본 연구에서는 단기간의 UV-A 조사가 시금치(Spinacia oleracea L.)의 생장과 생리활성물질에 미치는 영향을 평가 하였다. 시금치 묘는 200μmol·m-2·s-1 PPFD, white LED, 광 주기 12시간, 온도 20°C, 상대습도 70%, 이산화탄소 농도 500μmol·mol-1의 수직농장 모듈에서 재배되었다. 파종 후 5 주된 묘는 7일 동안 20W·m-2와 40W·m-2의 두 가지 에너지 수 준에서 연속적으로 UV-A(피크파장: 385nm) 조사한 후 생육 특성, 광합성 파라미터, 이미지 형광, 총 페놀 함량, 항산화도, 그리고 총 플라보노이드 함량을 분석하였다. 결과적으로, UV-A20W 처리는 시금치의 생체중과 건물중을 증가시켰다. 하지만, UV-A 처리구와 대조구 사이의 광합성 파라미터에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 광계Ⅱ의 최대양자수율 (Fv/Fm)은 모든 UV-A 처리에서 7일동안 지속적으로 감소했 다. 또한, UV-A20W 처리에서 식물체당 총 페놀 함량과 항산화 도는 처리 7일째 증대되었으며, 총 플라보노이드 함량은 처리 5일째부터 유의적으로 증가하였다. 이러한 결과는 UV-A LED 보광이 수직농장과 같은 폐쇄형 식물 생산 시스템에서 재배되는 시금치의 생장과 품질을 향상시킬 수 있음을 시사 한다.

This study was conducted to determine the changes in ginsenosides content according to additional UV-A, and UV-B LED irradiation before harvesting the ginseng sprouts. One-year-old ginseng seedlings (n=100) were transplanted in a tray containing a ginseng medium. The ginseng sprouts were grown for 37 days at a temperature of 20°C (24h), a humidity of 70%, and an average light intensity of 80 μmol·m-2·s-1 (photoperiod; 24h) in a container-type plant factory. Ginseng sprouts were then transferred to a custom chamber equipped with UV-A (370 nm; 12.90 W·m-2) and UV-B (300 nm; 0.31 W·m-2) LEDs and treated for 3 days. Growth parameters and ginsenoside contents in shoot and root were conducted by harvesting on days 0 (control), 1, 2, and 3 of UV treatments, respectively. The growth parameters showed non-significant differences between the control and the UV treatments (wavelengths or the number of days). Ginsenoside contents of the shoot was highly improved by 186% in UV-A treatment compared to the control in 3 days of the treatment time. The ginsenoside contents of the roots was more improved in UV-A 1-day treatment and UV-B 3-day treatment, compared to the control by 171% and 160%, respectively. As a result of this experiment, it is thought that UV LED irradiation before harvesting can produce sprout ginseng with high ginsenoside contents in a plant factory.

Water disinfection using UV-LED(Light emitting diode) has many advantages, such as smaller footprint and power consumption as well as relatively longer lifespan than those of conventional mercury-UV lamps. Moreover, UV-LED disinfection is considered an environmentally benign process due to its mercury-free nature. In this study, disinfection using an LED module emitting 275nm UV was carried out. 384 UV-LEDs were put into a cylinder tube with a capacity of 1.7 liters. The UV intensity of the UV-LED module was controlled from 1.7 to 8.4 mW/cm2. The disinfection efficiency for the model microorganism solutions(E. coli ) was monitored. As the UV intensity(I) and contact time(t) varied, inactivation of the microorganisms from 2 to 4-log-removals(i.e., 99 to 99.99% of disinfection efficiency) was achieved. Disinfection using UV-LED was followed to 1st order reaction and the reaction rate constant, k was determined. In addition, the relationship between UV intensity(I) and contact time(t) in order to obtain 99.99% of disinfection efficiency was modeled: I1.2∙𝑡= 460, which indicates that the product of UV intensity and contact time requiring 4-log-removals is always constant.

Ultraviolet (UV) light emitting diodes (LEDs) were grown on a patterned n-type GaN substrate (PNS) with 200 nm silicon-di-oxide (SiO2) nano pattern diameter to improve the light output efficiency of the diodes. Wet etched self assembled indium tin oxide (ITO) nano clusters serve as a dry etching mask for converting the SiO2 layer grown on the n-GaN template into SiO2 nano patterns by inductively coupled plasma etching. PNS is obtained by n-GaN regrowth on the SiO2 nano patterns and UV-LEDs were fabricated using PNS as a template. Two UV-LEDs, a reference LED without PNS and a 200 nm PNS UV-LEDs were fabricated. Scanning Electron microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray Diffraction (XRD), Photoluminescence (PL) and Light output intensity- Input current- Voltage (L-I-V) characteristics were used to evaluate the ITO-SiO2 nanopattern surface morphology, threading dislocation propagation, PNS crystalline property, PNS optical property and UVLED device performance respectively. The light out put intensity was enhanced by 1.6times@100mA for the LED grown on PNS compared to the reference LED with out PNS.

광석에서 순도 높은 금은을 추출하기 위해 사용된 청화법으로부터 시안이 유출되어 광석 내 존 재하는 중금속들과 결합하여 다양한 형태의 시안화합물이 생성된다. 이러한 시안화합물은 난분해성 오염물질로서 인간을 포함한 생태계에 악영향을 끼친다. 결합력에 따라서 중금속과 결합한 시안화합 물은 공유결합성 화합물(weak acid dissociable, WAD)과 착화합물(strong acid dissociable, SAD) 등으 로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 시안화합물의 존재 형태별 광촉매 산화 효율을 비교 평가하였다. 특히 자외선 LED 광원의 파장과 광촉매 표면 개질이 시안화합물의 분해에 미치는 영향을 살펴보았 다. 실험 결과, 동일한 광촉매 산화 조건에서 자유 시안보다는 중금속과 결합한 시안화합물의 광산화 분해 효율이 떨어짐을 알 수 있었다. 그리고 자유 시안의 경우에는 짧은 파장에서 광촉매 산화가 효과 적이었지만 중금속과 결합한 시안화합물의 경우에는 긴 파장에서 광산화 분해능이 더 높게 나타났다. 그리고 광촉매 표면 개질에 의하여 광촉매 산화 공정의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

광산에서 순도 높은 금은을 추출하기 위해 청화법을 이용해 왔다. 이러한 광산 활동에서 많은 양의 시안이 사용되어 왔으며 이에 따라 고농도의 시안을 함유한 광산폐수가 발생되어 광산 주변 지역의 수계를 오염시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 시안함유 광산폐수 및 침출수로부터 시안을 제거하기 위하여 TiO2 광촉매와 UV-LED 광원을 이용한 광산화 공정에 대하여 연구하였다. 기존 광산화 공정에서는 주로 UV 램프가 광원으로 많이 사용되었지만 여러 가지 단점으로 인하여 본 연구에서는 그 대체 광원으로 UV-LED의 적용 가능성을 평가하였다. 세 종류의 TiO2의 광산화 효율을 평가한 결과, 아나타제와 루틸이 혼합된 Degussa P25가 광산화 효율이 가장 좋은 것으로 확인되었다. 또한 형태와 파장이 다른 네 종류의 UV-LED를 비교 평가한 결과, 365 nm 램프형 > 365 nm 캔형 > 280 nm 캔형 > 420 nm 램프형 순으로 제거효율이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구는 UV-LED는 기존의 UV 램프의 단점을 극복할 수 있는 대체광원으로서 광산화 공정에 적용 가능하다는 것을 입증하였으며, 시안의 광산화 효율은 TiO2 광촉매의 종류에도 영향을 받는다는 것을 확인하였다.

UV light irradiation is known to give beneficial effects on fresh produce preservation. A container system equipped with UV-LED was fabricated for storing cherry tomatoes under computer-controlled conditions of intermittent on-off cycles (1 hour on/1 hour off). Wavelength (365 and 405 nm) and physical location of the LED (2 and 5 cm above fruit) were studied as variables affecting the respiration, ethylene production and quality preservation of the fruits at 10 and 20℃. 365 nm wavelength gave much higher radiation intensity than 405 nm, and intensity on surface decreased in inverse proportion to square of distance from LED. When compared to non-irradiated control, UV-LED irradiation decreased the respiration by 5-10% at 10℃ while there was no obvious effect at 20℃. Ethylene production was reduced when the fruits were placed at 5 cm distance, while there was no significant difference from control at 2 cm location. The reduction of ethylene production at 5 cm was more pronounced at 20℃. UV-LED irradiation was shown to have delayed increase or lower concentration in carotenoids compared to control treatment. Any negative effect of UV-LED irradiation on ascorbic acid content and firmness was not observed.