지속적인 화석연료의 과도한 소비는 지구온난화와 기후환경 위기를 초래하고 있다. 이에 따라 화석연료의 대체 에너지 중 수소에너지가 주목받고 있는데, 수소에너지는 공해물질의 배출이 없고 자원적인 제약이 없다는 장점이 있다. 이에 따라 물의 전기분해를 이용하여 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 수소에너지를 연료로 사용하여 전기를 생산하는 연료전 지 시스템과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 음이온 전도성 이오노머 소재를 대상으로 과량의 수화 상태를 반영하여 3D 이오노머 모델을 제작하였다. 최종적으로 과량의 수화상 태에서 이오노머의 구조적인 안정성과 성능 분석을 통해, 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재인 음이온 전도성 이오노머 설계에 있어서 성능향상 인자를 제시하고자 하였다.

PURPOSES : The effects of strontium cations on the strength of hydrated cement composites as well as the morphology and chemical composition changes of cement hydrates due to strontium treatment are investigated in this study. Subsequently, the potential of a strontiumbased aqueous solution as a near-surface treatment method for hydrated cement composites is evaluated. METHODS : To supply strontium cations to a hydrated cement composite, a 30% strontium nitrate aqueous solution was used. Cement paste (w/c = 0.4) specimens were prepared and cured in the 30% strontium nitrate aqueous solution, which allows the strontium ions to penetrate into the specimen and treat the near-surface region. Compressive and flexural strength tests were performed on both specimens treated by the strontium ions and untreated specimens cured in deionized water, and the test results were compared. To investigate the changes in the morphology and chemical compositions of the cement hydrates due to the treatment, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS) analyses were performed. RESULTS : The results of the strength tests indicate that both the compressive and flexural strengths of the specimens cured in the 30% strontium nitrate aqueous solution improved significantly compared with the specimens cured in deionized water for the same duration. In particular, the strontium nitrate aqueous solution shows greater improvement in terms of the flexural strength compared with the compressive strength. The maximum penetration depth of strontium into the hydrated cement composite is 5 mm during the first 7 d of immersion and increases to 6.5 mm during the subsequent 14 d. The SEM results show that the microstructure of the hydrated cement composite is densified by the strontium nitrate aqueous solution treatment. The EDS results show that morphology and chemical compositions of the cement hydrates are altered. This implies that the strontium cations can be combined with C–S–H and C–S–A–H phases to form new types of hydrates. CONCLUSIONS : The experimentally results show that the strength of hydrated cement composites can be improved by modifying their near-surface regions via the strontium cation penetration technique. This implies that the strontium-based aqueous solution exhibits high potential for the maintenance and rehabilitation of concrete structures.

실험 계획법을 활용하여 세라마이드가 고함량으로 함유된 수화 액정형 베시클의 입자 사이즈에 영향을 미치는 인자를 분석하고 혼합물 조성의 최적화를 시도하였다. 베시클 입자 사이즈에 영향을 주는 주요 변수로 제조 온도, 에탄올 양, 초음파 시간을 각각 정하고, 다구찌 방법의 S/N비 산출과 ANOVA 분 석을 통해, 이들 변수들이 입자 사이즈에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 혼합물 실험 계획법의 심플렉스 중심 설계에 따라, 베시클 막을 구성하는 세 지질 성분, 인지질(HPC), 콜레스테롤(Chol), 세라마이드(Cer) 의 혼합 조성 실험을 수행하였다. 실험에서 얻어진 데이터로부터 회귀분석을 실시하여 모델식을 구하고, 베시클 입자 사이즈를 최소로 만들기 위한 세 지질 성분의 최적 혼합 조성은 HPC(0.6), Chol(0.1), Cer(0.3)으로 구해졌다.

콩(Glycine max)은 예로부터 장류, 두부, 콩나물, 혼반용 등 다양한 용도로 이용되어 양질의 식물성 단백질 공급원으로써 중요한 역할을 해왔다. 수확 직후의 콩은 20~25% 의 높은 수분함량으로 인해 저장ㆍ운송이 어렵다. 따라서 수확량의 대부분은 열풍건조 후 건조된 콩으로 유통된다. 이러한 건조 콩은 다시 장류 및 두부 제조 시 수화하여 가열 및 분쇄 등의 이후 공정이 이루어질 수 있도록 처리 된다. 하지만 수화시간이 길어질 경우, 비타민, 아미노산, 이소플라본 등의 수용성 영양소가 용출이 되게 되며, 높은 수분함량에 의해 미생물 안정성 또한 감소하게 된다. 현재 콩의 소비 증가에도 불구하고 콩의 수화 특성을 연구하고 입경과 수화 온도에 따른 콩의 수화 특성에 초점을 맞춘 연구가 부족한 실정이다. 따라서 수화 온도와 입경에 따른 콩의 수화 kinetics와 수화 모델의 적용으로 콩의 가공을 위한 수화공정 최적화가 이루어 질 수 있다. 따라서 입경을 달리한 (6.0, 7.5 그리고 9.0 mm (± 0.2)) 13.0 % (± 0.8)수분함량의 콩을 목표수분함량 (40 %)까지 건조를 진행하였으며 25, 35 그리고 45 °C 의 수화온도에서 60분간 수화를 진행하여, 매 10분마다 수화 시간에 따른 콩의 무게 변화를 측정하여 수화 특성을 확인하였다. 수화 온도가 증가하고 콩의 입경이 작아질수록 수분 흡수량이 증가하였으며, 45 ºC에서 20분간 건조한 경우, S 군의 수분함량은 40.20 %로 목표수분함량을 초과하여 건조되었으나, L 군의 경우 37.40 %로 목표수분함량에 도달하지 못하였다. 실험적으로 얻은 수화 데이터는, Peleg 모델을 이용하여 수화 특성을 설명하였다. 평형수분함량에 반비례하는 계수인 K2는 25, 35 그리고 45 °C에서 각각 0.0206, 0.008366, 그리고 0.004653 을 나타내어 수화 온도가 증가함에 따라 평형수분함량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Peleg model의 매개 변수를 통해 최종 목표 수분함량까지 도달하는 데 걸리는 수화시간을 예측할 수 있었으며, 이는25, 35 그리고 45 °C에서 각각 59분, 24분, 그리고 22분이 소요되어 목표 수분함량을 위한 최적 수화시간을 도출할 수 있었다.

연료전지용 고분자 전해질막에 있어서 가장 중요한 특성인 수소이온 전달 능력은 내부에서 형성되는 수화채널의 분포 및 형상에 큰 영향을 받게 된다. 비과불화탄소계인 탄화수소계 전해질막의 경우, 과불화탄소계 전해질막인 나피온에 비 하여 이러한 수화채널이 약하게 형성되는 것으로 알려져 있으며 따라서 상대적으로 낮은 이온전달 성능을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 컴퓨터를 이용한 전산모사 기술의 하나인 메조스케일 전산모사 기술을 이용하여 탄화수소계 연료전지용 전해질막인 술폰화 폴리이미드의 가습조건에서의 수화채널 형성 및 상분리 현상을 관찰하였다. 이를 통하여 술폰 화 폴리이미드 내부에서 물분자 비드는 친수성 영역 전체에 걸쳐서 고르게 분포되며 명확한 수화 클러스터는 높은 술폰화도 에서만 형성되는 것이 관찰되었다. 또한, 술폰화 폴리이미드 모델은 저가습 상태에서 수화 채널을 형성하는데에 나피온 모델 에 비하여 더 어렵다는 것이 관찰되었다. 이러한 결과들은 비과불화불소계인 탄화수소계 전해질막의 수화채널 형성에 대한 기존 이론을 명확하게 뒷받침하고 있으며, 술폰화 폴리이미드의 전도도 경향도 잘 설명을 하고 있다. 따라서 메조스케일 전산 모사 기술은 연료전지용 전해질막의 상분리 현상 및 수화채널을 분석하고 이온전도 특성을 규명하는 데에 있어서 매우 효과 적인 기술이 될 수 있다는 것을 확인하였다.

This study evaluated the hydration, gelatinization, and saccharification properties of rice processing for beverage development. The properties of rice were studied on 10 rice cultivars (Samkwang, Ilpum, Seolgaeng, Anda, Dasan-1, Goami-4, Danmi, American rice, Chinese rice, and Thai rice) and employing four kinds of pre-treatment methods (dry grain, wet grain, dry flour, and wet flour). The results showed that moisture content of rice was between 11.88~15.26%. Increase in soaking time along with highest water absorption was noted in American rice cultivar (46.81%). The water binding capacity of Thai rice was higher when compared to that of other rice flours. In addition, solubility and swelling power of rice were 4.52~26.65% and 0.19~2.05%, respectively. The amylose content of Goami-4 was higher in rice processing. Using a rapid visco analyzer (RVA), the initial pasting temperature of Danmi cultivar was found to be the highest; the peak viscosities of Anda cultivar and Dasan-1 cultivar, and Chinese rice were higher than of those of other rice flours. After saccharification, the pH, soluble solids content, and reducing sugar content of rice processed through different pre-treatment methods were in the range of 6.22~7.08, 4.67~16.07 °Brix, and 0.35~11.67% (w/w), respectively. In terms of color values, the L-value of dry grain, a-value of wet (grain, flour), and b-value of dry sample (grain, flour) were found to be the highest. Assessment of various factors and cultivars characteristics of the raw grains are of importance in the development of rice beverage.

본 연구에서는 보리의 취반 적성과 관능성 개선을 위하여 수침처리 및 적외선 가열조건의 영향을 검토하였다. 보리의 수분흡수도는 적외선가열 단독처리 또는 수침과 적외선가열의 병행처리 모두에서 크게 증가하였으며, 취반 후보리의 연화도 또한 증가하였다. 또한 이들 시료를 백미와 혼합하여 취반 후 관능성을 평가한 결과, 식감의 개선에의한 보리의 전체 기호도가 대조구 보다 크게 개선되는 것을 확인하였다. 또한 수침과 적외선가열을 병행 처리하였을 때 적외선가열 단독처리보다 우수한 관능특성을 갖는것으로 조사되어, 보리의 취반성과 관능성 개선을 위한 최적조건은 15분간 상온수침 후 120oC에서 초기 수분함량까지 가열로 설정하였다.

CSA, a cement mineral compound that is mainly composed of 3CaO·3Al2O3·CaSO4, generates ettringite as a hydration product after a reaction with glass (lime), gypsum and water to speed up the hardening process and enhance the strength and degree of expansion. When used as a cement admixture, there is increased production of ettringite, which can improve the initial strength in the first three days and ameliorate the reduction in the initial strength caused by the use of fly ash in particular. In this study, a hydrate analysis was performed using XRD and SEM after substitution with fly ash (30%) and CSA (8%) with the goal of observing the effect of CSA on the initial strength of a cement mixture containing fly ash. The results of the analysis showed that an addition of CSA promoted the production of ettringite and improved the initial strength, resulting in the generation of hydrates, which can effectively enhance the long-term strength of these materials.

염화희토류 수화물(RECl3·xH2O) 내 존재하는 수분을 제거하기 위하여 탈수화 장치를 제작하여 8가지 (La, Ce, Nd, Pr, Sm. Eu, Gd, Y)Cl3·xH2O에 대한 탈수화 실험을 수행하였다. 탈수화 과정 중 희토류옥 시염화물의 형성을 억제하기 위하여 TGA 분석을 바탕으로 하여 단계적인 온도 상승(80→150→230℃)구 간을 설정하였으며 증발된 수분의 원활한 이동을 위하여 예열된 Ar 가스와 vacuum pump를 이용하였다. 각 온도구간에서의 탈수화 정도를 살펴본 결과 YCl3·xH2O를 제외한 염화희토류 수화물은 원자번호가 높을수록 높은 온도에서 더 많은 탈수화가 일어남을 알 수 있었다. 탈수화 과정 후 희토류옥시염화물의 형성은 보이지 않았으며 염화 희토류 수화물 내 수분을 10%이하로 감소시킬 수 있었다.

Bistrifluron은 (주)동부한농에서 개발한 IGR계 살충제이며 나비목 해충의 알에 대한 부화억제 및 유충 생육단계에서 chitin 생합성을 저해하여 치사시킨다. Flubendiamide는 diamides계통 살충제이며 곤충의 신경과 근육의 연결 지점에 작용하여 곤충을 마비시킴으로서 살충활성을 나타난다. 본 연구는 저항성 관리 및 국내원제를 활용하여 원제 수입의존도를 감소하기 위한 목적으로 혼합 살충제를 개발하고자 Bistrifluron+Flubendiamide SC의 방제효과를 담배나방(Helicoverpa assulta)과 파밤나방(Spodoptera exigua)을 대상으로 포장시험을 통하여 확인하였다. 시험약제 Bistrifluron은 100g(ai/ha)과 Flubendiamide은 100, 130, 150g(ai/ha)을 각각 SC 제품을 제제하여 사용하였으며, 고추와 파에 주요해충으로 알려진 담배나방과 파밤나방에 대하여 발생초기부터 10일 간격으로 3회 경엽살포하였고, 최종약제처리 10일 후 피해과수와 피해엽수를 조사하였다. 고추에 심각한 피해를 주는 담배나방은 무처리구에서 피해과율이 12.3% 발생하였고, Bistrifluron + Flubendiamide SC의 200, 230, 250g 농도에서 각각 85.3, 89.9, 89.9%의 방제효과를 확인하였다. 파 파밤나방은 무처리구에서 피해엽율이 33.1%로 피해가 심각하였고, Bistrifluron+Flubendiamide SC의 담배나방과 동일 농도에서 각각 94.2, 97.3, 98.8%의 높은 방제효과를 확인하였다. Bistrifluron + Flubendiamide SC의 혼합 살충제 농도을 230g으로 선정하였고, 담배나방과 파밤나방의 방제 약제들에 비하여 우수한 살충활성을 확인하여 채소작물의 주요 방제제로 활용될 수 있을 것이다.

하절기 수화발생이 빈번한 대청호에서 2003~2005년(3년)에 걸쳐 분자생태학적 방법의 하나인 DGGE를 이용하여 시간에 따른 미생물 군집구조의 변화를 연구하였다. 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤을 형태학적으로 분류한 결과 Cyanophyceae가 우점하였고, 이중에서 Microcystis, Planktothrix (Oscillatoria), Phormidium 그리고 Anabaena 속이 크게 우점하였다. 분자적 군집분석 방법으로서 16S rDNA