• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권6호
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• pp.404-413
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• 2023

In this research, we studied the development of a SUS304 microneedle array based on microfabrication technology and the applicability of Parylene-C thin film, a medical polymer material. First of all, four materials commonly used in the field of medical engineering (SUS304, Ti, PMMA, and PEEK) were selected and a 5 ㎛ Parylene-C thin film was deposited. The applicability of Parylene-C coating to each material was confirmed through SEM analysis, contact angle measurement, surface roughness(Ra) measurement, and adhesion test according to ASTM standards for each specimen. Parylene-C thin film was deposited based on chemical vapor deposition (CVD), and a 5 ㎛ Parylene-C deposition process was established through trial and error. Through characteristic experiments to confirm the applicability of Parylene-C, SUS304 material, which is the easiest to apply Parylene-C coating without pretreatment was selected to develop a microneedle array based on CNC micromachining technology. The CNC micromachining process was divided into a total of 5 steps, and a microneedle array consisting of 19 needles with an inner diameter of 200 ㎛, an outer diameter of 400 ㎛, and a height of 1.4 mm was designed and manufactured. Finally, a 5 ㎛ Parylene-C coated microneedle array was developed, which presented future research directions in the field of microneedle-based drug delivery systems.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.408-417
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• 2023

This study aimed to investigate the effects of an aquaponics system utilizing catfish recirculating water on the growth and water quality in lettuce and chicory cultivation. After 60 d of catfish cultivation in the BFT-AP, the survival rate was 96.0% and average weight gain was 178.5 g. The WGR grew by 241.4% and the SGR was 3.0%. A comparison between lettuce and chicory cultivation using BFT-AP and hydroponics revealed significant increases in shoot height, leaf count per week, and biomass of the cultivated lettuce and chicory. The SPAD values also increased significantly by 15.4-43.3%. Water quality analysis of the BFT-AP systems and crop cultivation beds showed significant differences, except for K and Na. The average NO₃^- concentration in the sediment pond was significantly higher at 45.3±1.0. Comparison of water temperature, pH, EC, DO, and ORP in the BFT-AP system and crop cultivation beds revealed similar monthly water temperatures from July to September. The pH in the catfish culture pond was 0.3-1.2 lower than that in the crop cultivation beds, and the EC was approximately 0.01- 0.03 dS/m lower in the catfish culture pond than the crop cultivation beds. The monthly average ORP in the catfish culture bed steadily increased to 479.9 mV in October. Bacillus velezensis (AFB2-2) and Chlorella fusca (CF) were applied to the biological activation bed; the population density of CF showed a continuous increase, whereas that of AFB2-2 decreased after 15 d and gradually increased thereafter. Thus, the application of the recirculating aquaponics cultivation technology with catfish (BFT) enhances catfish cultivation and promotes the growth of lettuce and chicory. Therefore, it is considered suitable for the environment-friendly cultivation of lettuce and chicory.

• 대한화학회지
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• 제68권3호
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• pp.151-159
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• 2024

Indian spices are well known for their numerous health benefits, flavour, taste, and colour. Recent Advancements in chemical technology have led to better extraction and identification of bioactive molecules (phytochemicals) from spices. The therapeutic effects of spices against diabetes, cardiac problems, and various cancers has been well established. The present in silico study aims to investigate the binding affinity of 29 phytochemicals from 11 Indian spices with two prominent proteins, BCL3 and CXCL10 involved in invasiveness and bone metastasis of breast cancer. The three-dimensional structures of 29 phytochemicals were extracted from PubChem database. Protein Data Bank was used to retrieve the 3D structures of BCL3 and CXCL10 proteins. The drug-likeness and other properties of compounds were analysed by ADME and Lipinski rule of five (RO5). All computational simulations were carried out using Autodock 4.0 on Windows platform. The proteins were set to be rigid and compounds were kept free to rotate. In-silico study demonstrated a strong complex formation (positive binding constants and negative binding energy ΔG) between all phytochemicals and target proteins. However, piperine and sesamolin demonstrated high binding constants with BCL3 (50.681 × 10³ mol^-1, 137.76 × 10³ mol^-1) and CXCL10 (98.71 × 10³ mol^-1, 861.7 × 10³ mol^-1), respectively. The potential of these two phytochemicals as a drug candidate was highlighted by their binding energy of -6.5 kcal mol^-1, -7.1 kcal mol^-1 with BCL3 and -6.9 kcal mol^-1, -8.2 kcal mol^-1 with CXCL10, respectively coupled with their favourable drug likeliness and pharmacokinetics properties. These findings underscore the potential of piperine and sesamolin as drug candidates for inhibiting invasiveness and regulating breast cancer metastasis. However, further validation through in vitro and in vivo studies is necessary to confirm the in silico results and evaluate their clinical potential.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제27권2호
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• pp.1-16
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• 2024

To achieve carbon neutrality and restore the national environment, there is growing interest in policies to transform national land areas into green space, such as expanding nature-based solutions, increasing biodiversity, and improving ecosystem service functions. In addition to complying with international agreements such as the United Nations Framework Convention on Climate Change and the Convention on Biological Diversity, it is necessary to expand green spaces to achieve the 2050 Carbon Neutrality goal, which can be achieved by restoring the damaged land in an ecological way. However, it is challenging to implement green restoration in a systematic and active way due to conflicts of interest among landowners and lack of institutional support and advanced technology. Therefore, this study aims to develop a strategy to expand green restoration and implement it smoothly and systematically. This study examined the current status of green restoration in South Korea by investigating green restoration laws and systems and overseas trends, and by surveying the perceptions of 1,000 people selected from a pool of the public. The results of this study show that it is difficult to implement the green restoration efficiently because the laws related to restoration are scattered. According to the relevant legal plans, the perception and direction of restoration is to pursue a sustainable national land environment, allow people to benefit from nature, improve the quality of life, and nurture related industries and human resources. In the international community, it is mentioned that green restoration contributes to achieving the 2050 Carbon Neutrality goal, revitalizing green industries, developing and applying advanced technologies, maintaining consistency in restoration-related policies, expanding citizens' access to green spaces, and adopting nature-based solutions. Both experts and the public are aware of the seriousness of the damage to the natural environment and prefer restoration with human use rather than focusing on natural recovery. It is expected that this study will contribute to the future direction of green restoration and the implementation of tasks for the sustainable restoration of the national land environment and the zero-carbon era.

• 생명과학회지
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• 제34권1호
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• pp.68-77
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• 2024

다양한 원인에 의하여 발생하는 미세먼지(particulate matter, PM)는 강력한 환경 오염 물질로 대두되고 있다. PM은 서로 다른 구성과 크기의 고체 입자와 액체 방울로 구성되며, 유해 화학 성분에는 원소 및 유기 탄소, 유기 화합물, 생물학적 화합물 및 금속이 포함된다. 급성 및 만성 PM 노출 시 생체 내 생리학적 시스템에 의하여 유입되고 축적되어 세포내 소포체 스트레스, 미토콘드리아 기능 장애, 산화 스트레스, 염증, 지질 축적 및 세포 주기 정지와 함께 세포 구조 변화를 촉진한다. 궁극적으로 이러한 세포 반응은 노화의 주요 특성을 발달시키는 원인으로 작용하며, 세포 노화와 관련된 자가포식 플럭스 및 리소좀 기능 장애를 향상시킨다. 선행 연구에서 PM과 사망률 증가 또는 수명 감소 사이의 긍정적인 연관성을 강조했지만, 노화에 대한 PM의 직접적인 증거는 여전히 제한적이다. 이 총설에서는 관찰 연구뿐만 아니라 노화 진행 및 연령 관련 질병 발병에 대한 PM의 시험관 내 및 생체 내 증거를 평가하였다. 이러한 평가는 소포체 스트레스, 미토콘드리아 기능 장애, 산화 스트레스, 염증, 지방 축적, 자가포식을 포함하여 PM 노출과 노화 사이의 연관성을 강화하는 연령 관련 세포 변화를 기반으로 한다. 이러한 자료는 PM에 따른 기본적인 세포 반응의 이해를 토대로 PM으로 인한 노화에 대한 새로운 치료법 개발에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제63권1호
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• pp.25-32
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• 2024

꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)와 오이총채벌레(Thrips palmi)는 경제적으로 오이의 중요한 해충이며 이들의 방제를 위해 사용되는 화학약제는 효과적일 수 있으나 생식용으로 소비되는 오이에서 자주 사용하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 이들의 방제를 위해 화학농약을 대체할 수 있는 천적인 미끌애꽃노린재(Orius laevigatus)의 방제효율을 증대시킬 수 있는 방법으로 미끌애꽃노린재의 천적유지식물을 선발하였다. 실험실 조건에서 4가지 식물종에 대한 미끌애꽃노린재 부화율, 출현율, 생존률, 생식력을 조사하였고 오이 재배시설 내에서 선발된 2종의 천적유지식물에 대하여 미끌애꽃노린재 밀도를 조사하였다. 미끌애꽃노린재 알 부화율은 채송화가 92%로 가장 높았고 출현율은 바질이 81.4%로 가장 높았으며, 생존률은 채송화와 바질이 각각 70.8%와 69.1%로 통계적 차이를 보이지 않았다. 미끌애꽃노린재 생식력과 산란기간은 모두 채송화가 각각 209.8개와 20.2일로 가장 좋았고 바질은 각각 160.2개와 15.8일이었다. 식물체 꽃의 개화시기는 화밀을 대체먹이로 하는 미끌애꽃노린재의 생존에 중요한 요소이기 때문에 채송화와 바질의 개화시기를 조사한 결과 채송화는 7월에서 10월 개화하는 반면 바질은 4월부터 9월까지 개화하였다. 시설 오이에 미끌애꽃노린재의 천적유지식물로 바질과 채송화를 투입하고 미끌애꽃노린재 밀도를 조사한 결과 바질이 투입된 곳에서 밀도가 높게 조사된 반면 채송화를 투입한 곳에서는 거의 보이지 않았다. 따라서, 바질은 미끌애꽃노린재의 천적유지식물로서 잠재적 가치가 가장 높았으며 총채벌레 방제를 위해 미끌애꽃노린재를 이용할 경우 바질을 천적유지식물로 동시에 사용한다면 미끌애꽃노린재의 생물적 방제효과에 대한 효력을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.232-243
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• 2024

연구목적: 최근 기후변화, 자연재해, 그리고 인적 요인에 의한 대형 산불이 동해안 및 태백산맥 지역에서 매년 증가하는 추세를 보인다. 현재 헬리콥터를 활용한 산불 진화가 증가하고 있음에도 불구하고, 대형 산불에 대응하기 위한 초기 진화의 중요성과 양간 산불 진화의 어려움으로 인해 공군 수송기의 도입 필요성이 지속해서 제기되어 왔다. 본 연구는 공군 수송기를 활용한 산불 진화 임무를 효율적으로 수행하기 위한 여러 측면 - 작전 목적의 달성, 운용 환경 극복, 대기 장소 선정 및 효율적 운용 방안 - 에 대한 사후 관리체계 발전 방안을 제시하고자 한다. 연구방법: 산불진화 관련 문헌연구와 고정익항공기를 활용한 산불진화 실험 및 산불진화 헬기의 운용실태 및 운용방법을 기초로 헬기운용 시 장단점 및 대형수송기(C-130)를 활용한 대형산불진화시 효과분석을 통해 운용의 효과성을 분석한다. 연구결과: 대형산불 진화 시 헬기와 고정익항공기(C-130)를 통합 운용시 효과적인 운용, 통제, 지휘체계, 출동요청 및 산불진화 등 효과적인 CM(Consequence Management) 적용방안을 도출하였다. 결론: CM(Consequence Management)의 개념 적용은 우리나라에서 일부 화생방(CBRNE) 방호 분야에 일부 적용되고 있으나 산불진화에 있어서 헬기와 대형항공기(C-130)의 통합운용 시 효율적인 운용, 통제, 지휘체계 정립, 안전관리, 출동요청 및 산불진화 등을 위해 선진국에서 운용되고 있는 CM(Consequence Management)의 개념을 적용하여 진일보 발전된 재해, 재난 사후관리체계를 정립하는 데 기여하도록 하였다.

• 유기물자원화
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• 제17권2호
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• pp.73-80
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• 2009

바이오필터의 담체는 유입되는 악취를 제거할 수 있는 미생물이 서식하는 공간이다. 생물학적 악취제거에 있어서, 담체의 특성은 매우 다양하며 그 성상과 특징은 매우 중요하며 비표면적이 크고 균일한 공극을 갖는 담체의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 코코넛 섬유상 담체, 세라믹 담체, 폴리우레탄 담체를 이용한 생물학적 황화수소 제거능을 비교하였다. 그 결과 섬유상 코코넛담체는 나머지 두 개의 담체 보다 유입부하 변동과 수분 보유능 평가에서 안정적이고 높은 처리효율을 나타내었다. 그러나 수명이 짧은 단점이 있어 이를 보완하기 위해 폴리프로필렌 재질의 섬유상 담체를 제작하였고 이 담체의 황화수소 제거능을 평가한 결과, 3 이하의 낮은 pH와 6 초의 짧은 EBRT에서도 99% 이상의 높은 처리효율을 나타내었다. 따라서, 이러한 물리적 특성 때문에 황화수소의 제거에 폴리프로필렌 섬유상 담체를 이용하여 현장에 적용할 경우 효과적인 처리를 기대할 수 있다.

• 청정기술
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• 제30권3호
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• pp.175-187
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• 2024

전국 연안에 많이 분포된 다양한 해조류에 기반한 바이오매스는 중요한 바다 생물 유기체이다. 해조류는 건강한 바다 생물체를 이루고 있는 요소이지만, 다양한 바다 환경의 변화로 인하여 백화현상(갯녹음)이 발생하고 있으며 그 피해 또한 증가하고 있다. 우리나라 연안 지역의 갯녹음 분포 및 확산에 대한 조사는 꾸준히 진행하고 있으며, 광범위한 지역을 신속하고 정확하게 분석할 수 있는 기술 중 하나가 초분광 영상 정보 시스템에 기반한 탐지 기술이다. 총설에서는 갯녹음에 대한 현황을 조사하는 최신 초분광 영상 기술과 이를 분류하는 기법(원리 및 전처리 기술, 보정 기술 등)에 대한 내용을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 초분광 영상을 제주 해안에 대한 갯녹음 분류기법에 대하여 제시하고, 갯녹음 현황 판정에 대해서 초기, 진행, 심화의 단계로 구분하였다. 그 결과 실험 대상에서 심화 지역이 약 17.5%의 비율이 되는 것으로 나타났으며, 이를 기반으로 다양한 유형별 관리 방안 및 복원 방법을 제시하는 데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국균학회지
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• 제25권4호통권83호
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• pp.257-267
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• 1997

강원도 양양군 일원 야산의 뽕나무에서 자생하고 있는 상황버섯 형태의 자실체를 채집하고, 그 자실체로부터 Phellnus속의 한 균주를 분리동정하였으며, 액체배양에 의하여 분리 균사체의 대량생산을 위한 배양조건, 배지조성 및 배양장치의 영향을 조사하였다. 자실체는 표면이 검으며 거칠고, 갓의 안쪽은 황갈색으로 평평하였으며, 자실층이 두터웠고(5-7 cm), 말굽형으로 조직이 매우 단단하여 전형적인 상황버섯의 형태를 나타내었다. 또, 조직 일부를 water agar에 이식하여 순수분리한 결과, 분리된 균사체는 황갈색으로, PDA 평판배지에서 자갈색의 색소를 분비하였으며, 균사는 clamp connection을 형성하지 않았고, 많은 branch가 있었다. 또 laccase, tyrosinase 및 peroxidase activity를 가지고 있어, 본 균주는 Phellinus속의 한 균주로 확인되었다. 플라스크 배양에서 균사체 생성을 위한 최적배양조건은 접종비 5%(v/v), 배지액량 70 mL, 교반속도 150rpm, 초기 pH 6, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 배양기간은 8일이었다. 또, 반응표면분석에 의한 최적 배지조성은 glucose 12.12 g/L, sucrose 12.12 g/L, yeast extract 11.15 g/L, malt extract 11.15 g/L, $KH_2PO_4$ 0.855 g/L 및 $CaCl_2$ 0.855 g/L 이었으며, 배양 4일 및 8일 후 균사체량은 각각 1.95 및 9.89 g/L 이었고, 최대 비생육속도 $0.020\;hr^{-1}$, 생산성은 1.25 g/L/day이었다. 그러나 서로 다른 3종의 배양장치를 사용한 결과, 3 L air-lift fermentor에서 통기량 2.5 vvm으로 4일간 배양하였을 때, 약 7.5g/L의 균사체를 얻을 수 있었으며, 이때, 최대 비증식속도는 $0.033\;hr^{-1}$, 생산성은 1.9g/L/day로, 같은 기간내 플라스크 배양시 보다 각각 1.7 및 4.2배가 향상된 결과를 얻을 수 있었다.