산소 분리를 위한 세라믹 중공사막을 상전이 방적기술을 통해 제조하였다. 초기 BSCF 선구물질은 고상반응법을 이용하여 합성한 상용 분말이며, 고분자 용액에 분산시킨 후 이중관형 노즐을 통해 사출하였다. 사출된 분리막은 상전이 과정을 거친 후 건조시켰으며 중공사막의 한쪽 끝을 밀봉하였다. 한쪽 끝이 막힌 중공사막의 표면에 dip coating 방법으로 LSCF를 코팅하였으며 1100 ℃에서 소결하여 치밀성을 갖는 한쪽 끝이 막힌 LSCF coated BSCF 중공사막을 제조하였다. 분리막의 공급측은 대기 중 공기를 사용하였으며 투과측은 진공상태를 유지하였다. 투과된 기체의 유량 및 산소의 농도를 측정하였으며 장기투과 실험과 EDS 분석을 통해 분리막의 안정성 평가를 진행하였다.

고상반응법을 이용하여 SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 1250°C 에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. XRD 분석을 통해 단일상의 페롭스카이트 구조를 확인하였다. 산소 분압 이 0.21 atm, 측정 온도가 800~950°C인 조건하에서 산소투과를 분석한 결과 온도가 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, 950°C에서 1.839 mL/min⋅cm2로 최대값을 나타내었다. 니오븀(Nb)을 포함한 세라믹 분리막의 상안정성 및 이산화탄소 내성을 확인하기 위하여 900°C에서 이산화탄소가 500 ppm이 포함된 혼합공기를 이용하여 장기투과 실험을 수행하였다. 이산화탄소에 노출된 SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ의 상안정성은 XRD와 TG로 분석하였다. 분석 결과, 이산화탄소에 노출된 SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ 조 성의 경우 약 8%의 SrCO3가 생성되었으나, 이 수준의 SrCO3 생성량은 분리막의 산소투과도에 큰 영향을 주지 않는 것을 확 인하였다.

목화진딧물(Aphis gossypii Glover) (Hemiptera: Aphididae)은 감귤에서 그을음병을 유발하여 감귤 과실에 경제적으로 피해를 주는 해충이다. 본 연구는 무가온 하우스 감귤에서 계절초기 목화진딧물이 어떠한 경로를 거쳐서 감귤나무에 정착하는지 구명하기 위하여 수행하였다. 감귤나무에서 진딧물 월동알 조사결과 가을순이 난 여름순에서 많이 발견되었는데 월동알은 대부분 조팝나무진딧물이었으며, 목화진딧물 월동알은 발견되지 않았다. 봄순에 정착하는 목화진딧물 유시형 성충은 크게 4월 하순(조기비산)과 5월 하순(지연비산)에 두 차례 관측되었다. 지연비산은 완전생활형 간모세대에서 유시형이 출현하는 시기와 일치하였다. 조기비산 시기에 황색수반트랩에서도 목화진딧물 유시형 성충이 유살되었는데 확실하지는 않으나 월동잡초에서 잔존하고 있던 불완전세대 개체군으로 추정되었다. 결과적으로 무가온 하우스 감귤에서 목화진딧물의 정착은 불완전생활형의 조기비산과 완전생활형의 지연비산으로 일어난다는 것이 확인되었다.

산소 분리를 위한 세라믹 중공사막을 상전이 방적기술을 통해 제조하였다. Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 선구 물질을 고분자 용액에 분산시킨 후 이중관형 노즐을 통해 사출한 후 상전이, 건조한 후 분리막의 한쪽 끝을 밀봉하였다. La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ 코팅 층은 dip coating 방법으로 제조되었으며 최종적으로 고온에서 소결하여 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ로 코팅된 one end-closed type Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 중공사막을 제조하였다. 산소투과실험은 대기 중 공기를 사용하였으며 진공펌프를 연결하여 투과된 산소 유량 및 순도를 측정하였다.

분리막/흡수제 하이브리드 기술인 접촉막 공정은 CO2 분리 효율을 높일 수 있는 방안으로 주목 받고 있다. 기존의 고분자 분리막은 젖음 현상으로 인한 CO2 흡수 특성 감소의 문제가 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화학적, 열적 안정성이 뛰어난 세라믹 소재를 이용하여 중공사막을 제조하여 사용하였다. 또한, CO2 흡수 효율을 높이기 위하여 표면을 소수성으로 개질하고, 특성 변화를 확인하였다. 소수성 중공사막을 적용한 단일 분리막 흡수장치에서 운전 조건에 따른 CO2 흡수 특성을 확인하여 보았다.

최근 방류수 수질 강화에 따라 총인 처리시설의 설치와 응집제 사용량이 증가하고 있다. 본 연구는 유입하수에 포함된 응집제 성분(Al3+, Fe3+ 등)을 활용하여 PO43-와 응집시킴으로써 하수처리공정에 별도의 응집제 주입 없이 총인 농도를 0.2mg/L 이하로 제거할 수 있는 MBR 하수처리공정을 개발하는 것이다. 활성슬러지와 차아염소산나트륨으로 제조한 알칼리슬러지를 MBR 공법의 생물반응조에 주입하여 적정 pH를 유지시킴으로써 유입하수 중의 용존성 이온을 상호 응집시켜 고형화 하였고 분리막으로 고액 분리하여 하수처리수의 총인 농도를 0.2mg/L이하로 달성하였다. 이 연구를 통해 개발한 공법은 응집제 주입 없이 하수처리수의 총인 농도를 0.2mg/L이하로 제거하여 약품비용을 절감에 기여할 것으로 예상된다.

습식흡수제를 이용한 이산화탄소 포집 공정은 재생 시 많은 에너지가 필요한 단점이 있어 에너지를 낮추기 위한 다양한 대체 기술이 개발되고 있다. 이런 연구의 일환으로 최근에 분리막과 흡수제를 혼합하는 접촉막 기술이 개발되고 있으며, 흡수제의 단점을 극복하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 세라믹소재를 이용하여 중공사막을 제조하였고 젖음성을 제어하기 위해 소수성 코팅을 한 중공사막을 개발하였다. 중공사막의 XRD, SEM, FT-IR 및 Porosimeter를 이용하여 분석하였고, 기공에 따른 CO2 분리 특성을 규명하였다.

목화진딧물(Aphis gossypii Glover) (Hemiptera: Aphididae)은 감귤에서 그을음병을 유발하여 감귤 과실에 경제적으로 피해를 주고 바이러스를 매개충의 역할을 하며, organophosphate계, carbamate계, pyrethroid계 그리고 최근엔 neonicotinoid계에 약제 저항성이 발달되어 감귤에서 방제가 어려운 해충 중 하나이다. 최근에 제주도에서는 감귤 가격 하락에 따른 시설 만감류 하우스가 증가하고 있으며 목화진딧물의 월동에 대한 연구자료가 없어서 상세한 연구가 필요한 상태이다. 본 조사는 4개 과원에서 2014년 12월 30일부터 2015년 03월 17까지 조사 하였으며, 감귤 신초에서 목화진딧물의 알, 약충, 무시성충, 유시성충 월동 생태를 조사하였다. 진딧물의 감귤 순종류별 산란선호도 마디를 조사하였으며, 월동 잡초에서의 진딧물류 다양성에 대해서 구명 하였다. 조사결과 주로 알로 월동을 했으며, 약충, 무시성충, 유시성충 상태로는 감귤 신초나 잡초에서 세대를 이어 가지 못하였다. 향후 목화진딧물 월동 생태가 파악된다면 무가온 시설만감류 과원에서 목화진딧물의 초기 발생을 예측하여 적절한 방제를 함으로써 피해를 경감할 수 있을 것으로 판단된다.

온대지역에 서식하는 곤충(해충)은 환경을 생육에 부적합한 극단적인 환경을 극복하기 위하여 휴면이라는 독특한 전략을 발달시켰다. 지금까지 휴면유기와 관련된 관심은 많았지만 상대적으로 휴면타파에 대한 연구는 단편적인 경우가 많았다. 기후변화는 생육기 해충의 발생양상에 영향을 미칠뿐만 아니라, 특히 휴면생태에 교란을 주어 다음년도 발생시기 변이에 큰 영향을 미칠 수 있다. 휴면이 유기된 곤충이 휴면 후 발육을 재개하기 위해서는 휴면타파의 과정이 필요한데 그 과정을 휴면발육이라고 정의했을 때, 휴면상태에 있는 곤충의 발육단계는 절대불응기, 휴면발육기, 휴면후발육기로 크게 나누어볼 수 있다. 본 발표에서는 월동기 일정간격으로 채집하여 가온사육한 결과(복숭아심식나방, 사과혹진딧물)를 바탕으로 각 발육 상태의 존재여부와 발육특성을 분석하였다. 복숭아심식나방은 5～15℃ 범위에서 휴면발육(휴면타파)이 일어나는 것으로 보고되었는데 최고온도의 영향을 많이 받는 것으로 보이고, 절대불응기 없이 자발적으로 휴면발육단계로 이행하는 것으로 보인다. 사과혹진딧물은 온도에 따라 복잡한 발육반응을 보였는데, 상대적으로 고온(19℃ 이상)에서는 절대불응기와 같은 반응을 보였으며, 19℃ 미만 온도에서는 휴면발육이 진행되는 것으로 보인다. 이러한 실증자료를 바탕으로 모형화 방안에 대하여 검토하였다.

Mechanical stimulation has been reported to improve cell growth in bone and cartilage regeneration. Various research groups have described their own bioreactors that stimulate cell-seeded scaffolds. We have developed a bioreactor capable of applying controlled compressive loading to a cell-encapsulated agarose hydrogel. To compare the effect of mechanical stimulation on agarose hydrogel, we used one control group (static mode) and five experimental groups. The results show that the intermittent_3sec conditions improve proliferation of cells better than the other conditions studied.

최근 IT산업 기술의 발전으로 U-City가 전국적으로 추진되는 가운데 유비쿼터스를 효과적으로 구현하기 위해 도시 구 성요소 표현 매체인 수치지도(map)와 위성영상, 인터넷 가상세계구현 표준 언어인 VRML(Virtual Reality Modeling Language)를 이용하여 현실세계의 U-City를 그대로 모사한 3차원 3D-가상도시 개념을 정립하였다. 가상도시(V-City)에 서는 USN기반의 수많은 데이터베이스 자료와 지능형 서비스정보를 언제 어디서나 상황인지 하기 위하여 실시간 유, 무선 통신 네트워크와 연계시킨 가상도시 개념을 통해, 방대한 양의 유비쿼터스 정보와 서비스를 효율적으로 제어, 처리하기 위 한 HTML 자바 애플릿과 인터페이스를 제공하는 EAI(External Authoring Interface)방식을 채용하여 RFID/USN으로 구 축된 도시 생활정보를 효율적으로 연동시킴으로써 지능화된 유비쿼터스 컴퓨팅 생활서비스를 구현하는 전 세계 공간 위치 개념의 GPS, LBS, 내비게이션 시간개념의 RTLS와 함께 4차원개념의 유비쿼터스 가상도시(U&V-City) 시스템을 제안하 였다.

세계화 및 기후변화 등으로 외래병해충의 유입가능성은 크게 증가되고 있어 미 국, 호주 등 선진국의 경우 검역병해충에 대한 첨단의 진단기술개발 이외에 외래침 입병해충으로 인한 경제적 영향분석, 긴급대응체계 구축, 사후관리 등 식물검역 R&D의 중요성을 인식하여 투자를 대폭 증대하고 있다. 우리도 이러한 국제적인 추세에 맞춰 2011년 6월 농림수산식품부 산하 검역관 련 3개 기관이 통합하여 농림수산검역검사본부로 출범하였고, 식물검역 R&D를 활성화하기 위해 식물검역기술개발센터가 신설되었다. 이 센터가 조기에 목적을 달성할 수 있도록 2013년부터 식물검역 R&D분야의 투자영역을 사전예방체계 확 립, 첨단융복합 진단체계 구축, 친환경 소독기법 개발, 확산방지 및 사후관리기술 개발, 식물검역 선진화기반 강화로 설정하고, 내실있고 균형있는 투자를 통해 식물 검역 R&D의 기반을 구축해 나가고자 한다.

YBaCo2O5+δ조성의 산화물을 고상반응법을 이용하여 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 1,180℃에서 소결하여 치밀한 분리막을 제조하였다. YBaCo2O5+δ 분리막은 X-선 회절분석기(XRD)와 전자 주사 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였다. XRD 분석결과 1,150℃ 이상에서 다른 불순물 없이 이중층 페롭스카이트 구조가 얻어졌다. 산소투과량은 분리막 양면에 산소분압 차이에 따라 750~950℃ 온도범위에서 측정하였다. 산소투과량은 온도와 산소분압이 증가할수록 증가하였고, 두께 1.0 mm의 YBaCo2O5+δ 분리막은 950℃, PO2 = 0.42 atm에서 약 0.15 mL/cm2·min의 최대 투과량을 보였다. 산소투과에 대한 활성화 에너지는 산소 분압이 감소할수록 감소하였고 PO2 = 0.21 atm의 조건에서 76.0 kJ/mol이었다.

팔라듐이 코팅된 V99.8B0.2 합금 분리막을 통해 sweep 가스를 사용하지 않고 수소 투과 시 혼합가스의 영향에 대해 알아보았다. 분리막은 400℃에서 sweep 가스를 사용하지 않고 순수 수소, 수소/이산화탄소, 수소/일산화탄소의 혼합가스를 1.5~8.0 bar의 압력으로 실험하였다. Sweep 가스를 사용하지 않고 수소만을 공급한 투과 실험에서 팔라듐 코팅된 V99.8B0.2 합금 분리막(두께 : 0.5 mm)의 수소 투과량은 40.7mL/min/㎠였다. 또한 수소/이산화탄소를 공급한 투과실험에서 V99.8B0.2 합금 분리막의 수소 투과량은 21.4mL/min/㎠였다. 수소/이산화탄소 및 수소/일산화탄소 혼합가스를 각각 공급할 때 투과량은 압력에 상관없이 수소 분압 감소 만큼 감소하였고 모든 경우 Sievert 법칙을 잘 만족시켰다. 투과 후 분리막의 XRD, SEM/EDX 결과로부터 V99.8B0.2 합금 분리막은 여러 혼합가스에 대해 안정성과 내구성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.

다공성 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ로 코팅된 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 관형 분리막은 압출성형 및 dip coating 방법으로 제조 되었다. 코팅된 관형 분리막의 특성은 X-선 회절분석기(XRD)와 전자 주사 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 분석결과 2mum의 다공성 코팅 층을 갖는 페롭스카이트 구조임을 알 수 있었다. 산소투과량 분석은 750~950℃ 범위에서 공급측과 투과 측을 대기 중 공기와 진공으로 하여 수행되었다. 다공성의 La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7O3-δ로 코팅된 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 관형 분리막의 산소투과량은 950℃에서 3.2mL/min·cm2로 코팅되지 않은 분리막보다 높게 나타났으며, 11일 동안의 장기 안정성 실험결과 코팅 층에 의해 안정성이 증가됨을 알 수 있었다.

니오븀 금속을 기반으로 하는 Nb56Ti23Ni21 합금 분리막의 수소 투과 특성 및 화학적 안정성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 직경 10 mm, 두께 0.5 mm의 Nb56Ti23Ni21 합금 분리막을 제작하였으며, 2가지 조성(H2 100%, H2 60% + CO2 40%)의 공급가스를 450℃의 온도에서 투과시킬 때 압력에 따른 수소 투과 특성에 관한 실험을 진행하였다. 본 실험에서의 최대 수소 투과량은 순수한 수소를 투과시킬 경우 절대압력 3 bar에서 5.58mL/min/cm2로 나타났다. 또한 공급가스 조성에 따른 각각의 경우 모두 Sievert's law에 잘 부합하였으며, 이산화탄소와의 혼합가스 사용시, 투과량은 수소 분압 감소에 비례하여 감소하였다. 투과 실험 후 XRD 분석을 통하여 Nb56Ti23Ni21 합금 분리막의 이산화탄소에 대한 화학적 안정성에 대한 실험을 수행하였다.

보론이 도프된 바나듐 합금 분리막은 아직까지 연구된 적이 없다. 본 연구에서는 팔라듐이 코팅된 새로운 V99.8B0.2 조성의 합금 분리막을 합성하여 수소 투과 특성 및 화학적 안정성에 대하여 연구를 수행하였다. 순수 수소, 수소와 이산화탄소의 혼합가스를 400℃, 절대압력 1.0~3.0 bar에서 공급하여 수소 투과 특성을 알아보았다. 순수 수소를 공급하여 측정한 결과 0.5 mm 두께의 분리막은 최대 48.5mL/min/㎠의 투과량을 보였다. 본 연구 결과는 수성가스 전이반응(WGS)에서 생성된 수소를 분리할 수 있는 비 팔라듐계 수소 분리막의 합성에 새로운 방향을 제시하고 있다.

PrBa0.9Sr0.1Co2O5+δ 조성의 산화물을 고상반응법을 이용하여 합성하였다. 합성된 분말은 압축 성형 후 1,250℃에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 PrBa0.9Sr0.1Co2O5+δ분리막은 XRD분석 결과 이중 페롭스카이트 (double perovskite)구조를 보였다. 밀봉재료로는 pyrex ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였다. 산소투과량 분석은 850~950℃범위에서 측정되었다. 산소투과실험 결과, 투과량은 온도증가에 따라 0.15에서 0.32mL/㎠·min로 증가하였다.

팔라듐이 코팅된 V53Ti26Ni21 합금 분리막을 통해 수소 투과시 혼합가스의 영향에 대해 알아보았다. 순수 수소, 수소, 이산화탄소 및 일산화탄소의 혼합가스를 공급가스로 주입할 때, 450℃, 1-3 bar의 압력에서 팔라듐이 코팅된 V53Ti26Ni21 합금 분리막의 수소 투과 실험을 수행하였다. 수소만을 공급한 투과 실험에서 팔라듐 코팅된 V53Ti26Ni21 합금 분리막(두께: 0.5 mm)의 수소 투과량은 3 bar, 450℃ 조건에서 5.36mL/min/㎠였다. 또한 수소/이산화탄소, 수소/일산화탄소 및 수소/이산화탄소/일산화탄소를 공급한 투과실험에서 V53Ti26Ni21 합금 분리막의 수소 투과량은 각각 4.46, 5.20, 3.91mL/min/㎠였다. 따라서, 수소/이산화탄소, 수소/일산화탄소 및 수소/이산화탄소/일산화탄소 혼합가스를 각각 공급할 때 투과량은 온도와 압력에 상관없이 수소 분압 감소만큼 감소하였고 모든 경우 Sievert 법칙을 잘 만족시켰다. 투과 후 분리막의 XRD 결과로부터 V53Ti26Ni21 합금 분리막은 여러 혼합가스에 대해 안정성과 내구성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.