In this study, four different samples of Se60Ge40-xBix chalcogenides glasses were synthesized by heating the melt for 18 h in vacuum Pyrex ampoules (under a 10-4 Torre vacuum), each with a different concentration (x = 0, 10, 15, and 20) of high purity starting materials. The results of direct current (DC) electrical conductivity measurements against a 1,000/T plot for all chalcogenide samples revealed two linear areas at medium and high temperatures, each with a different slope and with different activation energies (E1 and E2). In other words, these samples contain two electrical conduction mechanisms: a localized conduction at middle temperatures and extended conduction at high temperatures. The results showed the local and extended state parameters changed due to the effective partial substitution of germanium by bismuth. The density of extended states N(Eext) and localized states N(Eloc) as a function of bismuth concentration was used to gauge this effect. While the density of the localized states decreased from 1.6 × 1014 to 4.2 × 1012 (ev-1 cm-3) as the bismuth concentration increased from 0 to 15, the density of the extended states generally increased from 3.552 × 1021 to 5.86 × 1021 (ev-1 cm-3), indicating a reduction in the mullet’s randomness. This makes these alloys more widely useful in electronic applications due to the decrease in the cost of manufacturing.

The study was conducted to identify the anti-inflammatory and anti-cancer effects in sprouts of mouse-eyed bean (Rhynchosia nulubilis), ginseng (Panax ginseng), perilla (Perilla frutescens), broccoli (Brassica oleracea var. italica), and lettuce (Lactuca sativa) grown with organic germanium concentrate. Western blot analysis was performed to assess the antiinflammatory activity of the extract. All extracts exhibited noticeable anti-oxidant activity, indicating a significant correlation between the germanium content and anti-oxidant activity (p<0.05). In particular, rat-eyed bean sprouts with the highest germanium content showed significant anti-inflammatory activity (p<0.05) by significantly inhibiting the expression of the inflammatory complexes, NLRP3, cytokines IL-1β and caspase-1. Ginseng and broccoli sprouts showed strong anti-cancer properties and had high anti-oxidant effects (p<0.001). Germanium-concentrated water allows the mass production of agricultural products containing high concentrations of organic germanium. Agricultural produce grown with germanium concentrate add organic germanium to various physiological active ingredients, increasing the anti-oxidant and anti-cancer effects. These results strongly suggest that agricultural products containing high germanium concentrations can be used as novel health supplements to improve health.

HPGe 검출기를 이용하여 밀도가 다양한 환경시료에 대한 정밀 분석시 정확한 분석을 위해서는 밀도보정인자가 필요하다. 밀도에 대한 보정인자를 구하기 위해서 본 연구에서는 몬테카를로 코드인 MCNPX 코드를 사용하여 크리스털의 높이, 지름 및 코어의 크기와 같은 특성이 다른 세 대의 p-type HPGe 검출기를 모사하고 밀도 1 g/cm3의 교정용 표준시료를 이용하여 모 델링을 검증하였다. 검증을 통하여 모델링을 확정한 후 0.3, 0.6, 0.9, 1.0, 1.2, 1.5 g/cm3 밀도를 가진 샘플에 대한 효율을 시 뮬레이션하고 밀도보정인자를 도출하였다. 도출된 각 검출기에 대한 밀도보정인자를 비교하였을 때 전 에너지 범위에서 그 차이가 거의 없음을 확인하였으며 이는 검출기의 크리스털과 같은 주요 특성에 대해 밀도보정인자가 독립적임을 의미한다.

본 논문에서는 헤테로 애피택시(heteroepitaxy) 박막의 표면확산계수를 국부적으로 제어하여 표면에서 형성되는 나노구조물이 정렬되는 과정을 수치해석적으로 연구하였다. 격자 불일치 물질계(lattice-mismatched materials system)의 탄성변형에너지와 표면자유에너지, 그리고 습윤에너지를 고려하여 박막의 변형거동에 대한 지배방정식을 도출하였으며, 확산계수의 활성화 조건이 성장에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석결과는 주기함수 형식으로 표면확산계수를 제어하면 표면구조물이 배열형태로 정렬됨을 나타내며, 이는 노광 및 식각 과정을 거쳐야 하는 포토리소그래피(photolithography)로부터 탈피한 바텀업(bottom-up) 방식의 공정방법에 규칙성을 부여하여 차세대 나노기기의 개발에 일조할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 원적외선 방출 직불 소재를 개발하기 위해서 나노사이즈 게르마늄 업자와 PET chip을 마스터 배치 칩으로 제조하고 이를 PET와 용융 방사하여 sheath-core conjugate 복합사를 제조하여 이들의 물성과 이들 복합사로 제조한 직물의 원적외선 방출특성을 측정 분석하였다. 또한 게르마늄을 함유한 필라멘트와 직물의 물성을 측정하고 이들 물성이 사가공 공정의 중요공정 인자인 벨트각과 사속비 등의 공정인자와 직물 설계에서의 경사와 위사의 밀도에 관계하는 직물 밀도 계수 등의 설계 조건에 의해 직물 역학 특성과 직물 촉감등의 물성이 어떠한 변화를 가져 오는가에 대한 분석을 하였다. 최적 방사조건에 의한 core부에 게르마늄이 함유된 sheath-core형 PET복합사를 제조하였으며 이들의 절단강신도 모두 일반 PET계(系)의 물성치를 보였으며 DTY는 제직성에 문제가 없는 강신도를 보였고 습건열 수축률은 일반 PET사 보다 높은 값을 보였다. 게르마늄 함유 직물의 원적외선 방사강도는 5~20μm 파장 영역에서 3.53×102W/m2을 보였으며 방사율은 0.874를 보였다. 그리고 최적 사가공 공정 조건 설정과 최적 직물밀도 설계로 직물의 역학 특성치와 촉감 특성의 저하를 막을 수 있음을 확인할 수 있었다.

Polycrystalline germanium (Ge) thin films were grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) using tetra-allyl germanium [Ge(allyl)4], and germane (GeH4) as precursors. Ge thin films were grown on a TiN(50nm)/SiO2/Si substrate by varying the growth conditions of the reactive gas (H2), temperature (300-700˚C) and pressure (1-760Torr). H2 gas helps to remove carbon from Ge film for a Ge(allyl)4 precursor but not for a GeH4 precursor. Ge(allyl)4 exhibits island growth (VW mode) characteristics under conditions of 760Torr at 400-700˚C, whereas GeH4 shows a layer growth pattern (FM mode) under conditions of 5Torr at 400-700˚C. The activation energies of the two precursors under optimized deposition conditions were 13.4 KJ/mol and 31.0 KJ/mol, respectively.

셀레늄과 게르마늄 처리 시 배추(봄, 가을배추)와 고추의 생육과 품질의 변화를 조사하였다. 셀레늄처리에 의한 봄배추와 가을배추의 생체중은 차이가 없었고 Ge 처리시 높은 농도에서 생체중이 감소하였으나 고추에서는 차이가 없었다. 배추의 셀레늄 처리 경우 비타민 C 함량은 Se 4mg·L-1 10회 처리가 무 처리에 비하여 증가하였으며 게르마늄 처리 경우 Ge 4mg·L-1 10회 처리와 Ge 8mg·L-1 5회 처리에서 증가하였다. 고추에서 셀레늄 처리에 의해 Se 2mg·L-1 20회 처리가 높았으며 홍고추가 풋고추에 비교하여 비타민 C 함량이 약 2배가량 많았다. 봄, 가을배추 부위별 셀레늄함량은 외엽〉중엽〉내엽 순으로 많았고 엽육부위가 중륵에 비해 높았으며 농도의 증가에 따라 증가하는 경향이었다. 게르마늄 처리 시 가을 배추 잎에서 모든 처리구가 무 처리에 비해 높았다.

Monosized germanium micro particles are prepared by a newly developed Pulsated Orifice Ejection Method. The obtained particles are categorized into two kinds of the microstructures as refined and coarse ones. The morphological difference is estimated to be determined by the undercooling level during nucleation. Actually, the increase in the temperature of the melt was effective in coarsening the microstructure, because the temperature of the melt intensely relates to the undercooling level. The transition temperature of coarse and refined microstructures is found to be 1300-1350K. Furthermore, a triggered nucleation could improve the crystallinity of the particles in the short separation.

이 실험의 목적은 침엽수(Paraserianthes falcataria) 와 활엽수(Shoreasp) 골목에서 두 개의 Ganoderma lucidum 균주의 자실체 발생과 성장을 연구하고 자실체의 organic germanium 과 crude ganoderic acid 함량을 측정하기 위함이다. 두 개의 Ganaderma lucidum중 하나는 인도네시아 본지에서 분리한 것이고 또 다른 하나는 Fungi Perfecti, USA에서 구입한 것을 사용하였다. 일반적으로 활엽수에서 생성된 자실체의 농도가 침엽수에서 자란 것보다 훨씬 높다. 두 종류의 골목 모두에서 상업용 균주에서 생산된 자실체의 organic germanium 농도가 인도네시아의 균주에서 생산된 자실체의 organic germanium 농도보다 높았다. 이에 반하여 버섯 자실체의 crude ganoderic acid 농도는 두 개의 균주로부터 생산된 자실체에서 거의 같은 농도를 보였다. 인도네시아 균주는 상업용 분리균주와 비교했을 때 생산된 자실체의 총 organic germanium과 총 crude ganoderic acid의 생산성이 높았다.

게르마늄은 세계적으로 고가의 희소금속 중 하나로 국내에서는 게르마늄 광산이 없으며, 전량 수입에 의존하고 있는 금속이다. 게르마늄 주요 용도는 PET 수지 제조용 촉매, 광섬유, 반도체 등 국가 주력산업의 핵심 소재로 광범위하게 사용된다. 특히, 광섬유에는 1km당 0.54g의 게르마늄을 함유하고 있으며, 관련기술 미비로 국내외 모두 재활용이 시도되지 않고 있으므로, 기술 선점 시 그 파급효과가 매우 클 것으로 판단되어진다. 따라서 본 연구는 폐 광섬유에서 게르마늄을 경제적으로 회수할 수 있는 가능성을 입증하기 위해 pyrometallurgy와 hydrometallurgical reactions을 결합한 하이브리드 방식을 통해 게르마늄 농축을 하고자 하였으며, 반응 온도, 반응 시간 등을 변화 시키며 게르마늄 농축 거동을 관찰하였다.

게르마늄은 주로 광섬유, 반도체 등에 사용되고 있으며, 고가의 희소금속이므로 게르마늄에 대한 회수 및 재활용 기술 개발은 각국에서 경쟁적으로 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 게르마늄에 대한 재활용 실적이 전무하며, 전량을 수입해서 사용하는 희소금속이므로 게르마늄에 대한 재활용 기술 개발이 필수적이다. 특히, 광케이블에 사용되는 광섬유에는 1km당 약 0.54g의 게르마늄을 함유하고 있으므로, 본 연구에서는 광섬유를 게르마늄 추출 대상으로 선정하였다. 또한, 게르마늄은 1kg당 150만원의 고가 희소 금속이므로 관련 기술 개발시 파급효과가 클 것으로 판단하였다. 본 개발 기술은 광섬유에서 실리카(Si)와 합금형태로 존재하는 게르마늄을 추출하기 위하여 Na 화합물과 염산을 이용한 선택적 추출을 적용하였으며, 게르마늄의 추출 효율을 알아보기 위하여 추출액에 대한 ICP 분석을 실시하였다. 본 연구에서 사용한 Na 화합물은 광섬유의 주성분인 실리카 성분을 석출시켜 제거하는 역할을 하며, 추출 용매인 염산은 질산, 황산과의 추출 효율을 비교하여 최종 추출 용매로 선정하여 실험을 진행하였다.

Background: This study was conducted to investigate the effects of germanium treatment on the growth and organic germanium production in the roots of Oplopanax elatus plantlets. Methods and Results: O. elatus plantlets were cultured in Murashige and Skoog (MS) medium with different concentrations of germanium dioxide (GeO2) to analyze optimum growth conditions. Exogenous treatment of 10 ㎎/ℓ GeO2 promoted growth and an increase in the contents of chlorophyll a, b and carotenoid in O. elatus. The germanium accumulation and production in roots of O. elatus plantlets treated with organic germanium reached the highest levels. The growth of the aerial and underground portion of O. elatus with organic germanium was greater than that of the control. The accumulation and production of organic germanium reached the highest level (40.89 ㎍/plantlet) with the treatment of 50 ㎎/ℓ GeO2. Antioxidant activity measured by DPPH and ABTS assays also increased with the germanium treatment and improved the DPPH and ABTS radical activity by 200% compared with that in the control. In addition, the total phenol and flavonoid contents of the plantlets with a treatment of 50 ㎎/ℓ GeO2 were higher than in the control. Conclusions: Taken together, the growth of O. elatus was increased with the treatment of 50 ㎎/ℓ GeO2 germanium and the biological references improved, with increased antioxidant activity and organic germanium production.

검출기의 자세한 구조를 알고자 CT 스캐닝을 하였으며 크리스털 형상과 사층에 관한 세부적인 구조를 전산모사 계산법을 이용해 재현하였다. 낮은 에너지의 감마선에 대한 피크 효율이 거리가 작아질수록 감소, 보다 높은 에너지(400 keV) 아상에서의 전체 효율성은 검출기 코어를 조정함으로써 불확도를 줄일 수 있었다. PENELOPE 계산법을 이용해 얻은 공간적 의존성 사이에 적절한 일치점이 달성되었음을 확인 하였다. 이는 크리스털 코어, 모서리와 크리스털 코어의 라운딩을 설명해 주는 매개변수들을 조정함으로써 달성되었다.