• 한국산림과학회지
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• 제112권2호
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• pp.188-194
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• 2023

본 연구는 우리나라의 대나무림에 대한 탄소계정을 위하여 탄소배출계수 중 하나인 목재기본밀도를 도출하기 위하여 수행되어 졌다. 대나무는 전라남도와 경상남도에 주로 분포해 있으며, 계수 도출을 위한 표준목은 솜대, 왕대, 맹종죽 등 3수종별로 각각 101본씩을 선정하여 활용하였다. 목재기본밀도 도출은 KS F 2098 방법을 따랐다. 측정결과, 솜대의 목재기본밀도는 0.83 g/cm³, 왕대는 0.81 g/cm³, 맹종죽은 0.72 g/cm³로 각각 나타났다. 그렇지만, 우리나라는 대나무 분포 면적이 많지 않고, 맹종죽의 경우 일정 지역에 국한되어 생육하고 있다. 따라서 대나무에 적용할 수 있는 목재기본밀도는 하나로 통합하여 0.79 g/cm³로 확정하였다. 그리고 도출된 목재기본밀도에 대한 불확도를 평가한 결과, 1.61%로 낮은 불확도 값을 가져, 본 분석에서의 측정값에 대한 신뢰도를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 이번에 개발한 목재기본밀도와 기존의 바이오매스확장계수, 뿌리함량비 등을 이용하여 대나무 표준목에 대한 탄소저장량을 계산하고, 이를 확장시켜 ha단위까지 계산해 보았다. 이번 연구로 대나무의 재적을 이용하여 목재기본밀도 등 탄소배출계수 적용으로 탄소저장 및 흡수량 계산이 가능하게 되었다. 본 결과가 우리나라 탄소중립 정책 및 산림관리 방향에 도움이 되기를 기대한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권3호
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• pp.231-240
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• 2018

대나무는 생장이 빠르고, 벌목주기가 짧으며, 목재와 비교하여 가격이 저렴하다는 장점을 가지는 주요 바이오매스 자원 중 하나이다. 따라서, 본 연구에서는 대나무재의 효율적 활용을 위한 기초자료를 수집하기 위하여, 국내산 맹종죽(Phyllostachys pubescens)의 1년생~5년생까지 죽령별로 해부학적 특성을 광학현미경과 주사전자현미경으로 비교 분석하였다. 또한 셀룰로오스의 결정특성을 X선회절법에 의해 분석하였다. 횡단면 관찰 결과, 유관속초의 크기는 1년생이 가장 작았으며, 2년생 이후 유사하였다. 수 부분에서 표피부로 갈수록 유관속의 분포밀도가 높았고, 유관속초의 발달 형태가 뚜렷하게 달랐다. 특히, 1년생 수 부분 유관속 중 세포간극에 인접한 유관속초가 발달 되지 않은 유관속이 드물게 출현하는 것이 관찰되었다. 구성세포 치수 측정 결과, 섬유길이는 1년생이 가장 짧았으며, 모든 년생에서 표피부가 수 부분보다 길었다. 유관속의 방사 및 접선방향 폭은 모든 년생에서 접선방향 폭이 더 컸으며, 2년생부터는 큰 차이를 보이지 않았다. 도관 직경 및 내층 두께는 1년생의 값이 가장 작았으며, 도관 직경은 2년생 이후, 내층 두께는 3년생 이후부터 유사한 값을 보였다. 상대결정화도는 모든 년생에서 표피부로 갈수록 높은 값을 보였으며, 1년생의 값이 가장 낮고, 2~5년생은 비슷한 값을 보였다. 결론적으로, 국내산 맹종죽은 죽령별로 조직구조에 있어 정성적 및 정량적 차이가 있었으며, 2~5년생의 특성은 비슷한 경향이 있었다. 따라서, 1년생은 미성숙한 상태이며, 2년생 이상의 대나무는 성숙한 상태로 조직구조적으로 안정된 특성을 갖는 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.310-319
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• 2009

대표적인 친환경 소재인 바이오복합재(bio-composite)의 제조를 위해 기질 고분자로는 생분해성 고분자인 polybutylene succinate (PBS)를 그리고 충전제(filler)로는 대나무 분말(bamboo flour, BF)을 사용하였다. 본 연구에서는 BF의 함량 및 입자 크기가 바이오복합재의 기계적 점탄성적 특성 및 열적 특성에 미치는 영향을 평가하였는데 천연충전제인 BF의 첨가에 따라 인장강도는 감소하였지만 점탄성적 및 열적 특성은 고분자와의 상호작용을 통해 보다 안정적인 결과를 보였다. 또한, 소수성을 나타내는 PBS와 친수성인 BF 사이의 낮은 계면 결합이 바이오복합재의 물성 저하에 영향을 미친다는 사실이 확인되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제85권3호
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• pp.453-461
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• 1996

왕대속 대나무림의 물질생산 및 무기영양물 분배를 파악하가 위하여 전라남도 순천시에 위치하고 있는 죽순대, 왕대, 솜대 등 왕대속 3개 종의 임분을 대상으로 임분별 $10m{\times}10m$ 조사구 5개씩을 설치한 후 임분구조 및 죽간(竹稈), 가지, 잎, 지하경(地下莖), 뿌리 등 지하부를 포함한 대나무 전체의 부위별 현존량, 순생산량, 생산능률, 무기영양물 분배 등을 조사분석하였다. 죽간(竹稈)의 평균흉고직경, 죽고(竹高), 흉고단 면적은 죽순대, 솜대, 왕대 임분의 순으로 컸다. 흉고직경 또는 흉고직경과 죽고를 독립변수로 하는 3개 유형의 현존량 대수회귀식을 임분별, 부위별로 유도 검정한 결과 적합도와 실용성을 고려할 때 흉고직경을 독립변수로 하는 대수회귀식(logWt=A+BlogD)이 효과적이었다. 직선 대수회귀식이 되는 흉고직경 또는 흉고직경과 수고($D^2H$)를 독립변수로 하는 2개 유형의 3개 종별 현존량 대수회귀식의 기울기와 절편간의 차이 유무를 검정한 결과 2개 유형 모두 절편간에 유의적인 차이를 보임으로써 왕대속 3개 종의 일괄추정식은 오차가 클 것으로 판단되었다. 지하부를 포함한 임분 전체의 현존량(現存量)은 죽순대 103.621t/ha, 솜대 86.447t/ha, 왕대 36.767t/ha의 순으로 많았으며 비교적 큰 차이를 보였다. 동화기관인 잎의 현존량 구성비는 6.3-7.8%이었으며, 지상부와 지하부의 현존량 비는 1.87-2.26이었다. 지하부를 포함한 임분 전체의 순생산량(純生産量)은 죽순대 6.115t/ha/yr, 솜대 5.609t/ha/yr, 왕대 3252t/ha/yr의 순으로 많았다. 순동화율(純同化率)은 죽순대 임분 2.979, 솜대 임분 2.752, 왕대 임분 2.187의 순으로 높았으며, 현존량축적율(現存量蓄積率)은 2.679-5.358의 범위를 보였다. 부위별 무기영양물 농도는 3개 종 모 두 N, P, Mg는 잎, 지하부, 죽간(竹稈)과 가지의 순으로 높았으며, Ca는 잎, 죽간과 가지, 지하부의 순이었다. 지하부를 포함한 대나무 전체의 무기영양물 함량은 N, K, Ca와 Mg, P의 순으로 많았다. 3개 종의 임분 현존량에 있어서 차이를 보이는 것은 죽간밀도(竹稈密度)는 큰 차이가 없었으나 죽간(죽稈)의 크기가 다르며, 동화기관인 잎의 현존량, 순동화율 비교적 장기간의 축적기관인 죽간 생산능률 등에서 차이가 있기 때문이었다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제38권3호
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• pp.184-194
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• 2022

Triplochiton scleroxylon K. Schum is the plant species most affected by logging activities in the East Region of Cameroon due to its market value. This logging has impacted the ecological niche of the fern plant for which limited research has been done. The aim of this study is to contribute towards improving knowledge of fern richness and biomass on T. scleroxylon within the Central African sub-region. Fern data collection was done on 20 felled/harvested T. scleroxylon where, in addition to fern inventory, fern biomass was collected by the destructive method. The diameter and height of T. scleroxylon measured were used as explanatory variables in allometric equations for fern biomass estimation. Fern inventory was characterized using diversity index. Eight fern species were recorded on T. scleroxylon (≈5 species/T. scleroxylon). The minimum diameter where fern could be found is 59.4 cm. The average fern biomass found was 23.62 kg/T. scleroxylon. Pearson correlation coefficient showed a positive correlation (r>0.55) between fern biomass and T. scleroxylon diameter. For allometric equation, the logarithmic model improved better the adjustment than the non-logarithmic model. However, the quality of the adjustment is improved more when only the diameter is considered as an explanatory variable. Fern biomass is estimated to 90.08 kg/ha^-1 with 76.02 kg/ha^-1 being lost due to T. scleroxylon exploitation in the study area. This study is a contribution towards increasing knowledge of fern diversity specific to T. scleroxylon, and also fern biomass contribution to climate change mitigation and the potential carbon loss due to T. scleroxylon exploitation.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권4호
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• pp.320-326
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• 2009

The carbon dioxide concentration of the atmosphere is projected to increase by almost 50% over the first 50 years of this century. The major cause of this increase is continued combustion of fossil fuels. As a result, the significant changes in climate that have already occurred will be amplified, in particular a global temperature increase. Renewable energy production has a central role to play in abating net $CO_2$ emissions to a level that will arrest the development of global warming. Especially, biomass crops are becoming increasingly important as concerns grow about climate change and the need to replace carbon dioxideproducing fossil fuels with carbon-neutral renewable sources of energy. To succeed in this role, biomass crop has to grow rapidly and yield a reliable, regular harvest. A prime candidate is Miscanthus, or Asian elephant grass, a perennial species that produces over 3 metres of bamboo-like stems in a year. Miscanthus species are typically diploid or tetraploid. Hybrids between species with different ploidy levels result in the highly productive triploid hybrids, M. ${\times}$ giganteus. Here we will detail the Miscanthus characteristics desired of a biomass fuel crop.

• 한국산림과학회지
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• 제94권3호통권160호
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• pp.161-167
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• 2005

맹종죽의 지상부(죽간, 가지, 잎) 및 지히부(지하경, 뿌리) 부위별 현존량과 낙엽층 및 토양 내 양분 함량을 조사하기 위하여 경상남도 진주시 내 맹종죽 임분을 대상으로 $20m{\times}20m$ 표본지 조사구 3개를 설치한 후 입죽 밀도 및 임분 구조 등을 조사한 다음 발순 연도별 3본씩의 맹종죽을 벌채한 후 흉고직경변수 모형을 적용하여 생체량 추정 대수회귀식 (log Y=a + blogX)을 조제하였다. 조사지 맹종죽 임분 지상부 전체 생체량은 69.7 ton/ha였으며, 지하경 및 뿌리 생체량은 13.7 ton/ha과 7.5 ton/ha로 각각 조사되었다. 전체 지상부 생체량 중 죽간은 약 60%, 엽은 24%, 가지는 16%를 차지하였다. 한편, 흉고직경이 굵어질수록 전체 생체량 중 죽간이 차지하는 비중이 증가하였다. 죽간의 건중량 대 생중량 비는 시료 채취 부위가 올라갈수록 또한, 죽령이 증가할수록 연차적으로 증가하였다. 맹종죽 임분 내 낙엽층의 양분 분포는 질소가 45.1 kg/ha로 가장 높았고, 칼슘>칼륨>마그네슘>인산>나트륨의 순으로 나타났다. 지하경의 양분은 질소와 칼륨이 가장 많았고, 마그네슘, 나트륨, 칼슘 순이었다. 뿌리의 양분은 칼륨이 가장 많았으며 질소와 인산 순으로 많은 비중을 차지하였다. 본 연구 결과는 맹종죽 임분 내 탄소 저장량 계량화 및 확대를 위한 관리 방안 도출에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.725-731
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• 2018

바이오매스의 탄화 반응에서 촉매의 영향을 살펴보기 위하여 열중량분석기에서 탄화 반응 실험을 하였다. 사용된 바이오매스는 대나무와 소나무이었고, 사용 촉매는 K, Zn 금속화합물이었다. 질소 분위기에서 상온에서 $850^{\circ}C$까지 승온속도 $1{\sim}10^{\circ}C/min$에서 탄화 실험이 행하여졌다. 또한 석탄과의 혼소를 위한 바이오매스 반탄화 공정에서의 촉매의 영향 실험이 가열속도 $5^{\circ}C/min$, 반탄화 온도 220, 250, $280^{\circ}C$에서 30분간 등온 조건을 유지하면서 행하여졌다. 반탄화 시료에 대한 비등온 연소반응 특성 실험이 $200{\sim}850^{\circ}C$ 구간에서 행하여졌다. 바이오매스가 탄화 되기 시작하는 탄화 개시 온도($T_i$)와 최대탄화속도가 나타나는 온도($T_{max}$)는 촉매량이 증가할수록 낮아졌다. $400^{\circ}C$까지 열분해 되지 않고 남은 잔여 촤 성분은 촉매량이 증가할수록 증가되는 경향성을 보였다. 따라서 촉매 첨가 시 탄화에너지를 감소시키고 생성 촤의 발열량을 개선할 수 있다. 반탄화 조건에서 K촉매가 담지 된 경우 무촉매 바이오매스의 최적조건인 $250^{\circ}C$ 보다 낮은 $220^{\circ}C$까지 반탄화 조건을 완화시킬 수 있었다. K촉매 함유 반탄화 바이오매스의 연소반응에서 활성화에너지는 25.1~27.0 kJ/mol 범위로 무촉매 바이오매스 46.5~58.7 kJ/mol보다 낮게 나타났다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.129-139
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• 2019

대나무는 지구상에 존재하는 식물 중 적절한 기후와 토양조건에서 생산성이 가장 높고, 성장속도가 가장 빠른 다년생 식물로 알려져 있다. 전통적으로 아시아에서 대나무는 음식, 건축 및 다양한 재료로 활용되고 있다. 바이오매스 자원으로 대나무는 열분해과정을 거쳐 활성탄으로 제조될 수 있다. 본 연구에서는 탄화온도, 활성화 온도, 시간, 수증기의 양, 그리고 인산의 양 등을 변화에 따른 최적의 대나무 활성탄 제조 연구를 수행하였다. 대나무 탄화 후 수증기 활성화를 위해 $700{\sim}900^{\circ}C$의 온도, $0.8{\sim}1.8mL-H_2O\;g-char^{-1}\;h^{-1}$ 수증기 유량 범위에서 1 ~ 3 h 동안 활성화를 진행하였다. 수증기 유량을 $1.4mL-H_2O\;g-char^{-1}\;h^{-1}$으로 2 h 동안 실험한 결과 활성탄 수율과 비표면적은 각각 2.04 ~ 20.59 wt%, $499.17{\sim}1074.04m^2\;g^{-1}$의 값이 나왔다. 대나무와 인산의 질량비를 1:1로 혼합한 후 $700^{\circ}C$에서 유량 $1.4mL-H_2O\;g-char^{-1}\;h^{-1}$ 속도로 2 h 동안 활성화를 진행한 결과 활성탄 수율과 비표면적은 각각 24.67 wt%, $1389.59m^2\;g^{-1}$의 값이 나타냈다. 제조된 대나무 활성탄을 대상으로 메틸렌블루 흡착 실험을 통해 유사 1차, 2차 속도식 모델을 적용하였으며, 화학적 흡착을 의미하는 유사 2차 속도식에 따랐다.

• 생명과학회지
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• 제26권11호
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• pp.1330-1335
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• 2016

조릿대 속 식물의 잎은 한의학적으로 염증, 해열, 이뇨 관련 질환 치료에 사용되어 왔다. 제주조릿대는 제주도 한라산 일대에서만 분포되어있는 토착식물이다. 본 연구에서는 제주조릿대 잎 추출물의 산업적 활용 효율을 높이기 위해 추출방법에 따른 식물화합물의 함량과 그 생리 활성을 비교함으로써 기능성이 강화된 식물화합물 다량함유 추출물(phytochemical-rich extract; PRE)의 제조방법을 개발하였다. PRE는 열수추출물과 알코올추출물에 비하여 높은 폴리페놀 함량을 나타내었고, 조릿대 주요성분인 p-coumaric acid (44.10 mg/g)와 tricin (5.35 mg/g)의 함량은 열추추출물(p-coumaric 23.39 mg/g, tricin 0.18 mg/g)과 알코올 추출물(p-coumaric 10.8 mg/g, tricin 0.38 mg/g)에 비해 매우 높았다. RPE는 다른 추출물에 비해 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성[1,1-diphenyl-2-picrylhydrazy(DPPH) 소거활성, 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) 소거활성, nitric oxide(NO) 소거활성, xanthine oxidase 저해활성]이 가장 높았다. 그리고 RPE는 LPS로 자극시킨 RAW 264.7 세포에서 NO 생성($IC_{50}=59.1{\mu}g/ml$)과 혈액 암(HL-60) 세포의 성장을 효과적으로 억제하였다. 본 연구결과는 PRE가 식물화합물을 다량 함유하고 있어 항산화 및 항염소재로서 활용가치가 있음을 제시해 준다.