• 제목/요약/키워드: AH-1

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A Separator with Activated Carbon Powder Layer to Enhance the Performance of Lithium-Sulfur Batteries

  • Vu, Duc-Luong;Lee, Jae-Won
    • 한국분말재료학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.466-474
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    • 2018
  • The high theoretical energy density ($2600Wh\;kg^{-1}$) of Lithium-sulfur batteries and the high theoretical capacity of elemental sulfur ($1672mAh\;g^{-1}$) attract significant research attention. However, the poor electrical conductivity of sulfur and the polysulfide shuttle effect are chronic problems resulting in low sulfur utilization and poor cycling stability. In this study, we address these problems by coating a polyethylene separator with a layer of activated carbon powder. A lithium-sulfur cell containing the activated carbon powder-coated separator exhibits an initial specific discharge capacity of $1400mAh\;g^{-1}$ at 0.1 C, and retains 63% of the initial capacity after 100 cycles at 0.2 C, whereas the equivalent cell with a bare separator exhibits a $1200mAh\;g^{-1}$ initial specific discharge capacity, and 50% capacity retention under the same conditions. The activated carbon powder-coated separator also enhances the rate capability. These results indicate that the microstructure of the activated carbon powder layer provides space for the sulfur redox reaction and facilitates fast electron transport. Concurrently, the activated carbon powder layer traps and reutilizes any polysulfides dissolved in the electrolyte. The approach presented here provides insights for overcoming the problems associated with lithium-sulfur batteries and promoting their practical use.

삼채 추출물의 인슐린 저항성 개선 효과 및 기전 탐색 (Allium hookeri Extract Improves Type 2 Diabetes Mellitus in C57BL/KSJ Db/db Obese Mouse via Regulation of Hepatic Lipogenesis and Glucose Metabolism)

  • 김지수;허진선;최종원;김군도;손기호
    • 생명과학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.1081-1090
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    • 2015
  • 본 연구는 우리나라에서 재배한 삼채 추출물의 주요생리활성 물질을 2형 당뇨 쥐에 투여하였을 때 인슐린 저항성 개선효과와 췌장에서 β-cell의 형태 및 간 조직의 2형 당뇨 관련 단백질의 발현을 확인 함으로써 그 메카니즘을 확인코자 하였다. 특히 TZDS당뇨약 계열로 현재 시판중인 actoz와 활성을 비교 함으로써 그 유효성 정도를 살펴보고자 본 실험을 디자인하였다. 먼저 식이섭취량, 물 섭취량의 경우, Control군은 2형 당뇨 특징인 다식, 다뇨, 다갈의 형태로 증가하였으나, 삼채 추출물 투여로 식이 및 물 섭취량이 감소하는 경향을 보였다. 식이 투여 2시간 후 혈당변화와 OGTT 검사결과, 2형 당뇨인 Control군에서 혈당의 농도가 가장 높았으나 삼채 추출물 8주 경구투여로 인해 안정화되는 것을 확인할 수 있었으며, serum의 glucose농도 또한 삼채 추출물 투여로 2형당뇨 control군에 비해 혈당이 감소한 것을 확인할 수 있었다. HbA1c (당화혈색소)는 2형 당뇨군(control)에서 9% 수치 범위로 고혈당 범위였으나, 삼채 추출물 섭취로 인하여 Positive control군(actoz 투여군) 7% 수준으로 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, insulin농도는 2형 당뇨인 Control군에서 insulin 농도가 1 ng/ml로 가장 낮은 농도였으며, 삼채 추출물 및 SAC 1.5 ng/ml수준으로 insulin수치가 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 혈중 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 수치 모두 시료 투여군에서 혈중 지질관련 인자의 농도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 AH 400군의 경우 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도가 각각 482.86±13.40 mg/dl, 163.56±13.24 mg/dl, 142.04±3.24 mg/dl로 대조군에 비해 약 50% 감소한 결과를 나타내었다. 간장 조직 중 지질 과산화의 함량의 경우, 2형 당뇨인 Control군에서 467.74±1.12 MDA nmole/g of tissue로 삼채 추출물 투여(AH 400)로 319.61±26.98 MDA nmole/g of tissue 로 Normal군과 비슷한 수준으로 혈중 lipid peroxide의 함량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 간장조직을 H&E염색한 결과, Normal군에 비하여 2형 당뇨인 Control군의 간 조직에서 많은 지방적이 나타나 지방간이 확인되었으나, Positive control 및 삼채 추출물 투여에 의해 지방적의 크기와 수가 많이 줄어드는 결과를 얻어 조직학적 검사상 지방간의 소견이 현저히 호전되었으며, 췌장에서 insulin 면역화학 염색 결과 2형 당뇨로 췌도 세포가 거의 손상된 것과는 대조적으로, 삼채 추출물을 투여한 결과 정상군과 유사한 형태의 췌도 세포가 확인되었으며 췌도 세포의 형태가 다양한 정도의 과 형성을 보이는 것이 확인되었다. 또한 간장 조직의 PPARγ, PDK4, SREBP-1, FOX0 1의 발현을 확인한 결과, 발현이 2형 당뇨인 Control군에서 모두 발현이 증가하였으나, 삼채 추출물 투여로 인해 발현 정도가 낮게 나타나 앞서 확인하였던 glucose 및 HbA1c 및 insulin농도의 결과와 상통함을 확인하였다. 이들의 결과로 미루어 볼 때, 삼채 메탄올 추출물의 8주간 경구 투여로 인하여 2형 당뇨에 관여하는 PPARγ 단백질 및 비만 관련 단백질 인자를 조절하였으며, insulin농도 및 식후 혈당조절에도 도움을 주는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 췌장의 insulin 면역화학염색 결과, 췌도 세포 형태 및 insulin 합성에도 긍정적인 역할을 하는 것으로 미루어 보아 2형 당뇨에 대한 치료효과가 큰 것으로 사료 된다.

신개발 레진 계열 봉함제의 생체친화성에 관한 연구 (In Vivo Study on the Biocompatibility of New Resin-based Root Canal Sealers)

  • 김용범;백승호;배광식
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제27권2호
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    • pp.122-134
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    • 2002
  • 목적 : 근관 치료의 최종 목적인 근관계의 영구적인 충전을 위해 사용되는 근관 봉함제는 많은 연구와 개선을 거쳐서 현재는 다양한 성분의 봉함제가 시판되고 있다. 이중에서 레진이 주성분인 봉함제는 조작이 편리하고 흐름성이 좋으며 근관의 벽에 높은 밀폐성을 보이고 충분한 작업시간과 높은 방사선 불투과성을 가지는 장점을 가짐에도 불구하고 높은 초기 생체 독성을 나타내는 단점을 가지고 있다. 본 실험에서는 기존의 상용화된 제품 중 레진이 주성분인 두 종류의 봉함제(AH 26, AH plus)와 산화아연이 주성분인 봉함제(Pulp Canal Sealer EWT)와 국내에서 새로이 개발한 제품으로서 레진이 주성분인 두 종류의 봉함제(Adseal-1,2)를 생체조직에 매식하여 국소적인 반응을 비교하여 생체친화성을 알아보고자 하였다. 방법 : 수종 봉함제의 생체 친화성을 알아보기 위하여 64마리의 Sprague-Dawley rat을 사용하였다. 봉함제의 피하조직 매식을 위해 길이와 직경이 각각 5와 1.5mm인 폴리에틸렌 테프론 관을 사용하였으며 이를 에탄올과 증류수로 세척 한 후 고압증기멸균을 시행하였다. Rat에 대하여 케타민으로 복강내 마취를 시행한 후 배부를 면도하고 iodine으로 소독한 다음 네 곳에 절개를 시행하였으며 blunt dissection을 통해 깊이 10mm이상의 피하조직 pocket을 형성하였다. 각각의 봉함제를 제조사의 지시 에 따라 혼합 후 즉시 멸균된 테프론 관에 주사기를 이용하여 담은 다음에 봉함제가 흐르지 않게 유의하며 pocket내로 삽입하였으며 이때 16개의 관을 대조군으로 사용하기 위해 봉함제를 넣지 않은 상태로 삽입하였다. 이 후 절개 부위를 surgical gut suture로 봉합하였으며 1주일 후에 발사하였다. Rat을 1, 2, 4, 12주 후에 각 군 당 세 마리 씩 에테르 흡입을 통해 희생하였으며 이 때 한 마리씩의 대조군도 포함시켰다. 이 후 매식된 관을 주위 조직과 함께 제거하고 포르말린에서 48시간 고정시킨 후 파라핀에 포매한 다음에 micro-tome을 사용하여 6$\mu\textrm{m}$로 serial section을 시행하였다. 정중선 부위의 시편에 Hematoxylin-Eosin staining을 시행한 후 Olsson, Orstavik 그리고 Mjor 등의 방법에 따라 조직학적 변화를 관찰한 후 slight(1), moderate(2), severe inflammation(3)의 단계로 분류하였다. 얻어진 결과를 통계처리 프로그램인 Jandel사의 Sigmastat을 이용하여 Kruskal Wallis Test로 통계처리를 하였다. 결과 : (Table omitted) 결론 : 1) Pulp Canal Sealer를 제외한 모든 군에서 시간이 지남에 따라 유의성 있게 염증이 감소되는 양상을 보였다(p<0.05). 2) Pulp Canal Sealer는 1주, 2주, 12주에서 강한 염증반응을 보였다. 3) AH 26과 AH Plus에서는 1주, 2주에서 강한 염증반응을 보였으나 12주에서는 염증반응이 감소하였다. 4) 새로 개발된 봉함제 Adseal-1,2는 1주, 2주에서는 가장 약한 염증반응을 보이나 4주, 12주 후에는 AH Plus와 비슷한 수준의 염증 반응을 보였다. 5) Pulp Canal Sealer를 제외한 모든 군에서 인정할 만한 생체친화성을 보였다. 6) Adseal-2가 Adseal-1에 비하여 전반적으로 낮은 염증반응을 보였다. 7) 각 군간 결과의 차이에 통계적 유의성은 없었다(p>0.05).

졸-겔법에 의해 제조된 LiMPO4(M = Fe, Mn) 양극 활물질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of LiMPO4(M = Fe, Mn) Synthesized by Sol-Gel Method)

  • 김재광;백동호;신용조;안주현;서양곤;김지수;윤석준;조명훈
    • 전기화학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.120-124
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    • 2008
  • 리튬이차전지의 양극 활물질로 카본 코팅된 $LiFePO_4$$LiMn_{0.4}Fe_{0.6}PO_4$를 졸-겔방법으로 합성하였다. 제조된 양극 활물질을 X-선 회절분석과 주사전자현미경을 통하여 불순물이 존재하지 않으며 기공이 잘 발달되어 있다는 것을 확인하였다. 액체전해질을 사용하여 0.1 C-rate의 전류밀도에서 충방전하였을 경우 $LiFePO_4$는 132 mAH/g, $LiMn_{0.4}Fe_{0.6}PO_4$는 145 mAh/g의 방전용량을 각각 나타내었다. 전기방사에 의해 만들어진 겔 고분자 전해질을 사용하였을 경우에 $LiFePO_4$$LiMn_{0.4}Fe_{0.6}PO_4$는 각각 114, 130 mAh/g의 우수한 방전용량을 나타내었다.

Electrochemical Behavior of TiO2 Nanotube/Ti Prepared by Anodizing for Micro-Lithium Ion Batteries

  • Park, Soo-Gil;Yang, Jeong-Jin;Rho, Jin-Woo;Kim, Hong-Il;Habazaki, Hiroki
    • 전기화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.13-17
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    • 2014
  • The $TiO_2$ nanotube/Ti electrode are used as an anode in thin-film lithium microbatteries is known to have high oxidation-reduction potential of 1.8 V (vs. $Li/Li^+$). It can prevent from dendrite growth of lithium during charging. The $TiO_2$ nanotube/Ti electrode was prepared by anodizing at constant voltages for thin-film lithium microbatteries. The capacities of $TiO_2$ nanotube/Ti anode prepared by anodizing at 10 V, 20 V and 30 V were observed to be $23.9{\mu}Ah\;cm^{-2}$, $43.1{\mu}Ah\;cm^{-2}$ and $74.0{\mu}Ah\;cm^{-2}$. We identified it was found that the capacity of $TiO_2$ nanotube/Ti increases with increasing anodizing voltage and the anatase structure of $TiO_2$ nanotube/Ti compared with amorphous structure has batter cycle performance than amorphous $TiO_2$ nanotube/Ti.

리튬 2차 전지용 고용량 스피넬계 양극물질 연구 (A study on the Spinel phase cathode materials with high capacity for lithium secondary batteries)

  • 홍기주;선양국
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.106-108
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    • 2001
  • As 3V cathode material, a new doping spinel material, LiMn1.6Se0.4O4 powder with a phase-pure polycrystalline was synthesized by a sol-gel method. In spite of Jahn-teller distortion in 3V region($2.4{\sim}3.5V$), the LiMn1.6Se0.4O4 electrode shows no capacity loss. The material in the 3V region initially delivers a discharge capacity of 100mAh/g which increase with cycling to reach 105mAh/g after 90cycles. And 5V cathode material LiNi0.5-xMxMn1.5O4(M=Cr, V, Fe) compounds have been synthesized by sol-gel method. a series of electroactive spinel compounds, LiNi0.5-xMxMn1.5O4(M=Cr, V, Fe) has been studied by crystallographic and electrochemical methods. The material presents only one plateau at around 4.5 V vs. Li/Li+ with a large discharge capacity of 152mAh/g and fairly good cyclability.

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전기방사를 이용한 석유계 피치가 코팅된 Si/C Fiber의 전기화학적 성능 (Electrochemical Performances of Petroleum Pitch Coated Si/C Fiber Using Electrospinning)

  • 윤재웅;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권3호
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    • pp.439-445
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    • 2022
  • 본 연구에서는 전기방사를 이용해 제조한 Si/C Fiber 표면에 실리콘과 석유계 피치를 코팅하여 전지의 용량 안정성을 개선하고자 하였다. TEOS와 PAN을 전기방사 Fiber의 전구체로 사용하여 DMF에 용해해 방사하였다. 전기 방사된 Fiber는 탄화, 환원, 피치 코팅 공정의 특성을 분석하여 최적 공정을 조사하였으며, TEOS와 PAN의 비율에 따라 제조한 음극 소재의 성능을 평가하였다. 탄화/환원 공정 후의 TEOS : PAN = 4 : 6 (CR-46)로 제조된 음극 복합 소재는 657 mAh/g의 용량을 보여주었다. 전기화학적 성능을 개선하기 위하여, CR-46 표면에 실리콘과 석유계 피치를 코팅하였다. 피치의 조성을 10 wt%로 고정하였을 때, 실리콘의 함량이 증가할수록 용량은 개선되지만, 안정성은 저하됨을 알 수 있었다. 실리콘의 조성을 10 wt%로 제조한 음극 복합 소재는 982.4 mAh/g의 높은 용량과 86.1%의 용량 안정성을 확인할 수 있었다. 고속 충·방전 특성을 분석하기 위한 율속 테스트에서는 80.2%의 용량비(5C/0.1C)를 나타내었다.

Effects of Pahs and Pcbs and Their Toxic Metabolites on Inhibition of Gjic and Cell Proliferation in Rat Liver Epithelial Wb-F344 Cells

  • Miroslav, Machala;Jan, Vondracek;Katerina, Chramostova;Lenka, Sindlerova;Pavel, Krcmar;Martina, Pliskova;Katerina, Pencikova;Brad, Upham
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.56-62
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    • 2003
  • The liver progenitor cells could form a potential target cell population fore both tumor-initiating and -promoting chemicals. Induction of drug-metabolizing and antioxidant enzymes, including AhR-dependent CYP1A1, NQO-1 and AKR1C9, was detected in the rat liver epithelial WB-F344 "stem-like" cells. Additionally, WB-F344 cells express a functional, wild-type form of p53 protein, a biomarker of genotoxic events, and connexin 43, a basic structural unit of gap junctions forming an important type of intercellular communication. In this cellular model, two complementary assays have been established for detection of the modes of action associated with tumor promotion: inhibition of gap junctional intercellular communication (GJIC) and proliferative activity in confluent cells. We found that the PAHs and PCBs, which are AhR agonists, released WB-F344 cells from contact inhibition, increasing both DNA synthesis and cell numbers. Genotoxic effects of some PAHs that lead to apoptosis and cell cycle delay might interfere with the proliferative activity of PAHs. Contrary to that, the nongenotoxic low-molecular-weight PAHs and non-dioxin-like PCB congeners, abundant in the environment, did not significantly affect cell cycle and cell proliferation; however both groups of compounds inhibited GJIC in WB-F344 cells. The release from contact inhibiton by a mechanism that possibly involves the AhR activation, inhibition of GJIC and genotoxic events induced by environmental contaminants are three important modes of action that could play an important role in carcinogenic effects of toxic compounds. The relative potencies to inhibit GJIC, to induce AhR-mediated activity, and to release cells from contact inhibition were determined for a large series of PAHs and PCBs and their metabolites. In vitro bioassays based on detection of events on cellular level (deregulation of GJIC and/or proliferation) or determination of receptor-mediated activities in both ?$stem-like^{\circ}{\times}$ and hepatocyte-like liver cellular models are valuable tools for detection of modes of action of polyaromatic hydrocarbons. They may serve, together with concentration data, as a first step in their risk assessment.

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PVDF 전구체를 이용한 탄소 도포 실리콘 재료의 개발 및 리튬이차전지 음극특성 (Development of Silicon Coated by Carbon with PVDF Precursor and Its Anode Characteristics for Lithium Batteries)

  • 도칠훈;정기영;진봉수;김현수;문성인;윤문수;최임구;박철완;이경직
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.636-643
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    • 2006
  • Si-C materials were synthesized by the heating the mixture of silicon and polyvinylidene fluoride (PVDF). The electrochemical properties of the Si-C materials as the high capacitive anode materials of lithium secondary batteries were evaluated by the galvanostatic charge-discharge test through 2032 type $Si-C{\mid}Li$ coin cells. Charge-discharge tests were performed at C/10 hour rate(C = 372 mAh/g). Initial discharge and charge capacities of $Si-C{\mid}Li$ cell using a Si-C material derived from PVDF(20wt.%) were found to be 1,830 and 526 mAh/g respectively. The initial discharge-charge characteristics of the developed Si-C electrode were analyzed by the electrochemical galvanostatic test adopting the capacity limited charge cut-off condition(GISOC). The range of reversible specific capacity IIE(intercalation efficiency at initial discharge-charge) and IICs(surface irreversible specific capacity) were 216 mAh/g, 68 % and 31 mAh/g, respectively.