• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.483-483
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• 2012

Recently, nonthermal bioplasma has been attracted by researchers due to their potentials to modulate cellular functions resulting in changes of biomolecular electron band structures as well as cell morphologies. We have investigated the secondary electron emission characteristics from the surface of the erythrocyte, i.e., red blood cell (RBC) with and without the nonthermal bioplasma treatment in morphological and biomolecular aspects. The morphologies have been controlled by osmotic pressure and biomolecular structures were changed by well known reactive oxygen species. Ion-induced secondary electron emission coefficient have been measured by using gamma-focused ion beam (${\gamma}$-FIB) system, based on the quantum mechanical Auger neutralization theory. Our result suggests that the nonthermal bioplasma treatment on biological cells could result in change of the secondary electron emission coefficient characterizing the biomolecular valence band electron energy structures caused by the cell morphologies as well as its surface charge distributions.

• International Journal of Oral Biology
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• 제43권2호
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• pp.83-91
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• 2018

Nonthermal atmospheric plasma has been studied for its many biomedical effects, such as tooth bleaching, wound healing, and coagulation. In this study, the effects of dentinal tubules occlusion were investigated using fluoride-carboxymethyl cellulose (F-CMC) gel, nano-sized hydroxyapatite (n-HA), and nonthermal atmospheric plasma. Human dentin specimens were divided to 5 groups (group C, HA, HAF, HAP, and HAFP). Group HA was treated with n-HA, group HAF was treated with n-HA after a F-CMC gel application, group HAP was treated with n-HA after a plasma treatment and group HAFP was treated with n-HA after a plasma and F-CMC gel treatment. The occlusion of dentinal tubules was investigated using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), which shows Ca/P ratio. In the EDS results, a higher Ca/P ratio was shown in the groups including n-HA than in the control group. The specimens of group HAP and HAFP had a higher Ca/P ratio in retentivity. In the SEM results, there was not a significant difference in the amount of times applied. Therefore, this study suggests F-CMC gel and n-HA treatment using nonthermal atmospheric plasma will be a new treatment method for decreasing hypersensitivity.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권4호
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• pp.401-409
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• 2018

Decay of fruit is one of the greatest issues in fruit storage. Purpose: In this study, citrus sterilization was performed to evaluate a dry sterilization method using an atmospheric-pressure nonthermal plasma treatment based on a dielectric-barrier discharge technique. Methods: Citrus samples were stored under four different environmental conditions as follows: group A had cold storage with plasma treatment with a temperature of $6.2{\pm}1.0^{\circ}C$ and relative humidity (RH) of $93.4{\pm}8.2%$, group B had ambient-temperature storage with $22.9{\pm}2.3^{\circ}C$ and $82.1{\pm}4.5%$ RH, group C ambient-temperature storage with plasma treatment with $25.3{\pm}2.2^{\circ}C$ and $90.0{\pm}2.8%$ RH, and group D had cold storage with $5.7{\pm}1.0^{\circ}C$ and $93.4{\pm}6.5%$ RH. Results: As a result of citrus surface sterilization by plasma treatment, treatment groups A and C together showed an average of 16.1 CFU/mL of mold colonies, while control groups B and D showed an average of $2.2{\times}10^2CFU/mL$ or approximately 13 times greater than the treatment groups. Regarding the mean concentration of aerobic bacteria colonies, the treatment groups (A and C) and control groups (B and D) showed an average of 7.1 CFU/mL and $1.9{\times}10^3CFU/mL$, respectively. This is approximately a 270-fold difference in the concentration of pathogen colonies between treatment and control groups. Conclusions: The results showed the potential of nonthermal plasma treatment for citrus storage in enhancing storage duration and quality preservation.

• 대한치과보철학회지
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• 제56권3호
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• pp.199-205
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• 2018

목적: 이 연구는 저온 플라즈마가 자가중합형 재이장용 레진과 주입형 열가소성 의치상 레진의 결합 강도에 미치는 영향을 다른 표면 처리 방법에서 평가하기 위함이다. 재료 및 방법: 네 가지 열가소성 의치상이 이 연구에서 사용되었다: Acrylic Resin (Acrytone), Polyester (Estheshot-Bright), Polyamide (Valplast), Polypropylene (Weldenz)에 다양한 표면처리를 시행하였다: 대조군, 저온플라즈마, Sandblasting, Sandblasting와 저온플라즈마. 표면 처리 후 모든 시편은 Tokuyama Rebase II를 이용하여 원형의 테플론 관에 접착되었다. 전단강도는 Universal testing machine을 통해 crosshead speed 1 mm/min으로 측정되었다. 통계 분석 방법으로는 이원분산분석을, 사후 검정 방법으로는 Tukey's test가 사용되었다. 결과: Acrytone이 다른 열가소성 의치상 레진 그룹에 비하여 통계적으로 유의한 수준에서 더 높은 전단강도를 보인 반면 Weldenz는 가장 낮은 값을 나타냈다. Sandblast와 저온플라즈마를 순차적으로 시행한 조건에서 모든 레진 그룹 중 통계적으로 유의한 수준에서 가장 높은 전단강도 값을 나타냈다. 결론: 열경화성 의치상 레진과 재이장용 레진 사이의 전단강도에 저온플라즈마는 제한된 효과를 나타내었으며, sandblasting 처리와 함께 처리되었을 때 두 재료간 전단강도는 향상되었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권5호
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• pp.818-823
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• 2013

In the process of sterilization during the manufacture of beverages, both the treatment time and the temperature influence the beverage taste and flavor. Therefore, to improve the beverage quality, a nonthermal sterilization method is preferred to a high-temperature one. A nonthermal method, ultrasonic treatment by shock waves from cavitation, has been known to have a sterilizing effect. In this study, to observe the effect of ultrasonic frequency and treatment time on beverage quality, batch type ultrasonic equipment was fabricated and tested. Further, to evaluate the applicability of this ultrasonic method to an in-situ process, flow type ultrasonic heptagonal equipment was fabricated and then used to perform a sterilization experiment. Subsequently, the sterilizing effect was measured under ultrasonic and low-temperature ($55^{\circ}C$) treatments. Based on the obtained results, ultrasonic sterilization technology that can be applied for treatments at flow rates of up to 3 L/min was developed.

• 한국식품영양학회지
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• 제25권1호
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• pp.69-76
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• 2012

Intense pulsed light(IPL) has been highlighted as an innovative nonthermal sterilization technology that can kill spoilage or pathogenic microorganisms by using short-duration pulses of intense broad-spectrum electromagnetic radiation. This paper examines the inactivation effects of IPL on Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7, and Pseudomonas aeruginosa inoculated on seafood products such as salmon, flatfish, and shrimps and evaluates the possibility of extending the shelf-life of seafood products. The results indicate that the inactivation of microorganisms increased with an increase in IPL energy density($J/cm^2$) and a decrease in the distance between the sample surface and the lamp. In addition, temperature increases on the fish fillets during the treatments were well controlled within the range of 5.7~$9.8^{\circ}C$. The IPL treatment had a significant positive effect on the storage stability of seafood products at the storage temperature of $4^{\circ}C$ for 12 days. These results suggest that the storage period for fish fillets can be extended from 4 days to 6~8 days through the IPL treatment.

• 한국식품과학회지
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• 제43권4호
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• pp.513-517
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• 2011

PS 필름에 접종된 S. Typhimurium, E. coli O157:H7, L. monocytogenes를 저해시킬 때 헬륨을 사용한 플라즈마 처리의 경우에는 S. Typhimurium이, 헬륨과 산소를 동시에 사용한 플라즈마 처리의 경우에는 L. monocytogenes가 가장 많이 저해되었다. E. coli O157:H7과 L. monocytogenes는 헬륨과 산소를 함께 사용하여 플라즈마 처리하였을 때 헬륨만 사용하였을 때보다 더 큰 저해를 보였다. 헬륨과 산소를 함께 사용한 비열 플라즈마 처리는 L. monocytogenes가 소시지 케이싱이나 훈제연어에 감염되었을 때보다 PS 필름에 감염되었을 때 L. monocytogenes를 더 효과적으로 저해시켜 감염된 재료에 따라 다른 저해 효과를 보여 주었다. 비열 플라즈마 처리에 사용된 가스의 종류와 미생물이 감염된 재료는 그 처리의 항균 효과에 대한 평가에서 중요하게 고려되어야 할 것이다. 헬륨과 산소를 사용한 비열 플라즈마 처리는 공정 후 포장재에 감염된 L. monocytogenes를 효과적으로 저해할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권6호
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• pp.551-557
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• 2019

본 연구는 소비자들의 식품안전과 위생에 대한 요구가 강해짐에 따라 식중독의 위험에 노출되어 있는 분말식품 중 전세계적으로 널리 사용되는 향신료 중 하나인 후춧가루의 비가열 살균 처리 방법에 따른 향미특성 변화를 비교 분석하였다. 색도 측정 결과 색도차(ΔE)는 저온 플라즈마와 자외선 살균처리 후에도 육안에 의한 인식 한계인 1.5 내외로 유지되었고, 광펄스 처리 후에는 6.58로 큰 차이를 보였다. Piperine 함량 정량 결과는 살균 전 후추가 10.7±0.53 mg/g로 가장 많았으며 자외선 살균처리(9.5±0.35 mg/g), 저온 플라즈마 살균처리(9.0±0.15 mg/g), 광펄스 살균처리(4.4±0.17 mg/g) 순으로 광펄스 58.9%, 저온 플라즈마 15.9%, 자외선 11.2%의 감소율을 보였다. 전자코 분석 결과 살균 처리 전후가 제 1주성분에 의해 두 그룹으로 구분되어 명확하게 향의 차이가 나타났으며, 제 1주성분과 제 2주성분에 의해서는 세 개의 그룹으로 나뉘었다. 강도평가 결과 살균처리 전, 광펄스, 저온 플라즈마, 자외선 살균처리 후 순으로 후추 향과 맛이 강하다고 응답했으며, 광펄스와 저온 플라즈마 살균처리 후의 후추는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 강도평가 결과와 piperine 함량 정량과는 차이가 있었으며, 전자코 분석 결과와는 유사했다. 정량적 묘사분석(QDA)를 통해 13개의 관능적 언어가 개발되었다. 살균처리 후의 시료가 마른 솔잎향과 떫은맛, 고소한맛을 제외한 모든 항목에서 살균처리 전의 시료보다 관능적 특성이 낮게 나타났다. 이를 통해 살균처리 방법에 따라 후추향과 맛에 영향을 끼쳤음을 알 수 있었다. 또한 piperine 함량을 통해 후추 맛의 강도를 평가하기에는 어려움이 있으며 전자코 분석을 통해서 후추향의 강도를 평가하는데 중요한 자료로 사용될 수 있다고 판단된다.

• 한국연소학회지
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• 제5권2호
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• pp.37-50
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• 2000

In the present study, a systematic chemical kinetic calculations were made to investigate the augmentation of $NO-NO_2$ conversion due to the addition of various hydrocarbons (methane, ethylene, ethane, propylene, propane) in the nonthermal plasma treatment. It is included in the present conclusion that the reaction between hydrocarbon and oxygen radicals induced by electron collision, is believed to be a primarily process for triggering the overall NO oxidation and the eventual NOx reduction. Upon the completion of the initiating step, various radicals (OH, $HO_2$ etc.) successively are produced by hydrocarbon decomposition form the primary path of $NO-NO_2$ conversion. When the initiating step is not activated, hydrocarbon consumption rate appeared to be very low, thereby the targeted level of NO conversion can only be achieved by the addition of more input energy. Present study showed ethylene and propylene to have higher affinity with O radical under all conditions, thereby both of these hydrocarbons show very fast and efficient $NO-NO_2$ oxidation. It was also shown that propylene is superior to ethylene in the aspect of NOx removal.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.838-846
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• 2013

플라즈마는 물질의 제4의 상태로서 이온화된 가스로 불리며 다양한 활성종 및 수산화기, 하전입자, 이온, 자유 전자, 산소등을 발생시키는 특징을 가지고 있다. 20세기 후반에 플라즈마는 산업현장에서 활발히 사용되고 있으며, 최근 저온 상압 플라즈마 장치가 개발되면서 의생명 분야에 적용되기 시작했다. 저온 상압 플라즈마는 인체조직에 열 손상을 입히지 않을 뿐만 아니라, 암 치료, 살균, 치아미백, 지혈, 상처치유 등에서 높은 효율성을 보이고 있다. 이때 발생되는 활성종은 포유세포나 병원균에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 또한, 다학제간의 연구를 통해 저온 상압 플라즈마의 활용범위는 다양한 영역으로 넓어지고 있으며, 새로운 첨단 의료기술로서의 가치가 높아지고 있다. 저온 상압 플라즈마가 포유세포와 미생물에 적용된 이후, 지난 10여 년간 급속한 발전을 통해 최근 플라즈마 메디신이란 학문영역으로 성장했다. 본 논문은 저온 플라즈마가 적용되고 있는 분야에 대해 소개하고, 플라즈마 메디신에 대한 이해를 돕고자 한다.