Because Scotinophara lurida has the habit of living under the rice plant, an introduction of a method for efficient control when spraying eco-friendly organic materials is needed. In this study, we investigated the density of S. lurida in drained- and irrigated-paddy field after spraying an organic material containing garlic bulb extracts, which has high insecticidal activity in S. lurida in direct spraying test in glass tube. As a result, an irrigated rice paddy showed a control effect of 66.4% after 3 days of spraying and 86.2% after 7 days, while a drained rice paddy showed a control effect of 33.9% after spraying and 61.9% after 7 days. These results suggest that effective control can be achieved in irrigated rice fields if organic farming materials are evenly sprayed and reach to the body of S. lurida. It is remained to study how irrigated water do contribute to increase the insecticidal effect in the future.

Organic complexing agents which are contained in the radioactive waste can form the complex with radionuclides and enhance the solubility of radionuclides. The mobility of radionuclides to the far-field from the repository will be increased by radionuclide-ligand complex formation. Therefore, the assessment of the radionuclides’ solubility should be performed in the presence of organic complexing agents. In this study, five radionuclides (cobalt, strontium, iodine, cesium, and uranium) and three organic complexing agents (ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), nitrilotriacetic acid (NTA), and isosaccharinic acid (ISA)) were selected as model radionuclides and organic complexing agents, respectively. For simulating the in-situ condition, the groundwater near the repository was collected and applied in solubility experiments and the solubility was measured in various environmental conditions such as different pHs (7, 9, 11, and 13), temperatures (10°C, 20°C, and 40°C), and a range of organic complexing agent concentrations (10-5, 10-4, 10-3, and 10-2 M). In cases of cesium and iodine, they were very soluble in all conditions, and the effect on their solubilities was not observed. However, at high pHs, cobalt and strontium showed lower solubilities than at neutral pH and the solubility enhancement by the organic complexing agents was significant. Moreover, the effects of each organic ligand showed obvious differences and were in the order of EDTA > NTA > ISA. The solubility of uranium was increased with increasing the organic ligand concentration at lower pHs, but the organic complexing agents did not cause a remarkable difference at high pHs. According to these results, the presence of complexing agents could enhance the radionuclides’ solubility and increase the potential to release the radionuclides to the far-field from the repository. Solubility experiments of other major radionuclides in the repository are in progress.

본 논문에서는 유연/인쇄 전자 기술을 활용해 고성능의 유기물 반도체 기반 트랜지스터를 개발하고, 이를 통해 인공지능용 반도체 및 폴리모픽 전자회로에 응용하기 위해 공액구조 고분자 반도체 소재의 광파 어닐링 방법에 따른 특성 향상 효과를 연구하였다. 일반적으로 열처리를 위해 가장 많이 활용되는 핫플레이트의 경우 반도체 소자 특성의 균일도 문제와 높은 온도 및 열-용량으로 인한 플라스틱 기판 사용의 제한, 긴 어닐링 시간 등의 문제로 인해 실제 산업에서 활용하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 광파를 활용한 효과적인 유기물 반도체 필름의 열처리 공정을 개발함으로써 Roll-to-Roll 방식의 고속/대면적 인쇄 공정에 적합한 열처리 방법과 반도체 층 전체의 높은 결정화도 유도를 통한 성능 향상과 소자 균일도 개선을 위한 방법을 개발하였다.

본 연구에서는 전도성 고분자인 polystyrene sulfonic acid doped poly~3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT:PSS)을 소스/드레인 전극으로 사용한 펜타센 단분자 유기 반도체 기반의 전계효과 트랜지스터를 제작하고, 금을 소스/드레인 전극으로 하는 기준소자와 전기적 특성을 비교하여 평가하였다. 전기적 특성을 측정한 결과, PEDOT:PSS 박막은 금 박막에 비해 상대적으로 낮은 전도도를 가짐에도 불구하고 PEDOT:PSS 소스/드레인 전극을 갖는 펜타센 유기 트랜지스터는 금을 소스/드레인 전극으로 갖는 기준 소자와 비교할 만한 성능을 보였다. 이는 PEDOT:PSS와 펜타센 사이의 접촉저항이 금과 펜타센 사이의 접촉저항보다 낮아 상대적으로 낮은 전기전도도에 의한 성능 저하를 보상하기 때문으로 추측된다.

본 연구에서는 용액 공정으로 제작된 단분자 기반의 유기 반도체 전계효과 트랜지스터에 적용된 보호막이 유기 트랜지스터의 전기적 안정성에 미치는 영향에 대해여 살펴보았다. Solvay社에서 제공한 용액 공정형 유기 단분자 반도 체를 채널로 사용하여 제작한 유기 트랜지스터는 약 1 cm2/Vs의 상대적으로 높은 이동도를 보였으며, 대략 2.5 ~ 20 k Ωcm 범위의 낮은 접촉저항을 가진 것으로 측정되었다. 무엇보다 중요한 것은, 제작한 유기 트랜지스터에 불소원자가 함유된 Hyflon AD를 보호막으로 적용하였을 때, 보호막을 적용하기 전에 비해 훨씬 더 향상된 전기적 안정성을 보였 다. 이는 불소원자가 함유된 Hyflon AD 고분자막이 대기 중의 수분을 효과적으로 차단하기 때문으로 추측된다.

Materials are limited for pest control and chemical pesticides are prohibited in organic farming. Thus, the concept of pest control may not be effective for pest management in organic farm. As an alternative approach, landscape management is potentially effective and useful approach for preventing pathogen and insect pests in organic farm. It is needed to develop best practices utilizing functional biodiversity for pest management through landscape management. For this purpose, we investigated the effect of companion plants on species richness of insect pests and natural enemies in the field border area and in the crop plants (rice and soybean). In rice paddy fields, Lysimachiae foenum-graecum, Saururus chinensis were selected as effective companion plants on the paddy field levee for conserving Arachnidae as natural enemy and density suppression of insect pest such as Lissorphoptrus oryzophilus, Riptortus clavatus. As a result, damage rate of rice plant by insect pests was significantly lower (2.5%) and yield rate of healthy grains was significantly higher (8.7%) than control. In soybean fields, Marigold plants such as Tagetes patula, T. officinalis, increased Arthropod species richness and ratio of natural enemy group, and decreased ratio of insect pest group. As a result, yield (weight of 100 seeds) of healthy soybean was significantly increased (2.5%) than control. The 2nd infection rate from damage by R. clavatus was significantly lower in the treated plot than that in control. Thus, yield rates of healthy soybean in the control and the companion plant-treated plot were 79.0% and 84.3%, respectively, compared to conventional farming using chemical pesticides. Therefore, use of companion plants on field border was an effective practices for preventing pest insects and increasing yield in organic farming.

The bio-organic thin film transistor (BiOTFT) with the DNA and DNA-surfactant complex as a dielectric layer shows memory function. In order to investigate the effect of surfactant structure on the OTFT memory device performance, different kinds of surfactant were introduced. The octadecyltrimethylammonium chloride (OTMA), ctyltrimethylammonium chloride (CTMA), or lauroylcholine chloride (Lau) as cationic surfactant as mixed with DNA to prepare the DNA complex through the electrostatic interaction. In addition, the different molecular weight DNA also has been studied to analyze the effect of DNA chain length on the performance of the physical property. Many kinds of methods including UV-vis, Circular dichiroism (CD), I-V characteristic and atomic force microscope (AFM) have been applied to analyze the property of DNA complex. In conclusion, all of DNA complex with CTMA, OTMA and Lau revealed to work as the bio-organic thin film transistor memory, and the device fabricated by Lau has the highest ON current and showed better device performance.

이 논문에서는 게이트 절연막 위에 vapor deposition polymerization(VDP)방법을 사용하여 성막한 유기 점착층을 진공 열증착하여 유기 박막 트랜지스터(OTFTs)소자를 제작할 수 있음을 증명하였다. 우리가 제작한 Staggered-inverted top-contact 구조를 사용한 유기 박막 트랜지스터는 전기적 output 특성이 포화 영역안에서는 포화곡선을, triode 영역에서는 비선형적인 subthreshold를 확실히 볼 수 있음을 발견했다. 0.2μm 두께를 가진 게이트 절연막위에 유기 점착층을 사용한 OTFTs의 장 효과 정공의 이동도와 문턱전압, 그리고 절멸비는 각각, 약 0.4cm2/Vs, -0.8V, 106 이 측정되었다. 게이트 절연막의 점착층으로써 폴리이미드의 성막을 위해, 스핀코팅 방법 대신 VDP 방법을 도입하였다. 폴리이미드 고분자막은 2,2bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride(6FDA)와 4,4'-oxydianiline(ODA)을 고진공에서 동시에 열 증착 시킨 후, 그리고 150℃에서 1시간, 다시 200℃에서 1시간 열처리하여 고분자화된 막을 형성하였다. 그리고 점착층이 OTFTs의 전기적 특성에 주는 영향을 설명하기 위해 비교 연구하였다.

휘발성 유기화합물(VOCs)은 유기용매를 주로 사용하는 산업공정에서 배출되는 일반적인 대기오염물질 중 하나로 그 물질 자체가 독성 및 발암성을 지니기도 하고 오존 생성의 전구체로 작용하기도 하여 인체 건강과 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 또한 최근 초미세먼지 2차생성에 기여하고 있음이 알려짐에 따라 VOCs 저감에 대한 국제적인 관심은 더욱 높아지고 있는 실정이다. 중소규모 사업장에서는 VOCs 처리를 위해 주로 활성탄 흡착탑을 이용하고 있으며 활성탄의 짧은 파과점으로 일정기간 사용 후 교체가 필요하지만, 교체 비용 부담에 따른 적절한 유지관리가 미흡하여 VOCs가 직접 대기로 방출되는 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 활성탄 파과 후 현장에서 재생이 가능한 흡탈착 공정에 대하여 연구를 수행하였다. 기존 재생 공정인 열탈착(TSA) 공정은 에너지 비용이 많이 소요되며 수분 또는 고온 가스를 사용해야하므로 재생 시간이 길고 부대시설이 필요한 단점이 있어 현장에서 흡착 후 직접 재생하기에는 다소 무리가 따른다. 저온 감압탈착(VSA) 공정은 상대적으로 저온(80∼90℃)에서 진공펌프를 이용하여 탈착하는 방식으로 감압시에 VOCs가 휘발하는 온도가 낮아지므로 상대적으로 낮은 온도에서 탈착이 가능하다. 이에 따라 현장에서 자체재생 가능한 탈착 방법으로 저온 VSA 기술을 적용하였으며, 30 CMM급 흡탈착 시스템을 제작하여 실제 도장 공장의 배출가스에 대한 현장 적용성 연구를 수행하였다. 또한 저온 VSA 공정을 통해 배출되는 탈착가스는 재생시 캐리어가스 유량이 상대적으로 적어 고농도로 배출되므로 회수하여 유기용매로 재활용할 경우 원료 절감에 따른 경제적 효과가 매우 크다. 따라서 VOCs를 회수하기 위한 방법으로 기액 접촉 효율이 높은 용매 직접접촉식 응축 방식을 적용하였으며, 30 LPM 직접접촉식 회수장치를 제작하고 실 탈착가스를 이용한 회수실험을 수행함으로써 본 기술에 대한 현장 적용 가능성에 대하여 평가해보고자 하였다.

In this study, we investigated the disease, insect damage, growth, and yield characteristics of sorghum and foxtail millet in an organic paddy-upland rotation system at Anseong-si Gyeonggi province, Korea, in 2016. Seven varieties of sorghum and foxtail millet are used in this study. A rotational upland field and continuously cropped upland field were compared in order to establish an optimum cultural method and to select the best sorghum and foxtail varieties for a paddy-upland rotation system. The incidence rate of major diseases was higher for sorghum than for foxtail millet. Moktaksusu (22.8%) had the highest incidence rate among sorghum varieties. Hwanggeumchal (7.0%) had the highest incidence rate among foxtail millet varieties. DS202 (89.3%) was the most severely damaged by Ostrinia furnacalis larva, which is the main pest of sorghum and maize. The weed numbers, and the weed fresh and dry weights were lower in the rotational upland field than in the continuously cropped upland field. Futhermore, the number of weed plants decreased by 42% and the dry weight of weeds decreased by 33% in the rotational upland field compared to the continuously cropped upland field. The culm length of sorghum and foxtail millet were 7.9 cm, and 3.4 cm longer, respectively, in the rotational upland field than in the continuously cropped upland field. The average yield of sorghum per 10 a increased by 90% in the rotational upland field compared to continuously cropped upland field. However, there was no significant difference between the rotational upland field and the continuously cropped upland field for foxtail millet. The most suitable varieties for a paddy-upland rotation system were judged to be Hwanggeumchal, Donganmae, and DS202 for sorghum, and Samdachal, Samdamae, Dahwangmae for foxtail millet.

This study was conducted to evaluate the effect of organic inputs on soil properties in a newly reclaimed organic soils. The soil of the experiment site was very low in soil fertility and the physico-chemical properties were poor. Several organic input treatments with different source of nutrient were placed, including compost in combination with green manures for organic agricultural practices, chemical fertilizers for conventional agricultural practices, and control without fertilizer. The experiment was conducted with continuous cropping system during 3 years. The chemical properties concentration in compost+green manure treatment was increased continually compare to control and chemical fertilizer treatment, and closed to the recommended rate of fertilizer. The organic matter value for compost+ green manure treatment was increased from 0.86~0.96% to 2.00~2.29% by continuous nutrient supply of compost and green manure. However, further investigation on increasing of organic matter value for 3 years is necessary to monitor carefully during the long-term because it will help to clarify the all mechanisms of organic matter on organic input application way. The available phosphate value for compost+ green manure treatment was generally increased from 21.9~27.1 mg/kg to 182.0~ 394.1 mg/kg. In case of exchange cation, the concentration for compost+ green manure treatment was increased during 2 years within the range to the recommended rate of fertilizer, however, it is expected to cause a rather over supply for 3 years.

In organic farming agriculture, integration of cover crop into cropping system is recommended to improve the soil quality, prevent soil erosion, and control weeds. The aim of this study was to control weeds in soybean fields by integration of cover crops such as hairy vetch and rye. Due 10 cover crop mulching, weeds occurrence and growth were radically decreased. One month later after transplanting, weed growth inhibition rate of hairy vetch and rye treatment were 98% and 89% respectively, while crimson clover treatment were 50%. These effects last long over two month. The soybean yield of hairy vetch treatment was best. Therefore using hairy vetch as cover crop was highly recommended in organic soybean field.

To investigate a comparison of rice yield and quality between organic and conventional cultivation, study for occurrence of rice diseases carried out in rice (Oryza sativa L.) field of Noahn and Bannam region. The results obtained as following: 1) Bactericide and insecticide were applied twice and four times at Noahn and Bannam region in conventional cultivation (C.C) of rice field, respectively, it was applied twice at two region in organic cultivation (O.C). Rice strip virus, leaf blast, neck blast, sheath blight, bacterial leaf blight, rice water weevil, rice leaf folder, and plant hoppers were occurred mainly in rice field. Leaf blast, neck blast, and rice leaf folder were occurred highly at O.C compared with C.C. 2) Growth level of rice in clum and panicle length was lower at O.C than C.C. Number of panicles per hill was by 0.6 higher at O.C than C.C. Number of panicles per hill was by 0.6 higher at O.C than C.C in Noahn region. Number of spikelets per panicle, grain filling ratio, brown/rough rice ratio, and weight of 1,000 grains was lower at O.C than C.C. Number of panicles per hill was by 0.8 lower at O.C than C.C in Bannam region. Number of spikelets per panicle and grain filling ratio was higher at O.C than C.C while brown/rough rice ratio was lower at O.C. Total yield percentage of rice in O.C was level of 84% at Noahn region and 94% at Bannam region compared with C.C. 3) Head rice percentage was lower at in O.C than C.C at two region. Protein and palatability (Toyo value) were lower at O.C than C.C in Bannam region causing occurrence of neck blast and rice leaf folder by oversupply of nitrogen fertilizer. Protein, whiteness, and palatability (Toyo value) were adequate level at O.C in Noahn region by lower nitrogen fertilizer.

잡곡유기종자 안정적인 생산을 위해 병해충 관리의 기본이 되는 잡곡의 중요 병해충발생 소장 및 발생시기와 밀도를 조사하고자 본 연구를 실시하였다. 1. 2008년 조, 기장, 수수의 유기잡곡종자 생산 포장에서 조사기간 동안 조명나방의 발생 밀도는 수수자원의 밀도가 가장 높았으며 조자원에서 가장 낮은 발생 밀도를 보였으며, 2009년도 조명나방의 발생 밀도는 수수재배 포장의 밀도가 가장 높았으며 조재배 포장에서 가장 낮은 발생 밀도를 보였다. 2. 2008년 조명나방에 의한 잡곡의 피해주율을 조사하였더니, 지속적으로 증가하여 10월 16일에는 조 (60%), 수수 (47.5%), 기장 (43.8%) 순으로 높게 조사되었다. 2009년에는 6월 8일부터 9월 4일까지 지속적으로 증가하여 9월 4일에는 조 (51.3%), 수수 (42.5%), 기장(32.5%) 순으로 높게 나타났으며 기장자원은 6월 8일부터 6월 26일 사이에 그 피해가 발생하지 않았다. 3. 멸강나방 성충의 발생 시기나 밀도를 조사하였으나, 2008년, 2009년 모두 전혀 유인되지 않았으나 멸강나방 유충에 의한 피해는 지속적으로 관찰되었으며, 각자원별로 피해주율을 살펴보면, 조, 수수, 기장 순으로나타났다. 4. 2008년, 2009년 모두 멸강나방 유충에 의한 피해주율은 조, 수수, 기장 순으로 높게 나타났으며, 2008년 조자원에 대한 피해주율은 11.25~35.0%로 지속적으로 증가하였고, 수수와 기장의 피해주율은 각각 3.8~26.3%, 7.5~22.5%의 변이를 보였다. 2009년 각 자원별로 평균 피해주율은 조 자원이 가장 높게 나타났으며, 조는 2.5~36.3%, 수수는 0~25.0%, 기장은 0~21.3% 순으로 나타났다 5. 잡곡포장에서의 노린재 발생은2008년 풀색노린재, 알락수염노린재, 썩덩나무노린재, 3종류가 발생하였으며, 조와 기장 자원에서 풀색노린재의 발생 밀도가 가장 높았고, 2009년은 4종 (풀색노린재, 알락수염노린재, 썩덩나무노린재, 톱다리노린재)의 노린재가 발생하였고 조와 기장 자원은 풀색노린재와 톱다리노린재가 우점종 이었으며 알락수염노린재의 발생밀도는 낮게 나타났다. 수수 자원은 썩덩나무노린재와 톱다리노린재가 우점종 이었으며 알락수염노린재와 풀색 노린재는 낮은 밀도를 나타내었다.