최근 지구온난화로 인해 폭우, 눈 등 이상기후가 발생하면서 노면 동결(블랙아이스)로 인한 사고 및 인명피해가 늘어나고 있 는 것이 문제가 되고 있다. 이를 최소화하기 위해 본 연구에서는 다공성 골재인 팽창점토에 열저장이 가능한 상변화물질(PCM)을 적용 하였다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있는 소재로 온도에 따른 결빙을 최소화할 수 있다. 따라서 본 연 구에서는 시멘트 복합재에 적용되는 PCM 함침이 가능한 경량골재에 진공함침을 실시하고 기계적, 열적 성능 검증 연구를 수행하였다. 열적 성능을 향상시키기 위해 다중벽탄소나노튜브(MWCNT)와 실리카흄을 첨가하였다. 본 연구에서는 물체의 열적 성능을 측정할 수 있는 DSC 실험을 통해 PCM 함침 경량골재 및 콘크리트 복합체의 열적 성능을 검증하였다. 콘크리트 복합체 제작 후 압축강도 시험 과 열적 성능시험을 실시하였다. 이때 열적 성능을 검증하기 위해 항온항습 챔버를 이용하여 시험을 진행하였다. 압축강도 실험을 통 해 MWCNT의 분삭액을 혼입한 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체의 평균 압축강도는 24MPa 이상으로 구조물에 적용이 가능함을 확인하였다. 열적 성능시험을 통해 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체는 영하의 외기온도에서도 영상의 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 주거 및 상업 건물 및 다양한 구조물에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상 풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

본 연구에서는 오염된 점토 내 Cs을 제거하기 위하여, 계면활성제의 소수성 알킬사슬의 길이에 따른 Cs의 탈착특성을 연구 하였다. 양이온성 계면활성제로 Alkyl trimethyl ammonium bromide를 사용하였고, 소수성 알킬사슬은 octyl-, dodecyl-, cetyl- 으로 변화시켰다. 소수성 알킬사슬이 길어질수록 montmorillonite 내 계면활성제의 흡착량이 증가하였고, 계면활성제의 층간 흡착으로 층간거리가 증가하는 것으로 나타났다. Cs의 탈착률도 알킬사슬의 길이가 증가함에 따라 향상되었고 cetyl 그룹을 갖는 양이온성 계면활성제는 최대 99±2.9%의 Cs 제거율을 나타냈다.

We have hybridized Angelic gigas Nakai flower extract (AGNF) and two-dimensional layered double hydroxide (LDH) nanomaterials through reversible dehydration-hydration in order to obtain the nanopowder of natural extract. The Angelica gigas Nakai flower was treated with methanol to extract carbohydrate, polyphenol, and flavonoid components. LDH with an uniform size of 250 nm was prepared by hydrothermal method and calcined at 400ºC to obtain layered double oxide (LDO) precursor. For hybridization, AGNF in 40% methanol was reacted with LDO powder at various AGNF/LDO weight ratios: 0.15, 0.30, 0.85, and 1.70. The hybrids were obtained in fine powder which had enhanced hydrophilicity and water dispersity compared with dried AGNF. The X-ray diffraction and scanning electron microscopic results revealed that the house-of-cards structure of nanomaterials could encapsulate AGNF moiety inside their cavity. Quantitative analyses using UV-Vis spectra exhibited that the content of AGNF in hybrid increased upon AGNF/LDO ratio in reactant increased. According to 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging assay, AGNF/LDO showed higher antioxidant activity compared with an equivalent amount of AGNF itself.

본 연구는 고상폐기물인 준설토와 혼합물질인 점토 및 유리프리트를 이용하여 기능성을 갖는 건축자재용으로의 재활용 가능성을 검토하고자 실시되었다. D항만 준설토의 중금속 함량은 Zn이 526.0~13,150.1 mg/kg의 범위를 나타내는 등 심한 오염상태이었다. 준설토(30P)의 주요 화학조성은 SiO₂(48.30 wt%), Al₂O₃(16.60 wt%), CaO(10.10 wt%), Fe₂O₃(7.75 wt%)이었으며, 점토는 SiO₂가 70.82 wt%, Al₂O₃ 18.78 wt%, 유리프리트는 SiO₂가 71.75 wt%, CaO 13.99 wt%, Na₂O 8.51 wt% 함유되어 있었다. 준설토를 점토에 10~40 wt% 첨가한 후 1,000℃와 1,100℃에서 소성한 시편의 압축 강도는 각각 132.6~178.5 kgf/cm2와 581.2~793.7 kgf/cm²이었다. 준설토가 40 wt% 첨가된 경우 (SC46) 1,100℃에서 소성한 경우가 793.7 kgf/cm²로 1,000℃에서 소성한 경우의 153.0 kgf/cm² 보다 5배 이상 높게 나타나 1,100℃ 온도가 소성에 더 적합한 것으로 판단되었으며, KS 1종벽돌 기준을 만족시켰다. 또한, 시편의 용출시험 결과 폐기물관리법상 지정폐기물 판정기준치를 크게 하회하는 것으로 나타났다.

Flexible polyurethane/clay porous nanocomposite foams were synthesized using natural and organically modified montmorillonite clays such as bentonite, closite 10A and closite 30B. The content of nanoclays was varied from 1 to 5 wt% of polyol. Dispersion of clay in Polyurethane(PU) matrix was investigated by X-ray diffraction(Cu-Kα rays of wavelength 1.54Å) using an X-ray diffractometer. Also, we determined that the thermal resistance of PU foam increased with added clay, compared to that of pure PU foam. The cell size and the fraction of open cells of the precursor foam were controlled by the addition of clay to the polyurethane foam. Modified clays were found to be more efficient cell openers than the unmodified clay. In addition, the tensile strength and elongation of the polyurethane/clay porous nanocomposites were examined. Increasing clay content increased the mechanical properties of the composites, such as tensile strength, and elongation at break. However, increasing the content over 5 wt% deteriorated the properties of the composites. We found that the nanofillers(bentonite, closite 10A and closite 30B) improved the thermal stability of the nanocomposite foam. The nanocomposite foam containing 3 wt% of closite 30B exhibited the best tensile strength and thermal stability.

본 연구는 도시지역 도로측구 등에 설치할 비점오염원의 정화장치 개발을 위해 여과재의 개발에 연구의 초점을 맞추었다. 필터는 다양한 미세기공을 갖고 있어 물리적 흡착능력이 뛰어나며, 결정 구조 안에 다양한 양이온이 배위되어 있어 화학적 흡착이 탁월한, 다공성 점토광물을 직경 3mm 볼 형태로 제작하였다. 성형한 필터에 도시지역 강우 직후 발생한 오염 원수를 통과시켜 SS, COD, T-P, T-N의 제거 능력을 폐수정화에 흔히 이용되는 첨착활성탄(Impregnated Activated Carbon) 필터와 비교 분석하였다. 다공성 점토광물 필터와 첨착활성탄 필터의 T-N과 T-P 여과능력은 거의 차이가 없음을 알 수 있었다.

고준위폐기물처분장에서 완충재는 오랜 기간 동안 방사성핵종의 붕괴열과 여러가지 화학조건의 지하 수에 노출되며, 이러한 열수조건은 완충재물질의 차수 및 핵종저지 방벽성능에 심각한 영향을 줄 수 있 다. 본 연구에서는 국산 스멕타이트를 대상으로 열수실험을 수행하고, 열수반응에 의한 스멕타이트 점토 의 팽창도, 층전하, 양이온교환능의 변화를 조사하였다. 열수실험 결과, 온도와 용액 중 칼륨농도를 증가 시켰을 때, 스멕타이트의 팽창도는 감소하였고, 층전하는 더 큰 음전하를 가졌으며, 양이온교환능도 감소 하였다.

The present study was evaluated the antibacterial effect of the combination of Coptidis rhizoma,Lonicerae Flos, and Paeonia japonica (1:1:1) extracts (CLP1000). Also, the effectiveness of CLP1000, dioctahedral smectite (DHS), and the combination of CLP1000 and DHS (CLPS1000) against E. coli O157:H7 infection was studied using ICR female mice. During the incubation period, the dose of 10% and 20% CLP1000 were inhibited the growth of E. coli O157:H7 by 30% and 47%, respectively. For 7 days after single challenge with E. coli O157:H7, forty female ICR mice were divided into four experimental groups which were orally administered with saline, 10% CLP1000, 10% DHS, and 10% CLPS1000, respectively. On the 3rd day, the number of E. coli O157:H7 in mouse feces was significantly decreased by administration of CLP1000 (p < 0.05), DHS (p < 0.05) and CLPS1000 (p < 0.001). On the 7th day, CLP1000 (p < 0.05) and CLPS1000 (p < 0.001) administration significantly decreased the number of E. coli O157:H7. According to the results of the present study, administration of CLPS1000 to mice can reduce the severity of E. coli O157:H7 infection. Also, it is suggested that CLPS100 represents a good candidate for the treatment of enteric infections in domestic animals.

고준위폐기물처분장의 완충재 물질로 사용되는 팽윤성 점토는 방벽재로서 그 기능을 제대로 발휘하기 위해 오랫동안 물리 화학적으로 안정해야 한다. 팽윤성 점토의 장기건전성 관련인 자들을 검토하고, 처분장 성능에 대한 각 인자의 중요성을 평가하였다. 검토결과, 붕괴 열에 의한 온도상승, 지하수 화학, 콘크리트에 의한 pH 증가, 유기물과 미생물, 방사선 조사 및 기계적 교란은 완충재물질로서 팽윤성 점토의 장기건전성에 중요한 인자임을 확인하였다. 본 연구는 고준위폐기물 처분장에서 팽윤성 점토의 완충재 설계를 위한 기초자료로 유용하게 활용될 것이다.

This article investigated to polymer-clay nanocomposite, especially in interfacial respect clay structure, its dispersion into polymer matrix, and clay modification is studied. The cationic exchange of surfactants with clay gallery results in preparing organo-clay capable of compatiblizing to monomer or polymer and increasing interlayer adhesion energy due to expansion of interlayer spacing. The orientation of surfactant in clay gallery is affected by chemical structure and charge density of clay, and interlayer spacing and volume is increased with alkyl chain length of surfactant, or charge density of clay. Also, the interaction between clay and polymer in preparing polymer-clay nanocomposite is explained thermodynamically. In the future, the study and development of polymer-clay nanocomposite is paid attention to the interfacial adhesion, clay dispersion within polymer, mechanism of clay intercalation or exfoliation.