최근 COVID-19로 인해 증가한 급성 폐부전 중증환자 치료를 위한 인공폐 기술의 필요성이 부각되었다. 또한, 빠 르게 진행되고 있는 인구고령화는 인공장기(artificial organ, AO) 기술에 대한 높은 수요를 불가피하게 만들고 있다. 분리막은 폐, 신장, 간 및 췌장을 포함한 많은 AO 기기의 핵심 부품이다. 특히 인공폐(artificial lung, AL) 기술은 지난 50년간 빠르게 발전해왔지만, 장기부전 환자의 생존율은 50% 내외로 여전히 낮은 편이다. 현재 대부분의 AL 관련문헌은 임상결과에 집중되 어 있으며, AL 분리막의 개발연구는 매우 부족한 편이다. 이에 대한 원인 중 하나는 AL 기술이 생명공학을 포함하여 고분자 화학 및 분리공정 기술을 아우르는 융합적 기술개발을 요구하기 때문인 것으로 판단된다. 본 총설에서는 헬스케어산업에서 AL 분리막 기술의 역할과 기술개발이 필요한 난제들을 정리하였다. 특히, 분리막 소재의 혈액적합성, 분리성능, 모듈 디자인 및 공정 구성 측면에서 다양한 연구개발이 필요하다는 부분을 강조하고자 한다.

Controlling fashion waste throughout the entire product lifecycle is critical in a circular economy. This study explored the possibility of establishing a public recycling system for fashion waste. Since consumer interests and participation are essential, theoretical research, social-text analysis, and quantitative research were conducted to identify consumers’ perceptions of the public recycling of fashion waste and circular fashion. Data were collected via an online survey among women in their 20–30’s living in Korea, and 304 samples were used for data analysis. The results were as follows. First, consumers’ perceptions of recycling fashion waste were composed of recycling difficulty, the need for public recycling, and the need for EPR. Circular fashion perception comprised favor, environment protection, attractiveness, economics, quality and hygiene risks, and lack of diversity. Second, the reuse-recycle attitude and need for EPR affected the favor of all types of circular fashion products. Third, environmental concerns impacted attractiveness, and the favor significantly affected the purchase intention of all types of circular fashion products. In particular, quality and hygiene risk negatively affected the purchase intention of used-fashion products, while attractiveness positively impacted the purchase intention of upcycled-fashion products. The results implied that discussing the public recycling system of fashion waste and EPR policy is imperative. The results also showed the need to classify different types of circular fashion products, such as used, upcycled, and regenerated fashion items, to examine consumers’ perceptions. In addition, the recycling of the fashion waste scale developed in this study could be used for further research.

Environmental DNA (eDNA) can exist in both intracellular and extracellular forms in natural ecosystems. When targeting harmful cyanobacteria, extracellular eDNA indicates the presence of traces of cyanobacteria, while intracellular eDNA indicates the potential for cyanobacteria to occur. However, identifying the “actual” potential for harmful cyanobacteria to occur is difficult using the existing sediment eDNA analysis method, which uses silica beads and cannot distinguish between these two forms of eDNA. This study analyzes the applicability of a density gradient centrifugation method (Ludox method) that can selectively analyze intracellular eDNA in sediment to overcome the limitations of conventional sediment eDNA analysis. PCR was used to amplify the extracted eDNA based on the two different methods, and the relative amount of gene amplification was compared using electrophoresis and Image J application. While the conventional bead beating method uses sediment as it is to extract eDNA, it is unknown whether the mic gene amplified from eDNA exists in the cyanobacterial cell or only outside of the cell. However, since the Ludox method concentrates the intracellular eDNA of the sediment through filtration and density gradient, only the mic gene present in the cyanobacteria cells could be amplified. Furthermore, the bead beating method can analyze up to 1 g of sediment at a time, whereas the Ludox method can analyze 5 g to 30 g at a time. This gram of sediments makes it possible to search for even a small amount of mic gene that cannot be searched by conventional bead beating method. In this study, the Ludox method secured sufficient intracellular gene concentration and clearly distinguished intracellular and extracellular eDNA, enabling more accurate and detailed potential analysis. By using the Ludox method for environmental RNA expression and next-generation sequencing (NGS) of harmful cyanobacteria in the sediment, it will be possible to analyze the potential more realistically.

본 연구에서는 PEBAX 2533에 합성된 PEI-GO@ZIF-8의 함량을 달리 첨가하여 혼합막을 제조하고 N2와 CO2의 투과 특성을 연구하였다. PEBAX/PEI-GO@ZIF-8 혼합막의 N2 투과도는 PEI-GO@ZIF-8 함량이 증가함에 따라 감소하였고, CO2 투과도는 PEI-GO@ZIF-8 함량에 따라 다른 경향을 보였는데 순수 PEBAX 막에서 PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt%까지 CO2 투과도는 증가하다가 그 이후의 함량에서는 감소하였다. PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt% 혼합막은 CO2 투과도 221.9 Barrer, CO2/N2 선택도는 60.0으로, 제조된 혼합막들 중 CO2 투과도와 CO2/N2 선택도가 향상되어 가장 높은 투과 특성을 보였고 Robeson upper-bound에 도달하는 결과를 얻었다. 이는 충진물이 PEBAX 내에 고루 분산되면서 CO2와 친화적인 상호작용을 하는 GO의 -COOH, -O-, -OH 작용기와 PEI에 결합된 아민기 그리고 CO2에 대해 gate-opening 현상이 일어나는 ZIF-8의 영 향 때문이다.

The global demand for raw lithium materials is rapidly increasing, accompanied by the demand for lithiumion batteries for next-generation mobility. The batch-type method, which selectively separates and concentrates lithium from seawater rich in reserves, could be an alternative to mining, which is limited owing to low extraction rates. Therefore, research on selectively separating and concentrating lithium using an electrodialysis technique, which is reported to have a recovery rate 100 times faster than the conventional methods, is actively being conducted. In this study, a lithium ion selective membrane is prepared using lithium lanthanum titanate, an oxide-based solid electrolyte material, to extract lithium from seawater, and a large-area membrane manufacturing process is conducted to extract a large amount of lithium per unit time. Through the developed manufacturing process, a large-area membrane with a diameter of approximately 20 mm and relative density of 96% or more is manufactured. The lithium extraction behavior from seawater is predicted by measuring the ionic conductivity of the membrane through electrochemical analysis.

To investigate the anti-inflammatory activity of submerged culture using Cordyceps militaris mycelium, culture-including mycelia was extracted and lyophilized into postbiotics (hot-water extract; CM-HW). HW was fractionated into crude polysaccharide (CM-CP) by ethanol precipitation, and CM-CP was further dialyzed into CM-DCP by dialysis with running water using 12~14 kDa dialysis tube. When the cytotoxicity of subfractions against cells was assessed, no subfraction had a cytotoxic impact that was substantially different from the control groups. In an inflammatory model using LPS-stimulated RAW 264.7 cells, CM-DCP significantly decreased IL-6 and MCP-1 production levels compared to the LPS-control group. CM-DCP also inhibited IL-6 and IL-8 secretion in HaCaT keratinocytes stimulated with TNF-α and IFN-γ. In the meanwhile, the neutral sugar content and mannose ratio of anti-inflammatory CM-DCP were higher than the other fractions, and CM-DCP contained β-1,3/1,6-glucan of 216.1 mg/g. High pressure size exclusion chromatography revealed that CM-DCP contained molecules with a molecular weight range of 5.6 to 144.0 kDa. In conclusion, postbiotics of C. militaris mycelium significantly promoted anti-inflammatory activity, suggesting that neutral polysaccharides including Glc and Man contribute to the anti-inflammation in RAW 264.7 or HaCaT cells.

본 연구에서는 김치로부터 분리한 유산균 Weizmannia coagulans KK7(KCTC19023P) 균주를 이용하여 당근(Daucus carota var. sativa) 잎 추출물의 발효를 실시하고 얻은 생산물의 항염증 활성 및 성 분변화를 확인하였다. 발효에 의한 당근 잎 추출물의 성분 변화를 확인하기 위하여 고성능 액체크로마토그 래피를 이용하여 분석한 결과 발효 전과 비교하였을 때 발효 후에 플라보노이드의 일종인 루테올린 (luteolin)의 함량이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 당근 잎 추출물과 발효 당근 잎 추출물의 항 염 활성은 LPS에서 염증을 유발한 RAW 264.7 세포에서 NO (Nitric oxide) 생성 억제 효과로 확인하였 다. 발효 당근 잎 추출물을 처리하였을 때 당근 잎 추출물 처리군에 비해 NO 생성이 상대적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 발효 당근 잎 추출물 농도가 증가함에 따라 NO 생성 억제 효과도 유의적으로 증 가 하였다. Western blot을 통해 염증반응에서 NO 생합성과 관련된 효소 iNOS의 발현을 확인한 결과 발 효 당근 잎 추출물에서 단백질 발현이 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 실험 결과 로부터 미생물 발효를 통해 당근 잎의 항염 효과가 증대된다는 것을 확인할 수 있었으며 이는 식품으로 거 의 이용되지 않고 버려지는 당근 잎이 발효를 통해 새로운 식품 및 화장품 소재로 사용될 수 있음을 시사 한다.

농업 재배지 토양으로부터 auxin 생성세균 KSD16, KSD33 그리고 KSD36를 분리하였다. 분리 균주 KSD16, KSD33 그리고 KSD36 는 16S rRNA 유전자 계통분석을 통해 Arthrobacter 속으로 분류되 었다. 이들 균주는 R2A배지에 0.1% L-tryptophan를 첨가한 배지에서 28℃, 48 시간 배양한 결과, auxin 의 일종인 indole-3-acetic acid (IAA)를 204.4 mg L-1 생성하는 것으로 확인되었다. IAA 생성세균의 녹 두종자 발아에 미치는 영향을 확인한 결과, Arthrobacter 속 균주 KSD16, KSD33 그리고 KSD36 는 대조 군에 비해 뿌리길이와 발근수가 증가하였다. Arthrobacter 속 균주의 녹두 성장촉진 효과를 확인한 결과, 녹두의 발아율이 대조군보다 73.4 % 증가하는 특징을 나타내었다.

This study aimed to isolate and identify the new strains which can be utilized in fermentation process for the production of functional materials. Isolation of the new microorganism in wood vinegar, natural liquid material generated from the carbonization of various trees was studied. Marine agar medium was used for the isolation of halo-tolerant bacteria. Using a sterilized toothpick, transfer same shape colonies to agar plates and continuous cultivation of colonies at 37℃ for several days, 2 colonies were isolated. Through the 16S-based ID service, isolated strains were identified as Cytobacillus species. Verifying the industrial values of the two isolated strains, the productivities of various enzymes such as amylase, lipase, and protease were confirmed. As a result, isolated 2 strains showed amylase and protease activities which means the possibility of applying to biological processes in the food and cosmetic industries.

In this study, probiotic properties such as acid resistance, bile tolerance, intestinal adhesion and fat accumulation inhibition of lactic acid bacteria isolated from kimchi were investigated in order to develop probiotics effective anti-adipogenic effects. Among the 120 types of lactic acid bacteria isolated from kimchi, 42 types of lactic acid bacteria being to acid resistance, 35 types of lactic acid bacteria being to bile resistance, and 24 types of lactic acid bacteria being to both acid resistance and bile resistance were selected. These 24 types were tested for the intestinal adhesion ability which is an essential factor of probiotics’ function and L. rhamnosus GG was used as a positive control in this test. 10 types of lactic acid bacteria having the intestinal adhesion ability were selected. The selected 10 types of lactic acid bacteria were treated in 3T3-L1 cells and intracellular fat was stained with Oil Red O reagent to measure fat accumulation. As a result, in the group treated with lactic acid bacteria OS-15, 48, 102 and 120, fat accumulation was significantly decreased compared with the non-treated group. And the strain OS-48 showed the greatest inhibitory effect on fat accumulation. The lactic acid bacterium OS-48 was identified as Lactiplantibacillus plantarum by analysis based on 16S rRNA sequencing and was named Lactiplantibacillus plantarum OS-48. Therefore, based on the results of this study, L. plantarum OS-48 is expected to be very useful as probiotics with anti-obesity effect in the food industry such as fermented food and functional food.

본 실험에서는 무전해 도금을 통하여 Pd 및 Pd-Cu 분리막을 제조하여 수소 투과 성능을 분석하였다. 분리막의 지 지체는 α-Al2O3 세라믹 중공사를 사용하였다. Pd-Cu 분리막은 무전해 도금을 실시하였고 Pd-Cu 합금을 만들기 위하여 수소 분위기에서 500°C, 18 h 동안의 열처리 과정을 거쳤다. 그 후, Pd-Cu 분리막은 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction) 분석을 통해 합금이 형성된 것을 확인하였다. Pd 및 Pd-Cu 도금층의 두께는 SEM (Scanning Electron Microscope) 분석을 통해 각각 약 3.21, 3.72 μm으로 측정되었다. 수소 투과 성능은 수소 단일 가스, 혼합가스(H2, N2)에서 350~450°C, 1~4 bar의 범위에서 수소 투과 실험을 진행하였다. 수소 단일 가스에서 Pd 및 Pd-Cu 분리막은 450°C, 4 bar에서 최대 54.42, 67.17 ml/cm2⋅min의 flux를 가지며, 혼합가스에서는 450°C, 4 bar의 조건일 때, 각각 1308, 453의 separation factor가 나오는 것을 확인하였다.

막 분리 공정은 다양한 응용 분야에서 사용되는 중요한 기술이다. 이러한 분리 공정은 농도 구배, 압력 또는 전위 구배 등의 구동력에 의해 수행된다. 투과증발은 용액 메커니즘에 기초한 분리 과정 중 하나이다. 분리막을 투과한 쪽에서 압 력은 진공에 의해 감소되고 분리는 압력차에 의해 구동된다. 다공성 제올라이트 분리막을 통한 탈수 공정에 의해 에탄올 또 는 이소프로필 알코올과 같은 연료 및 화학 물질의 순도를 향상시킨다. 이러한 분리막들은 높은 열적, 화학적, 기계적 안정성 을 가지고 있다. 이 총설에서는 제올라이트 분리막에 의한 에탄올 회수 및 바이오 오일 탈수라는 두 개의 섹션으로 나누어 소개한다.

유기 전구체와 금속 이온, 또는 금속-옥소 클로스터 간의 규칙적 배열을 통한 종의 다양성을 장점으로 하는 금속- 유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOFs)는 에너지 사용량이 높은 상변화 기반 분리공정을 대체할 수 있는 에너지 효율 적인 막 기반 분리 기술의 개발 가능성을 열어주었다. 이에 최근 10년 동안 다결정 MOFs 분리막 합성 기술에서 상당한 진전 이 있었지만, 매우 제한된 종류의 MOFs만이 활용되고 있다. 이러한 기술 개발의 정체는 다결정 분리막의 비 선택적인 확산 경로인 결정 사이 결함(intercrystalline defects)에 대한 명확한 해결법이 없기 때문이다. 후처리 성능 제어기술(postsynthetic modifications, PSMs)은 기존 분리막을 플랫폼으로 활용하고 이를 물리적 그리고/혹은 화학적으로 처리함을 통해 분리 특성 을 개선 혹은 변경하는 기술을 말한다. PSMs 기술은 특정 분리막을 개발하는 데 있어서 새로운 MOFs를 설계하거나 막 합성 기술을 개발하지 않아도 된다는 장점이 있어서 다결정 MOF 분리막의 다양성을 제공하기 위한 새로 부상하는 전략으로 평가 된다. 본 총설에서는 PSMs 기술을 7개의 세부기술((1) 공유결합법, (2) 결정간 결함 플러깅법, (3) 결정 내부 결함 치유법, (4) 기공내 기능성 소재 함침법, (5) 기공 경화법, (6) 전구체 치환법 및 (7) 비정질화법)로 분류하고, 각 세부기술의 연구 동향 및 도전과제 그리고 향후 연구 방향에 대해 논의하고자 한다.

Fungi that infect mushrooms and cause diseases are called mycoparasitic fungi. Understanding the diversity of mycoparasitic fungi in wild mushrooms is important for the mushroom industry, as they can parasitize cultivated mushrooms. However, few studies have been conducted on the diversity of mycoparasitic fungi in wild mushrooms in South Korea. Upon surveying mushroom flora, we found a mycoparasitic fungus and analyzed its strain using molecular phylogeny and morphological examination. The strain was identified as Sepedonium laevigatum, which is an unrecorded species in South Korea. In this study, we described the cultural and microscopic characteristics of this strain of fungus.

PSC거더 합성교량에 있어 노후(손상)된 바닥판을 교체할 경우에는 기존에 설치된 철근 전단연결재의 손상과 함께 파 쇄에 따른 소음 및 비산먼지 등이 많이 발생한다. 이러한 환경적 문제와 함께 교체공사 기간이 길어져 경제적 비용 또한 크게 증가한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 PSC거더에 매립되지만 쉽게 분리할 수 있는 분리식 전단연결재를 제안 하였다. 제안한 분리식 전단연결재의 전단강도성능과 파괴거동을 확인하기 위해 유한요소해석을 통한 변수연구와 함께 수평전 단실험을 수행하였다. 해석연구를 통해 T-sleeve 하부에 Y형상의 테이퍼진 면을 갖는 경우에 볼트체결력에 따른 쐐기효과로 인 해 T-sleeve와 볼트 사이의 제작 공차가 있더라도 초기 슬립이 발생하지 않고 충분한 초기강성을 확보하는 것을 확인하였다. 또 한, 전단연결재의 배치 방향에 따른 영향은 전단성능에 영향을 주지 않는 것을 확인하였다. DY전단연결재는 기존 방식인 철근 전단연결재 모델과 비교실험을 통해 전단강도성능은 동등 이상을 확보하고 있으며, 슬립변위량 또한 연성설계기준인 6mm 이상 을 만족하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 제안된 분리식 전단연결재는 추가적으로 합성거더 실험 등의 검증을 거친다면 노후 바닥판의 철거 및 교체에 유용한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.