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바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱 연구 동향 (Research Trend of Biomass-Derived Engineering Plastics)

  • 전현열;구준모;박슬아;김선미;제갈종건;차현길;오동엽;황성연;박제영
    • 공업화학
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    • 제31권2호
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    • pp.115-124
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    • 2020
  • 지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.

창원시 보호수의 분포현황과 실태진단 (Diagnosis of Real Condition and Distribution of Protected Trees in Changwon-si, Korea)

  • 유주한;박경훈;이영한
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.59-70
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    • 2011
  • 본 연구는 창원시에 위치한 보호수를 체계적이고 합리적으로 관리하기 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다. 조사항목은 일반현황, 입지정보, 개체정보, 건강정보, 토양정보에 대해 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 보호수 현황은 총 26개소에 위치하고 있으며, 수종은 느티나무, 팽나무, 푸조나무, 은행나무, 개서어나무, 반송, 굴참나무, 소나무, 왕버들 등 9종이다. 보호수 유형에서는 정자목이 가장 많았고, 대부분의 보호수가 수령 200년 이상이었다. 해발범위는 14~173m였고, 평탄지에 보호수가 많이 있었다. 입지유형의 경우 마을형, 산야형 순이었으며, 토지이용은 건물지가 가장 많았다. 수고범위는 8.0~30.0m, 지하고는 0.6~5.1m, 흉고직경은 240~700cm, 근원직경은 210~800cm이었다, 수관면적의 경우, 5번 느티나무가 가장 넓었다. 현황판은 23번과 26번을 제외하고 대부분 설치되어 있었다. 보호책이 설치된 지역은 9개소, 석축이 있는 지역은 14개소였다. 지지대가 설치된 지역은 5개소, 복토는 대부분 되어 있지 않았다. 바닥재질은 흙, 자갈과 식생의 순이었다. 고사지율 범위는 0~40%이며, 수피이탈율은 0~60%이었다. 공동이 있는 지역은 23개소였으며, 12번 푸조나무가 공동의 면적이 가장 넓었다. 답압 발생 지역은 7개소, 병충해 발생 지역은 2개소, 상처 발생 지역은 23개소, 뿌리 노출 지역은 13개소로 나타났다. 토양 분석 결과, 토양산도 pH 4.5~8.0, 유기물함량 3.5~69.8g/kg, 전기전도도 0.11~2.87dS/m, 유효인산 3.0~490.6mg/kg, 치환성 칼륨 0.10~1.05cmol+/kg, 치환성 칼슘 1.41~16.45cmol+/kg, 치환성 마그네슘 0.37~1.96cmol+/kg, 치환성 나트륨 0.25~2.41cmol+/kg, 양이온치환용량 8.35~26.55cmol+/kg으로 나타났다.

반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용한 실리카 나노입자의 제조 및 전기감응형 유체로의 응용 (Preparation of Silica Nanoparticles via Recycling of Silicon Sludge from Semiconductor Dicing Process and Electro-responsive Smart Fluid Application)

  • 추연룡;제갈석;김지원;김하영;김찬교;사민기;심형섭;윤창민
    • 유기물자원화
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    • 제31권3호
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    • pp.15-25
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    • 2023
  • 본 연구에서는 반도체 패키지 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였으며 이를 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 실리콘 슬러지에 산처리를 통해 금속불순물을 제거한 고순도의 실리콘 분말을 얻고, 수열합성법을 통해 실리카 나노입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 크기를 조절하기 위해 수열합성법의 반응시간을 8, 15, 20, 30시간으로 진행하였으며, 반응시간이 증가할수록 실리카 나노입자의 크기가 증가하였다. 수열합성의 반응시간이 길어질수록 실리콘의 가수화 및 탈수 반응이 증가하며 입자의 크기를 증가시킨다. 실리콘 슬러지에서 제조한 실리카 나노입자를 실리콘 오일에 분산하여 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 30시간의 수열합성으로 제조된 실리카 나노입자가 동일한 전기장 하에서 21.4Pa의 가장 높은 전단응력을 나타내었다. 이는 큰 실리카 나노입자의 사이에 작은 입자들이 배치되는 보강효과 효과를 통해 단단한 사슬구조의 형성 때문이다. 본 연구를 통해 반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 성공적으로 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였고, 이를 전기감응형 스마트유체에 적용함으로써 산업현장에서 친환경성을 강조하는 ESG 경영의 일환으로 적용될 수 있음을 확인하였다.