본 연구에서는 상용 폴리염화비닐을 개질하여 두 종류의 PVC 기반 이온교환용 고분자를 성공적으로 제조하였다. 이후 개질된 두 이온교환 고분자를 활용한 전기방사 공정과 열 압착 공정을 거쳐 2차원 계면(2D-PVC-BPM)과 3차원 접합부 (3D-PVC-BPM)를 갖는 바이폴라막(BPM)을 제조하였다. 제조된 3D-PVC-BPM은 2D-PVC-BPM에 비해 우수한 물 분해 효율 및 안정성을 보였다. 구체적으로, 300 mA cm-2의 고전류 밀도에서 3D-PVC-BPM은 2D-PVC-BPM가 나타낸 전위보다 4.4 V 낮은 8.05 V의 막 전위를 나타냈다. 더욱이, PVC 주쇄가 가진 내화학성 덕분에 3D-PVC-BPM은 가혹한 조건에서도 높은 화 학적 안정성을 보였고, 이는 4 M H2SO4 및 4 M NaOH 용액에 28일간 침지한 후 관측된 질량 손실이 각각 2.8%와 2.1%에 그친 것을 통해 입증되었다. 끝으로, 3차원 접합부가 3D-PVC-BPM에 맞물림(interlocking) 효과와 넓은 계면면적을 제공해준 덕분에 3D-PVC-BPM의 인장 강도는 36 MPa를 초과했고 신장률 또한 약 50%에 이르는 등 우수한 기계적 물성을 나타냈다.

Proper Orthogonal Decomposition (POD) is applied to analyze the coherent structure of three-dimensional cylinder wake flow. The flow field data, such as velocity and pressure as functions of time, was obtained by the incompressible CFD analysis. The resulting CFD data was then used to determine eigenvalues, POD modes, and time coefficients through POD process. The flow field was approximately reconstructed using some of lower POD modes. The three-dimensional field reconstructed using the low-order model was found to be in good agreement with the original. This verifies that low-dimensional modeling of complex flow fields is fully possible.

2021년 기준 4,339개소의 공공하수처리시설에서 발생하는 하수찌꺼기는 년간 4,271,110톤으로 하수처리장 신·증설 등으로 인해 매년 증가하고 있다. 하수찌꺼기 등 유기성폐자원의 처리를 위해서 퇴비화, 혐기성 소화, 열분해, 소각, 매립 등 다양한 방법이 적용되고 있다. 특히 혐기성 소화는 잔류고형물 저감, 자본비와 운영비 절감, 바이오에너지 생산 및 환경에 대한 영향 최소화 등의 장점을 지니고 있어 실행 가능한 방법 중의 하나로 간주되고 있다. 그러나 하수찌꺼기 등과 같이 고형물을 함유한 유기성폐자원의 혐기성 소화 시 가수분해 반응은 율속단계로 알려져 있다. 따라서 혐기성 소화 시 가수분해 효율을 증진하기 위하여 초음파, 마이크로웨이브, 화학적 전처리, 열가수분해 등의 방법이 적용되고 있다. 특히 열가수분해의 경우 지난 20년간 관련 연구가 꾸준히 이루어져 많은 수의 실 규모 시설이 현장에 적용되었다. 그럼에도 불구하고 높은 에너지 소비, 혐기성 소화 저해물질 생성 및 색도로 인한 자외선 소독 효율 저감 등으로 인해 아직도 관련 연구가 지속적으로 진행 중이다 따라서 본 논문에서는 하수찌꺼기의 안정화와 혐기성 소화조의 효율 향상을 위해 가용화 기술 중 대표적이고 상용화가 가장 많이 이루어진 열가수분해에 대해 고찰하고자 한다. 특히 하수처리시설에서 열가수분해와 혐기성 소화조를 연계 하는 경우 예상되는 문제점과 해결방안에 대한 제시를 통해 혐기성 소화조의 안정성 및 메탄 발생량 향상, 하수처리시설 찌꺼기의 효율적 저감 및 에너지 자립화에 기여하고자 한다.

This study investigated the behavior and environmental impact of expanded polystyrene (EPS) in a simulated marine environment, focusing on the effects of UV exposure. Through a series of controlled experiments, it was found that UV-induced weathering increased the formation of smaller EPS degradation products, leading to higher concentrations of dissolved organic carbon (DOC) in the seawater. Additionally, it was suggested that the assembly behavior of dissolved organic matter (DOM) contributed to the reduction of DOC levels over time. The EPS layer exhibited slightly higher DOC concentrations compared to the seawater, likely due to hydrophobic interactions that retained degradation products near the EPS. Analysis of the soil layer revealed that EPS particles and degradation products settled or adsorbed more extensively under UV conditions, indicating a greater risk of sediment contamination. Soil layer elution experiments further confirmed that EPS particles and their degradation products could migrate through soil pores, posing a potential contamination risk to other environments. UV exposure resulted in a twentyfold increase in DOC release from EPS compared to dark conditions. These findings highlight the persistent pollution potential of EPS in marine environments, especially under UV exposure, and emphasize the need for effective EPS waste management and further research into its environmental impacts.

전 세계적으로 배출되는 폐플라스틱을 석유화학제품으로 재활용하는 순환경제가 본격화되고 있다. 따라서, 화학적 재활용 중 하나인 폐플라스틱 열분해유 생산을 위한 파일럿 규모의 시설도 건설되 고 상업적 생산이 시작되고 있다. 본 연구에서는 파일럿 플랜트에서 조건별로 생산된 총 4종의 폐플라 스틱 열분해유를 활용하기 위해 분리된 각각의 유분의 물성 및 구성성분 분석을 통해 나프타, 선박유 및 보일러유 등 다양한 원료‧연료 등으로 사용이 가능한지 확인해보고자 한다. 폐플라스틱 열분해유의 넓은 비점으로 인하여 경질유분은 상압 및 감압증류를 통해 분리하였고, 중질유분은 감압증류를 통해 분 리하였다. 경질유분(fraction 1)은 나프타를 목적으로 물리적 특성, 탄소분포 및 구성성분을 분석하였는 데, 탄소분포, 비점 등은 적합하지만, 초기 폐플라스틱 열분해유에 비해 염소 함량, 올레핀 및 방향족이 높아 전처리공정이 필요하다, 또한 중질유분(fraction 2)은 보일러유 등을 목적으로 할 때, 적합한 밀도, 동점도, 발열량 및 윤활성 등 물리적 특성을 가졌지만, Si 및 전산가 등이 높았다. 분리하고 남은 잔류물 (residue)은 높은 발열량, 낮은 황 함량, 산소 함량 등은 C중유급 연료로서의 사용이 가능할 것으로 판단되었다. 결론적으로, 분리된 폐플라스틱 열분해유에서 분리되는 모든 유분은 전처리만 가능하다면 나프 타 원료뿐만 아니라 저급 연료로도 활용이 가능하리라 판단된다.

본 논문에서는 일치 추적 분해를 활용한 샌드위치 복합재의 결함 탐지 및 정량화 방법을 소개한다. 샌드위치 복합재 시편을 제작하 기 위해 핸드 레이-업 공법과 핫 프레스 공법을 활용하여 결함이 존재하는 시편과 없는 시편을 제작하였다. 결함의 위치와 정도를 파 악하기 위해 플래시 서모그래피를 활용하여 확인하였다. 각각의 시편에서 데이터를 확보하기 위해 pitch-catch법을 활용한 초음파 전 파 실험을 설정하였고, 샌드위치 복합재의 표면에 부착한 압전 센서를 통해 데이터를 확보하였다. 획득한 신호는 일치 추적 분해를 이 용하여 추정 및 분해하고, 고속 푸리에 변환과 웨이블릿 변환 기반 노이즈 제거 방법과의 성능을 비교하였다. 노이즈를 제거한 신호는 각각 동일한 구조의 1-D CNN 모델에 훈련하여 성능을 비교하였다. 제안한 일치 추적 분해 기반 신호 노이즈 제거는 기존의 방법보다 높은 정확도, 안정성, 훈련 속도를 보였으며, 시간-주파수 영역에서 보다 직관적인 모드 분리를 확인하여 특성 추출을 통한 일치 추적 분해 기반 신호 전처리 및 딥러닝 모델 훈련의 가능성을 확장할 수 있음을 확인하였다.

In a previous study, we fractionated crude polysaccharide (AME-CP) with macrophage-stimulating activity from a hot-water extract (AME) of Astragalus membranaceus. AME-CP contained glucose (Glc) as a main component sugar, suggesting that it might be rich in starch-like compounds (SLC). To enhance the immunostimulating activity of AME-CP by pruning SLC rarely known to contribute to activity, hydrolysate (AME-SH) was prepared by digesting with starch-related enzymes, including α-amylase and amyloglucosidase. AME-SH was found to contain substances with molecular weights ranging from 3.9 to 84.4 kDa. These substances were primarily composed of galactose, galacturonic acid, Glc, arabinose, rhamnose, and mannose. AME-SH significantly enhanced the production of macrophage-stimulating factors, including nitric oxide (NO), interleukin (IL)-6, and IL-12, in RAW 264.7 cells compared to AME-CP. Treatment of splenocytes isolated from C3H/HeN mice with AME-SH not only promoted IL-6 secretion, but also induced mitogenic activity. In addition, AME-SH promoted the secretion of hematopoietic growth factors including IL-6 and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in Peyer's patch (PP) cells and stimulated bone marrow cell proliferation through these PP cells. In conclusion, hydrolysate (AME-SH) digested from AME-CP with starch-related enzymes could be used as a potential immunostimulant.

Recently, active research in Korea and worldwide has begun to focus on gene function and cultivar development using gene editing tools. This research, in addition to studies on edible mushroom, aims to enhance the physical and biochemical characteristics of mushrooms for applications in materials and substance production. For these studies, efficient isolation of protoplasts from the target mushroom is critical. However, several commercial cell wall-lysing enzyme cocktails, including Novozyme234, Glucanex, and Lysing enzymes, have recently been discontinued. In this study, we aimed to identify alternative enzyme systems to replace the discontinued cell wall-lysing enzymes for stable isolation of protoplasts from Ganoderma lucidum. To select an optimal osmotic buffer, enzyme function in 0.6 and 1.2 M Sorbitol, Sucrose, Mannitol, and KCl was assessed. The effect of reaction time was also evaluated. Protoplast isolation efficiency of each alternative enzyme was tested using lysing enzymes from Trichoderma harzianum, Chimax-N, and Yatalase, either individually or in combination. This matrix of studies identified enzymes and optimal conditions that could replace the discontinued lysing enzymes.

In response to the global interest and efforts towards reducing plastic use and promoting resource recycling, there is a growing need to establish methods for recycling discarded fishing gear. In Korea, various technologies are being developed to recycle discarded fishing gear, but significant technical and policy challenges still remain. In particular, biodegradable gill nets require a pre-treatment process to separate biodegradable materials from other substances and to remove salt before recycling. Therefore, this study aims to develop a pre-treatment device for recycling biodegradable gill nets and to evaluate the feasibility of recycling them.

This study investigated the impact of hydrolyzed plant proteins on the physical, thermal, and rheological properties of rice flour (RF) for protein fortification for the elderly and general food systems. Faba bean protein concentrate and chickpea flour were first treated with polysaccharide hydrolyzed enzymes (control; CTFP and CTCF, respectively) and subsequentially with protease hydrolyzed enzymes (hydrolyzed protein material; HZFP and HZCF, respectively). The addition of CTFP and HZFP enhanced the swelling power of RF, whereas the CTCF and HZCF exhibited the opposite trends. Adding all controls and hydrolyzed protein materials to RF increased the solubility and gelatinization temperature and decreased the gelatinization enthalpy. The HZFP addition successfully developed the pasting viscosity of RF, whereas the others did not. The RF-HZFP mixture had a higher peak viscosity than RF but lower trough, breakdown, final, and setback viscosities. These findings suggest that the controls and hydrolyzed protein materials studied here could be used as sources for protein fortification of foods, particularly for the elderly, with minimal changes in textural and rheological characteristics, thereby contributing to the development of nutritious and palatable food products.