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CAD/CAM 의치상 레진과 열중합 의치상 레진의 두께에 따른 굴곡 강도 비교 (Comparison of flexural strength according to thickness between CAD/CAM denture base resins and conventional denture base resins)

  • 이동형;이준석
    • 구강회복응용과학지
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    • 제36권3호
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    • pp.183-195
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    • 2020
  • 목적: 이 논문의 목적은 CAD/CAM 의치상 레진과 열중합 의치상 레진의 굴곡 강도를 비교해보고, 두께에 따른 굴곡 강도 변화도 비교해보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 열중합 의치상 레진은 Lucitone 199® (C-LC)을 사용하였다. 3D printing 의치상 레진으로는 DIOnavi - Denture (P-DO)와 DENTCA - Denture Base II (P-DC)를 사용하였다. 밀링 PMMA 블록으로는 Vipi Block Gum (M-VP)과 M-IVoBase® CAD (M-IV)를 사용하였다. 시편의 최종 규격은 65.0 mm × 12.7 mm × 1.6 mm / 2.0 mm / 2.5 mm였다. 굴곡 강도와 굴곡 탄성율을 측정하기 위해 3점 굽힘 시험을 실시하였다. 그리고 파절된 시편의 단면을 주사전자현미경 (SEM) 을 사용하여 분석하였다. 데이터의 정규성을 확인한 뒤 일원분산분석(one-way ANOVA)을 사용하여 유의 수준 P = 0.05로 설정하여 그룹 간의 차이를 평가한 뒤, 사후 분석을 위해 Tukey HSD test를 시행하였다. 결과: 동일 두께 내에서, P-DO를 제외한 나머지 CAD/CAM 의치상 레진들과 열중합 의치상 레진의 굴곡 강도는 유의한 차이를 나타내었다. M-VP는 열중합 의치상 레진 보다 굴곡 강도가 높게 나타났고, P-DC와 M-IV는 낮은 굴곡 강도를 보였다. 굴곡 탄성률은 M-VP에서 제일 높게 나타났고 C-LC, P-DO, P-DC, M-IV 순으로 낮아졌으며 재료간에 모두 유의한 차이가 나타났다. 두께에 따른 굴곡 강도는, C-LC에서는 2.5 mm가 1.6 mm보다 유의하게 높은 굴곡 강도를 보였고, P-DC, M-VP는 2.5 mm와 2.0 mm에서 1.6 mm보다 유의하게 높은 굴곡 강도가 나타났다. M-IV에서는 두께가 증가할수록 유의한 굴곡 강도 증가가 나타났다. SEM 분석 결과 서로 다른 재료들의 파절된 단면은 각기 다른 양상을 띄었다. 결론: 본 연구에서 사용된 CAD/CAM 의치상 레진의 굴곡 강도는 각 재료의 성분 및 특성에 따라 다양하게 나타났다. CAD/CAM 의치상 레진의 굴곡 강도는 두께가 감소하여도 1.6 mm 이상의 두께에서는 ISO 20795-1:2013에서 제시하는 굴곡 강도보다 높게 나타났다. 하지만 보다 얇은 두께의 의치를 임상적으로 사용하기 위해서는, 더 낮은 두께의 의치상 레진의 다른 특성들에 관한 추가적인 연구가 필요하다.

백제 노자공이 조성한 수미산에 대한 연구 - 일본 석신유적에서 발굴된 수미산석을 중심으로 - (Research on Shumi-sen, Built by Baekjae Nohjagong - Excavation of Japanese Stone God Ruins, Centered on Mt. Sumeru Stone -)

  • 이규완
    • 한국조경학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.113-121
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    • 2010
  • 노자공이 일본 아스카시대 궁원 남정을 만들었다는 수미산은 인도의 우주관에서는 성산(聖山:Sumeru),중국의 불교적 세계관에서는 묘고산(妙高山)의 형태를 상징화한 것으로 이해되며, 풍륜-수륜-금륜-지륜을 각각 4개의 돌조각에 조각한 조립형 석조물로 추정된다. 노자공의 수미산기록 외에, 일본서기 수미산 등장 4차례의 기록은 수미산이 옥외에 설치된 정원의 구성요소이자 주요 경물로서의 역할을 하였음을 시사하고 있다. 특히, 일본서기 기록의 문구와 그 표현으로 보아 수미산을 중심으로 경물들을 조합하여 활용한 것으로 판단되며, 모두 향연을 위한 특별한 행사시 활용되었던 것으로 보인다. 석신유적에서 발굴된 수미산석이 노자공이 오교와 더불어 만든 수미산인지는 현재 확인할 수 없으나, 이후 궁원의 정원시설물로 되풀이되어 조성된 '수미산형의 석조물'은 노자공이 황궁 남정에 조성한 수미산과 동일한 것이거나, 최소한 노자공이 만든 수미산을 원형으로 그 이후 재차 제작된 것으로 추정되며, 수미산을 기본으로 돌과 연못을 함께 이용하며 원지를 조성했을 것으로 추정된다. 따라서, 노자공이 오교와 함께 만들었다는 수미산은 불교의 수미산의 형상을 최대한 구상화한 형태인 동시에 축경수석이었다고 추정된다. 그리고 수미산의 외형과 기능을 수미산석으로 미루어 추정할 때, 수미산 표면의 문양은 백제시대에 제작된 백제금동대향로나 산수산경문전 그리고 활석제불보살병립상 후면의 문양에서 표현되고 있는 여러 겹으로 겹친 산악 문양 등의 도상과 매우 흡사하였을 것으로 판단된다. 또한, 수미산석의 형태 및 구조를 고려할 때 수미산석 분수시설에 적용된 원리는 수위 차에 따른 압력을 이용하는 사이펀(siphon)의 원리를 적용하여 물을 이동 분출한 것으로 보이며, 향연 등을 목적으로 한 실용수석 차원에서 만들어진 것으로 추정된다.

부가적인 산부식이 자가산부식 접착제의 법랑질에 대한 전단결합강도에 미치는 영향 (Influence of additional etching on shear bond strength of self-etching adhesive system to enamel)

  • 유선진;김영경;박정원;진명욱;김성교
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제31권4호
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    • pp.263-268
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    • 2006
  • 최근 많이 소개되고 있는 자가산부식 접착제는 상아질에 대한 접착은 우수한 것으로 알려져 있지만 법랑질에 대한 접착은 인산에 비해 낮은 산도로 인해 충분한 부식이 일어나는지에 대한 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 산도를 가진 1 단계 혹은 2 단계의 자가산부식 접착제에서 부가적인 산부식이 법랑질과 복합 레진 사이의 전단결합강도에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 90 개의 발거된 우치의 순면을 물기가 있는 상태에서 #600 사포로 표면을 연마하여 평활한 법랑질을 노출시킨 후, 임의로 6군으로 분류했다. 사용재료는 Clearfil SE $Bond^{\circledR},\;Adper^{TM}$ Prompt L-Pop, 그리고 Tyrian $SPE^{TM}$를 사용하였으며, 각 재료에 추가적인 산부식을 시행한 군과 그렇지 않은 군으로 나누어 표면 처리한 후, 제조사의 지시대로 접착과정을 시행하였다 . 각 시편에 복합레진을 2 mm 두께로 충전하고, 40 초간 광중합을 하였다. 그 후 시편을 $37^{\circ}C$, 100% 상대습도에서 24시간 보관 후 전단응력 접착강도를 측정하였다. 결과치는 independent t - test를 이용하여 통계분석 하였으며 그 결과는 다음과 같이 나타났다. Clearfil SE $Bond^{\circledR}$에서 부가적인 산부식을 시행한 군이 그렇지 않은 군보다 유의하게 높은 접착강도를 나타내었다 (p < 0.01). $Adper^{TM}$ Prompt L-Pop과 Tyrian $SPE^{TM}$에서는 부가적인 산부식이 결합강도에 통계적인 유의차를 나타내지 않았다 (p > 0.01). 본 연구의 결과로 보아, 강산을 함유하고 있는 접착제를 사용할 경우에는 부가적인 부식 처치가 접착력을 증가시키지 않으나, 약산을 함유하고 있는 접착제의 경우에는 부가적인 산부식이 접착력을 증진시키는 것으로 사료된다.

수산화칼슘-유지놀 화합물의 물성 (PROPERTIES OF CALCIUM HYDROXIDE-EUGENOL COMPOUND)

  • 박준철;권태경;김성교
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제24권2호
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    • pp.408-415
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    • 1999
  • 수산화칼슘은 높은 항균성으로 인해 최근에 근관소독제로 사용이 추천되고 있는 약제이다. 본 연구자는 근관내에 수산화칼슘을 투약한 후에 산화아연유지놀계 시멘트로 근관 충전을 하는 경우 근관시멘트의 물성의 변화를 경험할 수 있었다. 본 연구의 목적은 수산화칼슘을 근관내에 투약 후 근관충전재로 산화아연유지놀계 시멘트를 사용하는 경우 발생하는 근관시멘트의 물성변화를 알아보기 위함이다. 이를 위하여 수산화칼슘-유지놀 화합물의 불성 중 용해도, 흡수성, 피막도 및 변연폐쇄성을 기성 산화아연유지놀계 근관 시멘트인 Tubli-seal$^{(R)}$과 비교하여 연구하였다. 용해도와 흡수생의 측정을 위하여 ADAS No. 57에 따라 지름 20mm 두께 15mm인 시편을 제작하여 $37^{\circ}C$ 50ml의 증류수에 7일간 침잠후 무게의 변화를 측정하였고, 피막도 측정을 위하여 ADAS No. 57에 따라 두 유리판 사이에 실험물질을 위치시키고 15 Kg의 하중을 가한 후에 두께의 증가를 측정하였다. 마지막으로 변연폐쇄성 측정을 위해서는 우치 상아질 면과 아크릴 봉 사이에 실험물질을 위치시킨 후 3일 동안 Pelican ink에 침잠시킨 후 색소의 침투 면적을 계산하여 다음과 같은 결과를 얻었다. ${\cdot}$ 수산화칼슘-유지놀 화합물의 흡수성은 59.72${\pm}$17.75%로 측정되어 3.15${\pm}$0.76%로 측정된 Tubli-seal$^{(R)}$에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). ${\cdot}$ 수산화칼슘-유지놀 화합물의 용해도가 20.98${\pm}$2.94%로 측정되어 2.52${\pm}$0.49%로 측정된 Tubli-seal$^{(R)}$에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). ${\cdot}$ 수산화칼슘-유지놀 화합물의 피막도가 0.36${\pm}$0.03 mm로 측정되어 0.12${\pm}$0.01mm로 측정된 Tubli-seal$^{(R)}$에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). ${\cdot}$ 수산화칼슘-유지놀 화합물의 미세누출은 3일 동안의 색소 침투면적이 57.63${\pm}$25.85%로 측정되어 28.05${\pm}$23.46%로 측정 된 Tubli-seal$^{(R)}$에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.05).

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선모충(Trichinella spiralis) 유충의 조직 내 배설, 분리 및 감염항원 단백의 분포 (The Localization of the Excretory, Purified and Infected Antigenic Protein in the Tissue of Trichinella spiralis Larval Worm)

  • 김수진;주경환;정명숙;노영복
    • Applied Microscopy
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    • 제37권1호
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    • pp.43-52
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    • 2007
  • 선모충(Trichinella spiralis) 유충의 조직세포에 존재하는 분비배설, 감염 및 45 kDa 단백 항원의 분포를 확인하기 위하여 면역항체와 황금표지 단백A 복합체를 이용한 면역전자현미경 방법을 사용하였다. 분비배설항원은 선모충에 감염된 실험쥐의 근육으로부터 분리된 선모충을 인공배양 용액에 1일, 3일 동안 배양한 배양액을 수집하여 배설항원으로 사용하였다. 45 kDa 단백 항원은 실험용 흰쥐 근육에서 분리된 선모충유충을 분쇄하여 45 kDa 단백 항원을 분리하였다. 수집된 분비배설항원과 45 kDa 단백 항원은 실험토끼에 주사한 다음 6주 후에 실험토끼의 혈청으로부터 면역항체를 수집하였다. 감염항체는 선모충유충을 실험용 흰쥐에 감염시키고 4주 후에 실험용 흰쥐에서 수집된 혈청으로부터 분리하였다. 실험용 흰쥐 근육에서 분리된 선모충 유충은 고정과 탈수과정을 거처 Lowicryl HM20에 포매하고 초박절편을 제작하여 면역항체와 황금표지 단백A 복합체 (입자크기 15nm)를 반응시켜 전자현미경으로 관찰하였다. 1일 분비배설항원에 대한 실험용토끼 면역항체를 선모충유충 조직항원에 반응시켰을 때 충체의 표피와 기저층 그리고 식도세포간질 (esophagus interstitial matrix, EIM) 및 stichocyte의 ${\alpha}_0,\;{\alpha}_1$ 과립에 황금입자가 표지되었다. 3일 분비배설항원에 대한 실험용토끼 면역항체를 선모충유충 조직항원에 반응시켰을 때 충체의 표피와 기저층 그리고 EIM 및 stichocyte의 ${\alpha}_0$ 과립에 황금입자가 표지 되었다. 감염항체를 선모충 유충 조직항원에 반응시켰을 때 충체의 표피와 EIM에 황금입자가 표지되었다. 그리고 분리된 45 kDa 단백 항원에 대한 실험용토끼 면역항체를 선모충유충 조직항원에 반응시켰을 때 충체의 표피와 기저층 그리고 EIM 및 stichocyte의 ${\alpha}_0\;{\alpha}_1$ 과립에 황금입자가 표지되었다. 따라서 1일 동안 배설되는 분비배설항원은 선모충 유충의 표피와 stichocyte의 ${\alpha}_0\;{\alpha}_1$ 과립에서 유도되는 반면에 3일 동안 배설되는 분비배설항원은 표피와 stichocyte의 ${\alpha}_0$ 과립에서 유도되고, 선모충유충 감염후 1주, 4주에 실험쥐에서 형성되는 감염항체는 선모충의 표피와 기저층 그리고 EIM에서 분비되는 항원에 의하여 생성된다. 이상의 결과로 선모충의 분비배설항원과 감염항원은 선모충 유충의 표피와 EIM및 stichocyte의 ${\alpha}_0\;{\alpha}_1$ 과립에서 유도되며 이들은 45 kDa 단백을 포함하고 있는 것으로 생각된다.

토끼 아래눈물샘의 미세구조에 관한 전자현미경적 연구 (Electron Microscopic Study on the Rabbit Inferior Lacrimal Glands)

  • 박영희;안의태;고정식;박대균;김명수;박경호
    • Applied Microscopy
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    • 제37권1호
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    • pp.23-33
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    • 2007
  • 눈물샘은 주위환경으로부터 눈의 표면을 보호해주는 눈물막(tear film)을 구성하는 데 중요한 작용을 한다. 포유동물의 종에 따라 눈물샘의 구조와 구성요소는 차이가 있다. 포유류의 눈물샘에는 크게 두 가지 종류 즉, 위눈물샘 (superior lacrimal gland)과 아래눈물샘 (inferior lacrimal gland)으로 나눌 수 있다. 위눈물샘은 사람, 토끼, 개, 말, 낙타, 소등에 있는데, 안구의 위쪽에 위치하며, 아래눈물샘은 설치류, 토끼, 식충류 등에 존재하며, 안구의 아래쪽에 위치하고 있다. 토끼는 두 종류의 눈물샘 즉, 위눈물샘과 아래눈물샘을 모두 갖고 있는 데, 본 실험에서는 아래 눈물샘의 전자현미경적 구조를 관찰하였다. 토끼의 아래 눈물샘을 광학현미경으로 관찰한 일반구조는, 눈물샘은 전체적으로 피막에 싸여있었고, 샘실질은 결합조직에 의해 소엽으로 나뉘어지고, 소엽에는 분비부, 소엽속관 및 소엽사이관이 있다. 샘포세포는 아주 좁은 속공간을 가지고 있으며, 사이관(intercalated duct)은 샘포와 소엽속관을 연결한다. 소엽속관은 단층의 입방상피로 구성되어 있으며, 배출관인 소엽사이관이 결합조직 안에 잘 발달되어 있다. 눈물샘의 미세구조는 눈물샘 샘포세포는 피라밋형으로, 세포사이는 잘 발달된 연접복합체로 연접하였으며, 좁은 꼭대기 부분은 약간의 미세융모들이 샘의 내강쪽으로 향해 있다. 세포들의 가쪽면 사이에는 세포사이세관이 형성되었고, 그 속에도 상당수의 미세융모들이 관찰된다. 눈물샘분비세포는 세 종류로서 장액세포(serous cell), 장점액세포(seromucous cell)와 점액세포(mucous cell)로 이루어졌다. 장액세포는 샘포의 바닥 쪽에 많고, 세포질에는 전형적인 골지복합체와 전자밀도가 높은 분비과립이 있으며, 둥글둥글한 소포상의 과립형질내세망이 특징적인 구조이다. 한편 장점액세포는 전형적인 납작한 과립형질내세망이 조밀하고, 리보소체도 많아서 매우 어둡게 보이며, 분비과립에는 전자밀도가 높은 장액분비과립, 미세먼지같은 중등도의 전자밀도를 지닌 과립, 전자밀도가 낮으며 가끔은 융합되는 점액 분비과립을 갖고 있다. 점액세포의 과립세포질세망은 세포질전체에 퍼져 있으며, 관모양의 사립체들이 드물게 관찰된다. 점액세포에서는 세 가지 종류의 분비과립 즉, 전자밀도가 낮은 분비과립, 전자밀도가 비교적 높으며 빈도가 낮은 과립과 중간정도의 전자밀도를 가진 과립이 있으며, 전자밀도가 낮은 과립은 서로 융합된 모습을 보이기도 한다. 과립세포질세망은 주로 세포의 바닥부분에 위치하며, 골지복합체는 세포의 중간부분인 핵상부에 주로 위치한다. 점액세포의 가쪽벽에는 세포사이공간이 있어 가쪽주름(lateral fold)과 내강에 미세융모를 지닌 세포사이세관(intercellular canaliculi)이 관찰된다. 분비관을 구성하고 있는 세포들에는 세포질이 어두운 세포와 밝은 세포가 있었으며, 세포질내에는 전자밀도가 높은 분비과립이 관찰되었다. 전체적인 특징은 눈물샘분비세포 중 장액세포의 것과 비슷하였으나, 과립의 크기는 작았다. 분비관을 구성하는 세포들 사이에도 연접복합체가 매우 잘 발달되어 있었다. 샘포에서 사이관으로 이행되는 곳에서도 샘포세포와 사이관세포 사이에서도 연접복합체가 관찰되었다. 분비관세포의 분비과립 가운데는 중심부분에 전자밀도가 더 높은 중심을 가진 다른 모양의 과립이 관찰되기도 하였다.

방향성 좀목형(Vitex negundo)모용의 구조적 분화발달 (Structural Features of Various Trichomes in Vitex negundo during Development)

  • 이승희;김인선
    • Applied Microscopy
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    • 제36권1호
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    • pp.35-45
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    • 2006
  • 방향성 식물은 식물체 특정부위에 분비구조를 발달시켜 활성물질을 세포의 외부 또는 세포간극으로 방출한다. 민간에서 약용으로 활용되는 좀목형 (Vitex negundo var. incisa)은 독특한 향기를 강하게 발산하는 식물로 향의 근원은 표피조직에 발달하는 분비모 등에 의한 것으로 추정되고 있다. 이에 본 연구에서는 좀목형의 잎 및 줄기 표피조직에 발달하는 모용에 대하여 생장단계별로 형태 및 세포수준에서의 구조분화 양상을 연구하였다. 좀목형에 발달하는 분비모는 4개의 분비세포(ca. $50{\mu}m$ 직경)와 병세포(ca. $5{\mu}m$ 길이)로 분화하는 peltate 유형 (Type 1), 2개의 분비세포$(ca.\;15{\mu}m)$), 병세포$(5{\sim}10{\mu}m)$), 기저세포로 이루어진 capitate유형 (Type 2), 정단의 분비세포가 초기단계에서부터 퇴화되는 degraded capitate 유형 (Type 3)으로 분화하였다. 비분비모는 특히 하피 전체에 더 발달하는 장상의 다세포성 모용($110{\sim}190{\mu}m$, Type4)과 상 하피 전체에 밀생하는 단세포성 모용($20{\sim}30{\mu}m$, Type 5)으로 대별되었다. 분화초기 분비모 정단의 분비세포에서는 큐티클층이 세포벽으로부터 서서히 분리되어 팽창되면서 분비강이 형성되었다. 분비세포 세포질에서 생성된 물질은 세포벽을 통해 운반되어 분비강에 형성된 많은 분비소포에 저장되고, 이들 소포가 팽창된 분비강을 가득 채우며 생성되는 물질들을 축적한 후 방향성분 및 관련 물질을 누출상 분비방식으로 세포간극 또는 외부로 방출하는 것으로 추정된다. 이와 같이 좀목형에서는 peltate및 capitate유형 (Type 1, 2)이 분비기작에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 본 연구에서 밝혀진 좀목형의 분비구조에 대한 정보는 방향성 약용식물이 함유하는 특정물질의 기능성 성분 추적 연구 등에서 매우 유용하게 활용될 수 있는 자료가 될 것이다.

독도 MIROS Wave Radar를 이용한 파랑관측 및 품질관리 (Measurement and Quality Control of MIROS Wave Radar Data at Dokdo)

  • 전현정;민용침;정진용;도기덕
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.135-145
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    • 2020
  • 해양에서의 파랑관측은 부이나 압력계 등을 이용하여 수면변위를 관측하는 직접관측방법과 Radar를 이용하여 관측하는 원격관측방법으로 구분된다. 직접관측방법은 정확도가 높지만, 악기상 시 파손 및 유실 위험이 크며 외해 설치 시 많은 유지 보수비용이 필요하다는 단점을 가지고 있다. 반면 Radar와 같은 원격관측방법은 장비를 육지에 계류하여 유지관리가 용이하지만 직접관측방법과 비교하면 정확도가 다소 낮은 단점이 있다. 본 연구에서는 원격파랑관측자료의 품질을 개선하기 위해 독도에 설치되어 운영 중인 MIROS Wave and Current Radar(MWR) 관측자료의 수집 및 분석을 하였으며, 이를 기상청에서 운영 중인 해양파고부이(CWB)의 관측자료와 비교하였다. 그리고 MWR 관측자료의 품질을 개선하기 위해 1) MIROS사에서 개발한 필터(Reduce Noise Frequency, Phillips Check, Energy Level Check)의 복합적인 사용(최적필터; Optimal Filter), 2) OOI(Ocean Observatories Initiative)에서 개발한 Spike Test 알고리즘(Spike Test) 그리고 3) 유의파고-주기 관계식을 이용한 새로운 필터(H-Ts QC)를 사용하여 신뢰도가 낮은 이상자료(Noise; 시계열 자료 중 급격하게 자료가 발산하여 정상자료가 아닌 것으로 판단되는 자료)의 제거 및 보정을 수행하였다. 결과적으로 3가지의 품질관리기법을 적용한 MWR의 파랑관측자료는 유의파고에 대해서는 일정 부분 신뢰도를 가지지만 유의파주기에서는 여전히 오차가 존재하며 이에 대한 개선이 요구된다. 또한, MWR의 파랑관측자료는 3 m 이상의 고파랑에서는 CWB와 다소 양상이 달라지는 한계가 발생하므로 이를 위한 장기간의 원격파랑관측 자료의 수집과 분석, 그리고 필터 개발 등에 관한 지속적인 연구가 필요하다.

퇴적물로부터 인 용출 저감을 위한 Brucite 처리 (Brucite Treatment to Reduce Phosphorus Release from Polluted Sediments)

  • 이미경;최광순;김세원;오영택;권혁재;김동섭
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권11호
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    • pp.1180-1185
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    • 2006
  • 오염된 퇴적물로부터 인 용출 저감을 위한 최적의 capping 소재를 개발하기 위해 lab-scale 실험을 25 L 아크릴 컬럼을 이용하여 실시하였다. 실험에 사용된 퇴적물 내 입도는 8.8 $\Phi$로 매우 세립한 clay로 조성되어 있으며, 유기탄소 함량($C_{org}$)은 2%로 높다. Batch 실험에 사용된 capping 소재는 Brucite($Mg(OH)_2$), Sea sand($SiO_2$), Granular-gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$), Double layer(brucite+sand)와 Control을 30일 동안 비교 평가하였다. 실험기간 동안 용출된 인의 flux는 14.6 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 9.5 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 5.2 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 4.2 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$, 3.1 $mg{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$로 Control>Sea sand>Granular-gypsum>Double layer>Brucite 순으로 각각 나타났다. Brucite를 적용한 컬럼의 경우, 인 용출 제어 효율이 70% 이상 높게 나타났으며, Sea sand를 적용한 경우에는 35%의 효율만을 보였다. 특히, Brucite를 적용한 컬럼의 표층 퇴적물내 pH는 $8.0{\sim}9.5$로 다소 높게 유지되었으며, 이러한 효과는 퇴적물을 약알카리성으로 유지하여 황산염환원균이 증식할 수 없는 환경을 조성하여 생물에 독성이 있는 $H_2S$ 발생을 억제시킬 수 있다. Gypsum을 적용할 경우, 퇴적물내 빠른 초기 속성화작용의 진행과 충분한 $SO_4^{2-}$-의 공급으로 methanogenesis 진행를 저하시킬 수 있다. 따라서 Brucite와 Gypsum을 적용할 경우, 퇴적물 내 인의 존재형태가 광물(mineral)의 형태인 $Mg_5(OH)(PO_4)_3$, pyrite, apatite-mineral의 형태로 진행되어 퇴적물로부터 인의 용출을 줄일 수 있다.

탄자니아산 루비의 열처리에 의한 보석·광물학적 품질개선 연구 (A Mineralogical and Gemological Studies for the Enhancement of Tanzania Ruby by Heat Treatment)

  • 김선옥;왕수균;오설미;박희율;박맹언
    • 자원환경지질
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    • 제47권6호
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    • pp.563-569
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    • 2014
  • 루비는 유색보석 중에서 가장 선호도가 높은 보석인 동시에 열처리에 의해 부가가치를 높일 수 있어 학문적인 연구 대상으로서도 그 관심이 높다. 세계적으로 많은 지역에서 루비가 산출되고 있음에도 불구하고, 고품질의 천연 루비는 미얀마, 스리랑카, 태국, 탄자니아 등 일부 제한된 국가에서만 산출되며, 오랜 기간 채광으로 인해 고품질의 원석이 고갈되어가고 있는 실정이다. 이 연구에서는 최근 새로운 산지가 확인되어 관심이 높은 탄자니아산 루비 원석을 사용하여 전통적인 단순 열처리방법과 화학적 열처리 방법에 의한 광물학적 및 보석학적 특성을 파악하고, 열처리에 의한 탄자니아산 루비의 품질개선 효과를 검토하였다. 미얀마의 Mogok산과 Mong Hsu산 루비에 효과적인 방법으로 알려진 전통적인 단순 열처리 실험은 T=$1,600^{\circ}C$에서 6시간 동안 실시하였다. 그 결과, 비교적 균일한 암적색을 지닌 탄자니아산 루비의 색상과 투명도는 색채 색차계와 자외선-가시광선 분광분석(UV-Vis Spectrometry) 결과, CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값(X, Y)이 원시료 (0.365, 0.321) 및 (0.346, 0.363)에서 (0.337, 0.322)로 감소함이 확인되어, 전통적인 단순 열처리 방법이 탄자니아산 루비의 품질개선에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 단순 열처리를 수행한 탄자니아산 루비의 X-선형광분석(XRF) 결과, 루비의 적색을 발현 시키는 $Cr^{3+}$함량이 0.72~1.04 wt.%로 증가 되었으나, 갈색의 보조색상을 발현시키는 Fe의 함량이 함께 증가되어 순수한 적색이 아닌 어두운 적색을 띄는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 단순 열처리에 의해 루비에 함유되어 있는 $Fe_2O_3$의 응집현상으로 어두운 색으로 변한 것이라 판단된다. 또한 열처리에 의해 $SiO_2$의 함량이 특징적으로 높게 나타났는데, 이는 열처리 과정동안 용융되었다가 다시 재결정화 되면서 생기는 현상으로 투명도의 개선에 효과적이지 않음을 알 수 있었다. 탄자니아산 루비 중 표면에 균열이 있는 시료를 선별하여 납(Pb)을 주성분으로 하는 화학적 첨가제를 사용한 열처리 실험 결과, 색상 뿐 만아니라, 투명도가 현저하게 개선되었다. CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값이 원시료 (0.386, 0.304) 및 (0.395, 0.313)에서 (0.405, 0.308)로 적색영역에 도시되었다. 이는 첨가제가 열처리 과정동안 용융되어 루비의 균열부분을 채워준 것으로 확대경으로도 관찰이 가능하다. 또한 루비의 표면과 균열부분에 대한 전자현미분석(EPMA)의 선분석(line scanning)에 의해서도 확인되었다. 이 첨가제는 균열부분을 충진함으로써 내구성과 투명도가 개선되었다. 첨가제의 용융체는 루비와 굴절률이 매우 비슷하기 때문에 입사된 빛이 루비 내부로 더 쉽게 통과하여 전반적으로 색상이 향상된 것으로 판단된다. 이 연구에서 화학적 열처리가 탄자니아산 루비의 품질향상에 적합한 방법임을 확인할 수 있었으며, 사파이어 등 강옥군 광물의 유색보석에 대한 색과 투명도 개선에 매우 유용할 것으로 생각된다.