• 제목/요약/키워드: Electron diffusion

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환원전극 DO 농도에 따른 단일 및 직렬연결 미생물연료전지 전기발생량 평가 (Evaluation of Single and Stacked MFC Performances under Different Dissolved Oxygen Concentrations in Cathode Chamber)

  • 유재철;이태호
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.249-255
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    • 2009
  • 미생물연료전지(Microbial fuel cell, MFC)의 효율은 산화전극부내의 유기물 산화율, 전기활성박테리아에 의한 전자 전달, 수소이온 전달, 환원전극내의 전자수용체의 농도 및 환원율, 내부저항 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히 산소를 전자수용체로 이용하는 MFC의 경우, 환원전극내 산소농도는 MFC의 제한요소로 작용한다고 알려져 있다. 한편 MFC의 전기발생량을 높이기 위하여 여러 개의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기발생량을 높이는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 acetate를 산화전극부의 기질로 이용하고 산소를 환원전극의 전자수용체로 이용하는 단일 MFC와 직렬연결 MFC에서 환원전극의 용존산소 농도의 변화가 MFC 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 단일 MFC의 전력밀도값(W/$m^3$)은 DO 5 > 3 > 7 > 9 mg/L으로 나타났으며, 최대전력밀도값은 42 W/$m^3$으로 나타났다. 직렬연결 MFC의 전력밀도값은 DO 5 > 7 > 9 > 3 mg/L으로 나타났으며, 최 대전력밀도값은 20 W/$m^3$이었다. 이러한 결과로부터 환원전극의 DO 농도는 MFC 설계 및 운전시에 중요한 제어인자로 고려해야 될 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 직렬연결 MFC의 운전 시, 일부 MFC에서 염의 축적으로 인한 전위역전 현상이 발생하여 전체 전기발생량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전기생산량을 높이기 위하여 MFC를 직렬로 연결하는 것보다 병렬로 연결하는 것이 보다 타당한 것으로 사료되었다.

Preparation and in Vitro Release of Melatonin-Loaded Multivalent Cationic Alginate Beads

  • Lee, Beom-Jin;Min, Geun-Hong;Kim, Tae-Wan
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제19권4호
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    • pp.280-285
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    • 1996
  • The sustained release dosage form which delivers melatonin (MT) in a circadian fashion over 8 h is of clinical value for those who have disordered circadian rhythms because of its short halflife. The purpose of this study was to evaluate the gelling properties and release characteristics of alginate beads varying multivalent cationic species $(Al^{+++}, \; Ba^{++}, \; Ca^{++}, \; Mg^{++}, \; Fe^{+++}, \; Zn^{++})$. The surface morphologies of Ca- and Ba-alginate beads were also studied using scanning electron microscope (SEM). MT, an indole amide pineal hormone was used as a model drug. The $Ca^{++}, \; Ba^{++}, \; Zn^{++}, \; Al^{++}\; and\; Fe^{+++}\; ions\; except\; Mg^{++}$ induced gelling of sodium alginate. The strength of multivalent cationic alginate beads was as follows: $Al^{+++}\llFe^{+++} the induced hydrogel beads were very fragile and less spherical. Fe-alginate beads were also fragile but stronger compared to Al-alginate beads. Ba-alginate beads had a similar gelling strength but was less spherical when compared to Ca-alginate beads. Zn-alginate beads were weaker than Ca- and Ba-alginate beads. Very crude and rough crystals of Ba- and Ca-alginate beads at higher magnifications were observed. However, the type and shape of rough crystals of Ba- and Ca-alginate beads were quite different. No significant differences in release profiles from MT-loaded multivalent cationic alginate beads were observed in the gastric fluid. Most drugs were continuously released upto 80% for 5 h, mainly governed by the passive diffusion without swelling and disintegrating the alginate beads. In the intestinal fluid, there was a significant difference iq the release profiles of MT-loaded multivalent cationic alginate beads. The release rate of Ca-alginate beads was faster when compared to other multivalent cationic alginate beads and was completed for 3 h. Ba-alginate beads had a very long lag time (7 h) and then rapidly released thereafter. MT was continuously released from Feand Zn-alginate beads with initial burstout release. It is assumed that the different release rofiles of multivalent cationic alginate beads resulted from forces of swelling and disintegration of alginate beads in addition to passive diffusion, depending on types of multivalent ions, gelling strength and drug solubility. It was estimated that 0.2M $CaCl_2$ concentration was optimal in terms of trapping efficiency of MT and gelling strength of Ca-alginate beads. In the gastric fluid, Ca-alginate beads gelled at 0.2 M $CaCl_2$ concentration had higher bead strength, resulting in the most retarded release when compared to other concentrations. In the intestinal fluid, the decreased release of Ca-alginate beads prepared at 0.2 M $CaCl_2$ concentration was also observed. However, release profiles of Ca-alginate beads were quite similar regardless of $CaCl_2$ concentration. Either too low or high $CaCl_2$ concentrations may not be useful for gelling and curing of alginate beads. Optimal $CaCl_2$ concentrations must be decided in terms of trapping efficiency and release and profiles of drug followed by curing time and gelling strength of alginate beads.

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High Quality Nano Structured Single Gas Barrier Layer by Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) Process

  • Jang, Yun-Sung;Lee, You-Jong;Hong, Mun-Pyo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.251-252
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    • 2012
  • Recently, the growing interest in organic microelectronic devices including OLEDs has led to an increasing amount of research into their many potential applications in the area of flexible electronic devices based on plastic substrates. However, these organic devices require a gas barrier coating to prevent the permeation of water and oxygen because organic materials are highly susceptible to water and oxygen. In particular, high efficiency OLEDs require an extremely low Water Vapor Transition Rate (WVTR) of $1{\times}10^{-6}g/m^2$/day. The Key factor in high quality inorganic gas barrier formation for achieving the very low WVTR required ($1{\times}10^{-6}g/m^2$/day) is the suppression of defect sites and gas diffusion pathways between grain boundaries. In this study, we developed an $Al_2O_3$ nano-crystal structure single gas barrier layer using a Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) process. The NBAS system is based on the conventional RF magnetron sputtering and neutral beam source. The neutral beam source consists of an electron cyclotron Resonance (ECR) plasma source and metal reflector. The Ar+ ions in the ECR plasma are accelerated in the plasma sheath between the plasma and reflector, which are then neutralized by Auger neutralization. The neutral beam energies were possible to estimate indirectly through previous experiments and binary collision model. The accelerating potential is the sum of the plasma potential and reflector bias. In previous experiments, while adjusting the reflector bias, changes in the plasma density and the plasma potential were not observed. The neutral beam energy is controlled by the metal reflector bias. The NBAS process can continuously change crystalline structures from an amorphous phase to nano-crystal phase of various grain sizes within a single inorganic thin film. These NBAS process effects can lead to the formation of a nano-crystal structure barrier layer which effectively limits gas diffusion through the pathways between grain boundaries. Our results verify the nano-crystal structure of the NBAS processed $Al_2O_3$ single gas barrier layer through dielectric constant measurement, break down field measurement, and TEM analysis. Finally, the WVTR of $Al_2O_3$ nano-crystal structure single gas barrier layer was measured to be under $5{\times}10^{-6}g/m^2$/day therefore we can confirm that NBAS processed $Al_2O_3$ nano-crystal structure single gas barrier layer is suitable for OLED application.

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우리나라 란 바이러스에 관한 연구 (Studies on Virus Diseases of Orchids in Korea)

  • 이현숙;나용준
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.137-145
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    • 1976
  • 우리나라에서의 바이러스 무감염란 생산에 필요한 기초자료를 얻기 위하여 Cymbidiun mosaic virus와 Tobacco mosaic virus를 중심으로 그 감염상 및 감염된 바이러스의 혈청학적 반응, 검정식물상의 반응, 물이적 성질, 형태등을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 란에 발생하는 바이러스병의 병징은 크게 1) 모자이크, 2) 괴저줄무늬 모자이크, 3) 괴원륜문, 4) 퇴록륜문 및 5) 괴달반점의 5군으로 분류되었다. 2. 수원근교의 난 재배농장에서 수집한 각종란의 바이러스 이병률을 조사한 결과 CyMV는 $45\%$의 감염율을 나타내었고, TMV는 한개체에서도 검출되지 않았다. 3. CyMV의 검정식물인 Chenopodium amaranticolor, Cassia occidentalis 및 Datura stramonium에 CyMV 병즙액을 접종한지 7-12일 후에 퇴록국부반점이 나타났다. 4. CyMV의 물리적 성질을 Chenopodium amaranticolor를 검정식물로 하여 조사한 결과, 내열성은$75-80^{\circ}C$ 내보존성은 8일, 내포석성은 $10^{-5}-10^{-6}$으로 나타났다. 5. CyMV의 혈정학적 한천내 확산반응에 사용된 0.1M 및 0.01M의 Phosphate, Imidazol 및 Tris 완충간에는 침강대 형성에 차이를 볼 수 없었다. 그러나 이들 완충액의 수소이온농도간에는 침강대 형성에 심한 차이를 나타내어, pH 7.0에서는 침강대가 뚜렷하였고 pH9.0에서는 미약하였다. 6. CyMV를 전자현미경으로 관찰한 결과 크기 460-580mu의 간상입자의 빈도가 제일 높았다.

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무전해 도금법으로 제조된 Co(Re,P) capping layer제조 및 특성 평가 (Synthesis and Characterization of The Electrolessly Deposited Co(Re,P) Film for Cu Capping Layer)

  • 한원규;김소진;주정운;조진기;김재홍;염승진;곽노정;김진웅;강성군
    • 한국재료학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.61-67
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    • 2009
  • Electrolessly deposited Co (Re,P) was investigated as a possible capping layer for Cu wires. 50 nm Co (Re,P) films were deposited on Cu/Ti-coated silicon wafers which acted as a catalytic seed and an adhesion layer, respectively. To obtain the optimized bath composition, electroless deposition was studied through an electrochemical approach via a linear sweep voltammetry analysis. The results of using this method showed that the best deposition conditions were a $CoSO_4$ concentration of 0.082 mol/l, a solution pH of 9, a $KReO_4$ concentration of 0.0003 mol/l and sodium hypophosphite concentration of 0.1 mol/L at $80^{\circ}C$. The thermal stability of the Co (Re,P) layer as a barrier preventing Cu was evaluated using Auger electron spectroscopy and a Scanning calorimeter. The measurement results showed that Re impurities stabilized the h.c.p. phase up to $550^{\circ}C$ and that the Co (Re,P) film efficiently blocked Cu diffusion under an annealing temperature of $400^{\circ}C$ for 1hr. The good barrier properties that were observed can be explained by the nano-sized grains along with the blocking effect of the impurities at the fast diffusion path of the grain boundaries. The transformation temperature from the amorphous to crystal structure is increased by doping the Re.

3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프 구조의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동 분석 (Intermetallic Compound Growth Characteristics of Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu Micro-bump for 3-D IC Packages)

  • 김준범;김성혁;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.59-64
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    • 2013
  • 3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동을 분석하기 위하여 in-situ SEM에서 $135^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $170^{\circ}C$의 온도에서 실시간 열처리 실험을 진행하였다. 실험 결과 금속간 화합물의 성장 거동은 열처리시간이 경과함에 따라 시간의 제곱근에 직선 형태로 증가하였고, 확산에 의한 성장이 지배적인 것을 확인 할 수 있었다. Ni/Au 층의 존재로 인해 Au의 확산으로 복잡한 구조의 금속간 화합물이 생성 된 것을 확인할 수 있다. 활성화 에너지는 $Cu_3Sn$의 경우 0.69eV, $(Cu,Ni,Au)_6Sn_5$경우 0.84 eV로 Ni이 포함된 금속간 화합물이 더 높은 것을 확인 하였으며, 확산 방지층 역할을 하는 Ni층에 의해 금속간 화합물 성장이 억제됨에 따라 신뢰성이 향상 될 것으로 사료된다.

Mo-화합물의 확산방지막으로서의 성질에 관한 연구 (Diffusion barrier properties of Mo compound thin films)

  • 김지형;이용혁;권용성;염근영;송종한
    • 한국진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.143-150
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    • 1997
  • 본 연구에서는 1000$\AA$두께의 Molybdenum화합물(Mo, Mo-N,$MoSi_2$, Mo-Si-N)의 Cu에 대한 확산방지막으로서의 특성을 면저항측정장비(four-point-probe), XRD, XPS, SEM, RBS 분석을 통하여 조사하였다. 각 박막층은 dc magnetron sputtering장비를 이용하 여 증착되었고 $300^{\circ}C$-$800^{\circ}C$의 온도구간에서 30분동안 진공열처리하였다. Mo 및 $MoSi_2$ 방지 막은 낮은 온도에서 확산방지막으로서의 특성파괴를 보였다. 결정립계를 통한 Cu의 확산과 Mo-실리사이드내의 Si의 Cu와의 반응이 그 원인인 것으로 사료된다. 질소를 첨가한 시편의 경우 확산방지특성 파괴온도는 Mo-N방지막의 경우 $650^{\circ}C$-30분, Mo-Si-N방지막의 경우 $700^{\circ}C$-30분으로 향상되었다. Cu와 Si의 확산은 방지막의 결정립계를 통하여 더욱 빠르게 확 산된다. 따라서 증착시 결정립계를 질소와 같은 물질로 채워 Cu와 Si의 확산을 저지할 수 있을 것으로 사료된다. 본 실험결과에서의 질소첨가는 이와 같은 stuffing 효과외에도 Mo- 실리사이드 박막의 결정화 온도를 다소 높인 것으로 나타났고, 그 결과 결정립계의 밀도를 감소시켜 확산방지막으로서의 특성을 향상시킨 것으로 사료된다. 또한 질소첨가는 실리사이 드내의 금속과 실리콘과의 비를 변화시켜 확산방지막의 특성에 영향을 미친 것으로 보인다. 본 실험에서 조사된 확산방지막 중에서는 Mo-Si-N박막이 Cu와 Si간의 확산을 가장 효과적 으로 저지시킨 것으로 나타났으며 $650^{\circ}C$-30분까지 안정한 특성을 보였다.

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Methicillin 저항성 Staphylococcus aureus에 대한 선복화(Inula britannica flowers) 추출물의 항균효과 (Antimicrobial Effect of Inula britannica Flower Extract against Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)

  • 이나경;이장현;이용주;안신혜;엄수진;백현동
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.335-340
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    • 2013
  • 선복화(Inula britannica flowers) 메탄올 추출물을 이용하여 methicillin에 저항성이 있는 Staphylococcus aureus (MRSA)에 대한 항균효과를 검증하였다. 선복화 메탄올 추출물은 다량의 quercetin을 함유한 것으로 분석되었다. 세 종류의 MRSA에 대한 항균효과는 disc diffusion method에 의해 확인되었고, 최소저해농도(MIC) 및 최소사멸농도(MBC)는 각각 0.625 mg/ml-1.25 mg/ml, 2.5 mg/ml로 확인되었다. 이들 MRSA 중 S. aureus ATCC 33591가 가장 민감한 작용을 하였으며, 이 균에 대해서 작용기작을 확인하였다. 시간에 따른 저해 정도와 형태관찰을 통해 선복화 메탄올 추출물이 항균활성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 메탄올 추출물의 resistant gene에 대한 영향은 mRNA 상에서 mecA와 mecRI gene의 발현감소와 mecI gene의 발현증가를 통해 메티실린 내성을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 선복화 메탄올추출물은 MRSA에 대한 항균효과를 가지는 천연 항균성 소재로서의 가능성을 확인할 수 있었다.

감초 플라보노이드 Liquiritin 및 Liquiritigenin을 담지한 피부전달체인 셀룰로오스 다공성 하이드로젤 제형 개발 (Development of Porous Cellulose Hydrogel for Enhanced Transdermal Delivery of Liquiritin and Liquiritigenin as Licorice Flavonoids)

  • 김수지;권순식;유은령;박수남
    • 폴리머
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    • 제38권5호
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    • pp.676-681
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    • 2014
  • 한약재로 널리 사용되는 감초는 항산화/항염증 등의 작용을 나타내는 배당체 liquiritin 및 그 아글리콘인 liquiritigenin과 같은 플라보노이드를 함유하고 있다. 본 연구에서는 피부 전달체로 이들 플라보노이드를 함유하는 하이드로젤을 제조하고 그 특성과 피부 투과능을 조사하였다. 셀룰로오스와 NaOH/urea(1~10%) 용액 및 가교제로서 에피클로로하이드린을 사용하여 셀룰로오스 다공성 하이드로젤을 제조하였다. Liquiritin 및 liquiritigenin 담지를 위한 최적의 하이드로젤은 셀룰로오스 용해를 위해 사용된 1~10%의 우레아 농도 중 6% 우레아 용액에서 제조된 하이드로젤이 동적 점탄성 및 수분 흡수능이 가장 우수한 것으로 나타났다. SEM으로 관찰한 결과, 제조된 하이드로젤의 단면은 다공성을 나타내었다. Franz diffusion cell을 이용한 in vitro 피부투과 실험 결과, 감초 플라보노이드 함유하이드로젤은 대조군보다 더 높은 피부 투과능을 나타내었다. 이상의 결과들은 셀룰로오스 다공성 하이드로젤이 감초 플라보노이드의 경피 전달에 있어 효율적인 피부 전달체로 이용 가능성이 있음을 시사한다.

오미자 에탄올 추출물에 의한 식품위해성 세균의 증식 억제 및 세포구조 변화 (Inhibition of Foodborne Pathogens and Spoilage Bacteria and Their Structural Changes by Ethanol Extract of Schizandra chinensis Baillon)

  • 김세령;김미라
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.109-119
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    • 2012
  • 본 연구에서는 오미자 에탄올 추출물의 천연 항균제로서의 이용 가능성을 살펴보기 위하여 식품 위해성 세균에 대한 항균활성을 측정하였다. Paper disc diffusion test와 최소저해 농도(MIC) 측정에서는 오미자 에탄올 추출물이 Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Escherichia coli O157:H7에 대해 큰 생육저해환과 낮은 MIC를 나타내었다. Time-kill assay에서는 L. monocytogenes의 생육이 오미자 에탄올 추출물에 의해 가장 저해되는 것으로 나타났다. 또한 오미자 에탄올 추출물을 처리한 E. coli, E. coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa에서는 ${\beta}$-galactosidase와 o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside가 높은 반응을 나타냄으로써 오미자 에탄올 추출물로 인해 세포막 손상이 유발됨을 유추할 수 있었다. 또한 E. coli, E. coli O157:H7, P. aeruginosa, Salmonella Typhimurium 등 그람음성균에서는 오미자 에탄올 추출물의 처리 농도가 높을수록 세포구성물의 유출과 세포 외막의 투과성이 증가하는 현상이 나타났다. 시차주사현미경(SEM)과 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 관찰한 세포구조에서도 오미자 에탄올 추출물 처리 시 세포막의 부분적인 파괴와 세포 팽윤이 일어난 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이들 결과는 오미자 에탄올 추출물이 식품위해성 세균에 대해 높은 항균 활성을 가지고 있으며, 천연 항균소재로서의 이용 가능성이 있음을 보여주었다.