본 연구에서는 산 폐수에서 효율적인 산-금속이온 분리를 위한 전기투석 공정에 적용할 수 있는 1가 이온에 대한 높은 선택성을 가진 양이온 교환막의 제조에 관한 연구를 수행하였다. 설폰산기를 가진 sodium 4-vinylbenzenesulfonate (NaSS), 포스폰산기를 가진 vinylphosphonic acid (VPA) 단량체 및 가교제를 비대칭 구조의 다공성 지지체에 충진하고 in-situ 광중합을 통해 세공충진 양이온 교환막을 제조하였다. 제조된 세공충진 양이온 교환막은 상용막 대비 이온교환용량이 다소 낮았으나 실제 응용에 적합한 수준의 전기적 저항 및 기계적 물성을 나타내었다. 다양한 NaSS:VPA 몰 비율로 제조된 세공충진 양이온 교환막과 상용막(CSE, Astom, Japan)의 H+/Fe2+ 혼합용액에서의 선택투과도를 측정한 결과 NaSS:VPA = 25:75 조건에서 가장 우수한 선택투과도를 확인하였으며 이는 상용막 대비 10 이상 높은 값이었다. 또한 최적 조건의 제조막 을 이용한 H+/Fe2+ 혼합용액의 전기투석 결과 상용막 대비 우수한 산-금속 이온 분리 성능을 확인할 수 있었다. 이온전도성이 우수한 설폰산기와 금속이온에 대한 결합력이 강한 포스폰산을 함께 도입한 양이온 교환막은 Fe2+ 이외에도 산 폐액으로부터 다양한 유가 금속이온을 분리하는 데 효과적일 것으로 기대된다.

막 축전식 탈염 공정(membrane capacitive deionization, MCDI)은 이온교환막을 다공성 전극과 함께 사용하여 탈 염 효율을 향상시킬 수 있는 CDI 공정의 변형이다. 이온교환막은 MCDI의 성능에 큰 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 본 연구에서는 MCDI의 탈염 효율을 크게 향상시킬 수 있는 이온교환막의 최적 제조 인자를 도출하고자 하였다. 이를 위해 PE 다공성 필름의 세공에 단량체를 충진하고 in-situ 광중합을 진행하여 세공충진 이온교환막(pore-filled ion-exchange membranes, PFIEMs)을 제조하였다. 실험 결과, 제조된 PFIEMs은 다양한 탈염 및 에너지 변환 공정에 적용할 수 있는 수준의 우 수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한, MCDI 성능과 막 특성 인자와의 상관성 분석을 통해 막의 가교도를 제어하여 막 의 전기적 저항이 충분히 낮은 범위에서 이온 선택 투과성을 최대화하는 것이 MCDI의 성능 향상을 위해 가장 바람직한 막 제조 조건이라는 결론을 얻었다.

환경설계를 통한 범죄예방은 건축설계나 도시계획 등 도시공간에서 발생하는 범죄를 유발시키는 물리적인 환경요인의 개선을 통해서 범죄가 발생할 기회를 줄이고 도시민에게 범죄에 대한 두려움을 덜 느끼게 하고 안전감을 유지하게 하는 기법이다. 본 연구에서는 이러한 도시의 물리적 환경요인과 범죄와의 관계를 분석하여 범죄발생에 취약한 지역을 추출하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 먼저 살인, 강도, 강간, 절도, 폭력의 5대 범죄건수와 물리적 환경요인을 각각 종속변수와 독립변수로 두고 다중회귀선형분석을 수행하여 범죄취약지 추출을 위한 가중치로 산정하였다. 산정된 가중치를 적용하여 도시지역의 범죄취약지를 추출하였으며, 도시지역을 중심으로 한 실험을 통해서 좁은 도로폭과 가건물은 살인 및 폭력 범죄발생에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 도로폭이 좁고 시선사각지대가 많을 때에는 강도와 강간범죄가 많이 발생하고 주위에 가건물과 비포장도로 가 있을 때에는 절도 범죄가 많이 발생하는 것을 알 수 있었다.

Recently, many efforts to enhance separation performance of the reverse osmosis (RO) membranes have been made. Among them, the post treatment with organic solvent, so called solvent activation, has been recognized as an effective method to improve membrane performance. However, solvent activation enhances water flux along with the loss of NaCl rejection. Furthermore, there have been no clear mechanisms and reliable criteria of the solvent activation effects. In this study, we demonstrate that a new type of organic solvent, benzyl alcohol, can effectively activate the RO membrane to significantly enhance water permeation without deteriorating NaCl. Based on this results, we elucidate the underlying solvent activation mechanism and propose a reliable indicator of the solvent activation effect.

Growing demands for reducing energy consumption have raised interest to design advanced materials for thin film composite (TFC) desalination membranes with high permselectivity and low fouling. Here, we synthesized a star-shaped polymer as a new building block material, which can be assembled into selective layer of the TFC membrane via a facile interfacial polymerization (IP). Star polymer with compact globular structure and high density amine functional groups enabled to fabricate higher permselectivity and lower fouling propensity membrane compared to commercial membranes. In addition, star polymer assembled TFC membrane can function as either nanofiltration or reverse osmosis membrane by simply adjusting IP process conditions, which cannot feasible in conventional materials, demonstrating remarkable versatility of our star polymer.

폴리아마이드 역삼투 분리막은 우수한 분리성능(염제거율, 수투과도)으로 인해, 해수담수화 공정의 핵심소재로 널리 사용되어오고 있다. 하지만, 해수내 존재하는 오염원에 의해 막표면이 오염(파울링)되어 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있어, 분리막의 내오염성을 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어져 왔다. 기존 연구는 주로 분리막 표면을 화학적으로 개질하는 방식에 의존하였으나, 장기간 내오염성이 유지되지 못하는 단점을 가지고 있다. 최근 분리막의 표면구조를 제어하여 내오염 특성을 부여하려는 연구가 시도되어 왔다. 본 연구에서는 새로운 분리막 표면구조 제어기술을 활용하여, 내오염특성이 우수한 생체의 표면구조를 모사한 역삼투 분리막을 제조하고, 우수한 내오염성을 구현하였다.

Polydimethylsiloxane (PDMS) membranes were fabricated using a new class of UV-curable PDMS (UV-PDMS) and conventional heat-curable PDMS (Heat-PDMS) materials for n-butanol recovery. In addition, mixed matrix membranes (MMMs) were prepared using silicalite-1 particles as a additive to improve the recovery efficiency of n-butanol. To understand the structure-performance relationship, the surface/cross-sectional morphology and roughness of the PDMS membranes and MMMs were characterized using SEM and AFM, respectively. Consequently, when 20 % of silicalite-1 particles was loaded, the UV-curable MMM exhibited 58 % increased flux with similar separation factor compared to the heat-curable MMM, which is attributed to enlarged the effective membrane surface area resulting from its unique morphology.

본 연구에서는 서리태 발효추출물의 모발보호효과를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 화학적 산화를 통해 손상된 모발을 준비한 뒤 서리태 발효추출물을 처리하였을 때 모발의 형태학적 특성, 인장강도, 구성성분의 변화를 분석하여 비교하였다. 그 결과 모발에 산화제를 처리하였을 때, 표피의 큐티클 층이 손상되고 모발의 인 장강도가 14.32 ± 0.83 g/cm2에서 12.32 ± 0.79 g/cm2로 감소되었음을 확인하였다. FT-IR 분석결과 산화 제를 처리한 모발은 버진 헤어에 비하여 1,077, 1,041, 801 cm-1에 해당하는 피크가 증가하였으며, 이를 통해 케라틴 단백질 간의 이황화 결합에 필수적인 시스테인이 산화되는 것을 확인하였다. 반면, 손상된 모발에 서리태 발효추출물을 처리한 경우에는 표피의 큐티클 층의 틈이 메워지고, 인장강도가 14.27 ± 0.96 g/cm2로 회복되 었으며, 모발의 성분 중 시스테인의 산화물 비율이 감소하는 것으로 분석되었다. 이러한 결과들을 통해 발효 서 리태 추출물은 산화제에 의해 손상된 모발의 보호 소재로 연구될 가치가 있는 것으로 기대된다.