• 공업화학
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• 제31권4호
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• pp.429-437
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• 2020

본 연구에서는 이소소르비드를 이용하여 양이온 제미니 계면활성제의 알킬기가 C₁₀~C₁₆개로 변화시키면서 합성하였다. 합성한 양이온 제미니 계면활성제에 대한 c.m.c는 5.13 × 10^-4~1.62 × 10^-4 mol/L의 범위에서 표면장력은 31.86~39.24 dyne/cm로 측정되었으며, 알킬기의 길이가 길어질수록 표면장력이 상승하였다. 또한, 흡착량는 감소하여 계면에 흡착된 계면활성제의 분자 당 차지하는 면적이 커지게 되면서 공기-물 계면에 기포력이 감소하였다. 벤젠에서의 유화력은 8 h이 지난 후 60 ± 5% 이상의 유화력이 유지되었으며, 대두유에서의 유화력이 50 ± 5% 이상 감소하는 경향을 보였다. 소수성이 강한 벤젠에서 우수하며, 유상과 수상의 프리에멀젼 제조 시, 유화 안정성이 일정한 시간 이상 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 항균력은 Escherichia coli (E.coli)과 Staphylococcus aureus에서의 clean zone의 크기가 증가하여 합성한 양이온 제미니 계면활성제의 소수성 사슬의 길이에 의존하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.102-102
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• 2016

Water, which is most abundant in Earth surface and very closely related to all forms of living organisms, has a simple molecular structure but exhibits very unique physical and chemical properties. Even though tremendous effort has been paid to understand this nature's core substance, there amazingly still lefts much room for scientist to explore its novel behaviors. Especially, as the scale goes down to nano-regime, water shows extraordinary properties that are not observable in bulk state. One of such interesting features is the formation of nanoscale bubbles showing unusual long-term stability. Nanobubbles can be spontaneously formed in water on hydrophobic surface or by decompression of gas-saturated liquid. In addition, the nanobubbles can be generated during electrochemical reaction at normal hydrogen electrode (NHE), which possibly distorts the standard reduction potential at NHE as the surface nanobubble screens the reaction with electrolyte solution. However, the real-time evolution of these nanobubbles has been hardly studied owing to the lack of proper imaging tools in liquid phase at nanoscale. Here we demonstrate, for the first time, that the behaviors of nanobubbles can be visualized by in situ transmission electron microscope (TEM), utilizing graphene as liquid cell membrane. The results indicate that there is a critical radius that determines the long-term stability of nanobubbles. In addition, we find two different pathways of nanobubble growth: i) Ostwald ripening of large and small nanobubbles and ii) coalescence of similar-sized nanobubbles. We also observe that the nucleation and growth of nanoparticles and the self-assembly of biomolecules are catalyzed at the nanobubble interface. Our finding is expected to provide a deeper insight to understand unusual chemical, biological and environmental phenomena where nanoscale gas-state is involved.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.369-369
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• 2016

A nanostructure composite is a highly suitable substance for photoacoustic ultrasound generation. This allows an input laser beam (typically, nanosecond pulse duration) to be efficiently converted to an ultrasonic output with tens-of-MHz frequency. This type of energy converter has been demonstrated by using a carbon nanotube (CNT)-polydimethylsiloxane (PDMS) composite film that exhibit high optical absorption, rapid heat transition, and mechanical durability, all of which are necessary properties for high-amplitude ultrasound generation. In order to develop the CNT-PDMS composite film, a high-temperature chemical vapor deposition (HTCVD) method has been commonly used so far to grow CNT and then produce a CNT-PDMS composite structure. Here, instead of the complex HTCVD, we use a mixed solution of hydrophobic multi-walled CNT and dimethylformamid (DMF) and fabricate a solution-processed CNT-PDMS composite film over a spherically concave substrate, i.e. a focal energy converter. As the solution process can be applied over a large area, we could easily fabricate the focal transmitter that focuses the photoacoustic output at the moment of generation from the CNT-PDMS composite layer. With this method, we developed photoacoustic energy converters with a large diameter (>25 mm) and a long focal length (several cm). The lens performance was characterized in terms of output pressure amplitude for an incident pulsed laser energy and focal spot dimension in both lateral and axial. Due to the long focal length, we expect that the new lens can be applied for long-range ultrasonic treatment, e.g. biomedical therapy.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.184-187
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• 2007

Hydrogen could be produced from any substance containing hydrogen atoms, such as water, hydrocarbon (HC) fuels, acids or bases. Hydrocarbon fuels couold be converted to hydrogen-rich gas through reforming process for hydrogen production. Even though fuel cell have high efficiency with pure hydrogen from gas tank, it is more beneficial to generate hydrogen from city gas (mainly methane) in residential application such as domestic or office environments. Thus hydrogen is generated by reforming process using hydrocarbon. Unfortunately, the reforming process for hydrogen production is accompanied with unavoidable impurities. Impurities such as CO, $CO_2$, $H_2S$, $NH_3$, and $CH_4$ in hydrogen could cause negative effects on fuel cell performance. Those effects are kinetic losses due to poisoning of electrode catalysts, ohmic losses due to proton conductivity reduction including membrane and catalyst ionomer layers, and mass transport losses due to degrading catalyst layer structure and hydrophobic property. Hydrogen produced from reformer eventually contains around 73% of $H_2$, 20% or less of $CO_2$, 5.8% of less of $N_2$, or 2% less of $CH_4$, and 10ppm or less of CO. Most impurities are removed using pressure swing adsorption (PSA) process to get high purity hydrogen. However, high purity hydrogen production requires high operation cost of reforming process. The effect of carbon dioxide on fuel cell performance was investigated in this experiment. The performance of PEM fuel cell was investigated using current vs. potential experiment, long run (10 hr) test, and electrochemical impedance measurement when the concentrations of carbon dioxide were 10%, 20% and 30%. Also, the concentration of impurity supplied to the fuel cell was verified by gas chromatography (GC).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권5호
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• pp.61-69
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• 2005

다양한 pH 조건하에서 휴믹물질 흡착적 분획현상에 의해 변화하는 용존 및 kaolinite에 흡착된 휴믹물질(Aldrich 휴믹산)과의 pyrene의 결합변화를 조사하였다. 먼저 흡착효과를 배제한 흡착 전 상태에서 bulk 휴믹산은, pH에 따른 분배(partitioning)과 크기별 배제효과 영향 차이에 의해 유기탄소 결합계수의 변화를 보였다. 모든 용액 pH 조건에 서 Aldrich 휴믹산은 kaolinite에 흡착하는 과정에서 분자량별 분획이 일어났으며 용존 휴믹산의 분자량은 흡착전의 분자량과는 달랐다. 그에 따라 흡착 후 남은 휴믹산과의 pyrene 결합계수는 흡착 전의 경우와 달랐다. pH 7과 9 조건에서 흡착 후 남은 휴믹산은 그 분자량과 pyrene 결합계수 사이에 양성 상관관계를 보였으나 그러한 상관관계가 pH 4의 조건하에서는 관찰되지 않았다. 이러한 차이는 흡착적 분획과정에서 pH 4인 경우 고분자에 대한 독점적 분획현상이 없었고 분자량에 대해 다소 균일한 분획이 일어났다는 점으로 설명할 수 있었다. 또한 관찰되는 분획현상 차이는 pH 조건에 따라 달라지는 흡착포화 정도 차이 때문인 것으로 사료된다. 흡착된 PAHA의 경우, 형태변화 (conformational changes) pyrene 결합에 중요한 것으로 나타났다. pH 7과 9 조건 하에서, 흡착전의 휴믹산의 경우 더 낮은 pyrene 결합계수를 보였고 이러한 형태변화효과는 pH가 높을수록 더 크게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1047-1053
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• 2008

돈분폐수 처리수의 색도를 제거하기 위해 최적의 응집 조건에 대하여 평가하였다. 유출수의 용존 유기 탄소 농도는 227.3 mg/L, 색도는 2,430 CU, 탁도는 22.1 NTU, 그리고 UV$_{254}$는 3.7 cm$^{-1}$이었다. 유출수의 소수성 유기물은 55.3%, 반친수성 유기물은 17.4%, 그리고 친수성 유기물은 27.3%로 세분화하였다. 또한, 겉보기 분자량 분포는 0.5 K 이하, 0.5$\sim$1 K, 1$\sim$10 K, 10$\sim$30 K 및 30 K 이상은 각각 74.2%, 7.3%, 5.5%, 7.1% 및 5.9%이었다. 최적의 pH 및 응집제 주입량을 결정하기 위해 유동전류계를 사용하였다. 황산알루미늄과 염화 제 2철의 최적 응집제 주입량 및 pH는 각각 5.84 mM, pH는 5.3이며, 9.25 mM, pH는 5.0이었다. 최적의 응집 조건에서 황산알루미늄과 염화 제 2철은 각각 91.9%와 98.7%로 높은 색도 제거 효율을 얻었다. 생물학적 처리를 거친 돈분폐수는 화학적인 응집으로 색도제거에 좋은 성과를 보여주었다.

• 한국해양학회지
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• 제29권2호
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• pp.171-182
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• 1994

황해 해역에서 해양 유기물의 생지화학적 특성을 파악하기 위하여 용존 자유 아미 노산 조성 및 추출된 유기물의 용존 가수분해 아미노산(DFAA) 조성 그리고 D/L alanine racemic ratio를 분석하였다. 용존 자유 아미노산의 농도는 평균 0.06 uM에서 0.26 uM의 범위를 보음, 우점하는 아미노산으로는 aspartate, glutamate, glycine, serine,alanin으로 나타났다. 각 기단별 물리·화학적 특성에 따라 분류한 아미노산 group 중 해수 중에 우점하는 것은 대부분 극성이 큰 hydrophilic group으로 나타났 다. 용존 가수분해 아미노산의 농도는 생거대유기물질의 경우 평균 2.05 uM에서 6.19uM의 범위를 보였고, 지구거대유기물질의 경우 평균 8.13 uM에서 24.46uM의 범위 를 보였다. 우점하는 아미노산의 group은 자유 아미노산과 유사한 경향을 보였다. 이 러한 용존 가수분해 아미노산은 생거대유기물질보다는 지구거대유기물질에서 상대적으 로 높은 농도를 보였다. 수괴가 성충화된 정점의 용존 가수분해 아미노산 농도는 저층 에 비해 표층이 상대적으로 높은 농도를 보였다. Alanine의 D/L racemic ratio는 생거 대 유기물질의 경우 0.126에서 0.146의 범위를 보였고 지구거대유기물질의 경우 0.309 에서 0.386의 범위를 보여 지구거대유기물질이 생거대유기물질보다 상대적으로 존재 연령이 오래된 것으로 나타났다. 이러한 자료들은 수괴의 특성 뿐만 아니라 생물활성 과 밀접하게 연관된 용존 유기 화합물의 중요한 생지화학적 지표를 이용될 수 있을 것 으로 사료된다.