• 제목/요약/키워드: nano-soil

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Mathematical modeling of smart nanoparticles-reinforced concrete foundations: Vibration analysis

  • Kargar, Masood;Bidgoli, Mahmood Rabani
    • Steel and Composite Structures
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    • 제27권4호
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    • pp.465-477
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    • 2018
  • In this research, vibration and smart control analysis of a concrete foundation reinforced by $SiO_2$ nanoparticles and covered by piezoelectric layer on soil medium is investigated. The soil medium is simulated with spring constants and the Mori-Tanaka low is used for obtaining the material properties of nano-composite structure and considering agglomeration effects. With considering first order shear deformation theory, the total potential energy of system is calculated and by means of Hamilton's principle in three displacement directions and electric potential, the six coupled equilibrium equations are obtained. Also, based an analytical method, the frequency of system is calculated. The effects of applied voltage, volume percent and agglomeration of $SiO_2$ nanoparticles, soil medium and geometrical parameters of structure are shown on the frequency of system. Results show that with applying negative voltage, the frequency of structure is increased.

Agglomerated SiO2 nanoparticles reinforced-concrete foundations based on higher order shear deformation theory: Vibration analysis

  • Alijani, Meysam;Bidgoli, Mahmood Rabani
    • Advances in concrete construction
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    • 제6권6호
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    • pp.585-610
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    • 2018
  • In this study, vibration analysis of a concrete foundation-reinforced by $SiO_2$ nanoparticles resting on soil bed is investigated. The soil medium is simulated with spring constants. Furthermore, the Mori-Tanaka low is used for obtaining the material properties of nano-composite structure and considering agglomeration effects. Using third order shear deformation theory or Reddy theory, the total potential energy of system is calculated and by means of the Hamilton's principle, the coupled motion equations are obtained. Also, based an analytical method, the frequency of system is calculated. The effects of volume percent and agglomeration of $SiO_2$ nanoparticles, soil medium and geometrical parameters of structure are shown on the frequency of system. Results show that with increasing the volume percent of $SiO_2$ nanoparticles, the frequency of structure is increased.

Vibration analysis of concrete foundation armed by silica nanoparticles based on numerical methods

  • Mahjoobi, Mahdi;Bidgoli, Mahmood Rabani
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제69권5호
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    • pp.547-555
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    • 2019
  • In this study, vibration analysis of a concrete foundation-reinforced by $SiO_2$ nanoparticles resting on soil bed is investigated. The soil medium is simulated with spring constants. Furthermore, the Mori-Tanaka low is used for obtaining the material properties of nano-composite structure and considering agglomeration effects. Using third order shear deformation theory or Reddy theory, the total potential energy of system is calculated and by means of the Hamilton's principle, the coupled motion equations are obtained. Also, based an analytical method, the frequency of system is calculated. The effects of volume percent and agglomeration of $SiO_2$ nanoparticles, soil medium and geometrical parameters of structure are shown on the frequency of system. Results show that with increasing the volume percent of $SiO_2$ nanoparticles, the frequency of structure is increased.

대나무 산림토양으로부터 수집한 Streptomyces 속 방선균의 계통학적 다양성 (Biodiversity and Phylogenetic Analysis of Streptomyces Collected from Bamboo Forest Soil)

  • 이효진;황경숙
    • 미생물학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.262-269
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    • 2010
  • 국내 자생하는 왕대, 분죽, 조릿대, 호마죽과 같은 다양한 대나무 산림토양의 낙엽층, 부식층, 근권토양 내 방선균 밀도 측정 결과, $2.7{\times}10^6-2.7{\times}10^8$ CFU/g로 계수되었으며, 특히 조릿대 낙엽층 내에는 $2.7{\times}10^8$ CFU/g의 매우 높은 밀도로 분포하였다. 본 연구에서는 대나무림 낙엽층으로부터 100균주, 부식층으로부터 70균주 그리고 근권토양으로부터 160균주로 총 330균주의 방선균을 수집하였다. 이들 분리된 균주들의 기균사, 기중균사 및 색소형성 등을 관찰한 결과 36개 방선균 군집으로 분류되었다. 각 그룹으로부터 대표 방선균 50균주를 선발하여 16S rRNA 유전자 염기서열을 해석하고 계통학적 위치를 검토한 결과, 94%가 Streptomyces 속에 속하였으며, cluster I (2균주), II (35균주), III (6균주), 그리고 IV (7균주)에 속하는 특징을 나타내었다. 대나무 산림토양으로부터 수집된 Streptomyces 속 방선균 50균주를 Shannon-Wiener법에 의해 다양성 지수를 산출한 결과, 대나무림 낙엽층으로부터 수집된 방선균의 다양도는 3.33으로 부식층과 근권토양 보다 높게 나타났으며, 근권토양으로부터 수집된 방선균의 88%가 cluster II에 속하는 특징을 나타내었다. 본 연구에서 수집한 방선균을 Botrytis cinerea, Xanthomonas campestris 그리고 Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria에 대해 항균활성능을 검토한 결과, 각 74균주, 16균주, 25균주 그리고 24균주가 항균활성능을 나타내었다.

철 나노 입자가 담지된 바이오차 기반 비드 형태 안정화제를 이용한 비소 및 납 오염토양의 안정화 (Immobilization of As and Pb in Contaminated Soil Using Bead Type Amendment Prepared by Iron NanoparticlesImpregnated Biochar)

  • 최유림;김동수;강태준;양재규;장윤영
    • 환경영향평가
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    • 제30권4호
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    • pp.247-257
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    • 2021
  • 본 연구에서는 기존 바이오차의 제한점인 비소 오염 토양 안정화에 대한 낮은 효율과 비산에 의한 유실 가능성을 개선할 수 있는 철 나노입자가 담지된 바이오차 기반 비드 형태 안정화제인 INPBC/bead (Iron Nano-Particles Impregnated BioChar/bead)를 제조하였다. 폐목재 바이오매스를 Fe(III) 용액과 함께 수열 반응을 진행하고 이후 소성을 거쳐 INPBC를 제조하였다. INPBC/bead는 알지네이트의 cross-linking 반응을 통해 제조 하였다. 제조한 INPBC/bead의 특성을 평가하기 위해 FT-IR, XRD, BET 비표 면적, SEM-EDS 분석을 실시하였다. 특성 평가 결과 입자 크기가 1-4 mm인 INPBC/bead는 여러 산소 함유 관능기를 보유하며 표면의 철 결정성은 Fe3O4인 것으로 확인되었다. INPBC/bead의 성능을 평가하기 위해 폐광산 주변 지역에서 채취한 비소 및 중금속 오염 토양을 이용하여 배양 실험을 실시하였다. 4주 동안의 배양이 종료된 후 처리된 토양을 대상으로 TCLP, SPLP 시험을 실시한 결과 안정화제 적용 비율이 증가함에 따라 안정화 효율은 높아지는 것으로 확인되었다. SPLP 시험 결과, INPBC/bead 5%의 비소 안정화 효율은 81.56%이며 납의 경우에는 농도가 검출한계 미만으로 저감되었다. 상기의 결과를 종합하였을 때 INPBC/bead는 토양 중 비소와 납에 대한 안정화 효과를 동시에 보유하고 토양의 pH 변화를 일으키지 않으며 비드 형태로써 적용 과정에서 비산되는 것이 방지할 수 있는 안정화제이기 때문에 비소 및 중금속 복합 오염 토양 안정화에 적용 가능성이 높은 안정화제 인 것으로 판단된다.

Optimization of Indole-3-acetic Acid (IAA) Production by Bacillus megaterium BM5

  • Lee, Jae-Chan;Whang, Kyung-Sook
    • 한국토양비료학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.461-468
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    • 2016
  • One of the important phytohormones produced by plant growth promoting bacteria is the auxin; indole-3-acetic acid (IAA), with L-tryptophan as the precursor. In this study, we focused on the investigation of optimal conditions for the production of IAA by Bacillus megaterium BM5. We investigated culturing conditions, such as incubation temperature, pH of the culture medium and incubation period, with varying media components such as inoculation volume, tryptophan concentration and carbon and nitrogen source. Besides, optimization study intended for high IAA production was carried out with fermentation parameters such as rpm and aeration. The initial yield of $42{\mu}g\;IAA\;ml^{-1}$ after 24 hr increased to $85{\mu}g\;ml^{-1}$ when 5% (v/v) of L-tryptophan was used in the culture broth. The maximum yield of $320{\mu}g\;IAA\;ml^{-1}$ was observed in trypticase soy broth (TSB) supplemented with starch and soybean meal as C and N sources with a C/N ratio of 3:1 (v/v) at $30^{\circ}C$, pH 8.0 for 48 hrs with 1.0 vvm and 250 rpm in 5 L working volume using 10 L scale fermenter. The bacterial auxin extracted from the culture broth was confirmed by thin layer chromatography and high-performance liquid chromatography and effect on plant growth was confirmed by root elongation test.

나노 코팅된 PDB를 이용한 동전기 지반개량 공법의 현장 적용성에 관한 연구 (A Study on Filed Application of Electro-Osmosis Soil Improvement Method with Nano-Coated Plastic Drain Baord)

  • 안상로;안광국
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제19권10호
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    • pp.5-11
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    • 2018
  • PBD(Plastic Board Drain) 공법은 준설 매립에 효과적인 지반개량을 위한 다양한 공법 중 하나이며, 시공성 및 경제성이 우수해 연약지반개량에 많이 사용되고 있다. 그러나 PBD 공법은 장시간 소요에 의한 지반 투수성 감소 및 배수능 저하를 야기시키는 문제점을 지니고 있다. 이를 개선하기 위해 개발된 나노 코팅된 Plastic Drain Board(PDB)는 비금속성 전극재로 전기삼투공법의 전기력을 이용해 PDB 공법의 단점을 개선하기 위해 개발한 재료이다. 나노 코팅된 PDB를 적용하기 위한 다양한 연구가 수행되었으나 실내실험으로 제한되었을 뿐 현장실험은 수행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 나노 코팅된 PDB의 현장 활용성을 확인하기 위해 실내모형실험과 현장실험을 수행하였다. 그 결과 일반 PDB에 비해 나노 코팅된 PDB의 지반개량효과가 크게 나타났다.

마이크로와 나노 철을 이용한 고성능 화약물질(HMX, RDX 및 TNT)의 환원처리: 중간산물의 거동과 도역학 상수의 비교 (Reduction of High Explosives (HMX, RDX, and TNT) Using Micro- and Nano- Size Zero Valent Iron: Comparison of Kinetic Constants and Intermediates Behavior)

  • 배범한
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권6호
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    • pp.83-91
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    • 2006
  • 회분식 반응조에서 마이크로(mZVI) 및 나노(nZVI) 크기의 영가 철을 환원물질로 이용하여 고폭화약물질 3종에 대한 환원동역학을 측정하였다. 각 화약류를 이용하여 어미물질에 대한 nZVI와 mZVI의 비표면적 환원상수 $k_{SA}$과 비중량 환원상수 $k_{M}$을 측정한 후, 중간산물의 거동을 비교하였다. 그 결과 두 상수를 사용해서는 nZVI 반응조내 어미 물질과 중간환원산물들의 거동을 완전히 설명할 수 없었다. 화약물질을 mZVI로 처리한 반응조에서는 초기 환원물질인 nitroso-RDXs, nitroso-HMXs 및 hydroxylamino-TNT가 주로 축적되었으나, nZVI로 처리한 반응조에서는 동일한 겉보기 반응속도임에도 불구하고 환원말기물질인 극성중간산물들과 TAT가 축적되었다. 그러므로 중간산물들의 환원까지 고려하는 새로운 매계변수의 개발이 필요한 것으로 판단된다.