 내 붕소 회수에 사용될 수 있는 소재로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권4호
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• pp.414-421
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• 2022

본 연구는 우수한 생리활성과 항산화 활성을 가지고 있는 삼잎국화 분말을 증편에 첨가하여 기능성을 가진 식품소재로써 삼잎국화의 이용 가능성을 높이고자 실시하였다. 삼잎국화 분말을 쌀가루 대비 0, 2.5, 5, 7.5, 10% 비율로 첨가하여 증편을 제조하였고, 항산화 활성과 품질 특성을 평가하였다. 삼잎국화 분말 첨가 증편의 수분함량은 첨가량이 증가할수록 감소하였고, pH는 높아졌다. 색도는 명도인 L값과 황색도인 b값은 삼잎국화를 첨가할수록 낮아졌고 적색도인 a값은 대조군이 삼잎국화 첨가군보다 높았으며 삼잎국화를 첨가할수록 높아졌다. 기계적 조직감은 삼잎국화 첨가량이 많아질수록 부착성과 응집성은 낮아졌고, 경도, 탄력성, 씹힘성과 검성은 높아졌으며 탄력성에는 유의적이지 않았다. 전자현미경 분석에서 삼잎국화의 첨가량이 많아질수록 무첨가군에 비해 기공의 크기가 커지고 기공의 개수는 적으며, 기공과 기공이 합쳐지는 형상을 보였다. 삼잎국화 첨가 증편의 관능평가에서 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도 모두 삼잎국화를 5% 첨가하였을 때 가장 높은 기호도를 나타냈다. 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력 모두 삼잎국화 분말의 첨가량이 증가할수록 항산화 활성이 높아져 기능성 식품으로 증편의 개발 가능성을 확인하였다. 이상의 결과로, 삼잎국화를 증편에 5% 첨가할 때 전반적인 기호도가 가장 높은 것으로 나타나 증편 제조 시 삼잎국화를 5% 첨가하는 것이 증편의 가치를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권3호
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• pp.231-240
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• 2023

본 연구에서는 액상 레드머드를 첨가한 시멘트 모르타르의 활용 가능성을 검토하기 위하여 pH 10~12 인 액상 레드머드(LR)를 황산으로 중화하여 액상 레드머드(SR)를 제조하였으며, 액상 레드머드의 활용가능성을 확인하고자 플로우, 응결시간, 압축강도를 측정하고 XRD, SEM을 통해 화학적 특성을 분석하였다. 플로우 측정결과 MS-LR과 MS-SR의 경우 Plain과 비교하여 플로우 값이 감소하였다. 응결시간 측정결과 Plain과 비교하여 MS-LR 및 MS-SR의 응결시간은 단축되었다. 압축강도 측정결과 Plain과 비교하여 MS-LR의 1d와 MS-SR의 1d 및 3d의 압축강도가 Plain보다 증가하였으며 28d 압축강도 측정결과에서는 MS-LR 및 MS-SR의 압축강도가 Plain과 비교하여 감소하였다. XRD 분석결과 28일의 경우 Plain과 MS-SR의 XRD 패턴이 유사하게 나타나고, MS-LR에서는 새로운 피크가 관찰되었다. SEM 이미지를 분석한 결과 Plain과 MS-SR의 미세구조는 유사하게 관찰되고 있지만, MS-LR의 미세구조는 미세한 섬유상 조직으로 미세구조가 다르게 나타났다. 따라서 중화하지 않은 레드머드 보다 황산으로 중화한 액상레드머드를 시멘트 모르타르에 대체하였을 때 강도개선 효과가 있는 것으로 사료되며 이의 활용가능성을 확인하였다.

• 융합정보논문지
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• 제12권2호
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• pp.134-141
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• 2022

알루미늄-공기 전지의 성능을 향상시키기 위해서는 전극의 전기화학적 특성에 미치는 전해질의 영향을 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 NaCl, LiCl, CaCl₂, ZnCl₂와 같이 동일한 음이온을 가지나 양이온이 다른 전해질을 사용하여 음극과 양극에서 진행되는 전기화학적 산화·환원 반응에 미치는 전해질 양이온의 영향에 관하여 조사하였다. 전극의 방전 전위 및 비용량에 전해질 양이온이 영향을 준다는 것이 방전 시험, 주사전자현미경과 X-선 회절 분석에 의해 확인되었다. NaCl과 LiCl 전해질 용액 중에서 상대적으로 높은 셀 전압과 비용량이 얻어졌다. 양극 표면에는 Ca²⁺와 Zn²⁺ 이온에 의해 전극 반응을 방해하는 침전물이 생성되었으며, 이로 인해 양극 성능이 저하되었다. 게다가 Ca²⁺ 이온은 음극의 부동태화를 유발하면서 음극의 성능 저하를 촉진시켰다. 이것은 전해질의 양이온이 양극과 음극의 전기화학적 성능에 각각 다른 영향을 주고 있음을 시사하는 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.130-137
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• 2023

이 연구는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs) 혼입 PVA 섬유보강 시멘트 복합체에서 배합 순서에 따른 영향을 분석하기 위해 배합 순서를 변수로 고려한 실험을 통해 유동성, 압축 및 휨인장 성능을 분석하였다. 실험 결과, CNT 혼입으로 인하여 유동성이 크게 감소하였으며, CNT가 혼입된 경우 배합 순서에 따라 유동성이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 압축 강도는 물과 CNT 수용액을 미리 섞어 혼입한 후 PVA 섬유를 혼입하는 순서가 가장 강도 증진 효과가 뛰어난 것으로 나타났으며, 휨인장강도는 건비빔 후 물과 CNT 수용액, PVA 섬유를 미리 섞은 후 배합한 방식이 가장 높은 것으로 나타났다. 다만, 휨인장 거동에서 연성도는 배합 순서와의 연관성이 명확하게 나타나지 않았다. 또한, 미세구조에의 영향을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM) 이미지 분석을 수행하였다. SEM 이미지 분석 결과, 모든 시편에서 CNT가 골고루 분산되어 분포하고 있는 것으로 나타나 CNT가 강도 증진 효과에 기여하고 있는 것을 확인할 수 있었으나, 배합방식으로 인한 차이는 명확하게 나타나지 않았다. 이 연구의 주요 결과는 향후 CNT 혼입 PVA 섬유보강 시멘트 복합체의 작업성 및 재료성능 평가 관련 연구에 유용할 것으로 기대된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제45권4호
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• pp.54.1-54.16
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• 2020

Objectives: This study aimed to synthesize nanocrystals (NCs) of zinc oxide (ZnO) and calcium ion (Ca²⁺)-doped ZnO with different percentages of calcium oxide (CaO), to evaluate cytotoxicity and to assess the effects of the most promising NCs on cytotoxicity depending on lipopolysaccharide (LPS) stimulation. Materials and Methods: Nanomaterials were synthesized (ZnO and ZnO:xCa, x = 0.7; 1.0; 5.0; 9.0) and characterized using X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, and methylene blue degradation. SAOS-2 and RAW 264.7 were treated with NCs, and evaluated for viability using the MTT assay. NCs with lower cytotoxicity were maintained in contact with LPS-stimulated (+LPS) and nonstimulated (-LPS) human dental pulp cells (hDPCs). Cell viability, nitric oxide (NO), and reactive oxygen species (ROS) production were evaluated. Cells kept in culture medium or LPS served as negative and positive controls, respectively. One-way analysis of variance and the Dunnett test (α = 0.05) were used for statistical testing. Results: ZnO:0.7Ca and ZnO:1.0Ca at 10 ㎍/mL were not cytotoxic to SAOS-2 and RAW 264.7. +LPS and -LPS hDPCs treated with ZnO, ZnO:0.7Ca, and ZnO:1.0Ca presented similar NO production to negative control (p > 0.05) and lower production compared to positive control (p < 0.05). All NCs showed reduced ROS production compared with the positive control group both in +LPS and -LPS cells (p < 0.05). Conclusions: NCs were successfully synthesized. ZnO, ZnO:0.7Ca and ZnO:1.0Ca presented the highest percentages of cell viability, decreased ROS and NO production in +LPS cells, and maintenance of NO production at basal levels.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권6호
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• pp.693-702
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• 2023

본 연구에서는 산업부산물 레드머드를 건설산업에서의 활용 가능성에 대한 기초 데이터를 분석하기 위해 pH 10~12인 액상 레드머드(LR)를 질산으로 중화하여 pH 7~8인 액상 레드머드를 시멘트 종류에 따른 모르타르에 대체하였다. 평가항목으로 플로우, 응결시간, 압축강도를 측정하였으며 XRD, SEM 분석을 통해 화학적 특성을 분석하였다. 플로우 측정결과 시멘트 종류별 LR과 LN의 경우 Plain과 비교하여 플로우 값이 감소하였다. 응결시간 측정결과 시멘트 종류별 Plain과 비교하여 LR과 LN의 초결시간과 종결시간은 단축되었다. 압축강도 측정결과 액상 레드머드를 슬래그 시멘트에 대체하였을 경우 초기강도가 증가하며 장기강도의 경우 시멘트 종류별 모르타르의 강도 개선이 미미하였다. SEM 분석결과 시멘트 종류에 따른 Plain과 LN에서 공극이 관찰되었고 LR의 미세구조는 섬유상 조직으로 미세구조가 다르게 나타났다. XRD 분석결과 OR과 ON 비교하여 SN에서는 XRD 패턴이 유사하게 나타나고 있지만, 2θ 값 22°에서 피크가 관찰되었다. SR에서는 새로운 피크가 관찰되었다. 따라서 질산 중화 액상 레드머드보다 중화하지 않은 액상 레드머드를 슬래그 시멘트 모르타르에 대체하였을 경우 초기강도가 우수한 것으로 나타났다.

• 한국버섯학회지
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• 제22권3호
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• pp.92-101
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• 2024

꽃송이버섯 추출물과 분획물을 제조하여 항산화 활성 평가 및 HPLC, LC-MS/MS를 이용하여 폴리페놀 함량을 분석하였다. 또한, 꽃송이버섯 추출물을 함유한 트리트먼트를 제조하여 모발의 굵기, 인장강도 및 SEM 측정을 통해 손상된 모발개선 효과를 평가하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능 측정결과, 열수 추출물의 IC₅₀은 각각 2.49 mg/mL와 1.61 mg/mL, EtOAc 분획물의 IC₅₀은 각각 0.97 mg/mL와 0.48 mg/mL로 확인하였다. HPLC 및 LC-MS/MS 분석에서 EtOAc 분획물에 4-hydroxybenzoic acid, gallic acid, benzoic acid가 각각 4,550 ㎍/g, 1,828.8 ㎍/g, 2,427.56 ㎍/g 및 652 ㎍/g, 468 ㎍/g, 2,170 ㎍/g로 확인되었다. 70% EtOH 추출물을 포함한 트리트먼트 처리군에서 모발의 굵기는 손상된 실험군에 비해 22.58%, 인장강도는 38.77% 증가하였고, SEM 측정 결과 큐티클 구조가 규칙적이고 균일한 형태를 보여 모발 손상이 회복된 모습을 확인하였다. 본 연구 결과는 꽃송이버섯 추출물이 다양한 폴리페놀을 포함하여 항산화 활성 및 모발 개선에 효과가 있어 화장품 및 식품 등 모발 보호 제품 개발의 기초 자료로 활용될 수 있다. 추후 모유두 세포를 통한 항산화 효과와 모발 성장 인자 단백질 발현 측정으로 모낭 주기 조절 메커니즘을 규명하고, 임상적으로 모발의 탄력과 윤기 변화를 검증하는 추가 연구가 필요하다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권1호
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• pp.55-64
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• 2022

Cleansing foam이라 불리는 지방산 칼륨 cream soap은 crystal gel 구조로 이루어져 있어 유화계와는 달리 전단응력에 약하며 고온의 보관조건에서 쉽게 분리되는 특성을 보여준다. Crystal gel 구조는 지방산의 종류 및 비율, 중화도, polyol의 종류와 사용량에 따라 크게 영향을 받는다. Crystal gel 구조에 미치는 이들의 영향을 조사하기 위해 water/potassium hydroxide (KOH)/fatty acid ternary system에서 실험을 실시하였다. Differential scanning calorimeter (DSC) 측정 결과 myristic acid (MA) : stearic acid (SA) = 3 : 1 비율에서 공융점(eutectic point)를 갖고 이 혼합비가 가장 안전한 삼성분계(ternary system)를 만든다는 것을 발견했다. 점도 측정과 편광현미경 (POM) 관찰 결과 중화도는 75% 부근이 최적이라고 판단된다. 삼성분계의 melting point (T_m)이 보관온도보다 높을 때, 그리고 crystal phase가 lamellar gel phase로 상 전이가 일어날 때 안정하나 지방산 함량의 증가는 안정성에 거의 영향을 미치지 않는다. 삼성분계에 polyol의 첨가는 T_m을 변화시키고 상전이를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 클렌징폼의 구조는 저온 주사전자현미경 (Cryo-SEM), 소각 및 광각 X-선 산란 (SAXS, WAXS) 분석으로 규명하였다. Butylene glycol (BG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG)은 T_m을 낮추어주며 lamellar gel phase 형성을 어렵게 하는 반면 glycerin, PEG-400, sorbitol은 T_m을 상승시키고 lamellar gel phase 형성을 용이하게 하며 안정한 삼성분계를 만든다.