고분자 주쇄가 공액구조를 갖는 고분자는 일반적으로 전기전도성, 비선형광학특성, 기체투과성, 자기성, 광 및 전기발광 등의 다양한 특성을 보인다. 공액구조 고분자의 이러한 특성을 근간으로 유기발광소자, 유기태양전지, FET, Schottky 다이오드, 배터리, 화학센서 등에서 중요한 소재로 이용되어 오고 있다. 지금까지 다양한 형태의 공액 구조 고분자가 설계되었는데, 특히 고분자 전해질은 고분자 구조 내의 많은 부분이 이온화가능하거나 이온성 부분을 갖는 분자량이 큰 물질을 말한다. 본고에서는 공액고분자 전해질의 분자설계와 합성, 더 나아가 이들의 응용에 관한 최근의 연구동향을 제시하였다.

Nuclide separation of commercial nanofiltration (NF) & reverse osmosis (RO) membranes is investigated to elucidate the permeation mechanism and possibility on applying treatment of wastewater from nuclear facility. Since wastewater from nuclear facility contains significant amount of dangerous nuclides, their treatment for recycle or clearance is necessary. Polyamide based commercial membranes are prepared to investigate their separation performance on single- & multi-component nuclide aqueous solutions. Similar to their desalination performance, NF shows higher flux, but RO has high rejection. With respect to rejection, NF and RO membranes have better performance comparing to desalination. This study indicates that NF and RO membranes can be potential candidate for nuclide separation.

Ionomer membranes which consist of polymer backbones attached with fixed charge groups have been traditionally used in various water treatment processes. Recently, they have also gained increased industrial importance in the applications to electrochemical energy processes such as reverse electrodialysis, fuel cells, redox flow batteries etc. A pore-filled ionomer membrane (PFIM), composed of an inert and tough porous substrate and an ionomer that fills the pores, is considered as a promising candidate for various commercial applications because they can be manufactured via a cheap process and also provide both high ion conductivity and excellent mechanical properties. We will introduce the results on the development of high performance PFIMs for various electrochemical applications.

The straight nanopores in cellulose acetate (CA) polymers for battery gel separators were generated by utilizing both Ni(NO3)2·6H2O and water pressure. When polymer film was exposed to water pressure, the continuous nanopores were generated after complexing with Ni(NO3)2·6H2O. These results could be explained by that polymer chains were weakened because of the plasticization effect of the Ni(NO3)2·6H2O incorporated into the CA. The well controlled CA membrane after water pressure treatment enabled fabrication of highly reliable cell by utilizing 2032-type coin cell structure. The resulting cell performance exhibited both the effect of the physical morphology of CA separator and the chemical interaction of electrolyte with CA polymer which facilitates the Li-ion in the cell.

Porous materials play a vital role in science and technology. The ability to control their pore structures at the atomic, molecular, and nanometer scales enable interactions with atoms, ions and molecules to occur throughout the bulk of the material, for practical applications. Three-dimensional (3D) porous carbon-based materials (e.g., graphene aerogels/hydrogels, sponges and foams) made of graphene or graphene oxide-based networks have attracted considerable attention because they offer low density, high porosity, large surface area, excellent electrical conductivity and stable mechanical properties. Water pollution and associated environmental issues have become a hot topic in recent years. Rapid industrialization has led to a massive increase in the amount of wastewater that industries discharge into the environment. Water pollution is caused by oil spills, heavy metals, dyes, and organic compounds released by industry, as well as via unpredictable accidents. In addition, water pollution is also caused by radionuclides released by nuclear disasters or leakage. This review presents an overview of the state-of-the-art synthesis methodologies of 3D porous graphene materials and highlights their synthesis for environmental applications. The various synthetic methods used to prepare these 3D materials are discussed, particularly template-free self-assembly methods, and template-directed methods. Some key results are summarized, where 3D graphene materials have been used for the adsorption of dyes, heavy metals, and radioactive materials from polluted environments.

식품 포장, 전자 기기 등에 활용되고 있는 고분자 기반 기체 차단성 필름은 경량성, 낮은 제조 원가, 높은 가공성 으로 인하여 많은 주목을 받고 있다. 특히 전자기기에 활용되기 위하여, 기체 차단 필름은 매우 높은 수준의 기체 차단성을 요구받고 있다. 하지만 현재 수준의 고분자 기반 기체 차단 필름은 다른 소재와 비교하여 상대적으로 높은 수준의 기체 투과 유량을 보이고 있다. 따라서 기존의 고분자 필름이 가지고 있는 장점을 유지하면서 더 높은 수준의 기체 차단성을 부여하기 위한 요구가 증대되고 있다. 최근 그래핀 소재는 기체 차단을 위한 2차원 소재로서 각광받고 있다. 그러나 그래핀 소재의 낮 은 가공성과 어려운 대면적화 문제 때문에 산화그래핀이 그 대안으로서 떠오르고 있다. 산화그래핀은 높은 종횡비를 가지는 2차원 층상구조의 그래핀에 산소관능기를 함유한 형태로서, 수용성 혹은 극성 용매에 잘 분산되는 성질을 가지며, 따라서 대 량 생산에 용이한 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는, 산화그래핀이 함유된 폴리이미드 나노복합막을 제조하였다. 폴리이미 드는 현재 널리 이용되고 있는 기체 차단성 고분자 중의 하나로서 높은 기계적 강도, 열적 안정성 및 내화학성을 가지고 있 다. 본 연구를 통하여 산화그래핀이 함유된 폴리이미드 나노복합막이 기체 차단성을 가지고 있음을 확인하였다. 더 나아가, Triton X-100이나 sodium deoxycholate (SDC) 등의 계면활성제를 나노복합막에 도입함으로써 산화그래핀의 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 향상시켜 기체 차단성을 높이고자 하였다. 그 결과로서, Triton X-100이 도입된 나노복합막이 예상치와 유 사한, 향상된 기체 차단성을 보임을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 고분자 기반 나노복합막의 기체 차단성 분야로의 활용성 이 증대될 것으로 기대한다.

Magnesium alloys are of emerging interest in the automotive, aerospace and electronic industries due to their light weight, high specific strength, damping capacity, etc. However, practical applications are limited because magnesium alloys have poor formability at room temperature due to the lack of slip systems and the formation of basal texture, both of which characteristics are attributed to the hcp crystal structure. Fortunately, many magnesium alloys, even commercialized AZ or ZK series alloys, exhibit superplastic behavior and show very large tensile ductility, which means that these materials have potential application to superplastic forming (SPF) of magnesium alloy sheets. The SPF technique offers many advantages such as near net shaping, design flexibility, simple process and low die cost. Superplasticity occurs in materials having very small grain sizes of less than 10 μm and these small grains in magnesium alloys can be achieved by thermomechanical treatment in conventional rolling or extrusion processes. Moreover, some coarse-grained magnesium alloys are reported to have superplasticity when grain refinement occurs through recrystallization during deformation in the initial stage. This report reviews the characteristics of superplastic magnesium alloys with high-strain rate and coarse grains. Finally, some examples of SPF application are suggested.

최근 이온 교환 고분자 전해질 막을 활용한 고효율 에너지 전환 및 저장 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 고분자 전해질 연료전지, 레독스 흐름전지 및 역전기투석 등 다양한 에너지 시스템에서 에너지 효율 향상을 위해 이온 교환 전해질 막의 양/음이온의 선택적 수송 거동이 중요시되고 있다. 본 총설은 각각의 고효율 전해질 전지 시스템에 따라 요 구되는 다양한 이온 교환막의 선택적 양/음이온 투과 거동의 한계점을 고찰하고, 한계를 극복하기 위한 다양한 구조의 고분 자 이온 교환 복합막의 장점 및 단점을 정리하였다. 고분자 가교법 및 다공성 지지체 복합막 이외에 다양한 구조의 신규다공 성 무기 나노입자를 유-무기 이온교환 복합막에 도입하는 시도가 이루어지고 있는 동시에, 이온 선택도 향상을 위한 다양한 형태의 표면 개질 방법이 개발되고 있으며, 이를 통해 이온 교환 복합막의 선택적 양/음이온 거동의 한계를 극복하는 전략을 제시하고 있다.

본 연구는 Hummer`s method를 이용하여 GO를 합성 후, 필터링을 통해 GO 막을 만들어. PVdF를 이용하여 나노섬유 막을 제조하였다. PVdF의 경우 접촉각 측정의 분석을 통해 친수성의 특징이 나타남을 알 수 있었으며, SEM, FT-IR, 라 만 분석 및 인장시험기, flux 실험을 실시하여, 카드뮴 이온 및 납 이온이 제거되는 것을 확인할 수 있었다. PVdF/GO 나노섬유 막의 경우 수처리에 활용 시, 중금속이온의 함량이 감소할 것이라 예상된다.

납석광물(Al2Si4O10(OH)2)은 알루미나, 실리카 등으로 조성된 비금속광물로 국내 매장량이 풍부하고 매장상태가 양호하여 산업원료소재로서 가치가 높다. 비금속광물 중 전라남도 A 광산에서 생산되는 납석은 세계 납석가격의 표준이 될 정도로 높은 품질을 보유하고 있으나, 분체기술력의 부족으로 원료만 수출하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 납석 세라믹 분리막 지지체 표면에 알루미나 코팅액을 사용하여 0.3μm의 기공크기를 가진 세라믹 분리막을 개발하였다. 또한, 혐기성 분리막 생물반응조 운전을 통해 세라믹 분리막의 여과 성능을 평가하였으며, 바이오 메탄가스 발생량 측정과 체류시간 변화에 따른 슬러지의 물리화학적 특성변화 조사를 통해 분리막 파울링의 원인을 규명하고자 하였다.

This study was begun with the object of actively reflection the rapid technological advancements of the electronical control and mechanical control industries to sewage disposal methods. Or focuses on applying a flow control method that utilizes inverters and automatic valves to sewage treatment process systems.This study proposes that sewage treatment process systems architects must acquire a certain degree of technical skills in the areas of electrical and mechanical controls in order to raise the standard of completeness of sewage treatment process systems. And further emphasizes that there is required continuous research on automatics valves that are used in sewage treatment.

A novel nanocomposite LDPE film with UV protective properties was developed for active packaging applications. Initially, undoped and Mn-doped TiO2 nanoparticles (NPs) were synthesized by the sol-gel method and the resulting particles were characterized. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images revealed an agglomerated nature and spherical morphology. X-ray diffraction (XRD) studies indicated that all products were crystalline and in the form of rutile. The reflectance spectrum of undoped TiO2 NPs demonstrated a characteristic sharp edge at 410 nm. Subsequently, nanocomposite (NC) LDPE samples were prepared with the NPs by solvent precipitation followed by film casting. The optical and thermal properties of the NC samples were investigated. Incremental increases in Mn concentration from 0.25 mol % to 1.00 mol % were associated with progressive decreases in light transmission in the UV region. The melting and maximum decomposition temperatures of all NCs were 107 and 442-449 °C, respectively. The UV protective LDPE-based NC films exhibited superior photostability. Absorption in the FTIR spectra at 1716 and 1734 cm-1 changed after 4-wk exposure to UV for all film samples as a consequence of photodegradation. Finally, the photooxidation of perilla oil was assessed as an example of a UV protective packaging application. After 12 days, protection with 1.00 mol% Mn-doped TiO2-LDPE was associated with a gradual increase in PV, while protection with TiO2-LDPE was associated with a significant increase and protection with the control treatment was associated with a dramatic increase in PV. Hence, a 1.00 mol% Mn-doped TiO2-LDPE NC showed promise for UV shielding packaging applications.

본 리뷰에서는 현존하는 상업용 고분자 중 가장 높은 내열성능을 가진 폴리벤즈이미다졸계 분리막의 제조방법과 응용 및 동향에 대하여 논의하였다. 먼저 기본적인 폴리벤즈이미다졸의 합성방법과 특정 목적에 따른 개질된 방법을 예로 들 고, 기계적⋅화학적 특성 및 해당 고분자만의 특징에 대한 내용들을 정리하였다. 또한 여러 가지 폴리벤즈이미다졸 분리막을 종류와 제조 방법에 따라 구분하였으며, 해당 고분자의 우수한 물성 및 특성을 이용하여 다양한 분야에 적용시킨 사례를 위 주로 정리하였다. 다음으로 다양한 응용분야에 대한 폴리벤즈이미다졸계 분리막으로서의 장점과 최신 연구 동향에 대하여 분 석하고 정리하였으며 마지막으로 해당 소재의 한계점을 비롯하여 개선점 및 향후 응용 방향에 대해서도 기술하였다.

The scope of this paper is implementation issues of the e-Navigation concept of the International Maritime Organization (IMO). IMO has adopted the e-Navigation strategic implementation plan (SIP) in 2014. This plan, i.a., bases on estimating the effect of e-Navigation applications on reducing navigational accidents, including collisions and groundings of ships falling under the International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) by approximately 65 per cent. However, IMO Member States are responsible for safety of navigation and efficient vessel traffic at international but also on national levels. Regarding the introduction of new concepts and innovative systems into vessel traffic there is a need to comprehensively assess potential effects not only for SOLAS ships but also for non-SOLAS ships. This paper aims at a more comprehensive and theoretically sounded estimation of e-Navigation potentials by investigating and applying IMO’s methodology for quantification of those effects also to the implementation of e-Navigation solutions to ships not falling under the SOLAS convention (non-SOLAS ships). The authors carried out a case study using the SMART-Navigation concept of Korea as model case for impact assessment. For the mentioned purpose, this paper identifies main tool kits of IMO e- Navigation, proposes and applies a set of formulas to comprehensively assess and quantify effects of new functions or services based on IMO’s methodological approaches. From gained results authors suggest investigations not only taking into account expert opinions but also simulation trials to identify factors and coefficients for thorough calculations. From the results the authors conclude and recommend to extend the impact assessment of e-Navigation also to vessel traffic involving non-SOLAS ships as a general and global recommendation to coastal states. Further, results are provided as a potential model case for IMO Member States’ reference for their statespecific individual situation and conditions.

본 연구는 발자국 및 보행렬 화석의 발굴 방법과 이의 적용에 관한 것이다. 공룡, 익룡 및 새 발자국과 같은 척 추동물의 발자국과 보행렬 화석들은 공룡 등과 같은 실체 화석들과는 달리 일반적으로 특정 방향을 향하여 길게 진행 한 흔적을 남기거나 넓은 층리면에서 발견되며, 평면적인(2차원적인) 특성을 가진다. 이와 같은 발자국 화석의 특성을 반영하여 비교적 넓은 층리면에 보존된 발자국 화석을 발굴하기 위해 새로운 방법을 고안하였고, 이 방법을 5곳의 발 자국 화석 발굴 현장에 적용하였다. 그 결과, 발자국 화석산지에서 공룡, 익룡, 새 발자국과 보행렬 화석들을 성공적으 로 발굴하였다. 그리고 다양한 발굴 사례에 근거하여, 발자국 화석 발굴의 단계별 과정과 세부 사항을 제안하였다.

Basidiomycetous fungi are one of the most potent biodegraders because many of its species grow on dead wood or litter, in environments rich in lignocellulose. For the degradation of lignocellulose, basidiomycetes utilize their lignocellulytic enzymes, which typically include laccase (EC 1.10.3.2), lignin peroxidase (EC 1.11.1.14), xylanase (EC 3.2.1.8), and cellulase (EC 3.2.1.4). In recent years, the practical applications of basidiomycetes have ranged from the textile to the pulp and paper industries, and from food applications to bioremediation processes and industrial enzymatic saccharification of biomass. Recently, spent mushroom substrates of edible mushrooms have been used as sources of bulk enzymes to decolorize synthetic dyes in textile wastewater. In this review, the occurrence, mode of action, general properties, and production of lignocellulytic enzymes from mushroom species will be discussed. We will also discuss the potential applications of these enzymes

본 연구는 Hummer’s method를 이용하여 Graphene oxide (GO)를 합성하였으며, poly acrylonitrile (PAN)과 복합화하여 나노섬유 막을 제조하였다. 접촉각 측정, SEM, FT-IR, 인장강도, DI water를 이용한 flux 실험 및 BSA rejection 실험을 실시하여 막의 특성 분석을 진행하였다. PAN/GO 0.3 나노섬유의 경우, rejection 값이 59%로 PAN/GO 복합 나노섬유 막들 중 상대적으로 우수하였다. PAN/GO 복합 나노섬유 막을 수 처리 분야에 이용하여 얻은 자료는, 폐수 속의 유기물질 함량 감소 연구에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

A key element of environmentally friendly electric vehicles (EVs) based on polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) and lithium ion batteries (LIBs) is an ion-selective membrane, which can transport specific ions such as proton and lithium ions, and provide mechanical and chemical resistances. The state-of-the art membranes for PEFCs and LIBs are perfluorinated sulfonic acid ionomer reinforced membranes and ceramic-coated polyolefin separators, respectively. In spite of the improvement of membranes characteristics, additional membrane modifications are still needed to improve electrochemical cell performances and to extend their lifetime. In this presentation, several plausible approaches to improve membrane characteristics are introduced.