본 연구의 목적은 In-DEBS (In-situ Demonstration of Engineered Barrier System) 시험장치에 대한 설계안을 도출하고, 현장실증용 공학적방벽재의 생산을 위한 최적 제작조건을 도출하는 것이다. 이와 관련하여 그간 한국원자력연구원에서 수행한 실증실험 수행경험과 문헌분석 그리고 선진핵주기 고준위폐기물처분시스템(AKRS)을 근거로 시험장치를 설계하였다. 또한 처분용기와 벤토나이트 완충재는 시험제작을 통해 최적의 제작조건을 도출하였고, 예비 성능평가를 통해 제작된 공학적방벽재의 성능을 검증하였다. In-DEBS 현장시험을 위해서 AKRS의 1/2.3 규모로 설계하였으며, 고른 온도분포의 핵연료 모사를 위하여 설계 전력량 4.2 kW의 알루미늄 재질 몰드히터를 사용하였다. 한편 In-DEBS에 사용될 공학규모 이상의 균질 완충재 블록을 제작하기 위해 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 재하 및 냉간등방압프레스(CIP; Cold Isostatic Press) 기법을 국내 최초로 완충재 제작에 적용하였다. 연구결과 AKRS 완충재 블록 제한요건(건조밀도 › 1.6 kg·cm-3)을 충족하기 위해서는 1차로 40 MPa 이상의 플롯팅 다이 프레스 압력을 가하고, 2차로 50 MPa의 CIP 압력이 소요됨을 확인하였다. 또한 완충재 블록 내 센서설치를 위하여 CNC (Computer Numerical Control) 기법을 이용하여 센서위치를 정교하게 성형하였다

본 연구는 3개의 운전변수(압력, 공기량, 운전시간)를 실험 설계하고 마이크로 버블의 종말부상 속도(Terminal rise velocity)를 반응 값으로 하여 예측식 모델과 최적 조건을 수립하였다. 다항식 회귀분석을 통해 펌프의 압력(X1) 4.5bar, 공기량(X2) 3.3L/min 그리고 운전시간(X3)이 2.2min에서 종말상승속도(Terminal rise velocity)에 대한 최적값인 5.14 cm/min (85.7㎛/sec)을 얻었다. 또한, 레이저 입자계수 측정장치를 이용하여 2~5㎛ 및 25~50㎛ 영역에서의 가장 높은 마이크로버블 직경크기 분포를 확인하였다.

본 실험에서는 대청호에서 발생한 남조류를 대상으로 SiC(Silicon carbide) 평막의 최적 운전조건을 도출하고자 하였다. 이를 위해 원수 농도에 따른 투과플럭스, 응집제 주입 조건, Air scrubbing 조건, 역세척(Backwashing) 유량 및 시간, 여과 및 역세척 시간, 응집제 종류 및 주입 농도 등에 대해 안정적으로 운전이 가능한 최적 조건을 도출하였다. 특히, 저농도의 응집제 주입에도 음전하를 띄는 조류 입자들과 전기적으로 중화를 일으켜서 생성된 미세 플럭들이 SiC 평막의 막표면에서 투수성을 증가시킨 것으로 사료된다. 이를 통해 도출된 설계인자로 제작한 Pilot Plant를 조류 제거시 적용하고자 한다. 본 연구는 환경부의 “환경정책기반공공기술개발사업”으로 지원받은 과제입니다.

목적: 스마트 안경은 안경과 웨어러블 전자기기의 효과적인 융합을 잘 보여주는 어플리케이션이다. 스마 트 안경의 더 발전한 형태로, 전압에 의해 능동적으로 변색되는 안경의 제조도 가능할 것으로 기대된다. 따라서, 졸-겔 법에 의한 전기 변색 박막의 제조 과정에서 퍼콜레이션(percolation) 이론을 도입하여, 최적의 aging 조건을 찾아 전기 변색 코팅 박막 제조의 토대가 되고자 한다. 방법: 졸-겔 법을 이용하여 육 염화 텅스텐과 에탄올을 혼합하여 전기 변색 용액을 제조하였다. Aging에 따른 용액의 특성을 분석하고, ITO glass위에 전기 변색 박막을 코팅한 후, 리튬이온 기반 전해질을 이용하여 전기 변색 특성을 확인하였다. 결과: 졸-겔법으로 제조된 전기 변색 용액은 aging에 따라 텅스텐과 산소의 결합이 달라지며, 이것을 적 외선 분광법으로 분석하였다. WO3/ITO glass의 가시광선 전 영역의 광 투과도(시감 투과도)를 측정한 결과, aging에 따라 변색효율의 차이를 보였다. 또한, percolation이 충분히 진행되기 전 샘플의 경우, 광 투과도 가 착색 시 43.0 %, 탈색 시 63.6 %로 1.10의 가장 높은 광밀도를 보였다. 또한, aging이 충분히 진행된 후의 샘플은 착색 시 광 차단 효과가 좋은 결과값을 보였다. 결론: 졸-겔 법에 의해 제조된 변색 용액으로 전기 변색 유리를 제작하였을 때, 용액의 aging에 따라 광 학적 특성이 달라짐을 확인하였다. 긴 시간 aging하는 경우, 변색 효율을 가늠하는 광밀도가 감소하였다. 따라서, 변색효율이 좋은 렌즈가 필요한 경우, percolation 임계 점 이하의 aging 시간이 짧은 용액을 사용 하는 것이 좋으며, 진한 착색이 필요한 광학 샘플이 필요한 경우는 긴 시간 에이징한 용액으로 코팅막을 제 조하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 이러한 코팅 박막에 대한 기초 조건의 연구가 향후 스마트 안경 등의 제작 시 참고가 될 것으로 기대된다.

본 논문에서는 페이즈필드 설계법 기반의 피로 제약 조건 구조물의 위상최적설계를 수행하였다. 페이즈필드 설계법의 도입으로 기존의 위상최적설계법에서 발생하기 쉬운 중간 영역의 크기를 크게 감소시켰다. 수정된 upper bound P-norm의 도입으로 모든 지점의 응력 성분을 고려하면서, 전역적 응력값이 국부적 최대 응력값과 근사한 값을 가질 수 있도록 설정하였다. 또한 기존의 피로 파괴 제약 조건 위상최적설계에서 다루지 않았던 응력 수정 계수에 대한 고려를 위하여 위상최적설계 결과물의 1차 주응력 성분을 고려하여 응력 수정 계수를 도입하고 이에 따라 허용 응력 진폭 값을 수정 하였다. 이를 통하여 인장 응력으로 인한 내구 한도 감소 요인을 반영한 체계적인 설계 방안을 제시하였다.

유전분석을 위해서, CTAB buffer를 이용하여 가시나무류 4종의 genomic DNA를 분리하였다. CTAB buffer를 이용하여 분리한 genomic DNA의 순도는 Edward buffer를 이용했을 때보다 더 높게 나타났다. 가시나무(Q. myrsinaefolia)로부터적정 순도 gDNA는 2% CTAB에 0, 1 또는 2% PVP가 첨가된 buffer를 이용했을 때 얻어졌다. 종가시나무(Q. glauca)로부터 1% CTAB buffer와 1% PVP를 첨가한 buffer를 이 용하여 얻은 gDNA 순도는 1.84±0.02(A260/280)였다. 참가시나무(Q. salicina)의 적정순도 gDNA는 2% CTAB와 1 또는 5% PVP가 첨가된 buffer를 이용하여 분리할 수 있었다. 2% CTAB와 2% PVP가 첨가된 buffer를 이용했을 때, 졸가시나무(Q. phillyraeoides)의 gDNA의 순도는 1.85±0.01(A260/280)였다. 18개 의 RAPD primer를 사용하여 PCR을 수행하였을 때, 가시나무에서는 15개 primer에 의해 53개의 다형질 DNA가 발견되었다. 종가시나무에서는 11개의 primer에 의해 40개의 다형질 DNA가 나타났다. 참가시나무의 경우 16개의 primer에 의해 50개의 증폭된 DNA밴드를 확인 할 수 있었다. 졸가시나무에서 14의 primer가 증폭반응을 일으켰고, 53개의 다형질 DNA가 나타났다. 이 결과들은 가시나무류의 유전분석에 이용할 수 있다.

본 연구는 표고균사체 발효 적하수오 열수 최적 추출조건 탐색을 목적으로 수행하였으며, 표고균사로 배양된 하수오의 독립변수로는 독립변수(Xi)로서 추출온도(X1), 추출시간(X2) 및 시료에 대한 용매비(X3)에 대한 실험범위를 설정하여 각각을 5단계로 부호화하였고 중심합성계획에 따라 16구로 설정하여 추출하였다. 또한 이들 독립변수에 영향을 받을 종속변수(Yn)로는 고형분 함량(Y1) 및 당도(Y2), TPC (total polyphenol contents, Y3), TFC (total flavonoid contents, Y4), ABTS cation radical scavenging activity (Y5), DPPH radical scavenging activity (Y6)으로 하였다. 고용분 함량 최대값과 최소값은 각각 31.99%와 16.84%로 나타났다. 이를 회귀분석한 결과 고형분 함량에 대한 모델식의 R2은 0.867로 나타났다. 당도는 7번(8 hrs, 85℃, 67 mg/mL)과 15번(6 hrs, 70℃, 100 mg/mL)시험구에서 3.0 brix로 다른 시험구에 비하여 높은 함량을 보였다. 항산화물질인 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 8번 시험구(8 hrs, 85℃, 40 mg/mL)에서 총 폴리페놀 함량이 30.40 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량이 146.50 mg QE/g으로 가장 높게 나타났으며, 16가지 시험구의 항산화 활성도 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량의 결과와 같이 8번 시험구(8 hrs, 85℃, 40 mg/mL)에서 가장 높은 활성을 보였다. 이상의 결과를 참조하여 표고균사체 발효 적하수오에 대한 열수 추출조건을 최적화할 목적으로 추출온도를 95℃로 고정하고 용매비와 추출시간에 대한 종속변수들의 contour map을 superimposing하여 추출물의 특성 중 생리활성물질 함량과 생리활성을 만족시켜주는 최적조건은 91.22℃에서 39.71 mg/mL 용매비와 7.72 추출시간으로 각각 분석되었다. 본 연구는 적하수오에 표고균사체를 배양한 후 생리활성이 우수한 원료를 추출 생산하고자 최적 추출조건을 확립하기 위하여 반응표면분석법을 활용하였다. 향후 생리활성부분에 대한 추가적인 연구가 이루어진다면 더욱 완성도가 높은 표고균사체 발효 적하수오 식품개발에 가능할 것으로 사료된다.

Fish skin peptide-loaded liposomes were prepared in 100 mL and 1 L solution as lab scales, and 10 L solution as a prototype scale. The particle size and zeta potential were measured to determine the optimal conditions for the production of fish skin peptide-loaded liposome. The liposome was manufactured by the following conditions: (1) primary homogenization at 4,000 rpm, 8,000 rpm, and 12,000 rpm for 3 minutes; (2) secondary homogenization at 40 watt (W), 60 W, and 80 W for 3 minutes. From this experimental design, the optimal conditions of homogenization were selected as 4,000 rpm and 60 W. For the next step, fish peptides were prepared as the concentrations of 3, 6, and 12% at the optimum manufacturing conditions of liposome and stored at 4ºC. Particle size, polydispersion index (pdI), and zeta potential of peptide-loaded liposome were measured for its stability. Particle size increased significantly as manufacture scale and peptide concentration increased, and decreased over storage time. The zeta potential results increased as storage time increased at 10 L scale. In addition, 12% peptide showed the formation of a sediment layer after 3 weeks, and 6% peptide was considered to be the most suitable for industrial application.

The object of this paper is to examine the optimum sintering condition which have excellent mechanical properties compared to the conventional oilless bearing. It is shown that the sintering rate is the most excellent at 850°C, especially KAB-23, KAB-23G, PBF-8 specimens. With increasing the nitrogen injection rate, the apparent porosity increased gradually. In contrast, with increasing the hydrogen injection rate, the apparent porosity decreased gradually. It is shown that the apparent porosity is very useful in the range of nitrogen injection rate 2Nm 3 and hydrogen injection rate 10Nm 3 .

본 연구는 구기자 항산화 성분의 최적 추출과 항산화 활성의 변화를 모니터링 하였다. 건조 구 기자의 추출 조건은 에탄올 농도(X1, 0∼80%) 및 추출 시간(X2, 1∼5 hr)이며, 종속변수로는 수율, 안토시 아닌, 플라보노이드 및 DPPH 라디컬 소거능으로 반응표면분석을 실시하였다. 가용성 고형분 수율, 안토시 아닌, 플라보노이드 및 DPPH 라디컬 소거능에 대한 회귀식의 R2은 각각 0.9066, 0.9859, 0.8645, 0.9464 로 1∼10%의 유의수준에서 유의성이 인정되었다. 건조 구기자 가용성 고형분 수율이 가장 높은 추출 조 건은 에탄올 농도 8.25%에서 4.22 hr 추출한 것(23.12%)으로 나타났다. 안토시아닌이 가장 높은 추출 조 건은 에탄올 농도 79.98%에서 3.06 hr 추출한 것(흡광도 1.43)으로 나타났다. 플라보노이드의 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 67.02%에서 3.37 h 추출한 것(3,100 μg/100 g)으로 나타났다. 그리고 DPPH 라디컬 소거능이 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 69.81%에서 1.67 h 추출한 것(96.93%)으로 나타났 다. 안토시아닌, 플라보노이드 및 DPPH 라디컬 소거능에 대한 등고선도를 겹쳐 그려 얻은 최적 조건(에탄 올 농도 70% 및 추출 시간 2,5 hr)으로 추출된 추출물의 안토시아닌은 1.0080(흡광도) 이었으며, 플라보 노이드 함량은 3,145 μg/100 g, 그리고 DPPH 라디컬 소거능은 97%로써 증류수로 1시간 추출한 대조구 (안토시아닌 0.4652(흡광도), 플라보노이드 1,633 μg/100 g 및 DPPH 라디컬 소거능 87%)에 비해 높은 항산화 성분 추출 및 항산화 효과를 나타내었다.

Recently, the material industry in the world has started appreciating the value of new materials that can overcome the limitation of steel material. In particular, new materials are expected to play a very important role in the future industry, demonstrating superior performance compared to steel in lightweight materials and ability to maintain in high temperature environments. Carbon materials have recently increased in value due to excellent physical properties such as high strength and ultra lightweight compared to steel. However, they have not overcome the limitation of productivity and price. The carbon materials are classified into various composites depending on the purpose of use and the performance required. Typical composites include carbon-glass, carbon-carbon, and carbon-plastic composites. Among them, carbon-carbon composite technology is a necessary technology in aviation and space, and can be manufactured with high investment cost and technology. In this paper, in order to find the optimal conditions to achieve productivity improvement and cost reduction of carbon material densification process, the correlation between each process parameters and results of densification is first analyzed. The main process parameters of the densification process are selected by analyzing the correlation results. And then a certain linear relationship between major process variables and density of carbon materials is derived by performing a regression analysis based on the historical production result data. Using the derived casualty, the optimal management range of major process variables is suggested. Effective process operation through optimal management of variables will have a great effect on productivity improvement and manufacturing cost reduction by shortening the lead time.

흰목이(Tremella fuciformis)는 전 세계적으로 약 40여종이 있으며, 아열대, 열대, 온대지방 등에서 폭넓게 분포하고 있다. 흰목이는 중국고전에서 양귀비가 즐겨먹었다고 나올 정도로 예로부터 미의 상징으로 여겨지기도 하였다. 실제로 흰목이 추출물이 세포의 멜라닌형성 억제를 유도하여 피부미백효과가 있고, UV 자극 손상으로 유발되는 주름을 예방하여 주름개선 효과를 나타낸다고 알려져 있다. 또한 흰목이는 미용에 관련 된 효과 뿐 아니라 당뇨병과 고혈압에서도 효능을 가지고 있고, 면역력을 높여주어 항암효과가 있다고 밝혀져 있다. 흰목이는 중국 사천성에서 최초로 재배했다고 기록되어 있으며, 현재는 중국과 동남아시아에서 생산되고 있다. 중국에서는 이미 흰목이 대량인공재배에 성공하였으나, 국내에서는 대량인공재배에 관한 연구가 많이 이루어지지 않고있다. 따라서 대량인공재배에 관한 연구를 하기 전 단계로, 흰목이의 표준 재 배법 확립을 위한 최적 배양조건을 구명하기 위해, 농과원에서 분양받은 흰목이 균주를 이용하여 실험을 진행하였다. 배지 종류로는 PDA, MCM, YM, CDA 등 4종류를 이용하였고, 배양실(25°C)에서 흰목이 균주의 최적 배양조건을 탐색하였다.

생강은 오랫동안 음식과 약초로 사용되어 왔다. 생강의 주요 생리활성성분으로 gingerol과 shogaol 등이 있으며 이들은 항산화와 항염 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 생강과육에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 것에 반해 껍질에 대한 연구는 전무한 실정이다. 아임계수 추출은 압력을 조절하여 끓는점과 임계점 사이에서 물을 액체상태로 유지시켜 추출하는 방법으로 gingerol과 shogaol 같은 비극성 화합물을 유기용매를 사용하지 않고 추출하는데 효율적인 추출방법이다. 본 연구의 목적은 아임계수를 이용하여 생강껍질에서 생강의 주요 생리활성성분인 6-gingerol과 6-shogaol의 최대 수율을 나타내는 최적 추출 조건을 찾는 것이다. 추출은 다양한 추출 시간(5-20분) 및 온도(110-190°C)에서 Dionex Accelerated Solvent Extractor (ASE, Model 350)를 사용하여 수행하였다. 6-gingerol과 6-shogaol은 HPLC (high performance liquid chromatography)를 이용하여 분석하였으며 항산화능은 FRAP분석법에 의해 평가되었다. 6-gingerol 함량은 110°C에서 추출 시간에 따라 증가하였지만, 130°C와 150°C에서는 증가하다 시간이 길어질수록 감소했다. 이후 온도에서는 시간에 따라 함량이 감소하여 130°C에서 10분간 추출했을 때 6-gingerol이 가장 많이 함유된 추출물을 얻을 수 있었다. 6-shogaol은 110°C에서 검출되지 않았고 130°C 이상의 온도에서 검출되기 시작했다. 6-shogaol은 130°C부터 170°C까지 추출온도와 시간이 증가할수록 함량이 증가하는 경향을 보였다. 190°C에서는 15분까지 추출시간에 따라 증가하다 20분동안 추출 시 6-shogaol의 함량이 줄어 190°C에서 15분간 추출했을 시 가장 높은 수율을 보였고 이는 메탄올을 이용하여 60°C에서 2시간동안 추출한 추출물보다 높은 수율이었다. 이는 gingerol이 열에 의해 shogaol로 전환되는 성질이 있고 온도가 증가하며 6-shogaol의 추출이 이루어지다가 열에 많이 노출될 경우 6-shogaol이 다른 형태로 분해되기 때문으로 보인다. 항산화능 역시 6-shogaol의 함량과 유사한 경향을 보였으며 추출온도와 시간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 생강껍질을 190°C의 아임계수를 이용하여 15분간 추출할 경우 6-shogaol의 수율을 최대로 하여 항산화능이 높은 추출물을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 오직 물만을 이용한 아임계수 추출을 이용해 생강의 부산물로 버려지던 생강껍질의 활용가능성을 확인하였다.

This study was carried out to extract ginsenosides in by-products from honeyed red ginseng. Response surface methodology (RSM) was used to optimize the extraction conditions. Based on D-optimal design, independent variables were ethanol (extraction solvent) concentration (30-90%, v/v), extraction temperature (25-70oC), and extraction time (5-11 h). Extraction yield (Y1) and total ginsenosides (Y2) in the extract were analyzed as dependent variables. Results found that extraction yield increased with increasing extraction temperature and time, whereas it was decreased with increasing ethanol concentration. Similar trends were found for the content of ginsenosides in the extracts, except for ethanol concentration, which was increased with increasing ethanol concentration. Regression equations derived from RSM were suggested to coincide well with the results from the experiments. The optimal extraction conditions for extraction yield and total ginsenosides were an extraction temperature of 56.94oC, ethanol concentration of 57.90%, and extraction time of 11 h. Under these conditions, extraction yield and total ginsenoside contents were predicted to be 84.52% and 9.54 mg/g, respectively.