• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.506-511
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• 2009

미생물셀룰로오스의 생산성을 높이기 위하여 원심(centrifugal) 임펠러와 경사원심(inclined centrifugal) 임펠러가 사용되었다. 발효조 내의 유체흐름 형태와 부피산소전달 계수가 고찰되었으며 원심 임펠러 및 경사원심 임펠러가 장착된 발효조 내에서 G. hansenii PJK 균주에 의하여 미생물 셀룰로오스가 생산되었다. 유체는 발효조 하부에서 원심 임펠러의 실린더 내부를 통과하여 발효조 벽면을 향해 순환되었다. 임펠러의 회전속도 100 rpm에서 부피산소전달계수는 터바인 임펠러 계에 비하여 경사원심 임펠러의 경우는 23%, 원심 임펠러의 경우는 15%에 불과하였다. 하지만 미생물셀룰로오스 생산 불능 돌연변이주로의 전환이 방지되어 20 rpm의 경사원심 임펠러의 회전속도에서 미생물셀룰로오스의 생산량이 터바인임펠러의 최적회전속도 300 rpm에서의 미생물셀룰로오스 생산량과 같았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.388-393
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• 2013

본 연구에서는 물리적 강도가 강한 천연 고분자인 박테리아 셀룰로오스(BC)를 기반으로 전기적 성질이 매우 뛰어난 그래핀을 결합시켜 터치 스크린과 같은 투명 전도성 필름을 제조할 수 있는 가능성을 확인하고자 한다. 그래핀을 BC와 결합하기 위해서 라디오파의 인가강도와 처리시간을 달리하여 상온에서 산소 플라즈마 처리를 통해 표면을 개질시켰다. 개질된 그래핀의 물에 대한 접촉각이 $130^{\circ}$에서 $12^{\circ}$로 매우 작아진 것으로 친수성이 향상되었다. 또한, XPS분석에서는 graphene 처리 전 산소함유량 2.99%에서 10.98%로 크게 증가하였다. 그래핀의 손상은 Raman 분석에서 $I_D/I_G$ 비로 정도를 알 수 있다. 처리 전 $I_D/I_G$ 비가 0.11로 손상 정도가 가장 낮았고, 처리 후 0.36~0.43으로 처리 전에 비해 그래핀의 구조적 결함이 증가하였다. 용해시킨 BC에 그래핀을 0~0.04 wt% 첨가하여 제조한 막의 XRD 분석에 의하면 BC막과 plasma 처리된 graphene이 함유된 결합막이 동일한 $2{\theta}$로서 화학적으로 잘 결합되었음을 확인하였다. 이는 SEM 이미지에서 BC와 그래핀의 결합 상태를 확인한 것과 일치하였다. FT-IR 분석에서 플라즈마 처리한 그래핀이 함유된 결합막의 1,000~1,300 $cm^{-1}$ (C=O)에서의 피크가 커진 것으로 보아 plasma 처리된 graphene에서 산소기가 생성되었음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 BC의 물리적인 강점을 기반으로 하여 그래핀을 결합시킨다면 신규의 투명 전도성 소재를 개발할 수 있으리라 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.114-119
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• 2016

본 연구에서는 박테리아 셀룰로오스(BC)와 같은 천연고분자에 전도성 고분자 PEDOT:PEG와 graphene, 은나노와이어(AgNW)를 코팅하여 전도성을 부여하고자 하였다. 미리 PEDOT:PEG와 황산을 10~20%를 혼합하여 그 용액을 전자 스핀 코팅으로 BC 기판에 코팅하였다. 그 후, 전도성을 향상시키고자 graphene과 AgNW로 코팅하여 hall effect로 측정하였다. 그 결과, 대조군 PEDOT:PEG로 코팅한 BC 막의 전자농도($2.487{\times}10^{10}/cm^3$)에 비해 PEDOT:PEG에 황산을 10%로 혼합하여 코팅시킨 BC막($8.093{\times}10^{15}/cm^3$) 쪽이 $3.25{\times}10^5$배 높은 값을 나타내는 것으로 전도도가 대폭 향상되었음을 알 수 있었다. 또한, SEM분석으로 PEDOT:PEG가 황산처리에 의해 폴리머 형상으로 변화된 것을 확인 할 수 있었다. 분자구조의 변화를 FTIR분석결과 $1200cm^{-1}$ 파장의 S-O그룹이 황산처리 전에 비해 황산 혼합한 쪽에서 크게 상승된 것이 확인되었다. 이 방법을 이용하여 소량의 PEDOT:PEG사용으로 투명성을 확보할 수 있으며 미리 황산을 처리하는 것으로 제조공정을 단순하게 할 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.766-773
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• 2013

본 연구에서는 물리적 강도가 뛰어나고 고온에서 안정하며 유연한 친환경 소재인 박테리아 셀룰로오스를 기반으로 투명 전도성막을 제조하였다. 전기전도성의 확보를 위해 은나노와이어(AgNW)와 그래핀을 도입하였다. 합성한 AgNW는 평균적으로 길이 약 $15{\mu}m$, 폭 약 70 nm로 종횡비 214이었다. 종횡비가 클수록 접촉저항을 낮추어 전도성을 개선시키게 된다. 총 7가지의 막을 제조하고 열적 및 전기적 물성을 조사하였다. 또 전도성막으로 제조하기 위해서 BC막을 칼로 길이 2 mm, 깊이 $50{\mu}m$ 간격으로 홈을 파서 직교상의 그물모양을 형성한 후 이 홈에 AgNW와 그래핀을 채워 넣었다. 대표적으로 AgNW 첨가막은 두께 $350{\mu}m$, 전자농도 $1.53{\times}10^{19}/cm^3$, 전자이동도 $6.63{\times}10^5cm^2/Vs$, 비저항 $0.28{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 우수한 전기적 특성을 지닌 것으로 평가되었다. 또한 그래핀 첨가막은 두께 $360{\mu}m$, 전자농도 $7.74{\times}10^{17}/cm^3$, 전자이동도 $0.17cm^2/Vs$, 비저항 $4.78{\Omega}{\cdot}cm$이었다. 550 nm 광투과는 AgNW 첨가막 98.1%, 그래핀 첨가막 80.9%로 투명한 전도성 막이 형성되었다. 모든 막이 평면과 휜 상태에서 LED 점등 실험에서 전구의 밝기에 차이가 있었으나 불이 켜졌다. $150{\pm}5^{\circ}C$의 열판에서 박테리아 셀룰로오스 막은 형태가 매우 안정하였으나 같은 두께의 PET는 형태가 심하게 변형되었다. 이러한 연구 결과를 통해 박테리아 셀룰로오스 기반의 투명전도성막을 제조할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권10호
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• pp.1341-1350
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• 2007

본 연구에서는 국내산 감귤과즙을 이용하여 고기능성 세균 셀룰로오스를 대량생산하기 위해 감귤과즙으로부터 감귤 내성의 Gluconacetobacter hansenii TL-2C를 선별한 후 pilot 시설을 이용하여 감귤겔을 대량 생산할 수 있는 방법을 개발하였다. 유기산의 약 80%가 citric acid로 내성균의 분리가 부득이한 것으로 판정되어, 겔 발효균의 모체인 tea fungus에서 G. hanenii TF-2를 분리, 여기에 UV를 조사하여 TL-2를 분리한 후, 감귤배지에서 반복배양하여 citrate내성균인 G. hansenii TL-2C를 분리하였다. 감귤농축액 100배 희석액에 initial sucrose 함량 10%(w/v), ethanol 1%(v/v) 을 첨가한 배양액에 종균을 5%(w/v)접종하였다. 대형 4각의 FRP 용기에 뚜껑을 덮고 과즙의 높이를 26 mm로 충진하였으며, $30^{\circ}C$ 배양실에서 14일간 정치배양한 후 세로 360 mm,가로 650 mm, 두께 25 mm 이상의 대형 겔을 지속적으로 생산할 수 있었다.