Well-defined methacrylate based amphiphilic block copolymers (BCs) used as additives to fabricate poly(vinylidene fluoride) (PVDF) UF membranes, where the amphiphilic BC additives hydrophilically altered PVDF with PPEGMA block segment by strong interaction with the other PMMA block segment, which reduced water resistance to the PVDF polymer solution during phase separation. FT-IR and XPS studies showed carbonyl groups of BCs in the PVDF membranes. Obtained membranes showed porous surface layer and finger-like pore structures on the sublayers, of which sizes were increased with the increase of BC contents. Obtained membranes showed MWCO with 100K PEO and the best water flux was achieved in the PVDF membrane with BC/LiCl additive and improved the anti-fouling property for BSA protein.

Development of forward osmosis (FO) membranes with high salt selectivity is a essential issue to realize the FO technology. To improve salt selectivity of the FO membrane, a polyamide thin film composite FO membrane was fabricated by the interfacial polymerization method using aromatic hydrocarbon organic solvents on polyacrylonitrile (PAN) supports. The aromatic hydrocarbon organic solvent accelerated amine diffusion rate toward the organic phase and the subsequent reaction, which can improve membrane performance by fabricating a thin and highly dense basal PA layer. As a result, the prepared FO membrane showed ~1.7 times higher flux and ~4.5 times higher salt selectivity compared to HTI-CTA commercial membrane with 1.0 M NaCl draw solution and DI water feed solution in FO mode.

We report on the fabrication of a high performance reverse osmosis membrane based on a hydrophilic polyacrylonitrile support via an aromatic solvent-assisted interfacial polymerization process. The use of aromatic solvent (toluene or xylene) produced the membranes with unprecedentedly high NaCl rejection (~99.9%) and superior water flux, outperforming both the control membrane prepared using a conventional aliphatic solvent (n-hexane) and commercial membranes. The membranes fabricated using toluene or xylene had roof-like structures covering a thin and highly dense polyamide (PA) layer, which was induced by enhanced amine diffusion and the extended miscible layer resulting from the increased miscibility of aromatic solvent with water. The high performance of the membranes is attributed to thin and highly cross-linked basal PA layer.

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.

본 연구에서는 제올라이트 4A 분리막((주)파인텍)에서의 물과 알코올(메탄올, 에탄올, IPA, 부탄올)의 1성분, 2성분 그리고 3성분 투과증발 특성을 실험 및 모형을 통해 분석하였다. 다양한 온도 및 농도 조건 실험을 통해 제올라이트 4A 분리막이 알코올로 부터 물을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였으며, 이때 분리계수는 각각 물/메탄올 150 이상, 물/에탄올 3,000 이상, 물/IPA 1,500 이상, 물/부탄올 1,500 이상이었다. Generalized Maxwell Stefan 모형 및 Dusty Gas 모형을 이용하여 단일성분 및 혼합물의 투과증발 거동을 모사하였으며, Genetic Algorithm을 이용한 상수추정을 통하여 비지지체의 흡착 및 확산 상수를 구하였다.

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.

본 연구는 황소개구리의 성별 및 성숙도, 시기에 따른 먹이원 및 포식 습성을 확인하기 위해 2014년 4월부터 9월까지 경상남도 창녕군 가항늪에서 진행하였다. 황소개구리 먹이원은 위 절제술을 통해 위에서 직접 수집하였으며, 위 내용물을 종 수준까지 동정하였다. 연구결과, 황소개구리는 크고 무거운 개체일수록 많은 양의 먹이를 포식하는 것으로 나타났으나, 성별 및 성숙도에 따른 포식량은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 연구기간 동안 황소개구리의 먹이원은 곤충강(개체 수 평균 비율 65.5%)이 가장 높은 비중을 차지하였고, 그 다음으로는 갑각강(13.5%), 복족강(7.9%) 순으로 나타났다. 황소개구리는 곤충강의 물자라(Muljarus japonicus)를 가장 많이 포식한 것으로 확인되었으며, 박새(Parus major), 등줄쥐(Apodemus agrarius), 땃쥐(Crocidura lasiura) 등도 황소개구리의 먹이원으로 나타났다. 황소개구리는 습지생태계의 교란에 직접적인 영향을 미치며, 이러한 결과들은 환경부 생태교란 생물로 지정되어 있는 황소개구리가 습지생태계에 미치는 영향을 확인하는데 중요한 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 (주)파인텍에서 제조한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발 실험을 수행하였다. 분리막을 투과한 기체분자들은 액체질소트랩을 이용하여 포집하였으며, 기체크로마토그래피(TCD)를 이 용하여 혼합물의 조성을 분석하였다. 실험을 통해 물과 메탄올(분리계수 최대 250 이상), 물과 부탄올(분리계수 최대 1,500 이상)의 혼합물에서 선택적으로 물을 분리하는 것을 확인하였다. GMS (generalized Maxwell Stefan) 이론을 적용하여 2성분 계의 투과증발 거동을 모사하였으며, 상수추정을 통하여 제올라이트 비지지체의 흡착상수 및 확산상수를 구하였다. 제올라이 트 4A 분리막의 경우 기공의 크기가 물보다는 크고, 메탄올, 부탄올 보다는 작기 때문에, 알코올로부터 물을 분리시키는 공정 에 적용시킬 수 있다. 바이오 에탄올 분리, 부탄올 분리, 막반응기, 하이브리드 반응-탈수 공정 등에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

In this paper, uniaxial tensile tests of ETFE films with three kinds of thicknesses(100, 200, 250μm) and two kinds of directions(machine direction & transverse direction) are performed and the tensile strength, the tensile strain at break and the Young’s modulus of ETFE films are compared for two kinds of specimen types(2 & 5). It could be figured out that there are no significant difference between tensile strengths of two specimen types but the tensile strain at break and the Young’s modulus of ETFE films are affected by the specimen types. And it is concluded that the uniaxial tensile test of specimen type 2 are more reliable than that of specimen type 5.

이산화탄소를 이용한 메탄올 합성반응과정에서 생성되는 물, 메탄올, 부탄올로 이루어진 혼합용액에서 제올라이트 분리막을 이용하여 물을 분리시키기 위해 투과증발실험을 진행하였다. 투과증발실험에서 사용된 분리막은 ㈜파인텍에서 합성된 제올라이트 분리막을 공급받아 사용하였다. 투과증발실험에서는 물을 분리하는 성능을 확인하기 위해 가스크로마토그래피 등의 실험장비와 성능지표 를 나타내는 계산식들을 사용하였다. 실험을 통해 물과 메탄올(분리계수 최대 250 이상), 물과 부탄올(분리계수 최대 1500 이상)의 혼합물에서 선택적으로 물 을 분리하는 것을 확인하였다. GMS (Generalized Maxwell Stefan) 이론을 적용 하여 2성분계의 투과증발 거동을 모사하였으며, 상수추정(parameter estimation) 을 통하여 제올라이트 비지지체의 흡착상수 및 확산상수를 구하였다.

A series of amphiphilic block copolymers consisting of hydrophobic poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(polyethylene glycol methyl ether methacrylate) (PPEGEMA) were synthesized by Cu based ATRP and utilized as an additive to prepare asymmetric ultrafiltration (UF) membranes by non-solvent induced phase separation (NIPS) with PVDF. Obtained PVDF based UF membranes gave in-situ hydrophilic surfaces on the hydrophobic PVDF matrix because of strong compatibility PMMA block segment to PVDF and the hydrophilicty of PPEGMA block segment to the non-solvent (water), which showed improved water flux in comparison to neat PVDF UF membrane.

Amine functionalized polysulfone (PSf) based ultrafiltration (UF) membranes were prepared by non-solvent induction phase separation method (NIPS) with reactive PSf (matrix) and polyehtyleneimine (PEI) (additive), where PEI was reacted in dope solution to give surface modified PSf-UF membrane. Unreacted PEI might be worked as a forming agent during NIPS, however it was not much affected to the pore structures. Obtained membranes showed enhanced hydrophilic property on the membrane, which increased the water flux without loss of the rejection rate of PEO (100 K).

The highly performing polyamide (PA) thin film composite (TFC) reverse osmosis (RO) membrane was prepared using the commercialized porous polyolefin (PO) membrane as a support. The PO-supported TFC (PO-TFC) membrane was fabricated via a conventional interfacial polymerization process. The highly permselective PA layer was formed by optimizing membrane fabrication parameters such as monomer/additive composition and post-treatment. The uniform pore structure and high surface porosity of the PO support are beneficial for improving the membrane permselectivity. As a result, the prepared PO-TFC membrane showed ~30% higher water flux and ~0.4% higher NaCl rejection compared to a commercial RO membrane. In addition, the PO-TFC membrane exhibited excellent mechanical properties and organic solvent resistance.

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.

CCS is not a recent issue. Efforts to reduce carbon dioxide since the 1990s have been around the world, and the carbon dioxide emitted from post-combustion flue-gases is still enormous. Membrane technology also has been widely considered as a good candidate to enrichment of CO2, but it has not been verified about the remarkable advantages compare to the other technologies; such as amine scrubbing or physical adsorption. Numerous membranes for CO2 separation with high selectivity and permeance have been developed, but the membrane process for those applications are much less. The industrial technology to concentrate and store the carbon source has not been proved enough for its massive emission and engineering issue. Moreover, membrane technology lacks database for large scale processes. In this talk, the membrane process for CCS industry will be introduced. The considerable factors for industrial application of membrane technology will be also announced.

국내 항공 교통량은 매년 4.9∼9.9% 상승률을 보이며 꾸준히 증가하고 있는 가운데, 공항 포장의 중요성 또한 날로 높아지고 있다. 현재 국내 건설된 공항포장은 국외의 공항포장 설계법을 기반으로 설계되고 있는데, 이는 국내의 지역적, 환경적 영향을 충분히 반영하지 못해 포장파손이 빈번히 발생되고 있다. 이에 본 연구에서는 인천국제공항 3단계 건설사업 계류장에 변형률 및 온도 계측기를 설치하여, 각 환경요인에 따른 공항 콘크리트 슬래브의 거동 분석을 수행하였다. 공항 콘크리트 슬래브의 위치별, 깊이별 거동 계측을 위해 슬래브의 Corner, Mid-Edge, Center 위치에 각각 5개 깊이로 정적변형률계를 설치하였으며, 슬래브 내부의 깊이별 온도 측정을 위해 Center 위치에 5개 깊이로 온도계를 설치하였다. 계측 데이터는 영점조정 및 보정을 거치고, 온도와 습도의 복합적인 영향으로 발생하는 변형률인 Real Strain과 습도의 영향만으로 발생하는 변형률인 Shrinkage Strain으로 분류되어 10분 단위로 수집되고 있다. 수집된 데이터를 바탕으로 분석을 수행한 결과, Real Strain은 온도의 영향을 지배적으로 받아 단기적으로는 온도의 일변화에 따라 Curling 거동을 반복하고, 장기적으로는 계절 온도 변화에 따라 수평방향으로 수축·팽창하는 거동을 반복하는 것으로 확인되었다. Shrinkage Strain은 건조수축의 영향을 받아 거동을 하는데, 초기에는 상부가 수축하고 하부가 팽창하는 부등건조수축이 발생하여 Upward Curling 거동이 확인되고, 일정 시점이 지난 이후부터는 하부에서도 건조수축이 발생하여 수평방향으로 수축하는 거동이 확인되었다.

목적: 조절력이 충분한 20대 젊은 성인에게 멀티포컬 소프트 콘택트렌즈를 착용 시켰을 시 컴퓨터 모니터 기반의 환경에서 조절 및 안구운동 반응의 변화와 stray light 영향에 대해서 알아보고자 하였다. 방법: 평균 연령 21.39±2.05세이고, 평균 굴절오류가 –2.36±1.86 D인 젊은 성인 31명을 대상으로 단초점 소프트 콘택트렌즈와 멀티포컬 소프트 콘택트렌즈(Low Add. +0.75 to +1.25 D)를 각각 하루 6시간 이상씩 2주간 착용 시킨 후, 시력의 질적 측면을 정밀 분석하기 위해서 Optec 6500Ⓡ Vision Tester를 사용한 원·근거리 시력/원·근거리 대비감도검사와 C-quant를 사용하여 stray light 검사를 진행 하였고, 1시간 동안의 동영상 시청으로 근거리 시각 활동 부담을 유도시킨 상태에서 개방형 자동안굴절력계(N-vision K5001)를 이용해 원(4m)/근거리(40cm)에서 조절반응 검사를 한 후 HTS(Home Vision Therapy System) 컴퓨터 소프트웨어 프로그램을 이용하여 단안 조절용이성/동향운동/이향운동 검사를 진행하였다. 추가적으로 조절 근점과 폭주 근점 검사를 진행하였다. 결과: 원/근거리 시력은 단초점과 멀티포컬 모두에서 1.0 이상으로 나타났다. 원거리 대비 감도는 멀티포컬이 주파수별 검사항목 모두에서 상대적으로 낮았으며 고주파수로 갈수록 그 차이 값이 증가하였다. 근거리 대비감도는 1.5 cpd, 3 cpd는 더 낮게 측정된 반면 6 cpd와 12 cpd, 18 cpd 는 더 높게 측정되었으나 원·근거리 대비감도에서 모두 통계적 유 의성은 없었다. Stray light 값은 단초점보다 멀티포컬에서 통계적으로 유의하게 증가하였다 (t=-2.86, p=0.005**). 1시간 근거리 작업 후에 2.5 D 조절자극에 대한 조절반응은 멀티포 컬이 단초점에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다(t=-5.92, p=0.000***). HTS프로그램을 이용한 단안조절용이성 검사는 단초점보다 멀티포컬을 착용하였을 때 유의하게 증가하였다 (t=-2.31, p=0.024*). 이향운동 검사에서 양성융합버전스는 멀티포컬 착용 시가 단초점 착용 시 보다 증가하는 경향을 보였으나 통계적 유의성은 없었고 음성 융합버전스도 두 렌즈 간에 유의한 차이가 없었다. 조절 근점은 단초점보다 멀티포컬착용 시 유의하게 짧아졌다 (t=3.18p=0.002**). 결론: 동시보기 멀티포컬 소프트 콘택트렌즈를 2주 동안 6시간 이상씩 착용하는 적응기간을 가졌다고 하더라도 원용부로 들어오는 상에 대한 억제가 충분히 이루어지지 않아 대비 감도감소와 stray light의 증가를 통해 시력의 질에 영향을 미쳐 조절반응을 추가적으로 유발시킨 것으로 사료된다. 따라서 조절력이 충분한 20대 성인이 멀티포컬 콘택트렌즈를 착용 할 경우 최소 2주 이상의 적응 기간이 필요할 것으로 사료된다.

In this study, we present a unique surface modification method for a water desalination membrane to control the surface fouling via titanium dioxide (TiO2) nanopillar pattern imprinting. The patterned membranes showed significantly improved fouling resistance for both organic protein and bacterial foulants compared to the nonpatterned membranes. The hydrophilicity of TiO2 used as a pattern material affects the improvement of chemical antifouling resistance of the membrane. Fouling behavior was also interpreted in terms of the topographical effect depending on the relative size of foulants to the pattern dimension. Moreover, the computational fluid dynamics simulation intimates that the overall and local shear stress enhancement on the patterned surface could affect the foulant deposition behavior on the membrane.

We report on a unique fabrication technique, DSC for high performance PA TFC RO membranes. DSC allows the simultaneous and continuous spreading of two reactive monomer solutions to create an unsupported PA layer, which is then adhered onto a porous support to form a membrane. DSC facilitates the characterization of the PA layer structure by easily isolating it. The DSC-PA layer exhibits a thinner and smoother structure with a more wettable and less negatively charged surface than one prepared via conventional interfacial polymerization (IP). DSC enables the formation of an extremely thin (~9 nm) and dense PA layer using a very low MPD concentration, which is not feasible by conventional IP. Importantly, the DSC-assembled membrane shows the excellent water flux and NaCl rejection, exceeding both the IP control and commercial RO membranes.