• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.554-560
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• 2014

해양오염퇴적물 정화를 위한 몬모릴로나이트의 피복소재 적용성 평가를 위하여 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착특성을 알아보고자 동적흡착, 평형흡착, pH, 흡착제 주입량, 이온경쟁, 타 흡착제 복합사용 그리고 해수에서의 흡착특성을 살펴보았다. 동적흡착실험 결과 50 mg/L의 농도에서는 1시간대에 흡착평형을 나타내었고, 300 mg/L의 농도에서는 3시간대 흡착평형을 나타내었다. Freundlich 모델과 Langmuir 모델을 적용한 결과 다층흡착을 가정한 Freundlich 모델이 $PO{_4}{^{3-}}$의 평형 흡착에 더 잘 부합하였고, $PO{_4}{^{3-}}$의 흡착은 pH가 낮을 때 높은 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서는 OH-가 경쟁관계를 형성함으로 판단된다. 이온 경쟁관계 실험 결과 질산, 황산, 중탄산 모두 몬모릴로나이트의 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착에 영향이 미비한 것으로 나타났다. 몬모릴로나이트는 적니와 제강슬래그를 혼합하여 사용하는 것보다 단일 사용하였을 때 $PO{_4}{^{3-}}$ 제거에 더 효과적이었다. 해수에서의 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착특성을 살펴본 결과 담수에서의 흡착량 보다 높은 결과를 나타내었고 이는 해수 내 존재하는 칼슘이온 등의 결과로 판단된다. $PO{_4}{^{3-}}$ 용출 수조실험결과 몬모릴로나이트 피복 수조는 실험 14일까지 $PO{_4}{^{3-}}$이 측정되지 않았다. 몬모릴로나이트는 수용액중 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착 제거에 효과적인 피복소재로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제35권3호통권99호
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• pp.213-219
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• 2002

녹조 제어를 위하여 수중의 인 제거에 관여하는 CellCaSi의 여러 가지 조건별 인 제거효과를 조사하였다. CellCaSi의 입도에 따른 인 제거효과는 직경 1, 2 그리고 4mm 이하의 3가지 중 1mm 이하의 작은 입자를 사용했을 때 가장 우수하였다. CellCaSi의 인 제거효과는 처리량의 증가에 비례하였다. 수중의 pH 5, 7, 9에서 초기 인 농도 0.20mg/l는 각각 0.09, 0.08및 0.08mg/l로 감소되어 상이한 pH조건에 따른 CellCaSi의 인 제거효과는 큰 차이를 보이지 않았다. CellCaSi에서 용출되는 양이온은 Ca이며, Al과 Fe양이온은 검출되지 않았다. 초기에 급격히 용출된 Ca양이온은 수중의 인과 반응하는 것으로 확인되었다. 초기 인 농도 0.10, 1.0mg/1는 CellCaSi와 Ca, Fe 화합물을 첨가한 처리구에서 8일 후 각각 0.03,0.47mg/l를 기록하며 가장 많이 감소하였다. 이에 따라 인 제거효과는 CellCaSi와 Ca, Fe 화합물을 동시에 처리하였을 때 가장 좋은 것으로 조사되었다. CellCaSi의 처리에 따라 pH가 약간 증가하였고, 전기전도도도 증가되지만 상수원수 기준 허용치 (500${\mu}$S/cm) 이내였다.

• 한국환경과학회지
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• 제13권1호
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• pp.89-97
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• 2004

An author has been known that A-type zeolite supported with silver ions has excellent antibacterial activity. However, it is no research of concern in the antibacterial activity of eluted silver ions. This study tested the elution of silver ions from A-type zeolite silver ions in deionized distilled water and NaNO$_3$ aqueous solution. In NaNO$_3$ aqueous solution of 74mM to 588mM, it was found that the concentration of silver ions and electric conductivity increased with the increasing concentration of sodium ions, and equilibrated at 15 min, and the ion exchange equilibrium coefficient, k, is 1.3${\times}$10$\^$-3/. However, deionized distilled water is not equilibrated to pass 6 months. A-type zeolite sodium ions showed no antibacterial activity. It was found that antibacterial activity was exhibited even at the concentration of 10 nM of eluted silver ions, and E-coli died with the incorporation of 2.43${\times}$10$\^$8/ Ag ion/cell. antibacterial activity of A-type zeolite silver ions were mainly attributed to hydroxyl radical.

• 한국표면공학회지
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• 제50권5호
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• pp.360-365
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• 2017

In this study, ion release and biocompatibility of sintered Ni-Cr-Ti alloy for dental prosthodontics have been researched by corrosion and cell culture test. The microstructures of the alloys were observed by optical microscope, and corrosion behavior was investigated using potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA). Cell culture was carried out using hGf cell in DMEM (Welgene Inc., South Korea) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (Welgene Inc., South Korea) and antibiotic antimycotic solution (Welgene Inc., South Korea). After corrosion and cell culture test, surface morphologies were observed by field-emission scanning electron microscopy. For wettability behaviors, contact angles were measured by wettability test. As the content of Ti increased, the number of pit decreased and the corrosion resistance was improved from anodic polarization test, also, polarization resistance of samples containing Ti remarkably improved as compared with the alloy not containing Ti. The sintered alloy showed a low contact angle due to the pores formed on the surface. The addition of Ti element showed that the cell survival rate was better than that of the control group.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.602-609
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• 2010

간척지 토양에서 대공극 중간층위의 형성이 가지는 제염 촉진 효과를 구명하기 위하여 석탄바닥재를 대공극층으로 가지는 다층토주 (multi-layered soil column)를 만들어 실내 실험을 수행하였다. 시험토양의 투수성을 조사한 결과, 표토층은 초기 $K_{sat}$ 0.25 cm $hr^{-1}$에서부터 240시간 후 투수가 정지하여 $K_{sat}$ 0 cm $hr^{-1}$을 나타내었고 심토층은 초기부터 투수가 되지 않아 $K_{sat}$ 0 cm $hr^{-1}$을 나타내었다. 표토에 5 $cmol_c\;kg^{-1}$의 석고를 혼합한 다층토주의 $K_{sat}$ 값은 표토 30cm+CBA 20 cm+심토 20 cm 토주에서 $0.39{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$를 나타내었고, 표토 30cm+CBA 30 cm+심토 20 cm 토주에서 $0.31{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$을 나타내었다. 반면 대공극층을 가지지 않은 표토 30cm+ 심토 20 cm 토주는 $K_{sat}$ $0.64{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$로 매우 낮은 값을 나타내었다. 다층토주 용출액의 EC가 1 dS $m^{-1}$ 이하로 감소한 시간은 대공극 중간층을 가진 토주가 대공극층이 없는 토주 (표토 30 cm+심토 20 cm)에 비해 크게 짧았다. 다층토주 용출액의 양이온 농도는 심토층을 가진 다층토주는 $Na^+>Mg^{2+}>K^+>Ca^{2+}$ 순으로 높았고, 심토층이 없는 다층토주는 $Na^+>Mg^{2+}>Ca^{2+}>K^+$순으로 높았다. 다층토주의 이온용출 후 표토의 화학성은 모든 토주에서 EC가 0.31 dS $m^{-1}$ 이하로 감소하여 시험전의 33.9 dS $m^{-1}$에 비해 99% 이상 저하되었다. 토양의 치환성 Na는 0.1~0.2 $cmol_c\;kg^{-1}$ 범위로 시험전에 비해 95~96% 감소하였고, 반면 치환성 Ca는 2.56~2.96 $cmol_c\;kg^{-1}$ 범위로 시험 전 대비 98~129% 증가하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권2호
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• pp.165-170
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• 2009

환원상태가 발달된 담수상태의 토양이나 습지생태계에서 $NO_3^-$는 환원상태의 진전을 지연시키는 완충역할을 할 수 있다. 논토양에서 $NO_3^-$가 Fe의 환원과 그에 따른 P의 가용화에 미치는 영향을 조사하였다. 담수 후 10 cm 깊이 토양의 산화환원전위 변화는 $NO_3^-$를 처리한 토양과 처리하지 않은 토양에서 현저하게 달리 나타났으며, $NO_3^-$의 환원이 일어나는 동안에는 산화환원전위가 330${\sim}$360 mV 범위에서 유지되었다. 그리고 이 기간 동안 Fe의 환원은 현저히 억제되었다. $NO_3^-$를 처리한 토양 용액의 $PO_4^{3-}$ 함량은 담수 이후 0.2${\sim}$0.3 mg/L 수준 또는 그 이하로 유지되었으며, 반면 $NO_3^-$를 처리하지 않은 경우에는 담수 후 9일째부터 Fe의 환원과 함께 토양 용액의 $PO_4^{3-}$ 함량이 급격히 증가하였다. 일반적인 토양에서 무기태 P의 상당부분이 Fe 산화물에 고정된 형태 및 Fe와 결합된 형태로 존재하므로 Fe의 환원에 따라서 $PO_4^{3-}$가 함께 용출되는 것이다. 이상의 결과를 보면 토양중의 $NO_3^-$가 $Fe^{2+}$와 $PO_4^{3-}$의 용출을 조절하는 요인인 것으로 확인할 수 있다. 토양 용액중의 $NO_3^-$ 농도가 1 mg/L 이상으로 유지되는 상태에서는 토양의 산화환원전위가 330 mV 이하로 낮아지지 못하며, 따라서 Fe의 환원과 그에 따른 P의 용출 또한 현저히 억제되는 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.52-61
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• 2004

음이온 비소와 양이온 아연 및 니켈로 오염된 토양을 산세척으로 복원하기 위해서 토양세척 파일럿 장비를 이용해서 토양의 물성과 산세척 특성 및 미세토양과 용존 오염물의 발생 특성을 고찰하였다. 비소와 아연 및 니켈의 pH $2{\sim}3$에서 산세척시 황산과 인산은 공존 경쟁 음이온의 존재로 비소의 제거 효율을 높였고, 염산은 비소, 니켈, 아연을 동시에 효율적으로 제거하였다. 세척조에서 화학적 용출은 임계체류시간 이상에서 세척 효율이 일정해졌고, 산에 의한 용출 가능한 존재형태는 교환성 및 산화물 결합과 유기성 결합형태, 그리고 부분적으로 잔류형태였다. 오염 토양의 입도에 따른 과립의 토양입자의 토양세척 효율은 높지만, 미세입자($<74{\mu}m$)는 오염물질의 농집 현상이 일어나서 제거효율이 감소했다. 또한, $<149{\mu}m$ 이하의 미세토양을 물리적 입도 분리시 전체 세척효율이 향상되었다. 따라서, 미세토양의 양이 최소가 되고 화학적 용출이 최대가 되는 세척 효율 교차지점에서 화학적 용출과 미세토양의 분리가 토양세척의 증가된 효율을 보여 주었다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권1호
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• pp.21-27
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• 2018

가용성 및 난용성 염류가 집적된 비닐하우스 토양의 교환성 양이온을 가용성 염류의 사전 제거 처리 없이 pH 7.0의 1 M $NH_4OAc$ 용액으로 추출하여 측정할 경우 비교환성 양이온의 용출로 인해 특히 교환성 Ca과 Mg의 함량이 실제보다 훨씬 과다하게 측정될 수 있다. 본 연구의 결과, 노지 토양의 경우에는 1 M $NH_4OAc$(pH 7.0) 용액으로 추출하여 측정한 교환성 양이온 함량의 합은 pH 7.0에서 측정된 CEC를 초과하지 않았으나 비닐하우스 토양의 경우에는 가용성 염류를 사전에 제거하더라도 CEC의 1.9-2.5배 정도로 과다하게 측정되었다. 가용성 염류를 사전에 제거한 후 pH 8.5의 1 M alcoholic $NH_4Cl$ 용액으로 추출하여 측정한 비닐하우스 토양의 교환성 양이온의 합은 pH 7.0에서 측정된 CEC에 매우 근접하였다. 이와 같은 결과는 pH 8.5의 alcoholic $NH_4Cl$ 용액에서 Ca과 Mg의 탄산염을 포함한 토양 중의 난용성 염류의 용해가 억제되었기 때문이다. 따라서 가용성 염류를 사전에 제거하고 $NH_4OAc$ 용액 대신 alcoholic $NH_4Cl$ 용액으로 교환성 양이온을 추출 정량함으로써 비닐하우스 토양의 교환성 양이온을 보다 정확하게 측정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.228-228
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.189-189
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• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP (metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 따라서 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속 헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대제인 UHMWPE (ultra high molecular polyethylene)의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량을 감소시키기 위하여, 박막 증착전에 질소를 이온주입하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, 또한 Co-Cr 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tester를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에 대한 마모 특성이 향상 되는 것을 확인 할 수 있었다.