• 제목/요약/키워드: 금속화

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단련용 Ni기 초내열합금의 입계구조 제어를 통한 HAZ 특성 향상 가능성 고찰 (Potential of HAZ Property Improvement through Control of Grain Boundary Character in a Wrought Ni-based Superalloy)

  • 홍현욱;김인수;최백규;정희원;유영수;조창용
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.43-43
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    • 2009
  • 단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.

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MMO 촉매와 CO 환원제에 의한 N2O 분해에서 SO2 및 NH3 영향 연구 (The Effects of SO2 and NH3 on the N2O Reduction with CO over MMO Catalyst)

  • 장길상;유경창
    • 공업화학
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    • 제20권6호
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    • pp.653-657
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    • 2009
  • 아산화질소($N_2O$)는 각종 화학산업의 제조공정은 물론 유기 및 화석연료의 각종 연소공정으로부터 배출되는 대표적 온실가스이다. 온난화 효과는 $CO_2$의 310배에 달하고 성층권에 도달해서는 오존층을 파괴하는 물질이지만 화학적으로 매우 안정하여 분해처리가 쉽지 않다. 각종 환원제를 이용한 SCR 반응도 대부분 $450^{\circ}C$ 이상의 높은 온도를 요구하며 NOx 존재시에는 활성이 현저하게 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 본 연구는 $N_2O$ 분해촉매의 실용화를 위한 기초연구로 진행되었으며, hydrotalcite형 화합물 전구체로부터 얻어진 혼합금속산화물촉매(MMO)와 CO 환원제를 이용한 $N_2O$ 분해에서 $SO_2$$NH_3$ 등 성분이 촉매의 반응성과 내구성에 미치는 영향을 실험적으로 분석하여 실용화에 대비한 기본 자료로 삼고자 하였다. 본 실험에 사용된 MMO 촉매는 CO 환원제와 같이 사용할 경우 $N_2O$ 분해 성능이 크게 향상되어 $200^{\circ}C$ 근처에서도 완전히 분해되는 것으로 나타났다. 또한 $NH_3$ SCR에 의한 NOx 분해반응의 경우와 달리 $SO_2$ 영향이 치명적으로 나타나지 않았고, $NH_3$에 의한 효과도 미미하여 촉매의 활성점을 공유하는 불순물 성분 정도의 영향에 불과한 것으로 판단되었다.

환원법에 의한 직접 메탄올 연료전지(DMFC)용 Pt-Sn/Carbon 전극제조 (Synthesis of Pt-Sn/Carbon Electrodes by Reduction Method for Direct Methanol Fuel Cell)

  • 정소미;신주경;김관성;백성현;탁용석
    • 공업화학
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    • 제21권5호
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    • pp.537-541
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    • 2010
  • 금속물질의 분산도를 높여주기 위해 열처리와 산처리를 수행한 carbon black에 다양한 비율의 Pt와 Sn을 담지 시킨 촉매를 환원법을 이용하여 합성하였다. Pt/Sn의 비율은 전구체 용액 내에서 상대적인 농도를 변화시켜 조절하였으며, Pt/Sn 비율에 따른 반응 특성을 조사하였다. XRD (X-ray Diffraction) 분석을 통해 합성된 촉매의 결정도를 확인하였고, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석으로 Pt와 Sn의 산화가를 확인하였다. 합성된 촉매의 조성과 구조를 분석하기 위해 SEM (Scanning Electron Microscopy)-EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) 분석과 TEM (Transmission Electron Microscopy) 분석을 수행하였다. 산소 환원 반응 특성은 0.5 M $H_2SO_4$ 수용액에서 RDE (Rotating Disk Electrode)를 이용하여 조사하였으며, 산소환원 촉매활성은 Pt/Sn의 비율에 크게 의존함을 확인하였다. 합성한 전극의 메탄올 산화반응은 전기화학분석장치(Potentiostat ; Princeton applied research, VSP)를 이용하여 0.5 M $CH_3OH$와 0.5 M $H_2SO_4$의 혼합수 용액에서 수행하였다. 메탄올 산화에 대한 전기화학적 촉매활성과 안정성을 평가한 결과 적절한 양의 Sn을 첨가한 촉매가 높은 촉매활성과 안정성을 나타냄을 확인하였다.

섬유소(纖維素) 분해효소(分解酵素)에 관(關)한 연구(硏究) (제4보(第4報)) -Trichoderma viride($O_2-1$)가 생성(生成)하는 조효소(粗酵素)의 성질(性質)에 대(對)하여- (Studies On the Cellulase [IV.] -On the Properties of Crude Cellulase produced by Trichoderma viride($O_2-1$))

  • 성락계
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제12권
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    • pp.25-31
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    • 1969
  • 반부후(半腐朽) 아까시아나무(Robinia Pseudacacia Linne)에서 분리(分離)한Trichoclerma viride $(O_2-1)$가 생성(生成)하는 조효소(粗酵素)의 성질(性質)을 실험(實驗)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) 각종(各種)의 섬유소기질(纖維素基質)에 반응(反應)시켜본 결과(結果) 수종류(數種類)의 cellulase가 혼존(混存)함을 알았다. 2) C.M.C 및 ${\beta}-glucoside$ 분해효소(分解酵素)는 기질(基質)의 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 분해율(分解率)이 낮았으며 여지당화효소(濾紙糖化酵素)는 기질(基質) 및 효소량(酵素量)이 증가(增加)되고 시간(時間)의 경과(經過)에 따라 분해율(分解率)이 상대적(相對的)으로 증가(增加)되었다. 3) 각효소(各酵素)의 최적활성(最適浩性) pH는 5.0이였으며 pH 안정성(安定性)은 대체(大體)로 pH $3{\sim}6$ 이였다. 4) 최상활성온도(最適活性溫度)는 여지붕괴력(濾紙崩壞力)이 $50^{\circ}C$ C.M.C.및 $p-nitro-phenyl-{\beta}-glucoside$ 분해력(分解力)이 $60^{\circ}C$ 여지당화력(濾紙糖化力)이 $65^{\circ}C$에서 최고활성(最高活性)을 나타내었다. 열(熱)에 대(對)한 안정성(安定性)은 여지당화력(濾紙糖化力), C.M.C 당화력(糖化力), 여지붕괴력(濾紙崩壞力), ${\beta}-glucoside$ 당화력(糖化力)의 순위(順位)였다. 5) 금속(金屬) Ion에 대(對)한 영향(影響)은 $Hg^{++},\;Ag^+$ 각효소(各酵素)에 대(對)하여 조해(阻害)하였으며 $K^+$는 각효소(各酵素)를 활성화(活性化)하였다.

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Saline Water Treatment by Underwater Plasma

  • 유승민;유승열;박준석;홍은정;홍용철;이상주;김예진;노태협;이봉주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.19-19
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    • 2011
  • 수중방전은 다양한 라디칼을 직접 물 속에서 발생시키기 때문에 수처리 공정에 다양한 응용이 가능하다. 특히, 최근에 선박평형수 등의 살균이 국제적인 이슈가 되고 있고, 2017년까지는 모든 선박에 살균을 위한 수처리 설비가 의무화된다. 본 연구에서는 염분이 있는 수체에서의 방전공정을 연구하고 이를 수처리공정에 적용할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 해수의 경우 전도도가 53mS로 자유로운 전하의 이동이 가능하기 때문에 일반적인 민물방전의 전원과 전극 등으로는 방전을 할 수 없다. 이에 세라믹과 금속의 이중구조로 되어 있는 모세관전극을 개발하여 전도성이 있는 수체에서의 방전을 이루었다. 전원장치로는 60 Hz, 380 V를 1차측에 인가하여 2차측에서 약 3 kV, 10 kW의 파워가 발생하는 12위상차 교류전원장치를 개발하여 사용하였다. 모세관 내부에 전압이 인가되면 전류가 발생하여 joule heating에 의하여 모세관 내부에 기포가 형성된다. 이 때, 전류의 단락이 이루어지면서 고전압쪽에 전하가 축적되며 기포내부의 E-field가 상승한다. 이후 기포 내에서 방전이 개시되며 각종 라디칼을 생성한다. 방전에 의해 생성되는 산화제로는 오존, OH라디칼, 과산화수소 등이 있으며, 해수에서는 Cl-의 결합에 의하여 Cl2 가스가 발생한다. 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 생성되는 총염소의 농도는 2.5 mg/L이다. 수중방전의 적용대상으로 선박평형수, 멤브레인과의 결합, 용존기포부상법을 선정하여 적용가능성을 연구하였다. 먼저 선박평형수 살균처리를 위해 해수의 처리유량을 20 lpm으로 유지하고 대장균, 바실러스, 조류(테트라셀미스) 등을 투입하여 전극 12개가 삽입된 12위상차 플라즈마 반응기를 통과시켰더니, 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 1일 후의 살균력이 각각 99.99, 99.99, 99.9%의 살균력을 나타내었다. 이는 국제해사기구에서 권장하는 살균수준인 99.9%를 초과하는 수치이다. 플라즈마를 이용한 해수살균공정의 안정적 운전을 위해 후단에 UF멤브레인을 추가하여 잔류생존 미생물을 제거할 수 있다. 이를 위해 플라즈마가 후단의 멤브레인 운전에 미치는 영향을 평가하였다. 카올린과 탄산칼슘을 오염원으로 각각 투입하여 멤브레인으로 처리를 하였을 때, 방전 직후 멤브레인에 걸리는 막간압력차가 약 30% 감소하였는데, 이는 막에 형성된 파울링이 방전에 의해 제거된 것으로 평가할 수 있다. 수중방전은 다양한 산화제를 생성함과 동시에 미세기포를 발생시키는데 이는 수중유기물의 부상분리에 적용될 수 있다. 방전모세관전극의 내부직경을 1 mm로 유지하고, 60 Hz, 교류전원으로 방전한 결과 평균입경 44 um의 기포를 발생시켰고, 이는 일반적으로 용존공기부상법에 사용되는 기포의 크기와 일치한다.

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토지이용이 다변화된 산림 유역의 수질에 미치는 몬순 강우의 영향 (Effects of Monsoon Rainfalls on Surface Water Quality in a Mountainous Watershed under Mixed Land Use)

  • 조경원;이현주;박지형
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.197-206
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    • 2010
  • 토지 이용이 다변화된 산지 유역에서 몬순 강우에 의한 환경 영향을 평가하는데 필수적인 기초 자료를 확보하기 위해 수질의 계절간 비교와 강우사상 집중샘플링의 방법을 활용하여 지표수 수질의 시공간적 변이 특성을 조사하였다. 유역 내 토지 이용을 반영하는 지표수 9개 지점을 대상으로 건 우기 수질의 계절적 차이를 비교하고, 2회의 강우사상에 대해 산림과 농경지 하천 2개 지점에서 집중 샘플링을 실시하였다. 대부분의 지점에서 건기보다 우기에 전기전도도와 $Cl^-$ 농도는 더 낮았으나, 총 금속 농도는 우기에 훨씬 더 높았다. 이는 우기에 늘어난 유량에 의해 용존 이온은 희석되고, 토양 침식량은 증가됐기 때문인 것으로 보인다. 한편 18mm의 적은 강우 시에 산림 하천의 수질에서는 거의 변화가 보이지 않은 데 반해, 농경지 하천에서는 부유토사와 용존 물질 농도가 모두 가파른 변화를 보였으며, 452mm의 많은 강우에 대해서는 농경지 하천은 물론 산림 하천에서도 큰 수질 변화를 관찰할 수 있었다. 농경지 하천의 Pb 농도는 부유토사 농도와 높은 양의 상관관계를 보였다. 제한된 샘플링 횟수와 조사지점으로 인해 결과 해석에 신중을 기해야 하겠지만, 전체 결과는 가파른 산지 유역에 농경지가 무분별하게 확장되면 강우의 변동폭과 극단화가 심해질 경우 토양 침식과 그에 따른 환경 영향의 취약도가 증가할 것임을 시사한다.

중성자 핵반응을 이용한 원소 검출기술 - 즉발감마선 중성자 방사화분석법을 이용한 검출기술 - (Elemental Analysis by Neutron Induced Nuclear Reaction - Prompt Gamma Neutron Activation Analysis for Chemical Measurement -)

  • 송병철;박용준;지광용
    • 분석과학
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    • 제16권5호
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    • pp.1041-1051
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    • 2003
  • 즉발감마선 중성자방사화법 (PGAA)은 시료내 미량 및 주원소를 빠르게 비파괴적으로 분석하는 방법으로 주로 광물, 금속, 석탄, 시멘트, 석유, 코팅, 제지 등 다양한 산업체에서 실시간 분석법으로 매우 유용하다. 이 방법은 제약과 관련된 산업체 또는 연구업무에도 활용되며, 마약 또는 폭발물과 같은 위험물질의 탐지에도 이용되고 있다. 본 총설은 즉발감마선 중성자 방사화법의 현재의 기술현황과 앞으로 연구추진 경향에 대하여 서술하였다. PGAA 시스템은 중성자 선원, 증성자 핵반응으로부터 발생하는 즉발감마선을 측정하기위한 다중채널분석기와 A/D 변환기 등의 전자모듈과 고분해능 HPGe 검출기로 구성된다. 속중성자의 콤프턴 산란에 의한 높은 바탕값은 감마-감마 동시계수장치의 도입으로 개선될 수 있다. 현재 $^{252}Cf$를 사용한 즉발감마선 중성자 방사화 장치는 수용액중에 존재하는 원소들의 실시간분석을 위해 한국원자력연구소에서 개발중에 있다. 이 장치는 다양한 마약 및 폭발물 또는 화학무기의 탐지에도 응용될 수 있다.

전남지역 제조업의 존립기반과 입지특성 (The Remained Basis and the Locational Characteristics of Manufacturing in Chonnam Region)

  • 김재철
    • 한국지역지리학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.19-36
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    • 1996
  • 본 연구는 주변 농촌지역인 전남지역에서 제조업의 존립기반과 입지적 특성을 고찰하였다. 먼저 제조업 입지에 관한 이론적 논외를 검토하여 주변지역에서의 입지특성을 파악하고, 전남지역의 공간적 선행성을 분석한 후 중소기업과 독점적 대기업으로 구분하여 각각 입지적 존립 특성을 확인하였다. 전남지역은 1차산업의 비중이 놀은 농수산업지역이다. 식민지 시기에는 농업에 대한 수탈이 심하여 지역자본이 축적되지 못한 곳이며, 공업화 시대에는 수도권 및 미 일 중심의 지리적 축에서 벗어나 개발이 정체되었던 곳이다. 따라서 영세한 토착성 기업이 제조업의 주류를 이루고 있으며, 자본집약적인 소수 대기업이 독점적 산업공간을 형성하고 있다. 영세한 토착기업은 농수산물과 지역시장에 기반하여 존립하고 있다. 농수산물 식품가공업과 건축자재의 비금속업이 대부분을 점하고 있지만 점차 단순한 조립 및 화학업종이 증가하여 업종구조가 다양하게 발전하고 있다. 이러한 현상은 광주시 주변지역으로부터 내륙농촌지역과 해안지역으로 점차 확대되고 있다. 철강, 화학 등 소재생산 중심의 독점적 대기업의 입지는 지역제조업의 발전을 추동하지 못하고, 지역산업과는 폐쇄적으로 독점적 산업공간을 이루고 있으며, 에너지, 용수, 용지의 다수요 제조업으로서 자연환경에 영향을 미치고 있다. 따라서 향후 전남지역은 포드주의적 대량생산 분공장이 제조업 성장을 주도하면서 주변지역의 특성이 재생산 발전될 것으로 전망된다.

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한국산 파인애플에서 분리한 bromelain의 정제와 특성 (Purification and characteristics of bromelain from Korean pineapple)

  • 최청;손규목;조영제;천성숙;임성일;석영란
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제35권1호
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    • pp.23-29
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    • 1992
  • 한국산 파인애플로부터 bromelain을 추출하여 황산암모늄염석, DEAE-cellulose ion-exchange chromatography, gel filtration을 이용하여 약 21배 정제하였고, 정제효소는 전기영동상 단일밴드를 나타내었으며, 분자량은 약 22,000이었다. 정제된 bromelain은 glycine과 serine이 가장 많이 함유되어 있었으며 최적작용 pH와 온도는 6.0, $60^{\circ}C$였다. $pH\;5{\sim}7,\;50^{\circ}C$이하에서 안정성을 보였으며 $Mn^{2+}$에 의해 활성이 촉진되었고, $Mg^{2+},\;Fe^{2+}$ 등의 금속이온에 의해 급격한 활성저해가 관찰되었다. 정제효소는 p-chloromercuribenzoic acid에 의해 저해되어 SH효소로 추측되었으며, Km과 Vmax값는 각각 $5.747{\times}10^{-4}M,\;131.58\;{\mu}g/min$ 이었다. 돈육 조직에 효소를 처리하였을 때 효소 농도가 증가함에 따라 육단백질이 가수분해되어 유리되는 수용성 질소량과 아미노태 질소량이 증가되어 연육효과가 있음이 확인되었다.

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한국산 연명초(延命草)(Isodon japonicus Hara)의 항산화, 항균효과 (Antioxidant and Antibacterial Effects of Korean Isodon japonicus H.)

  • 안봉전;박정미;배호정;편정란;송미애
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제49권2호
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    • pp.129-134
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    • 2006
  • 본 연구는 연명초의 생리활성을 검토함으로서 식품 및 화장품산업에 응용 시 제품의 안정성과 기능성을 나타낼 수 있는 천연소재로서의 역할을 검토하였다. 효소학적 생리활성 실험에서의 전자공여능은 100 ppm에서는 66.3%, SOD-유사활성능은 1,000 ppm에서 85%의 활성을 나타내었으며, 농도가 증가함에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. Xanthine okidase의 저해활성을 관찰한 결과 1,000 ppm에서는 70%로 저해효과를 나타내었다. 피부 미백과 관련 있는 tyrosinase 저해효과를 측정한 결과 1,000 ppm 이하의 농도에서 30%로 비교적 낮은 저해효과를 나타내었다. 지방 산패도 측정 결과 지방 산화 촉진인자인 $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$ 이온에 대한 금속이온 포집능력을 관찰한 결과 $Cu^{2+}$ 보다 $Fe^{2+}$ 이온의 포집 능력이 뛰어 났으며, 시료농도 모두 100 ppm에서 60% 이상의 포집능력을 나타내었다. S. aureus, S. epidermidis, S. mutans와 같은 세균에 대한 clear zone 형성을 관찰한 결과 추출물 0.5 mg/disc, 1 mg/disc의 농도에서 clear zone형성을 관찰할 수 있었으며, 이와 같이 연명초 추출물은 식품 및 화장품 제조시 유용하게 사용할 수 있어 천연소재로서의 개발가능성을 보여주었다.