In this study, porous concrete with improved functionality was developed by using superabsorbent polymer (SAP) to provide rooting space for plants. The depth of settlement and mass change according to the substitution and addition rate of SAP were determined by investigating the functional performance of SAP and the volume change upon saturation. Test results indicated the depth of penetration settlement increased as the substitution rate of SAP increased, but the mass change could not be confirmed as the addition rate of SAP increased. The instability of the specimens due to the excessive volume change of SAP, as well as the osmotic pressure phenomenon according to the pH concentration, were identified as the cause. Therefore, future studies are needed to investigate the appropriate substitution and addition rate of SAP, as well as to reduce the osmotic pressure phenomenon according to the pH concentration, which would contribute to the improvement of the functional performance of vegetation concrete.
Plant leaf surface is an important niche for diverse epiphytic microbes, including bacteria and fungi. Plant leaf surface plays a critical frontline defense against pathogen infections. The objective of our study was to evaluate the effectiveness of a starch-based super-absorbent polymer(SAP) combination, which enhances water potential and nutrient availability to plant leaves. We evaluated the effect of SAP on the maintenance of bacterial populations. In order to monitor bacterial populations in situ, a SAP mixture containing Pseudomonas syringae pv. tabaci that expressed recombinant green fluorescent protein(GFPuv) was spray-challenged onto whole leaves of Nicotiana benthamiana. The SAP combination treatment enhanced bacterial robustness, as indicated by disease severity and incidence. Unexpectedly, bacterial numbers were not significantly different between leaves treated with the SAP combination and those treated with water alone. Furthermore, young leaves treated with the SAP combination had more severe symptoms and a greater number of bacterial spots caused by primary and secondary infections compared to young leaves treated with the water control. In contrast, bacterial cell numbers did not statistically differ between the two groups, which indicated that measurement of viable GFP-based bacterial spots may provide a more sensitive methodology for assessing virulence of bacterial pathogens than methods that require dilution plating following maceration of bacterial-inoculated leaf tissue. Our study suggests that the SAP combination successfully increased bacterial aggressiveness, which could either be used to promote the ability of biological agents to control weedy plants or increase the robustness of saprophytic epiphytes against competition from potentially harmful microbes.
훼손된 비탈면을 효율적으로 복구하고 토양을 견고하게 지지하고 식물 생장을 도울 수 있는 토양바인더 사용이 매우 중요하다고 할 수 있다. 이러한 토양바인더는 토양을 오염시키지 않는 친환경 소재이면서 토양의 생태를 복원할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 토양바인더 외에 흡수제와 응집제를 첨가하여, 최적의 함수율, 투수계수, 직접전단강도 값을 갖는 조건을 도출하였다. 토양바인더로는 다양한 음이온강도의 polyacrylamide (PAM)를, 흡수제로는 super absorbent polymer (SAP), 응집제로는 cellulose ether (CE)를 사용하여 그 효과를 관찰하였다. 그 결과 우선 토양바인더를 사용한 경우 토양시험편의 직접전단강도와 함수율을 각각 수십 배 이상 그리고 두 배 이상 증가시킬 수 있었으며 변수위 투수계수를 낮춤으로 인해 방수의 효과가 증가함을 관찰되었다. 첨가제로서 SAP를 사용한 경우 그 효과를 더욱 높일 수 있었고 SAP의 응집력을 높이기 위해 첨가된 CE 역시 직접전단강도와 함수율을 높임을 관찰할 수 있었다.
이 연구의 목적은 내부양생을 위한 고흡수성 수지(SAP)의 혼입이 초고성능 콘크리트(UHPC)의 수화특성, 자기수축, 내구성 및 역학적 특성에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 입도범위는 유사하지만 화학적 구조가 다른 2 종류의 SAP이 선택되었고, 이러한 SAP이 혼입된 UHPC의 성능이 실험을 통해 평가되었다. 평가결과는 SAP의 종류, 그리고 혼입 여부에 따라 비교되었다. 수화반응성과 수화생성물 확인을 위해 등온열량계 및 XRD를 이용한 실험이 각각 진행되었고, 이 실험을 통해 초기 재령일에서 수화반응성 및 장기 재령일에서의 수화생성물을 확인하였다. UHPC의 수축저감제로서 SAP의 적용 가능성을 확인하기 위해 자기수축 변형율, 압축강도 및 염분침투성을 측정하였다. 또한, SEM 이미지 촬영을 통해 SAP이 UHPC 내부에서 형성한 공극을 실제로 확인하고 분석하였다. 이러한 분석 및 평가결과를 통해, SAP을 이용한 내부양생은 역학적 성능과 내구성 저하 없이 UHPC의 자기수축을 저감시킬 수 있다는 결론을 내렸다. 실험에 사용된 두 종류의 SAP 중에서, UHPC 내부에서 흡수력이 더 우수한 SAP_AM이 SAP_AA 보다 수축저감성능 뿐만 아니라, 장기적인 수화반응성, 압축강도, 염분침투 저항력에서도 성능이 더 우수한 것으로 나타났다.
Super absorbent polymers (SAPs) are hydrophilic molecules that can absorb large amounts of water. This study was conducted to investigate the enhancement of the physicochemical properties of sand soil blended with three SAPs imbibed with 100, 150, and 200-fold water. Three treatments were applied, namely, 100SAP, 150SAP, and 200SAP. The three SAPs were blended at concentrations of 0% (control), 3%, 5%, 7%, and 10% with sand. The pH, electrical conductivity, and cation exchangeable capacity (CEC) of soil blended with the three SAPs were pH 6.35-6.46, 0.09-0.65 dS/m, and 1.42-1.92 cmolc/kg, respectively, and their capillary porosity, total porosity, and saturated hydraulic conductivity were 21.0-29.3%, 39.2-48.7%, and 272-470 mm/hr. CEC, capillary porosity, total porosity, and saturated hydraulic conductivity of soil were positively correlated with the ratio of the SAPs (p<0.01). These results indicate that blending sand soil with SAPs increased CEC, capillary porosity, and saturated hydraulic conductivity, thus improving the nutrient-retention capacity, water-retention capacity, and permeability of the soil.
본 연구는 식물공장에서 고흡수성 합성고분자(Super absorbent polymer; SAP)를 수경재배에서 배지로서의 활용가능성을 구명하고자 홍화 및 아마란스 새싹의 생육특성과 페놀함량 및 항산화도를 평가하였다. 대조구는 새싹 재배기(19 × 14 × 9cm, W × D × L)에 거즈를 깔고, 처리구에는 거즈 위에 SAP를 추가하여 비교 분석하였다. 홍화 새싹 종자를 30℃의 증류수에 5시간 동안침지한 뒤, 새싹 재배기에 파종 후 식물생장상에서 재배하였다. 식물생장상의 내부 온도는 25 ± 1℃, 습도는 70 ± 4%로 유지되었고 광조건은 35 ± 6μmol·m-2·s-1(광주기 12h)로 설정하였다. 아마란스 새싹은 새싹 재배기에 파종 후 식물생장상 내부 온도 25 ± 2℃, 습도는 70 ± 5%, 광조건은 188 ± 10μmol·m-2·s-1(광주기 16h)로 설정하였다. SAP의 기본적인 특성으로 물리/화학적 분석과 홍화 및 아마란스의 발아율과 생육특성 및 기능성 물질을 분석하였다. 홍화는 발아율, 생육 및 기능성 물질에서 처리구와 대조구간 차이가 없었으나, 아마란스는 생육 측면에서는 대조구와 차이가 없었으나 발아율, 건물중, 페놀함량 및 항산화도에서 처리구가 각각 1.16배, 1.16배, 1.40배, 1.12배의 높은 결과를 보였다. 결과적으로, 이번 연구를 통해 식물공장에서 SAP을 활용한 새싹재배가 가능할 것으로 판단하였으며 추후 SAP가 식물 생리적으로 작용하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Disposable diaper waste is consisted of plastic, fiber, and SAP (Super Absorbent Polymer). They are valuable to be used as raw materials of other products including plastic blocks and pulp mold. Nevertheless, disposable diaper waste have been disposed by landfill and incineration without recycling. Due to strict environmental regulations it is necessary to develop fractionation technique to recycle the disposable diaper waste. In this study the fractionation technique using pilot-scale stock preparation units was investigated. Process for separation of plastic and fibers from disposable diaper waste was composed by the combination of pilot-scale pulper, drum screen, screen and cleaner. Recovery rate of plastics and fiber was checked according to the various operating conditions. In drum screen, recovery rate of plastic was high when the cut size of disposable diaper waste was $5cm{\times}5cm$. The highest recovery rate of fiber was achieved with 0.3 mm slot screen. It is important to control the neutral state of SAP for improvement of recovery rate of fiber since SAP can be swelled easily in water. Therefore SAP can be controlled efficiently by the addition of calcium chloride into the pulper. Consequently recovery rates of plastics and fibers were over 90 and 80% under the optimum pilot operating conditions.
In this study, Aimed to develop technology to ensure the safety of firefighters responding to hydrogen incidents and to review the performance of protective super absorbent polymer (SAP) that could help maintain the thermal protection performance of equipment with protective properties. Tests were conducted, including bench-scale and full-scale thermal exposure tests, to review the protective performance of SAP using firefighting garments commonly used by firefighters. The results showed that without SAP application, 2nd degree burn areas were measured at 9.4%, and 3rd degree burn areas at 7.7%. In contrast, when SAP was applied, the percentage of 2nd degree burn areas decreased to 7% on the lower body, and there was no temperature rise causing 3rd degree burns. Therefore, it is expected that by applying SAP to the outer surface of firefighter garments, even under temporarily high temperature conditions such as hydrogen jet flames, thermal damage to firefighters could be protected for a certain period.
이 연구에서는, 우리나라 전통 건축재료 중 하나인 천연 황토 모르타르에 사용되어 온 해초풀과 현대적 재료인 고흡수성수지(Superabsorbent Polymer, SAP)와 같은 흡수성 물질이 이러한 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향이 조사되었다. 흡수성 물질과 더불어 문화재표준시방서에서 권고하는 초기 밀봉양생의 효과 역시 검토되었다. 실험에 의한 28일 압축강도와 수렴한 건조수축 변형율의 검토 결과, 우선 초기 7일간의 밀봉 양생은 강도향상과 수축저감에 효과적이었다. 따라서, 문화재표준시방서의 권고는 합리적이며 실효성이 있는 것으로 검증된다. 흡수성 물질의 혼입 역시 두 재료특성에 있어 효과적인데, 그 효과는 물질들의 흡수 능력에 의존한다. 따라서, 흡수 능력이 더 높은 SAP을 사용하는 것이 해초풀을 사용하는 것보다 더 효과적이다. 그러나, 이러한 것들이 유효하기 위해서는 초기 밀봉양생과 물이 추가되지 않는 조건들이 함께 따라야 한다. 마지막으로, 황토 모르타르의 압축강도의 증가는 건조수축의 감소와 선형적으로 관계한다. 이러한 선형 상관성에 의해, 초기밀봉 양생 또는 흡수성 물질의 혼입에 따른 모르타르의 압축강도 증가하는 원인이 정량적으로 설명될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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