최근 자원과 에너지를 절약하고 효과적으로 사용하여 환경 훼손을 줄이고 청정에너지를 이용할 수 있는 기술의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이와 관련 하여, 친환경적이고 경제적이며 독성이 거의 없는 초임계 유체가 물질의 합성과 프로세스에 많이 응용되고 있다. 이산화탄소는 낮은 임계온도와 압력, 가격 경쟁력 그리고 무독성 등의 장점을 가짐으로써 초임계 공정에 많이 사용되고 있는 용매 중에 하나이다. 그러나 분자량이 높은 고분자들에게는 낮은 용해력이 단점으로 있어서 사용에 제한적이다. 따라서, 분자량이 높은 고분자를 용해하기 위해선 하이드로카본 계열의 용매를 사용하여야 한다. 본 연구에서는, 초임계 유체를 이용하여 Poly (methyl methacrylate)/클레이 나노 복합체 제조에 관한 연구를 진행 하였다. 또한, 초임계 유체 내에서 분산성을 극대화 할 수 있도록 Na+-MMT 클레이 표면을 플로린 계열의 surfactant로 개질 시키어 복합체 제조에 응용 하였다. 개질된 클레이를 이용하여 제조 된 복합체는 neat Poly (methyl methacrylate)보다 향상된 기계적, 열적 특성을 보였으며, 제조 된 복합체는 X-ray 회절 방법, 열적 안정성 그리고 TEM 으로 나노 클레이의 분산성을 분석 하였다.

최근 낮은 표면장력, 높은 확산계수, 가스와 같은 낮은 점도, 그리고 액체와 유사한 밀도를 갖는 초임계 유체의 장점을 이용하여 여러 가지 물질의 합성이나 응용 공정에 초임계 유체를 이용하고 있다. 초임계 유체를 이용하여 복합체 제조 시 기존의 용융공정에 비해서 분자들의 움직임이 활발하게 이루어 질 수 있어서 물성의 향상을 기대할 수 있다. 또한 클레이가 고농도로 함유된 마스터 배치를 쉽게 제조할 수 있으며, 기존의 유기 용매를 사용하여 복합체를 제조할 때보다 잔존 용매를 쉽게 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 초임계 이산화탄소를 이용하여 폴리에틸렌옥사이드/클레이 나노복합체를 제조하였다. 또한 본 연구의 목적은 초임계 상태에서 분자들의 활발한 움직임을 기대할 수 있으므로 고분자가 용해되고 클레이 층상으로 효과적으로 삽입되어 복합체의 열적 특성 및 다른 여러 가지 물성을 증가시키는 데 있다. 복합체 제조 후 XRD, TGA, 그리고 DSC를 이용하여 복합체의 특성을 분석 했다. 그 결과 용융방법으로 제조한 복합체보다 열 안정성이 향상되었으며, 클레이 층상 거리도 더 많이 벌어짐을 확인할 수 있었다.

본 연구는 고상폐기물인 준설토와 혼합물질인 점토 및 유리프리트를 이용하여 기능성을 갖는 건축자재용으로의 재활용 가능성을 검토하고자 실시되었다. D항만 준설토의 중금속 함량은 Zn이 526.0~13,150.1 mg/kg의 범위를 나타내는 등 심한 오염상태이었다. 준설토(30P)의 주요 화학조성은 SiO₂(48.30 wt%), Al₂O₃(16.60 wt%), CaO(10.10 wt%), Fe₂O₃(7.75 wt%)이었으며, 점토는 SiO₂가 70.82 wt%, Al₂O₃ 18.78 wt%, 유리프리트는 SiO₂가 71.75 wt%, CaO 13.99 wt%, Na₂O 8.51 wt% 함유되어 있었다. 준설토를 점토에 10~40 wt% 첨가한 후 1,000℃와 1,100℃에서 소성한 시편의 압축 강도는 각각 132.6~178.5 kgf/cm2와 581.2~793.7 kgf/cm²이었다. 준설토가 40 wt% 첨가된 경우 (SC46) 1,100℃에서 소성한 경우가 793.7 kgf/cm²로 1,000℃에서 소성한 경우의 153.0 kgf/cm² 보다 5배 이상 높게 나타나 1,100℃ 온도가 소성에 더 적합한 것으로 판단되었으며, KS 1종벽돌 기준을 만족시켰다. 또한, 시편의 용출시험 결과 폐기물관리법상 지정폐기물 판정기준치를 크게 하회하는 것으로 나타났다.

Flexible polyurethane/clay porous nanocomposite foams were synthesized using natural and organically modified montmorillonite clays such as bentonite, closite 10A and closite 30B. The content of nanoclays was varied from 1 to 5 wt% of polyol. Dispersion of clay in Polyurethane(PU) matrix was investigated by X-ray diffraction(Cu-Kα rays of wavelength 1.54Å) using an X-ray diffractometer. Also, we determined that the thermal resistance of PU foam increased with added clay, compared to that of pure PU foam. The cell size and the fraction of open cells of the precursor foam were controlled by the addition of clay to the polyurethane foam. Modified clays were found to be more efficient cell openers than the unmodified clay. In addition, the tensile strength and elongation of the polyurethane/clay porous nanocomposites were examined. Increasing clay content increased the mechanical properties of the composites, such as tensile strength, and elongation at break. However, increasing the content over 5 wt% deteriorated the properties of the composites. We found that the nanofillers(bentonite, closite 10A and closite 30B) improved the thermal stability of the nanocomposite foam. The nanocomposite foam containing 3 wt% of closite 30B exhibited the best tensile strength and thermal stability.

Yellow clay dispersion has been applied to minimize fisheries impact by the red tide Cochlodinium polykrikoides blooms in Korean coasts since 1995. The present preliminary study documents the effect of yellow clay on Korean rockfish, Sebastes schlegelii, in terms of oxygen consumption rate (OCR). The OCR in the low clay suspension (0.05 and 0.23 %, w/w) showed normal level compared to the control. In contrast, the OCR for each one of three replicates in the high clay suspension (1.16 and 5.58 %, w/w) was not returned to the previous level that clay was not treated, indicating that high clay suspension (≥1.16%, w/w) might give negative effect on Korean rockfish. Overall, this result suggests that field application of clay to control Harmful Algal Blooms (HABs) may not give impact on Korean rockfish once the clay is dispersed in a low concentration (≤0.23%). In order to understand the changes of OCR in the repeated exposure to clay, it is required to do further studies on the changes of OCR when the fish is exposed to clay repeatedly after recovery in the normal seawater.

Clay dispersion has been applied in Korean coasts since 1996 to minimize fisheries impact by Cochlodinium polykrikoides blooms. Understanding of spreading and sedimentation pattern of yellow clay in the sea after dispersion would be helpful for the counter measure of possible impact on marine environment and ecosystem by the clay. Tidal current movement and sedimentation of clay targeted on Obido island, Tongyong, Korea where clay had been frequently introduced to control red tide was calculated based on numerical model. The tidal current in the Obido channel showed northwestward flow during flood tide and southeastward flow during ebb tide with the highest water velocity of 15 cm/s, particularly, in the west mouth of the channel. Overall, the velocity of residual current in Obido channel with the highest value of 10 cm/s was higher than that between Obido and Mireukdo showing 1~3 cm/s of velocity with westward flow. Spreading and sedimentation of clay by the application of numerical model in the Obido channel was calculated under the assumption that 360 tons of clay had been introduced every day for 20 days in the area during red tide period in 2003. Clay particle spreaded toward westward in the channel and subsequently northward in the outside of the channel from the release point located in the center of the channel. It was calculated that 1.5 km2 in total nearby Obido area could be affected by the clay water with more than 1 mg/L of clay concentration within five tidal cycle after dispersion. The majority of the clay particle could be settled within 100 m from the release point with the sedimentation height of 10 mm. Also, it was calculated that the clay could show 0.2 mm of sedimentation height in the west and east mouth of Obido channel.

고온에서 형성된 클레이 나노입자를 충진제로 하여 PP-클레이 나노컴포지트 용기를 제조하였으며, 이의 산소투과도와 휘발성 지방산화물 및 산화안정성을 서로 다른 두 온도(20 및 40oC)에서 측정하였다. 사용한 클레이 입자의 주성분은 ICP-OES를 통하여 Ca(40.733%)임을 알 수 있었으며, 나노컴포지트 내에 클레이 나노입자가 고르게 분산되어 있음을 TEM을 통해 확인하였다. 또한, FT-IR을 통하여 클레이 나노입자의 첨가가 PP의 작용기에 특별한 영향을 주지 않았다는 것을 규명하였다. 클레이 나노입자의 혼입으로 시트 내 기체분자의 확산 경로가 증가됨에 따라 모든 실험 온도에서 나노컴포지트 용기는 대조구보다 유의적으로 향상된 산소 차단효과를 나타내었다. 과산화물가, 공액이중산가 및 아니시딘가는 저장기간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보여주었다. 20oC에서 저장된 시료의 과산화물가, 공액이중산가 및 아니시딘가는 나노컴포지트 용기에서 대조구보다 유의적으로 낮게 측정되었다. 40oC에서 저장된 시료의 과산화물가 및 공액이중산가도 나노컴포지트 용기에서 대조구보다 유의적으로 낮게 측정되었으나, 아니시딘가는 저장 8주차에만 나노컴포지트 용기에서 대조구보다 유의적으로 높게 측정되었다. 주요 휘발성 지방산화물의 함량은 20 및 40oC에서 각각 저장 5주 및 3주차에 나노컴포지트 용기에서 대조구보다 상대적으로 낮게 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 고분자 재료에 나노클레이 입자를 혼입함으로써 산소 차단효과를 향상시킬 수 있음을 확인하였으며, 이에 따라 초기 지방산화를 지연시킴으로써 식품의 전체적인 향미특성에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

본 연구는 토마토 'Mascara' 품종을 코코피트, 피트모스, 황토와 피트모스 혼합배지에서 양액재배시 생육과 품질에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 토마토 묘를 4월 29일에 정식하였고, Yamazaki 토마토 전용 양액을 EC 2.0dS·m-1, pH 6.5로 조정하여 공급하였다. 토마토 과실은 6월 13일부터 8월 24일까지 수확하여 생육과 품질을 조사하였다. 토마토 양액재배에 있어서 배액량은 일사량이 많고 온도가 높았을때 배액량이 감소하였으나, 코코피트, 피트모스, 황토 + 피트모스 등 배지별 배액량은 차이가 없었다. 피트모스 단용 배지에서 재배기간동안 다른 배지에 비해 배액의 EC가 낮게 나타났으며, 황토와 피트모스 혼합배지에서 높게 나타났다. 황토와 피트모스 혼합배지는 다른 배지보다 고상이 많았고, 유효수분함량이 가장 높았다. 토마토의 당도는 황토와 피트모스 혼합배지에서 5.5˚Brix로 가장 높았고, 피트모스 배지에서 4.7˚Brix로 가장 낮게 나타났다. 산도는 황토와 피트모스 혼합배지에서 0.66%로 가장 높았다. 수확량은 황토와 피트모스 혼합배지에서 8,428kg/10a로 가장 많았고, 상품성이 있는 과실수량의 비율도 다른 배지보다 더 높았다.

This work attempted to fabricate organic/inorganic nanocomposite by combining organic cellulose nanofibrils (CNFs), isolated by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical (TEMPO)-mediated oxidation of native cellulose with inorganic nanoclay. The morphology and dimension of CNFs, and tensile properties and thermal stability of CNF/clay nanocomposites were characterized by transmission electron microscope (TEM), tensile test, and thermogravimetry (TG), respectively. TEM observation showed that CNFs were fibrillated structure with a diameter of about 4.86±1.341 nm. Tensile strength and modulus of the hybrid nanocomposite decreased as the clay content of the nanocomposite increased, indicating a poor dispersion of CNFs or inefficient stress transfer between the CNFs and clay. The elongation at break increased at 1% clay level and then continuously decreased as the clay content increased, suggesting increased brittleness. Analysis of TG and derivative thermogravimetry (DTG) curves of the nanocomposites identified two thermal degradation peak temperatures (Tp1 and Tp2), which suggested thermal decomposition of the nanocomposites to be a two steps-process. We think that Tp1 values from 219.6℃ to 235℃ resulted from the sodium carboxylate groups in the CNFs, and that Tp2 values from 267℃ to 273.5℃ were mainly responsible for the thermal decomposition of crystalline cellulose in the nanocomposite. An increase in the clay level of the CNF/clay nanocomposite predominately affected Tp2 values, which continuously increased as the clay content increased. These results indicate that the addition of clay improved thermal stability of the CNF/clay nanocomposite but at the expense of nanocomposite’s tensile properties.

자기 제조공정 중 고온에서 형성된 클레이 나노입자를 충진제로 하여 LDPE-클레이 나노컴포지트 시트를 제조하였으며, 이의 산소, 이산화탄소 및 수분에 대한 투과도를 서로 다른 세 온도(20, 30 및 40oC)에서 측정하였다. 사용한 클레이 입자의 주성분은 ICP-OES를 통하여 Ca(40.733%)임을 확인하였으며, 나노컴포지트 내 클레이 나노입자가 잘 분산되어있음을 TEM을 통해 확인하였고, FT-IR을 통하여 클레이 나노입자의 첨가가 LDPE의 작용기에 특별한 영향을 주지 않았다는 것을 확인하였다. 산소, 이산화탄소 및 수분투과도는 예상하였던 바와 같이 온도가 상승함에 따라 증가하는 경향을 보여주었다. 클레이 나노입자의 혼입으로 시트 내 기체분자의 확산 경로가 증가됨에 따라 모든 테스트 온도에서 나노컴포지트 시트는 대조구보다 유의적으로 향상된 기체차단효과를 나타내었는데, 산소와 이산화탄소에 대해서는 30 및 40oC에서 보다 20oC에서 상대적으로 강한 차단성을 나타내었으며, 수분에 대해서는 30oC에서 차단성이 상대적으로 높았고 20 및 40oC에서는 비슷한 차단효과를 나타내었다. 본 연구결과를 통하여 나노입자를 혼입 함으로서 LDPE 시트의 산소, 이산화탄소 및 수분에 대한 차단효과를 향상시킬 수 있음을 확인하였으며, 동시에 이러한 차단효과 향상의 정도는 온도에 따라 상당히 차이가 있음을 알 수 있었다. 차단효과의 온도 의존성에 대한 구체적인 이유는 아직 밝혀지지 않았지만, 온도에 따라 기체확산 및 고분자운동의 정도가 달라지므로 나노입자에 의한 기체확산 경로 증가의 효과 역시 변하게 되기 때문으로 사료된다. 따라서 나노컴포지트를 포장재로 사용할 경우, 반드시 목적온도에서 기체차단효과를 확인한 후 응용하여야 할 것으로 사료된다. 또한 시트나 필름의 내부 고분자 배열은 그 형성방법에 따라 달라지므로, 이것이 나노컴포지트의 기체차단효과에 미치는 영향 역시 신중히 고려되어야 한다. 이러한 현상에 대한 충분한 이해를 위해서는 나노입자 및 고분자의 배열구조와 기체차단효과의 상관관계에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 도시지역 도로측구 등에 설치할 비점오염원의 정화장치 개발을 위해 여과재의 개발에 연구의 초점을 맞추었다. 필터는 다양한 미세기공을 갖고 있어 물리적 흡착능력이 뛰어나며, 결정 구조 안에 다양한 양이온이 배위되어 있어 화학적 흡착이 탁월한, 다공성 점토광물을 직경 3mm 볼 형태로 제작하였다. 성형한 필터에 도시지역 강우 직후 발생한 오염 원수를 통과시켜 SS, COD, T-P, T-N의 제거 능력을 폐수정화에 흔히 이용되는 첨착활성탄(Impregnated Activated Carbon) 필터와 비교 분석하였다. 다공성 점토광물 필터와 첨착활성탄 필터의 T-N과 T-P 여과능력은 거의 차이가 없음을 알 수 있었다.

Effects of ethylene-propylene diene monomer (EPDM)/polypropylene (PP), zinc oxide, stearic acid, and clay on the combustive properties based on EDPM/PP were investigated. The EDPM/PP/clay nanocomposites was compounded to prepare specimen for combustive analysis by cone calorimeter (ISO 5660-1). It was found that the specific mass loss rate (SMLR) in the nanocomposites decreased due to the fire resistance compared with unfilled EDPM/PP, while the nanocomposites showed the higher total heat release (THR), higher CO production release, and higher specific extinction area (SEA) than those of virgin EPDM/PP. The stearic acid for softening ruber increased the THR and amount of smoke by itself, combustible.

전 세계적으로 애니메이션 시장은 지속적인 신장세를 보이고 있다. 문화 콘텐츠 산업에서 기대가 되는 것 중의 하나가 클레이 애니메이션 분야이다. 클레이 애니메이션은 게임, CF 및 영화 등 분야에서 사용되고 있다. 클레이 애니메이션 산업의 활성화를 위하여 첫째, 새로운 클레이 애니메이션 콘텐츠와 비즈니스 모델을 개발하여 수요를 창출해야 한다. 둘째, 게임 산업, 캐릭터 산업, 모바일 엔터테인먼트산업 등과의 연계를 통하여 원소스멀티유즈 모델을 체계적으로 수립해야 한다. 셋째, 해외 진출 확대를 위하여 해외 전시 참가 및 해외에 국산 창작 애니메이션 홍보 설명회를 개최해야 한다. 넷째, 대학(교)에서 산업의 요구를 충족시킬 수 있는 기획, 제작, 연출 및 유통을 포함하는 실제적인 교육 과정을 마련해야 한다. 다섯째, 현재 시행되고 있는 방송 총량제의 지속적인 개선을 통한 효율적인 운영이 필요하다. 여섯째, 클레이 애니메이션 제작과정에서 디지털 영상 제작기법을 도입해야 한다.

To investigate new potential application of a clay material for C/C composites, illite added C/C composites were prepared with various illite contents. The improvement of filler effect by illite size reduction was also investigated using wet ballmilling by evaluating illite/phenolic resin infiltration using bulk density and porosity measurements, chemical structural changes of the composites using XRD, and thermal oxidation stability in air of the composites using TGA. The size reduction of illite resulted in narrower particle size distribution and improved illite infiltration into carbon preform. And the resultant C/C composites prepared with illite had even more improved thermal oxidation stability in air, showing more increased IDTs up to 100℃, compared to those of the C/C composites with pristine illite, due to the SiC formation through carbothermal reduction between illite and carbon materials. The illite induced delay in oxidation of the illite-C/C composites was also observed and the delayed oxidation behavior was attributed to the layered structure of illite, which improved illite/phenol resin infiltration. Therefore, the potential use of illite as filler to improve oxidation stability of C/C composite can be promising. And the size reduction of illite can improve its effect on the desired properties of illite-C/C composites even more.

고준위폐기물처분장에서 완충재는 오랜 기간 동안 방사성핵종의 붕괴열과 여러가지 화학조건의 지하 수에 노출되며, 이러한 열수조건은 완충재물질의 차수 및 핵종저지 방벽성능에 심각한 영향을 줄 수 있 다. 본 연구에서는 국산 스멕타이트를 대상으로 열수실험을 수행하고, 열수반응에 의한 스멕타이트 점토 의 팽창도, 층전하, 양이온교환능의 변화를 조사하였다. 열수실험 결과, 온도와 용액 중 칼륨농도를 증가 시켰을 때, 스멕타이트의 팽창도는 감소하였고, 층전하는 더 큰 음전하를 가졌으며, 양이온교환능도 감소 하였다.

The present study was evaluated the antibacterial effect of the combination of Coptidis rhizoma,Lonicerae Flos, and Paeonia japonica (1:1:1) extracts (CLP1000). Also, the effectiveness of CLP1000, dioctahedral smectite (DHS), and the combination of CLP1000 and DHS (CLPS1000) against E. coli O157:H7 infection was studied using ICR female mice. During the incubation period, the dose of 10% and 20% CLP1000 were inhibited the growth of E. coli O157:H7 by 30% and 47%, respectively. For 7 days after single challenge with E. coli O157:H7, forty female ICR mice were divided into four experimental groups which were orally administered with saline, 10% CLP1000, 10% DHS, and 10% CLPS1000, respectively. On the 3rd day, the number of E. coli O157:H7 in mouse feces was significantly decreased by administration of CLP1000 (p < 0.05), DHS (p < 0.05) and CLPS1000 (p < 0.001). On the 7th day, CLP1000 (p < 0.05) and CLPS1000 (p < 0.001) administration significantly decreased the number of E. coli O157:H7. According to the results of the present study, administration of CLPS1000 to mice can reduce the severity of E. coli O157:H7 infection. Also, it is suggested that CLPS100 represents a good candidate for the treatment of enteric infections in domestic animals.

Poly propylene carbonate (PPC)와 cloisite 20B (PPC/C-20B)을 solution method를 통하여 합성하였고, 이를 통해 합성된 나노 조성물의 morphology, 열적 특성, 수분 흡수의 특성을 평가하였다. 나노 조성물의 구조는 X-ray diffraction (XRD) 로 확인하였고, 열적 특성은 thermal gravimetric analysis (TGA)와 differential scanning calorimetric (DSC)를 이용해 분석하였다. TGA와 DSC의 결과를 통해 나노 조성물은 기존의 PPC에 비해 높은 열적 안정성을 가짐을 확인할 수 있었다. DSC측정에서 5 wt%의 clay를 포함한 nanohybrid의 유리전이온도는 순수한 PPC의 21℃에서 30℃로 9℃ 증가하였고, TGA 측정을 통해 확인한 열분해온도(Td50%)는 순수 PPC에 비해 23℃가 높아졌음을 확인하였다. 또한 PPC 나노 조성물의 수분 흡수량은 기존의 PPC에 비해 상당히 감소하였다. 이는 clay의 PPC matrix 구조 내에 존재함으로 인해 수분 흡수를 감소시킨 것으로 해석할 수 있다. 수분 흡수는 코팅 막의 분해를 유발하고 물리적, 기계적 성능에 영향을 미친다. 따라서 나노 조성물로 인한 PPC의 열적 안정성, 수분흡수도 향상은 PPC의 사용과 실제 공정에 중요한 변수로 작용할 수 있다.

Various silanes, amino silane, vinyl silane, sulfur silane (TESPD), and ZS (TESPD/zinc soap complex), are added into chlorinated isobutylene-isoprene copolymer (CIIR)/soft clay/carbon black (CB) and CIIR/hard clay/CB compounds and they are investigated with respect to the vulcanization characteristics, the processability, and the mechanical properties. Comparing hard clay and soft clay filled compounds, hard clay (Suprex) filled system shows a higher die C tear than the soft clay (GK) filled one. The other properties (Mooney, extrusion torque/pressure, torque rise (MH-ML), modulus at 300%) are close to each other. Among various silanes, the ZS treated hard clay (Suprex) compound shows the highest mechanical property following hard clay(S)/vinyl silane(V) and soft clay(GK)/vinyl silane(V) compounds. The TESPD and the ZS effectively helps a formation of a strong 3-dimensional network structure between silica and CIIR via coupling reaction due to bifunctional nature of TESPD. In addition to that, the ZS added compounds show both a better processability and mechanical properties compared to the S2 ones at low concentration due to improved compatibility between zinc soap and CIIR matrix. Only the ZS added compound shows both improved processabilities (Mooney, Extrusion torque-& pressure) and improved mechanical properties (degree of crosslinking, elongation modulus, tear, and fatigue to failure counts) on both CIIR/hard clay/CB and CIIR/soft clay/CB compounds.

Various silanes, amino silane, vinyl silane, TESPD, and ZS (TESPD/zinc soap complex), are added into chlorinated isobutylene-isoprene copolymer (CIIR)/soft clay/carbon black (CB). The vulcanization characteristics, the processability, and the mechanical properties are measured. In soft clay/CB filled CIIR system, there are no significant changes in Mooney viscosity among compounds. Vinyl silane added compound shows a low extrusion torque. All the silane added compounds shows an increased modulus. The mechanical properties are significantly increased when the S2 is added into CIIR/soft clay/CB compounds.