에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.
초임계 조건에서 제조된 망간산화물이 코팅된 활성탄($Mn_3O_4$/AC)에 의한 납 흡착특성을 규명하기 위해 칼럼실험을 통해 파과특성에 미치는 운전변수의 영향에 관해 실험하였다. 활성탄에 망간산화물을 코팅시킴으로써 물질전달대와 평형흡착량은 대략 2.8배 증가하는 것으로 나타났다. 흡착층 높이의 증가는 수용액이 흡착대에 체류하는 시간을 증가시켜 파과시간, 물질전달대와 평형흡착량을 증가시키는 것으로 나타났다. 칼럼으로 공급되는 유량이 증가함에 따라 수용액으로부터 흡착제로 납이 빠르게 전달되어 접촉되므로 파과시간과 물질전달대가 감소하였다. 유량 증가는 흡착대에서 납의 체류시간을 감소시켜 흡착경계면에서의 확산현상을 감소시키므로 평형흡착량을 감소시키는 것으로 나타났다. 칼럼으로 유입되는 납 농도가 증가하면 흡착제로 전달되는 납의 양이 증가하여 물질전달이 빠르게 완료되므로 파과시간과 물질전달대가 감소하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 압출된 PP sheets를 각기 다른 조사량으로 조사 가교시켜, 겔 분율 차이에 따른 세 종류의 샘플을 만든 다음, 회분식 공정을 통해 초임계 유체 (supercritical fluid) 상태의 $CO_2$를 발포제로 사용하여 발포시켰다. 이때, 겔 분율의 차이 및 고압 반응기 내에서 충진 압력과 충진 시간이 셀 구조에 미치는 영향을 관찰하였다. 다음으로, 발포조건에 따른 셀 구조 변화를 알아보기 위해 발포온도와 발포시간을 변화시키면서 실험하였다. 고분자 샘플 내로 침투한 가스의 양은 겔 분율의 차이에 의한 변화가 거의 없었으며, 충진 압력이 2000 psi 이상일 경우 충진 압력의 영향에도 큰 영향을 받지 않았다. 겔 분율이 낮은 샘플은 발포온도나, 발포시간이 증가함에 따라 셀 크기가 불균일하게 증가하였으나, 겔 분율이 높은 샘플은 높은 발포온도와 발포시간에서도 균일하게 셀 크기를 유지하며 안정한 구조를 나타내었다.
Objectives : The purpose of this study was to investigate the composition of Rehmannia glutinosa's essential oils with Rehmanniae Radix herbal acupuncture Methods : I obtained the essential oils of Rehmannia Radix by hydrodistillation extraction method and supercritical fluid extraction(SFE) method, and then I analyzed those by GC/MS(gas chromatography/mass spectrum). Results : 1. With GC(gas chromatography) and GC/MS(gas chromatography/mass spectrum) analysis. I identified 9 compounds in the Rehmanniae Radix's essential oil obtained through the SFE method. The main compounds were as follows : Hexachloroethane(2.24%), N-Butyl-benzenesulfonamide(2.05%), hexadecanoic acid(1.93%), hexadecanoic acid, ethyl ester(3.49%), 9,12-Octadecadienoic acid(z,z)(2.70%), (9E)-9-Octadecenoic acid(6.14%), ethyl linoleate(4.43%), ethyl oleate(5.80%). 2. I failed to get Rehmanniae Radix's essential oil obtained through the hydrodistillation method. 3. With GC(gas chromatography) and GC/MS(gas chromatography/mass spectrum) analysis. I identified 4 compounds in the Rehmanniae Radix's essential oil obtained through the hydrodistillation method. The main compounds were as follows : Ethylbis(trimethylsilyl)amine(1.04%), 2-(Trimethylsiloxy)benzoic methyl ester(2.65%), Hexadecanoic acid trimethylsilyl ester(12.61%), octadecanoic acid, trimethylsilyl ester(6.28%). Conclusions : The substances by hydrodistillation method may not perfectly match with the substances by supercritical fluid extraction(SFE) method in essential oils extracted form Rehmanniae Radix. But, the main substances was assumed Hexadecanoic acid and octadecanoic acid.
The micron or nano-sized lysozyme as a model protein drug was prepared using solution enhanced dispersion by supercritical fluid (SEDS) process at various conditions (e.g., solvent, temperature and pressure) to investigate the feasibility of pulmonary protein drug delivery. The lysozyme particles prepared were characterized by laser diffraction particle size analyzer, scanning electron microscopy (SEM) and powder X-ray diffractometry (PXRD). The biological activity of lysozyme particles after/before SEDS process was also examined. Lysozyme was precipitated as spherical particles. The precipitated particles consisted of 100 - 200 nm particles. Particle size showed the precipitates to be agglomerates with primary particles of size $1\;-\;5 \;{\mu}m$. The biological activity varied between 38 and 98% depending on the experimental conditions. There was no significant difference between untreated lysozyme and lysozyme after SEDS process in PXRD analysis. Therefore, the SEDS process could be a novel method to prepare micron or nano-sized lysozyme particles, with minimal loss of biological activity, for the pulmonary delivery of protein drug.
초음속 흡입구의 부가항력을 계산하는 효율적인 방법을 개발하였으며 이 방법은 상용 유동 해석 소프트웨어인 STAR-CCM+을 사용한 유동 해석 결과를 이용한다. STAR-CCM+는 다면체 형상의 격자를 이용하여 효율적인 3차원 유동 해석을 수행할 수 있다. 세 가지 형상의 흡입구에 대해 두 가지의 유동 마하수와 여러 유량비 조건에 대한 해석을 수행하고 본 방법을 이용하여 부가항력을 계산하였으며 계산 결과를 풍동시험 결과와 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻었다. 초임계 조건에 대한 초음속 흡입구 주위의 3차원 유동 해석은 비점성 가정을 사용하고 있지만, 점성 효과를 제외한 것이 부가항력 산출에 큰 영향을 주지 않은 것으로 사료되며 적은 격자와 단순한 경계조건의 사용이 가능하여 격자 생성과 유동 해석에 소요되는 노력과 시간의 절약으로 인해 효율적인 부가항력 산출에 기여했다고 판단된다.
초임계 연소에 대한 기초연구로써 축소형 액체 로켓 엔진에서 기체산소/케로신, 기체아산화질소/에탄올 추진제 조합의 정상상태 연소의 분무를 관찰하고 비교하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법을 사용하였으며 실험결과를 분석하기 위해 shadowgraph를 후처리하여 밀도구배강도 이미지를 사용하였다. 정상상태 연소압력이 동일한 조건에서 기체산소/케로신 추진제의 액체 제트 표면의 굴곡이 심하고 분사기 팁 근처에서 급격한 밀도구배를 보이는 것이 관찰되었다. 밀도구배강도의 평균 이미지에서 분무 중심 길이를 도출하였으며 더 낮은 운동량 플럭스 비 조건에서도 기체산소/케로신의 분무중심 길이가 더 짧은 것으로 나타났다.
케로신을 연료로 사용하는 연료 과잉 예연소기는 비평형 연소반응을 하며, 화학평형 해석으로는 정확한 연소가스 물성치 예측이 쉽지 않다. 본 연구에서는 연소 가스 물성치 예측을 위해, 예혼합 대향류 화염 해석을 수행하였다. 케로신 연료의 대표 물성치로 JP10을 선정하였으며, UC San Diego 반응 메커니즘을 사용하여 초임계 조건에서 비평형 연소해석을 수행하였다. 안정적인 화염 확보를 위해 예혼합 추진제의 대향류 화염을 가정하였으며, Huzel의 실험 결과에 비해 온도가 높게 예측 되었다. 이에 따라 비열, 비열비, 분자량 결과에서 차이를 보였으나 화학평형 결과에 비해 실험값과 더 유사한 경향을 보였다.
Objectives : This study was performed to analyze the effective components of essential oil obtained from Yongdamsagantang, which has been efficacious against leukorrhea in gynecologic diseases. Methods : I obtained the essential oils of Yongdamsagan-tang by hydrodistillation extraction method and supercritical fluid extraction(SFE) method, and then I analyzed those by GC/MS(Gas Chromatography/Mass Spectrum). Results : 1. The optimum SFE(Supercritical Fluid Extraction) condition was obtained in the following experiment conditions: pressure 200atm, temperature $45^{\circ}C$, duration of extraction 25minutes. 2. With GC(Gas Chromatography) and GC/MS(Gas Chromato- graphy/Mass Spectrum) analysis, I identified 37 compounds in the Yongdamsagan-tang's essential oil obtained through the SFE method. The main compounds were as follows : 3-Methyl-but-2-enoic acid,2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H -pyrano[3,2-g]chromen-3-yl ester(49.81%), (Z)-6-Pentadecen-1 -ol(3.19%), (-)-Spathulenol(2.40%). 3. I identified 4 compounds in the Yongdamsagan-tang's essential oil obtained through the hydrodistillation method. The main compounds were as follows : 3-Methyl-but-2-enoic acid, 2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H-pyrano [3,2-g]chromen-3-yl ester(2.61%). 4. 3-Methy I-but-2-enoic acid, 2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H-pyrano[3,2-g] chromen-3-yl ester, all were identified in both the SFE method and the hydrodistillation method, but the others were not identified in common. 5. I also conducted an additional test in order to examine the essential oil's antimicrobial action against bacteria. Both MIC(Minimum Inhibitory Concentrations) and MBC(Minimum Bactericidal Concentrations) were $0.125mg/m{\ell}$ against N. meningitidis, however MIC and MBC were $1.0mg/m{\ell}$ in antimicrobial action against 12 different genera of bacteria.
원자력발전 등에 기인한 방사성 오염물질들은 대부분 제염과정을 통하여 방사능과 그 부피를 줄이는데, 물을 주로 사용하는 기존의 방사성 물질 제염방법은 많은 양의 2차 폐기물을 발생시킨다. 본 연구에서는 용매로 이산화탄소의 특성을 이용하여 폐기물 저감에 효과적인 제염 방법을 적용해보았다. 이를 위해 본 연구에서는 우선 원자력 오염물질의 제염 대상을 금속 이온, 금속과 금속산화물로 분류하여 두 가지 방법을 적용하였다. 전자의 경우 계면활성제 킬레이트법을 이용하여 제염하였다. 제염대상 핵종으로는 Sr, Co, Nb, Zr을 선정하였다. Sr과 Co는 각각 핵분열 생성물과 방사화 부식 생성물의 대표 핵종이고 Nb과 Zr은 오염된 방호복에서 가장 많은 방사능을 차지하는 핵종이다. Static Extraction을 통하여 Sr은 최고 97%, Nb과 Co, Zr은 각각 79%, 73%, 64%의 추출율을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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