Xuan Liu;Zhu Zhou;Hengzhang Dai;Kuang Ma;Yafei Zhang;Bin Li
Membrane and Water Treatment
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제14권3호
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pp.107-114
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2023
Graphene oxide (GO) membranes have attracted extensive attention in water treatment and related fields. However, GO films are unstable and have low permeability, which have hindered their further development. In this paper, a simple and effective method was used in which GO and single-layer graphene (GN) were mixed, and the layer spacing was effectively controlled by accurately controlling the ratio of GO to GN. GO-GN composite membranes have excellent stability, salt rejection (95.4%), and water flux (26 L m-2 h-1 bar-1). This unique design structure can be used for precise and effective regulation of the layer spacing in GO, improving the rejection rate, and increasing water flux via the enhancement of low-friction capillary action. The rational development and use of this unique composite membrane provides a reference for the water treatment field.
눈물 층을 사이에 두고 각막 위에 부착되어 있는 콘택트 렌즈(하드렌즈)에는 모세관 현상에 따른 장력이 렌즈 가장 자리에 균일하게 방사형으로 작용한다. 이러한 장력은 렌즈가 각막에 부착되는 힘의 근원이 된다. 렌즈착용 시 자체 무게에 의한 렌즈의 회전과 렌즈가 평형상태에 도달 한 후 각막에 부착되는 힘을 계산할 수 있는 방정식과 이의 수치 계산 컴퓨터 프로그램을 수립하였으며 이 컴퓨터 모델을 사용하여 렌즈 구경, 렌즈 B.C, 눈물의 점성, 눈물 층의 두께 등의 변수가 렌즈의 평형 위치 및 부착력에 미치는 영향을 모사(simulation)하였다. 일정 각막 B.C에서 렌즈 B.C 증가에 따라 눈물 충의 간격은 급격히 증가하는데 비해 렌즈의 직경 증가는 완만한 간격 증가를 수반한다. 렌즈의 B.C가 증가할수록, 즉 렌즈의 곡률이 완만할수록, 렌즈가 각막에 fitting되는 부착력은 급격하게 감소하며 직경 감소는 완만한 부착력 감소를 초래한다. 렌즈가 각막에 부착되는 순간 렌즈의 무게로 인하여 아래 방향으로의 회전 모멘트가 발생하게 되며 이와 동시에 렌즈 위 부분 눈물 층의 간격이 아래 부분보다 좁아지게 되어 위 방향으로 알짜 힘이 작용하게 되며 이에 따른 역방향 모멘트는 중력에 의한 모멘트를 상쇄하게 되어 렌즈는 일정 위치에서 평형 상태에 도달하게 된다. 렌즈 착용에 수반되는 초기 회전각 또는 회전 변위는 렌즈의 B.C가 증가할수록 급격히 증가하는데 비해 렌즈 구경 증가는 변위 증가율이 완만하다.
목적: 각막 부착 콘택트렌즈에는 어떠한 힘이 작용하며 또한 이 힘에 따른 렌즈의 운동을 알아보고자 본 해설을 작성하였다. 방법: 렌즈 아래 눈물층에는 모세관작용에 따른 힘이 발생하고 렌즈 회전에 따른 눈물층 간격변화에 기인하는 복원력이 발생한다. 눈깜빡임에 따라 콘택트렌즈는 눈꺼풀-렌즈 사이 마찰력과 눈꺼풀의 가속도에 의한 힘, 눈물층의 복원력 및 점성저항력에 의해 운동(움직임)이 결정된다. 눈깜빡임 도중/후 매순간 렌즈의 위치를 예측할 수 있는 미분방정식과 그 수치계산 프로그램 모델을 수립하였다. 이 컴퓨터 모델을 사용하여 눈깜빡임 주기, 렌즈의 BC, 눈꺼풀 압력 변화에 따른 매 순간 렌즈 위치를 예측할 수 있었다. 결과: 눈깜빡임 주기가 길수록, 눈꺼풀 압력이 클수록 눈꺼풀에 의한 마찰력 영향이 커져 렌즈 움직임이 커지며 BC가 증가할수록 눈물층 간격이 증가하여 점성저항력이 감소하며 따라서 렌즈 움직임이 커지는 것을 알 수 있었다. 눈깜빡임 후 렌즈는 눈물층 간격 변화에 따른 복원력과 눈물층의 점성저항력에 의해 진폭이 감소하는 진동을 하면서 평형위치로 복귀하게 된다. 이 경우 BC가 증가할수록 저항력이 감소하여 평형 위치로의 접근이 빨라진다. 결론: 콘택트렌즈의 움직임은 렌즈-각막 사이 눈물층의 물성 및 형상과 아울러 눈깜빡임에 의해 지배된다.
겨울에는 시베리아기단의 영향으로 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 도로의 불균형 동결팽창을 초래하며, 결국 포장체를 파손시킨다. 동상발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 환경성과 재료 물성뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도 조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용함으로써 포장의 과다설계 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 도로 동상방지층의 효용성 검증 및 설치기준 확립을 위해 실내동결시스템을 활용하여 도로 노상토의 동상 특성에 대한 민감성을 판별, 도로건설 현장 노상토에 대한 역학적 특성과 실내 동결 시험을 수행하였으며, 외부 동결온도의 지속 조건에 대한 시료의 온도변화, 동상팽창압, 동상팽창량, 부동수분 등의 결과값을 통하여 동결 과정에 따른 지반공학적 특성을 평가하였다.
겨울에는 시베리아기단에 의해 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받는 계절동토지역인 우리나라는 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 지반구조물의 불균형 동결팽창을 초래한다. 동상 발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 본 연구에서는 흙의 종류에 따른 동상민감성의 차이를 알아보기 위하여 공학적 특성이 다른 10종류의 흙시료에 대하여 물리적 특성 파악과 통일분류법에 의한 흙 분류를 통해 실내동상실험을 실시하였다. 이에 각각 흙의 종류에 따른 동결깊이, 동상팽창량, 부동수분, 아이스렌즈와 같은 동상특성을 확인하여 시료의 동상민감성을 평가하였다.
본 연구에서는 언더필 공정에서 플립칩과 기판사이의 모세관 작용에 의한 언더필 유동 경향에 대해 살펴보고, 언더필의 점도와 토출 위치에 따른 언더필 유동특성에 대해 살펴보았다. 플립칩의 사이즈는 $5mm{\times}5mm{\times}0.65^tmm$이며, 솔더 범프의 직경은 100 ${\mu}m$, 피치(pitch)간격은 150 ${\mu}m$, 총 1024 I/O(Input/Output)단자의 Full Grid 형태의 플립칩을 사용하였다. 기판으로 투명한 글래스 기판을 사용하였으며 플립칩 패키징의 접합 높이는 50 ${\mu}m$으로 제작하였다. 언더필의 점도 및 토출 위치가 유동특성에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 세 종류의 점도 특성($2000{\sim}3700$cps)을 가지는 언더필과 토출 위치를 모서리와 중앙부위로 설정하였다. 언더필의 유동특성 및 충진 시간(filling time)은 CCD카메라를 사용하여 관찰하였다. 실험 결과, 언더필은 솔더 범프에 의한 유동 저항으로 인하여 가장자리 효과(edge effect)가 나타나 칩의 양쪽 측면 유동이 더 빠르게 진전되는 것을 알 수 있었다. 또한, 중앙 부위에서 토출한 경우에 비해 모서리에서 토출한 경우가, 가장자리 효과가 크고 이로 인해 칩의 양쪽 측면 유동이 더 빠르게 진전되어 충진 시간이 더 빠르다는 것을 알 수 있었다. 또한, 점도가 낮을수록, 언더필 유동이 빠르고 가장자리 효과가 크게 나타나며 전체 충진 시간이 감소됨을 알 수 있었다.
A sensitive membrane strip assay for plasma lipoprotein cholesterol that can be performed without handling reagents has been investigated. We previously developed an assay system with immobilized enzymes (cholesterol esterase and cholesterol oxidase) on the surfaces of nitrocellulose membrane(1). In such a case, the amount of enzymes present on the membrane was limited by its surface area and, thus, the detection capability was relatively poor (> 50 mg/dL cholesterol). To overcome this problem, we devised a new system with non-immobilized enzymes by placing them within interstitial spaces of a celullose membrane pad in a dry state. Upon contact with sample medium, the enzymes were immediately dissolved and participated in the reactions with cholesterol in a liquid phase. We constructed a user-friendly system consisting of four membrane pads fro sample application, cholesterol decomposition, color development as signal, and medium absorption to invoke a continuous flow (sequential location from the bottom). A sample containing lipoproteins was added into the application pad by capillary action and transferred to the next pad for decomposition. The decomposition pad (namely, enzyme pad) contained a detergent (sodium cholate) for the destruction of lipoprotein particles, the two enzymes for cholesterol decomposition, and a chromogen (3,3'-diaminobenzidine). As a consequence of the enzyme reactions, hydrogen peroxide was produced, and then reacted in the presence of the chromogen with horseradish peroxidase immobilized on the signal generation pad. Finally, a colorimetric signal directly proportional to the cholesterol concentration was produced. The detection limit determined from this system under optimal conditions was at least 2 times lower than of the enzyme-immobilized system.
We tried to develop detection system of porcine reproductive and respiratory syndrome virus(PRRSV) by in situ hybridization(ISH) in the piglets experimentally infected with KPRRS-2, the Korean isolate(12 piglets) or Mn-1b, the American isolate(4 piglets), and in the natural infection suspected 6 piglets. Twelve 30-days-old piglets(two pigs per each inoculated group) were inoculated by nasal instillation of KPRRS-2 virus(total dose $10^{4.5}TCID_{50}$), Six piglets(one pig per each group) were induced contact infection with inoculated piglets, during the experiment, and two piglets were used as control. Inoculated or contacted piglets were euthanized at 1, 3, 5, 7, 14 and 21 days postinoculation(DPI). The respiratory signs such as coughing and nasal discharge were observed on day 3 DPI, and ear cyanosis were on day 5 DPI, including contacted piglets. Through the necropsy, purple discolorization of dorsal part of lung, and hypertrophy of local lymph nodes were observed. The histopathological lesions of lung were interstitial pneumonia characterized by type 2 pneumocyte hyperplasia. We prepared the probe for ISH by RNA isolation from KPRRS-2, RT-PCR, and biotin labeling. We performed the ISH within only 1~2 hours using $Microprobe^{TM}$ capillary action system. As the results, the strong red specific positive signals, means PRRSV distribution, was mainly observed in the cytoplasm of alveolar macrophages. And also signals were detected in some type 2 pneumocytes and bronchiolar epithelium of lung, myocardium, liver, kidney, tonsil, spleen, gastrointestinal mucosa, testis and lymph nodes.
목적: 본 연구는 현장현시 건성안 진단 테스트 중에 현재 사용되고 있으나 부정확한 결과로 신뢰도가 떨어지는 쉬르머 용지를 대체 할 수 있는 차세대 건성안 진단 테스트 용지를 미세유체공학을 이용하여 개발하고자 하였다. 방법: 왁스로 패턴을 제조한 친수성 크로마토그래피 용지를 pH에 따른 색 변화가 나타나도록 안토시안으로 염색을 하였다. 인공 누액의 젖음 속도를 인공 누액과 32명의 참가자의 눈물을 이용하여 임상 측정하였다. 결과: 인공 누액을 이용하였을 경우 쉬르머 용지에서는 소량의 용액은(0.5 ml이하) 흡수거리가 도출되지 않았으나 새로 개발된 용지는 시간에 따른 인공 누액의 흡수거리가 확연히 나타났다. 임상실험에서도 새로 개발된 검사 용지는 TBUT (tear break-up time)결과와 부합하는 건성안 진단 결과를 보였다. 결론: 개발된 건성안 진단 용지는 간편하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라 기존 쉬르머 용지와 같은 현장현시 건성안 진단 매체와 비교 했을 경우 건성안 판별의 정확성이 높았다.
유전자의 기능을 분석하는 과정에서 특정한 염기 서열의 존재여부를 확인하는 분석법은 필수적이다. 현재 사용되고 있는 Southern및 Northern blotting방법은 시간이 오래 걸리며, 온도 등과 같은 외부 조건을 엄격하게 조절하여야 한다. 본 연구에서는 측방유동방식을 이용한 크로마토그라피법을 응용하여 새로운 간편용 DNA분석법을 개발하였다. 이 측방유동형 DNA 분석 스트립은 시료가 적용되는 샘플패드, 이동하여 분리되고 교잡반응이 일어나는 전개용 막, 그리고 시료가 계속하여 이동하기 위한 흡수패드로 구성되어 있다. 모델 시스템으로 HIV와 HCV에 대한 포획 및 표적 DNA를 합성하고 스트립을 제조하였다. 시료를 샘플패드에 적하한 후 교잡반응체의 생성여부와 상대적인 양은 GSI형광 스캐너로 분석하였다. 교잡반응이 매우 빠르게 진행되고 세척과정이 없음에도 불구하고 비특이적인 교차 반응이 거의 관찰되지 않았다. 기존의 DNA 교잡방법과 비교하여 볼 때 이 새로운 방법으로 DNA/DNA 교잡 실험을 보다 더 쉽고, 간편하고, 그리고 빠르게 할 수가 있을 것으로 예상된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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