본 연구는 해조류인 괭생이 모자반을 탄화하여 만든 바이오차의 중금속 흡착 및 제거 효과를 확인하고 중금속 흡착제로 이용 가능성을 확인하고자 연구가 수행되었다. 모자반 바이오차(SBC)는 500℃조건에서 2시간 열분해를 통해 생산하였다. 중금속 흡착실험은 Pb, Cd, Cu 및 Zn의 각 농도별 흡착량을 확인하였으며, Freundlich 및 Langmuir 등온흡착모델을 통해 중금속 흡착 효율성을 확인하였다. 모자반 바이오차의 중금속 제거효율은 Pb, Cd, Cu 및 Zn에서 각각 97.3, 85.2, 76.4 및 42.0%로 Pb＞Cd＞Cu＞Zn 순의 제거효율을 보였다. 등온흡착결과로 Freundlich 등온흡착패턴은 L형이었으며, 흡착강도(1/n)는 0.49 ~ 0.80 범위로 조사되었다. Langmuir 등온흡착식에서 최대흡착량은 Pb, Cd, Cu 및 Zn에서 각각 200, 92.6, 47.8 및 70.4 mg g-1이었으며, 흡착강도는 각각 0.4950, 0.1004, 0.0245 및 0.0188로 조사되었다. 본 실험 결과로 볼 때 모자반 바이오차는 중금속 흡착제로써 활용이 가능할 것으로 보여지며, 이를 활용하기 위한 추가 연구가 필요하다고 보여진다.

The biocarbon (SKPH) was obtained from Sargassum spp., and it was evaluated electrochemically as support for the CO2 reduction. The biocarbon was synthesized and activated with KOH, obtaining a high surface area (1600 m2 g− 1) due to the activation process. Graphitic carbon formation after pyrolysis was confirmed by Raman spectroscopy. The XRD results show that SKPH has an amorphous structure with peaks corresponding to typical amorphous carbonaceous materials. FTIR was used to determine the chemical structure of SKPH. The bands at 3426, 2981, 2851, and 1604 cm− 1 correspond to O–H, C-H, and C-O stretching vibrations, respectively. Then, it compares SKPH films with different carbon films using two electrolytic systems with and without charge transfer. The SKPH film showed a capacitive behavior in the KOH, H2SO4, and, KCl systems; in the acid medium, the presence of a redox couple associated with carbon functional groups was shown. Likewise, in the [Fe(CN)6]−3 and Cu(II) systems, the charge transfer process coupled with a capacitive behavior was described, and this effect is more noticeable in the [Fe(CN)6]−3 system. Electrodeposition of copper on SKPH film showed two stages Cu(NH 3)2+ 4 /Cu(NH 3)+ 2 and Cu(NH 3)+ 2 ∕Cu in ammonia media. Hydrogen formation and the activity of CO2 are observed on SKPH film and are favored by the carbon’s surface chemistry. Cu/SKPH electrocatalyst has a catalytic effect on electrochemical reduction of CO2 and inhibition of hydrogen formation. This study showed that the SKPH film electrode responds as a capacitive material that can be used as an electrode for energy storage or as metal support.

본 연구에서는 높은 항산화, 항염증, 피부 미백 및 멜라닌 생성억제 활성을 지닌 톱니모자반 추출물(학명 Sargassum serratifolium, ESS)의 저장 안정성을 향상시킬 목적으로 oil-in-water (O/W) 나노 에멀젼을 제조하였다. 톱 니모자반으로부터 추출되어 농축, 탈염 및 탈당 과정을 거친 ESS의 주성분은 지용성 성분으로 높은 항산화 활성 때문 에 산화가 쉽게 일어남으로써 기능성 화장품 소재로써의 단점이 있다. 본 연구에서는 이전의 연구에서 확립된 PEG 400, 폴리옥실 캐스터오일 (EL) 및 Poloxamer 407의 농도를 적용하여 MES가 함유된 O/W 나노에멀젼을 제조하였다. 확립된 조건에서 제조된 나노에멀젼의 평균 크기는 16 ~ 22 nm로 나타났으며, 나노에멀젼은 항산화, NO 생성억제 능, 멜라닌생석억제능 alc MMP-1 생성억제능이 우수한 것으로 나타났다. 저장기간에 따른 이들 효능을 분석한 결과 5 사이클의 시간 변화에도 큰 차이가 없었으므로 장기간 저장에 따른 활성변화가 없음을 나타내었다.

큰열매모자반은 제주도 연안 생태계에서 수관층을 형성하는 중요한 다년생 갈조류이다. 이 연구는 2018년 5월부터 2019년 6월까지 제주연안에서 큰열매모자반 개체군의 생장 및 생식패턴을 밝히기 위하여 수행되었다. 큰열매 모자반 개체군의 정량조사를 통해 월별 형질분석, 밀도 및 현존량 분석을 실시하였다. 또한 큰열매모자반의 생식자원 배분 특성을 조사하기 위하여 전체 엽체길이 및 엽중량에 대한 생식엽길이와 중량비율을 측정하였다. 조사지역에서 큰열매모자반의 최대 엽장은 6월에 135.3±20.0 cm, 최대 엽중량은 5월에 평균 3.6±2.1 kg·wet-wt., 평균밀도는 4.5 individuals·m-2 및 평균현존량은 4.6 kg·wet-wt.·m-2였다. 생식기탁의 형성은 4~8월 (수온 16.1~25.0°C)까지 관찰되었으며, 난방출 시기는 6~7월 (수온 19.3~22.9°C)이 었다. 엽체의 발달은 수온 14.1°C 이상의 조건에서 이루어졌으며, 성숙에 요구되는 유효 적산온도는 726.3 degreedays였다. 큰열매모자반의 생식배분은 6월에 최대 69.3% 로 나타났다. 큰열매모자반의 생장과 성숙패턴은 생장기 (10~1월), 생식시작기 (2~4월), 성숙기 (5~6월), 난 방출기 (6~7월) 및 휴지기 (8~9월)로 구분되었다.

본 연구에서는 우수한 미백 및 주름 개선 기능을 갖는 천연 유래 해초추출물 톱니모자반 추출물(학명 Sargassum serratifolium, MES)의 저장 안정성과 피부투과성을 향상시키는 목적으로 oil-in-water (O/W) 나노 에멀젼 구조를 적용하였으며 나노에멀젼에 대한 최적의 제조 조건을 연구하였다. 톱니모자반으로부터 추출되어 농축, 탈염 및 탈당 과정을 거친 MES의 주성분은 소수성의 활성성분으로 구성되어 있어 산화가 쉽게 일어나고 화장품 성분으로 사용하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 PEG 400, 폴리옥실 캐스터오일 (EL), Poloxamer 407 등 다양한 계면활성 제와 첨가제 성분을 사용하여 MES가 함유된 O/W 나노에멀젼을 제조하였다. 그 과정에서 사용된 구성성분의 배합순 서와 화학적 조성 비율이 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 최적화된 조건에서 제조된 나노에멀젼의 평균 크기는 20 ~ 30 nm 범위로 나타났으며, 시간 변화에 따른 나노에멀젼의 멜라닌 합성 억제 효율 성능은 5 사이클의 시간 변화에도 큰 차이가 없었다. 이것은 나노에멀젼의 우수한 장기간 저장 안정성과 피부투과성을 시사한다.