• 분석과학
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• 제25권6호
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• pp.476-482
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• 2012

황사입자들은 수 나노미터에서 수 마이크론 사이의 크기를 가지는 것으로 알려져 있다. 황사가 환경 및 인체 건강에 미치는 영향은 황사 입자의 크기에 의존한다. 입자가 작을수록 멀리까지 이동하며, 인체의 호흡기관 깊숙이 침투한다. 침강장-흐름 분획법(sedimentation field-flow fractionation, SdFFF)은 채널 내 포물선형태의 흐름(parabolic flow profile)과 외부에서 가해지는 원심력의 상호작용을 이용하여 나노 및 마이크론 크기의 입자들의 분리를 제공한다. 본 연구에서는 황사입자의 크기별 분리와 특성분석을 위한 steric 모드 침강장-흐름 분획법(Sd/StFFF)의 응용 가능성을 테스트하였다. 이를 위하여 다양한 Sd/StFFF 파라미터들을(유속, stop-flow time, 원심력의 세기, 등) 최적화 하였다. Sd/StFFF 보정곡선의 $R^2$값은 0.9983으로 높은 직선성을 보였으며, 실험결과는 Sd/StFFF가 마이크론 입자의 크기별 분리에 우수함을 보여주었다. 광학현미경(optical microscopy, OM)을 이용하여 황사입자들의 크기와 모양을 조사하였다. 황사가 진할 때에는 약할 때보다 입자크기가 증가함을 보여주었다. 또한 비가 올 때에는 건조할 때보다 입자크기가 감소하였는데, 이는 입자 표면에 흡착되어 있는 성분들이 빗물에 의해 제거되었기 때문인 것으로 보여진다. 본 연구의 결과는 Sd/StFFF가 황사와 같이 환경입자의 크기특성분석에 유용함을 보여준다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권4호
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• pp.613-618
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• 2007

Pollens are known to be an allergen. They penetrate human respiratory system, triggering a type of seasonal allergic rhinitis called pollen allergy (hey fever). The purpose of this study is to test two field-flow fractionation (FFF) techniques, gravitational FFF (GrFFF) and sedimentation FFF (SdFFF), for their applicability to sizecharacterization of micron-sized pollens. Both GrFFF and SdFFF are elution techniques, providing sequential elution of particles based on size. They allow the size distribution as well as the mean size of the sample to be determined from the elution time. In this study, GrFFF and SdFFF were used to determine the size distribution of Paper Mulberry and Bermuda Grass pollens. For the Paper Mulberry pollen, the mean size obtained by GrFFF is 12.7 μm, and agrees rather well with the OM data with the relative error of 8.0%. For the Bermuda Grass pollen, the mean size obtained by GrFFF is 32.6 μm with the relative error of 12.3%. The mean sizes determined by SdFFF are 12.4 (relative error = 10.1%) and 27.1 μm (relative error = 5.2%) for the Paper Mulberry and the Bermuda Grass pollen, respectively. Although SdFFF tends to yield more accurate size distribution due to lower band broadening under the field strength higher than 1 G, the sizes determined by GrFFF were not significantly different from those by SdFFF.

• 대한화학회지
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• 제57권1호
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• pp.159-164
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• 2013

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권8호
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• pp.1172-1176
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• 2003

This study aims to investigate the applicability of Sd/StFFF and to develop a method for size characterization of urban airborne particles, focusing primarily on particles larger than about 1 mm. It was found that the airborne concentration vary with time, although no particular seasonal trend was observed. When averaged over time, the airborne concentration was the lowest in the park areas with 99 ㎍/m³. The apartment, industrial, and central city area showed similar levels of the airborne concentrations with 166, 170, and 171 ㎍/m³, respectively. The housing area showed the highest airborne concentration with 201 μg/m³ among all tested areas. A power-programmed Sd/StFFF was used for size analysis of airborne particles with the initial field strength of 300 rpm, $t_a$ = 4, $t_i$ = -16, p = 8, and the flow rate of 7 mL/min. It was found that urban airborne samples were mostly populated by particles having diameters between about 5 to 20 ㎛, although all have broad size distributions ranging up to about 50 ㎛. Under the Sd/StFFF condition used in this study, no significant differences were found in size distributions among the airborne particles collected at different urban sites, and also among those collected at different times.

• 분석과학
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• 제24권6호
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• pp.429-434
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• 2011

본 연구에서는 마이크로 크기의 입자(안료, 대기입자, 등)를 수집과 동시에 물에 분산된 상태로 분획가능한 장치를 개발하였다. 이 장치에서는 물을 넣은 입자수집용 실린더 세 개를 직렬로 연결하여 공기를 통과하게 하였다. 그럼으로써 크기가 다른 입자들이 다른 실린더에 모아지도록 하였고, 수집과 동시에 분획이 가능하도록 하였다. 이 장치의 중요한 특징은 막필터(membrane filter)를 사용하지 않는다는 점이다. 즉, 필터를 사용하지 않고 마이크로 크기의 입자를 직접 시료 수집용 실린더에 수집되도록 하였다. 또한 수집된 시료는 수집되는 동안 물에 분산된 상태로 장치 내에서 동시분획이 가능하다. 이 장치를 에어본 입자의 수집에 응용하였다. 수집된 에어본 입자는 침강 장-흐름 분획법(sedimentation field-flow fractionation, SdFFF)을 이용하여 입자 크기별로 분획하였고, 광학현미경(optical microscopy, OM)을 이용하여 입자 크기와 모양을 관찰하였다. 또한 AAS와 ICP-AES를 이용하여 에어본 입자들의 조성을 분석하였다. 본 연구를 통하여 개발한 입자 수집 및 분획장치는 다양한 종류의 입자의 수집 및 크기분포 분석에 활용이 가능할 것으로 기대한다.

• 분석과학
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• 제28권1호
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• pp.33-39
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• 2015

CdS 양자점 입자는 특정 파장의 빛을 방출하는 반도체 나노 결정으로 이러한 광학적 특성 때문에 질병 진단 시약, 광학기술, 미디어 산업 및 태양전지와 같은 다양한 분야에서 응용되는 물질이다. 방출하는 빛의 색은 입자의 크기에 의존하기 때문에 CdS 양자점 입자의 크기 및 크기분포를 정확하게 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 CdS 양자점 입자를 감마-선 조사법(${\gamma}$-ray irradiation method)을 이용하여 합성하고, 크기 및 크기 분포도를 결정하기 위하여 침강 장-흐름 분획법 (SdFFF)를 이용하였다. 침강 장-흐름 분획법을 이용한 CdS 양자점 입자의 정확한 분석을 위하여 분석조건의 최적화(유속, 외부장 세기, field-programming)에 대하여 조사되었다. 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM)으로 확인된 단일 입자의 크기는 ~4 nm 였으며, 단일 입자의 응집으로 생성된 2차 입자 크기의 평균은 159 nm로 확인되었다. 첨가된 입자 안정제의 농도가 증가할수록 CdS 양자점 입자의 크기가 감소하는 경향성을 확인하였다. 침강 장-흐름 분획법, 투과 전자 현미경, 그리고 동적 광 산란법(dynamic light scattering, DLS)으로 결정된 CdS 양자점 크기는 각각 126, 159, 그리고 152 nm 였다. 본 연구의 결과로 침강 장-흐름 분획법은 비교적 넓은 크기분포를 갖는 다양한 종류의 무기입자의 크기 및 크기 분포도를 결정하는데 유용한 방법임을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권1호
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• pp.69-75
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• 2014

Accurate analysis of fly ash particles is not trivial because of complex nature in physical and chemical properties. SPLITT fractionation (SF) was employed to fractionate the fly ash particles into subpopulations in large quantities. Then the SF-fractions were analyzed by the steric mode of sedimentation field-flow fractionation (Sd/StFFF) for size analysis. The SF-fractions were also analyzed by ICP-OES. The results showed that the fly ash is mainly composed of Fe, Ca, Mg and Mn. No particular trends were observed between the particle size and the concentrations of Fe, Ca, Mg, while Mn, Cu and Zn were in higher concentrations in smaller particles. Sample preparation procedures were established, where the fly ash particles were sieved to remove large contaminants, and then washed with acetone to remove organics on the surface of particles. The sample preparation and analysis methods developed in this study could be applied to other environmental particles.