• 제목/요약/키워드: Dendrites

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이종 계면저항 저감 구조를 적용한 그래핀 양자점 기반의 고체 전해질 특성 (Characteristics of Composite Electrolyte with Graphene Quantum Dot for All-Solid-State Lithium Batteries)

  • 황성원
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.114-118
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    • 2022
  • The stabilized all-solid-state battery structure indicate a fundamental alternative to the development of next-generation energy storage devices. Existing liquid electrolyte structures severely limit battery stability, creating safety concerns due to the growth of Li dendrites during rapid charge/discharge cycles. In this study, a low-dimensional graphene quantum dot layer structure was applied to demonstrate stable operating characteristics based on Li+ ion conductivity and excellent electrochemical performance. Transmission electron microscopy analysis was performed to elucidate the microstructure at the interface. The low-dimensional structure of GQD-based solid electrolytes has provided an important strategy for stable scalable solid-state lithium battery applications at room temperature. This study indicates that the low-dimensional carbon structure of Li-GQDs can be an effective approach for the stabilization of solid-state Li matrix architectures.

Effective Approaches to Preventing Dendrite Growth in Lithium Metal Anodes: A Review

  • Jaeyun Ha;Jinhee Lee;Yong-Tae Kim;Jinsub Choi
    • 공업화학
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    • 제34권4호
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    • pp.365-382
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    • 2023
  • A lithium metal anode with high energy density has the potential to revolutionize the field of energy storage systems (ESS) and electric vehicles (EVs) that utilize rechargeable lithium-based batteries. However, the formation of lithium dendrites during cycling reduces the performance of the battery while posing a significant safety risk. In this review, we discuss various strategies for achieving dendrite-free lithium metal anodes, including electrode surface modification, the use of electrolyte additives, and the implementation of protective layers. We analyze the advantages and limitations of each strategy, and provide a critical evaluation of the current state of the art. We also highlight the challenges and opportunities for further research and development in this field. This review aims to provide a comprehensive overview of the different approaches to achieving dendrite-free lithium metal anodes, and to guide future research toward the development of safer and more efficient lithium metal anodes.

Kainic Acid로 처리한 해마박편배양 마우스 간질모델에서 치아이랑 Parvalbumin 면역 반응성 사이신경세포의 형태학적 변화 (The Morphologic Changes of Parvalbumin- Immunoreactive Interneurons of the Dentate Gyrus in Kainate-Treated Mouse Hippocampal Slice Culture Epilepsy Model)

  • 정희선;신미영;김영훈;이인구;황경태;김명석
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제45권12호
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    • pp.1551-1558
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    • 2002
  • 목 적 : 중증 측두엽간질환자와 kainic acid(KA)로 처리한 측두엽간질 동물모델에서 해마 치아이랑의 사이신경세포가 소실된다. 측두엽간질 마우스모델인 마우스해마의 기관형 배양에 의한 KA 간질모델에서 parvalbumin(PV)항체를 이용한 면역조직화학법으로 치아이랑에 분포하는 PV 면역반응성 사이신경세포를 감별염색하여 세포체 및 그 가지돌기의 형태학적 변화를 관찰함으로써 측두엽간질의 병태생리의 일단을 규명하고자 한다. 방 법 : 실험적 간질 모델은 C57/BL6 마우스의 해마박편을 이용한 기관형 배양에서 $10{\mu}M$ KA 투여로 유발시켰으며, PV 항체를 이용한 광학현미경적 면역조직화학법으로 치아이랑에 분포하는 PV 면역반응성 사이신경세포를 감별염색하여 형태학적 차이를 관찰하였고, 또한 이들 세포의 세포수를 계측하고 KA처리 후 배양하면서 시간경과(8, 24, 48, 72시간)에 따라 PV 면역반응성 사이신경세포의 형태학적 변화를 관찰하였다. 결 과: KA 처리를 하지 않고 배양된 해마조직박편(대조군)의 치아이랑에서 PV 면역반응성 세포는 가지돌기 나무가 잘 발달되어 있고 사이신경세포로서 이들은 주로 과립층과 이층 밑의 다형층에 산재하였다. $10{\mu}M$ KA에 1시간 정도 노출되었을 때 PV 면역반응성 사이신경세포의 돌기에는 염주상이 형성되었고 가지돌기는 가늘어져 있었다. PV 면역반응성 사이신경세포는 KA 처리 후 배양액에서 KA를 제거한 뒤 시간이 경과함에 따라 형태학적 회복을 보여주었다. KA 제거 후 8시간 회복군에서 세포돌기의 염주상은 볼 수 없었으며 가지돌기는 가늘어져 있었다. KA 제거 후 24, 48, 72시간 회복군에서도 염주상은 거의 볼 수가 없었으며 가지돌기의 두께도 회복되었다. PV 면역반응성 사이신경세포의 수는 대조군에 비하여 KA 처리군과 KA 제거 후 8시간 회복군에서는 통계학적으로 유의한 세포수의 감소가 있었으나 KA 제거 후 24시간 회복군, KA 제거 후 48시간 회복군 및 KA 제거 후 72시간 회복군에서는 대조군과 차이가 없 었다. 결 론: 이러한 결과는 KA에 의하여 유발된 치아이랑 사이신경세포의 세포소실이 일시적이며 가역적인 현상임을 말해주는 것이다.

계통발생에 따른 척추동물의 뇌후구에 대한 전자현미경적 연구 (Electron Microscopic Studies on Olfactory Bulbs in the Vertebrates by Phylogenetics)

  • 최명봉;정영화;서지은
    • Applied Microscopy
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    • 제15권2호
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    • pp.31-68
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    • 1985
  • Authors are trying to unveil the ultrastructural organization of olfactory bulb, which has been summerized under light microscopic level or communicated only in some detail in different view point until now. For the critical point of view, since the phylogenetical approach will give the ultimate value in the correlative study between structural and functional bases (Brodal, 1969), the present study was carried out light and electron microscopic analyses of the structures of the neurons and synaptic organizations in olfactory bulbs from different animals in phylogenetical scale. We selected each one species from five animal classes: the house rabbit(Oryctolagus cuniculus var. domesticus [Gmelin]) from Mammalia, the domestic fowl (Gallus gallus domesticus Brisson) from Aves, the viper (Agkistrodon hylys [G.P. Pallas]) from Reptilia, a frog (Bombiana orientalis Boulenger) from Amphibia and the crussian carp (Carassius carassius [Linne]) from Pisces. For light microscopic study, samples were fixed in 10% formalin and paraffin sections were stained with hematoxylin-eosin. For the electron microscopic study, the tissues were fixed by perfusion through the heart or immersion with 1% paraform-aldehyde-glutaraldehyde mixture (phosphate buffer, pH 7.4), and final tissue block trimmed under dissecting microscope were osmicated (1% OsO4), they were embedded in Araldite or Epon 812, and ultrathin sections were made by LKB-V ultratome following the inspection of semi-thin sections stained with toluidine blue-borax solution. Ultra-thin sections contrasted with uranyl acetate and lead citrate were observed with JEM 100CX electron microscope. We have summerized our morphological analyses as follows: 1. The olfactory bulb of rabbit, viper and frog shows the eight layers of fila olfactoria, glomerular, external granular, external plexiform, mitral cell, internal plexiform, internal granular, medullary but domestic fowl shows the five layers of glomerular, fibrillar, mitral, granular and medullary and the three layers of fibrilla, glomerular and medullary in crussian carp. The sharpness of demarcation between the layers shows deferential tendency according to phylogenetical order. 2. Mitral cells of vertebrate have large triangular or oval shape with spherical nuclei which contain not so much chromatin. The cytoplasm contains numerous cell organelles, of which Nissl's bodies or granular endoplasmic reticula arranged as parallel strands. Development of granular endoplasmic reticula were declined as the phylogentical grade is going lower. 3. Tufted cells of all animal are mostly spindle or polygonal contour and contain oval nuclei which located in periphery of cytoplasm. The nuclei of rabbit, fowl, viper and frog has relatively space chromatin, but a nucleus of crussian carp contain irregularly aggregated chromatin in karyoplasm. Their cytoplasmic volume and cell organelle contents are in between those of mitral cell and granular cell. They contain moderate amount of mitochondria, granular endoplasmic reticula, a few Golgi complex, polysomes, lysosome, etc. 4. Granule of cells of all the vertebrate amimals studied exhibit similar features; cells and their dense nuclei show spherical or oval contour, and they have the thin rim of cytoplasm which contain only a few cell organelles. 5. In rabbit, the soma of mitral cells were in contact with boutons with two types of synaptic vesicles, that is, round and flat vesicles, especially flat vesicles in boutons were showing reciprocal synapses. However, in domestic fowls, vipers, frogs and crussian carps, there were found boutons showing only spherical synaptic vesicles. 6. The boutons containing round synaptic vesicles were made contact with the some of tufted cell of olfactory bulb in the rabbits, fowls, vipers and frogs, but no synaptic boutons were observed in soma of tufted cells in crussian carps. In the frogs, there were observed dendrites were contact with the soma of tufted cells. 7. In the neuropils of plexiform, granular and glomerular layers olfactory bulbs in the vertebrate, the synapses were axo-large dendrites, axo-median and small dendrites, dendrodendritic, and axo-axonal contacts. However, in the neuropil of crussian carps, synapses were observed only in glomerular layer.

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배양한 흰쥐 대뇌신경세포에서 신경미세섬유 3(NF-M)의 발생학적 표현 (Developmental Expression of Neurofilament 3 (NF-M) in the Cultured Rat Cortical Neurons)

  • 정재섭;조선정;진익렬;정승현;문일수
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.600-606
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    • 2005
  • 신경미세섬유(neurofilament, NF) 단백질은 신경세포의 주된 중간세사로서, NF-L (61 kDa), NF-M (90 kDa) 및 NF-H (115 kDa) 단백질의 공동중합체로 구성된다. 신경세사섬유는 신경세포의 성장, 구성, 형태 및 가소성에 중요한 역할을 하지만 발생학적 표현에 대하여는 아직 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 NF-M에 특이한 항체를 제조하여 배양한 대뇌신경세포에서 NF-M의 표현을 조사하였다. 배양 12 및 24시간 세포에서 NF-M은 축삭과 그 성장추 그리고 축삭에 가까운 세포체에 강하게 표현하였다. 배양 4 및 14일 신경세포를 NF-M과 PSD95 항체로 이중염색한 결과 NF-M은 축삭과 가지돌기에 공히 강하게 표현되었으며, PSD95와 같이 위치할 경우에는 점박이로 나타났다. .면역염색에서도 NF-M이 PSD 분획에서 검출되었는데, 따라서 이 점박이는 가지돌기가시임을 시사한다. 본 연구의 결과는 NF-M이 신경세포의 초기 형태발달과정에서 축삭으로 강하게 몰려가며, 성숙한 신경세포에서는 가지돌기 및 가지돌기가시에도 위치하여 특정기능을 수행함을 시사한다.

배양한 흰쥐 해마신경세포에서 c-Jun N-terminal kinase (JNK)-interacting protein (JIP)의 표현 (Expression of c-Jun N-Terminal Kinase (JNK)-Interacting Protein (JIP) in Cultured Rat Hippocampal Neurons)

  • 문일수
    • 생명과학회지
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    • 제17권12호
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    • pp.1627-1633
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    • 2007
  • c-Jun N-terminal kinase (JNK)-interacting protein 1(JIP1)은 비계단백질(scaffold protein)로서 신경 세포와 ??장${\beta}$세포에서 많이 발현된다. 본 연구에서는 배양한 흰쥐 해마신경세포에서 JIP1, JIP-2 및 JIP-3을 모두 인식하는 항체를 이용하여 이들의 세포내 표현을 조사하였다. 전반적으로 JIP은 세포체와 가지돌기에 반점 모양으로 표현되었다. 이 JIP 반점들을 통계적으로 분석한 결과 흥분성 연접후표지인 PSD95 및 ${\alpha}CaMKII$ 반점 과 각각 $54.8{\pm}4.0%$$94.1{\pm}4.5%$가 겹쳐졌다. 반면에 억제성 연접후표지인 그리신수용체 및 gephyrin 반점과는 각각 단지 $8.6{\pm}0.5%$$7.3{\pm}0.5%$만 겹쳐졌다. 한편 lipid raft의 표지인 flotillin 반점의 상당부분$(29.3{\pm}1.0%)$이 JIP 반점과 겹쳐졌다. 또한, JIP은 일부 가지돌기의 끝부분에 매우 강하게 발편되었으며 축삭에는 표현이 미미하였다. 이 결과들은 JIP 단백질이 흥분성 연접후구역, 일부 lipid raft, 그리고 일부 가지돌기 끝부분에 주로 위치함을 의미한다.

Al-Si-Cu 알루미늄 주조 합금의 열간 균열 민감성에 미치는 Cu 함량의 영향 (Effect of Cu content on Hot Tearing Susceptibility in Al-Si-Cu Aluminum Casting Alloy)

  • 오승환;친밧 문크대거;김헌주
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.419-433
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    • 2021
  • Al-Si-Cu 합금은 구리 첨가에 따른 석출경화로 경도와 강도가 현저하게 강한 합금을 생성하는 장점이 있습니다. 그러나 구리를 첨가하면 Al-Si-Cu 합금의 응고 범위가 확장되고 합금은 응고 중에 발생하는 가장 흔하고 심각한 파단 현상 중 하나 열간 균열이 발생하기 쉽습니다. 합금의 열간 균열 특성에 대한 기존의 평가 방법은 이 특성에 대한 정량적 데이터를 제공하지 않는 상대적이고 정성적인 분석 방법입니다. 이 연구에서 Al-Si-Cu 주조 합금의 열간 균열 특성에 대한 더 신뢰할 수있는 정량 데이터를 얻기 위해 Instone et. al 이 개발 한 장치를 부분적으로 수정되었습니다. Cu 원소의 영향을 평가하기 위해 Al-Si-Cu 계 합금에서 4 가지 수준의 Cu 함량을 (0.5, 1.0, 3.0, 5.0) wt. %로 설정하고 각 합금에 대해 열간 균열 특성을 평가했습니다. Cu 함량이 증가함에 따라 열간 균열 강도는 (2.26, 1.53, 1.18, 1.04) MPa)로 감소했습니다. 열간 균열이 발생하는 시점, Cu 함량이 증가함에 따라 고액 공존 범위가 증가하여 동일 온도에서 해당 고상율 및 응고 속도가 감소하였다. 파단면의 형태는 수상 돌기에서 잔류 액상으로 덮인 수상 돌기로 바뀌었고, 열간 균열 발생 인근에서 CuAl2 상이 관찰되었다.

금형 예열온도에 따른 Al-Cu-Si 3원계 공정합금의 미세조직 변화 (Changes on the Microstructure of an Al-Cu-Si Ternary Eutectic Alloy with Different Mold Preheating Temperatures)

  • 오승환;이영철
    • 한국주조공학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.273-281
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    • 2022
  • Al-Cu-Si 3원계 공정합금의 응고거동과 미세조직 변화를 이해하기 위해서, 금형 예열온도를 달리하여 Al-Cu-Si 3원계 공정합금의 미세조직 변화를 관찰하였다. 금형 예열온도가 500℃일 때, 초정 Si과 덴드라이트 형상의 Al2Cu상이 관찰되며, 이후 (α-Al+Al2Cu)의 2원계 공정상이 관찰된다. 금형 예열온도가 300℃일 때 미제조직은 금형 예열온도가 500℃일 때와 유사하나 (α-Al+Al2Cu+Si)의 3원계 공정상이 관찰되는 영역과 관찰되지 않는 영역이 나타난다. 금형 예열온도가 150℃인 경우에는 미세조직이 (α-Al+Al2Cu)의 2원계 공정상과 (α-Al+Al2Cu+Si)의 3원계 공정상이 관찰되는 Bimodal 구조를 나타낸다. 금형 예열온도를 달리 하였을 때 가장 큰 변화를 나타내는 상은 Si상이며, 임계냉각속도를 지나면 (α-Al+Al2Cu+Si)의 3원계 공정상이 형성되는 순간에 빠른 냉각에 의한 Si의 성장이 억제되면 Cooperative 성장을 하기 때문에 Al, Cu의 성장도 함께 억제된다. 서로 다른 합금설계 전산모사 프로그램을 통해 Al-27wt%Cu-5wt%Si의 3원계 공정 합금을 분석한 결과, 합금설계 전산모사 프로그램에 따라 결과의 차이가 발생하며, 전산모사의 신뢰성을 높이기 위해서는 실제 주조를 통한 미세조직 분석이 수반되어야 한다.

나노 독성의 개념 및 나노입자에 대한 위해성 평가의 필요성 (The Concepts of Nanotoxicology and Risk Assessment of the Nanoparticles)

  • 맹승희;유일재
    • Toxicological Research
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    • 제21권2호
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    • pp.87-98
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    • 2005
  • Human exposure to nano-sized particles (NSP) has increased over the last century with anthropogenic sources, and the rapid development of nanotechnology becomes an another source of such exposure. Information regarding the safety of nanotechnology and its product, nanoparticles, is urgently needed when assuming exposure through inhalation, oral intake, and penetration across skin is ever increasing as growing nanotechnology rapidly. The recent advancement of biokinetic studies with NSP and newer epidemiologic and toxicologic studies with ultrafine particles can be the basis for the nanotoxicology. Some concepts of nanotoxicology can be known from the results of these results. Specific small size of NSP, when inhaled, facilitates deposition by difusional mechanism in all regions of the respiratory tract and uptake into cells, ranscytosis across epithelial and endothelial cells into the blood and lymph circulation to reach target sites. Translocation along axons and dendrites of neuron makes an access to CNS and ganglia. These biokinetics are dependent on NSP surface chemistry. Risk assessments of NSP include appropriate and relevant doses/concentration selections, the increase effects in the organism and the benefits of possible desirable effects. An interdisciplinary team approach is desirable for nanotoxicology research and an appropriate risk assessment.

Protein tyrosine phosphatase PTPRT as a regulator of synaptic formation and neuronal development

  • Lee, Jae-Ran
    • BMB Reports
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    • 제48권5호
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    • pp.249-255
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    • 2015
  • PTPRT/RPTPρ is the most recently isolated member of the type IIB receptor-type protein tyrosine phosphatase family and its expression is restricted to the nervous system. PTPRT plays a critical role in regulation of synaptic formation and neuronal development. When PTPRT was overexpressed in hippocampal neurons, synaptic formation and dendritic arborization were induced. On the other hand, knockdown of PTPRT decreased neuronal transmission and attenuated neuronal development. PTPRT strengthened neuronal synapses by forming homophilic trans dimers with each other and heterophilic cis complexes with neuronal adhesion molecules. Fyn tyrosine kinase regulated PTPRT activity through phosphorylation of tyrosine 912 within the membrane-proximal catalytic domain of PTPRT. Phosphorylation induced homophilic cis dimerization of PTPRT and resulted in the inhibition of phosphatase activity. BCR-Rac1 GAP and Syntaxin-binding protein were found as new endogenous substrates of PTPRT in rat brain. PTPRT induced polymerization of actin cytoskeleton that determined the morphologies of dendrites and spines by inhibiting BCR-Rac1 GAP activity. Additionally, PTPRT appeared to regulate neurotransmitter release through reinforcement of interactions between Syntaxin-binding protein and Syntaxin, a SNARE protein. In conclusion, PTPRT regulates synaptic function and neuronal development through interactions with neuronal adhesion molecules and the dephosphorylation of synaptic molecules. [BMB Reports 2015; 48(5): 249-255]