본 연구는 전기투석과 용매추출을 융합한 희유금속 회수 공정에서 분리막과 음이온교환막의 개질을 통해 유기상 과 수상에 대한 분리막의 낮은 젖음성 및 AEM을 통한 수소이온 투과로 인한 금속이온의 회수 효율 감소를 개선하였다. 구체 적으로, 분리막 표면 중 한면은 polydopamine (PDA) 통한 친수성 개질, 다른 면은 SiO2 또는 graphene oxide를 통한 친유성 개질을 함으로써 분리막의 젖음성을 개선하였다. 또한, 음이온교환막의 표면을 polyethyleneimine, PDA, poly(vinylidene fluoride) 등을 이용, 개질해 수분 흡수(Water uptake) 감소 및 기공구조 변화를 통해 수소이온 수송을 억제해 수소이온 투과를 억 제할 수 있다. 개질된 막 표면 형상과 화학적 특성 및 조성은 주사전자현미경과 푸리에변환 적외선 분광법을 통해 확인되었 고, 이를 구리 이온 회수 시스템에 적용해 향상된 추출 및 탈거 효율과 수소이온 수송 억제능을 확인하였다.

This study investigated a graded-refractive-index (GRIN) coating pattern capable of improving the light extraction efficiency of GaN light-emitting diodes (LEDs). The planar LEDs had total internal reflection thanks to the large difference in refractive index between the LED semiconductor and the surrounding medium (air). The main goal of this paper was to reduce the trapped light inside the LED by controlling the refractive index using various compositions of (TiO2)x(SiO2)1−x in GRIN LEDs consisting of five dielectric layers. Several types of multilayer LEDs were simulated and it was determined the transmittance value of the LEDs with many layers was greater than the LEDs with less layers. Then, the specific ranges of incident angles of the individual layers which depend on the refractive index were evaluated. According to theoretical calculations, the light extraction efficiency (LEE) of the five-layer GRIN is 25.29 %, 28.54 % and 30.22 %, respectively. Consequently, the five-layer GRIN LEDs patterned enhancement outcome LEE over the reference planar LEDs. The results suggest the increased light extraction efficiency is related to the loss of Fresnel transmission and the release of the light mode trapped inside the LED chip by the graded-refractive-index.

메타바코딩을 이용한 환경 DNA 분석은 검출 감도가 높아 어류의 생물다양성 평가 및 멸종위기종의 검출에 유용 한 기술이다. 이번 연구는 메타바코딩을 이용해 우리나라 담수어류를 대상으로 높은 검출 효율을 보일 수 있는 적합 한 분석방법을 확인하기 위해 4가지 분석조건별, 즉 필터 (cellulose nitrate filter, glass fiber filter), 추출 키트 (DNeasy® Blood & Tissue Kit, DNeasy® PowerWater Kit), 프라이머 조합 (12S rDNA, 16S rDNA) 그리고 PCR 방법 (conventional PCR, touchdown PCR)로 나타나는 Operational Taxonomic Units (OTUs) 수와 종 조성을 비교하였다. Glass fiber filter와 DNeasy® Tissue & Blood Kit를 이용해 추출한 시료는 12S rDNA와 16S rDNA 프라이머 조합에서 담수어류 OTUs가 가장 많이 검출되었다. 모든 분석조건 중 프라이머 조합에서만 조기어강 (Class Actinopterygii) 평균 OTUs 수에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고 (Non-parametric Wilcoxon Signed Ranks Test, p=0.005), 담수어류 평균 OTUs 수는 유의하지 않았다. 종 조성 비교 결과 역시 프라이머 조합에서 유의한 차이를 보였고 (PERMANOVA, Pseudo-F=6.9489, p=0.006), 나머지 분석조건에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. NMDS 분석 결과 종 조성은 유사도 65% 기준에서 프라이머 조합에 따라 묶였고, 16S rDNA 프라이머 세트는 주로 멸종위기종인 모래주사 (Microphysogobio koreensis), 꼬치동자개 (Pseudogobio brevicorpus)가 기여하였고, 12S rDNA 프라이머 세트는 주로 일반종인 피라미 (Zacco platypus), 꺽지 (Coreoperca herzi) 등이 기여한 것으로 나타났다. 본 연구는 국내 하천에서 채취한 시료에 대한 메타바코딩을 이용한 종 다양성 분석의 기초정보를 제공한다.

Recently, in Korea various kinds of genetically modified (GM) crops have been imported and used as a raw material to manufacture foods and livestock feeds, but the different social concerns about the benefits and the potential risks of GM crops are being shown with a different reaction from the public. Thus a persistent management is required for the safe utilization of genetically modified organism (GMO). PCR analysis of transgene into crop is generally performed for the efficient post management of GMOs. The most important prerequisite for the application of nucleic acid detections is to decide the effective DNA-extraction methods. Particularly, in the case of processed feeds, the nucleic acids of which may be damaged by heating, high pressure, pH treatments, fermentation, etc. in processing, DNA must be extracted with high sensitivity from the samples to perform the PCR successfully. In this study, seven of DNA-extraction methods used commercially and non-commercially were compared with respect to the yields and quality of DNA extracted from livestock feeds and those crop materials. Amounts of genomic DNA obtained from the extraction methods varies according to feed configurations and crop materials. The DNA yield and uniformity of samples extracted with PG, CTAB, and QF method is greater than that obtained from other extraction methods. In the DNA integrity of the selected extraction methods, PCR analysis showed distinct amplifications and similar patterns in detecting crop endogenous genes and GMO genes. These results would be applicable for the selection of an adequate DNA-extraction method in extracting processed feeds and/or crop materials.

The objective of this study was to increase starch extraction efficiency from domestic potato by five kinds of foodgrade cellulases (mixture of β-glucanases, pectinase, cellulase, hemicelullase, and β-glucosdiase). Cellulase-treated potato had a maximum of 40% higher starch extraction yield than non-enzyme treated potato. It turned out that the shape and structure of cellulose-treated and nonenzyme-treated potatoes were the same. The average particle size of cellulose-treated potato starch was smaller than non-enzyme treated potato. Interestingly, the small starch granular (<10 μm particle) was shown in extracted starch from cellulose-treated potato. Rapid viscosity analysis showed that starch from cellulase treated potato had lower pasting temperature than starch from nonenzyme-treated potato. The range of the gelatinization temperature (49-62oC) of starches from cellulose-treated potato was broader than that of starches from nonenzyme-treated potato. Therefore, the results of this study confirm that cellulase plays an important role in the extraction of starch from the potato and physicochemical characteristics of potato starch.

In this study, we have investigated highly efficient nanoscale surface corrugated light emitting diodes (LEDs) for the enhancement of light extraction efficiency (LEE) of nitride semiconductor LEDs. Nanoscale indium tin oxide (ITO) surface corrugations are fabricated by using the conformal nanoimprint technique; it was possible to observe an enhancement of LEE for the ITO surface corrugated LEDs. By incorporating this novel method, we determined that the total output power of the surface corrugated LEDs were enhanced by 45.6% for patterned sapphire substrate LEDs and by 41.9% for flat c-plane substrate LEDs. The enhancement of LEE through nanoscale surface corrugations was studied using 3-dimensional Finite Different Time Domain (FDTD) calculation. From the FDTD calculations, we were able to separate the light extraction from the top and bottom sides of device. This process revealed that light extraction from the top and bottom sides of a device strongly depends on the substrate and the surface corrugation. We found that enhanced LEE could be understood through the mechanism of enhanced light transmission due to refractive index matching and the increase of light scattering from the corrugated surface. LEE calculations for the encapsulated LEDs devices also revealed that low LEE enhancement is expected after encapsulation due to the reduction of the refractive index contrast.

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.

본 연구에서는 흑미의 가공부산물인 흑미강으로부터 기능성 polyphenol 및 flavonoid가 새로운 추출방법인 아임계 추출법을 통해 추출되었고, 열수(80oC), 에탄올, 설탕용액을 이용한 기존 추출법과의 추출효율이 비교 분석되었다. 건조된 흑미강 시료로부터 polyphenols(35.06±1.28 mg QE/g dried material) 및 flavonoids(7.08±0.31 mg QE/g dried material)에 대한 최대 수율이 아임계 추출법(190oC, 1300 psi, 10 min)을 통해 획득되었으며, 이것은 기존 추출법 가운데 가장 높은 수율을 보인 에탄올 추출법을 통한 polyphenols(2.98±0.74mg QE/g dried material) 및 flavonoids(0.58±0.21mg QE/g dried material) 수율 대비 11.77배와 12.21배 이상 더 높은 것이었다. 추출방법에 따른 흑미강 추출물의 항산화 활성은 에탄올 추출물에서 가장 높게 관찰되었다. 그러나 흑미강 시료 1 g 당 획득된 추출물의 건조중량 차이 비교를 통해서 얻어진 건조 흑미강 1 g 당 함유된 항산화 성분의 상대수율(relative yield, %)은 최적조건(190oC, 1,300 psi, 10 min)의 아임계 추출법을 통해 획득된 추출물에서 가장 높았으며, 이것은 에탄올 추출물의 항산화 성분 상대수율에 비해 대략 11.53배 이상 더 높은 것이다. 이상의 결과들은 아임계 추출법이 흑미강으로부터 기능성 polyphenols 및 flavonoids를 추출하는데 매우 적합한 방법임을 설명하고 있으며, 유기용매 추출법을 포함한 기존의 전통적 추출법에 대한 매우 효과적인 대안임을 제시하고 있다.

본 연구에서는 감귤 과피 가공부산물로부터 기능성 polyphenol 및 flavonoid가 새로운 추출방법인 아임계 추출법을 통해 추출되었고, 열수(80oC), 에탄올, 설탕용액을 이용한 기존 추출법과의 추출효율이 비교 분석되었다. 건조된 감귤 과피로부터 총 polyphenol(27.25±1.33 mg QE/g DCP) 및 flavonoid(7.31±0.41 mg QE/g DCP)에 대한 최대 수율이 아임계 추출법(190°C, 1300 psi, 10 min)을 통해 획득되었으며, 이것은 기존 추출법 가운데 가장 높은 수율을 보인 에탄올 추출법을 통한 총 polyphenol(3.79±0.73 mg QE/g DCP) 및 flavonoid(0.86±0.27 mg QE/g DCP) 수율 대비 7.2배와 8.5배 이상 더 높은 것이었다. 추출방법에 따른 감귤 과피 추출물의 항산화 활성은 큰 차이를 나타내지 않았으나, 이러한 결과는 건조 감귤 과피 1 g 당 아임계 추출법(190oC, 1300 psi, 10 min)에 의한 항산화 성분의 상대 수율(relative yield, %)이 다른 추출방법을 통해 획득된 것보다 대략 9.5배 이상 더 높다는 것을 설명하는 결과로, 아임계 추출법이 기존의 전통적 추출법에 비하여 감귤 과피의 기능성 polyphenol 및 flavonoid를 추출하는데 매우 적합한 방법임을 제시하고 있다.

검정콩 천연색소의 안정성을 높이기 위한 방법을 여러 지표로 평가하였다. 검정콩 종피의 색소 추출은 0.1% HCl이 포함된 60% MeOH에서 가장 효율이 높았으며, 추출시간은 여러 가지 경제성을 고려할 때 24시간 추출 후 다시 1회 반복 추출하는 방법이 가장 우수하였다. 색소의 pH가 안정성에 많은 영향을 끼쳤는데, pH 4이하에서는 안토시아닌의 안정성이 인정되었으나 pH 4보다 높아질 때는 급격하게 안정성이 파괴되었다. 차광처리가 안토시아닌의 저장성을 높였으나 시간이 경과함에 따라 안정성이 급격히 떨어졌다. 한편, 냉장 조건의 유리병에서 안토시안을 보관하는 것이 안정성에 좋은 효과를 나타내었다.

본 연구는 토양 및 지하수 오염의 정화방법으로써 토양증기 추출법을 이용할 경우, 이의 효율적 운용을 위하여 추출공 주변에 차단벽을 설치할 경우, 추출펌프유량의 크기 및 펌프가동의 형태 등이 제거효율에 미치는 영향을 평가하기 위하여 수치해석을 이용하여 검토하였다. 그 결과 추출공 주위에 차단벽을 설치할 경우 및 추출펌프의 운용을 단속적으로 실시하였을 경우, 추출공 주변에 고농도의 가스분포를 밀집시킴으로 인해 고농도의 가스를 제거할 수 있게 되어 제거율이