Ni–Cr–Al metal-foam-supported catalysts for steam methane reforming (SMR) are manufactured by applying a catalytic Ni/Al2O3 sol–gel coating to powder alloyed metallic foam. The structure, microstructure, mechanical stability, and hydrogen yield efficiency of the obtained catalysts are evaluated. The structural and microstructural characteristics show that the catalyst is well coated on the open-pore Ni–Cr–Al foam without cracks or spallation. The measured compressive yield strengths are 2–3 MPa at room temperature and 1.5–2.2 MPa at 750oC regardless of sample size. The specimens exhibit a weight loss of up to 9–10% at elevated temperature owing to the spallation of the Ni/Al2O3 catalyst. However, the metal-foam-supported catalyst appears to have higher mechanical stability than ceramic pellet catalysts. In SMR simulations tests, a methane conversion ratio of up to 96% is obtained with a high hydrogen yield efficiency of 82%.

Cognitive impairment is considered to be key research topics in the field of neurodegenerative diseases and in understanding of learning and memory. In the present study, we investigated neuroprotective effects of Schisandra chinensis (SC) and Ribes fasciculatum (RF) extracts in hydrogen peroxide-induced neuronal cell death in vitro and scopolamine-induced cognitive impairment in Sprague Dawley® (SD) rat in vivo. Apoptotic cell death in neuroblastic PC12 cell line was induced by hydrogen peroxide for 1 hour at 100 μM. However, mixture of SC and RF treatment prevented peroxide induced PC12 cell death with no neurotoxic effects. For in vivo experiment, the effect of SC and RF extracts on scopolamine-induced cognitive impairment in SD rat was evaluated by spontaneous alternation behavior in Y-Maze test. After 30 min scopolamine injection, the scopolamine-induced rats presented significantly decreased % spontaneous alteration and acetylcholine level, compared to non-induced group. However, treatment of SC+RF extracts rescued the reduced % spontaneous alteration with acetylcholine concentration from hippocampus in scopolamineinduced rats. These results suggested that mixture of SC and RF extract may be a potential natural therapeutic agent for the prevention of cognitive impairment.

The Fe-22wt.%Cr-6wt.%Al foams were fabricated via the powder alloying process in this study. The structural characteristics, microstructure, and mechanical properties of Fe-Cr-Al foams with different average pore sizes were investigated. Result of the structural analysis shows that the average pore sizes were measured as 474 μm (450 foam) and 1220 μm (1200 foam). Regardless of the pore size, Fe-Cr-Al foams had a Weaire-Phelan bubble structure, and α-ferrite was the major constituent phase. Tensile and compressive tests were conducted with an initial strain rate of 10−3 /s. Tensile yield strengths were 3.4 MPa (450 foam) and 1.4 MPa (1200 foam). Note that the total elongation of 1200 foam was higher than that of 450 foam. Furthermore, their compressive yield strengths were 2.5 MPa (450 foam) and 1.1 MPa (1200 foam), respectively. Different compressive deformation behaviors according to the pore sizes of the Fe-Cr-Al foams were characterized: strain hardening for the 450 foam and constant flow stress after a slight stress drop for the 1200 foam. The effect of structural characteristics on the mechanical properties was also discussed.

보호지역에서 적절한 보전과 관리를 수행하기 위해서는 기초 정보의 확보는 필수적이다. 뿐만 아니라 각각의 조사결 과를 비교하여 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 비교 가능한 정보 확보를 위해 7개의 격자를 설정하고 정밀조사를 수행하였다. 총 16회의 조사를 통해 127과 408속 716종 10아종 88변종 16품종 830분류군이 정리되었다. 중점조사지역 6번에서 가장 많은 487분류군이 조사되었고 다음으로는 중점조사지역 4번에서 457분류군이 조사되었다. 환경부 지정 멸종위기야생식물은 6분류군이 조사되었고 관찰종으로 1분류군이 조사되었다. 한국고유종으로는 총 23분류군이 조사 되었다. 식물구계학적특정식물은 Ⅴ등급이 15분류군, Ⅳ등급이 27분류군, Ⅲ등급이 38분류군, Ⅱ등급이 31분류군 그리고 Ⅰ등급이 19분류군이 정리되었고 중점조사지역 6번에서 가장 많은 70분류군이 관찰되었다. 귀화식물은 총 58분류군이 조사되었고 중점조사지역 6번에서 가장 많은 35분류군이 조사되었다. 동강유역생태･경관보전지역은 지역 적인 규모에서 뿐만 아니라 국가적인 규모에서 식물다양성을 유지하고 보전하는데 있어서 중요성이 높다고 평가되었다.

국내에서 오래 전부터 오미자와 칠해목은 약용식물로 이용해져 왔다. 오미자의 경우 생리활성 물질인 lignan을 통하여 여러가지 효능들이 연구를 통하여 알려졌으나, 칠해목의 경우 항염증과 관련된 연구가 진행되었을 뿐, 산화 스트레스와 관련된 연구는 미비한 실정이었다. 이에 본 연구에서는 오미자․칠해목의 추출혼합물을 이용하여, 과산화수소로 산화 스트레스가 유도된 SH-SY5Y 신경세포에서의 보호 효과를 알아보고자 하였다. 과산화수소의 처리 농도의 경우, 신경세포 독성 실험을 통하여 100 μM의 농도를 본 연구에 사용하였다. 또한, 오미자와 칠해목 추출물은 SH-SY5Y 신경세포에서 세포 독성이 없음을 실험을 통해 확인하였으며, 과산화수소를 이용한 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 30% 에탄올 추출물 50 μg/mL의 농도에서 각각의 추출물에서 가장 높은 보호 효과를 확인할 수 있었다. 이에 오미자․칠해목 추출혼합물의 최적 효능 비율을 알아보기 위해서 각각의 추출물을 다양한 수율로써 6:4, 7:3, 8:2의 비율로 신경세포 보호 활성을 확인한 결과, 오미자와 칠해목 7:3의 비율과 50 μg/mL의 농도에서 가장 높은 신경세포 보호효과가 나왔으며, 이에 본 연구에서 오미자․칠해목 추출혼합물의 최적의 비율과 처리 농도로 사용하였다. Annexin V와 PI를 이용한 SH-SY5Y 신경 세포의 세포사멸을 확인해 본 결과에서도 오지마․칠해목 추출혼합물은 SH-SY5Y 신경세포의 세포사멸를 억제시키는 것을 확인할 수 있었다. 이에 본 연구에서는 오미자․칠해목 추출혼합물이 과산화수소로 유도된 산화적 스트레스에서 SH- SY5Y 신경세포에서 보호 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었지만, 그에 대한 메카니즘에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 차후 연구에서는 오미자․칠해목 추출혼합물의 산화 스트레스에 대한 정확한 기전을 파악하기 위하여 In vitro와 In-vivo에서의 후속적 연구가 필요하다고 사료된다.

본 연구의 목적은 스마트 헬스케어를 위해 접촉식 직물전극의 구조가 심장활동 신호 획득에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 심장활동 신호 측정을 위하여 전극의 크기와 구성방식을 조작한 6종의 접촉식 직물전극을 컴퓨터 자수 방식으로 구현하였고, 이를 가슴밴드에 부착하여 응용형 리드 II(modified Lead II) 방식으로 심장활동 신호를 검출하였다. 건강한 신체의 남성 4명을 대상으로 서서 정지한 자세에서 각 직물전극을 사용하여 심장활동 신호를 검출하였으며, 모든 유형의 전극에 걸쳐 4회씩 반복측정 하였다. 심장활동 신호의 수집을 위해 BIOPAC ECG100 장비를 사용하여 1 ㎑로 샘플링하였으며, 검출된 원 신호를 대역통과 필터를 사용하여 필터링하였다. 직물전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능을 비교하기 위하여 신호의 파형과 크기를 파라미터로 하여 정성적 분석을 실시하였고, 각 전극을 통하여 획득된 심장활동 신호의 SPR(signal power ratio)을 산출함으로써 정량적 분석을 실시하였다. 산출된 SPR 값을 대상으로 하여 비모수 통계분석 방식의 차이검정과 사후검정을 실시함으로써 6개 전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능 차이를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과 접촉식 직물전극의 구조에 따라 심장활동 신호의 품질에는 정성적, 정량적 측면에 걸쳐 모두 주요한 차이가 있는 것이 고찰되었다. 접촉식 직물전극의 구성 측면에 있어서는 입체전극이 평면전극에 비해 더 우수한 품질의 신호가 검출되는 것으로 나타났다. 한편 3가지 전극 크기에 따른 심장활동 신호 획득의 유의한 성능 차이는 발견되지 않았다. 이러한 결과는 심장활동 신호 획득을 위한 접촉식 직물전극 구조의 두 가지 요건 중 구성방식(평면/입체)이 웨어러블 헬스케어를 위한 심장활동 신호 획득의 성능에 주요한 영향을 미치는 것을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 직물전극이 일체형으로 통합된 의복형 플랫폼을 구현하고 성능 고도화 방안을 연구함으로써, 시공간의 제약 없이 고품질의 심장활동 모니터링이 가능한 스마트 의류 기술을 개발하고자 한다.

웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 충족하는 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지 로 제작하였고, 이를 토대로 다음의 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다. 첫째, 굴곡이 없는 평평한 상태에서의 웨어러블 광섬유 직물을 1㎝간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도를 측정하였다. 둘째, 인체 부위 중 입체적 굴곡이 발생하는 팔뚝 부위에 가로 방향으로 웨어러블 광섬유 직물을 배치하고 1㎝ 간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도값을 측정하였다. 그 결과 직조(weaving) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 5.23cd/㎡, 최소 2.74cd/㎡, 평균 3.56cd/㎡, 표준편차 1.11cd/㎡로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 7.92cd/㎡, 최소 2.37cd/㎡, 평균 4.42cd/㎡, 표준편차 2.16cd/㎡로 나타났다. 또한 자수(computer embroidery) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 7.56cd/㎡, 최소 3.84cd/㎡, 평균 5.13cd/㎡, 표준편차 1.04cd/㎡로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 9.62cd/㎡, 최소 3.63cd/㎡, 평균 6.13cd/㎡ 표준편차 2.26cd/㎡ 나타났다. 즉, 자수(computer embroidery) 타입의 경우가 직조(weaving) 타입의 경우에 비해 더 높은 발광 효과를 보였는데 이는 자수(computer embroidery) 타입의 세부 구조가 배면 소재로 인해 빛의 손실을 줄일 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 두 타입 모두에서 팔뚝 부위의 휘도가 평평한 상태에 비해 각각 124%, 119%로 나타나, 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광 효과가 우수하게 나타남을 알 수 있었다. 이는 빛의 파동설을 정의한 호이겐스의 원리(Huygens’ principle), 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(θ)의 크기에 커지면 이와 비례하여 빛의 세기도 커진다는 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리 (Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)와 일치하는 결과이다.

Porous metals demonstrate not only excessively low densities, but also novel physical, thermal, mechanical, electrical, and acoustic properties. Thus, porous metals exhibit exceptional performance, which are useful for diesel particulate filters, heat exchangers, and noise absorbers. In this study, SUS316L foam with 90% porosity and 3,000 μm pore size is successfully manufactured using the electrostatic powder coating (ESPC) process. The mean size of SUS316L powders is approximately 12.33 μm. The pore properties are evaluated using SEM and Archimedes. As the quantity of powder coating increases, pore size decreases from 2,881 to 1,356 μm. Moreover, the strut thickness and apparent density increase from 423.7 to 898.3 μm and from 0.278 to 0.840 g/cm3, respectively. It demonstrates that pore properties of SUS316L powder porous metal are controllable by template type and quantity of powder coating.

The microstructural evolution and modulation of mechanical properties were investigated for a Ti65Fe35 hypereutectic alloy by addition of Bi53In47 eutectic alloys. The microstructure of these alloys changed with the additional Bi- In elements from a typical dendrite-eutectic composite to a bimodal eutectic structure with primary dendrite phases. In particular, the primary dendrite phase changed from a TiFe intermetallic compound into a β-Ti solid solution despite their higher Fe content. Compressive tests at room temperature demonstrated that the yield strength slightly decreased but the plasticity evidently increased with an increasing Bi-In content, which led to the formation of a bimodal eutectic structure (β-Ti/TiFe + β- Ti/BiIn containing phase). Furthermore, the (Ti65Fe35)95(Bi53In47)5 alloy exhibited optimized mechanical properties with high strength (1319MPa) and reasonable plasticity (14.2%). The results of this study indicate that the transition of the eutectic structure, the type of primary phases and the supersaturation in the β-Ti phase are crucial factors for controlling the mechanical properties of the ultrafine dendrite-eutectic composites.

Mill scale, an iron waste, was used to separate magnetite particles for the adsorption of phosphate from aqueous solution. Mill scale has a layered structure composed of wustite (FeO), magnetite (Fe3O4), and hematite (Fe2O3). Because magnetite shows the highest magnetic property among these iron oxides, it can be easily separated from the crushed mill scale particles. Several techniques were employed to characterize the separated particles. Mill scale-derived magnetite particles exhibited a strong uptake affinity to phosphate in a wide pH range of 3-7, with the maximum adsorptive removal of 100%, at the dosage of 1 g/L, pH 3-5. Langmuir isotherm model well described the equilibrium data, exhibiting maximum adsorption capacities for phosphate up to 4.95 and 8.79 mg/g at 298 and 308 K, respectively. From continuous operation of the packed-bed column reactor operated with different EBCT (empty bed contact time) and adsorbent particle size, the breakthrough of phosphate started after 8-22 days of operation. After regeneration of the column reactor with 0.1N NaOH solution, 95-98% of adsorbed phosphate could be detached from the column reactor.

본 연구에서는 전산유체해석 기법을 이용하여 대용량 막여과 설비 유닛의 유량불균등 현상을 분석하고 이를 해결할 수 있는 개선방안을 도출하고자 하였다.

본 연구에서는 공급수의 Blending 및 ERD 적용을 통해 역삼투 공정의 소비전력량을 비교 분석하였다.

In this study, we report the microstructure and the high-temperature oxidation behavior of Fe-Ni alloys by spark plasma sintering. Structural characterization is performed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The oxidation behavior of Fe-Ni alloys is studied by means of a high-temperature oxidation test at 1000oC in air. The effect of Ni content of Fe-Ni alloys on the microstructure and on the oxidation characteristics is investigated in detail. In the case of Fe-2Ni and Fe-5Ni alloys, the microstructure is a ferrite (α) phase with body centered cubic (BCC) structure, and the microstructure of Fe-10Ni and Fe-20Ni alloys is considered to be a massive martensite (α’) phase with the same BCC structure as that of the ferrite phase. As the Ni content increases, the micro-Vickers hardness of the alloys also increases. It can also be seen that the oxidation resistance is improved by decreasing the thickness of the oxide film.

Fecralloy coating layer with large surface area is suitable for use as a filter media for efficient removal of hot gaseous pollutants exhausted from combustion processes. For uniform preparation of a Fecralloy coating layer with large surface area and strong adhesion to substrate, electrospray coating and thermal treatment processes are experimentally optimized in this study. A nano-colloidal solution with 0.05 wt% Fecralloy nanoparticles is successfully prepared. Optimized electrospraying conditions are experimentally discovered to prepare a uniform coating layer of Fecralloy nanocolloidal solution on a substrate. Drying the electrospray coated Fecralloy nano-colloidal solution layer at 120oC and subsequent heating at 600oC are the best post-treatment for enhancing the adhesion force and surface roughness of the Fecralloy coating layer on a substrate. An electrospray coating system, consisting of several multi-groove nozzles, is also experimentally confirmed as a reasonable device for uniform coating of Fecralloy nano-colloid on a large area substrate

Curcumin is a natural polyphenolic phytochemical, which has a number of potential benefits in biological activities. However, curcumin has extremely low water solubility and low bioavailability, which makes it difficult to incorporate into many food products. In this study, we investigated the effects of biopolymer emulsifier type and environmental stress on the physical stability of nanoemulsions containing curcumin. Nanoemulsion containing curcumin stabilized by sodium caseinate (SC), whey protein isolate (WPI), modified starch (MS), and gum arabic (GA) were prepared using microfludizer. The droplet size of nanoemulsions decreased significantly from 1028 nm to 169 nm as emulsifier concentration increased (p<0.05). The optimum concentration of emulsifiers for stable curcumin nanoemulsions were determined to be 1% of SC and 1% of WPI, respectively. The storage study showed that the nanoemulsions were physically stable for 5 weeks at 25oC. In addition, nanoemulsions were physically stable against heat, freeze-thaw, pH, and NaCl solution. However, extensive droplet aggregation occurred in protein-stabilized nanoemulsions at CaCl2 solution, which was attributed to hydrophobic interaction between droplets.

본 연구에서는 SWRO공정의 Feed Dilution에 따른 SWRO Permeate Flow의 민감도 분석 및 Hybrid Module Design을 통한 개선방안을 검토하였다.