기존의 육상 및 근해에서의 석유 생산량은 점차 감소하는 추세로 심해에서 석유 및 가스 생산량이 증가하고 있는 추세이다. 심해용 해상 생산 설비가 필수적이나 육상에 비해 설치비용이 2배이상 들어가기 때문에 설치면적당 가스처리량이 높은 기체분리막이 주목 받고 있는 상황이다. 현재 외산 분리막이 중용되고 있으며, 이를 대체할 국산화 제품 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폴리이미드계 고분자인 폴리에테르이미드 고분자를 사용하여 기체분리 막을 제조 하였으며, 투과도와 선택도를 높이기 위해 코팅제로 polyether black amide (PEBAX)를 사용하여 이산화탄소/메탄의 분리 정제 효율을 증가시키기 위한 연구를 진행하였다.

유기증기에 대한 PDMS의 단점을 보완하기 위해 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI)와 1,4-butanediol(BD)를 이용하여 poly(dimethylsiloxane)를 기초로 한 polyurethane-polysiloxanes (PU/PDMS)를 합성하였다. 그리고 poly(tetrafluoroethylene) (PTFE)를 다공성 지지체로 이용하여 복합막을 제조하여 SEM 분석으로 코팅층의 존재와 두께를 확인하였다. 증기투과실험에서 투과온도와 feed의 농도가 증가할수록 flux는 점차 증가하였고, separation factor는 이와 반대로 점차 감소하는 'trade-off'현상을 보였다. 본 연구에서의 PU/PDMS는 soft segment의 함량보다는 비교적 hard segment의 함량이 높기 때문에 투과온도의 증가에 따른 영향이 크지 않았던 것으로 사료된다. PU/PDMS막은 VOCs와 상대적으로 높은 친화도를 가지고 있기 때문에 PU/PDMS 균질막과 비교하여 복합막의 형태에서도 향상된 flux와 높은 separation factor를 나타내었다.

막을 이용한 증기투과는 유기용제 및 휘발성 유기화합물의 제거와 관련되는 환경문제와 결부되어 활발한 연구가 진행되고 있다. 막을 이용한 휘발성 유기화합물 증기의 분리는 막 재질은 높은 온도에도 견딜 수 있어야 하고 증기에 대한 화학적 저항성도 매우 좋아야 한다. 증기투과에 가장 널리 쓰이고 있는 PDMS (polydimethylsiloxane)의 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), PDMS 소프트 세그먼트를 기초로 한 polyurethane-polysiloxanes (PU/PDMS)를 합성하고 그들의 증기투과 특성을 연구하였다 각 Feed에 대한 팽윤도는 톨루엔 > 1,2-이염화에탄 > 헥산 순으로 나타났다. Feed의 농도가 증가할수록 톨루엔과 1,2-이염화에탄의 flux는 점차 증가하는 경향을 나타내었지만, 헥산은 feed의 농도가 증가하여도 flux의 변화가 나타나지 않았다. PU/PDMS 막은 VOCs와 상대적으로 높은 친화도를 가지고 있기 때문에 permeate에서의 농도는 50% 전후로 일정하게 나타났다.

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell DMFC)용 전해질 막으로 이용되는 양이온교환막의 개발에 관한 것이다. 투과증발공정에서 메탄을 Barrier로 잘 알려져 있는 Poly(vinyl alcohol)을 Base polymer로 사용하고 양이온 교환기가 포함되어 있는 Poly(acrylic acid)를 가교제로 사용하여 가교제의 함량변화에 따른 메탄을 투과도(Methanol permeability) 이온전도도(Ion conductivity) 이온교환용량(Ion exchange capacity) 함수율(Water content) 고정이온농도(Fixed ion concentration)를 통해 막 특성을 측정하였다. 메탄올 투과도와 이온전도도는 가교제인 PAA함량이 증가함에 따라 감소하다가 15%이상에서는 증가하는 경향을 보였다. 이것은 가교제의 함량증가로 인한 가교의 영향과 가교제에 포함되어 있는 친수성기의 도입으로 이와 같은 결과가 나타난다고 예상된다. 실험결과를 통해 DMFC에 적용가능성이 있는 막은 25℃ 50℃에서의 메탄을 투과도가 6.49×10-8/cm2/s 2.85×10-7/cm2/s 25℃ 50℃에서의 이온전도도가 2.66×10-3S/cm 9.16×10-3S/cm 이온교환용량이 1.32 meq/g membrane 함수율이 0.25 g H2O/g membrane 고정이온농도가 5.25 meq/g H2O인 PVA/PAA-160℃ 15% 막으로 예측된다.

막소재는 투과증발 막공정에서 메탄을 저항체로 잘 알려진 Poly(vinyl alcohol, PVA)과 술폰기가 있는 가교제 sulfo-succinic acid(SSA)를 PVA에 대해 17 wt.%로 고정시켜 제조하였다. 이에 이온교환능력을 향상시키기 위해 양이온교환기가 포함된 poly(acrylic acid, PAA)를 첨가하여 함량변화에 따라 메탄올투과도 (methanol permeability) 특성과 이온전도도(ion conductivity)를 측정하였으며, 기본적인 이온교환막의 특성인 함수율 (water content), 이온교환용량 (ion exchange capacity, IEC) 등을 측정하였다. PAA함량에 따른 메탄을 투과도와 이온전도도 결과는 SSA만을 사용했을 때 보다 전체적으로 감소하는 경향을 나타났는데 이는 PAA의 함량 증가를 통하여 가교도의 증가로 인한 자유부피감소가 카르복실기인 양이온교환기 도입 영향보다 더 크게 작용한 것으로 판단된다 이온전도도와 메탄올투과도의 결과로부터 'vehicle mechanism'이 본 실험에서 제조된 PVA/SSA/PAA막에서 더 우세한 영향을 미쳤을 것이라 사료된다.

폴리비닐알콜을 고분자계 가교제인 폴리아크릴산-말레산 공중합체를 이용하여 가교제의 농도를 변화시키면서 가교하여 막을 제조하였다. 제조한 막은 FT-IR과 수팽윤도 측정을 통하여 가교반응을 확인하였으며, 가교제 농도 증가에 따라서 수팽윤도가 감소하는 경향을 나타내었다. 고분자가교제인 폴리아크릴산-말레산 공중합체로 가교된 폴리비닐알콜 막은 글루탈알데히드로 가교된 폴리비닐알콜이나 변성 폴리비닐알콜 막에 비해서 수팽윤도가 감소하였다. 이는 고분자가교제에 의한 화학적가교와 더불어 물리적인 가교효과가 증가하여 막의 팽윤을 억제하기 때문으로 사료된다. 에탄올수용액에 대한 투과증발실험 결과 가교제의 농도가 증가할수록 선택도는 증가하며, 투과유량은 감소하는 경향을 나타내었으며, 공급액 중의 물의 농도가 증가할수록 선택도는 약간 감소하나 투과유량은 급격히 증가하고, 공급액 중의 물의 농도가 증가하여도 가소화현상이 나타나지 않는 것을 관찰하였다. 이는 고분자가교제에 의한 팽윤억제 메카니즘이 작용하기 때문으로 사료된다.

Background : Basil is well known for its use in cooking, however, the herb is also noted for its value in traditional medicine. Basil is a digestive stimulant with antimicrobial, antibacterial, anticonvulsant and anticarcinogenic properties. Basil contains high levels of phenolic acids that contribute to its strong antioxidant capacity and the substantial concentrations of rosmarinic acid, in particular, have been associated with the herb’s medicinal qualities. Rosmarinic acid is noted in the literature to be the most prevalent basil phenolic but other caffeic acid derivatives, such as chicoric acid, are also found in high concentrations. But, no previous study about other phenolic compounds accumulation except previously mentioned. Thus, the aim of this study is to explain that basil accumulates other phenolic compounds except previously mentioned. Methods and Results : 6 basil cultivars, ‘Holy’, ‘Lemon’, ‘Cinnamon’, ‘Dark Opal’, ‘Bush’ and ‘Genovese’, were grown at experimental field of Chungnam National University. These plants leaves were freeze-dried at -80℃ for 72 h and then ground into a fine powder using a mortar and pestle. 100 ㎎ of the sample was weighed into 15 ㎖ tube and 2 ㎖ of 80% (v/v) methanol was added. Next, the tube containing the powder was allowed to be sonicated for 1h at 35℃, and then centrifugation was performed at 12,000 rpm for 10 min. The supernatant was filtered with a 0.45 ㎛ PTFE syringe filter and analyzed by a Futecs model NS-4000 HPLC apparatus. 12 phenolic compounds were identified and quantitated in the different cultivar leaves of basil through comparison of retention time, spike tests and external standard calibration curves using HPLC. Gallic acid, 4-hydroxybenzoic acid, catechin hydrate, chlorogenic acid, caffeic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, benzoic acid, rutin, trans-cinnamic acid, quercetin, kaempferol were identified. Among 6 basil cultivars, ‘Dark Opal’ show the highest accumulation of phenolic compounds, particular benzoic acid (6.32 ㎎/g dry weight), rutin (1.13 ㎎/g dry weight) and 4-hydroxybenzoic acid (0.4 ㎎/g dry weight) are higher than other cultivars. Conclusion : The results presented herein provide information about variation of phenolic compounds in 6 basil cultivars, ‘Holy’, ‘Lemon’, ‘Cinnamon’, ‘Dark Opal’, ‘Bush’ and ‘Genovese’.

Background : Radish sprouts or young seedlings are important nutritional vegetables in Asian countries. In the present study, we investigated plant growth and levels of glucosinolate accumulation in radish sprouts in response to treatments with different carbon sources. Plant growth and accumulation of glucosinolates were inversely correlated in treatments with different carbon sources. Methods and Results : All the carbon sources used in this study inhibited the growth of shoot and root in radish sprouts and facilitated significantly the accumulation of glucosinolates. Seven different glucosinolate compounds were detected in radish sprouts treated with different carbon sources. The total as well as individual amounts of all the identified glucosinolates increased after treatments with different carbon sources, except for 4-methoxyglucobrassicin and glucoiberin. In particular, the supplementation of sucrose, galactose, and glucose resulted in highest glucosinolate accumulation in radish sprouts. Radish sprouts treated with sucrose showed the highest levels of total glucosinolates, which was 1.22-fold higher than that of untreated sprouts. Furthermore, sucrose treatment resulted in higher production of gluconapoleiferin, glucoerucin, glucoraphasatin, and glucobrassicin compared with that in untreated sprouts, and the treatment of galactose and glucose similarly enhanced glucosinolate production when compared with untreated sprouts. Conclusion : seven glucosinolates were identified by HPLC and great differences in glucosinolates levels were observed in radish sprouts in response to different carbon sources. The glucosinolate production was positively affected by most of the stimuli used in this study. The results presented herein provide information about optimal cultivation conditions, particularly the suitable carbon sources, that will enhance glucosinolate production in radish sprouts.

Background : Members of Amaryllidaceae family produce several alkaloids with unique structures and a variety of medicinal properties. Galantamine, in particular, is one of the alkaloids approved by the Food and Drug Administration (FDA), and the European Registration Bureau for treatment of Alzheimer’s disease. Lycoris radiata (L. radiata), belonging to the Amaryllidaceae family, is a bulbous plant containing galantamine, which exhibits selective and dominant acetylcholinesterase inhibition. In this study, metabolic profiling of L. radiata different organs was performed. Methods and Results : Galantamine in root, bulb, and leaf of L.radiata analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). The amount of galantamine in leaf is about 1.07 ± 0.17 ㎎/g and it is the higher than bulb (0.88 ± 0.01 ㎎/g) and root (0.75 ± 0.01 ㎎/g). These results are statistically significant. Six phenolics are identified in L. radiata through high performance liquid chromatography. Total amounts of phenolics are the highest in bulb. Because plant secondary metabolism is closely related to plant primary metabolism, we used GC-TOF-MS on the levels of hydrophilic low-molecular-weight molecules in the L. radiata. A total of 41 metabolites, including sugars, amino acids, organic compounds, and phenolic acids, were identified and measured, and the resulting quantitative data were subjected to principal components analysis (PCA). The results of PCA of metabolic profiles clearly showed the lack of marked variance among different organs of L. radiata. Two principal components of the score plot explained 89.4% of the total variance (component 1, 51.86%; component 2, 37.54%). Component 1 resolved the separation of leaves from the other plant parts. Conclusion : Amaryllidaceae family synthesize galantamine belonging to alkaloids. Particularly, in bulb of Lycoris radiata, galantamine contents are the highest level. Thus, bulb is very beneficial for Alzheimer’s disease because the galantamine is well known as treatment of dementia of Alzheimer type.