• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권3호
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• pp.766-778
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• 2019

본 연구에서는 초임계 공정에 의해 복령피를 추출하였고, 에탄올 복령피 추출물과 비교하여 항염, 미백, 항산화효과를 측정하였다. 또한 선정된 추출물의 제형과 약물전달 펩티드를 활용하여 효율적인 경피투과 방법을 제시하였다. 복령피의 항암, 항염성분으로 알려진 Pachymic acid를 지표성분으로 HPLC 분석 결과 에탄올 복령피 추출물 보다 초임계 복령피 추출물이 2배 이상 높게 추출되는 것으로 나타났다. 복령피의 항산화효과를 확인하기 위하여 DPPH 소거능과 ABTS 소거능은 복령피 에탄올 추출물이 초임계 복령피 추출물보다 더 낮은 농도에서 $IC_{50}$을 나타내었다. 하지만 RAW 264.7 세포 내 NO(Nitric oxide) 생성량을 측정한 결과에서는, 에탄올 복령피 추출물보다 초임계 복령피 추출물이 동일 농도에서 더 낮은 NO 생성량을 나타냈다. 또한 B16 melanoma 세포에 복령피 추출물을 $20{\mu}g/mL$ 농도를 72시간 처리 후 세포 내외 멜라닌 합성을 확인한 결과에서는, 에탄올 복령피 추출물과 초임계 복령피 추출물 모두 효과가 있었으며 초임계 추출물이 더 낮은 멜라닌 함량을 보였다. NO 생성량 실험에서 활용된 RAW 264.7 세포에서는 $800{\mu}g/mL$농도에서도 독성이 나타나지 않았다. 하지만 B16 melanoma 세포에서는 $50{\mu}g/mL$에서도 에탄올 추출물과 초임계 추출물 모두 60 % 미만의 생존율을 나타냈다. 초임계 복령피 추출물을 대상으로 리포좀 제형과 약물전달 펩티드를 활용하여 Franz diffusion cell 실험 결과에서는, 리포좀 제형과 약물 전달 펩티드가 초임계 복령피 추출물을 경피 투과를 증진시켜 주는 것으로 나타났다. 초임계 복령피 추출물이 다양한 효능의 화장품 소재로서 개발될 가능성이 있다고 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권1호
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• pp.9-17
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• 2019

본 연구에서는 천연 보습인자의 구성 성분인 L-${\alpha}$-아미노산을 피부에 주기적으로 반복 도포하여 일반적으로 알려진 보습뿐 만 아니라 L-${\alpha}$-아미노산을 피부 톤과 결의 개선제로 활용하였다. L-${\alpha}$-아미노산의 알킬기(R)의 극성과 비극성에 따라 두 그룹으로 나누어 각질케어 효능을 확인하였다. 그 결과, 극성 알킬기를 갖는 L-${\alpha}$-아미노산 콤플렉스(L-${\alpha}$-아미노산-콤플렉스-1)가 비극성 알킬기를 갖는 L-${\alpha}$-아미노산 콤플렉스(L-${\alpha}$-아미노산-콤플렉스-2)에 비해 21% 향상된 효능을 나타내었다. 임상 실험을 위해 20 - 40대 11인의 여성에게 실험군으로서 L-${\alpha}$-아미노산 콤플렉스-1을 포함한 에멀전을 오른쪽 뺨에 8주간 매일 도포하고 대조군으로서 L-${\alpha}$-아미노산 콤플렉스-1를 포함하지 않은 에멀전을 왼쪽 뺨에 같은 방법으로 도포하였다. 피부 톤의 개선은 $JANUS^{(R)}$ 장비를 통해 측정하고 이미지분석 소프트웨어를 이용하여 분석하였으며, 피부 결의 개선은 phaseshift rapid in-vivo measurement of the skin (PRIMOS)장비를 이용하여 기기적으로 측정하고 분석하였다. 그 결과, 피부 톤 11.7%, 피부 결 6.7%의 개선을 확인하였다. 또한 피험자에게 심미적으로 느껴지는 개선에 대해 설문조사를 실시하여 피부개선의 체감도를 바탕으로 기기측정 결과를 통해 나타난 L-${\alpha}$-아미노산 도포의 효능을 평가하였다. 본 연구 결과를 통해, 약산성(pH 6.5)조건에서 피부 자극을 유발하지 않음과 동시에 생리학적인 개선을 통한 피부 톤과 결의 개선을 기대할 수 있으며, 화장품 소재로서 심미적 만족감을 줄 수 있는 물질로 L-${\alpha}$-아미노산이 활용될 수 있을 것이라 생각된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.293-301
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• 2019

본 연구는 온실의 온도와 $CO_2$농도를 높이기 위해 DME버너용 연료로 DME가스를 사용했을 때 DME 연소가스의 성능을 결정하고 겨울에 상추와 양배추의 엽록소 함량 그리고 무게와 건조무게에 대한 영향정도를 조사하기 위해 수행되었다. 각각 온실1과 온실2에 처방 된 DME-1과 DME-2 처방은 덕트의 평균 DME 유량 $17.4m^3min^{-1}$과 $10.2m^3min^{-1}$으로 구성됐으며, 대조군(DME-3)으로 남겨진 온실3에는 DME 가스가 공급되지 않았다. DME 공급 시간은 각각 주차 별로 1주차는 하루당 0.5시간, 2주차는 1시간, 3주차는 1.5시간, 4주차는 2시간으로 설정하였다. 각각 처방마다 엽록소 함량과 상추와 배추의 건조 전, 후 중량을 측정했으며, 연구결과 무처리구인 온실3과 비교하여 온실1과 온실2의 $CO_2$ 농도는 각각 265%, 174% 증가하였고, 온도의 경우 $4.8^{\circ}C$, $3.10^{\circ}C$ 상승하였다. DME 가스를 제외한 다른 조건이 같은 온실에서 재배된 상추와 양배추의 엽록소 함량과 생체중, 건물중은 온실1에서 (유의적으로) 가장 높았으며, 온실2는 대조구 온실보다 높았다. 이러한 결과는 DME가스 연소에 의한 $CO_2$ 농도 차이에 기인된 것으로 판단된다. 일반적으로 가스연소에 의해 발생되는 유해가스 증상은 나타나지 않았으며 동절기 난방과 $CO_2$ 공급이 동시에 필요할 경우 DME가스가 기존의 경유 또는 LPG 등을 대체할 수 있는 가능성을 확인하였다. 향후 정밀한 연구를 통하여 효율적인 난방방식으로의 검토가 적극 필요하다고 판단된다.

• 식물병연구
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• 제26권4호
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• pp.264-271
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• 2020

이번 연구는 국화에서 문제되는 총채벌레의 종 동정 및 보독 바이러스인 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)를 동시에 확인할 수 있는 진단방법을 개발하였다. 이는 총채벌레 1마리에서 추출한 핵산에 꽃노랑총채벌레 및 대만총채벌레의 ITS2 부분에 특이적인 프라이머와 TSWV 외피단백질(N) 유전자 특이적인 프라이머를 동시에 넣어 reverse transcription-polymerase chain reaction을 수행하여 DNA를 증폭시키는 방법으로 전기영동하여 각각 287, 367, 777 bp의 DNA 단편의 크기를 비교함으로써 총채벌레의 종 동정 및 총채벌레의 TSWV 보독 여부를 동시에 확인할 수 있다. 충청남도 태안 및 경상남도 창원의 국화 시설하우스에서 총채벌레를 포집하여 총채벌레 우점종과 총채벌레의 TSWV 보독율을 조사한 결과, 태안의 국화 시설하우스에서는 꽃노랑총채벌레가 83.7%로 우점하고 있으며 채집된 총채벌레 중 72.9%가 TSWV를 보독하고 있었으며, 창원에서는 꽃노랑총채벌레가 92.2%를 차지하고 있으며 84.0%의 총채벌레에서 TSWV가 진단되었다. 이러한 결과는 Frankliniella occidentalis가 우점종이며 온실의 국화 식물에서 TSWV의 전반에 중요한 역할을 한다는 것을 확인해준다. 이번 연구는 국화 시설하우스에서 총채벌레를 통한 TSWV의 시설하우스내 유입시기 및 확산 경로 등 바이러스의 역학연구를 위한 간편진단법으로 활용 가능함을 예시해준다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.56-65
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• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.723-736
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• 2022

본 연구에서는 금강권역을 대상으로 최대 12개월까지 선행예측이 가능한 월 강수량 예측모형을 구축하였으며, 예측모형 구축에는 다중회귀분석과 인공신경망의 두 가지 통계적 기법을 적용하였다. 예측인자 후보로 NOAA에서 제공하는 글로벌 기후패턴 39종과 금강권역에 대한 기상인자 8종 등 총 47종의 기후지수를 활용하였다. 예측대상월을 기준으로 과거 40년간의 월 강수량과 기후지수와의 지연상관성 분석을 통해 상관도가 높은 기후지수를 예측인자로 활용하여 다중회귀모형 및 인공신경망 모형을 구축하였다. 1991~2021년에 대해 매월 예측결과의 평균값과 관측값과의 적합도를 분석한 결과, 다중회귀모형은 PBIAS -3.3~-0.1%, NSE 0.45~0.50, r 0.69~0.70으로 분석되었으며, 인공신경망모형은 PBIAS -5.0~+0.5%, NSE 0.35~0.47, r 0.64~0.70로, 다중회귀모형에 의해 도출된 예측치의 평균값이 인공신경망모형보다 관측치에 좀 더 근접한 것으로 나타났다. 각 월의 예측범위 안에 관측치가 포함될 확률을 분석한 결과에서는 다중회귀모형이 57.5~83.6%(평균 72.9%), 인공신경망모형의 경우에는 71.5~88.7%(평균 81.1%)로 인공신경망모형 결과가 우수한 것으로 나타났다. 3분위 예측확률을 비교한 결과는 다중회귀모형의 경우에는 25.9~41.9%(평균 34.6%), 인공신경망모형은 30.3~39.1%(평균 34.7%)로 비슷하며, 두 모형 모두 평균 33.3% 이상으로 월 강수량에 대한 장기예측성을 확인 할 수 있었다. 이상과 같이 두 모형의 예측성 차이는 비교적 크지 않은 것으로 나타났으나, 예측범위에 대한 적중률이나 3분위 예측확률로부터 판단할 때 예측성에 대한 월별 편차는 인공신경망모형의 결과가 상대적으로 작게 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.69-80
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• 2021

본 연구는 매년 실시되는 지역안전도 평가제도중 문제점이나 개선을 요하는 사항들을 발굴하여 개선방안을 제시하고자 하였다. 연구의 구성 및 내용을 간략하게 소개하면, 서론인 도입부에서는 2020년도에 행정안전부에서 새롭게 적용한 지역안전도 평가 방법에 대하여 기술하였다. 지자체에서 최종 평가받은 지역안전도 등급에 따른 활용 방안도 소개하였다. 본론에서는 지역안전도 관련 선행 연구자들의 다양한 견해를 요약 기술하였다. 또한 지역안전도의 지표구성, 지수 산출 방법, 현행 지표를 적용함에 있어서 문제점을 도출하였다. 첫째, 재해위험요인 분야의 「사회적 취약성 지표」 "반지하 가구 수"는 "기초생활 수급자 가구 수"로 대체한다. 또한 "비닐하우스 면적"은 "비닐하우스에 거주하는 가구 수, 컨테이너 가구 수, 쪽방촌 가구 수" 등을 합한 자료로 대체하여 평가한다. 둘째, 상습 가뭄재해지역 관리 평가부문은 시군구의 상수도 보급률이 95% 이상인 지자체는 "결측" 처리한다. 수도권 및 도시화가 이루어진 자치단체에는 가뭄재난이 거의 발생하지 않기 때문이다. 셋째, 방재대책추진 대응분야의 「지역자율방재단 활성화」 평가지표 내용에 지역자율방재단과 더불어 안전보안관, 안전모니터봉사단, 재난안전 실버감시단 등의 활동도 평가에 추가한다. 다만 각 지자체 마다 지역자율 방재조직의 명칭이 상이할 수 있기 때문에 재난 예방을 위해 조직되어 활동하는 자율 방재조직이면, 그 활동 실적을 모두 합산하여 평가하는 것이 타당할 것이다. 넷째, 유엔재해위험경감사무국(UNDRR)에서 사용하고 있는 안전도시 평가도구인 스코어카드 평가 항목 중 자연재난과 연관이 깊은 "자연생태계가 제공하는 보호기능 강화를 위한 자연 완충재 보존"항목을 차용한다. 스코어카드 평가는 UNDRR에서 강조하는 "기후 위기와 재해에 강한 도시 만들기"라는 캠페인을 전개하면서 지자체의 재난 복원력(resilience)을 향상시키는 데 초점이 맞추어져 있는 평가 지표이다. 끝으로 "지역안전도"와 "지역안전지수"명칭이 유사하여 지역안전도의 용어를 "자연재난 안전도" 또는 "자연재해 안전도"라는 명칭으로 변경한다. 그래야만 일반인 누구나 지역안전도와 지역안전지수를 구분할 수 있기 때문이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.163-169
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• 2022

본 연구는 딸기재배시 전용 고설베드를 사용하지 않고, 일반 수경재배 시설을 이용하여 코이어 배지를 베드에 올려 재배하는 방법을 구명하기 위해서 실시하였다. 토마토나 파프리카를 재배하는 시설재배 베드에 코이어의 칩과 더스트 비율이 5:5인 코이어 배지 1겹처리(높이 10cm; A), 2겹으로 쌓은 처리(높이 20cm; B), 코이어의 칩과 더스트 비율이 7:3인 코이어 배지 1겹처리(높이 15cm; C)와 대조구로는 딸기 전용 플라스틱 화분(Control) 처리구로 하였다. 생육특성은 코이어 배지 높이별로는 유의성이 없었고, 플라스틱 화분에서 재배한 것이 작은 경향을 보였다. 딸기 잎의 광합성율은 처리별로 14.68-15.76µmol CO₂·m^-2·s^-1로 통계적인 유의성은 없었고, 뿌리의 근활력은 배지 용량이 컸던 C와 B 처리구가 A 처리구와 대조구보다는 높은 것으로 나타났다. 과장과 과폭은 각각4.04-4.13cm와 3.26-3.34cm로 통계적인 유의성이 없었고, 과장과 과폭 비율은 대조구가 1.27로 A-C 처리구의 1.23-1.24보다 뾰쪽한 형태이었다. 딸기 1주당 수확과수는 C 처리구가 4.4개로 가장 적었고, 대조구, A, B 처리구의 6.2-6.5개로 처리간 유의성은 없었다. 상품수량 과수는 A 처리구가 74개로 가장 많았고, C 처리구가 53개로 가장 적었으며, 1주당 수량은 A 처리구가 72.38g으로 가장 컸고, C 처리구가 48.69g으로 가장 작았다. 이와 같은 결과는 딸기재배 시 전용재배 시설을 설치하지 않고, 기존의 토마토나 파프리카 수경재배 시설에서 코이어 배지를 활용하여 딸기재배를 할 수 있다는 것을 나타낸다. 다만 C 처리구에서 수량이 감소한 것은 칩과 더스트 비율이 7:3으로, A와 B 처리구의 칩과 더스트 비율이 5:5와 다른 것이 원인으로 추정되며 칩과 더스트 비율에 따른 추가 연구가 필요하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.485-496
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• 2022

국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.31-38
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• 2023

수자원 오염 그리고 기후변화로 인한 극한의 기상현상으로 물 부족 현상 심화로 공공하수처리 시설의 폐수 배출시 총유기탄 소량(TOC) 기준이 시행되고, 대체 수자원 확보를 위해 하수처리수 재이용에 연구와 관심이 증가하고 있다. 현장에서는 하폐수고도처리로 MBR(membrane bio-reactor)공법을 보편적으로 사용하며, 유기 및 무기 이온 제거 그리고 화학물질의 사용 및 배출이 없다는 친환경적인 장점이 있다. 하지만, 분리막을 사용한 MBR공정은 고농도 활성슬러지 부유물질(mixed liquor suspended solid, MLSS)로 인한 분리막의 막오염(파울링) 현상으로 잦은 막세정 비용 발생의 문제가 있다. 본 연구에서는 분리막 운영시 최대 단점이었던 분리막의 차압 상승, 통수량 저하, 파울링 현상을 개선하고자 i) 공정 개선과 ii) 마이크로버블의 세정 효율을 평가하였다. 기존 MBR공법에 원수가 유입되는 호기조와 MBR조 사이에 침전조를 설치하여 침전조를 거친 상등수가 유입된 분리막조 내부로 마이크로버블을 주입하였다. 마이크로버블은 5개월간 15일 간격으로 마이크로버블 발생장치를 작동(ON), 미작동(OFF)하여 방류수 시료(4L)를 채취 후 TOC를 측정하였다. 침전조를 거친 상등수가 분리막조로 유입하여 원수 MLSS의 95%이상이 제거되어 생물막 등의 오염으로부터 막의 파울링 현상을 1차 방지할 수 있었다. 침전조를 거친 상등수에 마이크로버블의 적용으로 분리막의 차압은 1.6 ~ 2.3배 감소 및 통수량은 최대 1.4배 증가하였다. 마이크로버블의 적용(ON)으로 TOC 제거율은 58% 이상 증가했다. 호기조와 분리막조를 분리 운영함에 따라 침지식 분리막의 파울링 현상을 저감할 수 있고, 추가로 마이크로버블을 적용하여 분리막의 차압, 통수량과 막오염(파울링)이 개선으로 효율적인 고도처리공법을 제시했다.