This study evaluated changes in volatile organic compounds (VOCs) and aerosol particle concentrations following the use of certain spray-type household chemical products in an indoor environment. Four commercially available products in South Korea (including sticker/tar removers, a razor cleaner, and a fabric stain remover) were analyzed using real-time VOC monitoring with proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometry (PTR-ToF-MS) and particle number concentration measurement with an Optical Particle Sizer. Immediately after spraying 17 grams of each product, VOC concentrations increased sharply, and hazardous substances such as benzene, 1,3-butadiene, formaldehyde, and acrolein remained at elevated levels for a certain period. Additionally, some products exhibited benzene concentrations exceeding levels of potential exposure concern, and the operation of an air purifier reduced VOC levels by 73%. This research provides insight into changes in indoor air quality and associated exposure risks due to household chemical use, and it may serve as a basis for future air quality management and regulatory standards.

1개월과 3개월 장기 예보를 지원하기 위해 기상청에서 현업운용 중인 GloSea6 기후예측시스템에는 대기 중 대 기화학-에어로졸 물리과정(UKCA)이 연동되어 있지 않다. 본 연구에서는 저해상도의 GloSea6와 여기에 대기화학-에어로 졸 과정을 연동시킨 GloSea6-UKCA를 CentOS 기반 리눅스 클러스터에 설치하여 2000년 봄철에 대한 예비적인 예측 결과를 살펴보았다. 현업 고해상도 GloSea6 모델이 방대한 전산자원을 필요로 한다는 점을 고려할 때, 저해상도 GloSea6와 GloSea6-UKCA 모델은 대기화학-에어로졸 과정의 연동에 따른 효과를 살펴보기에 적합하다. 저해상도 GloSea6와 GloSea6-UKCA는 2000년 3월 1일 00Z부터 75일 간 구동되었으며, 두 모델이 예측한 2000년 4월 지상 기온과 일평균 강수량의 공간 분포를 ERA5 재분석자료와 비교하였다. GloSea6-UKCA가 예측한 기온과 강수 분포는 기존 GloSea6에 비해 ERA5 재분석자료에 보다 더 유사해졌다. 특히 우리나라를 포함한 동아시아 지역에 대해 과대 모의 경 향이 있던 봄철 지상 기온과 일평균 강수량의 예측 결과의 개선이 주목할 만하다. 또한 적분 시간에 따른 예측된 기온 과 강수량의 시계열에서도 GloSea6-UKCA가 GloSea6보다 재분석자료에 더 가까워진 시간 변화 경향을 살펴볼 수 있었 다. 이는 대기화학-에어로졸 과정이 GloSea6에 연동되었을 때 동아시아지역 봄철 예측 성능이 개선될 수 있음을 보여준다.

The function of coolant in machining is to reduce the frictional force in the contact area in between the tool and the material, and to increase the precision by cooling the work-piece and the tool, to make the machining surface uniform, and to extend the tool life. However, cutting oil is harmful to the human body because it uses chlorine-based extreme pressure additives to cause environmental pollutants. In this study, the effect of cutting temperature and surface roughness of titanium alloy for medical purpose (Ti-6Al-7Nb) in eco-friendly ADL slot shape machining was investigated using the response surface analysis method. As the design of the experiment, three levels of cutting speed, feed rate, and depth of cut were designed and the experiment was conducted using the central composite planning method. The regression expressions of cutting temperature and surface roughness were respectively obtained as quadratic functions to obtain the minimum value and optimal cutting conditions. The values from this formula and the experimental values were compared. As a result, this study makes and establishes the basis to prevent environmental pollution caused by the use of coolant and to replace it with ADL (Aerosol Dry Lubricant) machining that uses a very small amount of vegetable oil with high pressure.

Solid state grain growth (SSCG) is a method of growing large single crystals from seed single crystals by abnormal grain growth in a small-grained matrix. During grain growth, pores are often trapped in the matrix and remain in single crystals. Aerosol deposition (AD) is a method of manufacturing films with almost full density from nano grains by causing high energy collision between substrates and ceramic powders. AD and SSCG are used to grow single crystals with few pores. BaTiO3 films are coated on (100) SrTiO3 seeds by AD. To generate grain growth, BaTiO3 films are heated to 1,300 oC and held for 10 h, and entire films are grown as single crystals. The condition of grain growth driving force is ΔGmax < ΔGc ≤ ΔGseed. On the other hand, the condition of grain growth driving force in BaTiO3 AD films heat-treated at 1,100 and 1,200 oC is ΔGc < ΔGmax, and single crystals are not grown.

Single crystals, which have complexed composition, are fabricated by solid state grain growth. However, it is hard to achieve stable properties in a single crystal due to trapped pores. Aerosol deposition (AD) is suitable for fabrication of single crystals with stable properties because this process can make a high density coating layer. Because of their unique features (nano sized grains, stress inner site), it is hard to fabricate single crystals, and so studies of grain growth behavior of AD film are essential. In this study, a BaTiO3 coating layer with ~ 9 μm thickness is fabricated using an aerosol deposition method on (100) and (110) cut SrTiO3 single crystal substrates, which are adopted as seeds for grain growth. Each specimen is heat-treated at various conditions (900, 1,100, and 1,300℃ for 5 h). BaTiO3 layer shows different growth behavior and X-ray diffraction depending on cutting direction of SrTiO3 seed. Rectangular pillars at SrTiO3 (100) and laminating thin plates at SrTiO3 (110), respectively, are observed.

Aerosol-type insecticides are one of the most widely used household insecticides to control mosquitoes. Not only the structural difference such as the size and shape of orifice, but also the difference in formulation including solvent system and proportion of propellent can affect the efficacy of those aerosol products. Orifice structure can be represented by nozzle diameter while solvent systems are divided into water-based and oil-based types in wide view. In the present study using Asian Tiger Mosquito, Aedes albopictus, we found that the orifice nozzle size made a significant difference in shoot-out range, followed by heterogeneous mortality by distance. Additionally, oil-based spray affected farther space than water-based one. Oil-based solvent system was also responsible for lowering the LT50 and KT50(knock-down time 50) values. Therefore, they are one of the definitive parts in insecticides formulation that determine the way of insecticide delivery. In terms of insecticide resistance management, we define efficiency of insecticide as the proportion of insecticide treated to environment that is solely acted as toxin to target pest. The higher efficiency of insecticide, the less overused chemicals we face, which may imply lower risk of resistance development. Thus, we argue that formulations, the specific route of insecticide discharge to environment, should be deliberately considered not only for consumer satisfaction, but also for insecticide resistance management.

This study examines paraelectric Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 (BZN), which has no hysteresis and high dielectric strength, for energy density capacitor applications. To increase the breakdown dielectric strength of the BZN film further, poly(vinylidene fluoride) BZN-PVDF composite film is fabricated by aerosol deposition. The volume ratio of each composition is calculated using dielectric constant of each composition, and we find that it was 12:88 vol% (BZN:PVDF). To modulate the structure and dielectric properties of the ferroelectric polymer PVDF, the composite film is heat-treated at 200 oC for 5 and 30 minutes following quenching. The amount of α-phase in the PVDF increases with an increasing annealing time, which in turn decreases the dielectric constant and dielectric loss. The breakdown dielectric strength of the BZN film increases by mixing PVDF. However, the breakdown field decreases with an increasing annealing time. The BZN-PVDF composite film has the energy density of 4.9 J/cm3, which is larger than that of the pure BZN film of 3.6 J/cm3.

동아시아 지역의 에어로졸 광학정보에 대하여 천리안 위성에 탑재된 GOCI, MI, 그리고 Himawari 8 위성에 탑재된 AHI 센서들의 측정자료를 연세 에어로졸 알고리즘(YAER)을 이용하여 산출하였다. 본 연구에서는 각 센서에서 산출되는 에어로졸 광학두께(Aerosol optical depth, AOD)를 상호비교하고, 지상장비인 AERONET과의 검증결과도 보였다. 사용한 AOD 자료는 세 종류의 센서에서 최소반사도 방법(Minimum reflectance method, MRM)을 이용하여 산출된 AOD, 그리고 AHI에서는 단파적외선이용 지표면정보산출방법(Estimated surface reflectance from SWIR, ESR)을 이용한 방법의 AOD까지 총 네가지이다. 세 위성간의 산출결과에서 육지와 해양에서 일관된 결과를 보이고 있으나, MI와 GOCI에서는 구름제거에 한계가 존재하며 AOD의 과대 추정 문제가 보인다. 한편 지상장비인 AERONET과의 비교검증 결과는 MI, GOCI, 그리고 AHI 의 MRM 방법, ESR 방법 에서 기대오차 내에 들어오는 비율(% within Expected error, EE)이 36.3, 48.4, 56.6, 68.2%로 각각 나타났다. MI의 경우는 단일 채널을 이용하여 에어로졸광학정보를 산출하고 있고, 계절에 따른 에어로졸 유형을 고정하고 있어, 다양한 오차가 포함되어 낮은 EE를 보이고 있다. 5, 6월에는 ESR 방법의 결과물은 높은 EE 를 나타내고 있는데 이는 GOCI, MI, MRM 방법 에서 사용하고 있는 최소반사도 방법보다 정확한 지면반사도를 산출하기 때문으로 추정된다. 이 결과는 AERONET 사이트 별로 RMSE 와 EE 로 설명하고 있으며, 검증한 총 22개 사이트 중 15개 사이트에서 ESR 방법이 가장 높은 EE 를 보이고 있고, RMSE는 13개 사이트에서 가장 낮게 나타났다. 또한 정지궤도 위성의 특징을 이용하여 시간대별 오차를 각 산출물 별로 보였다. 00~06 Universal Time Coordinated (UTC)에서 한 시간별로 최대로 나타나는 absolute median bias error 는 0.05, 0.09, 0.18, 0.18, 0.14, 0.09, 0.10 로 나타나며 00UTC에서는 GOCI 에서, 나머지 시간대에서는 MI에서 최대오차를 보였다.

The morphology, crystal structure and size of aerosol nanoparticles generated by erosion of electrodes made of different materials (titanium, copper and aluminum) in a multi-spark discharge generator were investigated. The aerosol nanoparticle synthesis was carried out in air atmosphere at a capacitor stored energy of 6 J, a repetition rate of discharge of 0.5 Hz and a gas flow velocity of 5.4 m/s. The aerosol nanoparticles were generated in the form of oxides and had various morphologies: agglomerates of primary particles of TiO2 and Al2O3 or aggregates of primary particles of Cu2O. The average size of the primary nanoparticles ranged between 6.3 and 7.4 nm for the three substances studied. The average size of the agglomerates and aggregates varied in a wide interval from 24.6 nm for Cu2O to 46.1 nm for Al2O3.

동아시아 지역 봄철에 주로 발생하는 황사의 물리적 특성을 알아보기 위하여 부산지역에서 발생한 2009년 황사 기간의 종관 일기도와 자동기상관측장비(AWS)를 이용한 기상해석, PM10 샘플러와 레이저입자계수기(LPC)를 이용한 대기입자상 물질농도 분석, 위성영상과 역궤적분석 모델을 이용한 발생원을 조사하였다. 2009년 2월 20일의 경우 (사례 1), PM10 농도가 급격히 증가할 때 0.3-1.0μm의 작은 입자의 에어로솔 체적 농도 분포가 감소한 반면 1.0-10.0μm의 큰 입자의 농도는 증가하였다. 그 후 PM10 농도가 감소할 때 지상의 풍향은 북풍에서 남서풍으로 변하였으며, 전체 에어로솔 농도는 감소하였다. PM10과 1.0-10.0μm의 큰 입자 농도의 상관계수는 0.9 이상으로 높은 양의 상관관계를 나타내었다. 이는 내몽골 지역에서 발달된 황사가 중국 고비 사막을 통과하여 한반도로 유입된 것으로 추측할 수 있었다. 2009년 4월 25일의 경우 (사례 2), PM10 농도가 급격히 증가할 때 0.3-0.5μm의 작은 입자의 에어로솔 체적 농도 분포가 감소한 반면 0.5-10.0μm의 큰 입자의 농도는 증가하였다. 그 후 PM10 농도가 감소할 때 0.3-0.5μm의 작은 입자의 농도는 증가한 반면 0.5-10.0μm의 큰 입자의 농도는 감소하였다. 이 때 지상의 풍향은 북동풍에서 남서풍으로 변한 후 다시 북동풍으로 변하였다. PM10과 1.0-10.0μm의 큰 입자의 농도의 상관계수는 약 0.9에 가까운 높은 양의 상관관계를 나타내었다. 입자의 역궤적 수송 모델 분석 결과, 만주지역과 중국 동쪽 해안으로부터 한반도로 유입된 것으로 추측할 수 있었다.

Secondary air pollution can be caused by aerosol formation through reactions of ozone and volatile organic compounds (VOCs) emitted from household products used in the indoor environment. In this study, we investigated the potential for aerosol production during the reactions of ozone and VOCs emitted from a home insecticide, a popular commercial product extracted from natural ingredients, in a 1-m³ reaction chamber. The major chemical component of the test product was prallethrin, which has very high efficacy of mosquito and housefly elimination. Toluene, α-pinene, cymene, d-limonene, α-terpinene, and α-thujone were also identified as constituents of the insecticide. Injected ozone concentrations of 50, 100, and 200 ppb generated particle mass concentrations, corrected for wall loss and air exchange loss, of 7.3, 33.1, and 40.0 μg/m³, respectively, after a 4-h reaction time. These concentrations are lower than those generated by an air freshener in a previous study under the same experimental conditions. It was concluded that the home insecticide tested had the potential to initiate secondary aerosol formation under ozone exposure due to the biogenic VOCs it contained.

동아시아에서 대기 에어로졸의 광역적 분포를 분석하기 위해 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) 센서에서 산출된 AOD (Aerosol Optical Depth)와 AE (Angstroom Exponent)를 이용하였다. 2009년 동아시아 지역에서 AOD는 3월(0.44±0.25)에 높았고, 9월(0.24±0.21)에 낮았다. 봄에는 중국 북부와 몽골의 사막, 건조지역에서 발생한 모래폭풍이 광역적으로 이동하여 동아시아의 AOD에 기여하고 있다. 그러나 동아시아의 풍하측에 위치한 한반도 중부의 안면도, 청원, 울릉도에서 PM10 (d≤10μm) 질량 농도는 2월에 최고를 보인 반면, AOD는 5월에 가장 높았다. 장마 전 상대습도의 증가에 따른 흡습성 에어로졸의 성장이 5월의 높은 AOD에 기여하고 있다. 여름(8월)에는 북태평양으로부터 해양성 기류와 잦은 강수에 의한 습윤 침전으로 AOD는 낮지만 중국 동부의 산업지역에서 광역적으로 발생한 미세 에어로졸로 인해 AE (1.30±0.37)가 가장 높은 값을 보였다. 안면도, 청원, 울릉도에서 MODIS AOD와 지상 PM10 질량 농도의 상관계수는 0.4-0.6이었다. 2009년 한반도 중부에서 관측한 황사 사례는 4회(6일)였고, 인위적 대기오염 이동 사례는 6회(12일)였다. 황사 사례와 인위적 대기오염의 이동 사례에서 안면도와 청원의 PM10 농도가 모두 증가하였다. 황사와 인위적 대기오염 이동으로 PM10이 증가하는 영역에서 AOD가 높게 나타나고 있다.

해양에서 발달하는 강수시스템의 연직풍에 따라 변동하는 해양성 에어러솔의 입경별 특성을 알아보기 위하여 마라도에서 남서쪽으로 419 km 지점에 위치한 이어도 해양종합과학기지에서 2009년 6월 8일부터 22일까지 에어러솔수 농도와 연직풍 관측을 실시하였다. 에어러솔 수 농도와 연직풍은 레이저입자계수기와 초음파 3차원 풍향 풍속계를 이용하였으며, 지상일기도, NCEP/NCAR 재분석자료, 라디오존데 자료를 이용하여 종관상태를 분석하였다. 그 결과, 전체적으로 1.0 μm 이상의 크기의 에어러솔 수 농도 분포가 강수 중에 크게 변동하였으며, 하강류에서 상승류로 연직풍이 변함에 따라 크게 증가하였다. 강수 중에는 큰 입자(1.0 μm 이상)의 에어러솔 수 농도가 약 5배 증가하였고, 이때 상승류가 약 0.4 ms-1로 나타났다. 또한 축적모드(1.0 μm 미만)와 큰 입자(1.0 μm 이상)의 에어러솔 수 농도는 강수 중과 비교하여 약 45%와 92%가 제거되었다. 이는 독립된 해양지역에서의 큰 입자(1.0 μm 이상) 에어러솔 수 농도 증가는 수평풍 보다는 상승류에 의해 크게 영향을 받고, 강수에 의한 세정효과도 나타났다. 따라서 해양경계층 내 에어러솔의 생성 및 발달 메커니즘에 상승류의 영향이 크게 기인함을 알 수 있었다.

Negative temperature coefficient (NTC) materials have been widely studied for industrial applications, such assensors and temperature compensation devices. NTC thermistor thick films of Ni1+xMn2-xO4+δ (x=0.05, 0, −0.05) werefabricated on a glass substrate using the aerosol deposition method at room temperature. Resistance verse temperature (R-T)characteristics of the as-deposited films showed that the B constant ranged from 3900 to 4200 K between 25oC and 85oCwithout heat treatment. When the film was annealed at 600oC 1h, the resistivity of the film gradually decreased due tocrystallization and grain growth. The resistivity and the activation energy of films annealed at 600oC for 1 h were 5.203, 5.95,and 4.772KΩ·cm and 351, 326, and 299meV for Ni0.95Mn2.05O4+δ, NiMn2O4, and Ni1.05Mn1.95O4+δ, respectively. The annealingprocess induced insulating Mn2O3 in the Ni deficient Ni0.95Mn2.05O4+δ composition resulting in large resistivity and activationenergy. Meanwhile, excess Ni in Ni1.05Mn1.95O4+δ suppressed the abnormal grain growth and changed Mn3+ to Mn4+, givinglower resistivity and activation energy.

In this study, an enthalpy exchanger was coated by silver nano particles via spark discharge method and its antimicrobial and heat exchange efficiencies were evaluated. A method utilizing thermophoretic force was used to improve coating efficiency. Four spark discharge systems were parallel connected and generated silver nano aerosol particles (number concentration of 1.65×10⁸ particles/cc, mode diameter of 31 nm). The coating efficiency was evaluated according to various face velocities (V=0.25~1 m/s) and temperature gradients ((T_hot-T_cold)/T_hot=0~0.09). The maximum coating efficiency was 90.8 % when the face velocity was 0.25 m/s and the temperature gradient was 0.09 (Thot=30℃, Tcold=2℃). Silver nano particles were coated onto the enthalpy exchange element and two different coating amounts of silver nano particles (0.11 ㎍/cm³ , 0.22 ㎍/cm³ ) were tested. For evaluation of antimicrobial efficiency, the suspension test method with E. coli was used. After the suspension test method, CFU(colony forming unit)s of each test sample were counted and colony ratio was calculated. The colony ratio was decreased more quickly when the amount of coated silver particles was increased. When the contact time between each sample and suspension was over 3 hours, antimicrobial efficiencies of coated samples were more over 99.9 % for both amount of silver nano particle(0.11 ㎍/cm³ , 0.22 ㎍/cm³ ). The coating of silver nano particles did not affect the heat exchange efficiency.

본 연구는 동아시아 영역에 속해있는 5개 SKYNET 관측소(서울, 지바, 엣추 지마, 후쿠에 지마, 헤도 미사키)에서 6년 간 관측한 AOT 자료를 활용하여 MODIS에서 산출된 AOT를 검증하였고, 아울러 에어로솔 기후장 분석도 함께 수행하였다. 검증연구를 위해 관측소 25 km 이내의 MODIS AOT를 평균하였고, MODIS 관측시각 30분 전후 SKYNET AOT를 평균하여 시공간 일치 자료를 생산하였다. 시공간 일치 자료의 비교 결과 MODIS AOT의 정확도는 에어로솔 종류에 크게 영향을 받지 않았으나, MODIS AOT 산출과정 중 거대 입자 모형의 사용비율이 높아질수록 SKYNET AOT에 비해서 비교적 큰 값을 산출하는 경향을 보였다. 또한 AOT가 낮은 대기에서 MODIS AOT는 과대 추정하는 경향을 보였고 그 경향성은 AOT가 높아질수록 줄어들었다. MODIS-SKYNET AOT간의 회귀분석 결과 기울기는 0.86, Y절편은 0.16으로 나타났고 결정계수(R2)는 0.61로 나타났다. 이러한 통계적 결과로 미루어 볼 때 동아시아 영역에서 산출된 MODIS AOT는 지상 관측에 견줄 만큼 정확하다고 볼 수 있다.

Surface modification of silica nanoparticles was investigated using an aerosol self assembly. Stearic acid was used as surface treating agent. A two-fluid jet nozzle was employed to generate an aerosol of the colloidal suspension, which contained 20 nm of silica nanoparticles, surface modifier, and ethyl alcohol. Powder properties such as morphology, specific surface area and pore size distribution were analyzed by SEM, BET and BJH methods, respectively. Surface properties of the silica power were analyzed by FT-IR. The OH bond of the SiO2 surface was converted to a C-H bond. It was revealed that the hydrophilic surface changed to a hydrophobic one due to the aerosol self assembly. Morphology of the surface treated powder was nanostructured with lots of pores having an average diameter of around 2 μm. Depending on the stearic acid concentration (0.25 to 1.0 wt%), the pore size distribution of the particles and the degree of hydrophobicity ranged from 1.5 nm to 180 nm and 29.6% to 50.2%, respectively.