PURPOSES: In this study, alkali-activated blast-furnace slag (AABFS) was investigated to determine its capacity to absorb carbon dioxide and to demonstrate the feasibility of its use as an alternative to ordinary Portland cement (OPC). In addition, this study was performed to evaluate the influence of the alkali-activator concentration on the absorption capacity and physicochemical characteristics. METHODS: To determine the characteristics of the AABFS as a function of the activator concentration, blast-furnace slag was activated by using calcium hydroxide at mass ratios ranging from 6 to 24%. The AABFS pastes were used to evaluate the carbon dioxide absorption capacity and rate, while the OPC paste was tested under the same conditions for comparison. The changes in the surface morphology and chemical composition before and after the carbon dioxide absorption were analyzed by using SEM and XRF. RESULTS: At an activator concentration of 24%, the AABFS absorbed approximately 42g of carbon dioxide per mass of paste. Meanwhile, the amount of carbon dioxide absorbed onto the OPC was minimal at the same activator concentration, indicating that the AABFS actively absorbed carbon dioxide as a result of the carbonation reaction on its surface. However, the carbon dioxide absorption capacity and rate decreased as the activator concentration increased, because a high concentration of the activator promoted a hydration reaction and formed a dense internal structure, which was confirmed by SEM analysis. The results of the XRF analyses showed that the CaO ratio increased after the carbon dioxide absorption. CONCLUSIONS : The experimental results confirmed that the AABFS was capable of absorbing large amounts of carbon dioxide, suggesting that it can be used as a dry absorbent for carbon capture and sequestration and as a feasible alternative to OPC. In the formation of AABFS, the activator concentration affected the hydration reaction and changed the surface and internal structure, resulting in changes to the carbon dioxide absorption capacity and rate. Accordingly, the activator ratio should be carefully selected to enhance not only the carbon capture capacity but also the physicochemical characteristics of the geopolymer.

본 연구는 차나무(Camellia sinensis L.)와 동백나무(C.japonica L.), 제주지역의 주요 과수작물인 귤나무(Citrus unshiu M.) 잎을 대상으로 엽록소형광과 CO2 흡수능을 비교 분석하여 탄소흡수원으로서의 가치를 평가하고자하였다. 차나무의 CO2 고정율은 같은 과의 동백나무보다 높고 과수작물인 귤나무와 유사하였다. 기공전도도 (gs)는 3종 모두 새벽에는 높고 이후 저녁 시간까지 계속하여 감소하였다. 엽육 내 CO2 농도 (Ci)는 3종 모두 새벽(06:00)에 높고 낮에 감소하였다가 저녁에 다시 증가하는 경향을 보였으며, 잎의 증산율 (E)은 낮 시간에 높아졌다가 저녁에 감소하였다. 차나무에서 광계II의 광화학적 효율(Fv/Fm)은 낮시간에 다소 낮아졌다가 저녁에 다시 증가하는 양상을 보였다. 이러한 낮시간의 Fv/Fm 감소는 광억제의 결과로 보이며 그 감소폭이 동백나무보다 적어 빛이나 고온 등에 내성을 가지고 있음을 알 수 있다. 엽면적당 활성상태의 반응중심의 상대적 밀도를 의미하는 RC/CS는 3종 모두 낮시간에 감소하였다. ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC와 DIo/RC는 차나무와 동백나무에서 낮시간에 증가하였으며, 귤나무에서도 낮시간에 증가하였으나 유의성이 없는 것으로 나타났다. 일동화율은 차나무가 320.1 mmol m-2 d-1로 가장 높았으며, 귤나무와 동백나무는 각각 292.5 mmol m-2 d-1와 244.8 mmol m-2 d-1로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 차나무는 광합성율이 높고 낮 시간의 광억제도 낮을 뿐만 아니라, 귤나무보다 수분요구량이 낮고 수분이용효율은 높아 탄소흡수원으로서 유용한 작물수종인 것으로 보인다.

본 연구는 자생 벌개미취를 이용하여 다양한 토양에 오염된 중금속의 정화 가능성을 분석하기 위하여 시행되었다. 중금속으로 오염된 논, 밭 및 수림지에 벌개미취를 식재하여 8주간 재배한 후 생육 및 중금속 흡수능을 분석하였다. 벌개미취는 중금속으로 오염된 논, 밭 및 수림지에서 8주 동안 재배한 결과 벌개미취는 중금속 오염 토양에서도 생육이 우수한 것으로 나타나 중금속 내성이 있는 것으로 생각되었다. 또한 중금속에 오염된 다양한 토양에서 벌개미취가 흡수한 비소, 카드뮴, 구리, 납 및 아연의 함량을 분석한 결과, 벌개미취는 5종의 중금속을 모두 흡수하는 것으로 나타났으나, 토양 내 중금속의 함량 및 토성에 따라 흡수능이 각기 다르게 나타났다. 비소, 카드뮴 및 구리의 경우에는 토양 내 중금속 함량에 영향을 많이 받는 것으로 나타났으며, 토양 내 중금속의 함량이 높을수록 흡수능이 증가되었다. 납은 토양 내 중금속의 함량 보다는 토성에 의하여 흡수능이 달라지는 경향을 보였으며, 사질토인 수림지에서 흡수능이 가장 증가되었다. 아연의 흡수능은 토양 내 아연의 함량과 토성이 모두 영향을 미쳤는데, 고농도의 중금속으로 오염된 논과 밭에서 재배하였을 때 아연의 흡수능이 증가하는 것으로 나타났다. 연구의 결과, 벌개미취는 중금속에 대한 내성이 있으며, 다양한 중금속에 대한 흡수능이 우수하므로 중금속으로 오염된 여러 종류의 토양에 적용 가능한 경관식물 소재로 이용할 수 있을 것으로 생각되었다.

본 연구에서는 입자 크기 뿐만 아니라 베지클 멤브레인의 변형도를 조절할 수 있는 에토좀을 통해 약물의 경피흡수능을 향상시킬 수 있는 새로운 접근을 소개한다. 이를 위해 신규 육모효능성분인 Triaminodil을 포집한 에토좀을 제조하였고 입자 제조 후 추가적인 에너지를 가함으로써 입자의 크기를 조절하였다. 광산란법, 투과전자현미경, 멤브레인 변형도 측정 등을 통해 입자의 변형도가 입자 크기에 의존하는 것을 확인하였다. 또한 in vitro 피부흡수시험과 전임상 성장기 유도평가를 통해 베지클 멤브레인의 변형도가 Triaminodil의 피부 전달효능에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 담지 된 약물의 전달효능을 극대화 시킬 수 있는 최적 크기의 전달체 영역이 존재함을 확인하였고 이는 입자의 크기와 멤브레인 특성에 큰 영향을 받기 때문에 전달체를 설계하는데 있어 이 두 가지 요인을 고려해야 한다.