• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.1-7
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• 2023

임의의 3D 구조물을 제작할 수 있는 3D/4D 프린팅 기술의 능력은 프린트된 구조물 디자인에 높은 자유도를 제공합니다. 이와 같은 능력은 전자기기 및 바이오 의료 응용분야에 장치 소형화, 맞춤화, 그리고 개인화 추세에 영향을 주고 있습니다. 본 Review 논문에서는, 3D/4D 프린팅 기술을 통해 만들어진, 독특하고 특이한 특성을 가진 3D 프린트된 전자기기 및 바이오 의료 응용 분야의 최신 정보를 살펴봅니다. 구체적으로, 재활용 및 분해 가능한 전자기기, 메타물질 기반 압력 센서, fully 프린트된 휴대용 광검출기, 생체 적합 및 고강도를 가진 치아, 자연모사 마이크로니들, 그리고 3D 세포 배양 및 히스톨로지를 위한 형태 변형 가능한 튜브 어레이와 같은 신흥 영역들을 소개합니다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1102-1110
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• 2008

본 연구는 폐목재 발생원별 삼성분, 발열량, 그리고 중금속 및 Cl 함량을 분석하여 폐목재 특성을 평가함으로써 향후 폐목재 등급화를 위한 품질근거 기준을 마련하는데 필요한 기초자료를 제시하고자 하였다. 임목부산물, 생활계폐목재, 건설폐목재, 그리고 사업장폐목재의 4가지로 분류한 폐목재에서 수분함량은 대부분 5$\sim$10%를 나타내었으며, 이를 수분함량을 제외한 건조기준으로 환산하였을 때 가연분함량은 95% 이상이었고, 회분함량은 5% 이하를 나타내었다. 폐목재는 수분함량이 55%로 높았던 버섯재배폐목을 제외하고는 '건설폐기물의재활용촉진에관한법률'의 고형연료제품의 품질기준 중 발열량 기준(저위발열량 $\geq$ 3,500 kcal/kg)을 만족하였다. CCA (Cr, Cu, As)로 처리된 벤치목, 폐선박, 철도침목 등 방부목에서 CCA가 매우 높게 나타나 방부목의 사용과 관리, 폐기처분에 대한 엄격한 관리가 필요한 것으로 나타났다. Cl 함량은 목재 어(魚)상자에서만 약 1.3%로 가장 높게 나타났고 나머지 폐목재 및 재활용제품에서는 0.2% 이하의 낮은 값을 보였으나 고형연료제품의 염소함량 품질기준 (건조기준 2wt.%)을 모두 만족시켰다. 발생원별 폐목재를 유해물질 함유량을 기준으로 3등급화할 경우 대부분의 폐목재가 1등급에 해당하였으며, 합판류, MDF (medium density fiber), 표면도색된 전선드럼은 2등급에 해당하였다. 3등급에 해당하는 폐목재는 벤치목, 재활용공장목재분진, 폐선박과 철도침목으로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제51권4호
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• pp.374-381
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• 2015

국내의 경우 항만과 연안해역 준설로 인하여 연간 수 천만톤 이상 준설토사가 발생하며 매년 증가하고 있으나, 대부분 투기장에 장기간 방치되며, 더구나 2012년부터 런던협약에 의해 해양투기가 금지되고 있어 환경친화적인 준설토처리 및 재활용기술개발이 시급하다. 준설토 재활용기술에서는 중간처리과정후 발생하는 현탁수(유기물과 중금속 함유 $10{\mu}m$ 미만 미세오염퇴적물 포함)의 처리가 필요한데 현재 이 기술은 연구되어 있지 않다. 본 연구에서는 복합유용미생물제제(BM-S-1)을 이용하여 미세해양오염퇴적물($10{\mu}m$ 이하 입자)내 오염되어 있는 유기물질, 영양염류 및 중금속을 정화하여 배출함으로써 오염퇴적물 정화처리수 방류수질 기준을 충족하고자 하였다. BM-S-1 복합미생물제제를 이용한 해양준설토의 친환경정화시스템으로서 일일 50 L 처리용량의 Lab scale 실험장치를 HRT 6.5일, BOD 용적부하 $0.2-0.6kg/m^3{\cdot}day$의 조건으로 생물반응기를 100일 이상 운전하였다. SCOD, T-N 및 T-P의 제거효과는 각각 96.1%, 92.0% 및 79.0%로 나타나 오염미세퇴적토 내의 유기물의 처리효과가 매우 양호하였다. 또한 몇 가지의 중금속(Zn, Ni 및 Cr) 처리에도 효과적이었다. 아울러 물리적으로 분리하기 어려운 $10{\mu}m$ 이하의 미세토양의 고액분리가 가능함을 확인하였다. 미생물군집구조를 분석한 결과 Flavobacteria 및 Gammaproteobacteria 강이 매우 우점하였으며, 이들에 속한 미생물종들은 해양 내의 각종유기물(다당류, 단백질 및 기타 생물중합체)을 처리하는 것으로 알려졌다. 따라서 본 실험에서 사용된 BM-S-1 미생물제제와 처리시스템은 고농도의 염분이 함유되어있는 유기물 및 중금속 오염 해양퇴적물 정화에 효율적으로 적용가능한 것으로 판단되며, 정화, 분리된 미세해양퇴적물은 목적에 맞게 재사용 가능할 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.15-25
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• 2023

본 연구에서는 반도체 패키지 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였으며 이를 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 실리콘 슬러지에 산처리를 통해 금속불순물을 제거한 고순도의 실리콘 분말을 얻고, 수열합성법을 통해 실리카 나노입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 크기를 조절하기 위해 수열합성법의 반응시간을 8, 15, 20, 30시간으로 진행하였으며, 반응시간이 증가할수록 실리카 나노입자의 크기가 증가하였다. 수열합성의 반응시간이 길어질수록 실리콘의 가수화 및 탈수 반응이 증가하며 입자의 크기를 증가시킨다. 실리콘 슬러지에서 제조한 실리카 나노입자를 실리콘 오일에 분산하여 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 30시간의 수열합성으로 제조된 실리카 나노입자가 동일한 전기장 하에서 21.4Pa의 가장 높은 전단응력을 나타내었다. 이는 큰 실리카 나노입자의 사이에 작은 입자들이 배치되는 보강효과 효과를 통해 단단한 사슬구조의 형성 때문이다. 본 연구를 통해 반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 성공적으로 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였고, 이를 전기감응형 스마트유체에 적용함으로써 산업현장에서 친환경성을 강조하는 ESG 경영의 일환으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권3호
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• pp.169-179
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• 2011

우리나라에서 운영하는 원자력발전소는 PWR형과 CANDU형 2종류가 있으며, 원자력발전에 의한 지속적인 에너지 공급을 위하여 이들로부터 발생하는 사용후핵연료에 대한 안전관리는 매우 중요한 인자이다. 사용후핵연료 처분을 위한 연구는 1997년부터 시작하여 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 개발하였으며, 현재는 개발된 기술에 대한 실증 및 처분시스템의 효율향상을 위한 연구를 진행하고 있다. 또한, PWR형 사용후핵 연료의 경우 사용후핵연료 재활용 공정을 거쳐 원료물질로 다시 사용하는 연구가 진행 중이므로, 이들 공정으로부터 발생하는 고준위폐기물을 처분하는 방안을 강구하고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 PWR형과 CANDU형 사용후핵연료 모두를 직접 처분하는 개념으로 개발한 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 바탕으로 CANDU형 사용후핵연료 처분 시스템의 처분효율을 향상시키는 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위하여, 한국형 사용후핵연료 처분시스템의 CANDU 사용후핵연료 처분용기를 개선하여 현재 원자력발전소에서 사용하고 있는 사용후핵연료 60 다발(Bundle) 용량의 저장바스켓을 포장 활용하는 개념을 도출하고, 열해석을 통하여 처분시스템 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 요건을 만족하는 처분터널 및 처분공 간격을 정하여 이들에 대한 처분시스템 개념을 도출하였다. 이렇게 설정된 개념들을 단위면적당 열효율, 우라늄밀도(U-density), 처분면적, 굴착량, 완충재 및 폐쇄 물질량 측면에서 분석하여 처분효율이 가장 높은 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과는 추후 실제 부지특성자료와 연계하여 PWR 사용후핵연료 재활용공정으로부터 발생한 고준위폐기물 처분시스템과 함께 복합 처분장 설계에 활용될 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.23-39
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• 2014

인공 빗물 저류조는 도심지에 설치되어 빗물의 재활용이 가능하도록 한 친환경 우수유출 저감시설이나 지면에 내린 빗물을 직접 이용하기 위해서는 도심지의 초기강우에 포함된 고농도의 비점오염원을 정화할 수 있는 시설이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 인공 빗물 저류조에 적용할 수 있는 비점오염원 정화시설로서 경제성과 정화효율이 우수한 토양여과시설을 채택하여 실제 비점오염물질에 대한 모래 정화층의 입도분포에 따른 폐색특성을 연구하였다. 이를 위해 일련의 실내 챔버시험을 수행하고 폐색이론에 의한 비점오염원 제거 예측 모델을 제시하였다. 우선, 실내 챔버시험은 미세입자로 구성된 점토와 서울시내 도로에서 채집된 실제 비점오염원으로 제조된 인공 오염수를 이용하여, 5종류의 다양한 입도로 구성된 모래 정화층을 대상으로 수행되었다. 실내 챔버시험에서는 모래 정화층에 유입 및 유출된 인공 오염수의 TSS(총 부유물질)와 COD(화학적 산소 요구량)를 측정하여 오염입자의 크기에 따른 모래 정화층의 정화효율을 평가하였고, 정화층 간극에 폐색되는 비점오염입자의 누적무게를 산출하였다. 다음으로, 모래 정화층의 폐색특성을 이론적으로 규명하기 위해 비점오염원 제거 예측모델을 모래 정화층의 입도와 구성에 따른 특성과 투수계수 및 간극률의 변화 조건을 고려하여 제시하였다. 실내 챔버시험과 예측 모델로부터 산정한 모래 정화층에 폐색된 입자의 누적무게를 비교하여 폐색특성 지표인 Lumped parameter ${\theta}$를 추정하였으며, ${\theta}$는 모래 정화층에 폐색되는 오염입자의 양에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 모래 정화층의 폐색 예측모델로부터 현장 인공 빗물 저류조에 적합한 최적의 비점오염 제거 시스템으로 유효입경 1.49mm(상부)와 유효입경 0.93mm(하부)의 모래로 구성된 이중 정화층을 제시하였다.

• 청정기술
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• 제10권2호
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• pp.73-87
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• 2004

세정은 거의 모든 산업분야에서 필요한 중간 공정으로 대부분의 산업분야에서 제품상의 이물질 제거를 위해 세정을 실시고 있으며 세정제로 CFC-113, 1,1,1-TCE (1,1,1-trichloroethane), MC (methylene chloride), TCE 등 과 같은 세정성과 재질호환성이 양호한 염소계세정제를 사용하여 왔다. 그러나 CFC-113, 1,1,1-TCE는 오존파괴 물질로 선진국에서는 이미 사용이 금지되어 있고 MC, TCE는 유해성 또는 발암물질로 판명되어 일부사업장에서 제한적으로 사용되고 있다. 그러므로 세정성이 좋고 환경/안전성이 우수한 대체세정제를 개발하여 사용 하거나 기존 개발된 세정제 중에서 우수한 세정제를 선정하여 사용하는 것이 필요한 실정이다. 대체세정제로는 수계/준수계세정제가 환경성과 경제적면에서 유망한 것으로 평가받고 있어 많은 사업장에서 사용될 전망이다. 이에 본 연구에서는 시판되고 있는 수계세정제 12종, 준수계세정제 6종을 선정하여 물성, 세정성, 헹굼성, 헹굼수 재활용성 등에 관한 비교 연구를 수행하였다. 그 결과 수계세정제는 습윤지수가 클수록 세정이 좋았지만 준수계세정제는 습윤지수와 연관이 없었다. 그리고 수계세정제와 준수계세정제에 의한 세정성과 헹굼성을 좋게 유지하기 위하여서는 일정농도 이하로 오염물의 농도 관리가 필요한 것으로 나타났다. 수계, 준수계세정제는 종류에 따라서 단순 정치분리법에 의하여 헹굼수 중의 오염물을 70% 이상 용이하게 제거할 수 있었다. 이것은 일부 세정제는 오염된 헹굼수 중에서 높은 유수분리 효율이 있어 헹굼수 중의 오염물을 제거하고 물을 재활용하는데 효율적임을 말해준다. 그리고 수계세정제가 함유된 오염물은 30 kDa 세공크기의 PAN 막을 사용한 한외여과방법에 쉽게 정화될수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.404-409
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• 2012

본 연구는 랜더링처리 가축사체 부산물의 농업적 재활용을 위한 퇴비화의 최적 톱밥 혼합조건을 구명하기 위하여 랜더링처리 가축사체와 톱밥의 비율을 100 : 0, 50 : 50 및 30 : 70으로 혼합하여 퇴비화 초기의 물질변환과 퇴비화 완료 후 퇴비 품질을 조사하였다. 퇴비의 온도, pH, Ammonia 및 $CO_2$의 발생은 시험개시 3일째 급격히 증가하였으며, 그 이후 시간이 지남에 따라 감소하였고, 유기물함량은 각각의 혼합비율에서 큰 차이를 보이지 않았다. 랜더링처리 가축사체와 톱밥의 비율이 100 : 0 처리구에서는 퇴비화의 진행속도가 느리거나 온도가 적정수준까지 상승하지 못하는 등의 문제점이 발생하였고, 30 : 70 처리구에서는 퇴비화 과정에서 유기물대 질소비가 부산물비료 공정규격 50이하를 충족시키지 못하였다. 따라서 랜더링처리 가축사체와 톱밥의 혼합비율은 100 : 0과 30 : 70에 비해서 50 : 50이 가장 적합하였다. 랜더링처리 가축사체와 톱밥을 50 : 50으로 혼합하여 제조된 퇴비의 유기물 규격함량과 유해물질(As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb 및 Zn)의 함량 및 그 밖의 규격 (유기물대질소비, 염분함량 및 수분함량)을 조사한 결과 비료 공정규격을 충족시키는 결과를 나타내었고, 추후 퇴비의 상품화를 위해서는 병원성 미생물, 대장균, 살모넬라균 및 부숙도 조사를 통한 안전성 검토가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권1호
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• pp.58-63
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• 2014

전기로 제강분진(EAFD)으로부터 환원배소에 의해 회수한 조산화 아연 내에는 다양한 종류의 비등점이 낮은 물질이 존재한다. 따라서 일반적으로 산화배소를 통한 정제과정을 통해 염화물 형태로 존재하는 물질들을 기화시켜 고순도의 기능성 산화아연을 생산하게 된다. 따라서 본 연구에서는 조산화 아연의 산화배소 특성을 체계적으로 규명하여 대량생산공정에 적용할 때의 효율성을 극대화하고자 하였다. 조산화 아연을 적절한 방법을 통해 직경 1-3 mm, 10 mm의 펠렛을 제조하여, 각 시편을 분말시편과 함께 수직 관상로에서 로타리 킬른의 실조업을 묘사하여 산화분위기에서 $600{\sim}1200^{\circ}C$ 온도영역까지 $20^{\circ}C/hr$ 승온속도로 가열하면서 체재시간을 유지하였다. 실험결과 펠렛의 크기에 따른 기화속도의 변화가 $950^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 현저히 증가함을 알 수 있었다. 회수된 시편은 ICP-OES, XRF장비를 통하여 성분분석을 실시한 결과 Zn의 농도는 비례적으로 증가함을 알 수 있었으며, Cl 등의 불순물의 농도도 현저히 감소하였다. XRD 분석결과 온도가 증가할수록 염화물 피크는 관찰되지 않았으며, 본 산화배소실험을 통하여 98%이상의 고순도 산화아연을 얻을 수 있었다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
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• pp.57-58
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• 2001

용수 다소비 산업으로 분류되는 제지공업의 특성 상, 용수사용의 억제 및 용수의 무방류화에 대한 압력이 증가되고 있는 반면, 초지환경은 날로 열악해지고 있는 실정이다. 한 예로써, 용지의 재활용율 및 재사용 비율이 증가함에 따라 원료의 저급화가 심 각한 수준에 이르고 있으며, 이러한 초지환경의 변화는 각질화되고 극도로 미세화된 다량의 미세섬유 발생 및 잡고지로부터 유입되는 점착성 이물질과 무기 충진제의 도입 등을 유발함으로서 제품의 물리적 성질 저하, 탈수부하 증가로 인한 생산성 저하, 약품사용량 증가 등을 초래하여, 결과적으로는 폐수처리장의 부하를 증대시킴과 동시에 청수사용량 및 폐수방류량을 증가시키는 악순환을 되풀이하게 된다. 국내 제지산업이 국제적 경쟁력을 갖추기 위해서는 제품의 증대가 필수적이나, 원료와 설비의존도를 감안할 때, 제품특성과 공정 분을 결정하는 습부공정을 정확히 파악하여 최적 운전조건을 확립하는 것이 가장 경제적이고 용이한 방법일 뿐만 아니라 전체 제지공정의 정정화에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 일정규모이상의 종이를 생산하는 제지공장은 거의 대부분 컴퓨터로 처리되는 온라인 공정조절 시스템(On-line process control system)을 구비하고 료의 도입에서부터 설비운전 및 제품의 기본적인 품질관리까지 실시간의 자동화되고 안정적인 운전과 관리시스템을 유지하고 있다. 그러나 전체 제지공정 중, 제품 물성과 운전조건의 대부분을 결정하는 습부공정만큼은 아직도 주기적인 분석이 행해지고 있지 않을 뿐만 아니라, 슬러리의 농도나 보류도 정도를 제이하면 분석항목 조차도 변변히 확립되어 있지 않을 실정이다. 이는 다량의 물 속에 존재하게 되는 용전물질(Dissolved solids, DS), 부유물질(Suspended solids, SS), 섬 유(Fibers), 무기 미 세분(Inorganic f fines), 그리고 투입되는 약품간에 발생하는 계면동전현상 및 이러한 현상과 최종 지제 품의 물성간의 상관관계에 대한 이해 정도나 경험 부족에서 기인하는 것으로 생각된다. 1 1983년 미국제지기술연합회(T APpI)의 제지용 첨가제 분과위원회(Papermaking A Additive Committee)에서는 습부공정의 적절한 조절을 위해 어떤 항목들이 필요하며 그 중요도는 어떠한가를 조사하였으며, 그 결과로 전하밀도, 제타전위, 보류도 및 여수 도, 무기 미세분 함량 등이 중요하다고 보고하였다. 그러나 지료의 전기적 특성을 실시 간으로 측정하는 기자재류가 최근에 이르러서야 도입되고 있는 실정이기 때문에 충분 한 현장적용 사례가 보고되지 못하고 있으며, 결과적으로 얻어진 정보와 최종 지제품의 물성 및 초지기 운전조건과의 상관관계를 확립하는 작업결과는 더욱 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는, 라이너지 제조공장의 습부공정에 투입되는 약품이 지료 의 전기적 성질, 즉 전하밀도와 제타전위에 미치는 영향을 모니터링함으로서 지료의 전기적 성질들과 습부 공정상태와의 상관관계를 살펴보고자 하였다. 본 연구는 다음과 같은 순서로 진행하였다.