• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.445-454
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• 2019

Layered double hydroxides (LDHs) 나노입자는 특유의 층상형 결정구조에서 기인된 물리화학적 물성 및 생체친화성을 바탕으로 나노-바이오 분야에서 주목을 받고 있다. 바이오 이미징은 질병의 진단과 치료(테라노스틱스, theranostics=therapy+diagnosis)에 다양하게 활용될 수 있는 핵심적인 분야로 차세대 맞춤의학으로의 새로운 패러다임 실현을 위해서 보다 정확하고 빠른 진단기술이 절실히 요구되고 있다. 이를 실현하기 위한 대안으로 나노기술이 접목된 고감도 분자영상 관련 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 LDH 나노입자를 기반으로 하는 바이오 이미징 시스템의 개발동향에 관하여 소개하고 바이오 이미징에 적합한 나노소재의 구조 및 합성 방법에 대하여 설명하였다. 또한 임상 의학에서 현재 많이 사용되고 있는 형광을 이용한 광학영상, 자기공명영상(MRI), 핵의학영상(PET), 컴퓨터 단층 촬영(CT) 등 다양한 분야에서 어떻게 LDH 나노입자를 이용하여 나노 프로브 개발을 할 수 있는지 연구사례를 기술하면서 나노기술과 첨단영상기술이 융합된 획기적인 고감도 나노 바이오 이미징 시스템 개발 및 그 잠재력에 대하여 전망해 보았다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.297-302
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• 2019

열분해 연료유(pyrolysis fuel oil)의 열처리 시 발생되는 구조변화를 파악하기 위하여 열처리 온도에 따라 발생되는 휘발유분(volatile matters) 및 중질유분을 분리하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 중질유분의 수율은 낮아지며, 탄화수율은 높아지는 것을 확인하였다. 휘발유분의 $^1H-NMR$ 구조분석 결과, 원료에 포함되어 있던 1~2환 방향족 성분들은 $340^{\circ}C$ 이전의 온도에서 대부분 제거되었으며, $320^{\circ}C$부터는 크래킹 반응에 의하여 방향족 화합물로부터 지방족 탄화수소 곁사슬이 분해됨에 따라 새로운 휘발유분을 생성하는 것을 확인하였다. 한편 중질유분의 원소분석 및 $^1H-NMR$ 구조분석 결과로부터, 열처리 온도가 증가할수록 C/H 몰비 및 방향족화도 값이 증가함을 알 수 있었다. 이러한 구조분석 결과를 통하여 PFO의 $280{\sim}360^{\circ}C$에서의 열처리에 따른 구조 변화는 비점 차이에 따른 휘발유분의 분리 및 크래킹 반응에 의한 지방족 곁사슬의 분해가 가장 큰 영향을 미치며, 일부 화학종 간 중합반응 또한 발생된 것을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.25-37
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• 2020

본 연구에서는 그래핀 소재의 전기전도성 및 자기적 특성을 향상시키기 위해 산화그래핀 표면상의 산소를 포함한 기능기와 열처리 환원공정을 이용하여 환원그래핀과 금속소재를 하리브리드화 하였다. 산화 그래핀 표면의 -OH, -COOH 등의 산소 포함 기능기들을 열처리 환원시킴과 동시에 금속이온을 기능기와의 이온교환법에 의해 치환 합성하는 연구를 진행하였다. 하이브리드 소재 합성에 사용된 금속은 Fe, Ag, Ni, Zn, Fe/Ag이며 SEM, TEM 및 EDS를 통해 환원 그래핀 표면 위에 균일한 크기의 금속 입자가 비교적 구형 잘 분산되었음을 확인하였다. 그래핀 표면상의 금속입자들은 모두 산화물 형태의 구조를 가지고 있었다. 하이브리드 소재의 전기적 특성을 확인하기 위해 rGO-metal hybrid 시료를 PET film에 dip-coating 방법으로 후막 필름을 형성시킨 후 면저항을 측정하였고, SEM을 통해 시편의 두께를 측정하여 비저항을 계산한 결과, 비저항의 범위는 2.14×10-5 ~ 3.5×10-3 ohm/cm범위에 있음을 확인하였다.

• 박물관보존과학
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• 제25권
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• pp.63-84
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• 2021

본 연구는 전통도자기의 제작 전과 후, 소성 전과 후에 기물의 내부에서 일어나는 다양한 물리화학적 변화를 알아보고자 청자상감운학문매병의 재현품을 성형 → 조각 → 상감 → 초벌 → 유약 → 재벌 등의 6단계로 제작하여 과학적 조사 및 3차원의 정밀한 투과 이미지 촬영으로 획득한 이미지를 세부 영역별로 분석하였다. 재현편의 제작 재료는 각각의 재료가 가진 성분에 따라 다른 광물상이 존재하며, 산화철(Fe₂O₃)의 함량이 높은 흑상감은 어두운 색을 나타냈고, 알루미나(Al₂O₃)의 함량이 높은 백상감은 백색이 나타나는 것과 같이 색상에도 영향을 준다. 재현편의 색도와 전암대자율, 주요성분 등의 물리화학적 특성을 CT이미지를 통해 밀도의 차이로 확인할 수 있었으며, 미세조직과 흡수율, 겉보기기공률, 주요구성광물 등의 번조에 따른 특성 변화는 영상 분석에서 기물 내부의 기공 유무와 존재량, 균열의 발달과 확장으로 파악하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.575-583
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• 2022

AUDIT(Alcohol Use Disorders Identification Test)에서 정상 음주자, 위험 음주자 및 알코올 사용 장애자로 분류하여 뇌 백질 영역의 ROI(Region Of Interest)에 대한 FA 측정값을 분석하였다. TBSS(Tract-Based Spatial Statics) 도구를 사용하여 ROI의 FA 값을 추출하였다. TBSS라는 도구는 뇌 회백질보다는 백질에 대한 FA값과 MD 값의 민감도가 더 높고 뇌 신경섬유의 비등방도를 정량적으로 도출해 낼 수 있는 장점이 있고 백질에 더 특화된 프로그램이라 할 수 있다. 특히 양쪽 맥락총 평균 차이가 높았고 정상 음주자에서는 FA의 평균값이 0.2831과 0.2872로 나타났으며, 알코올 사용 장애자의 경우 0.1972와 0.1936로 나타났다. 즉, AUDIT 척도에서 점수가 높을수록 뇌 백질의 계측한 모든 ROI 영역에서 FA 값이 더 낮게 측정되는 것을 알 수 있었으며 뇌 백질에 신경 섬유로의 손상에 대한 미세구조 변화를 확인할 수 있었다. AUDIT 척도를 사용하여 DTI의 FA 값에 대한 지침을 제시할 수 있으며 혈액학적 인자의 가이드인 처럼 FA 값을 산정한다면 알코올 사용 장애자의 선별 및 진단에 유용한 검사법이라 사료 된다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.15-22
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• 2023

최근, 피셔-트롭시(Fischer-Tpropsch, F-T) 합성 생성물의 단환방향족(BTEX) 수율을 향상시켜 공정 경제성 및 효율을 높이기 위한 연구가 활발하다. 본 연구에서는, F-T 유래 탄화수소의 모델로서 에틸렌을 선정하고, HZSM-5 (HZ5)의 산특성, 메조기공율 및 결정화도 변화에 따른 에틸렌으로부터 방향족 합성 반응(ethylene-to-aromatics, ETA) 거동에 대하여 조사하였다. HZ5에 몰농도를 달리한 NH₄F 수용액을 함침 및 소성하여 불소 도입 HZ5를 제조하였으며, F/HZ5의 구조 및 화학적 특성은 BET, 고체 NMR, XPS, NH₃-TPD 및 피리딘-IR 분광법을 통하여 조사되었다. ETA 반응은 673 K, 0.1 MPa의 조건에서 실시되었으며, 0.17 M NH₄F 수용액 처리에 의한 불소화 HZ5는 산특성, 메조기공율 및 결정성 향상에 기인하여 에틸렌 전환율, BTEX 선택도 및 촉매 안정성이 향상되었다.

• 한국자기학회지
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• 제3권1호
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• pp.48-55
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• 1993

광전자분광법 (Photoelectron Spectroscopy : PES)을 이용하여, 차세대 광자기 기록매체로 유망한 Co/Pd 다층박막의 전자구조를 연구하였다. Co/Pd 다층박막의 Co 3d 전자 PES 스펙트럼에서는 페르미 에너지 ($E_{F}$) 근처에 폭이 좁은 피이크가 관찰되었고, 아울러 $E_{F}$로부터 약 2.5 eV 아래에 폭이 넓은 피이크도 관찰되었다. 그 중 $E_{F}$ 근처에 위치한 피이크의 폭은 bulk Co 3d 전자 PES 스펙트럼에서의 피이크폭에 비하여 훨씬 좁았는데, 이러한 차이는 Co 자기모멘트가 Co/Pd 다층박막에서 buik Co 에 비하여 증진되는 현상과 일치한다. 한편 $E_{F}$ 아래 2.5 eV에 의치한 피이크는 Pd의 valence band 구조와 유사함이 발견되었는데, 이는 Co 단층과 Pd 단층간에 상당한 상호작용 (hybridization)이 있음을 나타낸다고 볼 수 있다. Co/Pd 다층박막에 대하여 실험적으로 결정한 Co 3d 전자 Pes 스펙트럼을 국재스핀밀도함수이론을 이용하여 얻은 이론적 전자구조 계산결과와 비교하였다. 이상의 비교에 의하면 밴드이론계산에 의한 Co 3d 밴드폭은 실험과 잘 일치하였으나, PES 스펙트럼에서 관찰되어진 $E_{F}$ 근처의 폭이 좁은 피이크는 밴드이론이 잘 기술하지 못함이 발견되었다.

• 대한영상의학회지
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• 제81권2호
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• pp.310-323
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• 2020

선천성 심장질환의 치료에 있어서 그 해부학적인 구조를 올바르게 이해하는 것은 아주 중요하다. 이러한 선천성 심장질환의 구조적인 특징을 이해하는데 있어서 삼차원 프린팅 모델을 이용하는 것은 아주 효과적이다. 기존에 얻어진 전산화단층촬영이나 자기공명영상 혹은 심장 초음파 검사의 자료만으로는 정확한 복잡심장기형의 특징을 이해하는 것이 어려운 경우가 있으며, 삼차원 프린팅 모델의 사용이 이러한 제한점 들을 극복하는데 도움을 줄 수 있다. 최근 들어서는 삼차원 프린팅 모델을 이용해 선천성 심장질환의 교육과 수술 전 시뮬레이션 그리고 치료의 방침을 결정하는데 많은 도움을 받고 있으며, 실제 구체적인 환아들의 예를 통해서 이를 살펴보고자 한다. 또한 향후 그 기술의 발전 방향에 대해 알아보고, 심장외과 의사의 관점에서 수술 수기의 발전이나 훈련 등 여러 방면의 이용에 대해서도 살펴보고자 한다.

• 한국광물학회지
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• 제29권3호
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• pp.155-165
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• 2016

붕소가 포함된 다성분계 규산염 용융체의 원자 구조를 규명하는 것은 화산의 분화 양상을 포함한 다양한 지구화학적 과정의 원자 단위 기작을 밝히는데 중요하다. 붕소를 포함한 소듐 알루미노규산염 용융체의 붕소 및 알루미늄 주위의 원자 환경에 관한 자세한 정보는 수용액과 핵폐기물 유리(nuclear waste glasses)의 반응도(reactivity)에 대한 미시적인 설명을 제공한다. 본 연구에서는 붕소가 포함된 비정질 물질의 원자 구조 규명에 가장 적합한 고상 핵자기 공명 분광분석(solid-state nuclear magnetic resonance, solid-state NMR)을 이용하여 붕소의 함량이 비정질 소듐 보레이트($Na_2O-B_2O_3$)와 붕소를 포함한 다성분계 규산염 용융체[말린코아이트(malinkoite, $NaBSiO_4$)와 네펠린(nepheline, $NaAlSiO_4$)의 유사 이원계]의 원자 구조에 미치는 영향을 규명하였다. 비정질 소듐 보레이트의 $^{11}B$ MAS NMR 스펙트럼을 통해 붕소의 함량이 증가함에 따라 배위수가 3인 붕소($^{[3]}B$)가 증가한다는 것이 확인되었다. 비정질 말린코아이트와 네펠린의 유사 이원계의 $^{11}B$ MAS NMR 스펙트럼을 통해 $X_{Ma}$ [$=NaBSiO_4/(NaBSiO_4+NaAlSiO_4)$]가 증가함에 따라 배위수가 4인 붕소($^{[4]}B$)는 증가하는 반면 $^{[3]}B$는 감소하는 것이 관찰되었다. 다성분계 용융체의 $^{27}Al$ MAS NMR 실험 결과, 모든 조성의 용융체에서 배위수가 4인 알루미늄($^{[4]}Al$) 피크가 지배적으로 나타났다. 또한 네펠린 용융체에 붕소가 첨가되었을때 $^{[4]}Al$ 피크의 폭이 크게 감소하였고, 이는 붕소의 첨가가 네펠린 용융체 내의 알루미늄 주위의 구조적 위상학적 무질서도를 감소시킨다는 것을 지시한다. 붕소를 포함한 이원계 및 다성분계 비정질 물질의 $^{11}B$ MAS NMR 스펙트럼으로부터 시뮬레이션을 하여 붕소의 함량에 따른 붕소 원자 환경의 상대적인 존재비를 정량적으로 분석하였고, 이 결과는 붕소가 포함된 비정질 물질의 거시적 성질 변화에 대한 미시적 기작의 근원을 제시할 가능성을 보여준다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.492-506
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• 2019

공용화기사격장 내 중금속 오염물은 대부분 탄두원형으로 존재하거나 입자로 존재하는 금속조각편이며 이들 미세한 금속입자들은 오랜 기간 풍화되어 표면이 산화물 또는 탄산화물로 존재할 가능성이 매우 높다. 특히 사격장 토양에서 대표적 오염물질인 납은 연성이 높아 무르고 잘 늘어나므로 더 미세입자로 존재한다. 따라서 물리적 세척 실험으로 입도분석, 입경별 중금속농도, 금속물질 성분분석, 비중, 자력, 부상선별의 적용성 평가를 실시하였다. 금속파편의 경우 FESEM분석과 무게측정결과 납은 무른 특성에 따라 얇게 조각나고 편모양의 구조로 비슷한 면적의 구형 토양보다 무게가 더 적게 나가는 것을 확인하였으며 비중선별 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 적용하여 하이드로사이클론을 이용한 정화효율평가 결과 1회 71%, 2회 80%, 3회 91%의 누적 정화효율을 보였다. 이에 비해 자력선별은 17%의 낮은 효율을 보였고 부상선별은 입경 0.5 mm 미만으로 선별한 대상토는(-35 mesh) 39%로 비교적 높은 효율을 보였으나 입경 2 mm 미만으로 선별한 대상토의(-10 mesh) 효율은 16%에 불과하였다. 토양세척의 대상 처리입경은 2 mm ~ 0.075 mm로 입도구분을 추가로 하여 실규모 장치에 적용하여야 하며 이는 설치비용과 공정이 추가로 구성됨에 따른 관리가 필요할 것으로 분석되었다. 결과적으로 공용화기사 격장 오염의 토양정화는 탄두 원형을 유지한 탄두는 5.56 mm 이상으로 자갈입경보다 크므로 고비중을 이용한 비중선별을 실시하고, 금속파편으로 존재하는 오염물질은 얇게 조각나고 편모양의 구조로 같은 입경의 토양보다 무게가 더 적음에 따라 토양세척의 하이드로사이클론을 이용하여 분리하여 처리할 수 있음을 확인할 수 있었다.