• 제목/요약/키워드: Micro mineral

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미생물의 생체광물형성작용을 이용한 자기치유 스마트 콘크리트 개발에 관한 기초연구 (A Study on the Development of Self-Healing Smart Concrete Using Microbial Biomineralization)

  • 김화중;김성태;박성진;김사열;천우영
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.501-511
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    • 2009
  • 이 연구는 콘크리트구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화와 콘크리트구조물의 장기 수명화를 목적으로 번잡한 검사나 보수작업을 필요로 하지 않고, 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검 등이 필요 없이 미생 물의 생체광물형성작용을 이용하여 콘크리트 그 자체에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 내용이다. 이 논문은 콘 크리트에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 연구 중 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 미생물의 생체광물형성작 용(biomineralization)을 이용한 자기치유 콘크리트 개발에 관한 기초적 연구로서, Sporosarcina pasteurii가 탄산칼슘을 석 출시키는 biomineralization을 이용하여 미생물이 신진대사 작용을 할 때의 탄산칼슘 석출 반응에 의한 세포 외에 다른 화합물의 생성, 탄산염광물의 석출 및 모래표면을 고화시켜 모래의 입자를 접착하는 바인더로서의 이용을 검토 하였다. 그 결과 새로운 광물 형성 및 모래표면의 고화가 어느 정도 가능한 것이 확인되었으며, 또한 유기(미생물)·무기(CaC$O_3$) 복합 구조를 가진 calcite에 의해 균열의 보수도 어느 정도 가능한 것이 기초실험을 통해 확인할 수 있었다. 따라서 콘 크리트구조물에 이러한 미생물의 신진대사 작용에 따른 생체광물형성작용의 이용은 미생물과 같이 완성된 진정한 의미 의 자기치유 콘크리트가 될 것으로 사료되며, 이러한 미생물의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것이다.

실크 피브로인 지지체와 Substance P를 이용한 골 이식재 (Silk Fibroin and Substance P Combination Graft for the Reconstruction of a Bone Defect)

  • 박기유;최교희;박영주;송지영;김성곤;조유영;권해용;강석우
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제33권4호
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    • pp.293-300
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    • 2011
  • Purpose: Substance P is a well known neurotransmitter and has been known to mediate pain. Recently, it has been unveiled that substance P is involved in the recruitment of mesenchymal stem cells to wound sites. The purpose of this study was to exam bone formation when a combination of substance P and silk fibroin was used in a bone defect model. Methods: Twenty rabbits were used and 40 calvarial defects were formed. They were divided as 4 groups (unfilled control, silk only, silk+$10{\mu}g$/ml substance P; Sub10, and silk+$100{\mu}g$/ml substance P; Sub100). All animals were humanely sacrificed 4 or 8 weeks after grafting. The specimens were analyzed by micro-computerized tomography and histological analysis. Results: When compared to the unfilled control to silk only group, there was significant difference in bone mineral density (BMD) and the attenuation coefficient (AC) at 4 weeks ($p$=0.037 and 0.038, respectively). When compared Sub10 group to Sub100 group, there was significant difference in BMD and AC at 8 weeks ($p$=0.004 for all). Residual graft amounts were $52.1{\pm}15.8$%, $15.2{\pm}9.2$% and $9.0{\pm}3.3$% for silk only, Sub10, and Sub100 groups, respectively. When comparing the residual graft amount of silk only to sub10 or sub100, the differences were statistically significant ($p$ <0.001). Conclusion: The silk fibroin scaffold showed higher BMD and AC than the unfilled control. The combination graft with substance P and silk fibroin scaffold showed a faster graft degradation than with a silk fibroin scaffold only.

Effect of Intermittent Parathyroid Hormone Administration on the Microstructure of Jaw Bone in the Ovariectomized Rats

  • Kang, Kang-su;Kim, Kun-hyoung;Heo, Hyun-a;Park, Suhyun;Pyo, Sung-woon
    • Journal of Korean Dental Science
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    • 제8권2호
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    • pp.65-73
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    • 2015
  • Purpose: Parathyroid hormone (PTH) therapy has drawn attention, as an alternative to anti-resorptive drugs since PTH accelerates bone density by anabolic action. The purpose of this study was to identify the effect of intermittent PTH administration on jaw bones of rat undergone bilateral ovariectomy. Materials and Methods: Nine female Sprague-Dawley rats were divided into three groups. PTH group was ovariectomized (OVX) to induce osteoporosis and PTH $30{\mu}g/kg$ was administered 1 week after the surgery. In OVX group, ovariectomy was performed and only vehicle was administered by subcutaneous injection 3 times per week. Control group was subjected to sham surgery. The animals were sacrificed 8 weeks after the surgery and specimens were obtained from ilium and upper and lower jaw bones. Histological investigation was carried out by using an optical microscope and micro-computed tomography was taken to examine structural property changes in each bone sample. Result: In the ilium, the bone volume ratio (bone volume/total volume, BV/TV) of PTH, OVX and control groups was $53.75%{\pm}7.57%$, $50.61%{\pm}12.89%$, $76.20%{\pm}5.92%$ (P=0.061) and bone mineral density (BMD) was $1.12{\pm}0.09$, $0.88{\pm}0.48$, $1.38{\pm}0.07g/cm^3$ (P=0.061). In the mandible, BV/TV of PTH, OVX and control groups was $64.60%{\pm}12.17%$, $58.26%{\pm}9.63%$, $67.54%{\pm}14.74%$(P=0.670) and BMD was $1.21{\pm}0.17$, $1.19{\pm}0.13$, $1.27{\pm}0.18g/cm^3$ (P=0.587). In the maxilla, BV/TV of PTH, OVX and control groups was $61.19%{\pm}8.92%$, $52.50%{\pm}11.22%$, $64.60%{\pm}12.17%$ (P=0.430) and BMD was $1.20{\pm}0.11$, $1.11{\pm}0.16$, $1.21{\pm}0.17g/cm^3$ (P=0.561). No statistically significant difference was found in any variables in all groups. Histological observation revealed that the ilium in OVX group demonstrated sparsely formed trabecular bones compared with other groups. However, upper and lower trabecular bones did not present significant differences. Conclusion: Intermittent administration of PTH appears to affect the microstructure of rat jaw bones, but statistical significance was not found. However, the measurements in this study partly implicated the possible anabolic effect of PTH in vivo.

골프 코스관리 비용 분석 (Analysis of Maintenance Expense in various Golf Courses)

  • 유민준;이재필;주영규;김두환
    • 아시안잔디학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.61-76
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    • 2009
  • 본 연구는 골프장의 적정 코스관리 비용을 구명하고 국내 골프장 29개의 홀당 내장객당 비용과 골프장 8개의 항목별 및 장소별 비용을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 홀 당 내장객이 증가할수록 홀 내장객당 비용이 감소하는 경향을 보여 주었다. 2. 골프장 코스관리 비용을 결정하는 인자는 연 내장객, 코스면적, 운영형태, 코스자동화 시설 등이다. 3. 골프장의 단위면적당 코스관리 비용은 869원이었다. 4. 8개 골프장의 홀 당 평균 코스관리 비용은 44,325,000원이었다. 5. 골프장 코스관리 비용 중 인건비 비중이 가장 높았으며 인건비중 그린의 볼마크 보수 인건비가 홀 당 평균 4,163,000원 (26%)으로 가장 높았다. 6. 골프장 총 코스면적의 평균 30% 정도를 차지하는 페어웨이에 사용되는 재료비가 총 재료비용의 $22%{\sim}44%$이며 그중 수입비료, 병충해 방제농약, 배토용 모래등의 구입비가 가장 많았다. 7. 총 코스면적의 평균 2% 정도를 차지하는 그린에 사용되는 재료비가 총 재료비용의 $28%{\sim}36%$이며, 입자형 비료, 미량원소비료, 토양개량제 등의 수입 제품으로 인해 그 구입비가 가장 많았다. 8. 농약 대용으로 미생물, 키토산 등의 친환경제제가 대신 사용된 경우 비용에서는 큰 차이가 없었다.

인도네시아 머루압 유전에 이산화탄소 주입 시 균열대 생성 여부 모니터링 (Monitoring of Fracture Occurrence During Carbon Dioxide Injection at the Meruap Oil Reservoir, Indonesia)

  • 김도완;변중무;김기석;안태웅
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제19권1호
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    • pp.37-44
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    • 2016
  • $CO_2$-EOR ($CO_2$-Enhanced Oil Recovery)은 석유회수증진법 중 하나로, 석유 생산량을 증대시키는 동시에 이산화 탄소를 지중에 격리시킬 수 있는 기술이다. 하지만 이산화탄소 주입 시, 지층 내 균열이 발생하는 경우 저류층 내에 이산화탄소의 영구저장이 어려워지고, 지하수 및 토양의 오염을 야기할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 인도네시아 머루압 유전에 이산화탄소 주입 시, 미소진동 모니터링을 수행하여 저류층 내 균열의 발생여부를 파악하고자 하였다. 미소진동 초동 발췌에는 Improved MER (Modified Energy Ratio) 방법을 이용하였다. 초동 발췌 후에는 이벤트의 방위각을 계산하기 위하여 다성분 지오폰에서 기록된 트레이스를 이용해 호도그램 분석을 수행하였다. 최종적으로 초동 발췌 결과와 호도그램 분석 결과를 이용하여 미소진동 위치결정을 수행하였다. 미소진동 위치결정 결과를 통해 저류층 주변에 균열의 발생여부를 확인해 본 결과, 미소진동 발생 위치는 모두 지표에서 나타나고 있으며 저류층 내 균열은 확인되지 않았다. 또한 잡음의 특성을 분석하여 초동 발췌된 이벤트가 대부분 규칙적인 기계적 잡음에 의한 것임을 확인할 수 있었다.

전남 보성-장흥 광화대의 잠정적 카드뮴원에 대한 예비연구 (A Preliminary Study on the Potential Source of Cadmium in the Boseong-Jangheung Mine District)

  • 허철호;소칠섭;윤성택;심상균
    • 자원환경지질
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    • 제30권1호
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    • pp.61-65
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    • 1997
  • 전라남도 보성-장흥 금은 광화대에서 산출되는 섬아연석 ((Zn, Fe)S)은 특징적으로 미량원소로서 카드뮴을 함유한다. 본 연구에서는 잠정적 독성원소로서의 카드뮴의 근원과 이동 및 분산을 고찰하기 위한 예비연구로서 연구지역 섬아연석내 카드뮴의 함량을 전자현미분석기 (EPMA)를 이용하여 분석하고, 환경지구화학적 관점에서 카드뮴의 기원물질을 토의하였다. 연구지역 광화대내 5개 금-은 광산 (보덕, 문덕, 전보, 복내, 금산)에서 산출되는 섬아연석은 세계적 평균치 (0.5 wt.% Cd) 및 최대치 (4.4 wt.% Cd)에 비교하여 상당히 높은 카드뮴 함량 (평균 3.96 wt.% Cd, 최대 11.2 wt.% Cd)을 갖는다. 특히, 금산광산의 섬아연석은 평균 9.49%에 이르는 특이하게 높은 함량을 나타낸다. 암석지구화학의 관점에서 보면, 연구지역 광화대내 섬아연석 카드뮴의 근원은 세가지로 판단된다: 1) 탄질물 (본 광화대의 북서부에 위치), 2) 연구지역내 광역적으로 분포하는 유기물이 풍부한 변성퇴적암 (예: 명봉 및 설옥리층), 3) 도처에 산재하는 소규모 흑색셰일 (예: 금산 광산 지역). 본 연구결과, 카드뮴과 같은 잠정적 독성원소의 근원을 밝히고 그분산을 제어하기 위하여 국내 휴 폐광산에서 산출되는 섬아연석의 광물조성 변화경향과 주변 지질을 파악함이 효율적임을 지시한다.

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MINERAL NUTRITION OF GRAZING SHEEP IN NORTHERN CHINA II. SELENIUM, COPPER, MOLYBDENUM, IRON AND ZINC IN PASTURE, FEED SUPPLEMENTS AND SHEEP

  • Masters, D.G.;Purser, D.B.;Yu, S.X.;Wang, Z.S.;Yang, R.Z.;Liu, N.;Lu, D.X.;Wu, L.H.;Ren, J.K.;Li, G.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제6권1호
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    • pp.107-113
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    • 1993
  • This study determined the concentrations of micro-minerals in pastures, in feed supplements and in grazing, reproducing ewes, at different times during the year, at three farms in Northern China. Samples were collected 5 to 8 times during the year and analysed for selenium, copper, iron, molybdenum and zinc. On two farms selenium concentrations in both pastures and animal tissues were low for part of the year. The lowest concentrations in pasture (< $30{\mu}g/kg$ DM) and liver (< $100{\mu}g/kg$ wet weight) indicated that productivity of the sheep may be reduced by a deficiency of this element. On one farm copper concentrations in the lever were in the liver were in the deficient range (< $5{\mu}g/kg$ wet weight) for part of the year. It is likely that this is a result of high intakes of iron from pasture (up to 4.5 g Fe/kg DM) and soil, as indicated by high concentrations of iron in faeces (up to 7 g Fe/kg DM). Molybdenum intake is unlikely to have had much influence on copper absorption because pasture concentrations of this element were not unusually high (1 to 5 mg/kg DM). Zinc in pastures on two farms was below 10 mg/kg DM for part of the year. On one of these farms, the concentration of zinc in faeces was below 30 mg/kg DM throughout the year and this is consistent with zinc intakes of 7 to 15 mg/kg. Despite these low intakes, the concentratons of zinc in plasma were consistently above deficient levels. No clinical signs of deficiencies of any of the elements studied were observed.

Rutin Improves Bone Histomorphometric Values by Reduction of Osteoclastic Activity in Osteoporosis Mouse Model Induced by Bilateral Ovariectomy

  • Lee, Hye-Hwa;Jang, Jae-Won;Lee, Jung-Kil;Park, Choon-Keun
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제63권4호
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    • pp.433-443
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    • 2020
  • Objective : Osteoporosis is a disease of unbalanced bone metabolism that results in low bone mineral density with increased bone fragility and propensity for fractures. The increased rate of bone fracture due to osteoporosis places a significant burden on public health care expenditures. Therefore, numerous studies have been designed and performed to identify the drugs or health foods that can improve the bone quality or quantity. This study was designed to evaluate and analyze the therapeutic effects of rutin on histomorphometric values of the spine and femur in an osteoporotic mouse model induced by bilateral ovariectomy. Methods : Thirty female ICR mice (8 weeks old) underwent either a sham operation (only abdominal incision, sham group, n=10) or bilateral ovariectomy (n=20). The ovariectomized (OVX) animals were randomly divided into two groups : untreated OVX group (OVX-C, n=10), or rutin-administered group (OVX-R, n=10). The OVX-C group received weight-adjusted doses of saline vehicle and the OVX-R group received 50 mg/kg of rutin intraperitoneally, starting 1 day after surgery. At 4 and 8 weeks after surgery, serum estrogen, osteocalcin, alkaline phosphatase (ALP), and the telopeptide fragment of type I collagen C-terminus (CTX-1) were analyzed. Interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-10, and tumor necrosis factor (TNF)-α were also analyzed. Bone histomorphometric parameters of the 4th lumbar vertebra and femur were determined by micro-computed tomography. Results : In OVX-C group, ALP, osteocalcin, CTX-1, IL-1β, IL-6, and TNF-α levels were significantly increased at 4 and 8 weeks compared to sham operation group. Rutin administration after OVX statistically significantly reduced ALP, CTX-1, IL-1β, IL-6, and TNF-α levels at 4 and 8 weeks. Rutin administration also improves bone histomorphometric parameters including trabecular bone volume fraction, trabecular thickness, and trabecular number. Trabecular separation was also decreased in OVX-R group compared to OVX-C group. Conclusion : The present study demonstrated that rutin has therapeutic effects on improving bone histomorphometric values in an OVX mouse model. The improvement in histomorphometric values may be associated with the reduction of osteoclastic activity via inhibition of IL-1β, IL-6, and TNF-α. In future studies, the mechanism for the effect of rutin on osteoporosis should be demonstrated more clearly to use rutin in human osteoporosis.

A Study on Soil Characteristics of Paddy Fields with Re-established Soils

  • Sonn, Yeon-Kyu;Moon, Yong-Hee;Zhang, Yong-Seon;Jung, Kang-Ho;Cho, Hye-Rae;Hyun, Byung-Keun;Shin, Kook-Sik;Han, Kyeong-Hwa
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.194-204
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    • 2015
  • Six study sites in Gumi, Goryeong in Gyeongbuk province and Naju in Jeonnam province were selected to investigate soil properties of poorly drained horizons in paddy soils. The horizons were re-established layers which were parent material layers originated from fluvial deposits. Topsoil layers were differentiated from piled parent materials while soil structure of the topsoil layer was massive with striated microstructure. Compaction at soil re-establishment and a lack of structure and aggregate development in these soils may cause the limitation of vertical water movement and result in poorly drained horizons. Soil samples were taken from paddy fields with top soils of sandy loam, silt loam and silty clay loam and re-established soils of coarse and fine texture. The samples were taken from each horizon for the analyses of soil chemical and mineral properties. Soils with re-established soils of coarse texture had greater amounts of sands from top soil texture distributions, while soils with fine texture had greater amounts of silts. Chemical properties of top soils were analyzed from rice cultivated soils at the time of re-establishments and one year after the re-establishments. The coarse texture of the re-established horizons decreased in EC values from 0.23 to $0.11(dS\;m^{-1})$, available phosphate values from 112 to $54(mg\;kg^{-1})$, and exchangeable Ca values from 6.6 to $4.9(cmol_c\;kg^{-1})$. On the other hand, soils with fine texture showed decrease only in pH and exchangeable Ca values. Especially, organic matter and available phosphate contents showed heterogeneous distributions from each horizon. This result may be caused by mixture of plough layer and subsurface layer during and consolidation. Hydraulic conductivity values were low at the boundaries of top soil and parent material layers except SL/coarse soil. Soil microstructure was massive structure without soil clods or pores and showed striated structure. Therefore, re-established paddy fields with fluvial deposits as parent material layers showed limited vertical movements of soil water because of occurrence of compacted layers and less-development of soil clods and aggregates.

세척공법을 이용한 광산주변 수은 함유 오염물질 처리 적용성 평가 (A Study on Applicability of Mercury-contaminated Tailing and Soil Remediation around abandoned Mines using Washing Process)

  • 권요셉;박소영;고일하;지원현;이진수;고주인
    • 자원환경지질
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    • 제53권4호
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    • pp.337-346
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    • 2020
  • 본 연구는 국내 휴·폐금속광산 주변의 수은이 함유된 광물찌꺼기 처리 또는 수은으로 오염된 고형물질(토양, 퇴적물 등)의 정화를 위한 세척공법 적용성 평가를 위해 수행되었다. 이를 위해 수은을 함유한 광물찌꺼기에 대하여 입도분석과 단계별 추출시험을 실시하여 물리·화학적 특성을 고찰하고, 세척공법 적용성 평가를 위해 염산(HCl), 질산(HNO3), 요오드화칼륨(KI) 및 티오황산나트륨(Na2S2O3) 세척액을 활용한 실험실 규모의 세척시험을 실시하였다. 광물찌꺼기 시료의 입도분포는 #40 이하로 집중되며, #200 이하의 입도가 가장 높은 비율을 차지하였다. 단계별 추출시험 결과, 광물찌꺼기에는 원소 수은이 69.12%로 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 강한 결합 형태가 15.25%, 유기결합 및 잔류 형태 형태가 11.97%의 비율을 각각 차지하고 있었다. 광물찌꺼기에 함유된 수은의 세척 적용성을 검토한 결과, 질산(HNO3)과 티오황산나트륨(Na2S2O3)의 경우, 세척공법 적용성이 낮은 것으로 분석되었다. 염산(HCl)의 경우 #200 이상의 입도에서 수은 제거가 가능한 것으로 분석되어 물리적 선별 공정이 필요한 것으로 판단되었다. 요오드화칼륨(KI)은 모든 농도와 입도에서 우수한 화학적 세척효율 보였다. 특히, 미세입자에서도 우수한 수은 제거 효율이 확인되어 세척공법 적용성이 가장 높은 것으로 평가되었다.