• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.106-112
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• 2011

열적 안정성과 기계적 강도에서 우수한 장점을 지니고 있는 파라계 aramid 세그먼트와 제막 특성이 우수하고 내 가수분해성이 우수한 sulfone 세그먼트로 이루어진 공중합체를 이용하여 연료 전지용 막으로써의 응용가능성을 연구하였다. 아라미드 고분자의 용해도를 향상시키기 위해 아민기를 갖는 sulfonated ether sulfone 단량체와 p-phenylene diamine 그리고 terephthaloyl chloride를 일정한 순서로 반응시켜 아민으로 말단화된 공중합체를 합성하고 이것을 epoxy group을 함유하고 있는 trimethylolpropane triglycidyl ether(TMPTGE)와 열 가교를 통해 고분자 전해절막으로 제조되었으며, 전구체의 합성을 비롯한 각 단계의 반응은 $^lH$ NMR, FTIR, 및 적정에 의하여 확인되었다. 얻어진 전해질막은 이온교환용량과 함수율, 수소이온전도도 등이 측정되었으며 sulfonated ether sulfone 단량체의 함유량이 증가할수록 이온교환용량, 함수율, 수소이온전도도가 증가하는 것이 관찰되었다. Sulfonic acid sulfone 세그먼트를 60 몰%로 갖는 고분자 전해질막의 경우 이온교환용량이 1.88 meq/g, 함수율은 110wt% 이하의 수치를 보였으며, 가장 높은 수소이온전도도의 값은 상대습도 100%, $25^{\circ}C$에서 $7.4{\times}10^{-2}$ S/cm이었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권2호
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• pp.155-173
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• 2016

The present work has been focused on the development of polysulfone (PSf) ultrafiltration membrane via blending by sulfonated polyethersulfone (SPES) in order to permeability enhancement for ultrafiltration of cheese whey. In this regards, sulfonation of polyethersulfone was carried out and the degree of sulfonation was estimated. The effect of blend ratio on morphology, porosity, permeation and fouling of PSf / SPES membranes was investigated. Filtration experiments of whey were conducted for separation of macromolecules and proteins from the lactose enrichment phase. The morphology and performance of membranes were evaluated using different techniques such SEM, AFM, and contact angle measurements. The contact angle measurement showed that the hydrophilicity of membrane was increased by adding SPES. According to AFM images, PSf / SPES membranes exhibited lower roughness compared to neat PSf membrane. The water and whey flux of these membranes were higher than neat membrane. However, flux was decreased when the PSf / SPES blend ratio was 0/100. It can be attributed to pore size and morphology changes. Further, fouling parameters of PSf membrane were improved after blending. The blend membranes show a great potential to be used practically in proteins separation from cheese whey.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.187-195
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• 2015

감마선이 조사된 세포막 모델에서 음이온의 능동전달특성을 연구하였다. 이 실험에 사용된 세포막 모델은 세포막의 구형단백질, 당단백질 등의 기능을 지니고 있는 친수성의 극성인 poly(1-methyl-4-vinylpyridinium iodide-co-divinylbenzene: MeVP-DVBI)분말을 세포막의 인지질에 해당하는 소수성의 극성인 polysulfone과 결합시킨 불균질의 복합막을 사용하였다. 첫 번째 조사되지 않은 막에서 $OH^-$, $Cl^-$, $Na^+$의 초기플럭스는 실험조건을 제막의 두께 $80-200{\mu}m$로 할 때 정비례로 감소하였고, MeVP-DVBI의 농도를 20-80%로 할 때 ($OH^-$, $Cl^-$는 지수 값으로 증가하였고 $Na^+$는 지수 값으로 감소하여 음이온($OH^-$, $Cl^-$)의 능동전달을 증대시키고 NaOH의 농도를 0-0.5mol/L로 할 때 $0-2mole/cm^2{\cdot}h$로 지수 값으로 증가하였다. 두 번째 조사된 막에서 $OH^-$, $Cl^-$, $Na^+$의 초기플럭스는 대체적으로 조사되지 않은 막과 비교해서 감소하여 음이온의 능동전달이 감소하였는데 이는 방사선조사로 $H^+$이온 농도의 증가를 가져와 음이온의 초기플럭스가 감소하였기 때문으로 생각된다. 조사된 막의 pH의 추진력은 조사되지 않은 막보다 유의성 있게 증가하였고 세포막모델에서 $OH^-$와 $Cl^-$의 능동전달특성이 비정상적이기 때문에 세포장해가 세포에서 발현된다.

• 멤브레인
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• 제24권4호
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• pp.292-300
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• 2014

내염소성을 갖는 염제거공정용 술폰화 폴리아릴렌 에테르 술폰 랜덤 공중합체(SPAES) thin film composite (TFC)막이 모노글라임 용매를 이용하여 제조되었다. 모노글라임은 선택층인 SPAES만을 용해시키며, 다공성 폴리술폰(예 : Udel$^{(R)}$)층에 대해 비용해성을 지녀, TFC 제조를 위한 선택적 용매로 사용될 수 있다. 또한 개미산이나 디에틸글리콜과는 달리, 환경적으로 무해하며, 매우 낮은 끊는점을 지녔다는 점이 또 다른 장점이 될 수 있다. 다공성 Udel$^{(R)}$ 지지체 위에 코팅시, 코팅용액이 기공구조에 침투하여 유수량을 감소시키는 기공투과현상이 발생하는데, 이를 최소화하기 위해 지지체를 이소프로필알콜과 글리세린 혼합액에서 전처리 후에, 코팅-건조 공정을 통해 결함이 없는 SPAES TFC로 제조된다. 또한, SPAES 선택층의 술폰화도, 고정이온의 염상태 및 물리-화학적 가교효과를 SPAES TFC막을 통한 투과거동과 관련하여 관찰하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.149-157
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• 2006

Hydrogen as new energy sources is highly efficient and have very low environmental emissions. The proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is an emerging technology that can meet these demands. Therefore, the preparation of stable polymeric membranes with good proton conductivity and durability are very important for hydrogen production via water electrolysis with PEM at medium temperature above $80^{\circ}C$. Currently Nafion of Dupont and Aciflex of Asahi, etc., solid polymer electrolytes of perfluorosulfonic acid membrane, are the best performing commercially available polymer electrolytes. However, these membrane have several flaws including its high cost, and its limited operational temperature above $80^{\circ}C$. Because of this, significant research efforts have been devoted to the development of newer and cheaper membranes. In order to make up for the weak points and to improve the mechanical characteristics with cross -linking, acid-base complexes were prepared by the combination PSf-co-PPSS-$NH_2$ with PEEK-$SO_3H$. The results showed that the proton conductivity decreased in 17.6% and 40% but tensile strength increased in 78% and 98%, about $20.65\;{\times}\;10^6N/m^2$, in comparison with SBPSf/HPA and SPEEK/HPA complex membrane.

• 멤브레인
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• 제15권1호
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• pp.34-43
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• 2005

Poly(vinyl alcohol) (PVA)이 폴리술폰 한외여과 막, 술폰화된 폴리에테르술폰, 폴리아미드 나노 막 위에 코팅된 나노 복합막을 가압법에 의해서 제조되었다. PVA는 글루터알데하이드 수용액으로 가교되었다. 모든 지지층위에 PVA 희박용액이 성공적으로 코팅되어 나노복합막이 제조되었다. 지지막 위의 친수화도가 높아짐에 따라 수투과 유량이 증가하였다. 특히 음하전을 띠는 폴리아미드 나노 복합막의 제타전위는 PVA로 코팅함으로서 감소되었다. 막 오염 실험은 양이온을 띠는 계면활성제, 휴민산, 휴민산과 칼슘이온 복합체 및 bovine serum albumin을 사용하여 실행하였다. PVA로 코팅되지 않은 폴리아미드 나노복합막은 각각의 오염물질에 의해서 심하게 오염되었다. 휴민산과 단백질에 의한 오염은 오염물질의 등전점에서 가장 심하게 발생하였다. 휴민산에 이가 양이온을 첨가함으로서 오염이 심각하게 일어났다. PVA 수용액으로 폴리아미드 나노 복합막을 코팅함으로서 막 오염이 감소되었다. PVA로 코팅된 폴리아미드 나노 복합막은 산, 염기용액에 대해 저항성을 보였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.229-238
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• 2021

본 논문에서는 고에너지 엑스선(6 MV X선)을 조사한 갑상선의 소포세포막 모델에서 막의 두께차이, 고정전달자[VP-AN% (w/ w)]의 농도차이, OH-이온의 농도차이가 세포내부와 세포외부사이로 갑상선호르몬의 구성성분인 요오드이온의 농도차이로 발생하고 갑상선호르몬의 생성량에 영향을 미치는데 이러한 영향을 구명하기위해서 소포의 세포막을 통한 요오드의 선택적 투과전달 특성에 대하여 연구하였다. 이 실험에 사용한 세포막 모델은 피리딘 양이온을 고정전달자로 한 poly(4-vinylpyridine- co-acrylonitrile :VP-AN)분말을 인장강도의 강화용인 polysulfone과 결합시킨 불균질의 복합막을 사용하였다. 고정전달자[VP-AN% (w/ w)]의 농도차이(0~62 %)에서 36.5 ℃로 방사선을 조사한 소포의 고분자 막(세포막모델)은 형태학적 변화인 인장강도가 비 조사된 세포막모델보다 약 1.2 ~ 1.8배 정도 감소되었다. 방사선을 조사한 갑상선의 소포세포막모델 [2mole AN%(w/w)]에서 막의 두께차이, 고정전달자[VP-AN% (w/ w)]의 농도차이, OH-이온의 농도 차이로 발생하는 요오드이온의 선택적 투과플럭스는 비 조사된 세포막모델보다 막의 두께가 변화 할 때 각각 약 2.1 ~ 4.5배, 약 2.2 ~ 2.5배, 약 2.1 ~ 2.67배 정도 감소되었다. 결국 방사선조사로 인해서 갑상선의 소포세포막에서 요오드이온의 선택적 투과 전달기능이 비정상적으로 되어 세포장해가 발생하고 갑상선호르몬의 생성량 감소도 동반하게 되었다고 사료됐다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.261-270
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• 2019

본 논문에서는 고에너지 전자선(6MeV)을 조사한 피부의 세포막 모델에서 공기의 주요 구성성분인 $N_2-O_2$ 혼합기체가 압력차에 따른 투과도차의 변화를 나타내고 결국 $N_2-O_2$ 분리투과성의 변화로 나타내어 기체분자가 분리 전달되는 특성을 연구하였다. 이 실험에 사용한 재료로 피부의 세포막 모델은 polydimethyl siloxane (PDMS)분말을 polysulfone과 결합시킨 비다공성 복합막, 압축공기와 순도 99.9%인 산소, 질소기체통, 산소분석기(LC-700H, Japan), soap-bubble flow meter, wet-test meter, pressure regulator, back-pressure regulator, permeation cell, Linac 전자선 조사기 등을 사용하였다. 실험방법으로는 $N_2-O_2$ 기체투과 장치를 이용하여 피부세포막모델의 온도는 $36.5^{\circ}C$로 고정한 후에 기체의 온도도 $15^{\circ}C$로 고정하고 조작압력법위를 $1{\sim}6kg_f/cm^2$로 하며 각각 $1kg_f/cm^2$ 단위로 측정하였다. 방사선을 조사한 피부의 고분자막(세포막모델)에서 공기를 구성한 $N_2-O_2$ 혼합기체의 분자가 압력차에 따른 투과도차가 발생하여 피부세포에 비정상적으로 전달되는 과정을 실험을 한 결과 아래와 같은 결론을 추론하게 되었다. 피부의 고분자 막(세포막모델)에서 $N_2-O_2$ 혼합기체의 투과분리특성의 변화에 대하여 알아본 결과 방사선을 조사하지 않은 때 질소와 산소의 투과도 변화는 각각 $1.19{\times}10-4{\sim}2.43{\times}10^{-4}$과 $1.72{\times}10^{-4}{\sim}2.6{\times}10^{-4}[cm^3(STP)/cm^2{\cdot}sec{\cdot}cmHg]$이며 방사선조사로 질소와 산소의 투과도 변화는 각각 $0.19{\times}10^{-4}{\sim}0.56{\times}10^{-4}$ 과 $0.41{\times}10-4{\sim}0.76{\times}10^{-4}[cm^3(STP)/cm^2{\cdot}sec{\cdot}cmHg]$이며 4~10배 정도 낮아짐을 알 수가 있었고 방사선을 조사하지 않은 때 질소에 대한 산소의 이상분리인자 ${\alpha}^*$의 값은 1.32~0.42로 나타내었으며 방사선조사로 질소에 대한 산소의 이상분리인자 ${\alpha}^*$의 값은 0.237~0.125이며 4~5배 정도 낮아짐을 나타내었다. 또한, 압력차가 $1{\sim}6kg_f/cm^2$로 증가함에 따라서 작업변수인 cut가 0에 접근할수록 투과도상의 산소부화도는 증가하지만 반면에 압력비 Pr이 0에 가까워질수록 투과도상의 산소부화도는 방사선조사로 4~19배 정도 감소하였다. 방사선의 조사 유 무에 관계없이 압력차가 $1{\sim}6kg_f/cm^2$ 로 증가함에 따라서 질소, 산소 및 공기의 투과도는 증가하였지만 질소에 대한 산소의 선택성은 감소하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.85-95
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• 2020

본 논문에서는 고에너지 엑스선(6MV X선)을 조사한 세뇨관의 세포막 모델에서 오줌의 원료구성성분인 포도당 수용액(H₂O-C₆H₁₂O₆)의 압력차에 따른 여과작용특성에 대하여 연구하였다. 이 실험에 사용한 세포막 모델은 polysulfone 지지막에다가 m-phenylene-diamine(MPD)과 trimesoyl chloride(TMC)- hexane을 계면중합으로 만들어진 여과성 고분자 복합막을 사용하였다. 0.5 wt% TMC- hexane 용액으로 만들어진 여과성막(CM-2)은 0.5 wt% TMC- hexane 용액으로 만들어진 여과성막(CM-1)보다도 총 부피투과플럭스(Jv)와 배제계수(R)가 매우 높다. 압력차(1.5~4MPa)와 36.5℃에서 방사선을 조사한 세뇨관의 고분자 막(세포막모델)은 포도당수용액(H₂O-C₆H₁₂O₆)에서 총 부피투과플럭스(Jv)와 배제계수(R)가 비 조사된 세포막모델보다 각각 약 2 ~ 13배, 4 ~ 6배 정도 감소되었다. 세포막모델에서 포도당수용액(H₂O-C₆H₁₂O₆)의 농도가 증가하면 배제계수(R)가 증가하고 총 부피투과플럭스(Jv)는 감소하였다. 결국 방사선조사로 인해서 세뇨관의 세포막에서 포도당수용액(H₂O-C₆H₁₂O₆)의 여과기능이 비정상적으로 되어 세포장해가 발생하게 되었다고 사료됐다.