최근 지구온난화로 인해 발생하는 극단적인 기상현상이 빈번해짐에 따라, 사회 인프라와 건축물의 노후화로 인한 붕괴 위험이 증가 하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구는 구조물 유지보수 및 보강을 위한 고성능 숏크리트 공법을 개발하는 것을 목표로 한다. 특히, 자연섬유와 나노버블수를 혼입한 숏크리트는 콘크리트의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 자연섬유 는 콘크리트의 점착력과 부착력을 높여 펌핑성과 유동성을 개선하고, 콘크리트 내부에 수분을 지속적으로 공급하여 소성수축 균열을 억제하는 효과가 있다. 이를 통해 구조물의 내구성을 증진시키며, 공용 수명을 연장하는 데 기여한다. 또한, 나노버블수는 콘크리트의 수화 반응을 촉진하여 응결 시간과 초기 강도를 크게 향상시킨다. 나노버블수는 콘크리트 혼합물 내에서 슬립 현상을 제공하여 리바 운드를 저감시키고, 시공 중 발생하는 재료 손실을 줄여 시공 효율성을 높이는 역할을 한다. 나아가, 나노버블수는 이산화탄소를 포집 하여 생성할 수 있어 탄소 배출을 줄이는 환경적 이점을 제공하며, 급결제 사용을 줄여 환경오염 감소에도 기여한다. 본 연구에서는 다양한 실험을 통해 각 변수의 영향을 분석하였다. 결론적으로, 자연섬유와 나노버블수를 혼입한 고성능 숏크리트를 통해 구조물 보수 및 보강 공사에서 비용을 절감하는 동시에, 내구성을 크게 향상시킬 수 있음을 증명하고자 한다. 이 연구 결과는 향후 다양한 구조물 유지 보수 공법에 적용될 수 있으며, 건설 산업에서 지속 가능한 기술로 자리 잡을 것으로 기대된다.

최근 나노 버블 수의 건설 산업에 적용한 효과에 대하여 검증하고자 나노 버블 수를 혼입한 모르타르의 물리적 특성에 관한 연구를 진행하였으며 산소 및 이산화탄소 기체를 이용하여 나노 버블 수를 사용하였다. 모르타르의 물리적 성능을 비교하기 위하여 응결 시험과 압축강도 시험을 진행하였으며 응결 시간 내 열중량 분석을 통하여 응결 시험의 원인을 분석하고자 하였다. 본 연구 결과로써 산소 나노 버블 수를 사용하였을 경우 모르타르의 미세 응결촉진을 가져왔으며 이산화탄소 나노 버블 수를 사용한 경우 응결시간의 지연이 유의미하게 나타났다. 또한 실험한 기체의 종류에 관계 없이 강도가 증가 하였으며 응결 지연 여부와 관계없이 조기강도가 증가함을 확인하였다. 추가적인 공극구조 및 수화물 구조 분석에 관한 연구가 필요하지만 나노 버블 수가 건설 산업에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

일본과 유럽에서 시작된 미세버블과 나노버블의 기술은 여러 응용분야에서 적용 가능하고 그 효과 또한 다양하게 나타나고 있어서 많은 연구자 뿐만 아니라 관련 산업 전문가들에게 관심을 받고 있다. 특히 나노버블은 물속에서 수개월 이상 존재 가능하다는 연구로부터 화장품과 같은 액상 형태의 제품에 적용 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 기포캡슐레이션 기법을 이용한 나노버블의 생성과 나노버블을 함유한 기능성 화장품 내 유효물질 3종(Niacinamide(1.6%), Caffeic acid(1%), Ferulicacid(1%))에 대하여 피부투과성 증가 실험을 진행하였다. 나노버블은 유효물질의 피부투과성 증가에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 나노버블 미함유 물질 대비 최대 250% 피부투과성 증가가 확인되었다(Caffeic acid, 8시간). 이는 화장품 분야 뿐만 아니라 뇌종양과 같은 의약품 투과성에 관련된 분야 등 나노버블 기법에 의한 투과성 향상에 적용 가능한 분야에 연구 성과 및 산업적 파급효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 나노버블수로 재배한 새싹인삼(NB-4)과 일반수로 4개월간 재배한 새싹인삼(NA-4)의 이화학적 차이와 조사포닌 및 진세노사이드의 함량을 비교하여 나노버블수로 재배한 새싹인삼의 우수성을 확인하였다. 또한 NB-4 새싹인삼의 상업적 적용 가능성에 대한 기초자료를 확보하고자 시판 효소 3종으로 가수분해하여 이화학적 특성 및 항산화 활성을 비교 하였다. 생장 특성에서는 NB-4 새싹인삼이 NA-4 새싹인삼에 비해 길이나 굵기 면에서 더 높은 생육 증진 효과가 확인되었다. 잎과 뿌리 모두에서 회분과 조지방 함량은 시료간에 유의적인 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 NB-4 새싹인삼에서 더 높았으며, 총 진세노사이드 함량은 NA-4가 더 높았는데 특히 잎에서의 Rb2 함량은 NB-4 새싹인삼에 더 높았다. 총 페놀화합물의 함량은 NB-4의 잎과 NA-4의 뿌리에서 유의적으로 높은 함량이었고, 플라보노이드는 잎에서만 검출되었으며, NB-4와 NA-4 간에는 유의적인 차이가 없었다. 상대적으로 조사포닌 함량이 높았던 NB-4를 viscozyme, cellulast 및 fungamyl 각각으로 가수분해 한 결과 viscozyme으로 가수분해 했을 때, pH는 가장 낮고, 산도, 환원당 함량과 총 페놀화합물의 함량은 가장 높았다. 효소 분해물의 항산화 효능을 DPPH와 ABTS 라디칼소거능으로 평가한 결과 각각 viscozyme과 fungamyl 분해물의 항산화 활성이 우수한 것으로 확인되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 나노버블수로 재배한 새싹인삼에서 사포닌함량이 더 높으며, 효소분해물 제조시는 적용되는 효소에 따라 항산화 활성을 높일 수 있으므로 액상 추출물의 제조에는 효소의 적용이 적합한 것으로 판단된다.

In this study, the compressive strength and flexural strength of concrete were evaluated by making 50% and 100% admixture ratio of recycled aggregate and recycled aggregate through nano bubble carbonation modification

In this study, the compressive strength and flexural strength of concrete were evaluated by making 50% and 100% admixture ratio of recycled aggregate and recycled aggregate through nano bubble carbonation modification.

This study was aimed at determining the changes in heavy metal removal efficiency at different acid concentrations in a micro-nanobubble soil washing system and pickling process that is used to dispose of heavy metals. For this purpose, the initial and final heavy metal concentrations were measured to calculate the heavy metal removal efficiency 5, 10, 20, 30, 60, and 120 min into the experiment. Soil contaminated by heavy metals and extracted from 0~15 cm below the surface of a vehicle junkyard in the city of U was used in the experiment. The extracted soil was air-dried for 24 h, after which a No. 10 (2 mm) was used as a filter to remove large particles and other substances from the soil as well as to even out the samples. As for the operating conditions, the air inflow rate in the micro-nano bubble soil washing system was fixed at 2 L/min,; with the concentration of hydrogen peroxide being adjusted to 5%, 10%, or 15%. The treatment lasted 120 min. The results showed that when the concentration of hydrogen peroxide was 5%, the efficiency of Zn removal was 27.4%, whereas those of Ni and Pb were 28.7% and 22.8%, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 10%, the efficiency of Zn removal was 38.7%, whereas those of Ni and Pb were 42.6% and 28.6%, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 15%, the efficiency of Zn removal was 49.7%, whereas those of Ni and Pb were 57.1% and 42.6%, respectively. Therefore, the efficiency of removal of all three heavy metals was the highest when the hydrogen peroxide concentration was 15%.

The objectives of this research are to evaluate and compare the oxygen transfer coefficients(KLa) in both a general bubbles reactor and a micro-nano bubbles reactor for effective operation in sewage treatment plants, and to understand the effect on microbial kinetic parameters of biomass growth for optimal biological treatment in sewage treatment plants when the micro-nano bubbles reactor is applied. Oxygen transfer coefficients(KLa) of tap water and effluent of primary clarifier were determined. The oxygen transfer coefficients of the tap water for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were found to be 0.28 hr -1 and 2.50 hr -1 , respectively. The oxygen transfer coefficients of the effluent of the primary clarifier for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were found be to 0.15 hr -1 and 0.91 hr -1 , respectively. In order to figure out kinetic parameters of biomass growth for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor, oxygen uptake rates(OURs) in the saturated effluent of the primary clarifier were measured with the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor. The OURs of in the saturated effluent of the primary clarifier with the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were 0.0294 mg O2/L․hr and 0.0465 mg O2/L․hr, respectively. The higher micro-nano bubbles reactor's oxygen transfer coefficient increases the OURs. In addition, the maximum readily biodegradable substrate utilization rates(Kms) for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were 3.41 mg COD utilized/mg active VSS․day and 7.07 mg COD utilized/mg active VSS․day, respectively. The maximum specific biomass growth rates for heterotrophic biomass(μmax) were calculated by both values of yield for heterotrophic biomass(YH) and the maximum readily biodegradable substrate utilization rates(Kms). The values of μmax for the general bubbles reactor and micro-nano bubbles reactor were 1.62 day -1 and 3.36 day -1 , respectively. The reported results show that the micro-nano bubbles reactor increased air-liquid contact area. This method could remove dissolved organic matters and nutrients efficiently and effectively.