• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.184-192
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• 2015

석유 코크스, 바이오매스, 혼합연료들의 이산화탄소 가스화 반응성을 측정하고 비교하기 위해서 TGA (Thermogravimetric analyzer)를 이용하여 $1,100{\sim}1,400^{\circ}C$의 char-$CO_2$ 가스화 반응을 조사하였다. 기-고체반응속도 모델들에 적용하여 $1,100{\sim}1,400^{\circ}C$의 온도 영역에서의 반응 속도 상수를 구하였다. 또한 반응 속도 상수와 온도와의 관계를 Arrhenius 식에 적용하여 각 모델에서의 활성화에너지(Ea) 및 빈도 인자($K_0$)를 구하고 이를 실험값과 비교하여 석유 코크스, 바이오매스, 혼합 연료들의 이산화탄소 가스화 반응을 잘 모사하는 반응 속도식을 제시하였다. 반응온도가 증가할수록 이산화탄소 가스화에 소요되는 반응시간은 감축되었다. 또한 바이오매스와의 혼합이 증가할수록 활성화 에너지의 감소를 보여 바이오매스의 혼합이 석유 코크스의 이산화탄소 가스화 반응에 시너지 효과를 가져옴을 확인하였다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1986년도 추계학술대회
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• pp.508-508
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• 1986

이온성 계면활성제 존재하에서 유기용매에 물을 첨가하면 물이 계면활성제에 약해 둘러싸이면서 유기용매에 용해되어 의사 이상계가 형성된다. 이러한 계를 역미셀 또는 W/O microemulsion이라고 하며 계면활성제로 둘러 쌓인 물분자 집하체를 water pool이라고 한다. 그런데, 10여년 전 water pool에 bipolymer를 용해시킬 수 있다는 사실이 밟혀짐에 따라 이러한 체계를 생체막을 단순화시킨 모형막으로서 막을 통해 일어나는 여러 가지 현상의 규명에 이용하거나 물에 불용성인 기질의 효소 촉매반응의 반응계로 이용하는 연구가 꾸준히 이루어져 있다. 본 강연은 역미셀계에 리파제를 용해시켜 유지의 가수분해를 유도함으로써 지방산을 생산하는 방법에 관한 연구이다. 역미셀계에서 리파제의 특성은 에멀전계와 비교했을 때 큰 차이가 없었으며 물과 계면활성제의 몰 비율(R값)은 효소의 초기반응 속도에 커다란 영향을 끼치는 인자로 나타났다. 올리브유 농도가 5%(v/v), AOT농도가 0.1M, 초기 물 농도가 1.0M의 조건에서 유지의 회분식 가수분해 실험을 행한 결과 이 기질은 거의 완전히 가수분해되었으며, 이 반응계에서 R값과 초기 물 농도는 반응의 평형에 커다란 영향을 끼치는 것으로 나타났는데 초기 물 농도가 증가할수록 평형 가수분해율은 증가하였단 이러한 결과를 반응속도론 측면에서 분석한 결과 역미셀계에서 리파제 반응은 에멀전계에서와는 달리 2차 반응을 따르는 것으로 나타났다. 물 농도가 평형 가수 분해율과 속도 변수에 끼치는 영향을 수학적으로 표시하기 위하여 2차 가역적 반응 속도론에 근거하여 가수분해율, 평형상수, 속도상수 둥을 나타내는 식을 유도하였고 이를 바탕으로 여러 가지 실험 조건 하에서 리파제 반응의 반응 시간에 따른 가수분해율을 예측한 결과는 실제 실험 결과와 잘 일치하였다(편차는 5%). 또한 속도상수와 R값과의 관계식 및 유도한 방정식을 이용하여 추정한 초기속도와 평형 가수분해율을 최대화하는 R값은 각각 10.4 와 11.4 였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.395-401
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• 2014

본 연구에서는 고온($230{\sim}290^{\circ}C$)의 무촉매 조건에서 이루어지는 팜 지방산 디스틸레이트(PFAD)의 에스테르화 반응에 대해 수학적 모델링을 통해 그 반응 특성을 분석하였다. '무촉매 에스테르화 반응'에 대해 균일계(homogeneous) 2차 가역 반응으로 가정하였고 액상 내에서 동시적, 경쟁적으로 발생하고 있는 물과 메탄올의 증발과 반응을 모두 고려하기 위해 '반응 유효 인자'(reaction effectiveness factor, ${\eta}$)를 도입하였다. 각 반응물 및 생성물의 농도에 대하여 실험을 통해 측정한 값과 반응모델에 의한 예측값 사이의 차이를 최소화하는 반응속도 상수와 물질전달 계수를 구하기 위해 비선형 계획법(nonlinear programming)을 수행하였다. 이를 통해 얻은 반응의 활성화 에너지는 43.98 kJ/mol이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.98.1-98.1
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• 2018

소듐냉각 고속로 (SFR)는 원자력 발전의 가장 시급한 문제점으로 부각되고 있는 사용 후 핵연료를 재활용 하여 가동하는 원자로 이다. Generation IV로 명명되는 차세대 원자로 중에 하나로 국제 공동연구와 자체 연구를 통해 우리나라 고유의 기술이 축적되고 개발되고 있다. 현재 소듐냉각 고속로의 가장 큰 문제점 중의 하나는 금속핵연료와 피복관의 상호반응이다. 상호반응이 일어나면 공융현상을 일으켜 피복관의 녹는점이 낮아지고 피복관의 두께가 얇아져 원자로의 안전에 치명적인 위협이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해도금 (electro-plating)을 활용하여 HT9 피복관 내면에 크롬을 도금하여 금속핵연료와 피복관의 상호반응을 억제하는 연구가 본 연구팀에서 진행되고 있다. 크롬과 전해도금을 코팅 물질과 코팅 방법으로 선정한 이유는 튜브 내면에 적용하기 용이하고 경제적인 코팅 방법이기 때문이다. 본 연구에서는 여러 가지 전해도금 인자 중 온도와 pulse 전류의 파형이 상호반응 방지 효과에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 도금액의 온도를 $50{\sim}80^{\circ}C$, 전류 파형 중 on/off time을 1:1, 10:1, 1:10으로 하여 여러 HT9 시편을 도금하였고 모의 금속 핵연료 합금인 Ce-Nd와 확산 반응 실험을 수행하여 상호반응 방지 효과를 분석하였다. 광학현미경과 전자현미경을 이용한 미세구조 분석 결과 도금액의 온도가 $65^{\circ}C$ 이하인 시편에서는 미세균열이 심하게 발생하였고 그 균열을 통해서 물질이 확산하고 상호반응을 한다는 것이 관찰되었다. $65^{\circ}C$보다 높은 도금액의 온도에서 형성된 크롬막은 균열이 없고 상호반응 방지 효과가 좋은 것이 확인되었다. 특히 전류 파형의 on/off time이 1:1일 때 상호반응 방지 효과가 가장 좋은 것을 확인하였다. 이러한 결과는 크롬 전해도금의 코팅 조건이 상호반응 방지 효과에 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 말해주고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.177-183
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• 2014

본 연구에서는 거대해조류 중 갈조류에 속하는 모자반으로부터 환원당 및 platform chemicals로 알려진 levulinic acid의 생산을 위하여 묽은 산 촉매를 이용한 수열가수분해법을 수행하였다. 반응조건의 최적화를 위하여 반응표면분석법을 적용하였다. 모자반으로부터 환원당과 levulinic acid의 생성에 미치는 반응인자들의 영향 및 상호작용을 알아본 결과, 실험조건 내에서 반응온도, 촉매농도, 반응시간이 낮거나 짧을수록 많은 양의 환원당이 생성되었다. 반면에 높은 반응온도와 촉매농도에서 levulinic acid 농도가 증가하였고, 일정 반응시간 이후에는 크게 영향을 미치지 못하였다. 환원당 생성에 있어서 최적의 반응조건은 반응온도 $160.1^{\circ}C$, 촉매농도 1.0%, 그리고 반응시간 20.2분의 조건에서 15.28 g/l가 생성되었다. 또한 $189.5^{\circ}C$, 2.93%, 48.8분의 조건에서 2.65 g/l의 levulinic acid를 얻었다. 이러한 결과는 해양자원 중 거대 해조류로부터 당과 platform chemicals을 확보할 수 있는 가능성을 제시함으로써 화석자원의 대체에 활용할 기본정보를 제공하고자 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.237-243
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• 2011

강화되는 방류수 수질기준에 맞추어 하수처리장 개조 방안의 하나로 고농도의 암모니아성 질소를 함유한 반류수를 처리하는 방안이 주장되고 있다. $35^{\circ}C$, $20^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 조건의 실험실 규모 반응조 운전을 통하여 경제적인 질소 제거 방법인 아질산화 반응 유도하였다. $20^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 안정적인 아질산화 반응을 유도 할 수 있었으나, $10^{\circ}C$ 저온 조건에서는 완전 질산화 반응이 유도 되었다. 이는 온도의 영향을 받아 SRT가 길어져 완전 질산화 반응이 유도된 것으로 사료된다. 온도에 따라 아질산화 반응에 요구되는 SRT가 변화하는 것으로 볼 때, 온도와 SRT는 아질산화 반응에 중요한 인자로 판단된다. 또한 $20^{\circ}C$ 이상의 조건에서 암모니아성 질소 제거 반응과 아질산화 반응을 유도하는 것이 유리 한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제시한 결과는 아질산화 반응을하수처리장에 적용할 때 중요한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.193-199
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• 2008

본 연구의 목적은 운동프로그램이 과체중 및 비만아동의 시기에 따른 C-반응성단백질 및 심혈관질환 위험인자의 변화에 미치는 영향을 알아보고자 과체중 및 비만 아동을 대상으로 12주 간의 걷기와 밴드운동을 실시하고, 운동전, 4주 후, 12주 후의 신체조성, 혈중지질, 인슬린, C-반응성단백질를 측정 분석하였다. 연구의 대상자는 연령과 성별에 따른 체질량지수 백분위 수 85 이상(BMI${\geq}$21.3)인 과체중 및 비만아동 16명을 프로그램에 참여하는 운동군에 8명, 대조군에 8명으로 무선배치 하였다. 운동군은 주 2회의 걷기운동 50분과 주 2회의 밴드저항운동을 12주 동안 실시하였다. 연구결과 운동군 내 에서는 체중(p<0.001), BMI (p<0.001), 체지방량(p<0.001), 체지방률(p<0.001), TC (p<0.05), 인슐린(p<0.05), HOMA-IR (p<0.05)이 감소하였고, 제지방률(p<0.001), HDL-C (p<0.01)는 증가하였다. 측정시기를 고려하여 집단간의 차이를 분석한 결과 체중(p<0.001), BMI (p<0.001), 체지방량(p<0.001), 체지방률(p<0.001), 제지방량(p<0.05), 제지방률(p<0.001), 인슐린(p<0.05), HOMA-IR (p<0.05)에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이상의 연구결과 12주 걷기와 밴드운동에 의해 과체중 및 비만아동의 심혈관질환 위험인자를 일부 개선되지만, C-반응성단백질 농도는 개선되지 않음을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제47권4호
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• pp.348-355
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• 2011

황색포도상구균은 사람에게서 염증을 동반한 다양한 형태의 국소적 또는 전신적 감염을 일으키는 주요 병원균이며, 황색포도상구균에서 풍부하게 발현되는 Staphylococcal protein A (SPA)는 염증의 활성화나 면역 반응의 회피와 관련된 균력인자로서 작용할 수 있다. 본 연구에서는 사람의 HaCaT 피부상피세포에서 재조합 SPA 단백질을 이용하여 염증반응에 대한 효과를 조사하기 위해서 pET-28a 발현벡터시스템을 이용하여 성공적으로 재조합 SPA 단백질을 제작하였고, 이 단백질(2 ${\mu}g$/ml)을 6, 12 및 24시간 처리한 HaCaT 피부상피세포에서 RT-PCR 및 ELISA를 이용하여 염증관련 부착인자 및 사이토카인의 발현을 분석하였다. SPA 처리 후 6시간에서 24시간까지 E-selectin, ICAM-1, MCP-1, IL-6 및 IL-8의 발현이 현저하게 증가함을 확인하였다. 또한 SPA는 HaCaT 피부상피세포에 대한 U937 단핵구의 부착력을 증진시켰다. 따라서, 본 연구의 결과는 SPA가 HaCaT 피부상피세포의 염증반응을 촉진시킨다는 사실을 보여주었으며, 황색포도상구균에 의한 피부염증질환에 있어서 중요한 병원성인자로서의 역할을 수행한다는 사실을 시사해준다.

• 대한화장품학회지
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• 제41권1호
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• pp.45-55
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• 2015

자외선은 외부적인 스트레스 자극인자로 작용하여 사람 각질형성세포에서 reactive oxygen species (ROS)와 비활성 코르티손을 활성 코르티솔로 전환시키는 효소인 $11{\beta}$-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 ($11{\beta}$-HSD1)의 발현 및 활성을 증가시킨다고 알려져 있다. 또한, ROS가 증가된 피부에서는 염증 유발 사이토카인과 염증 매개 인자의 발현이 증가되어 결과적으로 염증반응을 일으키게 되는 원인이 된다. 본 연구에서는 각질형성세포(HaCaT)에서 $11{\beta}$-HSD1 억제제가 ROS 분해효소인 catalase의 생성을 회복시킴에 착안하여, $11{\beta}$-HSD1의 발현을 저해함과 동시에 ROS로부터 유도되는 염증 반응을 억제하는 천연물 소재를 발굴하고자 하였다. 그 중 능실 추출물과 그 분획물은 각각 $11{\beta}$-HSD1의 발현과 ROS 생성 증가를 억제하고, 염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, interleukin (IL)-$1{\alpha}$, $-1{\beta}$의 발현을 억제하였다. 또한, 자외선에 의해 유도되는 염증 매개인자인 cyclooxygenase (COX)-2, inducible nitric oxide synthase (iNOS), prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$)의 생성을 저해하였다. 따라서 본 연구 결과로부터 능실 추출물 및 그 분획물은 $11{\beta}$-HSD1의 발현을 억제함과 동시에 ROS에 의해 유발된 피부 염증 반응을 효과적으로 저해함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.746-752
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• 2018

본 연구에서는 마이크로웨이브 에너지를 이용하여 폐식용유로부터 바이오디젤을 제조하고, Box-Behnken 설계를 이용하여 공정의 최적화를 설계하였다. Box-Behnken 설계의 계량인자는 메탄올/유지 몰비, 마이크로웨이브 조사세기, 반응시간으로 설정하였고, 계측인자는 FAME 함량이다. 기초실험 결과 산가에 관계없이 계량인자인 메탄올/유지 몰비(8~10)와 반응시간(4~6 min)의 범위는 동일하게 설정하였으며, 마이크로웨이브 조사세기의 경우 산가 1.30 mg KOH/g (8~12 W/g)와 2.00 mg KOH/g (10~14 W/g)로 설정하였다. Box-Behnken 설계에 의해 예측된 바이오디젤 제조공정의 최적조건은 산가 1.30 mg KOH/g인 폐식용유의 경우 메탄올/유지 몰비(7.58), 마이크로웨이브 조사세기(10.26 W/g), 반응시간(5.1 min)이었고, 산가 2.00 mg KOH/g의 경우 메탄올/유지 몰비(7.78), 마이크로웨이브 조사세기(12.18 W/g), 반응시간(5.1 min)로 산출되었다. 이때 예측 FAME 함량은 각각 98.4, 96.3%로 나타났으며, 실제 실험을 통한 오차율은 0.3% 이하로 나타났다. 따라서 마이크로웨이브를 이용한 바이오디젤의 제조공정에 Box-Behnken 설계를 적용할 수 있을 것으로 사료된다.