세균은 분리막, 식품 포장 필름 및 바이오 의료 기기와 같은 다양한 미생물 막의 표면 위에서 자란다. 미생물 막 의 성장은 엑소폴리사카라이드의 복잡한 구조 형성과 밀접한 관련이 있다. 미생물 막이 항균제의 대량 수송의 어려움으로 성 장하게 될 경우 항균효과는 급격하게 감소한다. 항균 활동을 활성화하기 위해서 막의 표면은 살균 특성이 있는 기능성 물질 들로 변형, 코팅 또는 고정한다. 한 가지 아이디어는 막 표면에 양전하 이온을 도입하는 것이다. 양전하 이온인 4차 암모늄 그룹의 존재는 마그네슘이나 칼슘같이 세균 세포벽에 존재하는 2가 금속이온을 대체할 수 있다. 세포막 파괴의 효능은 표면 환경에서 사용 가능한 작용제들의 이동성에 달려있다. 이 리뷰에서는 4차 암모늄 그룹, 헬라민(helamine), 쌍성이온(zwitter ion)과 같이 여러 살생물제를 포함하고 있는 막들을 다룬다.

세계적인 에너지 수요의 증가는 통제할 수 없는 환경 오염을 야기하고 있다. 화석 연료에 대한 수요와 그로 인한 탄소 배출이 지구 온난화와 기후 변화로 이어진 것이다. 핵에너지는 청정 에너지를 생산하는 대체 자원이지만 핵연료 채굴은 유해한 화학물질과 관련이 있다. 반면에 막 분리 과정을 통해 바닷물에서 중요 광물을 채굴하는 것은 효율적이며 친환경적이 다. 분리와 흡착을 통해 해수로부터 주요 광물을 채굴하는 것은 또 다른 효율적인 과정이다. 희토류 원소에서 악티늄족을 회 수하는 것은 매우 어렵고 고비용의 과정이다. 압력 기반 막 분리 과정은 친환경적일 뿐만 아니라 경제적으로 실현가능한 과 정이기도 하다. 본 리뷰에서 다루는 막 공정에는 폴리에테르 설폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미독신 및 하이브리드 막 이 있다. 또한 흡착 공정의 경우, 주로 아미독심 종류의 흡착제가 논의될 것이다.

일상적인 화학제품들의 사용량이 증가함에 따라 사용되었던 염료 폐기물 처리 또한 중요한 환경 적인 문제로 대두되었다. 이러한 염료폐기물은 광촉매를 이용하여 분해시킬 수 있는데, 졸-겔 기술을 활용 하면 매우 비용 효율적으로 광촉매를 합성할 수 있다. 졸-겔 기술은 나노스케일의 막 형성에도 상당히 유 용하며 간단하게 다층구조를 형성할 수도 있다. 본 연구에서는 다양한 염료 분해에 효과가 있는 산화아연 (ZnO) 이용하여 다중 회전도포 방법으로 다층구조(3층, 5층)를 가진 ZnO 막을 형성하였다. 성능비교를 위해 단일 회전도포 방법에 의한 단층구조를 가진 ZnO 막을 대조군으로 준비하였다. X선 회절분석기 및 에너지 분산 X선 분광계를 이용하여 ZnO의 구조 및 원소분석을 수행하였고, 주사전자현미경을 통해 나노 선같은 표면형상을 관찰할 수 있었다. 추가적으로 UV-Vis 분광광도계를 활용하여 자외선의 흡수도를 측정 하였다. 5층구조를 가진 ZnO 막이 단층 구조를 가진 ZnO 막에 비해 모의 메틸렌 블루를 49% 더 많이 분해하였다. 결론적으로, 다층구조를 가진 ZnO 는 메틸렌블루 염료를 더욱 효과적으로 분해하는 광촉매로 써 유용하다는 알 수 있었다.

본 연구에서는 낮은 막 저항을 가지는 알칼리 수전해 시스템 적용을 위한 격리막 제조를 위하여 PPS (Polyphenylene sulfide)를 지지체로 사용하고 Polysulfone과 무기물 첨가제를 이용하여 격리막을 제조한 뒤, 지지체의 두께와 다공도에 대한 영향을 분석하였다. 지지체로 사용된 PPS 펠트를 온도(100°C, 150°C, 200°C)와 압력(1톤, 2톤, 3톤, 5톤)의 변수를 두어 압축을 진행 하여 두께를 조절하고자 하였으며, 무기입자로서 친수성이 높고 내알칼리성이 뛰어난 BaTiO3와 ZrO2를 사용하여 polysulfone과 함께 슬러리를 제조하고 압축한 PPS 펠트 위에 캐스팅하여 다공성 격리막을 제조할 수 있었다. 전자주사현미경(SEM)을 통해 압축 조건에 따른 분리막의 모폴로지 변화를 확인하고, 기공도를 계산하였으며, 압축 조건이 증가할수록 두께와 기공도가 감소하는 경향을 확인하였다. 수전해용 격리막으로서 사용이 가능한지를 확인하기 위하여 다양한 특성 평가를 진행하였다. 기계적강도를 측정한 결과 압축 조건(온도와 압력)이 증가할수록 인장강도가 점차 증가하는 경향을 확인하였다. 최종적으로 내알칼리성 테스트 를 통하여 제조한 다공성 격리막이 우수한 내알칼리성을 가지는 것을 확인하였고, I-V 테스트를 통하여 100°C와 150°C 조건에서 압축된 막들이 기존의 압축하지 않은 막보다 낮은 전압을 가지며 성능이 향상되었다는 것을 확인하였다.

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 막은 내구성 및 열적⋅화학적 안정성 등의 물성은 우수하나 소수성이 커서 수투과도가 낮고 단백질 및 유기물에 의한 막오염이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 PVDF 막의 내오염성을 개선시키고자 바이오 기능성 물질인 β-cyclodextrin (β-CD)을 PVDF 막 구조 내에 분산 함침시킨 PVDF/β-CD 혼합기질 비대칭막을 상변환 법을 통해 제조하고, β-CD 함침량에 따른 순수 투과 유속(PWF) 측정과 BSA 용액을 대상으로 한 막여과 실험을 수행하여 내오염성 특성을 평가하였다. 이 결과 PVDF 고분자 매질 내에 β-CD를 함침시키면 막의 친수성을 증가시켜 접촉각을 감소시키고 이로 인해 내오염성을 향상시킬 수 있었다. β-CD 함침량이 2 wt%인 도프용액을 사용하여 제조된 PVDF/β-CD 혼합 기질 비대칭막의 PWF는 64 L/m2⋅h, BSA 배제도는 95%를 나타내었으며, β-CD를 첨가하지 않고 제조된 pristine PVDF 막에 비해 투과 유속 향상성이 최대 80%에 달해 β-CD를 첨가시킴으로서 PVDF 막의 내오염성을 증가시킬 수 있었다.

In this study, chemically enhanced steam cleaning(CESC) was applied as a novel and efficient method for the control of organic and inorganic fouling in ceramic membrane filtration. The constant filtration regression model and the resistance in series model(RISM) were used to investigate the membrane fouling mechanisms. For total filtration, the coefficient of determination(R2) with an approximate value of 1 was obtained in the intermediate blocking model which is considered as the dominant contamination mechanism. In addition, most of the coefficient values showed similar values and this means that the complex fouling was formed during the filtration period. In the RISM, Rc/Rf increased about 4.37 times in chemically enhanced steam cleaning compared to physical backwashing, which implies that the internal fouling resistance was converted to cake layer resistance, so that the membrane fouling hardly to be removed by physical backwashing could be efficiently removed by chemically enhanced steam cleaning. The results of flux recovery rate showed that high-temperature steam may loosen the structure of the membrane cake layer due to the increase in diffusivity and solubility of chemicals and finally enhance the cleaning effect. As a consequence, it is expected that chemically enhanced steam cleaning can drastically improve the efficiency of membrane filtration process when the characteristics of the foulant are identified.

본 연구에서는 PEBAX2533에 합성된 GO와 PEI-GO의 함량을 달리 첨가하여 혼합막을 제조하고 N2와 CO2의 투과 특성을 연구하였다. PEBAX/GO 혼합막의 N2와 CO2 투과도는 전체적으로 GO 함량이 증가할수록 감소하였고, GO 0.3 wt%에서 가장 높은 CO2/N2 선택도 58.9를 보였다. 그리고 PEBAX/PEI-GO 혼합막에서 N2 투과도는 PEI-GO 함량이 증가함에 따라 감소하였고, CO2 투과도는 PEI-GO 함량에 따라 다른 경향을 보였으며 전체적으로 PEBAX/GO 혼합막보다 더 높은 CO2/N2 선택도를 보였다. 특히 PEI-GO 0.3 wt%는 혼합막들 중 가장 높은 CO2/N2 선택도인 73.5를 보이며 Robeson upper bound 위에 위치하는 긍정적인 결과를 얻었다. 이는 본연의 GO 구조에 의한 molecular sieving channel 효과와 CO2에 친화성이 있는 GO의 구조 내에 존재하는 작용기 그리고 GO를 PEI로 개질함으로써 PEI에 결합되어 있는 amine에 의한 효과가 함께 작용했기 때문으로 생각된다.

생체 내 변화에서 효소는 중요한 촉매이다. 효소의 안정성과 재사용성은 촉매 과정에서 중요한 요소이다. 적합한 기질에 효소 고정화는 특정 미세환경의 조성을 통해 효소 활동성을 높인다. 다양한 종류의 분리막이 각각의 생체적합성과 막 표면의 친수성/소수성 조절 용이도에 따라 기질로 사용되었다. 본 논문에서는 셀룰로스, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리디메 틸실록산(PDMS), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에테르설폰(PES) 고분자 분리막이 소개되고 토의되었다. 고정화 효소를 이용한 유기오염물의 생물적 분해는 제약 회사 및 섬유 회사 등에서 발생하는 오염물질을 친환경적으로 감소할 수 있는 방법이다. 효소 고정화 생물반응기(EMBR)로 기름의 가수분해를 제어할 수 있고 이를 통해 탄소 배출량 감소 및 환경오염을 줄일 수 있다. EMBR로 만들 수 있는 바이오에탄올과 바이오디젤은 화석 연료의 대체제이다.

현재 우리 산업의 가속화된 발전으로 인해 다양하고 많은 양의 오염이 만들어지기 시작하고 있다. 특히 폐수의 경우 석유, 금속 및 유기물로 오염되는 강과 바다가 늘고 있으며, 빠른 조치가 필요해 보인다. 이러한 오염에 대응하기 위해 폐수에서 분리막을 이용한 깨끗한 물의 여과가 비용적으로 유리하고 친환경적인 기술로 떠오르고 있다. 재생 자원으로 만들 어진 막여과 기법들이 환경오염의 원인 중 하나인 합성고분자 분리막들을 대체하기 위해 많이 사용되고 있다. 박테리아 셀룰 로오스(Bacterial Cellulose / BC)는 순수하고 뚜렷한 형태의 셀룰로오스 나노섬유(Cellulose nanofibrils / CNF)이다. CNF에서 제조된 나노페이퍼는 각기 다른 용도로 한외여과막과 나노여과막으로 사용된다. BC의 높은 결정성으로 인해 폐수 처리 막의 필수 기준인 우수한 기계적 성질을 가질 수 있다. 본 리뷰 논문에서는 염료, 오일 및 중금속 등 폐수의 오염물질들을 걸러내기 위해 사용될 수 있는 BC 기반 분리막들에 대해 논의한다.

음이온 교환막은 수소를 생산할 수 있는 수전해와 수소 연료를 사용하여 전기 에너지를 사용할 수 있는 연료전지 시스템에 사용될 수 있다. 음이온 교환막은 알칼라인 조건에서 수산화 이온(OH-) 전도를 기반으로 작동한다. 하지만, 음이온 교환막은 상대적으로 낮은 이온 전도도와 알칼라인 안정성을 보이기 때문에 아직 수전해 및 연료전지에 상용화되는 데 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해서는 고분자 구조를 합리적으로 설계하여 새로운 음이온 교환막 소재를 개발하는 것이 필수적이다. 특히, 고분자의 물성, 이온전도도, 그리고 알칼라인 안정성이 우수하게 유지될 수 있도록 고분자 구조 및 합성 방법 등을 제어하여 한다. 음이온 교환막 중에서 Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) 기반의 소재는 상용화 되어 접근이 용이하다. 또한, 다른 고분자에 비해 상대적으로 기계적인 특성 및 화학적 안정성이 높아 음이온 교환막 개발에 자주 사용되고 있다. 본 총설에서는 음이온 교환막에서 사용되는 PPO 기반의 고분자 소재 개발 전략 및 특성에 대해서 소개하고자 한다.

목적: 본 연구에서는 40세 이상 한국 성인에서 망막전막(황반부) 따른 심혈관계질환과의 위험요인을 알아보고자 하였다. 방법 : 국민건강영양조사 제7기(2016~2018년) 조사대상자의 건강설문조사와 안과 검진을 받은 40세 이상을 대상으로 망막앞막(황반부)과 관련 있는 심혈관계질환 및 나이과 성별, 체질량지수, 사회학적 요인인 월평균 가구 총소득, 교육수준, 현재흡연율, 월간음주율을 보정하여 로지스틱 회귀분석을 수행하였으며 유의수준은 0.050 미 만으로 하였다. 결과 : 40세 이상 망막앞막(황반부) 유병률은 7.94%(527명)로 남자 3.31%(220명), 여자 4.62%(307명)로 나타났다. 나이에 따른 망막앞막(황반부)은 나이가 1살 많아질 때 교차비가(OR) 1.095배로 높아지고(p<0.001), 고혈압 있는 사람이 고혈압 없는 사람에 비해 망막앞막에 대한 교차비(OR)가 1.268배로 유의한 차이가 있었다 (p=0.024). 결론 : 망막앞막(황반부)과 심혈관계질환과의 관계에서 사회학적인 요인을 보정한 후 통계적으로 유의한 관련 성은 나이와 고혈압으로 확인되었지만, 뇌졸중과 심근경색, 협심증은 유의미한 연관성을 확인할 수 없었다. 이는 40세 이상의 성인이고 고혈압이 있는 사람에게 안검사 및 굴절검사를 진행 할 경우, 망막에 관련된 검사를 할 필요가 있을 것으로 예상 하고 추후 다양한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

K0.5Bi0.5TiO3 (KBT) thin films were prepared by sol-gel processing for future use in piezoelectric generators. It is believed that the annealing temperature of films plays an important role in the output performance of piezoelectric generators. KBT films prepared on Ni substrates were annealed at 500 ~ 700 oC. Tetragonal KBT films were formed after annealing process. As the annealing temperature increased, the grain size of KBT films increased. KBT thin films show piezoelectric constant (d33) from 23 to 41 pC/N. The increase of grain size in KBT films brought about output voltage and current in the KBT generators. Also, the increase in the displacement of specimens during bending test resulted in increases in output voltage and current. Although KBT generators showed lower output power than those of generators prepared using NBT films, as reported previously, the KBT films prepared by sol-gel method show applicability as piezoelectric thin films for lead-free nanogenerators, along with NBT films.