This study focuses on heat-induced gelation of pea (Pisum sativum L.) proteins to assess the potential of pea protein aggregates (PPA) as novel plant-based meat alternatives. The microstructural (SEM, CLSM), mechanical (TPA analysis), and rheological properties (G', G'') of heat-induced gels at pH 2 were systematically investigated as a function of a different pea protein concentration (7.5, 10, 12.5%) and a varying heating time (1, 3, 6, 16 h). The result showed that PPA formation at higher protein concentration and heating time contributed to a homogenous and compact heat-induced gel formation. Such gel network strengthened mechanical properties in terms of high gel hardness (40 g) and elastic texture (2.7 mm springiness). For the rheological studies, the storage modulus (G') showed an increase during both the heating and cooling phases and then stabilized during the cooled-holding phase. This suggested that the formation of durable and stable gel was induced due to the decreased mobility of protein aggregates at low temperatures. Therefore, the PPA is indicated as a potential additive for enhancing the food texture quality in the plant-based meat food industry.

산화아연 막은 투명한 전도성 물질로써 다양한 분야의 광전자소자에 이용되고 있다. 그러므로 산화아연 막의 특성을 규명하는 것은 광전자소자의 성능을 높이는데 매우 중요한 역할을 할 것이다. 본 논 문에서는 이러한 산화아연 막을 용액공정 기반으로 제작하여 형태적, 구조적 특성을 평가하고자 한다. 구 체적으로는 졸-겔 방법을 반복적으로 시행하여, 시행 횟수에 따른 산화아연 막의 물성의 변화를 관찰할 것 이다. 일정한 용액 조건하에서, 5회의 반복적인 졸-겔 방법을 시행한 결과 결정화가 진행되는 것을 확인하 였다. 7회 이상에서는 원소 구성 및 결정화도가 특정 값에 수렴하는 경향을 보였다. 최종적인 산화아연 막 의 평균결정의 크기는 약 10.7 nm 정도로 계산되었다. 본 연구를 통해 최적의 결정화를 보이는 공정횟수 는 7회였다. 본 연구 결과 및 방법론은 다양한 용액공정 변수를 가변시키면서 적용할 수가 있고 최적의 공 정조건을 확립하는데 기여할 것으로 기대한다.

피부를 대상으로 한 살균을 목적으로 하는 외용소독제 의 경우 식품 취급자에 오염된 미생물의 사멸 또는 제거 를 목적으로 활용될 수 있으며, 최근 개인위생에 대한 관 심 증가에 따라 제품 소비 증가와 제품 다양화가 두드러 지게 나타나고 있다. 살균 효능은 소독제의 핵심 품질 평 가 요소로서 수행 절차 및 조건에 따라 상이한 결과가 나 타날 수 있기 때문에 시험법의 효율성과 정확성을 높이기 위한 연구가 필요하다. 이에 본 총설논문에서는 주요 제 형별(겔형, 액제형, 와이프형) 시험법 개발 현황을 파악하 고 시험법별 특장점 분석 결과와 최근 관련 연구를 통하 여 제시된 시사점을 기반으로 향후 효능 평가 체계의 발 전 방향을 제시하고자 하였다. 인체 대상 시험법의 경우 시험 유형에 따라 소독제를 시험 대상 피부 표면에 처리 하는 조건이 다양화되어 있어 시험법 간 동등성에 대한 평가를 통해 소독제 제품의 성분이나 특성에 따라 최적의 시험 유형을 파악하고 그에 대응되는 적절한 평가 체계 및 관련 규제의 표준화의 필요성을 시사하였다. 특히 와 이프형 소독제의 경우 처리 방식이 미생물 제거 및 살균 에 직접적으로 영향을 미침에도 불구하고 피부에 노출하 는 손 대상 처리를 위한 사용 패턴의 표준화 사례가 부족 하였다. 한편 [전처리 - 소독제 노출 - 미생물 회수] 등 각 시험 절차별로 결과에 영향을 미치는 주요 결정 요인을 발굴하는 연구의 지속 수행을 통해 기존 시험법을 개선하고 신규 시험법을 개발하고자 하는 노력이 요구된다. 최 근 활발하게 개발되고 있는 ex vivo 시험법은 인체 시험 의 제한적인 연구 재현성과 같은 한계를 극복하면서도 인 간 피부 환경을 구현하기 위한 기술의 적용을 통해 연구 결과의 신뢰도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 한편 손 피부를 대상으로 한 균총 연구 등 소독제 처리 전후 미생물의 특성과 분포 분석 관련 연구가 최근 다수 보고 되고 있어 이를 활용한 미생물 군집 단위의 소독제 효능 평가 시험법의 확립이 기대된다. 본 연구를 통해 제시된 소독제 효능 시험법의 현황 기반 발전 전략은 보다 효과 적인 개인위생 관리 확립을 통해 손을 통해 교차 오염되 는 미생물에 의한 감염성 질병 발생을 최소화하여 공중보 건 및 식품 안전성 향상에 기여할 수 있다.

목적 : 반응성 청색광차단 염료를 하이드로겔 콘택트렌즈에 화학적으로 고정시켰고, 제조된 콘택트렌즈의 청색 광차단 기능의 분석 및 첨가된 염료를 정량하고자 한다. 방법 : Vinyl sulfone-기반의 반응성 염료인 Reactive Orange 16 Dye를 다량의 알콜 작용기를 함유하는 하 이드로겔 콘택트렌즈에 화학적으로 결합시켰다. 콘택트렌즈의 청색광차단 특성 및 염료의 정량은 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 확인하였다. 결과 : 청색광차단기능의 Reactive Orange 16 Dye가 성공적으로 하이드로겔 콘택트렌즈에 결합되었다. UV-vis spectra 분석을 통해 염료를 함유한 콘택트렌즈들이 우수한 청색광차단 기능을 보임을 확인하였다. Beer-Lambert의 법칙을 이용하여, 콘택트렌즈에 첨가된 Reactive Orange 16 Dye를 정량하였으며, 반응 염료 의 농도 조절을 통해, 콘택트렌즈의 청색광차단율을 조절할 수 있었다. 결론 : 본 연구에서는 청색광차단 기능의 반응성 염료를 하이드로겔 콘택트렌즈에 화학적 결합을 통해 고정시 키고, 청색광차단 기능을 분석하였다. 화학적 반응에서 청색광차단 염료의 농도가 증가할수록, 380~500 nm 사 이의 청색광 파장 영역에서의 차단 세기와 첨가된 염료의 양이 같이 증가함을 확인하였다. 대량생산이 가능한 청 색광차단 콘택트렌즈의 개발은 기능성 안광학의료기기 개발에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

Volatile organic compounds (VOCs) emitted from industrial gas cause equipment failure and fire accidents due to the rapid flow and concentration changes of VOCs. Therefore, it is crucial to attenuate the concentration of VOCs to ensure a constant emission rate before the control process. This study proposed an encapsulation technique to fabricate calcium- alginate gel beads containing paraffin oil as an effective absorbent. The prepared absorbent was physically characterized, and a column test observed its absorption capacity. When the oil content was 30%, the prepared beads showed the best spherical shape, attaining 96% emulsion stability, 0.014 sphericity factor, 62.7% weight variation ratio, and 4.21 ± 0.06mm diameter. In the column test that was packed with the prepared beads, the toluene absorption capacity was 497.6mg/kg. The net effect of the beads was to attenuate the peaks of toluene concentration, and to make the VOC-laden air stream more receptive for the subsequent treatment unit.

목적: 상분리가 일어나지 않는 실리콘하이드로겔 콘택트렌즈(silicone hydrogel contact lens, SH-CL) 제조에 적합한 실리콘 모노머의 구조를 알아보고자 한다. 방법 : HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 세 종류의 실리콘 모노머, TRIM[3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, Aldrich], TEMA[2-(trimethylsilyloxy)ethyl methacrylate, TCI], TMMA[(trimethylsilyl) methacrylate, Aldrich]를 활용하여 완전몰드로 SH-CL를 제조하였다. 함수율과 UV-VIS spectrophotomter 를 이용한 광투과율, TGA 분석을 통한 열적안정성 등의 물리적 특성과 FT-IR 분석을 통한 화학적 특성을 알아 보았다. 결과 : 동일한 양의 TRIM, TEMA, TMMA를 사용하여 제작한 SH-CL의 광투과율은 각각 92%, 86%, 80%로 측정되었으며, 함수율은 TRIM을 사용한 SH-CL에서 39.3%로 가장 높게 나타났다. FT-IR 분석 결과 세 종류의 SH-CL 모두 silicone monomer와 HEMA의 중합반응이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있었고, TGA 분석을 통해 TRIM monomer의 sol-gel 반응 유무를 확인할 수 있었다. 결론 : Sol-gel 반응에 적합한 구조를 가지고 있어 상분리가 일어나지 않아 투명하고, Si에 극성 작용기인 methoxy기가 연결되어 있는 TRIM monomer가 SH-CL 제조에 적합한 구조임을 확인할 수 있었다.

현대에 있어 지구온난화 현상으로 인해 여름철에는 폭염, 겨울에는 한파가 빈번해지는 이상기후가 지속적으로 발생 하고 있다. 여름철과 겨울철의 기온 양극화가 심해지고 있으며 이로 인한 급격한 변화로 다양한 분야에서 문제가 발생하고 있 다. 이에 전 세계에서는 사고예방 및 근본적인 문제를 해결하기 위하여 새로운 기술을 도입하고, 이에 맞는 정책을 추진하고 있 다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사회적인 문제를 극복할 수 있는 방안으로 구조물 및 건축물등 다양한 분야에서 가장 많이 사용되는 골재인 잔골재에 대하여 다공성 골재로 치환함과 동시에 열에너지 저장이 가능한 상변화 물질을 함침하고, 골재 내 PCM의 성능 극대화를 위한 SOL-GEL 코팅에 대해 연구하였으며 이를 활용하여 모르타르를 제작하였다. 성능을 확인하기 위하 여 SEM, DSC, FT-IR 및 강도실험을 진행하였으며 최종적으로 제조된 SOL-GEL코팅된 PCM 함침 활성탄의 경우 냉각시 상변화 온도 2.4℃와 26.8J/g의 열에너지를 확인하였으며 가열시 상변화 온도 7.1℃와 32.95J/g의 열에너지를 확인하였다. 본 연구에서 제작된 잔골재를 활용한 모르타르의 경우 7일차 압축강도 37.68MPa, 28일차 압축강도 50.34MPa, 28일차 휨강도 4.5MPa를 확인 하였다.

목적 : 본 연구는 Polydimethylsiloxane(PDMS)를 기반으로 다양한 첨가제를 사용하여 고 기능성 안 의료용 고분자를 제조한 후, 제조된 렌즈 표면에 생체적합성 및 습윤성이 우수한 collagen을 코팅하여 물성을 비교 분석 하였다. 방법 : 렌즈 제조를 위해 PDMS와 친수성 모노머인 N,N-dimethylacrylamide(DMA), 2-Hydroxyethyl methacrylate(HEMA)를 주재료로 사용하였으며, 교차결합제인 Ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA)와 열 개시제인 Azobisisobutyronitrile(AIBN)을 사용하였다. 또한 기능성 첨가제로는 1,3-Bis(3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane(TMDS), Polyvinylpyrrolidone(PVP), 2-(Trifluoromethyl)styrene 및 collagen을 사 용하였다. 제조된 렌즈의 물성 평가를 위해 광투과율, 굴절률, 함수율, 산소투과율 그리고 인장강도를 각각 측정하였으 며, 접촉각 측정을 통해 습윤성을 평가하였다. 결과 : TMDS의 첨가비율에 따라 렌즈의 산소투과율은 약 28~45 ×10⁻¹¹(cm²/sec)(mlO²/ml×mmHg)으로 나타내었으며, PVP 및 2-(Trifluoromethyl)styrene가 첨가된 렌즈의 습윤성 및 인장강도는 56~46° 그리고 0.11~0.17 kgf/mm² 의 범위로 각각 나타났다. 다양한 첨가제를 사용함으로써 제조된 렌즈의 기능성이 향상되었 으며, 특히 콜라겐 첨가제의 사용은 하이드로겔 표면의 접촉각을 매우 감소시켜 우수한 습윤성을 가지는 것으로 나타났다. 결론 : TMDS, PVP 그리고 2-(Trifluoromethyl)styrene은 실리콘 하이드로겔 렌즈의 기능성 향상에 효과적 이며, 첨가제로서의 collagen 사용은 렌즈의 습윤성을 향상시키는 것으로 나타나 본 연구에서 사용된 재료는 안의 료용으로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

목적 : 본 연구는 3-[{2-(Methacryloyloxy)ethyl}dimethylammonio]propane-1-sulfonate(DMAPS)로 기능화된 하이드로겔 콘택트렌즈를 개발하고, 이들의 물리적 물성과 단백질 및 세균의 흡착성을 조사하기 위한 것이다. 방법 : 하이드로겔 콘택트렌즈는 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA)와 ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA)의 공중합에 의해 제조되었다. 연속적으로 벤조페논의 흡착과 DMAPS 단량체의 UV 유도 자유 라디칼 중합을 통해 양쪽 이온성이 기능화된 하이드로겔 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 콘택트렌즈의 수분함량, 접촉각, 광학적 특성, 단백질 및 세균 흡착을 분석하였다. 결과 : DMAPS으로 기능화된 하이드로겔 콘택트렌즈는 더 높은 수분 함량, 향상된 표면 습윤성 및 우수한 가시광선 투과율을 가지고 있다. 더욱이, 하이드로겔 콘택트렌즈 표면에 양쪽 이온성의 DMAPS가 존재하기 때문에 라이소자임 및 알부민과 같은 단백질의 흡착이 낮아지고 세균 흡착이 대군에 비해 감소하였다. 결론 : 양쪽 이온성의 DMAPS을 이용한 하이드로겔 콘택트렌즈의 기능화 방법은 습윤성이 우수하고 단백질 및 세균 흡착을 감소시킬 수 있는 기능성 콘택트렌즈의 개발을 위한 전략을 제공할 수 있다.

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.

본 연구에서는, 주위 산도나 근적외선과 같은 외부에서 주어지는 자극에 의하여 내부 탑재 약물의 방출을 조절할 수 있는, 자극 응답성 키토산(Cs) 하이드로겔를 합성하고 그것의 특성과 성능을 조사하였다. 우선 Cs와 carbic anhydride의 개 환반응에 의하여 노르보닐(Nb) 작용기가 도입된 Cs 유도체(Cs-Nb) 를 합성하였으며, methyltetrazine-amine과 selenolactone의 반응에 의하여 테트라진 (Tz) 작용기가 양 말단에 도입된 가교제(Se-Tz)를 합성하였다. Cs-Se 하 이드로겔은 CS-Nb와 Se-Tz 사이의 클릭반응에 의하여 빠르게 형성할 수 있었으며, Nb/Tz 반응 몰비 변화로서 가교도를 조절하였다. 하이드로겔의 가교도와 용액의 산도가 낮을수록 하이드로겔의 팽윤도가 높아졌으며, 하이드로겔의 내부구조가 다공성을 가짐을 SEM 단면 분석 결과 확인할 수 있었다. Ciprofloxacin hydrochloride monohydrate 약물을 탑재한 하이드로겔은 pH 5.2의 PBS용액에서 pH 3.7에 비하여 높은 약물 방출을 나타내었다. 또한 근적외선 조사에 의하여 약물 방출을 빠르게 유도할 수 있었다.

Electronic textiles promise to provide an intelligent platform to enlarge the scope of wearable electronic applications. Therefore, the combination of flexible energy storage devies into wearable systems is a key for operating these electronic textiles during bending, knotting, and rolling. Nonetheless, the application of fibrous supercapacitors consisting of a gel-electrolyte and carbon fiber electrode is still obstructed by low capacitance, low rate-performance, and poor cycling stability owing to the inefficient interface between the gel-electrolyte and electrode. Here, a fibrous supercapacitor is obtained using an optimized gelelectrolyte that improves the ionic diffusion capability. The optimized fibrous supercapacitor shows a superior electrochemical performance, including high specific capacitance of 41 mF cm−2 at current density of 2.0 μA cm−2, high-rate performance with 17 mF cm−2 at a current density of 15.0 μA cm−2, and outstanding cycling stability (88% after 3,000 cycles at a current density of 200.0 μA cm−2). The excellent energy storage performance is mainly attributed to the optimzied interface between the gelelectrolyte and electrode material, leading to an improved ionic diffusion capability.

본 연구에서는 3차원 네트워크 폴리아크릴산나트륨 겔의 가교환경을 변화시켜 기계적 강도 및 팽윤거동을 제어하고 그 물성을 평가하는 연구를 진행하였다. 일반적으로 겔 용액의 가교도가 증가함에 따라 3차원 네트워크 겔의 팽윤비는 감소하고 겔의 기계적 강도는 증가한다. 본 연구에서는 3차원 네트워크 겔 상의 가교개수밀도를 산출하여, 겔화 과정에서 가교환경에 의존하는 중합효율 및 가교효율을 확인하였다. 그 결과, 겔 용액에서 단량체와 가교제의 중량비가 동일하더라도 가교환경이 달라지면 실제 제조된 겔 내부의 가교개수밀도가 3.6배 이상 달라질 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 시도한 가교개수밀도 기반 겔 평가 방법을 활용하면 효과적인 VOCs 흡수제로써 3차원 네트워크 겔을 최적화 할 수 있으리라 기대된다.

목적 : 본 연구는 청색광 차단 콘택트렌즈 제조에 필요한 benzotriazole을 합성하고, 이를 이용하여 제조한 콘 택트렌즈의 광학적, 물리적 성질에 대하여 알아보고자 한다. 방법 : 청색광 차단 화합물인 benzotriazole을 합성 후 HEMA, EGDMA, AIBN을 공중합하여 청색광 차단 콘 택트렌즈를 제조하였다. 그리고 제조한 콘택트렌즈의 특성을 평가하기 위해 광투과율, 청색광 차단율, 함수율을 측 정하였다. 결과 : 제조한 청색광 차단 콘택트렌즈는 대조군으로 제조한 콘택트렌즈에 비해 우수한 청색광과 자외선 차단 성능을 나타냈으며, benzotriazole의 농도가 높을수록 청색광과 자외선 차단 성능이 높아지는 것을 알 수 있었다. 또한 함수율의 경우 대조군과 비교하여 큰 차이는 없는 것으로 나타났다. 결론 : 제조한 청색광 차단 콘택트렌즈는 기존의 콘택트렌즈가 가지는 물성을 해치지 않으면서 자외선 차단성 능이 뛰어나고 청색광을 줄일 수 있는 콘택트렌즈 제조가 가능할 것으로 사료된다.