• 한국가시화정보학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2007

The global environment is deteriorating at an alarming rate, despite of enhanced international environmental regulation. Many studies have been performed to reduce toxic pollutants. Recently, plant-based phytoremediation technology for moving toxic contaminants from soil and water has been receiving large attention. Arsenic-contaminated soil is one of the major pollutant sources for drinking water. Pteris erotica has been known as a hyper-accumulator of arsenic from soils. In this study, we investigated the effect of arsenic absorption on sap flow inside xylem vessels of Pteris. The synchrotron X-ray micro-imaging technique was employed to monitor the refilling process of water containing arsenic inside the xylem vessels of Pteris's leaves and stems non-invasively. The captured phase-contrast X-ray images show both anatomy of internal structure and transport of water inside Pteris. The exposure of Pteris to arsenic solution was found to increase largely the water raise speed in xylem vessels. The present results would provide important information needed for understanding the mechanisms of accumulation and transportation of toxic materials in plants.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국가시화정보학회 2006년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.92-95
• /
• 2006

The global environment is deteriorating at an alarming rate despite of enhanced international environmental regulation. Many studies have been performed to reduce pollutants. Recently, phytoremediation, plant-based technology for the removal of toxic contaminants from soil, water, and air, has been receiving large attention. Arsenic-contaminated soil is one of the major pollutant sources fur drinking water. The fern brake (Pteris erotica) has been reported as a hyper-accumulate arsenic from soils. In this study, we investigated the arsenic absorption effect on sap flow inside xylem vessels of a fern brake. The synchrotron X-ray micro-imaging technique was employed to monitor flow inside the plant non-invasively. The captured phase-contrast X-ray images show both anatomy and transport of water inside the fern brake. The refilling process of water containing arsenic inside the xylem vessels of fern brake's leaves and stems was clearly observed. These results would provide important information needed fur understanding the mechanisms of accumulation, translocation, and transformation of toxic materials in plants.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.105-106
• /
• 2008

As a carrier of malaria and sneak of blood, mosquitoes are an unpleasant insect. However, there are several unknown natural secretes related with mosquitoes. Among them, we focused on the blood sucking process of a female mosquito. The main objective of this study is to understand the mosquito's blood sucking mechanism that can be used to resolve the problem encountered in the injection or transport of infinitesimal biological fluids in a micro-chip. At first, the velocity fields of blood-sucking flow in a proboscis were measured using a micro-particle image velocimetry (PIV) technique. The velocity signals of flow in the proboscis show periodic variation. This seems to be resulted from the beating of the pharyngeal pump which works as driving power. To analyze the pumping mechanism, the temporal variation of the pharyngeal pump was visualized using the synchrotron X-ray micro-imaging technique. The volume variation was estimated by the help of digital image processing techniques. Once the main mechanism of blood sucking process was found, a effective micro-pumping system with high efficiency would be developed in near future.

• Applied Microscopy
• /
• 제47권3호
• /
• pp.101-104
• /
• 2017

In this investigation, synchrotron X-ray imaging was used to investigate the water distribution inside newly developed gas diffusion media in polymer electrolyte membrane fuel cells. In-situ radiography was used to reveal the relationship between the structure of the microporous layer (MPL) and the water flow in a newly developed MPL equipped with randomly arranged holes. A strong influence of these holes on the overall water transport was found. This contribution provides a brief overview to some of our recent activities on this research field.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제16권12호
• /
• pp.70-77
• /
• 2016

본 연구에서는 거머리의 미세한 해부구조를 3차원적으로 분석 가능한 방사광의 경 엑스선 이미징을 통하여 객관적 분석법 및 생체모사기술 구축을 위한 기초자료를 구축하고자 하였다. 우리는 방사광을 이용하여 거머리의 미세 구조영상을 얻을 수 있었고, 3차원적인 해부학적 분석이 가능함을 확인하였다. 또한 방사광을 통해 얻은 데이터는 내부구조의 미세조직까지 관찰 가능하기 때문에 성분 분석 및 생리적, 기능적 측면으로도 연구의 토대가 될 것으로 사료된다. 더 나아가 추후 거머리로부터 생체모사기술 연구 분야 등에 기여할 수 있을 것이라 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권8호
• /
• pp.531-536
• /
• 2017

최근들어 고체 표면의 젖음성을 향상시키기 위해 표면에 나노/마이크로 기술을 적용하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구를 통하여 나노 구조가 표면 젖음성을 향상 시킬 수 있고, 액체 퍼짐은 실 모세관(Capillary wicking)에 의해 형성된다는 것을 확인하였다. 그러나 대부분의 연구는 나노 구조의 작은 스케일때문에 분석하는데 어려움이 있어서 퍼짐현상을 정성적으로 분석하고 있다. 본 연구에서는 마이크로/나노/마이크로-나노 구조를 갖는 실리콘 표면에서의 액적 계면 거동을 정량적으로 분석하였으며, 계면의 거동은 방사광 X선 영상법으로 직접 측면가시화를 진행하였다. 그 결과 모든 구조 표면에서 퍼짐 현상이 발생하였고, 액체 계면의 거동이 서로 다르게 나타났다. 마이크로구조의 경우 일정한 액막 두께를 유지하며 퍼졌고, 나노구조는 완만한 경사를 갖는 것으로 나타났다. 마이크로-나노 구조의 경우 두 가지가 결합된 형태의 퍼짐현상을 보였다. 또한 액체의 퍼짐은 마이크로-나노 구조에서 가장 증진됨을 확인하였다.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.69-73
• /
• 2011

Butterflies have been known to suck viscous liquids through a long, cylindrical proboscis using the large pressure difference formulated by the cyclic expansion and contraction of a muscular pump located inside their head. However, there are few studies on the liquid-feeding phenomena in a live butterfly, because it is hard to observe the internal morphological structures under in vivo condition. In this study, the dynamic motion of the pump system in a butterfly was in vivo visualized using synchrotron X-ray micro-imaging technique to analyze the liquid-feeding mechanism. The period of the liquid-feeding process is about 0.3sec. The expansion stage is about two times larger than the contraction stage in one cycle. The cyclic variation of pump volume generate large negative suction pressure and the pressure difference inside the long proboscis of a butterfly is estimated to be larger than 1atm.

• 해부∙생물인류학
• /
• 제31권4호
• /
• pp.133-142
• /
• 2018

조직표본의 실제적인 3차원 구조에 대한 정보를 3차원 조직학이라고 하였다. 무른 성분들이 섞여 있고, 물을 포함 하고 있는 조직 내부의 미세구조의 3차원적 분석을 위해 방사광의 X선을 광원으로 하는 위상대조 미세단층 촬영이 활용되고 있다. 하지만, X선 위상대조영상 분석에서 물을 포함하고 있는 조직에서는 위상대조가 제대로 구현되지 않다는 것을 알게 되었다. 이러한 현상을 해결하기 위해 다양한 방법들을 적용하였으며, 표본을 얼렸을 때 위상대조가 강화된다는 사실을 확인하였다. 방사광 전파위상대조 동결미세단층촬영은 포항가속기연구소 X선 영상빔라인에서 수행하였다. 표본을 동결상태로 유지하면서 $0.18^{\circ}$ 간격으로 $180^{\circ}$ 회전하였으며, 표본을 통과한 X선에 의해 섬광기에 맺힌 영상을 광학렌즈로 확대하여 CCD카메라로 모았다. 각 표본 전체 투사영상을 OCTOPUS 소프트웨어로 재구성하여 2차원 단면영상으로 만들고, Amira 소프트웨어를 이용하여 3차원 영상으로 재구성하였으며, 단면영상에서 각 구조에 대한 구역화와 랜더링 작업을 수행하였다. 물에 의한 위상대조 방해 영향을 줄이기 위해 표본을 얼렸을 때 위상대조는 강화되었으나 동결팽창에 의한 조직변형이 관찰되었다. 표본을 막힌 공간에 넣고 주위를 포매제로 채워 급속냉동 동안 표본이 압박되도록 하였을 때 위상대조의 강화와 동결팽창에 의한 조직변형을 줄일 수 있었다. 결론적으로, 생체조직 내부 미세구조의 비파괴, 고해상도 3차원 영상분석에 있어 조직표본을 동결포매제로 포매 후 급속냉동하고, 방사광에서 방출되는 X선을 광원으로 하는 전파위상대조 동결미세단층촬영법은 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대한다.