This study aims to prepare a colloidal silica-containing powder to enhance the solubility and dissolution rate of rivaroxaban using a self-nanoemulsifying drug delivery system (SNEDDS). We investigate the impact of colloidal silica on a nanoemulsion system for preparing powdered SNEDDS. The liquid SNEDDS comprises 30/20/50 (w/w/w) Peceol/ Cremophor RH40/Tween 80, which results in the formation of the smallest droplets. Three powdered SNEDDS formulations are prepared by suspending the liquid SNEDDS formulation using colloidal silica and spray drying. The powdered SNEDDS prepared with liquid SNEDDS and colloidal silica at a ratio of 1/0.5 (w/w) exhibits the highest water solubility (0.94 ± 0.62 vs. 26.70 ± 1.81 μg/mL) and dissolution rate (38.4 ± 3.6 vs. 85.5 ± 3.4%, 45 min) when compared to the drug alone. Morphologically, the liquid SNEDDS is adsorbed onto colloidal silica and forms smaller particles. In conclusion, an SNEDDS containing rivaroxaban, prepared using colloidal silica, facilitates the creation of a nanoemulsion and enhances the water solubility of rivaroxaban. Accordingly, this technology holds significant potential for commercialization.

In the present work, we address the new route for the green synthesis of manganese dioxide (MnO2) by an innovative method named the solution plasma process (SPP). The reaction mechanism of both colloidal and nanostructured MnO2 was investigated. Firstly, colloidal MnO2 was synthesized by plasma discharging in KMnO4 aqueous solution without any additives such as reducing agents, acids, or base chemicals. As a function of the discharge time, the purple color solution of MnO4 - (oxidation state +7) was changed to the brown color of MnO2 (oxidation state +4) and then light yellow of Mn2+ (oxidation state +2). Based on the UV-vis analysis we found the optimal discharging time for the synthesis of stable colloidal MnO2 and also reaction mechanism was verified by optical emission spectroscopy (OES) analysis. Secondly, MnO2 nanoparticles were synthesized by SPP with a small amount of reducing sugar. The precipitation of brown color was observed after 8 min of plasma discharge and then completely separated into colorless solution and precipitation. It was confirmed layered type of nanoporous birnessite- MnO2 by X-ray powder diffraction (XRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), and electron microscopes. The most important merits of this approach are environmentally friendly process within a short time compared to the conventional method. Moreover, the morphology and the microstructure could be controllable by discharge conditions for the appropriate potential applications, such as secondary batteries, supercapacitors, adsorbents, and catalysts.

알루미나 콜로이드 용액의 막여과에서 막모듈의 중력에 대한 경사각 변화로 유발된 자연대류 불안정 흐름(natural convection instability flow, NCIF)의 콜로이드 물질의 막오염 제어 효과를 정압(constant-pressure) 막여과 시 플럭스 증가와 정투과량(constant-flux) 막여과 시 막차압 감소 정도로 측정하고, 플럭스 결과를 막힘여과 모델로 해석하였다. 막모듈의 경사각이 0°에서 180°로 커지면 NCIF 유발이 증가하여 막오염 제어 효과가 커져 2시간의 막여과에서 플럭스는 최대 2.8배까지 증가하고, 막차압은 최대 85%까지 감소하였다. 막힘여과 모델을 적용하여 NCIF의 유발에 따른 플럭스 결과를 해석하여 운전 시간 15분 이내에서는 중간막힘모델 그 이후에는 케이크여과모델로 평가하는 것이 타당하였다. 막모듈 경사각 180°에서 유발 된 NCIF는 15분 이내의 운전 초기에는 중간막힘 오염을 52% 감소시키고, 그 이후의 운전 시간에서는 케이크층 오염을 93% 감소시켰다. 따라서 막모듈에 유발된 NCIF의 주된 막오염 제어기작은 막표면에의 입자상 콜로이드 물질의 케이크층 형성을 억제시키는 것으로 평가하였다.

본 연구에서는 강도를 조절한 마이크로겔을 사용하여 다양한 점탄성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 하이드로겔의 화학적 가교제의 함량이 증가할수록 팽윤비는 2.0×104%에서 6.0×103%까지 감소하였고, 강도는 22.2 kPa에서 99.7 kPa까지 증가하였다. 이를 100 μm 크기로 분쇄하여 마이크로겔을 제작하였고 이온성 가교결합을 유도하는 분산액과 혼합하여 콜로이드 마이크로겔을 제작하였다. 그 결과, 가교제의 가교도와 분산액에 따라 10-1rad/s의 진동수에서 1.679 kPa.s에서 86.485 kPa.s까지 점도를 세밀하게 조절할 수 있었다. 본 연구에서는 콜로이드 마이크로겔의 물성을 제어하기 위해 하이드로겔의 가교도를 조절 또는 분산액의 종류와 함량을 조절하여 다양한 유변학적 거동을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 물성을 제어할 수 있는 콜로이드 마이크로겔을 사용하여 향후 콜로이드 현탁액 및 유화를 제조하는 화장품, 제약, 페인트 및 식품 산업에서 목적에 따라 적합한 물성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조할 수 있다.

Over the last decade, the study of the synthesis of semiconductor colloidal quantum dots has progressed at a tremendous rate. Colloidal quantum dots, which possess unique spectral-luminescent characteristics, are of great interest in the development of novel materials and devices, which are promising for use in various fields. Several studies have been carried out on hot injection synthesis methods. However, these methods have been found to be unsuitable for large-capacity synthesis. Therefore, this review paper introduces synthesis methods other than the hot injection synthesis method, to synthesize quantum dots with excellent optical properties, through continuous synthesis and large capacity synthesis. In addition, examples of the application of synthesized colloid quantum dots in displays, solar cells, and bio industries are provided.

고압균질화 기반 nanosuspension화은 난용 혹은 불용인 기능성 물질의 가용성을 높이는 기술로서 식품산업체로부터 관심을 받고 있다. 그러나 nanosuspension은 나노 크기로 분산된 난용성 입자들은 응집 또는 Ostwald ripening 현상에 쉽게 노출되기 때문에, 저장안정성이 낮다. 그러므로 이러한 nanosuspension에 유화제 및 고분자 물질 등의 분산안정제를 도입함으로써 위의 현상을 지연시키거나 방지하기 위해 반드시 필요하다. 이 연구는 분산안정제의 특성이 nanosuspension화된 분지쇄아미노산의 용해도 및 저장안정성에 미치는 영향을 평가했다. Tween 80, Span 80 또는 lysolecithin을 10 mM 인산 완충 용액(pH 7)에 녹이고, pH를 3 또는 6으로 보정하여 안정제 용액을 제조하였다. 분지쇄아미노산 혼합물(L-leucine:L-isoleucine:L-valine=2:1:1)을 최종 농도가 5%(w/v)가 되도록 안정제 용액에 첨가 하였다. 모든 분지쇄아미노산 현탁액을 25°C에서 2 시간 동안 교반하였다. 분지쇄아미노산를 함유한 나노서스펜션을 제조하기 위해서 70°C로 예열된 분지쇄아미노산 현탁액을 고압균질화기를 사용하여 100 MPa에서 5 회 균질화를 진행하였다. pH에 관계없이 고압균질화를 통해 분지쇄아미노산의 가용성을 증가되었지만, 가용성이 장기간 동안 유지 되지 않았다. 분산안정제에 의해 분지쇄아미노산의 포화 농도는 증가하였고, 분지쇄아미노산의 포화 농도 증가에 대한 안정제의 영향은 pH 6에서 더 확연했다. pH 6에서 Tween 80은 분지쇄아미노산와의 혼합 비율과는 무관하게 분지쇄아미노산 nanosuspension의 저장안정성을 크게 증가 시켰지만, pH 3에서는 그렇지 않았다. 그러나 lysolecithin과 Span 80을 적용한 분지쇄아미노산 nanosuspension의 저장안정성은 pH와 안정제의 혼합 비율에 따라 영향을 받았다.

가압형 정삼투(pressure-assisted forward osmosis, PAFO) 공정은 기존의 정삼투(forward osmosis, FO) 공정의 단 점인 낮은 수투과도 및 유도용질의 역확산을 극복하여 전체 공정 효율을 향상시킨다. 하지만 가압에 의한 추가적인 수리학적 압력의 작용은 파울링을 가속화 시킨다는 단점이 있다. 본 연구는 PAFO의 간헐적 운전방법인 간헐적 가압형 정삼투 (Intermittent pressure-assisted forward osmosis, I-PAFO)의 파울링 저감 가능성을 평가하기 위해 수행되었다. 비교를 위해 FO 및 PAFO를 동시에 운전하여, 세 가지 운전에서의 파울링 거동을 관찰하였다. 파울링 실험을 위한 오염물질로 콜로이드 실리 카 입자를 사용하였고, 분리막 및 입자의 정전기적 상호작용 에너지 변화가 파울링 거동에 미치는 영향도 확인하였다. 실험 결과, I-PAFO 운전에서, 용액 pH 변화에 관계없이 가압구간, 압력완화 구간에서 각각 PAFO, FO보다 높은 수투과도를 유지 하였다. 파울링 실험 후, PAFO에 비해 I-PAFO운전에서 더 적은 수투과도 감소가 관찰되었고, 이로 인해 물리세정 후 향상된 수투과도 회복률 또한 관찰되었다.

CdO와 황의 사용량을 달리하며 콜로이드상태의 CdS 양자점 물질을 합성하였다. 얻어진 물질의 흡 수 및 발광스텍트럼으로 볼 때 약 1:3의 몰비 이하에서는 사용량에 관계없이 동일한 모습을 나타내었으며 이 로부터 반응물질의 사용량 비율에 관계없이 약 3.6nm 크기의 동일한 양자점 입자가 만들어짐을 확인할 수 있 었다. 1:9의 반응비율에서는 의미있는 흡수스펙트럼을 얻을 수 없었으며 발광스펙트럼의 모양도 매우 달라 앞 의 경우와 동일한 물질의 형성이 있다고 보기 어려웠다. 이로부터 CdS 콜로이드 양자점 물질의 합성은 반응 물질의 사용량에 크게 의존하지 않으며 그 비율이 너무 큰 경우에는 반응 자체가 달라질 수 있음을 볼 수 있 다.

HMDS를 리간드로 하는 PbS 콜로이드 양자점 물질을 만들었다. 양자점 물질의 전자광학적 밴드갭 의 크기는 UV/VIS과 IR 스펙트럼을 측정하여 알아낼 수 있었다. PbS 콜로이드 양자점 물질을 합성할 때 만 들어 지는 입자의 크기를 조절하기 위하여 반응온도를 100~160℃ 사이에서 변화시켰으며 이에 따라 흡수스펙 트럼의 피크위치에 변화가 있음을 관찰할 수 있었다. HOMO와 LUMO 사이에 해당하는 밴드갭은 800~1200nm 에서의 피크 위치변화를 보였으며 피크위치의 변화량은 반응물질을 섞었을 때 반응용기 온도에 선형적으로 변화하는 관계를 얻을 수 있었다.

The alignments of polystyrene particles of 1μm and 5μm sizes in an aqueous colloidal system were observed by varying the electric field strength, the frequency and the water flow. Spherical mono-dispersed polystyrene particles dispersed in pure water were put into a perfusion chamber; an AC electric field was applied to the Au/Cr electrodes with a 4 mm gap on the glass substrate. The mixture of the 1μm and 5μm sized polystyrene particles at 0.5 vol% concentrations for each size was set in the dielectrophoresis conditions of 1 kHz and 150 V/cm. Large particles of 5μm size were aligned to form chains as the result of the dielectrophoresis force interaction. On the contrary, small particles of 1μm size did not form chains because the dielectrophoresis force was not sufficiently large. When the electric field increased to 250 V/cm, small particles were able to form chains. After the chains were formed from both large and small particles, they began to coalescence as time passed. Owing to the electroosmotic flow of water, wave patterns along the perpendicular direction of the applied electric field appeared at the conditions of 200 Hz and 50 V/cm, when the dielectrophoresis force was small. This wave pattern also appeared for small particles at 1 kHz and 150 V/cm conditions due to the flow of solvent when water was forced to circulate.

본 연구에서는 콜로이드와 핵종의 복합이동에 관한 수치모델을 개발하였다. 콜로이드와 핵종의 반응-이동 지배방정식을 풀기 위하여 Operator Splitting Method 중 Strang의 분리 SNI 방식을 수치해석 방법으로 채택하였고 이는 MATLAB을 이용하여코드화 되었다. 개발된 수치모델은 용질의 이동 및 분산만을 고려한 해석해를 통한 검증과정에서 피어슨 상관계수의 제곱값(r2)이 0.99 이상으로 나타나 모델의 정확성이 입증되었다.