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세계 고구마 재배현황 및 대량생산의 선결과제 (Current status on global sweetpotato cultivation and its prior tasks of mass production)

  • 김호수;이찬주;김소은;지창윤;김성태;김진석;김상용;곽상수
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제45권3호
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    • pp.190-195
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    • 2018
  • 고구마는 21세기 인류가 당면한 식량, 에너지, 환경, 보건문제 등을 해결하는 21세기 구원투수로 등장하고 있다. 고구마는 식량자원 뿐만 아니라 바이오에탄올, 기능성 사료, 항산화물질 등 고부가가치소재를 생산하는 생체반응기로 평가된다. 미국 공익과학단체(The nonprofit Center for Science in the Public Interest, CSPI)는 고구마가 저분자항산화물질, 식이섬유, 칼륨 등을 고함유하고 있는 고구마를 몸에 좋은 10대 슈퍼식품 가운데 하나로 선정하였다. 미국 농무부는 고구마를 전분작물 가운데 식량수급에 영향을 최소화하는 척박한 토양에 가장 적합한 바이오에너지작물로 평가하였다. UN 식량농업기구는 2050년에 세계인구가 97억 명이 될 것이며 지금 추세로 식량을 사용하면 2050년에는 지금의 1.7배의 식량이 필요하다고 전망했다. 어떻게 미래 식량위기를 극복할 것인가? 이러한 측면에서 척박한 토양에서도 어느 정도 수량을 보장하는 고구마가 지구가 당면한 제반 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 세계 고구마 유전자원과 생산현황을 살펴보고, 글로벌 식량자원 및 고부가가치 바이오소재 측면에서 새로운 고구마의 북방로드 개척 및 상업적 대량재배를 위한 선결과제를 기술하고자 한다.

M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm) 촉매상에서 합성가스 제조를 위한 메탄의 부분산화반응 (Partial Oxidation of Methane to Syngas over M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm) Catalysts)

  • 서호준;김용성
    • 공업화학
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    • 제28권6호
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    • pp.720-725
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    • 2017
  • 메탄의 부분 산화반응으로부터 합성가스를 제조하기 위해 M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm)를 제조하였다. 촉매는 BET, TEM, XPS의 기기를 사용하여 특성화하였다. M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm)의 BET 비표면적, 평균 기공 크기는 각각 538.8, 504.3, $447.3m^2/g$과 6.4, 6.8, 7.1 nm이었다. SBA-15 담체의 TEM 이미지는 중기공성 육방정계 구조를 보여주었고, Ce(10)-Ni(5)/SBA-15 촉매는 Ni와 Ce의 금속 입자가 SBA-15 담체의 구속효과에 의해서 담체 표면상에 균일하게 분포하고 있었다. XPS 분석으로 촉매 표면상에 격자산소($O^{2-}$, $O^-$)와 $Ce^{4+}$$Ce^{3+}$의 두개의 산화상태가 존재함을 알 수 있었다. 촉매상에서 메탄의 부분 산화 반응으로부터 합성가스의 수율은 1 atm, 973 K, $CH_4/O_2=2$, $GHSV=1.08{\times}10^5mL/g_{cat.}{\cdot}h$에서 52.9% $H_2$와 21.7% CO이었으며, 75 h의 반응에서도 이 값을 일정하게 유지하였다. M(10)-Ni(5)/SBA-15(M=Ce, Nd, Sm)촉매는 합성가스 수율이 같은 경향을 보여주었다. 이러한 결과는 조촉매인 Ce, Nd, Sm의 Redox 반응이 촉매의 수율과 안정성을 향상시킨다는 것을 보여주었다.

몬테카를로 전산해석을 이용한 콘크리트 코어시료의 직경과 밀도에 따른 보정인자 계산 (Calculation of the Correction Factors related to the Diameter and Density of the Concrete Core Samples using a Monte Carlo Simulation)

  • 이규영;강보선
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.503-510
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    • 2020
  • 콘크리트는 원자력 시설의 차폐용 구조물로 광범위하게 사용되고 있는 재료이다. 하지만, 시설의 해체 시 양적으로 가장 많이 발생하는 방사성 폐기물이기도하다. 콘크리트는 중성자를 포획하여 다양한 방사성 핵종을 생성하기 때문에 해체 전에 시료를 채취하여 방사능 측정 및 평가를 수행해야 한다. 측정은 주로 HPGe 검출기를 이용하는데 시료의 정확한 방사능 판정을 위해는 기하학적 보정인자, 자가흡수 보정인자, 계측기의 절대효율 등 효과적인 보정인자를 측정치에 반영해야 한다. 보정인자는 기하학적 및 화학적 상태가 실제 시료와 동일한 표준시료를 이용해서 동일한 측정조건 하에서 획득한다. 하지만, 콘크리트는 다양한 구성물질과 높은 밀도로 전처리가 제한적이므로 콘크리트 표준시료를 제작하는 것은 매우 어렵다. 또한 코어드릴(core drill)을 사용하여 채취되는 콘크리트 시료는 체적선원이므로 직경에 대한 기하학적 보정과 밀도에 대한 자가흡수에 대한 보정이 필수적이다. 따라서, 최근에는 많은 연구자들이 표준선원을 제작 후 측정하는 대신 몬테카를로 전산모사(Monte Carlo simulation)을 이용하여 효과적인 보정인자들을 계산하는 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 Monte Carlo code 중 하나인 Geant4를 이용하여 방사화 콘크리트에서 가장 많이 생성되는 핵종인 152Eu, 60Co에서 방출되는 감마선 에너지에 대한 콘크리트 코어시료의 직경과 밀도에 따른 보정인자를 산출하였다.

PbO 완충층을 이용한 Pt/Pb1.1Zr0.53Ti0.47O3/PbO/Si (MFIS)의 미세구조와 전기적 특성 (Microstructure and Electrical Properties of the Pt/Pb1.1Zr0.53Ti0.47O3/PbO/Si (MFIS) Using the PbO Buffer Layer)

  • 박철호;송경환;손영국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.104-109
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    • 2005
  • PbO 완충층의 역할을 확인하기 위해, r.f. magnetron sputtering법을 이용하여 p-type (100) Si 기판 위에 $Pt/Pb_{1.1}Zr_{0.53}Ti_{0.47}O_{3}$와 PbO target으로 Pt/PZT/PbO/Si의 MFIS 구조를 제조하였다. MFIS 구조에 완충층으로 PbO를 삽입함으로써 PZT 박막의 결정성이 크게 향상되었고, 박막의 공정온도도 상당히 낮출 수 있었다. 그리고 XPS depth profile 분석 결과, PbO 증착시 기판온도가 PbO와 Si의 계면에서 Pb의 확산에 미치는 영향을 확인하였다. PbO 완충층을 삽입한 MFIS는 높은 메모리 윈도우와 낮은 누설전류 밀도를 가지는 추수한 전기적 특성을 나타내었다. 특히, 기판온도 $300^{\circ}C$에서 증착된 PbO를 삽입한 Pt/PZT(200nm, $400^{\circ}C)PbO(80nm)/Si$는 9V의 인가전압에서 2.OV의 가장 높은 메모리 윈도우 값을 나타내었다.

자전연소합성법으로 제조된 SiO2 첨가된 MoSi2 분말 내에서의 SiO2의 거동 연구 (SiO2 Behavior of MoSi2 Powders Containing SiO2 Synthesized by SHS Method)

  • 나사균;전민석;송준광;한동빈;정철원;김성수;이연승
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.559-564
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    • 2011
  • In order to investigate the behavior of $SiO_2$ in the molybdenum silicide powders, crystal structure of these powders was measured by XRD, in addition, surface composition and surface phase (or chemical states) and microstructure were analysed by XPS and TEM, respectively. Mo-silicide powders containing $SiO_2$ were synthesized by SHS (Self-Propagating High-Temperature Synthesis) technique. In XRD result, according to increase of $SiO_2$ contents, the crystal structure for synthesized $MoSi_2$ powders was still typical $MoSi_2$ bct without any other phases. By XPS analysis, the surface of Mo and Si source powders was covered with $MoO_3$ and $SiO_2$, respectively, and the surface of synthesized $MoSi_2$ powder was also covered with $MoO_3$ and $SiO_2$, which were stable oxides at room temperature. However, according to increase of $SiO_2$ addition, $MoSi_2$ phase in XPS spectra decreased and $SiO_2$ phase increased relatively in synthesized $MoSi_2$ powders. From the results by XPS and XRD, we found that the existent $SiO_2$ has amorphous structure. In the microstructure, the small particulates of the synthesized products added $SiO_2$ agglomerated together to form larger clusters (from ~10 nm to ~1 ${\mu}m$). From TEM, XPS, and XRD results, we found that the out layer of agglomeration of synthesized $MoSi_2$ powder is surrounded by amorphous $SiO_2$.

Natech위험의 개념 및 주요 쟁점 (Issues of Natech Risk Management)

  • 오윤경
    • 환경정책연구
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    • 제13권4호
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    • pp.79-105
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    • 2014
  • Natech위험은 자연적 위해요소(natural hazards)로 인해 발생하는 산업사고 또는 기술재난을 의미한다. 유럽, 미국 등 서구 국가들에서는 1990년대 중반부터 Natech위험에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 2011년 동일본 대지진으로 인한 후쿠시마 원자력발전소 사고 이후, 이와 같은 자연 기술 복합재난에 대한 정책적, 학문적 관심이 높아지고 있다. 초기 Natech위험에 대한 연구가 원인인 자연재해의 유형과 발생확률, 결과로 유출되는 유해물질의 종류 및 위험성 등에 대한 공학적 접근이 주를 이루었던 반면, 최근의 연구는 효과적인 관리방안을 모색하기 위한 접근으로 확대되고 있다. 특히 기존의 재난관리와 비교했을 때 차별화되는 Natech재난의 특징들을 중심으로, 불확실성의 문제, 전문 분야 간 통합적 관리의 문제, 책임 소재의 문제 등이 주요 쟁점으로 부각되고 있다. 우리나라의 경우, Natech위험의 개념조차 제대로 소개되지 않았을 뿐 아니라, 복합재난에 대한 학문적, 정책적 논의 역시 부족한 실정이다. 최근의 후쿠시마 원전사고와 유해화학물질 사고 등으로 인해, 원자력 및 화학물질관리 분야의 안전 제고를 위한 정책적 개선이 이루어지고는 있으나, 자연재해 발생 시의 Natech위험 발생에 대해서는 정책적 방안이 여전히 미흡하며, 향후 다양한 정책적, 학문적 교류와 논의를 통해, Natech위험에 대한 사회적 인식 제고 및 연구 활성화가 필요하다.

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이온선 혼합법이 도재와 금속의 결합에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (AN EXPERIMENTAL STUDY OF THE EFFECTS OF ION BEAM HIKING ON CERAMO-METAL BONDING)

  • 홍준표;우이형;최부병
    • 대한치과보철학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.245-265
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    • 1991
  • The purpose of this study was to observe the changes of the elemental transmission and bond strength between the metal and porcelain according to various kinds of ion beam mixing method. ion beam mixing of $meta1/SiO_2$ (silica), $meta1/Al_2O_3$(alumina) interfaces causes reactions when the $Ar^+$ was implanted into bilayer thin films using a 100KeV accelerator which was designed and constructed for this study. A vacuum evaporator used in the $10^{-5}-10^{-6}$ Torr vacuum states for the evaporation. For this study, three kinds of porcelain metal selected, -precious, semiprecious, and non-precious. Silica and alumina were deposited to the metal by the vacuum evaporator, separately. One group was treated by two kinds of dose of the ion beam mixing $(1\times10^{16}ions/cm^2,\;5\times10^{15}ions/cm^2)$, and the other group was not mixed, and analyzed the effects of ion beam mixing. The analyses of bond strength, elemental transmissions were performed by the electron spectroscopy of chemical analysis (ESCA), light and scanning electron microscope, scratch test, and micro Vickers hardness tests. The finding led to the following conclusions. 1. In the scanning electron and light microscopic views, ion beam mixed specimens showed the ion beam mixed indentation. 2. In the micro Vickers hardness and scratch tests, ion beam mixed specimens showed higher strength than that of non mixed specimens, however, nonprecious metal showed a little change in the bond strength between mixed and non mixed specimens. 3. In the scratch test, ion beam mixed specimens showed higher shear strength than that of non treated specimens at the precious and semiprecious groups. 4. In the ESCA analysis, Au-O and Au-Si compounds were formed and transmission of the Au peak was found ion beam mixed $SiO_2/Au$ specimen, simultaneously, in the higher and lower bonded areas, and ion beam mixed $SiO_2/Ni-Cr$ specimen, oxygen, that was transmitted from $SiO_2\;to\;SiO_2/Ni-Cr$ interface combined with 12% of Ni at the interface.

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개량조개, Mactra chinensis Philippi 발생에 의한 부산연안 해수의 수질오탁 조사 (BIOASSAY STUDY OF EARLY DEVELOPMENT OF MACTRA CHINENSIS PHILIPPI FOR THE WATER QUALITY EVALUATION OF THE COASTAL WATERS OF BUSAN)

  • 이택렬;손영원
    • 한국수산과학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.115-121
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    • 1978
  • 부산연안의 해수오탁정도를 조사하기 위하여 생물검정법에 의해 지표종으로서 개량조개, Mactra chinensis를 사용하여 1977년 7월 12일부터 1977년 7월 17일 사이에 3회에 걸쳐 총 12개 지점에 조사를 실시하였다. 판정의 단계로는 수정모형성기, 상실기, 담륜자유생기로 나누어 각각 정상발생율가 기형발생율을 조사 하였다. 1. 부산 연안의 해수욕장의 애수오탁은 해운대, 송도, 광안리, 송형, 다대포의 순으로 그 정도가 심하게 나타났는데 이중 해운대의 경우는 조사당시 7월 7일에 인근 해역의 사고선박으로부터 유출된 유류의 경향이 있었던 것으로 간주된다. 2. 횟집 밀집지역인 동삼동의 경우 총 기형발생율이 $47.17\%$이고, 어패류시장이 있는 충무동의 경우는 $61.14\%$ 총 기형발생율을 나타내고 있다. 3. 공장폐수의 직접적인 영향을 받고있는 수영만과 용호만의 경우는 $70\%$ 이상의 총 기형발생율을 나타내고 있어 생물의 발생이 거의 불가능한 지역으로 나타나고 있다.

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한국 서해남부 조간대 표층 퇴적물의 지화학적 특성 (Geochemical Characteristics of Intertidal Surface Sediments along the Southwestern Coast of Korea)

  • 황동운;류상옥;김성길;최옥인;김성수;고병설
    • 한국수산과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.146-158
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    • 2010
  • In order to evaluate the characteristics of sediments and pollution by organic matter and metallic elements in intertidal sediments along the southwestern coast of Korea, we measured various geochemical parameters, including the mean grain size (Mz), water content (WC), ignition loss (IL), chemical oxygen demand (COD), acid volatile sulfide (AVS), and metallic elements (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Mn, Hg, As), in intertidal surface sediments. The Mz of the surface sediments ranged from 2.1 to 8.3$\phi$, indicating that the surface sediments consist of various sedimentary facies, such as sand, slightly gravelly mud, sandy mud, and silt. The IL and COD in surface sediment ranged from 0.8 to 5.5% (mean $2.9\pm1.2%$) and from 3.9 to $13.8\;mgO_2/g{\cdot}dry$ (mean $8.5\pm2.6\;mgO_2/g{\cdot}dry$), respectively, which were lower than the values for surface sediment in areas near fish and shellfish farms or industrial complexes. No AVS was detected at any sampling station, despite various sedimentary facies. Most of metallic elements in surface sediments showed relatively good positive correlations with Mz and IL, which imply that the concentrations of metallic elements are mainly controlled by grain size and the organic matter content. The concentrations of metallic elements, except As, at some stations were considerably lower than those in the Sediment Quality Guideline (Effect Range Low, ERL) proposed by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in the United States. Similarly, the geoaccumulation index (Igeo) class indicated that pollution by metallic elements in intertidal surface sediment, except As, was moderate or non-existent. Our results imply that the intertidal surface sediments along the southwestern coast of Korea are not polluted by organic matter and metallic elements and are healthy for benthic organisms.

강화형 글라스 아이오노머 합착용 시멘트의 접합강도 및 변연누출에 대한 연구 (COMPARISON OF SHEAR BOND STRENGTH AND MARGINAL LEAKAGE OF RESIN MODIFIED GLASS IONOMER CEMENTS)

  • 박혜양;오남식;이근우;이호용
    • 대한치과보철학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.647-661
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    • 1997
  • The resin modified glass ionomer cements(RMGICs) have been used for years since 1989. Recently it has been developed for luting of fixed restorations. To evaluate the bond strength and marginal leakage of RMGICs for luting usage, the 80 extracted human molars which had uniform area of exposed dentin were cemented with 3 types of RMGICs(Fuji Duet, Advance, Vitremer), a conventional Glass Ionomer Cement(GIC-Fuji I), and a resin cement (Panavia 21) to base metal alloy(Ni-Cr-Be). After thermocycling the specimens were immersed in basic fuschin dye for measuring marginal leakage. The shear bond strength was measured with Instron and the maximum dye penetration was measured to 0.1mm. The types of fractured patterns were determined with stereoscope(${\times}7.5$). The results are as follows. 1. The difference between 3 RMGICs and a conventional GIC in shear bond strength was not statistically significant. It seemed that RMGICs had lower shear bond strength than resin cement. (p<0.01) 2. The mean scores of marginal leakage had no significant difference between the resin cement and 3 RMGICs but it was much higher in conventional GIC than the RMGICs (p<0.05) 3. It was determined that the manufacturer and the methods of dentin pretreatment determined the pattern of fracture surfaces and the frequency of adhesive failure between teeth and 3 RMGICs standed as in following order - Vitremer, Advance, Fuji Duet. (p<0. 01) When the fracture pattern was analyzed, it could be said that the materials and the method of dentin pretreatment have much effect on bonding states. This means that the dentin bonding agents should be improved. But the limited products in this experiment can not evaluate the physical properties of the entire RMGICs. Therefore a further study which can evaluate various RMGICs should be in progress to develope better cements.

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