본 연구에서는 백혈구 친화 흡착 및 분리 가능한 기능성 필터를 개발하기 위해, 직경이 3μm이하를 가지는 부직포 표면에 전기 방사법을 이용하여 평막형태의 혈액분리용 필터를 제조하였다. 전기방사는 고분자 농도, 유량, 인가전압, 에어갭 등의 변수를 조절하여 나노/마이크로 구조를 최적화하였다. 분리막의 단면과 표면 모폴로지는 전계방출형주사현미경(FE-SEM)을 이용하여 관찰하였다. 화학적 표면처리를 통해 친수성을 증가시켰으며, 혈액적합성 평가결과 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

제련공정 산업에서 발생하는 희소/유가 금속을 함유한 산 폐수는 금속의 산세정 과정에서 다량 방출된다. 주로 중화나 치환법, 이온교환법 등을 사용하였지만 큰 비용과 친환경적이지 못한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 제련 공정에서 발생하는 희소금속을 함유한 폐산용액을 막분리법을 적용하여 분리하기 위해 내산성이 향상된 thin-film composite NF membranes (TFC-NF)을 제조하고자 하였다. TFC-NF는 다공성 지지막 위에 polyamide 계면중합법을 이용하여 제조하였다. 제조 한 TFC-NF는 15 wt% 황산에 노출한 후, 75psi 압력의 cross-flow 방식으로 내산성 투과실험을 진행하였고 ATR-FTIR, XPS, FE-SEM 등을 통해 막의 특징을 분석하였다.

본 연구에서는 Hummers 법으로 제조된 산화그래핀(GO)를 활용하여 Poly(vinylidene fluoride)(PVdF) 나노섬유 분리막을 제조하고 수처리 적용을 위한 특성평가를 진행하였다. PVdF/GO 나노섬유 분리막의 제조는 나노섬유 지지막에 다양한 농도로 분산된 GO용액을 스프레이건을 이용하여 코팅하는 방법과 고분자 용액에 GO를 도입하여 혼합 방사하는 방법을 적용하였으며, 기공크기 제어 및 기계적 물성을 향상시키기 위해 후처리공정을 진행하였다. 도입방법에 따른 수투과 특성 및 접촉각 등 특성변화를 비교 분석하였다.

본 연구에서는 주위에서 취할 수 있는 식물을 이용하여 엽록체를 추출하고, PP부직포 위에 도포하여 복합막을 제작하였으며, 산소 발생에 대한 연구를 진행하였다. 엽록체의 도입 방법에 따른 실험에서 딥 코팅법과 스프레이 코팅법을 이용하였으며, 밀폐된 용기와 진공오븐내 초를 이용한 연소시험에서 스프레이 코팅이 우수한 결과를 나타내었다. 엽록체 활성증가를 위해 nylon6/6 나노섬유를 부직포 위에 전기방사하여 지지체를 제조 후, 엽록체를 도입하였다. 따라서 본 연구는 산소발생용 분리막 및 공기청정기용 필터소재로의 응용에 대한 기초연구 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

최근 전기전자산업이 급격하게 발전함에 따라 첨단소재로서 희소금속 및 유가금속의 용도가 다양해지고 수요가 급증하고 있다. 일반적으로 습식제련공정에서의 모액은 황산용액 상태이며, 모액중의 유가금속(Cu, Zn) 및 희소금속(In, Se, Re 등)은 보통 수 ppm에서 수 % 단위로 용해되어 있다. 종래에 방법들은 비용이 많이 들고 폐기물이 다량 발생하여 경제적이지 못한 반면 막분리 공정을 이용하면 친환경적이면서 효율적으로 회수할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 내산성이 우수한 폴리아미드/실록산 블렌딩 나노여과막을 제조하고, 제조된 막의 구조적 특성 및 투과분리 특성에 대하여 살펴보았다. 그리고 제조된 분리막을 15 wt%의 황산용액에 대하여 내산성능평가를 진행하였다.

The silver nanoparticles (AgNPs) incorporated reverse osmosis (RO) membranes with an excellent antibacterial property has been reported. However, the incorporated AgNPs could increase the hydraulic resistance of membrane, indicating the decline of water flux. Here, hybrid silver nanoparticles (Ag@SiO2, 400 nm) were strongly immobilized using Ag-S chemical bonding on the polyamide surface of RO membrane for both protecting the decline membrane performance and having a strong antimicrobial property. The membrane performance was unchanged after the immobilization of silver nanoparticles, when compared to that of unmodified membrane. In addition, the silver-polyamide composite membrane significant reduced the number of live bacteria attached on the membrane surface by 92.7 ± 1.8, 99.5 ± 0.3, and 73.3 ± 5.5% for E. coli, P. aeruginosa, and S. aureus, respectively. The strong antimicrobial property is ascribed to the combination effect by the directly attachment to bacteria surface and the penetration of released silver ions inside the cell membrane of bacteria.

본 연구에서는 높은 제거성능을 가지는 분리막 개발하기 위해, 상전이법을 이용하여 이중구조의 중공사형 한외여과막을 제조하였다. 방사조건에서 에어갭, 내부응고제를 조절하여 중공사를 제조하였다. 분리막의 단면과 표면 모폴로지는 전계방출형주사현미경(FE-SEM)을 이용하여 관찰 할 수 있었으며, 수투과도와 제거성능 평가는 0.2cm2 의 테스트 모듈을 제작하여 각각 측정하였다. 50nm PS latex bead를 이용하여 분리막의 공칭공경을 측정하였다. 측정결과 50nm 이하의 공칭공경을 가지는 것을 확인 할 수 있었으며, 박테리아 제거성능은 log 6 이상의 높은 값을 나태내는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 산화그래핀(GO)을 기질 고분자인 PVdF에 도입하여 전기방사법으로 나노섬유 형태의 분리막을 제조하고, 수처리용 분리막으로의 활용가능성을 조사하였다. 제조된 GO와 나노섬유 분리막은 SEM, TEM, XPS, FT-IR, Raman spectra등을 이용하여 GO의 도입여부 및 화학적 구조를 분석하였으며, 순수투과도 및 제거율, TMP변화를 상용막인 CPVC(chlorinated Polyvinyl chloride) 평막과 비교분석하였다. 또한, 항균성 향상과 중금속 제거를 위해 금속물질과 복합화를 진행하고, 이에 따른 활용가능성을 조사하였다.

Membrane bioreactor (MBR) and reverse osmosis (RO) process have attracted much attention in the field of wastewater treatment and desalination, respectively. However, MBR has membrane fouling which is the major obstacle in maximizing their efficiency. Also, for the RO process, low energy efficiency still remains unanswered in RO process. In this study, it is demonstrated that the application of graphene oxide (GO) to membrane fabrication can be a novel strategy to overcome the residual problems. In detail, GO was applied to fabrication of polysulfone ultrafiltration membrane for improving anti-biofouling capability of membrane. Furthermore, addition of GO enhanced mechanical strength of highly porous support layer, which enabled the thin-film composite RO membrane to have 1.6 to 4 times higher water flux compared to other RO membranes.

수처리 분야에서 분리막은 MBR(membranebioreactor), RO(reverse osmosis), NF (nanofiltration) 등의 공정에서 활발히 사용되고 있다. 그러나 분리막을 이용한 공정에서 가장 큰 문제점 중에 하나인 막오염 현상은 여전히 풀어야 할 문제로 남아있다. 본 연구에서는 막오염 현상을 완화시키기 위해 분리막의 표면에 다양한 모양의 패턴을 도입하였다. 이후 제조한 패턴형 분리막을 이용하여 교차형흐름 반응조에서 미생물의 부착 정도를 평가 해본 결과 패턴형 분리막에서 확연한 막오염 저감 효과를 확인하였다. 또한 패턴형 분리막에서의 막오염 저감메커니즘을 CFD를 이용해 해석해보았다.

Carbon fibers (CFs) have a unique combination of properties which allow them to be widely used as reinforcing materials in advanced polymer composites. The mechanical properties of CF-reinforced polymer composites are governed mainly by the quality of interfacial adhesion between the CFs and the polymer matrix. Surface treatments of CFs are generally carried out to introduce chemical functional groups on the fiber surfaces, which provide the ability to control the surface characteristics of CFs. In this study, we review recent experimental studies concerning various surface treatment methods for CFs. In addition, direct examples of the preparation and properties of CF-reinforced thermosetting composites are discussed.

TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)계 합금을 제조하고, 합금의 특성을 X-ray diffractometer (XRD), pressure composition temperature (PCT)곡선, scanning electron microscopy (SEM)에 의해 조사하였고, TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)-stainless steel (SS) 복합막에 대해 H2-N2 혼합기체분리실험을 하였다. X-선 회절분석에 의하면 TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)계 합금의 결정구조는 TiCo와 같은 입방정구조이었다. TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)계 합금은 120°C에서 hysteresis현상을 나타내었고, 합금 중 Fe의 양이 증가함에 따라 x=0.90~1.00과 0.50~0.55 범위에서는 hysteresis가 증가하였고, x=0.55~0.90 범위에서는 감소하였다. 가장 작은 hysteresis를 나타낸 합금은 TiCo0.55Fe0.45이었다. 120°C에서 TiCoxFe1-x(x=0.50~1.00)-SS 복합막의 수소투과압력의 최저값은 TiCo0.55Fe0.45에서 2.5 atm을 나타내었고, 최대값은 TiCo0.90Fe0.10에서 10 atm을 나타내었다. TiCoxFe1-x(x=0.50~.00)-SS 복합막에 의하여 120°C에서 H2-N2 혼합기체를 분리하는 경우, 가장 우수한 복합막은 고압부의 수소투과압력이 2.5 atm으로 가장 낮고, hysteresis가 가장 작은 TiCo0.55Fe0.45-SS 복합막이었다.

수용성 고분자인 poly(vinyl alcohol) (PVA)에 가교제인 sulfosuccinic acid (SSA)를 첨가하여 가교반응을 통해 물에 용해되지 않는 막을 제조하였으며, 이온교환능력을 부여하기 위해 poly(4-styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA_MA)를 PVA 질량대비 70, 80, 90 wt%로 달리 첨가하여 막을 제조하였다. 제조한 막의 특성을 알아보기 위해 FT-IR, 함수율, 이온교환용량, 이온전도도, 메탄올 투과도를 측정하였다. 함수율과 이온교환용량, 이온전도도는 PSSA_MA 함량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었으며 메탄올 투과도는 감소하는 경향을 나타내었다. 특성평가 결과 본 실험 막의 최적 조성은 PVA10/SSA9/ PSSA_MA80으로 도출되었다

This study examined the preparations carried out to establish indoor garden areas in Seoul metropolitan subway stations and in 5 other metropolitan cities subway stations in order to present findings on how these preparations might be improved. The preparation ratio for indoor garden areas among Seoul metropolitan subway stations was 6.9%, 38 places, and the ratio overall for 5 metropolitan cities was 21.6%, 54 places. Among the 5 metropolitan cities, the ratio was 26.7% in Busan metropolitan city, 20.0% in Gwangju metropolitan city, 11.6% in Daegu metropolitan city, 18.2% in Daejeon metropolitan city, and 10.3% in Incheon metropolitan city. With regard to the results comparing the decoration ratio with natural flowers and artificial flowers among the prepared stations with indoor gardens, in the case of Seoul metropolitan area, places decorated with natural flowers numbered 23, and the ratio was 60.5%, but, in case of the 5 metropolitan cities, places decorated with natural flowers numbered just 6, and the ratio was just 11.1%. In the case of garden ornaments as material introduced in Seoul metropolitan area subway stations decorated with natural flowers and the 5 metropolitan cities subway stations, one to three kinds of ornament were introduced per each place, and the ornament items included rocks, garden lanterns, ponds, stone mortars, stone lamps, fountains, sculptures, mini water mills, and windmills. The introduced trees at subway stations in Korea that were decorated with natural flowers included 93 species of 70 genera of 45 families. The introduced trees included 87 species of 67 genera of 42 families in Seoul metropolitan area subway stations, and the introduced trees included 28 species of 16 genera of 11 families in the 5 metropolitan cities subway stations. Native trees included 21 species of 20 genera of 17 families. As for scenery formation elements according to the height of trees, in the case of Seoul metropolitan area, the introduced trees included 22 species of upper trees, 15 species of middle trees, and 46 species of lower trees. In the case of the 5 metropolitan cities, the introduced trees included 1 species of upper trees, 5 species of middle trees, and 18 species of lower trees. Therefore, volume and visual diversity in Seoul metropolitan area was provided by the height and bulk of trees, but the volume of scenery and diversity in the 5 metropolitan cities was insufficient. In the case of Seoul metropolitan area, using indoor garden spaces is necessary to connect with mini libraries, resting spaces, and snack bars, and various using types are necessary. In the case of the 5 metropolitan cities, only the visual image was provided, and therefore an activation plan for using spaces is necessary.

시료의 입경 및 투입량 차이에 따른 바이오오일의 특성변화를 알아보기 위하여 0.5~2.0 mm 크기의 굴참나무(Quercus variabilis) 시료 300~900 g을 465 ℃에서 1.6초 동안 급속열 분해하여 바이 오오일을 제조하였다. 입경 및 투입량 차이에 따른 열분해 생성물의 수율변화에는 눈에 띠는 경향은 없 었지만, 바이오오일 수율이 가장 많아 약 60.3~62.1%를 차지하였고, 미응축가스, 바이오차 순이었다. 바이오오일을 냉각관으로 응축하여 얻은 1차 바이오오일과 전기집진장치로 얻은 2차 바이오오일로 구 분하여 수율을 측정한 결과, 1차 바이오오일의 수율이 2차 바이오오일 수율의 약 2배 이상을 나타내었 다. 그러나 발열량은 2차 바이오오일이 1차 바이오오일 보다 약 2배 이상 높았으며, 최대 5,602 kcal/kg을 나타내었다. 1차 바이오오일의 수분함량이 20%이상으로 2차 바이오오일의 수분함량 10% 이 하였다. 또한 2차 바이오오일의 원소분석 결과, 1차 바이오오일보다 탄소함량이 높고, 산소함량이 낮았 기 때문에 수분함량과 원소조성 특성도 발열량에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 바이오오일의 저장온도가 높을수록 또는 저장기간이 길수록 점도가 증가하며, 2차 바이오오일의 점 도 증가 정도가 1차 바이오오일보다 컸는데, 저장기간 중에 바이오오일 성분 간의 화학적 결합에 의한 바이오오일의 고분자화가 진행되는 것으로 판단된다.

본 연구에서는 이산화탄소 고정화에 있어 이산화탄소 전환을 위해 MEA를 이용한 습식화학흡 수법의 셔틀메카니즘을 도입하였다. 또한 알칼리 무기물질을 다량 함유한 산업부산물을 습식탄산화법을 이용해 처리하고자 하였다. 즉, 산업부산물의 화학적 처리를 통해 칼슘이온을 용출하였다. 산성물질을 이용한 용출상징수를 ICP로 분석한 결과, 칼슘이온이 최대 17,900 ppm(1.79%)을 확보하였다. 또한 MEA를 이용한 습식 흡수공정을 통해 상온, 상압조건의 이산화탄소 분위기에서 94%의 전환률을 얻었 다. 슬러지의 액상탄산화를 통해 슬러지 mg 당 0.175 mg의 이산화탄소를 고정하였으며, 최종생성물의 XRD 분석결과 일반적인 탄산칼슘의 결정구조인 calcite 형상을 확인하였다.

고급지방산 메틸 에스테르류의 소포제를 합성하고 FT-IR과 1H-NMR 분석을 통해 확인하였 다. FT-IR을 이용하여 합성된 물질의 특징인 -C=O기는 1740 cm-1 부근에서, 그리고 C-O기는 1175 cm-1 피크 값을 가지는 것을 확인하였다. 또한 1H-NMR 분석을 통해 에스테르의 -C=O의 Chemical shift가 2.29 ppm에서 나타나는 것을 확인하였다. 표면장력은 Surface Tensiometer CBVP-43을 이용하여 측정하였다. 표면장력은 17.7에서 21 dyne/cm 값을 가진다. SLS 수용액에서의 소포능은 Ross-Miles법을 통해 측정되었다. 4종류의 소포제 중 소포능 은 스테아르산메틸을 이용하여 제조한 소포제가 가장 뛰어난 것으로 측정됐다.

본 연구에서는 꽃송이버섯 건물과 powder를 각각 Yeast Extract broth와 MRS broth에서 Lactoballius 4종(L. plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii)과 함께 발효시켰다. 발효액의 final pH는 pH 3.9±0.02로 유산균의 일반적인 final pH 값과 일치함을 통해 유산균의 발효를 확인하였고, 유산균에 의한 꽃송이버섯 발효의 효과를 β-glucan 함량을 통하여 확인하였다. Yeast Extract broth 발효액은 YSB-2LP 1.65 g/100 g으로 β-glucan을 거의 함유하고 있지 않았지만 MRS broth 발효액은 Yeast Extract broth 발효액의 10배에 달하는 MPB-1LP 10.84 g/100 g을 함유하고 있었다. MPB-1LP는 꽃송이버섯 powder와 L.actobacillus plantarum으로 발효한 발효액으로 pH stress로 인해 만들어진 L. plantarum의 β-D-glucosidase에 의해 분해된 고분자량의 수용성 β-glucan이라 사료된다. 꽃송이버섯을 powder 상태로 L. plantarum과 함께 발효시켰을 때 꽃송이버섯의 수용성 β-glucan 추출 효율을 높일 수 있으며, 본 연구의 결과는 꽃송이버섯 유산균 발효물의 면역촉진 작용 연구를 위한 기초연구자료로 활용될 수 있을 것이다.

The composite of porous silicon (Si) and amorphous carbon (C) is prepared by pyrolysis of a nano-porous Si + pitch mixture. The nano-porous Si is prepared by mechanical milling of magnesium powder with silicon monoxide (SiO) followed by removal of MgO with hydrochloric acid (etching process). The Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of porous Si (64.52 m2g−1) is much higher than that before etching Si/MgO (4.28 m2g−1) which indicates pores are formed in Si after the etching process. Cycling stability is examined for the nano-porous Si + C composite and the result is compared with the composite of nonporous Si + C. The capacity retention of the former composite is 59.6% after 50 charge/discharge cycles while the latter shows only 28.0%. The pores of Si formed after the etching process is believed to accommodate large volumetric change of Si during charging and discharging process.