• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권10호
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• pp.1746-1754
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• 2016

Recently, spherical beads entrapping quorum quenching (QQ) bacteria have been reported as effective moving QQ-media for biofouling control in MBRs for wastewater treatment owing to their combined effects of biological (i.e., quorum quenching) and physical washing. Taking into account both the mass transfer of signal molecules through the QQ-medium and collision efficiencies of the QQ-medium against the filtration membranes in a bioreactor, a cylindrical medium (QQ-cylinder) was developed as a new shape of moving QQ-medium. The QQ-cylinders were compared with previous QQ-beads in terms of the QQ activity and the physical washing effect under identical loading volumes of each medium in batch tests. It was found that the QQ activity of a QQ-medium was highly dependent on its specific surface area, regardless of the shape of the medium. In contrast, the physical washing effect of a QQ-medium was greatly affected by its geometric structure. The enhanced anti-biofouling property of the QQ-cylinders relative to QQ-beads was confirmed in a continuous laboratory-scale MBR with a flat-sheet membrane module.

• 한국표면공학회지
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• 제51권1호
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• pp.11-20
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• 2018

Hydrophobic and Superhydrophobic surfaces are promising technology for the surface finishing of metallic materials due to its water-repellency. Realization of highly water-repellent surface on aluminum and its alloys provides various functionalities for real application fields. In order to realize the hydrophobic/superhydrophobic surfaces on aluminum and its alloys, various technologies have been demonstrated. Especially, traditional anodic oxidation for aluminum has been widely employed for the morphological texturing of surfaces, which is essential to enhance the hydrophobic efficiency. De-wetting superhydrophobic surface on aluminum provides various exceptional properties, such as anti-corrosion, anti-/de-icing, anti-biofouling, drag reduction, self-cleaning and liquid separation. Nevertheless, the durability and stability of superhydrophobic surfaces still remain challenges for their actual applications in engineering systems and industry. In this review, the theoretical/experimental studies and current technical limitations on the hydrophobic and superhydrophobic surface using anodic oxidation of aluminum have been summarized.

• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.38-49
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• 2024

본 연구에서는 분리막 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)에서 발생되는 생물막오염 완화에 탁월한 효과를 가진 분리막을 개발할 목적으로, 친수성 산소 기능기가 많은 탄소나노구체(carbon nanosphere, CNS)를 합성한 뒤, 이를 첨가제로 활용하여 친수성과 다공성 기공 구조를 갖는 고성능 한외여과막을 제조하였다. CNS는 막 표면에 초승달 모양의 기공을 형성하였고, CNS 함량을 4.6 wt%까지 증가시킴에 따라 최대기공 크기보다 큰 결함을 야기하지 않으면서 평균 표면 기공 크기를 약 40% 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, CNS 복합막의 다공성 기공 구조는 CNS의 등방성 형태와 상대적으로 낮은 입자 수밀도 덕분에 CNS 첨가에 따른 고분자 용액의 점도 급등이 방지됐기 때문이라고 판단된다. 그러나 너무 다공성이 커지게 되면 기계적 물성이 저하되므로, 기공구조와 기계적 성질을 포함한 종합적인 고려를 했을 때 CNS2.3이 가장 우수하다고 관측되었다. CNS2.3은 CNS0에 비해 수투과도가 2배 이상 높을 뿐만 아니라, MBR 공정에서 분리막 세정이 요구될 때까지의 운전 시간도 5배 이상 연장시킨 것으로 확인되었다.

• 한국표면공학회지
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• 제52권1호
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• pp.37-42
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• 2019

Electrodeposited zinc layer is widely used as a sacrificial anode for a corrosion protection of steel. In this study, we modified the surface of electrodeposited zinc to have a hydrophobicity, which shows various advanced functionalities, such as anti-corrosion, anti-biofouling, anti-icing and self-cleaning, due to its repellency to liquids. Superhydrophobicity was realized on electrodeposited zinc layer with a hydrothermal treatment, creating nanostructures on the surface, and following Teflon coating. The superhydrophobic surface shows a great repellency to water with high surface tension, while liquid droplets with low surface tension easily adhered on the superhydrophobic surface. However, immiscible lubricant-impregnated superhydrophobic surface shows a great repellency to various liquids, regardless of their surface tension. Therefore, it is expected that the lubricant-impregnated surface can be an alternative of superhydrophobic surface, which have a drawback for some liquids with a low surface tension.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권6호
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• pp.259-290
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• 2022

Carbon nanotubes (CNTs), due to their excellent physical, chemical and mechanical properties and their ability to prepare new membranes with attractive properties, have found applications in water and wastewater technology. CNT functionalization, which involves the introduction of different types of functional groups into pure CNTs, improves the capabilities of CNT membranes for water and wastewater treatment. It turns out that CNT-based membranes have many advantages, including enhanced water permeability, high selectivity and anti-fouling properties. However, their full-scale application is still limited by their high cost. With their tremendous separation efficiency, low biofouling potential and ultra-high water flux, CNT membranes have the potential to be a leading technology in water treatment in the future, especially in desalination.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.82-87
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• 2013

본 논문에서는 해수에 잠겨있는 물체표면의 물리적 성질과 생물오손현상 간의 상관관계를 관찰하기 위하여 생물오손에 미치는 소수성(hydrophobic) 표면의 효과에 대해 실험해석을 수행하였다. 시편으로서, 일반알루미늄, 소수성표면을 가진 알루미늄, 친수성(hydrophilic)표면을 가진 알루미늄 등 세 종류를 사용하였으며, 단, 소수성시편의 경우, AAO(Anodic Aluminum Oxide)기법으로 제작한 것과 HDFS(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyltricholorosilane)코팅처리하여 제작한 것, 두 종류를 사용하였다. 세 종류, 네 개의 시편에서 확인된 생물오손정도는 중장기적인 면에서는 시편 간에 큰 차이가 없지만, 오손초기에는 괄목할 만한 차이가 관찰되었다. 생물 부착물의 두께가 소수성표면의 미세돌기 높이에 다다를 때 까지는 소수성표면의 오손지연효과가 현저하게 나타나나, 일단 이를 초과하면 소수성표면의 오손방지효과는 소멸됨을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제31권1호
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• pp.16-34
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• 2021

물 공급은 늘어나는 담수 수요와 다르게 줄어들고 있다. 담수의 수요를 충당하기 위해서 나노여과법은 가장 효율적이고 경제적인 방법이라고 할 수 있다. 해수담수화를 위한 나노여과법의 일반적인 방법으로는 나노여과 멤브레인을 이용한 역삼투압 방식이다. 하지만 기존의 멤브레인들은 주요 특성인 안정성, 경제성, 그리고 살균 및 방오특성이 부족하다. 기존의 나노여과 멤브레인을 향상시키기 위해서 친수성과 방오성이 높은 흑연 산화물이 가장 향상성이 높으며 널리 연구되고 있는 재료이다. 멤브레인 변형은 다른 레이어에 적용될 수 있다. 얇은 막으로 이루어진 멤브레인은 다른 세 레이어로 구성되어 있다, 표면의 폴리아미드 레이어, 기공 레이어, 그리고 전체적인 구조를 구성하는 지원 직물이다. 정삼투압 토한 에너지 효율적인 해수담수화 방식이지만 효율이 생물 오염 때문에 떨어진다. 산화그래핀 결합은 향균 기능을 향상할 수 있으며 멤브레인 표면에 바이오필름 생성을 억제할 수 있다. 압력지연삼투는 해수에서 청정에너지를 발전시키는 최고의 방법 중 하나이다. 멤브레인의 생물 오염은 합성 폴리머 멤브레인의 합성 레이어에 산화 그래핀을 합성하여 줄일 수 있다. 나노여과 멤브레인을 개량하는 여러 연구가 각자의 장단점을 가지고 이루어지고 있다. 이 보고서는 나노여과 멤브레인의 개량, 성질, 그리고 성능에 대해 논의한다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권9호
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• pp.542-547
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• 2017

본 연구는 국내에서 상용화된 3 종류의 친수성 정밀여과막/한외여과막을 대상으로 막의 특성분석 및 해수 여과 성능 평가를 수행하였다. 접촉각 측정 결과에서는 PAN 재질인 Mem-3가 가장 친수성도가 높은 것으로 나타나 장기간 운전 시 유기성 오염 물질에 가장 내오염성이 높을 것으로 예상된다. FESEM 측정결과에서는 PE 재질인 Mem-1과 PVDF 재질인 Mem-2는 sponge 형태의 단면을 보였으며, PAN 재질인 Mem-3는 finger 형태의 단면을 나타냈다. EDS에 의한 막의 원소분석 결과에서 Mem-2는 Fluoride가 대부분이었고 Mem-3는 PAN이 Nitrile기로 인해 N이 32.47%의 높은 구성 비율을 보였다. D.I. water를 이용한 투과수량 분석은 압력 증가 시 Mem-3의 투과수량이 다른 막에 비해 큰 폭으로 증가되는 경향을 보였다. 탁도 및 부유물질 제거 실험은 모든 막에서 유출수의 탁도는 0.191-0.406 NTU, TSS는 2.2-3.0 mg/L 사이의 투과수질을 보여 단기간 실험으로부터 해수담수화 전처리용으로 사용하기에는 부적합하다는 것을 알 수 있었다.