In wastewater treatment, an emulsion polymer automatic dissolving system is used to mix and dissolve the polymer used as a polymer coagulant with water before it is put into the dissolution tank. In this study, a disperser is developed to mix water and emulsion polymer better in the dissolving system. For this purpose, the flow analysis of the three disperser models was performed to select the disperser for the emulsion polymer automatic dissolving system with the best performance. The excellence of mixing was evaluated by grasping the flow uniformity and the vorticit in the disperser, and it was confirmed that the TYPE3 disperser was excellent.

The purpose of this study is to develop and evaluate amorphous spray-dried microparticles (SDM) containing levosulpiride to increase its solubility. SDM are prepared via solvent evaporation using polyvinylpyrrolidone (PVP) as the water-soluble polymer and Cremophor RH40 as the surfactant. The SDM is prepared by varying the amounts of PVP and Cremophor RH40, and its physicochemical properties, solubility, and dissolution are confirmed. All levosulpiride-loaded SDMs converted the crystalline drug into an amorphous form, significantly improving drug solubility and dissolution compared with the drug alone. SDM consisting of drug/PVP/Cremophor RH40 in a weight ratio of 5:10:3, with increased solubility (720 ± 36 vs. 1822 ± 51 μg/mL) and dissolution rate (10.3 ± 2.2 vs. 92.6 ± 6.0%) compared with drug alone, shows potential as a commercial drug for improved oral bioavailability of levosulpiride.

최근 들어 여러 산업 분야에 활발히 사용되고 있는 고분자 분리막은 화학구조의 제어나 제막공정에서의 물리적 특성 제어뿐만 아니라 다양한 소재와 혼합된 복합막 제조를 통해서 고유의 특성을 부여할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 분리막 제조 시에 누에(Bombyx mori)가 생산한 친환경 천연소재로 활용 가능성이 넓은 실크 고분자의 복합막 제조 시 다른 소재와의 혼화성 지표로 사용할 수 있는 용해도 파라미터를 분자동역학을 이용하여 계산하였다. 역시 친환경성 및 생체적합성을 갖고 있는 polyvinylalcohol (PVA)의 용해도 파라미터를 분자동역학을 이용하여 계산 후 서로 비교하였을 때 두 고분자 소재가 비슷한 용해도 파라미터 값을 갖는 것을 확인하였다. 결론적으로, 두 고분자가 서로 잘 혼합될 수 있음을 이론적으로 증명하였고, 실제 실험을 통해서도 이를 확인할 수 있었다.

The surface of silicon dummy wafers is contaminated with metallic impurities owing to the reaction with and adhesion of chemicals during the oxidation process. These metallic impurities negatively affect the device performance, reliability, and yield. To solve this problem, a wafer-cleaning process that removes metallic impurities is essential. RCA (Radio Corporation of America) cleaning is commonly used, but there are problems such as increased surface roughness and formation of metal hydroxides. Herein, we attempt to use a chelating agent (EDTA) to reduce the surface roughness, improve the stability of cleaning solutions, and prevent the re-adsorption of impurities. The bonding between the cleaning solution and metal powder is analyzed by referring to the Pourbaix diagram. The changes in the ionic conductivity, H2O2 decomposition behavior, and degree of dissolution are checked with a conductivity meter, and the changes in the absorbance and particle size before and after the reaction are confirmed by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis) and dynamic light scattering (DLS) analyses. Thus, the addition of a chelating agent prevents the decomposition of H2O2 and improves the life of the silicon wafer cleaning solution, allowing it to react smoothly with metallic impurities.

본 연구에서는 하이드라진 기조의 환원성 제염제를 이용한 마그네타이트 산화물의 용해를 다루고 있다. 마그네타이트로부터의 Fe(Ⅱ) 및 Fe(Ⅲ)의 용해는 protonation, surface complexation 및 reduction에 의해 지배를 받는다. 하이드라진과 황산은 산소결합을 파괴하거나 Fe(Ⅲ)이온을 Fe(Ⅱ)이온으로 환원시키기 위한 수소 및 전자를 각각 제공하게 된다. 속도론적 관점에서 보다 효율적인 용해를 위하여 다수의 전이금속의 영향을 분석하여 Cu(Ⅱ) 이온이 효과적임을 확인한 바 있다. Cu(Ⅰ) 이온은 Cu(Ⅱ) 이온으로 산화되는 동안 전자를 방출하여 Fe(Ⅲ) 이온을 환원시키고 다시 하이드라진에 의해 Cu(Ⅰ) 이온으로 환원되게 된다. 본 연구를 통해 제염용액에 매우 적은 양의 구리 이온 (약 0.5 mM)을 첨가함에 따라 평균 40% 용해속도가 향상됨을 확인하였고, 특히 특정 조건에서는 70% 이상 용해속도가 향상 됨을 확인하였다. 구리 이온이 하이드라 진과 배위결합을 이루는 지에 대해서는 아직 명확하지 않으나, 분명한 것은 Cu(Ⅱ)/H+/ N2H4으로 이루어진 제염제는 효과적인 용해성능을 가지고 있다는 것이다.

전분입자의 수산기와 음이온성 올리고당의 카르복실기 사이의 에스테르(ester) 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 마이크로웨이브 방전 저온플라즈마(microwave-discharged cold plasma, MWCP)의 가능성이 최근 보고되었다. 본 연구는 MWCP 처리에 의한 옥수수전분 입자들의 수산기와 음이온성 올릭고머의 카르복시기의 에스테르 유도체들 형성에 대한 MWCP의 친환경 반응촉매로서의 활용가능성을 조사하기 위해 옥수수전분과 음이온성 올리고머를 혼합하여 MWCP를 처리하고 이들의 용해도, 팽윤력 및 호화특성을 조사하였다. 옥수수전분은 pH 5.5으로 조정된 음이온성 검(λ-carrageenan, LC; Low-methoxy Pectin, LP; Sodium Alginate, SA; 효소 처리를 한 pectin, ELP) 가수분해물(단량체, 이량체 및 올리고머 혼합물)을 혼합하여 상온 (무처리) 및 80°C (선호화)에서 30분간 교반한 후 수분함량이 10% 이하가 될 때까지 50°C에서 건조하여 전분-음이온성 반응혼합물을 제조하였다. 제조된 반응혼합물들은 900 W 전력으로 마이크로웨이브를 발진시켜 N2 환경에서 형성된 MWCP 하에서 20분 동안 처리하였다. 처리된 반응혼합물은 용해도(총당 및 전분), 팽윤력, 호화특성을 분석하였다. 총당-용해도는 전분-음이온성 반응혼합물들 및 MWCP 처리군들 모두 옥수수전분에 비해 유의적으로 증가하였다. MWCP 처리군들 중 선호화된 혼합물의 처리군들의 용해도가 각각의 무처리 처리군들에 비해 높은 총당-용해도를 나타내었다. 반응혼합물들의 전분-용해도는 총당-용해도와 미미한 차이를 보였지만, MWCP 처리군들은 총당-용해도보다 유의적으로 낮은 전분-용해도를 나타내었다. 팽윤력은 무처리 반응혼합물이 무처리 MWCP 처리군들보다 유의적으로 높았으나, 선호화 반응혼합물은 선호화 MWCP 처리군들보다 유의적으로 낮았다. 호화특성의 경우 옥수수전분에 비해 MWCP 처리의 유무와 관계없이 전분-음이온성 가수분해물 혼합물들은 높은 호화온도를 나타냈다. 무처리 반응혼합물들은 이들 각각의 무처리 MWCP 처리군들과 호화온도에 의한 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 선호화 반응혼합물들은 이들 각각의 선호화 MWCP 처리군들보다 유의적으로 낮은 호화온도를 나타내었다. 결과적으로 MWCP는 옥수수전분과 음이온성 검 가수분해물들 사이의 에스테르 결합 형성을 촉매하는 것으로 기대되며, 전분-음이온성 검 가수분해물들의 선호화 처리가 MWCP의 반응촉매로서의 역할을 용이하게 하는 것으로 생각된다.

전분입자의 수산기와 구연산의 카르복실기 사이의 에스테르(ester) 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 마이크로웨이브 방전 저온플라즈마(microwave-discharged cold plasma, MWCP)의 가능성이 최근 보고되었다. 본 연구는 MWCP 처리에 의한 옥수수전분 입자들의 카르복실산, 인산 및 황산 에스테르 유도체들의 형성과 이들의 물리화학적 특성들의 조사를 통해 MWCP의 친환경 반응촉매로서의 활용가능성을 조사하고자 하였다. 옥수수전분은 pH 4-6으로 조정된 구연산용액, NaH2PO4-Na2HPO4 혼합용액, NaHSO4-Na2SO4 혼합용액들 각각과 혼합한 후 수분함량이 10% 이하가 될 때까지 50°C에서 건조하여 반응혼합물을 제조하였다. 제조된 반응혼합물들은 900 W 전력으로 마이크로웨이브를 발진시켜 N2 환경에서 형성된 MWCP 하에서 20분 동안 처리하였다. 처리된 반응혼합물은 50% 에탄올 수용액으로 3회 세척하여 옥수수전분과 반응하지 않은 반응물질들을 제거한 후 용해도, 팽윤력, 호화특성 및 노화도를 분석하였다. 용해도에 대한 MWCP처리의 영향은 전분-구연산 혼합물의 경우 pH 4에서 증가하였고, pH 6에서 감소하였으며, 전분-인산염 혼합물의 경우 pH 5에서 증가하였고, pH 6에서 감소하였다. 그러나 전분-황산염 혼합물의 용해도는 MWCP 처리에 대한 유의적 영향을 나타나지 않았다. 팽윤력은 전분-구연산 혼합물의 경우 pH 4와 pH 5에서 MWCP 처리에 의해 증가하였으나, 전분-인산염 및 전분-황산염 혼합물들에서는 pH 6에서만 유의적으로 증가하였다. 호화특성에 대한 MWCP 처리의 영향이 처리군들 사이에서 전반적으로 관찰되지 않았으나, pH 4와 5의 전분-인산염 혼합물들은 MWCP 처리에 의해 호화온도가 각각 증가 및 감소하였다. 노화도는 MWCP 처리를 통해 pH 4와 5의 전분-구연산 혼합물에서, pH 5와 6의 전분-인산염 혼합물에서, pH 4와 5의 전분-황산염 혼합물에서 감소하였다. 현재까지의 연구결과들에 기초할 때, MWCP 처리는 옥수수전분과 구연산, 인산염, 및 황산염 혼합물들의 물리적 및 열적 특성들에 대해 극적인 변화를 발생시키지는 않았다. 그럼에도 전분과 반응물질들 사이의 에스테르 결합 형성에 대한 반응촉매로서의 잠재력을 보유하고 있는 것으로 보이며, 전분과 반응물질 혼합물의 pH가 반응촉매로서의 MWCP의 기능에 영향을 미치는 것으로 생각된다.

탄산칼슘은 칼슘 보충제 및 식품 첨가물 등으로 식품산업에 널리 활용되고 있다. 산업 또는 환경 폐기물인 조개나 굴 껍데기인 개각과 산호 등은 천연 탄산칼슘 소재이므로 이를 식품, 의약 제품 등의 상품을 개발하는 것은 부가가치가 높은 산업적으로 의미가 큰 연구다. 하지만, 탄산칼슘은 물에 대한 낮은 용해도로 인해 생체 흡수성이 떨어지는 것이 문제점으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 소성 가공한 후, 구연산을 첨가하여 용해도를 향상시킨 식용 가능한 패각 유래 칼슘 보충제를 개발하고자 하였다. 굴패각 유래 가공 시료로는 구리 패각을 미분 가공 후 550~1000°C에서 산화 소성을 거쳐 마그네슘을 첨가 후 400~1000°C에서 환원 소성한 시료(CS1, CaO 30%)와 이에 구연산을 첨가한 시료 (CS2) 두 가지를 준비하였고, 이들의 물리화학적 특성을 나노 레벨의 섬유상 탄산칼슘(CS3, CaO 40%)과 시중에 판매되고 있는 산호 유래 시판 칼슘 보조제인 코랄 칼슘(CS4)과 비교 분석하였다. 용해도 측정은 시료를 20°C에서 증류수 50 mL에 시료 0.1 g을 넣고 흔들어 방치한 후, 2.5 μm paper filter로 필터링 한 시료 10 mL과 증류수 10 mL의 무게 차이로 측정하였으며, 이를 100°C에서 12시간 동안 건조 후 측량한 시료의 무게로 확인하였다. 준비된 시료 중 CS3의 용해도(0.72 mg/g)가 가장 높았고 CS2 (0.42 mg/g), CS1 (0.5 mg/g), CS4 (0.06 mg/g)의 순으로 물에 잘 용해되지 않았다. 수산화칼슘이나 산화칼슘이 물에 용해되면 강염기를 나타내는 것으로 알려져 있는데, 관찰된 시료별 용해도의 차이가 pH에 영향이 있는지 확인하기 위해 용해된 용액의 pH를 측정하였다. 그 결과 CS1(12.5) CS2(12.4) CS3(9.5) CS4(8.8)의 순으로 높은 pH를 나타내어 용해도 차이로 인해 pH의 차이가 나타남을 알 수 있었다. 수산화칼슘의 경우, 수용액상 강염기를 나타내기 때문에 항균 능력이 있는 것으로 알려져 있으므로 용해도에 따라 그 항균력의 차이가 나타날 것으로 생각되어 시료별 항균성 실험을 진행하였다. LB 배지에 액체배양한 대장 균을 20 μm분주하여 도말해주고 그 위에 다시 각각의 시료를 분주하여 도말해서 48시간 배양한 결과 CS1, CS3에서는 항균성이 나타났지만 CS2, CS4에서는 항균성이 나타나지 않았다. 이와 같은 현상이 산화칼슘이 용해되어 수산화칼슘이나 탄산칼슘으로 변화되고, 또 결정의 구조 변화에 기인한 것인지 알아보기 위해 XRD를 이용하여 그 구조를 분석하였다. 그 결과, CS1, CS2는 CaCO3-Rhombohedral, CaO Lime-Cubic, 그리고 Ca(OH)2-Hexagonal 세 가지로 구성되어 있고 수산화칼슘의 비중이 CS2 보다 CS1에서 더 높았다. CS3는 CaCO3-Rhombohedral과 Ca(OH)2-Hexagonal 두 가지로 구성되었으며 대부분이 탄산칼슘으로 되어있다. CS4는 CaCO3-Rhombohedral의 단일 성분으로 구성되었다.

고분자 분리막을 통한 기체 분리는 기체의 용해 및 확산으로 진행되며 따라서 기체 분리 성능은 기체의 용해도 또는 확산도에 좌우된다. 이에 이산화탄소와 같은 극성 기체의 용해도를 향상시키기 위해 acylation, bromination, sulfonation과 같은 화학적 개질을 통한 연구들이 진행되었으며 또한 술폰산기 를 가지는 고분자에 금속이온을 치환시켜 이산화탄소 선택도를 증가시킨 연구가 보고되었다. 본 연구에서는 biphenol기와 fluorene기를 가지는 Sulfonated Poly(arylene ehter sulfone) (SPAES) 고분자 분리막을 제조하였으며 술폰화 정 도와 치환된 극성 그룹의 종류에 따른 기체투과특성을 알아보고자 하였다.