• 제목/요약/키워드: chemical exfoliation

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비파괴 분석을 활용한 조선왕릉 태릉 석조물의 손상특성 분석 (Deterioration Characteristic Analysis for Stone Properties in the Taereung Royal Tomb of the Joseon Dynasty using Nondestructive Analysis)

  • 이명성;최명주;이태종;전유근
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제53권2호
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    • pp.222-241
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    • 2020
  • 조선왕릉 태릉은 중종의 계비인 문정황후의 무덤으로 다양한 종류의 석조물(석물 24기, 봉분석재 144개)이 배치되어 있다. 이 석조물은 모두 중조립질의 흑운모화강암을 사용하여 제작하였다. 석조물의 주요 손상양상은 물리적 손상과 생물오염으로 확인되며 이 중에서 박리박락(145기), 입상분해(138기), 보수물질(156기)과 함께 생물오염인 조류(154기), 지의류(165기), 선태류(97기)가 높은 발생빈도를 보인다. 특히 생물학적 손상(조류)이 가장 심각한 상태(3등급 이상이 전체 석물의 94%)로 즉각적인 보존처리가 요구되며 부분적으로는 박리박락과 입상분해 등도 중장기적인 보존관리가 필요할 것으로 판단된다. 에코팁 경도와 초음파탐사 결과, 석재의 약 70%이상이 물성이 상당히 취약한 것으로 나타났다. 초분광 분석에서도 봉분석재 표면의 80% 이상에서 생물이 서식하는 것으로 분석되었으며 이 부분에는 P(인), S(황), Cl(염소), Ca(칼슘)이 높게 검출되었다. 이는 태릉이 수백 년 동안 야외에 위치하고 있어 물리적, 화학적 및 생물학적 요인 등에 의해 풍화작용을 받아 왔기 때문이다. 따라서 태릉 석조물 중 물리적 풍화등급이 높은 석물은 물성을 보강하기 위해 강화처리가 필요한 것으로 판단되며 생물은 석재의 손상을 유발할 수 있는 가능성이 높기 때문에 건식 및 습식 세정으로 제거해야 한다. 또한 보존처리 이후 생물의 재발생을 지연하기 위해서는 봉분에 흘러내린 토사를 정기적으로 정리해줄 필요가 있고 장기적으로 보존상태에 대한 모니터링이 필요하다.

화순 운주사 석조불감의 재질특성과 풍화훼손도 평가 (Material Characteristics and Deterioration Assessment of the Stone Buddhas and Shrine in Unjusa Temple, Hwasun, Korea)

  • 박성미;이명성;최석원;이찬희
    • 보존과학회지
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    • 제24권
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    • pp.23-36
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    • 2008
  • 화순 운주사 석조불감(보물 제797호)은 고려시대 양식을 갖추고 있는 석조문화재로서 아주 독특한 형식적 특징을 보여준다. 남북의 감실 내부에는 각각의 불상이 등을 맞대고 있는 쌍배 좌상의 형태를 보이고 있어 역사적, 미술사적 및 학술적으로 높은 평가를 받고 있다. 그러나 이 석조불감은 특별한 보호시설 없이 옥외에 노출되어 장기간의 풍화작용으로 다양한 훼손양상이 복합적으로 나타나고 있다. 이 석조불감은 총 47매의 암석으로 구성되어 있으며, 총 하중은 약 56.6톤이다. 구성 재질은 주로 회백색의 유리질 조직을 갖는 화산력 응회암류로 암편질 응회암과 유문암질 각력응회암이다. 또한 이들의 보수과정에서 부분적으로 흑운모 화강암을 사용하였다. 이들 응회암질암의 화학적 풍화지수는 52.1~59.4이나, 대체적인 화강암은 보다 신선한 50.0~51.0을 보인다. 이 연구에서는 석조불감에 나타나는 손상유형을 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화로 구분하여 훼손양상에 따라 종합훼손지도를 작성하였고, 표면적 대비 점유율을 산출하였다. 이 결과, 물리적 풍화양상 중 박리박락이 모든 방위에서 가장 높은 점유율을 보였으며, 방위로는 석감의 남측 면이 39.1%로 가장 높은 풍화도를 보였다. 화학적 풍화는 흑색 변색, 황갈색 변색, 백화현상 순으로 나타났으며 석감의 서측 면에서 61.2%의 높은 점유율을 보인다. 육안으로 볼 때, 가장 심각한 훼손을 보이는 생물학적 풍화는 회색지의류가 압도적으로 높으며, 석조불감 북측 면이 38.3%로 가장 높게 나타났다. 따라서 균열과 박리박락이 심한 부재의 접합 및 보강이 선행되어야 하며, 이차적 오염물질과 생물들은 정기적인 세정을 통해 제거하는 등 각각의 손상도에 적합한 보존방안의 수립과 임상실험을 통한 과학적 처리가 필요하다.

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2-Bromopropane의 수컷 랫트를 이용한 고환 독성시험 (Testicular Toxicity of 2-Bromopropane in Male Sprague-Dawley Rats)

  • Cha, Sang-Eun;Park, Sang-Rae;Kim, Kgu-Hwan;Choi, Jeung-Suk;Kim, Sung-Kuk;Jeon, Tae-Won
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제15권4호
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    • pp.123-130
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    • 2000
  • 택트 스위치 제조공정 침지액의 주성분인 2-bromopropane독성에 대한 연구로 최단기의 폭로로 농도를 달리하여 3주간 반복 투여 시험을 시행하여, 흰쥐의 혈액 및 세정관의 변화를 관찰하기 위해 투여기간 동안의 체중의 변화, 고환, 간, 신장 등의 장기무게, 혈액화학과 혈액학적 분석 및 고환의 병리조직의 변화 등을 관찰하여 2-bromopropane의 급성투여 조건에서의 중독현상을 비교.분석하였다. 농도를 달리하여 투여에 따른 체중변동은 통계적으로 유의한(P<0.05)체중의 감소를 나타내었다. 1.000 mg/kg 투여군에서 백혈구수, 적혈구수, 혈구용적과 혈색소 농도에서 유의한 변화(p<0.05)를 보였다. 조직병리학적 소견으로 정 소에서는 세정관의 정조세포와 정모세포의 괴사를 볼 수 있었고, 기저막의 비후, 세정관의 Sertoli세포는 광범위하게 세포질성 공포현상을 보여주고 있다. 또한 간질조직에서는 Leydig 세포의 증식을 볼 수 있었다. 2-bromopropane의 손상부위는 조혈과 생식계가 표적으로 생각되며, 고농도 투여가 저농도 투여에 비해 독성이 심하며 독성물질의 양-반응 관계를 보여주고 있다.

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35번 고속도로 고성 교차로 지역 공룡발자국의 보존을 위한 응용광물학적 연구 (Applied Mineralogy for the Conservation of Dinosaur Tracks in the Goseong Interchange Area)

  • 정기영;김수진
    • 한국광물학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.189-199
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    • 2004
  • 대전-통영간 35번 고속도로 고성교차로 건설공사현장에서 발견된 공룡발자국화석의 보존 및 전시를 위한 응용광물학적 연구를 실시하였다 백악기 공룡발자국 퇴적암은 흑색점토층과 암회색 실트층의 호층으로 구성되어 있으며, 수평 또는 수직 열극에는 방해석맥이나 표성기원의 산화철 또는 산화망간 침전물이 충전되어 있다. 강물조성은 전반적으로 석영, 앨바이트, K장석, 방해석, 녹니석 일라이트 백운모, 흑운모와 미량의 인회석, 금홍석으로 구성되어 있으며, 방해석과 앨바이드는 실트층, 그리고 석영, 일라이트,녹니석은 점토층에 부화되어 있다. 주원소인 Al, Fe, Mg, K, Ti, P는 절토층, Ca Na Mn은 실트층, 그리고 미랑원소인 V, Cr, Co, Ni, Cs, Zr, REE, Th, U 등은 점토층에 부화되어 있다. 탄소의 경우, 무기탄소는 실트층에 방해석의 형태로 농집되어 있으며, 유기탄소는 흑색점토층에 부화되어 있다. 흑색점토층은 열극을 따라 부분적으로 유기탄소가 이차적으로 산화제거되어 연황색 점토층으로 변질되었다. 점토광물이 풍부한 흑색 및 연황색 점토의 층리를 따른 선택적 박리현상, 실트층의 기질 또는 수직절리의 주요 충전물인 방해석의 용해성과 낮은 강도는 발자국 화석 표본의 향후 물리적, 화학적 훼손을 촉진할 수 있는 잠재적 요소로 평가되었다.

고성능 피막양생제 개발 및 나노물질의 분산방안 평가 (Development of High Performance Curing Agent and Effective Dispersion Method of Nanomaterials)

  • 손호정;유병현;이동규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.230-236
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    • 2019
  • 최근 콘크리트 품질과 관련된 이슈로 시멘트의 원가절감 및 잔골재의 품질저하로 인해 콘크리트 표면의 들뜸, 레이턴스의 과다로 인한 표면 스케일링 및 소성수축의 증가로 인한 균열발생 등의 표면품질 하자 발생사례가 지속적으로 증가되고 있으며, 사회적인 이슈로 인해 미세먼지 및 배기가스로 인한 환경문제를 해결하고자 도로구조물의 광촉매 적용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 현장에서 편리하게 적용될 수 있는 양생 방법 중 작업 속도 및 효율성에서 우수한 양생제를 개발하고자 하였으며, 이와 더불어 표면층의 광촉매 코팅을 위한 나노사이즈의 이산화티탄(TiO2)의 혼입 및 분산방안을 평가하여 광촉매 작용이 가능한 다기능성 피막양생제를 개발가능성을 검토하고자 하였다. 실험결과 실리콘계 및 실란계는 굳지않은 콘크리트 표면에서 신속하게 피막을 형성하는 성능을 보이기 때문으로 양생제로서의 원료로 검토를 진행하여 기존의 양생제보다 피막성능이 우수한 고성능 피막 양생제를 개발하였다. 나노물질의 적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성을 평가한 결과 초음파 분산기의 성능이 가장 우수한 것으로 확인되었다.

리튬이온전지용 주석산화물이 도포된 흑연전극의 싸이클 성능 (The Cycling Performance of Graphite Electrode Coated with Tin Oxide for Lithium Ion Battery)

  • 강태혁;김형선;조원일;조병원;주재백
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.52-56
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    • 2002
  • 졸-겔법을 이용하여 주석산화물을 흑연입자 표면에 도포하고 $400-600^{\circ}C$에서 열처리하여 미세결정구조를 갖는 리튬이온 전지용 주석산화물 전극을 제조하였다. 도포 된 주석산화물의 양은 $2.25 wt\%\~11.1 wt\%$로 조절하여 실험한 결과 주석산 화물의 함량에 따라 방전용량이 증가하고 또한 초기의 비가역 용랑도 증가함을 알 수 있었다. 싸이클에 따른 주석 산화물 전극의 방전용량은 propylene carbonate(PC) 계 전해액에서도 초기 싸이클에서 350mAh/g 이상, 30 싸이클 후 에서는 300mAh/g을 나타낸 반면, 표면개질이 되지 않은 흑연전극의 경우에는 140mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 충방전 속도를 C/5에서 C/2로 빠르게 했을 때 주석산화물 전극과 흑연전극의 방전용량은 초기 용량의 $92\%,\;77\%$로 각각 나타났다. 이러한 전극 특성의 향상은 주석산화물이 리튬이온과 반응하여 형성된 리튬 옥사이드$(Li_2O)$부동태 피막이 흑연전극의 탈리 현상을 막고 또한 환원된 주석이 흑연입자간의 전기전도를 원활하게 하여 전극의 전류분포를 향상시키기 때문인 것으로 해석되었다.

글리콜산을 사용한 화학적 필링이 Mice 피부 표피에 미치는 영향 (Effect of Epidermal Changes in the Mice Skin Following Glycolic Acid Peeling)

  • 이지연;이석준;장병수
    • Applied Microscopy
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    • 제40권4호
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    • pp.245-251
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    • 2010
  • 본 연구는 15% 글리콜산과 30% 글리콜산이 포함된 각각의 필링제를 털이 제거된 mice 등쪽 피부에 처리하여 시술 전후의 피부 수분량, 유분량 및 pH를 Cutometer로 분석하였고 표피 각 질의 변화에 대한 미세구조를 더마스코프와 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 15% 글리콜산을 처리한 실험군 I과 30% 글리콜산을 처리한 실험군 II에서 피부의 수분량, 유분량 및 pH의 변화는 필링제의 농도가 높을수록 감소하는 것으로 확인되었다. Mice 피부의 표면을 더마스코프로 관찰한 결과 정상 대조군의 피부는 전반적으로 투명한 상태로 표피에서 각질이 분리되어 있거나 탈락되기 직전의 상태로 나타났다. 15% 글리콜산으로 처리한 mice 피부 표면의 각질은 많이 제거된 상태로 관찰되었으며 30% 글리콜산으로 처리한 mice 피부 표면은 매끄러운 상태로 선홍색을 띠고 있었다. Mice 피부 각질층을 인위적으로 탈락시켜서 주사전자현미경으로 관찰한 결과 정상 대조군의 각질층 표면은 각화세포 막의 함입에 의해서 불규칙하였다. 15% 글리콜산으로 처리한 mice 피부의 각질층 표면은 비교적 매끄러웠으며 노출된 각화세포의 세포질 표면은 약간의 주름이 형성되어 있었다. 30% 글리콜산으로 처리한 mice 피부에서 각질층 표면은 매끄러웠으며 이들 표면은 주름이 형성되어 있지 않았다.

불국사 석가탑의 풍화훼손도 분석 및 기원암의 산지추정 (Deterioration Analysis and Source Area on Rock Properties of the Seokgatap Pagoda in the Bulguksa Temple, Korea)

  • 이명성;이찬희;서만철;최석원
    • 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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    • 한국문화재보존과학회 2004년도 제20회 발표논문집
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    • pp.15-24
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    • 2004
  • The Seokgatap pagoda composed of mainly alkali granite and other minor pink-feldspar granite, fine-grained granite, granodiorite, diorite, gabbro, and tuff. Despite the small loss and damage derived from joints, its peel-off and exfoliation are serious enough to cause the heavy deterioration on the stone surface. The chemical and petrological weathering has partly replaced the original rock-forming minerals with clay minerals and iron oxyhydroxides. Based on the petrogenesis, rock materials of the pagoda is very similar to rocks of Dabotap pagoda and the Namsan granite in the Gyeongju. The central fart of the pagoda has sunken highly, which caused all the corners to split and the structural transformation to become worse. The reverse V-shaped gaps between the materials have broken stones filled in a coarse way. The iron plates inserted between the upper flat stone laid on other stones and tile pagoda body in the north and east side has been exposed in the air and corroded, discoloring of the adjacent stones. The overall diagnosis of the Seokgatap pagoda is the deteriorated functions of the stone materials, which calls for a long-term monitoring and plans to reinforce the stone surfaces. But the main body including the pagoda roof stone needs washing on a regular basis, and the many different cracks should be fixed with glue by using the fillers or hardeners designed for stone cultural properties after removing the cement mortar. In case of the replacement of the stone materials with new stones, it's necessary to examine the pagoda for the center of gravity and support intensity of the materials. The structural stability of the pagoda can be attained by taking a reinforce measure in geotechnical engineering and making a drainage. The ground humidity, which has aggravated weathering and structural instability, should be resolved by setting up a humidity reduction facility. The contamination of lichens and bryophyte around the pagoda and on the surface is serious. Thus biochemical treatments should be given too in order to prevent further biological damages and remove the vegetation growing on the discontinuous planes.

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경주 분황사 모전석탁의 암석학적 풍화와 보존과학적 훼손도 진단 (Weathering and Deterioration Diagnosis for Conservation Sciences of Stone Pagoda in the Bunhwangsa Temple,Gyeongju, Korea)

  • 이정은;이찬희;이명성;김영택
    • 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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    • 한국문화재보존과학회 2004년도 제20회 발표논문집
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    • pp.92-100
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    • 2004
  • The host rocks of brick-shaped stone pagoda in the Bunhwangsa temple are lots of kinds andesitic rocks, which has gone through mechanical and chemical weathering. As the overall observation, the pagoda is serious damages by air pollutants, and the northeast parts show the much advanced state of turning white, while the southeast parts are heavily cracked in the materials. The rocks of brick-shaped pagoda body are in a relatively stable condition of weathering and damage except for the abrasion and cracks of the corners. The rocks of the pagoda roof suffer from more symptoms including multiple peel-offs, exfoliation, cracks forming round lines, and falling off stone pieces. The pagoda roof rocks are dominated by the thriving leafy lichens and mosses, especially, there are higher plants (selaginella involvens, dandelions) taking root actively between the brick stones and content mortar. There are even light gray precipitates like stalactites between the rocks of the body, In particular, the 1st and 2nd floor in the east side and the body parts in the north side are the most serious. Their major minerals are calcite, gypsum and clay minerals. The rocks of the stylobate and the tabernacle in all the four directions are composed mainly of granitic rocks. The materials consisting of the tabernacles show the severe splits and distortion, which causes the structural instability. The stylobate rocks are heavily contaminated by some weeds with the often marks of inorganic contamination by secondary hydroxides. The central part of the east stylobate has been sinking, while that of the 1st floor west stylobate is protruded nesting a line of cracks. Accordingly, the inside of the tabernacle is always humid with the constant introduction of rainwater. The stone lion standing in the southeast and northeast side are alkali granite, while that in the southwest and northwest lithic tuff. Each of the stone lion also coated with various colored lichens, mosses, algae, bacteria and bryophyte. The external materials of the pagoda have deteriorated the functions of the rocks and made the loss, falling off, and biological contamination even worse due to the surface weathering. Thus it's urgent to come up with scientific restoration and conservation measures through clinical tests.

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감은사지삼층석탑(서탑)에 사용된 석재 공급지에 대한 연구 (Source Area of the Rocks Using the West Stone Pagoda of Gameunsaji Temple Site, Korea)

  • 좌용주;김건기;고석배;김종선
    • 암석학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.128-138
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    • 2006
  • 감은사지삼층석탑(국보 제112호)은 구성부재의 훼손으로 인해 빠른 시간에 보수되어야 하는 위기의 석조문화재이다. 이 연구에서는 감은사지삼층석탑(서탑)을 이루고 있는 부재들에 대한 각각의 암석기재적인 특징, 대자율 및 감마스펙트로미터를 측정하여 석탑에 사용된 부재들의 공급지를 추정하였다. 감은사지서탑의 석재는 기재적으로 세립질의 석기에 흑운모, 석영, 장석 등의 광물편의 함량이 많은 유리결정질 응회암 또는 결정 응회암으로 분류된다. 대자율 측정결과, 이들은 $10{\sim}20({\times}10^{-3}}\;SI\;unit)$ 정도의 값을 가지며, 감마스펙트로미터 측정결과 K는 3%, eU는 $0{\sim}8ppm$ 그리고 eTh는 $9{\sim}18ppm$의 함량을 가진다. 이러한 특징은 주변암석들 중에서 감은사지서탑에 사용된 석재의 공급지를 파악하는데 중요한 지시자가 된다. 감은사지 주변에 분포하는 암석 중에서 기재적으로나 화학적으로 감은사지서탑의 석재와 가장 유사한 암석은 와읍분지 내 범곡리 층군에 포함된 데이사이트질 화산암류이다. 이 화산암류는 암석층서적으로 다시 와읍리응회암, 용동리응회암 그리고 범곡리화산암류로 구분된다. 세 암석 중에서 감은사지서탑의 석재와 가장 유사한 암석은 범곡리화산암류의 결정 응회암으로 판단되며, 이 석탑의 건축시어 이 결정 응회암이 사용되었을 것으로 생각된다.