삼투건조의 여러 가지 가공변수 중 설탕용액의 농도를 달리하고 침지시간, 침지온도를 달리하여 삼투건조를 행하여 물질이동을 나타내는 Solid Gain(SG), Weight Reduction(WR), Moisture Loss(ML) 등을 조사하여 물질이동특성을 알아 보고자 하였다. 온도와 농도 시간에 따른 수분의 이동과 용질의 이동을 확산식으로 평가하였다. 색차의 변화((equation omitted)E)는 $60^{\circ}C에서만$ 높은 값을 보여 갈변이 심해짐을 확인할 수 있었으며, 높은 온도에서는 낮은 농도에서 처리가 더 큰 (equation omitted)E값을 나타내었고, 낮은 온도에서는 농도에 따라서 큰차이를 나타내지 않았다. SG은 농도가 증가할수록 설탕의 흡수가 많아져 증가하였으며, WR 또한 고농도에서 무게감소가 많이 이루어지고 저농도에서는 낮은 값을 보여 설탕농도가 높아질수록 많은 양의 무게감소가 이루어짐을 알 수 있었다. ML는 저농도 보다는 고농도에서 빠른 증가가 일어나 건조가 빠르게 진행됨을 알 수 있었으며 수분 함량은 삼투농도가 높을수록 수분 함량이 점차 낮아져 삼투처리로 건조가 이루어짐을 화인할 수 있었다. 수분의 이동에 따른 확산계수는 같은 온도, 같은 농도에서 각각 농도나 온도의 증가시 높은 값을 가져 확산이 빠르게 일어남을 알 수 있었다. 용질의 이동에 따른 확산계수는 온도의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 농도의 영향에 있어서는 $20^{\circ}C에서는$ 농도의 증가에 따라 증가함을 보였으나 $40^{\circ}C와$$60^{\circ}C에서는$ 감소하는 경향을 보였다. 확산계수에 대한 온도의 영향을 Arrhenius 식에 적합시켜 본 결과, 5% 유의 수준에서 수분의 이동은 60 。Brix, 용질의 경우는 40。Brix의 농도에서만 적합하다고 할 수 있었다. 수분과 용질의 확산에 있어서 낮은 농도인 20。Brix에서는 높은 활성화 에너지를 보였으며 상대적으로 고농도인 40 Brix와 60 。Brix에서는 낮은 활성화 에너지를 보여 확산이 쉽게 일어남을 알 수 있었다.
화학센서는 분석물질과 감응물질간의 화학적 반응을 통해 분석물질을 선택적으로 인지하고 이를 통하여 특정물질을 실시간으로 분석할 수 있는 기술이다. 최근 화학센서로 색소를 이용하여 음이온을 진단/감응하는 기술이 각광 받고 있으며, 더불어 음이온을 선택적으로 인지함에 있어 검출하고자 하는 특정 음이온에 대한 민감도를 높이기 위한 노력이 계속되고 있다. 감응물질로 이용되는 색소는 주로 분자 내 전하 이동형 색소(intramolecular charge transfer dye)로 주위 환경 변화에 민감하게 반응하며, 자극에 따른 변화를 흡수와 발광, 굴절률의 변화 등으로 나타낸다. 또한 다양한 음이온 중 분석물질로써 연구 가치가 큰 음이온에는 플루오린화물(fluoride)이 있다. 이는 플루오린화물이 치아 보호와 골다공증에 중요한 역할을 하는 순기능을 가지는 반면 고농도 상태에서는 불소증(fluorosis)을 비롯한 악영향을 잠재적으로 가지기 때문에 그 양을 인지하는 것이 중요하게 여겨지기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 2-(3,5,5-trimethylcyclohex-2-enylidene)-malononitirle과 indole-3-carboxaldehyde를 통하여 분자 내 전하 이동형 색소를 합성하고, $^1H$ NMR, GC-mas, EA로 합성된 색소의 물성을 분석하였다. 우선 반응물인 2-(3,5,5-trimethylcyclohex-2-enylidene)-malononitirle을 합성하기 위해 dimethylfor mamide(DMF) 용매 하에서 isophorone과 malononitrile을 12시간 반응시키고, 얻어진 결과물을 정제한다. 이후 indole-3-carboxaldehyde와 10시간 환류시켜 색소를 얻는다. 합성된 색소는 F 이온 검출에 이용되며, UV-vis 분광법을 이용하여 분석물질에 따른 흡수 정도와 강도 변화를 살펴본다. 연구의 최종적인 목적은 비단 진단/감응 색소의 합성이 아니라 나노 섬유 소재와 색소의 접합을 통해 진단/감응형 나노 섬유를 개발하는 것으로 이를 위해 전기방사법이 이용된다.
채취된 초기 간극수를 오염물질로 치환시킨 점토시료를 대상으로 일축압축시험, 삼축압축시험, 압밀시험을 수행하여 오염물질 성상에 따른 오염점토의 역학적 특성변화를 분석하였으며, MT3D 해석모델을 이용하여 매립지 성토제방의 점토 차수층을 통한 오염물질의 거동 특성을 파악하였다. NaCl 수용액으로 치환된 시료의 경우, 농도가 증가할수록 강도, 압축성, 투수성이 증가되었다. 침출수로 포화시킨 시료의 경우, NaCl 수용액으로 포화시킨 시료에 비해 강도, 압축성의 증가현상이 크게 나타난 반면 면모화 정도가 큼에도 불구하고 투수계수는 오히려 작게 나타났다. 오염물질 이동 해석결과, 초기 염소이온 농도가 클수록 측정농도도 커지며, 시간경과에 따라 농도는 비선형적으로 증가되었다. 농도감쇄 관계식을 유도하여 이동거리를 예측한 결과, 초기 농도가 클수록 이동거리도 크게 나타났다.
Electrochromism이란 기전력 방향에 의한 가역적으로 색이 변하는 현상을 말하며, 열린 회로 기억성을 가지며 소비전력이 적고, 우수한 착색 효율을 갖는 등 여러 가지 유용성 때문에 디스플레이 및 전기적 착색 유리창에의 기술적 적용 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 가장 우수한 일렉트로크로믹 특성을 내는 것으로 알려진 WO3 박막과 대향 전극으로 V2O5 박막을 사용하였다. 이들 박막은 알칼리 이온 주입물질이며, coloration.bleaching상태에서 광학 밀도가 크고, 내구성이 좋으며, 작은 비용으로 재료를 사용할 수 있다. 그리고 더 우수한 장점으로 부각되는 대면적의 코팅의 매력적인 기술인 졸겔법으로 제조 가능한 특성을 가지고 있다. 졸겔법 및 진공증착법으로 박막을 제조하고, 박막산화 및 수명저하 등의 위험이 적은 리튬이온을 이용하여 소자를 제작한 후 일렉트로크로믹 특성을 조사하고, 우수한 소자의 제조조건을 얻고자 하였다. 측정결과 졸겔법으로 제조된 WO3 박막과 V2O5 박막을 수증기 분위기에서 50$0^{\circ}C$로 1시간 열처리한 경우 가장 우수한 투과 변화율을 나타내었다. 정상전압인 2 volt보다 높은 3 volt로 cyclic voltamogram을 측정하는 과정에서 정.역방향 동작을 거듭할수록 peak이 크게 감소하는 현상을 발견하였으며, 양이온의 흐름에 의해 물질의 이동이 발생할 것이라는 판단아래 Auger depth profile을 측정한 결과 WO3막의 텅스텐과 ITO막의 인듐이 상호 확산하는 것을 관찰할 수 있었다. 이를 방지하기 위해 수백 의 텅스텐 박막을 WO3 막 위에 증착한 후 cyclic voltamogram과 Auger depth profile을 측정한 결과, cyclic voltamogram의 peak의 감소량이 1/10이하로 감호하였으며, 리튬이온의 흐름에 의한 인듐과 텅스텐의 이동을 효과적으로 방지할 수 있었다. 따라서 텅스텐 확산방지막의 삽입이 소자의 수명을 향상시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 사료된다.
지하수계의 근간을 이루는 토양시스템은 유기화학물질에 오염되기 쉬운 환경에 놓인다. 이러한 토양의 유기화학물질 침투 거동을 평가하기 위해 점토, 실트 및 모래로 구성된 실험장치에 유기화학 물질 이동실험을 하였다. Chloroform, 1,1,1-trichloroethane 및 trichloroethylene은 토양을 통해 이동이 쉽게 이루어지며, 투과된 오염물질의 질량은 전체 질량의 최소 4.6에서 최대 19.2% 범위를 보였다. Tetrachloroethylene Tetrachloroethylene, 1,2-dichlorobenzene 및 1,3-dichlorobenzene은 토양 흡착에 의해 이동이 지연되어졌으며, 각 매개체의 0.6 ~ 4.8%가 표층에서 여과되는데 이용되었다. Carbon tetrachloride는 거의 투과되지 못하였고, 단지 0.1 ~ 0.4% 질량만이 침투거동에 도달하였다. Bromoform은 거의 투과되지 못하였으며, 브롬화(Br) 화합물의 중간 전환물질로도 확인되었다. 유기화학오염물들의 이동은 토양입자크기 및 수리전도도 등에 따라 달라진다고 여겨지나 본 연구에서는 유기화학오염물들의 이동은 점토, 실트 토양보다 모래 토양에서 더욱 빠르게 나타났다.
아시아 지역 SO$_2$와 NOx 배출량의 2/3을 차지하는 중국이 1996년에 최대배출량을 기록한 후 석탄사용량 감소 등으로 점차 감소경향을 나타내고 있을지라도 한국을 포함한 동아시아 지역은 여전히 전세계적으로 이들 대기오염물질에 대한 주요 배출원 지역으로 알려져 있다. 대기중으로 배출된 이들 오염물질은 여러가지 반응기구를 통하여 2차 오염물질로 전환되고 기류의 흐름에 따라 풍하지역으로 이동하면서 습성 또는 건성강하물의 형태로 지표면에 침착하는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 중국의 풍하지역에 위치한 우리나라와 일본에서는 대기오염물질의 장거리 이동에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. (중략)
(1) 월경성 대기오염물질 규제협약의 배경 - 유럽지역 내 강산성 강수 피해지역의 확대되면서 스칸디나비아 반도의 산성 강수 피해는 유럽대륙과 영국으로부터 발생한 대기오염 물질에 의한 것임이 밝혀져 국가간 공동 노력의 필요성이 대두됨. (2) 협약의 목적 및 의의 - 협약의 목적 o (인접국의 환경보전) 대기오염물질의 장거리 이동에 따라 지역적으로 발생할 수 있는 위해효과를 줄여 자국뿐 아니라 인접국가의 자연환경을 보존하는데 있음. - 협약의 의의 o (
Trypsin에 대해서 비해물질을 생성하는 Streptomyces속 균주 AS 707을 선별하고 이 균주가 생성하는 물질의 작용성 및 제성질을 조사한 결과 본 저해물질은 열에 대해서 비교적 강하고 pH 처리에 대해서는 산성에서 중성에 걸쳐서는 안정하나 alkali성에서는 불안정했고 $\alpha-chymotrypsin과$ papain에 대해서도 저해작용을 하였으며 trypsin에 대한 저해양상은 mixed type이었다.(중략)
막 분리는 막의 물리화학적 특성, 분리대상 물질의 물리화학적 특성, 그리고 물질의 이동현상을 조절하는 압력차, 농도차 및 전위차 등의 추진력, 이 세가지 요소의 조합에 의해 행해진다. 막은 막을 구성하고 있는 물질의 물성, 구조, 막의 응용분야 및 역할 등에 의하여 세공막(Macroporous membranes), 미세공막(Microporous membranes), 비공성막(Nonporous membranes)등으로 분류된다.
특정 구획으로 유입된 오염물질이 해당 구획 내부에 순간적으로 균일하게 분포한다는 구획모델에 대한 기본가정의 한계로 인해, 전통적인 단일구획모델로는 불포화대에서 오염물질의 이동현상을 적절하게 예측할 수 없다. 한편 물리적으로 동일한 불포화대를 여러 개의 구획으로 구분한 다중구획모델링 기법은 실제 불포화대에서의 오염물질 이동 지연효과를 적절하게 설명할 수 있으나, 지금까지 일반적인 해석해가 보고된 바 없으며 고려하는 구획의 개수가 증가할수록 모델링에 많은 시간이 소요되는 등의 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이류가 지배적인 조건 하에서 불포화대의 오염물질 이동현상에 대한 다중구획모델을 수립하고 이를 해석적인 방법으로 계산할 수 있는 일반해를 유도한 후, 다중구획모델을 단일구획모델로 근사할 수 있는 수학적 제약조건을 도출하였다. 단순화된 근사방법론의 유효성은 가상적인 조건 하에서 간단한 수치해석적 방법을 통해 검증하였다. 물리적으로 동일한 특성을 갖는 불포화대를 단일 구획으로 가정할 경우, 불포화대로부터 포화대로 유입되는 오염물질의 전이율은 상수가 아닌 시간 종속적인 명목전이율로 표현할 수 있음을 증명하였다. 또한 명목전이율은 불포화대 구획간 전이율에 민감하며 오염층으로부터의 전이율에 대한 민감도는 미미한 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발된 단순화된 근사방법론은 많은 시간이 요구되는 다중구획 모델링을 통하지 않고 불포화대 오염물질 이동현상을 신속하고 합리적으로 예측하기 위한 목적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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