The compacted bentonite buffer is a key component of the engineered barrier system in deep geological repositories for high-level radioactive waste disposal. Groundwater infiltration into the deep geological repository leads to the saturation of the bentonite buffer. Bentonite saturation results in bentonite swelling, gelation and intrusion into the nearby rock discontinuities within the excavation damaged zone of the adjacent rock mass. Groundwater flow can result in the erosion and transport of bentonite colloids, resulting in bentonite mass loss which can negatively impact the long-term integrity and safety of the overall engineered barrier system. The hydro -mechanicalchemical interactions between the buffer, surrounding host rock and groundwater influence the erosion characteristics of the bentonite buffer. Hence, assessing the critical hydro-mechanicalchemical factors that negatively affect bentonite erosion is crucial for the safety design of the deep geological repository. In this study, the effects of initial bentonite density, aperture, discontinuity angle and groundwater chemistry on the erosion characteristics of Bentonil WRK are investigated via bentonite extrusion and artificial fracture experiments. Both experiments examine bentonite swelling and intrusion into simulated rock discontinuities; cylindrical holes for bentonite extrusion experiments and plane surfaces for artificial fracture experiments. Compacted bentonite blocks and bentonite pellets are manufactured using a compaction press and granulation compactor respectively and installed in the transparent extrusion cells and artificial fracture cells. The reference test condition is set to be 1.6 g/cm3 dry density and saturation using distilled water. After distilled water or solution injection, the axial and radial expansion of the bentonite specimens into the simulated rock discontinuities are monitored for one month under free swelling conditions with no groundwater flow. Subsequent flow tests are conducted using the artificial fracture cell to determine the critical flow rate for bentonite erosion. The intrusion and erosion characteristics are modelled using a modified hydro-mechanicalchemical coupled dynamic bentonite diffusion model and a fluid-based hydro-mechanical penetration model.

생물 및 화학물질 등의 대량살상무기들을 이용한 테러공격은 매우 위협적인 테러공격 가운데 하나이다. 미국의 분류에 따르면 대량살상무기 는 테러공격에 이용되었을 때 다수의 사상자들을 발생시킬 수 있는 화학 물질, 생물학물질, 방사능과 핵물질, 그리고 이러한 물질들을 이용해 만들어진 폭발물을 의미한다. 이와 같은 대량살상무기가 테러공격에 이용 되는 것에 대한 대응책으로 미국정부는 테러리스트나 악의적인 행위자들로부터 이와 같은 물질들에 대한 접근을 차단하고, 대량살상무기들과 관련된 기술적 트렌드를 파악·대응하며, 그리고 대량살상무기관련 물질들을 취급 저장하는 정부기관들과 민간 기업들의 대응능력 강화를 위한 대책을 마련, 운용하고 있다. 이와 같은 미국 정부의 대량살상무기의 대응사례는 국내의 대테러정책에 좋은 참고사례가 된다. 국내의 경우, 대테러정책과 관련하여 테러이용 수단의 안전관리강화에 대한 지적과 논의가 계속되고 있다. 이 연구는 이와 같은 맥락에서 미국 연방정부의 생물, 화학물질 관리 사례에 대해 연구하고 시사점을 도출하였다. 특히 이 연구는 미국의 생물 및 화학물질의 안전관리사례와 법률 등을 분석하였고, 이에 더불어 대테러활동 지원을 위해 설립된 연구기관의 과학적이고 혁신적인 활동을 소개하였다. 연구 수행을 위해 다양한 관련 학술논문과 정부보고서 등을 문헌분석 하였다. 연구의 결론과 논의 부분에서 이 연구의 분석결과를 토대로 국내에 적용될 만한 정책대응을 제안하였다.

The study presented in the article is focused on use of graphene obtained by novel microwave-enhanced chemical vapor deposition (MECVD) method as a construction material for 3D porous structures—aerogels and sponges. MECVD graphene nanoplatelets-based aerogels were obtained by mixing MECVD graphene nanoplatelets and chitosan, dissolved in 3% acetic acid followed by its freeze drying and carbonization at 800° in inert medium. Surface morphology of aerogels was characterized by SEM. MECVD graphene nanoplatelets-based aerogels are characterized by a porous structure; they are superhydrophobic and possess high sorption capacity with regard to organic liquids of different densities. Polyurethane sponges coated with MECVD graphene can serve as an alternative to aerogels. The process of their obtaining is cheaper and less complicated. They were obtained by facile “dip-coating” method, modifying its surface to increase its hydrophobicity. The resulting sponges are superhydrophobic and superoleophilic, and demonstrate high rate of sorption of organic liquids and can be easily regenerated by squeezing. In addition, they can be used as a separating material in conjunction with vacuum system for continuous and selective collection of organic liquids from the surface of water.

PURPOSES: This study aims to evaluate the resistance to chemical attack of combined organic and inorganic hybrid mortars as the repair materials (i.e., HRM mortar) used for concrete road facilities through a comparison with mortars made from cement repair materials (i.e., IRM mortar). METHODS: Inorganic materials used as a binder and two mineral fillers were adopted to produce HRM mortars. The ratio of the main resin versus the hardener was fixed at 2:1. For comparison, IRM mortars made of cement repair materials were also manufactured. The mortars were exposed to chemical solutions, such as NaCl, MgSO4, Na2SO4, and H2SO4, with the same concentration of 5% after 7 days of curing. The compressive strength, compressive strength loss, mass ratio, and relative bulk density of the mortar samples exposed to the chemical solutions were measured at predetermined periods. In addition, a scanning electron microscope observation was performed to evaluate the microstructures and the products formed by the chemical reaction of the mortar samples. RESULTS : As a result, the resistance to chemical attack of the HRM mortars was found to be much better than that of the IRM mortars, regardless of the types of attacking sources. This finding implies that HRM is a highly promising and versatile material because of its excellent resistance to chemical attack. CONCLUSIONS: The application of the combined organic and inorganic hybrid mortars is a possible option for repair of concrete road facilities exposed to aggressive environments.

Water electrolysis is a representative electrochemical process to generate hydrogen gas together with oxygen gas by applying electric power. Perfluorinated sulfonic acid (PFSA) ionomers have been widely used as electrode binder materials, in addition to polymer electrolyte membrane materials for water electrolysis to generate hydrogen and oxygen gases with a high purity simultaneously. PFSA binder materials act as physical supports for inorganic catalyst materials in both electrodes. The binder materials play role in transporting protons for hydrogen gas and oxygen gas evolution reaction in the cathode and the anode, respectively. In this study, PFSA ionomers with different chemical architectures and equivalent weights were used as binder materials for water electrolysis. The structure property performance relationship was disclosed.

태양전지는 태양복사에너지를 반도체의 광전효과를 통해 전기에너지로 변환시키는 친환경 에너지변환장치를 의미한다. 수분을 포함하는 다양한 화학물질들에 대한 높은 차단성을 갖는 다층형 필름인 백시트는 태양전지의 중요한 요소이다. 대표적인 백시트는 polyvinyl fluoride (PVF)와 poly(ethylene terephthalate) (PET)의 다층필름으로 구성된다. PVF는 높은 내후성을 가지는 반면, 가격이 상대적으로 비싼 단점을 보인다. 따라서, 백시트의 제조가격을 낮출 수 있으면서, 동시에 실제 태양전지모듈에 적용할만한 수명특성을 만족시킬 수 있는 대체소재의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 일정수준의 결정성을 갖는 PET 필름을 PVF 필름 대신 사용하였다. 그러나, PET 소재는 다양한 pH 조건에서 trans-esterification 및 가수분해에 의해 분해될 수 있기 때문에, 태양전지의 구동조건에서 PET의 분해거동을 이해할 필요가 있다. 단시간 내 화학적 분해거동을 평가하기 위해서, 가속화된 PET 분해실험 프로토콜이 개발되었다. 마지막으로, 제안 개념의 효용성은 태양전지모듈의 장기운전성능 평가를 통해 확인하였다.

수증기 투과는 용이하게 하면서 Dimethyl methylphosphonate (DMMP)에 대한 방호성능을 부여하는 선택투과성 능을 가지도록 고안된 몇가지 복합막을 제조하였다. 선택투과막 재료는 폴리비닐알코올 고분자를 기반으로 염기성 작용기를 가지는 기능성 고분자를 포함하도록 하였다. 이들 재료를 사용하여 화생방호성능을 보유한 차세대 소재로서의 가능성을 확인 하기 위하여 선택투과능을 평가하였다. 시험한 결과, 폴리비닐알코올/폴리에틸렌이민 소재가 우수한 수증기 투과성능(2,200 ~ 2,900 g/m 2 /day) 및 DMMP 증기 방호성능(47 g/m 2 /day)을 가지는 것을 확인하였다.

Food contact packaging material should be stable and non-reactive with the food that it is in contact with, and must promote the safety of food. However, for a number of years, there has been evidence that indefinitely small amounts of chemicals could migrate or leach from food packaging materials into the foods they hold. The chemistry and toxicity of such leachates are well-known and documented; and there is a growing concern over the matter among the general public. In addition, food regulatory agencies are imposing more stringent regulations on the maximum allowable amounts of known leachates into foods in recent years. The majority of toxicity studies have revealed that trace amounts of leachates pose no immediate health problems in humans. However, studies on the effects of long-term exposure or synergistic/cumulative toxicity are still lacking. The present review provides an overview of the chemical nature and toxicity of certain leachates from various types of food contact packaging materials that are in wide use.

경제적이고 우수한 핵확산저항성을 갖는 파이로공정의 핵심 단위공정인 전해제련 공정에서 U와 TRU를 동시에 회수하기 위해 환원전극으로써 LCC가 사용된다. 한가지 원소만을 회수하는 금속음극과는 달리 LCC는 전기화학적으로 U와 TRU의 선택적 분리가 어려워 핵확산저항성을 높이는 기술의 핵심이라고 할 수 있다. LCC를 담아놓는 LCC 도가니는 U나 TRU로만 전착되어야하기 때문에 도가니는 전기적으로 절연되어야 한다. LCC와의 안정성과 회수된 TRU 및 용융염과의 화학적 안전성은 물론 공정 중 전착될 수 있는 금속 Li과의 반응성도 고려되어야하므로 LCC 도가니의 소재 특성은 매우 중요하다. 본 연구에서는 Al2O3, MgO, Y2O3, BeO 네 가지 대체 세라믹 소재의 화학적 안정성을 500℃에서 모의 LCC로 열역학적 및 실험적으로 평가하였다. 세라믹 기판 위의 LCC 접촉각은 화학적 반응성을 예측하기 위해 시간에 따라 측정하였다. Al2O3는 가장 낮은 화학적 안정성 갖고 BeO는 재료 내에 존재하는 기공은 접촉각감소에 영향을 주었다. MgO, Y2O3는 우수한 화학적 안정성을 나타내었다.

국내에서 유통되고 있는 무기배지재료인 버미큘라이트(12점)와 펄라이트(5점)의 물리 화학적 특성을 분석하여 혼합배지 조제를 위한 기초자료를 얻기 위하여 본 연구를 수행하였다. 710μm 이상의 직경을 갖는 입자의 비율이 버미큘라이트 중 중국산 silver 3~8mm가 99.7%로 조사되어 가장 비율이 높았고, 펄라이트는 3~5mm에서 99.9%로 가장 높았다. 펄라이트(〈1mm)와 남아프리카공화국산 silver 버미큘라이트(0.25~0.7mm)의 용기용수량은 각각 72.0 및 71.1%로 가장 높았고, 기상률은 중국산 silver 3~8mm가 49.3%로 뚜렷하게 높았다. 펄라이트 5종류의 공극률은 60% 이상으로 측정되었으며, 용기용수량은 1mm 이하의 규격을 갖는 물질을 제외하고 20.4~39.7%의 범위에 포함되었다. 버미큘라이트 중 중국산 gold 0.3~1mm와 남아프리카공화국산 0.25~0.7mm가 쉽게 이용할 수 있는 수분(EAW)와 완충수(BW)의 비율이 높았고, 펄라이트는 1mm 이하와 0.7~1.5mm의 EAW와 BW의 비율이 높았다. 화학적 특성에서 버미큘라이트는 pH가 6.36~10.74 범위에 포함되는 강알칼리성 물질이었고, 전기전도도(EC)는 0.032~0.393dS·m-1로 측정되어 종류간 차이가 큼을 알 수 있었다. 펄라이트의 pH는 7.788.62 범위에 포함되어 약알칼리성이었으며, EC는 0.030~0.041dS·m-1로 측정되었다. 양이온교환용량은 중국산 silver 버미큘라이트 0.3~1mm가 14.7cmol+·kg-1으로 가장 높았고, 펄라이트는 0.71.5mm가 1.51cmol+·kg-1로 가장 높았는데 버미큘라이트보다 약 10배 가량 낮았다. 버미큘라이트는 펄라이트보다 Ca, K 및 Na과 같은 치환성 양이온 함량이 많았다.

본 연구는 유기액비 재료가 유기액비 제조시 화학적 특성 변화에 미치는 영향을 구명코자 충청북도농업기술원 플라스틱하우스에서 수행하였다. 계분, 대두박, 쌀겨 등 3처리를 하였다. 본 시험에서 얻어진 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다. 액비 원료의 총 질소 함량은 대두박이 55 mg·kg−1으로 가장많았으며, 인산과 칼륨 함량은 계분에서 가장 많았다. 계분의pH는 중성에 가까웠으며, 대두박과 쌀겨는 강산성을 띠었다. 계분 액비의 EC는 발효기간이 증가할수록 증가하였고, 대두박과 쌀겨 액비는 발효기간 중 증가하다가 감소, 증가하는 경향이었다. 계분 액비의 황화수소 발생량은 발효 후 2주차에는3,200 mg·L−1이었으나, 발효 12주차에는 1,600 mg·L−1으로 감소하였고, 대두박과 쌀겨 액비는 발효 과정중 황화수소 가스가 발생하지 않았거나 거의 발생하지 않았다. 질소와 칼슘 함량은 계분 액비와 대두박 액비에서 가장 많았다. 인산, 마그네슘의 함량은 쌀겨 액비에서 각각 5.6 g·kg−1, 1.5 g·kg−1으로 가장 높았다. 칼륨은 처리에 따라 4.3-4.4g·kg-1으로 차이가 없었다.

This study performed to conduct a test to increase the amount of appropriate organic matter input to organic upland soil, soil fertility, and its effect on the chemical changes and yield of corn in soil due to organic use. The pH level of the T1, T5, and T6 treatment zones where livestock excreta was used was raised to 6.0-6.5, the optimal range of the soil in Korea, and it was confirmed that the pH value was appropriate. Electrical Conductivity (EC), organic content (OM), and total nitrogen (T-N) were also identified as a trend of continuous increase. The quantity of corn gradually increased from 74.1% to 96.4% over the four-year period with the use of organic materials compared to the beginning of the test, and the utilization efficiency of nitrogen has also increased. The results of the study were found to have been able to examine the increase in quantity and changes in soil chemistry through crop cultivation using organic materials such as natural materials, green manure crops , and livestock manure compost, and it is also believed that the changes due to various factors such as soil environment, soil microbes, and climate conditions need to be made through continuous research.

본 연구에서는 지하 콘크리트 구조물의 누수 균열에 사용되는 주입형 누수보수재료의 품질관리 방안으로 규격화된 국제표준 ISO TS 16774, Part 2 Test method for chemical resistance를 이용하여 현재 우리나라 누수보수현장에서 사용하고 있는 주입형 누수보수재료 2계열 (합성고무계, 시멘트계), 3종류 씩, 총 9 종류의 보수재료에 대한 지하 콘크리트 구조물이 처한 화학적 환경의 저항 안정성을 연구·검토하였다. 그 결과, 합성고무계는 RG-3를 제외하고, 산에 대한 저항력을 높일 수 있는 재료적 검토가 필요하고, 시멘트계는 수산화나트륨, 염화나트륨에 대한 저항을 높일 수 있는 재료적 검토의 필요성이 확인되었다. 이러한 결과는 콘크리트 구조물의 화학적 환경에서의 보수재료 선정 시 기본 지 표로 사용가능 할 것으로 판단된다. 또한, 추후에 연구 개발 되는 보수재료의 품질 향상에 반영할 수 있는 기준 자료의 활용을 기대할 수 있다.

정화토양 RSA(remediated soil A)와 RSB(remediated soil B)의 토양 특성을 조사한 결과, 사질양토로서 작물 별 토양 특성 권장 기준에 적정 토성이지만, 높은 토양 pH와 치환성 칼슘, 다소 낮은 양이온치환용량(cation exchange capacity, CEC)과 치환성 칼륨, 매우 낮은 토양유기물 함량과 유효인산 함량을 보여 작물 생육에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 그러나, 친환경농자재인 부산물비료, charcoal, biochar를 토양개량제로 처리 후 토양 특성이 수준 이상의 개선을 보여준 것으로 보인다. 토양 pH 경감 효과는 볼 수 없었으나, 토양유기물 함량 증가, 유효인산 함량 증가 등의 효과가 있었으며, 총질소(total nitrogen, T-N)와 치환성 칼륨의 함량이 다소 증가하였다. 그리고, 치환성 칼슘의 함량이 작물 별 권장 기준 이상으로 높은 것을 감안하였을 때 biochar 처리구에서 치환성 칼슘 함량을 감소시킨바, 지속적인 연구 또한 필요할 것으로 판단된다. 이는 토양경작법에 의하여 정화된 토양에 대하여 부산물비료, charcoal, biochar 등의 친환경농자재를 토양개량제로 사용할 경우 토양 개선 효과가 나타난 것으로 생각되며, 특히 biochar의 경우 토양 특성 변화에 많은 영향을 주었다. 따라서, 정화토양을 지속적으로 유지하고 관리 할 경우 토양의 질을 꾸준히 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.