• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2012.03a
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• pp.111-111
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• 2012

나노테크놀로지는 종래의 가공으로는 얻기 힘들었던 섬유가공 효과를 간단하게 할 수 있는 기술이다. 현재 각국의 기능성 나노 가공제를 섬유에 응용하는 나노 테크놀로지는 현재 공업 생산되고 있는 면, 모, 견 등의 천연섬유 및 polyester, Nylon 등의 합성섬유의 원단에 적용하는 데서 출발하고 있다. 이러한 나노기술은 기존의 설비와 물을 사용하는 것이 큰 특징이고, 특별한 기계장치가 필요하지 않으며, 소규모의 실험장비만 있어도 현장투입이 가능한 나노입자의 제조가 가능하기 때문에 대량생산이 용이하고 설비투자는 원칙적으로 필요하지 않는다. 또한, 나노입자의 분산을 제대로 시키면 그 사이즈가 빛의 가시광선 영역의 파장(400~800nm)에 비해 절반 수준이하 크기의 입자가 대부분을 차지하기 때문에 염색성, 태의 변화가 적어 앞으로 더욱더 나노테크놀로지에 의한 가공이 확대될 것이 예상된다. 특히 유 무기 하이브리드 재료는 용액상태에서 제조되기 때문에 용액 코팅공정의 적용이 가능하여 다양한 코팅에 적극적으로 활용되고 있다. 또한 코팅공정 온도가 상대적으로 낮아서, 유기물의 기능성 발현이 용이하며, 섬유가공에 그대로 적용이 가능하고, 섬유고분자와 내구성 있게 직접 결합이 되어 실용성이 높다 할 수 있다. 또한 나노졸의 형성 시, 혹은 나노졸에 기능성 물질을 첨가함으로서 나노졸과 기능성 물질을 복합화하여 섬유상에 부여하는 것도 가능하다. 최근에 실리카졸의 형성과 성장에 관한 연구는 졸-겔 기술의 발전과 해석 및 상용화에 집중되어 있다. 규산나트륨과 황산 또는 염산을 사용하여 실리카를 생성하는 공정은 tetraethoxysilane (($Si(OC_2H_5)_4$, (TEOS))를 이용하여 합성하는 방법과 달리 대량의 실리카를 경제적으로 생산하는데 방법으로 널리 연구되고 있지만, 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 실리카 졸의 특성, 성장, 제조에 대한 충분한 이해가 이루어 지지 않고 있어, 아직까지 나노크기의 입자를 제조하는 공정에 대해서는 경제성, 효율성, 품질의 균일성이 떨어지는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 연구된 졸-겔 합성기술과 저렴한 원료인 규산나트륨을 이용하여 보다 간단하고 경제적인 방법으로 고부가가치의 다양한 실리카 나노졸을 제조할 수 있는 연구를 하고자 하였다. 이를 위해 규산나트륨 수용액의 특성, 핵 생성에 필요한 규산나트륨 수용액의 산화반응 특성, 그리고 출발용액의 졸겔 반응을 기초로 하여 실리카 졸 형성에 대한 반응물질의 혼합방법, 반응온도, 반응물의 농도, pH등이 최종 실리카 나노졸 제품의 입자 크기와 모양 등에 미치는 영향을 조사하려고 하며 이를 토대로 다양한 크기와 특성을 가진 실리카 나노졸을 제조하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.45 no.1
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• pp.63-68
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• 2009

The exo-polysaccharide producing microorganism, Aureobasidium pullulans IMS-822, was isolated and identified from soil. The viscosity-average molecular weight of exo-polysaccharide was calculated as $8.9{\times}10^5$ by Mark-Houwink equation. The sugar component of exo-polysaccharide was determined as glucose by HPLC analysis. The IR spectra indicated that the exo-polysaccharide has an absorption peak at 890 $cm^{-1}$ for the ${\beta}-configuration$ of D-glucan. The $^{13}C$ NMR signal at ${\delta}$ 86.62 ppm arose from the substituted C-3 of glucose. The signal at ${\delta}$ 72.11 ppm was assigned to C-6 of branched ${\beta}-(1{\to}3)-D-glucosyl$ residues. Viscosity and Congo red reaction indicated that {\beta}-(1{\to}3)(1{\to}6)-glucan$ produced by A. pullulans IMS-822 has a highly ordered hydrogen-bond dependent conformation in aqueous solution, which collapses in strong alkaline solution.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.2
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• pp.146-151
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• 2006

Linear and branched copolymers consisting of poly(ethylene glycol) (PEG) and $Poly({\varepsilon}-caprolactone)$ (PCL) were prepared to compare the characterization of star-shaped copolymers with various molecular architecture. Linear and branched PEG-PCL (1-arm, 2-arm, 4-arm, and 8-arm) copolymers were synthesized by the ring-opening polymerization of ${\varepsilon}-caprolactone$ in the presence of HCl $Et_2O$ as a monomer activator at room temperature. The synthesized copolymers were characterized with $^1H-NMR$, GPC, DSC, and XRD. As a result of the DSC and XRD, each copolymers showed different thermal properties and crystallinity according to the number of ms. The micellar characterization of linear and branched copolymers in an aqueous phase was carried out by using NMR, dynamic light scattering, AM, and fluorescence techniques. The critical micelle concentration (CMC) and diameters of micelles depended on the number of arms. Most micelles exhibited a spherical shape in AFM. In this study, we characterized star-shaped PEG-PCL copolymers and investigated their molecular architecture effect on the various properties. Furthermore, we confirmed that the micelles termed with linear and branched PEG-PCL copolymers have possibility as a potential hydrophobic drug delivery vehicle.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.6
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• pp.464-470
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• 2006

Diblock copolymers consisting of methoxy Poly (ethylene glycol) (MPEG) and poly (${\epsilon}-ca$ prolactone) (PCL), poly(${\delta}-valerolactone$) (PVL), poly(L-lactide) (PLLA), or poly(L-lactide-co-glycolide) (PLGA) were prepared to compare the characterization of diblock copolymers as a drug carrier. MPEG-PCL, MPEG-PVL, MPEG-PLLA, and MPEG-PLGA diblock copolymers were synthesized by the ring-opening polymerization of ${\epsilon}$-caprolactone or ${\delta}$-valerolactone in the presence of $HCl{\cdot}Et_2O$ as a monomer activator at room temperature and by the ring-opening polymerization of L-lactide or a mixture of L-lactide and glycolide in the presence of stannous octoate at $130^{\circ}C$, respectively. The synthesized diblock copolymers were characterized with $^1H-NMR$, GPC, DSC, and XRD. The micellar characterization of MPEG-polyester diblock copolymers in an aqueous phase was carried out by using NMR, dynamic light scattering, AFM, and fluorescence techniques. Most micelles exhibited a spherical shape in AFM. Thus, ore confirmed that the micelles formed with MPEG-polyester diblock copolymers have possibility as a potential hydrophobic drug delivery vehicle because a hydrophobic drug could be preferentially distributed in the micelle core.

• Polymer(Korea)
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• v.39 no.2
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• pp.323-328
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• 2015

Poly(${\varepsilon}$-caprolactone) (PCL) nanofibers and PCL/silica membranes were synthesized by sol-gel derived electrospinning and casting, respectively. Smooth PCL nanofibers were obtained from the precursor containing N,N-dimethylformamide (DMF). PCL/silica membranes were prepared by varying the tetraethyl orthosilicate (TEOS) contents from 0 to 40 vol% to investigate the effect of silica addition on mechanical properties and cytotoxicity of the membranes. Although the strength of the membranes decreased from 12 to 8 MPa with increasing the silica content, the strength remained almost constant 7 weeks after dipping in phosphate buffered saline solution (PBS). The strength reduction was attributed to the presence of a patterned surface pores and micro-pores present in the walls between pores. The crystal structure of the membranes was orthorhombic and the crystallite size decreased from 57 to 18 nm with increasing the silica content. From the agar overlay test, the PCL/silica membranes exhibited neither deformation and discoloration nor lysis of L-929 fibroblast cells.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.5
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• pp.676-681
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• 2014

Licorice, widely used as a herbal medicine, has flavonoids such as liquiritin and its aglycone, liquiritigenin that show anti-oxidant and anti-inflammatory properties. Licorice flavonoid-loaded cellulose hydrogels were prepared as carriers for skin drug delivery, and their properties were investigated. The porous cellulose hydrogel was made by reacting cellulose with epichlorohydrin as a cross-linking agent in NaOH/urea(1~10%) solutions. Through studies on the rheological properties and water uptake of the hydrogel, a NaOH/urea(6%) solution was established as being optimum for the synthesis of the cellulose hydrogel containing liquiritin and liquiritigenin. Scanning electron microscopy (SEM) observations of a cross-section of the prepared hydrogel indicated its porosity. In particular, in skin permeation experiments using a Franz diffusion cell, hydrogel containing the licorice flavonoids showed remarkable transdermal permeation compared to the control group. These results indicate that porous cellulose hydrogel is a potential drug delivery system to enhance the skin permeation of licorice flavonoids.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.4
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• pp.531-535
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• 2012

Conductive polyaniline (PANI) nanofibers in UV-curable resin were used for a transparent conductive film. The emeraldine-salt PANI (ES-PANI) nanofibers were prepared by chemical oxidation polymerization of aniline, which could be changed into emeraldine-base PANI by dedoping. EB-PANI nanofibers as a precursor for conductive fillers were thereby transformed into re-dpoed PANI (rES-PANI) by dodecylbenzenesulfonic acid in the UV-curable resin solution. rES-PANI nanofibers have high conductivity and long-term stability in the solution without a defect of nanostructure. The resulting conductive resin solution was proved to be highly stable where no precipitation of rES-PANI fillers was observed over a period of 3 months. The transparent film was spin-casted on a poly(methyl methacrylate) sheet of thickness ca. $5{\mu}m$. A surface resistance of $6.5{\times}10^8{\Omega}/sq$ and transmittance at 550 nm of 91.1% were obtained for the film prepared with a concentration of 1.4 wt% rES-PANI nanofibers in the solution. This transformation process of rES-PANI from ES-PANI by dedoping-redoping can be an alternative method for the preparation of an antistatic protection film with controllable surface resistance and optical transparencies with the PANI concentration in UV-curable solution.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.6
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• pp.760-766
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• 2014

Bead type super-absorbent resins to be used for release-control were prepared by modification of the inverse suspension polymerization, and their physical properties were characterized. Acrylic acid and acrylamide were used as monomers, and N,N-methylenebisacrylamide was used as crosslinker, controlling the viscosity of monomer solution by adding hydroxyethylcellulose (HEC). SEM studies of the synthesized beads verified that the bead surfaces had many pores with their diameters of several tens nm. The bead sizes were in the range of $500{\sim}3000{\mu}m$, depending on the viscosity of the monomer solution. Both absorbent amount and absorbent rate of the beads were inversely proportional to the bead size, and the maximum water absorbent amount of 1 g beads was determined to be ca. 170~200 g for 5 hrs. The absorbent rate was also dependent on pH change of the aqueous solution, exhibiting the maximum rate in pH ranging from 5 to 11. The absorbent rate decreased as the concentration of salt (NaCl and $MgCl_2$) or ethanol and ethylene glycol increased. Release time of the water absorbed into the bead resins was 700 hrs, confirming the usefulness of the resin for the good release-control materials.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.47 no.2
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• pp.137-142
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• 2011

$TiO_2$-coated bamboo activated carbon has been prepared and utilized under UV irradiation as a pretreatment method for an effective biodegradation of the recalcitrant polyaromatic hydrocarbons (PAHs). The anatase $TiO_2$ was successfully coated on the bamboo activated carbon (AC) and it showed the highest photoactivity against methylene blue. In the absence of the PAHs-degrading bacteria PAHs having low molecular weight (i.e., naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, and fluorene) were degraded by 9.8, 76.2, 74.1, and 40.5%, respectively. Higher molecular weight PAHs, however, maintained high residual concentrations of PAHs (400-1,000 ${\mu}g$/L) after the same treatment. On the other hand, the overall concentrations of PAHs became lower than 340 ${\mu}g$/L when the pretreated PAHs were subjected to biodegradation by a PAH-degrading consortium for a week. Herein, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, and pyrene were removed by 29.3, 61.4, 27.0, and 44.3%, respectively, indicating the facilitated potential biodegradation of PAHs. Activated carbon coated with $TiO_2$ appeared to inhibit growth of PAH degraders on the surface of AC, indicating planktonic degraders were dominantly involved in the PAH biodegradation in presence of the $TiO_2$-coated bamboo AC. It was proposed that an effective remediation technology for the recalcitrant PAHs could be developed when an optimum pretreatment process is further established.