• International Journal of Oral Biology
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• 제35권4호
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• pp.159-167
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• 2010

To provide a basis for studying the pharmacological actions of tetracaine HCl, we analyzed the membrane activities of this local anesthetic. The n-(9-anthroyloxy) stearic and palmitic acid (n-AS) probes (n = 2, 6, 9, 12 and 16) have been used previously to examine fluorescence polarization gradients. These probes can report the environment at a graded series of depths from the surface to the center of the membrane bilayer structure. In a dosedependent manner, tetracaine HCl decreased the anisotropies of 6-AS, 9-AS, 12-AS and 16-AP in the hydrocarbon interior of synaptosomal plasma membrane vesicles isolated from bovine cerebral cortex (SPMV), and liposomes derived from total lipids (SPMVTL) and phospholipids (SPMVPL) extracted from the SPMV. However, this compound increased the anisotropy of 2-AS at the membrane interface. The magnitude of the membrane rotational mobility reflects the carbon atom numbers of the phospholipids comprising SPMV, SPMVTL and SPMVPL and was in the order of the 16, 12, 9, 6, and 2 positions of the aliphatic chains. The sensitivity of the effects of tetracaine HCl on the rotational mobility of the hydrocarbon interior or surface region was dependent on the carbon atom numbers in the descending order 16-AP, 12-AS, 9-AS, 6-AS and 2-AS and on whether neuronal or model membranes were involved in the descending order SPMV, SPMVPL and SPMVTL.

• International Journal of Oral Biology
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• 제42권4호
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• pp.175-181
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• 2017

The aim of this study was to provide a basis for the molecular mechanism underlying the pharmacological action of ethanol. We studied the effects of 1-propanol on the location of n-(9-anthroyloxy)palmitic acid or stearic acid (n-AS) within the phospholipids of synaptosomal plasma membrane vesicles (SPMV). The SPMV were isolated from the bovine cerebral cortex and liposomes of total lipids (SPMVTL) and phospholipids (SPMVPL). 1-Propanol increased the rotational mobility of inner hydrocarbons, while decreasing the mobility of membrane interface, in native and model membranes. The degree of rotational mobility varied with the number of carbon atoms at positions 16, 12, 9, 6 and 2 in the aliphatic chain of phospholipids in the neuronal and model membranes. The sensitivity of increasing or decreasing rotational mobility of hydrocarbon interior or surface by 1-propanol varied with the neuronal and model membranes in the following order: SPMV, SPMVPL and SPMVTL.

• 접착 및 계면
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• 제11권2호
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• pp.41-49
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• 2010

탄소 중립형 친환경 접착소재로서, 퓨란기를 함유하는 에폭시 단량체(8, 9)를 설계하고 합성하였다. 바이오매스로부터 바이오-리파이너리 공정을 통해 쉽게 얻을 수 있는 퓨란과 메틸 아크릴레이트를 출발물질로 하여 Diels-Alder 반응을 통하여 이중고리 뼈대를 합성하였다. 이후 에스테르 작용기를 알코올로 환원한 후 에피클로로하이드린과 반응하여 에폭시기를 함유하는 새로운 퓨란계 단량체(8, 9)를 합성하였다. 구조는 $^1H$ and $^{13}C$ NMR으로 확인하였으며, UV 경화형 단량체로서의 기본적인 성질인 광경화 속도 및 광경화율은 Photo-DSC를 사용하여 확인하였다. 또한 선형가변 미분변환기(Linear Variable Differential Transformer transducer LVDT)와 UV Spot curing 장비를 통해 화합물의 경화 수축율을 측정하여 화합물의 분자구조가 경화수축율에 미치는 영향을 살펴보았으며, 각 합성 화합물을 폴리카보네이트 피착재 사이에 도포하고 광경화 후 lab shear test를 수행한 결과 3 MPa 이상의 전단강도를 보임으로써 재생자원 유래 신규 화합물이 접착소재로서 적용이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제11권2호
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• pp.57-62
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• 2010

광원경화형 소재는 UV, 가시광선 등에 의해 반응하여 분자간의 가교가 일어나고 이러한 가교반응에 의해 물성이 제어되는 소재를 의미한다. 광원경화거동과정에서 수축현상이 발생하게 되는데 이때 발생하는 수축현상으로 인해 재료의 구조가 변하고 내부의 응력이 발생하는 현상 등의 문제가 발생한다. 열경화에 의한 수축현상을 분석하는 연구는 많이 진행되어 왔으나 광원경화에 대한 수축현상을 연구하는 분야는 현재 경화 수준이나 경화속도 등을 분석하는데 그치고 있다. 본 연구에서는 수축률 측정기를 통해 광원경화에 대한 수축현상을 실시간으로 살펴보고 재료의 차이에 따른 경화거동과 수축현상의 차이를 살펴보고자 한다. 관능기의 숫자가 변화함에 따라 수축률과 수축 속도의 변화가 생겼으며 분자량의 사슬길이에 따라 수축정도의 차이가 발생했다. 이러한 결과가 이론적인 결과 값인 양의 상관관계와는 반대로 음의 상관관계를 가짐을 분석하였다. 이는 수축률이 단순히 분자량과 관능기 숫자에 따라 결정되는 것이 아니라 분자구조에 따른 혼합물 내에서의 유동성 등에도 영향을 받음을 확인 할 수 있는 결과이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.315-321
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• 2012

본 연구에서는 분자동역학 전산모사와 유한요소해석 기반의 균질화 기법을 통해 나노복합재의 열전도 특성을 정확하고 효율적으로 예측할 수 있는 순차적 멀티스케일 균질화 해석기법을 제안하였다. 나노입자의 크기효과가 나노복합재의 유효 열전도 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 크기가 다른 구형 나노입자가 첨가된 나노복합재의 열전도 계수를 분자동역학 전산모사를 통해 예측했고, 그 결과 나노입자의 크기가 작아질수록 계면에서의 Kapitza열저항에 의해 나노복합재의 열전도 계수가 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 나노입자의 크기효과를 균질화 해석모델을 통해 정확하게 묘사하기 위해 Kapitza 열저항에 의한 계면에서의 온도 불연속 구간과 고분자 기지가 높은 밀도를 가지며 흡착되는 유효계면을 추가적인 상으로 도입하여 나노복합재를 입자, Kapitza 계면, 유효계면, 기지로 구성된 4상의 연속체 구조로 모델링하였다. 이후 순차적 멀티스케일 균질화 해석기법을 통해 유효계면의 열전도 계수를 나노복합재의 열전도 계수로부터 역으로 예측했으며, 이를 입자의 반경에 대한 함수로 근사하였다. 근사 함수를 토대로 다양한 입자 체적분율과 반경에 대한 나노복합재의 유효 열전도 특성을 예측하였으며, 유효계면에 대한 매개변수 연구를 수행하였다.

• 접착 및 계면
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• 제24권1호
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• pp.17-25
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• 2023

본 연구는 투명 폐 Polyethylene Terephthalate (PET)병을 재활용하여 지지체를 제조 후에 Polyetherimide (PEI)를 이용하여 친환경적인 유기용매나노여과막 (Organic Solvent Nanofiltration)에 이용하고자 하였다. 제조된 복합막은 먼저, PET 지지체는 전기방사를 통해 제조를 하였으며 이후 내용매성이 우수한 PEI를 이용하여 지지체 위에 캐스팅하였고 비용매 유도상분리(Non-solvent Induced Phase Separation, NIPS) 방법을 이용하여 유기용매나노여과막을 제조하였다. 먼저 막제조에 앞서 제조된 PET 지지체는 모폴로지 분석을 통해 섬유의 직경과 인장강도를 파악하였으며 유기용매나노여과막의 최적 지지체 조건을 확인하였다. 이후 제조된 PET/PEI 복합막은 PEI의 농도에 따른 유기용매나노여과막으로서의 성능을 파악하기 위하여 에탄올에 분자량 697 g/mol을 가지는 Congo red의 제거율을 확인하였으며 최종으로 Congo red의 제거율이 90%이상의 제거율을 가지는 최적의 PET/PEI 복합막을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.169-274
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• 2024

최근 외부 자극에 따라 팽창과 수축을 가역적으로 반복하며 형태가 변하는 소재가 주목받고 있다. 이러한 소재는 소프트 로봇, 센서, 인공근육 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고온 물질에 감응하여 이를 보호하거나 감쌀 수 있는 새로운 소재를 제안하였다. 이를 위해, 네마틱-등방성 전이 성질을 지닌 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer, LCE)와 높은 기계적 강도와 고온 수치 안정성을 지닌 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하였다. 용액공정으로 합성된 도프 용액을 마이크로 프린팅 기법에 도입하여 mm 미만의 마이크론 선폭을 지닌 LCE/PI 이중층 구조 2차원 패턴을 개발하였다. 벌집구조로 패턴된 LCE/PI 이중층 메쉬는 PI의 기계적 강도와 LCE 고온 수축 거동의 장점을 동시에 가지고 있었고, LCE 선택적 프린팅을 통해 고온에서 원하는 방향으로의 변형을 유도할 수 있었다. 그 결과, 특정 고온 물질을 가역 반복적으로 감쌀 수 있는 기능을 구현하였다. 본 연구는 LCE 분자 변화에 따라 다양한 온도 구간에서 전기에너지 인가없이 기능을 구현할 수 있는 다양한 액추에이터 분야의 응용 가능성을 시사한다.

• 한국실천공학교육학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.18-26
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• 2011

계산화학이란 컴퓨터를 이용한 계산을 통하여 이론 화학의 문제를 다루는 화학의 한 분야로 화학실험실을 컴퓨터로 옮겨 놓은 것이라고 말할 수 있다. 컴퓨터 처리 능력이 향상됨에 따라 거대 분자 구조의 복잡한 계산과 시뮬레이션을 수행하여야 하는 계산화학분야에서의 고성능 컴퓨터 활용은 매우 중요하다. 분자 구조 계산과 시뮬레이션 등의 작업을 위하여 고성능 컴퓨터를 이용하려면 Unix 명령어와 콘솔을 활용하여야 하는데 화학과목을 배우는 이공계 학생들 대부분은 컴퓨터 비전공자로서 Unix에 관하여 모르는 경우가 대부분이다. 그래서 Unix 명령어를 모르더라도 계산화학 실습이 가능한 웹 기반 계산화학 실습 교육 지원 시스템이 필요하다. 본 논문에서 개발한 웹 기반 계산화학 실습 교육 지원 시스템(e-Chem)은 다른 웹 포털 플랫폼보다 표준 지향적이고 콘텐츠 관리 및 협업 기능이 뛰어난 자바 오픈소스인 Liferay 포털 플랫폼을 활용하여 개발하였다. 본 시스템을 활용하면 컴퓨터 비전공자들도 쉽게 계산화학 실습 수업에 참여할 수 있고, Unix 명령어 등을 배우는 시간을 절약할 수 있으며, 친숙한 웹 인터페이스로 학습 효과도 높아질 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.280-291
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• 2007

토양중 중금속을 흡수해서 체내에 고농도로 축적할 수 있는 식물, 이른바 고축적식물(hyperaccumulator)의 발견으로 오염토양에 대한 식물복원(phytoremediation) 기술에 대한 많은 연구들이 수행되고 있다. 이들 연구의 방향은 크게 고축적식물의 중금속 축적 기작을 밝히기 위한 것과 축적효율을 높임으로써 복원 효율을 향상시키는 실용적인 기술개발로 나누어진다. 지금까지 고축적식물에 의한 중금속 축적 기작은 다섯 가지의 특이 기작으로 알려져 있는데, 1) 뿌리세포의 중금속 흡수 증진, 2) 식물체 조직내의 중금속 이동성 향상, 3) 중금속의 무독화(detoxification) 및 격리(sequestration), 4) 토양-뿌리 경계면에서의 중금속 유효도 증진, 그리고 5) 중금속 오염토양으로의 능동적인 뿌리의 성장 등이 이에 속한다. 일반적으로 토양 중 낮은 중금속 유효도는 식물복원 기술의 현장 적용에 있어 제한요소로 간주된다. 이를 극복하기 위해서는 위에 기술된 다섯 가지 기작 중 고축적식물의 뿌리가 근권 토양중 중금속의 화학변화에 미치는 영향을 이해하는 것이 매우 중요하다. 식물 뿌리에 의한 근권 토양의 pH 변화와 뿌리에서 나오는 분자량이 적은 유기산(low-molecular-weight organic acids, LMWOAs)과 같은 유기성 분비물은 근권부 토양의 화학적 특성을 변화시키고 결과적으로 중금속의 유효도를 변화시킨다. 예를 들어 뿌리에서 나오는 $H^+$ 이온은 토양 pH를 감소시키고 이에 따라 중금속의 유효도는 증가한다. 또한 고농도의 중금속에 노출된 뿌리는 많은 양의 유기물질을 분비하게 되고 근권 토양에 축적되는 이 유기물질은 토양중 중금속과 결합하여 유기복합물질(organo-metallic complexes)을 형성하면서 유효도를 증가시킨다.

• BMB Reports
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• 제40권3호
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• pp.315-324
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• 2007

The novel $\alpha$-amylase purified from locally isolated strain, Bacillus sp. KR-8104, (KRA) (Enzyme Microb Technol; 2005; 36: 666-671) is active in a wide range of pH. The enzyme maximum activity is at pH 4.0 and it retains 90% of activity at pH 3.5. The irreversible thermoinactivation patterns of KRA and the enzyme activity are not changed in the presence and absence of $Ca^{2+}$ and EDTA. Therefore, KRA acts as a $Ca^{2+}$-independent enzyme. Based on circular dichroism (CD) data from thermal unfolding of the enzyme recorded at 222 nm, addition of $Ca^{2+}$ and EDTA similar to its irreversible thermoinactivation, does not influence the thermal denaturation of the enzyme and its Tm. The amino acid sequence of KRA was obtained from the nucleotide sequencing of PCR products of encoding gene. The deduced amino acid sequence of the enzyme revealed a very high sequence homology to Bacillus amyloliquefaciens (BAA) (85% identity, 90% similarity) and Bacillus licheniformis $\alpha$-amylases (BLA) (81% identity, 88% similarity). To elucidate and understand these characteristics of the $\alpha$-amylase, a model of 3D structure of KRA was constructed using the crystal structure of the mutant of BLA as the platform and refined with a molecular dynamics (MD) simulation program. Interestingly enough, there is only one amino acid substitution for KRA in comparison with BLA and BAA in the region involved in the calcium-binding sites. On the other hand, there are many amino acid differences between BLA and KRA at the interface of A and B domains and around the metal triad and active site area. These alterations could have a role in stabilizing the native structure of the loop in the active site cleft and maintenance and stabilization of the putative metal triad-binding site. The amino acid differences at the active site cleft and around the catalytic residues might affect their pKa values and consequently shift its pH profile. In addition, the intrinsic fluorescence intensity of the enzyme at 350 nm does not show considerable change at pH 3.5-7.0.