Jung, Jae Hwan;Cho, Min Kyung;Chung, So Yi;Seo, Tae Seok
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.276-276
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2013
Here we report an integrated microdevice consisting of an efficient passive mixer, a magnetic separation chamber, and a capillary electrophoretic microchannel in which DNA barcode assay, target pathogen separation, and barcode DNA capillary electrophoretic analysis were performed sequentially within 30 min for multiplex pathogen detection at the single-cell level. The intestine-shaped serpentine 3D micromixer provides a high mixing rate to generate magnetic particle-pathogenic bacteria-DNA barcode labelled AuNP complexes quantitatively. After magnetic separation and purification of those complexes, the barcode DNA strands were released and analyzed by the microfluidic capillary electrophoresis within 5 min. The size of the barcode DNA strand was controlled depending on the target bacteria (Staphylococcus aureus, Escherichia coli O157:H7, and Salmonella typhimurium), and the different elution time of the barcode DNA peak in the electropherogram allows us to recognize the target pathogen with ease in the monoplex as well as in the multiplex analysis. In addition, the quantity of the DNA barcode strand (~104) per AuNP is enough to be observed in the laser-induced confocal fluorescence detector, thereby making single-cell analysis possible. This novel integrated microdevice enables us to perform rapid, sensitive, and multiplex pathogen detection with sample-in-answer-out capability to be applied for biosafety testing, environmental screening, and clinical trials.
The reduction of carbon dioxide emissions becomes a global issue, the main source of carbon dioxide emissions in the Asian region is the energy conversion sector, especially coal-fired power plants. We are working to develop technologies that will at least limit the increase in carbon dioxide emissions from the thermal power plants as one way to reduce carbon dioxide emissions. Our research aims to reduce carbon dioxide emissions by removing iron oxide scale from the feedwater system of thermal power plants using a superconducting high-gradient magnetic separation (HGMS) system, thereby reducing the loss of power generation efficiency. In this paper, the background of thermal power plants in Asia is outlined, followed by a case study of the introduction of a chemical cleaning line at an actual thermal power plant in Japan, and the possibility of introducing it into the thermal power plants in China based on the results.
폐자동차 파쇄를 통한 주요구성물질의 분리 및 분석평가를 위한 현장실험을 수행하였다. 모재인 폐자동차 차피로는 국내 자동차 업체에서 제작한 Sonata II, Sephia 및 Prince의 3종을 선택하여 엔진부분과 타이어 및 문짝 등을 미리 제거하고 압축된 상태로 제공받았다. 현장설비의 주요 공정은 pre- 및 main-shredder, 분급기, 자선기, 와류선별기 및 수작업 분리로 구성되어 있었다. shredder 산물의 현장 분리실험결과 철 스크랩이 전체의 60.1%를 차지하여 가장 비중이 높았으며, 알루미늄, 구리 및 아연 등의 비철금속류는 약 2% 정도인 것으로 나타났다. Light fluff는 fluff 전체 중량의 90% 정도를 차지하는 것으로 관찰되었으며, 5cm undersize 가 70.5%로써 대부분이었고 나머지는 플라스틱, 섬유 및 스폰지 등으로 구성되어 있었다 heavy fluff의 경우에는 고무와 플라스틱이 주구성물질인 것으로 나타났으며, 발열량의 경우 플라스틱이 10,000 cal/gr을 상회하여 가장 높았고 가죽과 고무류가 각각 10.3 및 2.55 wt%의 비교적 높은 CI함량을 보였다.
Superconducting high gradient magnetic separation (HGMS) has advantages to treat wastewater because it can generate high magnetic field and achieve rapid purification. In this study superconducting HGMS was applied to remove impurities from the condenser water in thermal power plant. The condenser water contained mainly hematite and maghemite and it was highly magnetized than hematite. In the HGMS tests using a 6-T cryo-cooled Nb-Ti superconducting magnet, the turbidity of the condenser water was effectively reduced up to 99.6% and the result showed better performance than that of the 0.5-T permanent magnet test. The higher magnetic field was applied in the range of 1-6T, the more iron oxides were removed. The effect of magnetic filter configuration on the condenser water treatment was also investigated. Consequently superconducting HGMS system can be applicable to remove iron oxide impurities from condenser water in thermal power plant.
This paper describes research results for the measurement and analysis method of magnetic signatures generated from the ship's magnetic mock-up model. In this paper, we present the theoretical and experimental techniques for the separation of the permanent and the induced magnetic field from the measured magnetic signature of the mock-up model. Also, we describe the prediction method of the induced magnetic field generated from mock-up model using the Magnet s/w, one of the FEM analysis tools for the electro-magnetic field and the magnetic dipole modelling method based on the least square techniques. The proposed modelling and analysis methods can be used for the prediction and the analysis of the static magnetic field generated from the real naval ship as well as the mock-up model.
최근 해상유류오염사고시 사용되는 유화제는 해안으로 이동하여 또 다른 수질오염의 원인으로 문제가 되고 있다. 이 연구에서는 자성을 띠고 있는 흡착제를 이용하여 해수 속에 잔류하는 유화제를 제거하는 기술에 대해서 논의하였다. 본 실험에서는 자성을 띠는 흡착제로서 마그네타이트와 마그헤마이트를 이용하였고, 대표적인 유화제 성분으로는 음이온성 계면활성제인 SDDBS (Sodium dodecylbenzene sulfonic acid)와 비이온성 계면활성제인 Triton X-100 (t-octylphenoxypoly-ethoxyethanol)을 사용하였다. 실험은 두 흡착제의 유화제에 대한 흡착 평형시간과 흡착능에 대한 회분식 실험과 모의 실제 상황에서 흡착제가 영구자석이나 전자석에 의해 수거되는 양상을 알아보기 위한 수조실험으로 나누어 이루어졌다. 마그헤마이트는 계면활성제의 종류와 사용된 물의 종류에 상관없이 제거효율이 일정하게 나타나는데 비해 마그네타이트는 음이온성 계면활성제에 대해 선택적으로 고효율을 보이고 있고, 이온이 존재하는 해수보다는 증류수의 경우가 높은 효율을 보이고 있다. 미그네타이트의 흡착메커니즘은 정전기적 인력에 의한 것으로 판단되고, 마그헤마이트의 경우는 정전기적 인력과 함께 흡착능을 향상시키는 구조적 특정과 표면상태의 특성으로 설명되어진다. 수조실험에서는 흡착이 이루어진 후 자석에 의한 회수는 100%에 가까운 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 두 흡착제와 사석에 의한 유화제 제거방법이 실제 해상에서 적용되었을 때 유화제를 짧은 시간 내에 고효율로 처리할 수 있는 효과적인 방법임을 시사한다.
한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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pp.283-283
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2006
Multigram-scale product exclusively containing magnetic carbon nanoparticles (MNCPs) with uniform size was successfully fabricated without a specific separation process. The iron-doped PPy nanoparticles were synthesized by micelle templating and used as the carbon precursor in order to generate MCNPs. The magnetic carbon nanoparticles possessed a microporous structure and exhibited ferromagnetic properties at room temperature. This approach may be an effective alternative to generate magnetic carbon nanoparticles against the conventional arc-discharge technique.
The technologies using magnetic force control have been investigated toward application in various fields. Some of them have been put into practical use as the results of technological development. This paper introduces our technical development in the field of water processing, scale removal, magnetic drug delivery system, decontamination of radioactive substances and resources recycling.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1193-1194
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2006
The magnetic ferrite nanoparticles were synthesized and coated by silica precursor in controlling the coating thicknesses and sizeses. The surface modification was performed with amino-functionalized organic silanes on silica coated magnetic nanoparticles. The use of functionalized self-assembled magnetic ferrite nanoparticles for nucleic acid separation process give a lot of advantages rather than the conventional silica based process.
엽납석광석에 Fe-성분이 불순물로 작용하여 엽납석의 최종 산업제품의 품위를 저하시키고 있다. 엽납석광석에 존재하는 불순물을 광물-화학적으로 확인하고 마이크로웨이브와 자력선별을 이용하여 Fe 함량을 건식방법으로 감소시키고자 하였다. 광학현미경, XRD, XRF, SEM/EDS 및 EPMA 분석을 통하여 엽납석에 황철석과 적철석이 포함되어 있는 것을 확인하였다. 엽납석에 포함된 자형의 황철석은 열수용액에 의하여 형성되고, 용해 공동 구조는 황철석이 산성수에 의하여 부분적으로 용해되어 형성되는 것으로 사료된다. 그리고 퇴적 기원 구조를 보이는 동심원 구조의 적철석은 산성수에 포함되어 있는 $Fe^{3+}$가 침전되어 형성된 것으로 사료된다. 마이크로웨이브 가열과 자력선별 실험을 수행한 결과 Fe 제거율은 성산광산이 96%, 완도광산이 93%로 나타났다. 마이크로웨이브 가열과 자력선별은 저 품위 엽납석을 품위 향상시킬 수 있는 친환경적 방법이라 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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