• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.237-244
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• 2015

시멘트는 건설 산업의 발전과 비례하여 눈부신 발전을 이루었다. 그러나 이산화탄소의 발생량 또한 매우 치명적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이산화탄소의 배출이 적은 시멘트의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 대체제로 소성과정이 없어 에너지 손실률이 낮으며 이산화탄소의 배출량이 적은 비소성 시멘트(Non-Sintered Cement, 이하 NSC) 모르타르를 개발하고자 하였다. 산업 부산물인 고로슬래그 미분말(Granulated ground Blast Furnace Slag, 이하 GBFS)에 이를 활성화시키기 위한 자극제를 배합하였다. 그리고 GBFS와 자극제의 배합비율이 어떠한 양생조건에서 우수한 지를 알아보기 위해 각각의 양생조건에 따른 휨 및 압축강도, 그에 따른 수화 반응 생성물과 메커니즘을 알아보기 위해 SEM, XRD 실험을 진행하였고, 또한 화학저항성, pH측정, 염화물 이온 침투 저항성 및 탄산화 촉진실험을 실시하여 내구성을 알아보았다. 실험 결과 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 전체적으로 우수한 특성과 내구성을 보여주었고, 콘크리트 2차 제품으로 개발하여 경제성 향상, 친환경적인 제품 생산, 환경문제 및 에너지 절약에 큰 이바지를 할 것으로 기대된다.

• 치위생과학회지
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• 제15권4호
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• pp.437-444
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• 2015

본 연구는 시판중인 국내외 제조 플레인 탄산수 5종을 선정하여 우치 법랑질 침식 및 그에 따른 세균 침착 정도를 확인하였다. 탄산수에 시편을 침지 후 용출된 칼슘 농도를 측정하고, SEM을 이용하여 법랑질 표면의 침식을 관찰하였다. 이 후 S. mutans 균과 S. sorbinus 균이 접종된 배지에 시편을 함께 배양하여 침식된 시편의 세균 침착 정도를 확인하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 실험에 사용된 탄산수 5종은 수소이온농도가 pH 5.5보다 낮았고, 치아의 탄산수 침지 후 칼슘의 용출이 확인되었다. SEM을 이용한 치면 침식 분석 결과, 칼슘 용출은 탄산수에 의한 법랑질 침식이 원인임을 확인하였고, 두 분석 방법을 통해 인공 탄산수와 광천수간의 뚜렷한 침식 활성 차이는 관찰되지 않았다. 또한 탄산수에 의해 유발된 치아 침식으로 치면 세균 침착이 용이해지는 것으로 확인되었다. 이런 결과들로부터 탄산수 음용 시 치아 침식이 유발될 수 있으며 그에 따른 구강 내 세균 침착이 가중될 수 있으므로, 탄산수 음용 시 치아 침식 가능성에 대한 소비자의 인식이 필요하며, 탄산수를 물 대체음료 정도로 생각하기보다는 무가당 콜라와 같은 탄산음료에 준하는 범주로 포괄하여 음용하는 것이 바람직하다고 생각된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.116-116
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• 2018

부식은 재료와 사용 환경과의 상호작용에 의한 결과로서 일반적으로 두께의 감소와 균열의 발생 및 파손 등의 문제로 나타난다. 특히 사용환경 중에서 해수 분위기는 금속의 부식에 가장 유리한 조건이다. 따라서 해양환경 중 항만이나 조선 및 해양 산업 등에 많이 이용되는 강 구조물은 이에 대응하기 위하여 도장방식이나 음극방식을 사용하고 있다. 여기서 음극방식은 피방식체를 일정전위로 음극 분극하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 전기적으로 연결하여 방식하는 방법이다[1]. 한편, 해수 중에서 이와 같은 원리로 음극방식 할 경우에는 피방식체인 강재표면에 부분적으로 칼슘 또는 마그네슘 화합물 등의 생성물이 부착하는 현상을 볼 수 있게 된다. 이와 같이 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)및 탄산칼슘($CaCO_3$)을 주성분으로 하여 석출되는 석회질 피막(calcareous deposits)은 피방식체에 유입되는 음극방식 전류밀도를 감소시켜 주거나 물리적 장벽의 역할을 함으로써 외부의 산소와 물 등 부식환경으로부터 소지금속을 보호한다[2]. 그러나 석회질 피막은 소지금속과의 결합력, 막의 균일한 분포, 내식성 및 제작시간의 단축 등 해결해야 할 과제가 있다. 또한 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 전착프로세스를 통해 해수 중 기체를 용해시켜 석회질 피막을 제작하고 막의 결정구조 제어 및 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판(Steel Substrate)은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)을 사용하였으며, 외부전원은 정류기(Rectifier, xantrex, XDL 35-5T)를 사용하여 3 및 $5A/m^2$의 조건으로 인가하였다. 양극의 경우에는 해수에 녹아있는 이온 이외에 다른 성분들이 환원되는 것을 방지하기 위해 불용성 양극인 탄소봉(Carbon Rod)을 사용하였다. 이때 석출속도, 밀착성 및 내식특성 향상을 위해 해수에 주입한 기체의 양은 0.5 NL/min였으며, 기판 근처에 고정하여 음극 부근에서의 반응을 유도하였다. 각 조건별로 제작된 막의 표면 모폴로지, 조성원소 및 결정구조 분석을 실시하였으며, 석회질 피막의 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 규격에 따른 테이핑 테스트(Taping Test, ISO 2409)와 3 % NaCl 용액에서 전기화학적 양극 분극 시험을 진행하여 제작된 막의 내구성과 내식성을 분석-평가하였다. 시간에 따른 전착막의 외관관찰 결과 전류밀도의 증가와 함께 상대적으로 많은 피막이 형성되었고, 용해시킨 기체에 의해 더 치밀하고 두터운 피막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 성분 및 결정구조 분석 결과 $Mg(OH)_2$ 성분의 Brucite 및 $CaCO_3$ 성분의 Calcite 및 Aragonite 구조를 확인하였으며, 용해시킨 기체의 영향으로 $CaCO_3$ 성분의 Aragonite 구조가 상대적으로 많이 검출되었다. 밀착성 및 내식성 평가를 실시한 결과 해수 중 용해시킨 기체에 의해 제작한 시편의 경우 견고하고 화학적 친화력이 높은 Aragonite 결정이 표면을 치밀하게 덮어 전해질로부터 산소와 물의 침입을 차단하는 역할을 하여 기체를 용해시키지 않은 3 및 $5A/m^2$ 보다 비교적 우수한 밀착성 및 내식 특성을 보이는 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.481-486
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• 2020

삼척항 내 표층 퇴적물에 대한 지화학적 특성을 파악하기 위하여 입도, 유기물 및 중금속 분포 특성을 조사하였다. 삼척항 퇴적물은 sand, silt, clay가 혼재된 특성을 보였으며, 내항에는 세립질이 우세하였고, 외항에는 조립질이 우세한 것으로 나타났다. 표층 퇴적물의 유기물(COD, TOC, IL) 오염정도는 내항이 외항보다 더 심한 것으로 나타났으며, 총질소 및 총인 농도도 내항이 더 높은 것으로 나타나고 있다. 또한 중금속 농도도 외항보다 내항에서 더 높았다(As 제외). 내항 표층 퇴적물의 높은 유기물 농도 및 C/N비로 보아 육상 유래 유기물의 오염 기여가 큰 것으로 판단된다. 표층 퇴적물의 입도, 이화학적 성분, 중금속 간의 상관성 분석에서 silt-clay는 중금속과 높은 상관성을 보였고, 유기물 지표와 중금속간의 상관성도 대체적으로 높게 나타났다. 중금속 연속추출결과에 따르면 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd 및 As는 이온교환, 탄산염, 산화물 형태를 합한 평균 존재비가 각각 14.8, 49.8, 39.1, 32.2, 51.8 및 26.6%이었다.

• 미생물학회지
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• 제30권5호
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• pp.391-396
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• 1992

광자가영양이며 질소고정는을 갖는 사상체의 남조 Anabaena variabilis ATCC 29413 Allen & Arnon (1/8) 의 무질소 최소배지에서 배양하여, 이형세포를 유도하고 생장과 질소고정활성의 변화와 각종 조절요인의 영향을 분석하였다. 질소결핍의 배지에서 생장과 질소고정활성의 증가율은 비례하였고, 생장에 따한 배지내 질산 ($NO^{3}$-N) 의 축적을 보였으며, 배양 6일 후에도 생장은 지속되었으나, 질소고정은 최대활성을 보인후 급격한 감소를 보여 질산의 저해농도와 일치하였다. 중요 환경요인의 영향은 혐기적 조건, 10,000 lux pH 8 및 $30^{\circ}C$ 에서 최적의 생장과 활성을 보였고, 질소화합물은 0.1 mM 이상의 저농도에서 현저히 활성을 저해하였으며, 탄산은 5 mM 에서 활성을 촉진하였으나 보다 높은 농도에서 저해를 보였다. 내염성을 NaCl 20mM 이하이었고 중금속이온은 $Hg^{2+}$>$Cd^{2+}$> $Co^{2+}$>$Zn^{2+}$>$Pb^{2+}$의 순으로 0.3~10 ppm 의 범위에서 활성을 저해하였다. 탄수화물은 0.5-1.0% 에서 생장과 활성을 촉진하였고, 설탕>과당>포도당의 순이었다.

• 대한화학회지
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• 제35권4호
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• pp.414-421
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• 1991

천연규산 알루미늄광인 힐로이사이트 광물로부터 고순도 ${\alpha}-Al_2O_3$를 합성하기 위해 황산용액을 사용한 습식합성법을 이용하였다. 추출된 황산 알루미늄 용액내에 존재하는 각종 불순물을 제거하기 위해 각 금속이온의 수산화물과 탄산화물의 형성을 고려, pH에 따른 용해도곡선을 도시하였다. 이를 기초로 ${\alpha}-Al_2O_3$의 전구물질인 순수한 암모니움 명반은 pH = 1.5∼2.5에서, 수산화 알루미늄은 pH = 6∼8에서 각각 합성하였으며, 이로부터 얻어진 ${\alpha}-Al_2O_3$의 순도는99.7${\%}$와 99.0${\%}$였다. 여기서 불순물에 대한 정제효과는 암모니움 명반으로부터 합성된 경우(Na = 0.047${\%}$, Si = 0.092${\%}$)가 수산화 알루미늄으로부터 합성된 경우Na = 0.29${\%}$, Si = 0.12${\%}$)보다 매우 높은 결과를 보였다.

• 분석과학
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• 제33권6호
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• pp.274-284
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• 2020

액체시료 중 89Sr와 90Sr을 자동핵종분리장치를 이용하여 Sr-resin으로 분리-정제하고, 액체섬광계수기(LSC)로 동시 분석하는 방법을 연구하였다. 액체시료 0.5 kg 중 방사성스트론튬을 탄산염 형태로 농축하고, Sr-resin 2 mL (Bed volume)으로 분리하였다. 유량이 최대 1 mL min-1까지 가능한 중력법과, 유량 2 mL min-1, 4 mL min-1 조건에서, Sr과 방해이온들의 거동을 평가하였다. LSC를 이용해 섬광용액을 혼합하지 않은 Cerenkov mode와, 섬광용액을 혼합한 Scintillation mode에서 측정한 결과를 이용해 정제된 89Sr와 90Sr의 방사능을 동시에 분석하였다. 표준선원을 이용해 90Sr/89Sr의 방사능 비가 1:1, 1:2, 1:5 되도록 탈염수를 이용해 모의시료를 준비하였고, 89Sr 방사능은 0.5~10 Bq kg-1, 90Sr 방사능은 0.5~50 Bq kg-1의 범위이다. Sr의 회수율은 68~94 %이고, 89Sr의 상대편의는 -5~20 %, 90Sr 방사능의 상대편의는 -10~10 %로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.20-29
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• 2022

이 연구에서는 ME 방식 3D 프린터로 출력한 시멘트 복합체의 내구성을 개선하기 위해 PDMS, 규산나트륨, 표면강화재를 침지 후 도포하는 방식으로 후처리 하였으며 각각의 내구성 개선 정도를 평가하였다. 그 결과, 모든 평가에서 후처리 한 시험체의 내구성능이 그렇지 않은 시험체에 비해 내구성이 개선되는 경향을 나타냈다. 내흡수성과 염소이온 침투 저항성, 탄산화 저항성의 경우 PDMS로 후처리 했을 때 후처리 하지 않은 시험체에 비해 각각 평균 36.3 %, 77.1 %, 50.4 % 개선되어 가장 우수한 것으로 나타났으며 내동해성의 경우 규산나트륨으로 후처리 했을 때 평균 47.5 % 개선되어 가장 우수한 것으로 나타났다. 3D 프린팅용 시멘트 복합체의 후처리 용액 중 대체로 PDMS가 우수한 것으로 나타났으나 이 연구에서 제안한 바와 같이 침지 후 도포하는 후처리 방식은 3D 프린터로 출력한 시멘트 복합체 구조물에 실질적으로 적용하기 어려울 수 있으므로 시공성을 고려한 성능개선재료에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제57권4호
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• pp.387-396
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• 2024

고준위방사성폐기물(High-level radioactive waste, HLW) 지층처분은 지하 심부의 안정한 지층에 폐기물을 영구 격리하는 것이다. 전 세계적으로 고준위방사성폐기물의 지층처분 암종으로 결정질암과 더불어 낮은 투수성을 가지며 이온을 흡착하여 핵종의 이동을 억제할 수 있는 점토광물을 다량 포함하는 이암(실트암과 점토암)이 고려되거나 선정 되고 있다. 국내의 다수 육상퇴적분지에 이암이 분포되어 있으나 지층처분 암종 평가를 위한 암상 및 광물학적 연구는 매우 부족한 상황이다. 본 연구에서는 한국지질자원연구원에서 지층처분 암종 평가를 위하여 시추한 진주층 시추공(JBH-1, 7-754 m)의 이암의 분포 양상과 광물 조성을 연구 하였다. 더불어 고준위방사성폐기물 처분장으로 선정되어 다학제적 연구가 진행 중인 스위스 Opalinus Clay와 비교 분석하였다. 40% 이상의 점토광물을 포함하는 점토암은 진주층 시추공의 상부(7-350 m)에 두꺼운 두께로 다수 협재하는 특징을 보인다. 진주층 점토암의 점토광물 특성은 심도에 따른 변화를 보이지 않으나 장석 및 탄산염 광물의 함량과 조성은 차이를 보인다. 이러한 광물 특성 변동은 핵종 거동에 영향을 미치는 공극수의 조성과 암석역학적 특성 등에 심도별 차이를 야기할 수 있다. 진주층 점토암의 점토광물 함량은 Opalinus Clay와 유사하나 점토광물 조성에서 차이를 보인다. Opalinus Clay는 스멕타이트/일라이트 혼합층 광물을 포함하는 반면에 진주층 점토광물은 높은 매몰 온도에서 변질되어 형성된 일라이트가 우세하게 관찰된다. 본 연구 결과들은 국내 고준위방사성폐기물의 지층처분 암종 연구에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권5호
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• pp.211-216
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• 2018

폐니켈수소전지에 함유된 희토류들의 회수는 자원 재활용을 위한 중요한 이슈 중의 하나이다. 본 논문에서는 폐니켈수소전지에 함유된 주요 희토류 성분 중의 하나인 란탄의 회수와 산화물로 전환되는 메커니즘 연구를 위하여, 재활용 공정에서 확보되는 희토류 침전물($NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O$, RE = La, Nd, Ce)과 같은 단일 조성의 $NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$ 분말을 합성하였다. 합성된 분말은 $70^{\circ}C$에서 진행된 탄산나트륨과의 이온치환반응을 통해 판상형의 $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ 결정상을 나타냈으며, 비교를 위해 상온에서 진행된 치환 반응을 진행하였다. 이후 산화란탄 합성을 위해 TG 분석 결과를 바탕으로, $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ 분말을 $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 및 $1000^{\circ}C$에서 후열처리를 진행하였으며, 이에 따른 결정구조의 변화를 분석하였다. FESEM 결과 본 연구에서 합성된 각각의 분말들은 각기둥($NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$), 판상($La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$) 및 특정 형상 없이 불규칙적으로 응집된 형태($La_2O_3$)를 나타내었다.