Kim, Jin-Tae;Lee, Deuk Yong;Jang, Ju-Woong;Kim, Tae-Hyung;Jang, Yong-Wun
Journal of Biomedical Engineering Research
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v.34
no.3
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pp.117-122
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2013
Hyaluronic acid(HA) microbeads were synthesized by dropping the sodium hyaluronate(Streptococcus) solutions in NaOH into a solution mixture of divinyl sulfone(DVS) in 2-methyl-1-propanol, followed by stirring, cleaning and drying process at room temperature. The initial experimental conditions are crosslinking time(CLTi) of 5 h, crosslinking temperature(CLTe) of room temperature, injection air pressure(IAPr) of 5 psi, and DVS concentration( DVSc) of 0.2 vol%, respectively. Then, parametric studies were performed by varying the parameters to investigate the morphology, the porosity, the swelling ratio and the size of the beads. The microbead size pattern was not regular to function of the degree of crosslink. It was observed that the swelling ratio, the degree of crosslink, and the pore size can be controlled by adjusting the CLTi, CLTe and DVSc. Among the parameters investigated, the smallest bead size can be achieved by varying the CLTi parameter. The lowest swelling ratio, as an indication of the highest degree of crosslink, can be obtained by varying CLTe.
Min Chae, Seo;Se-Min, Ban;Jae Gu, Heo;Yong Sik, Chu;Kyung-Seok, Moon;Dae-Sung, Kim
Korean Journal of Materials Research
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v.32
no.11
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pp.496-507
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2022
For the selective catalytic reduction of NOx with ammonia (NH3-SCR), a V2O5WO3/TiO2 (VW/nTi) catalyst was prepared using V2O5 and WO3 on a nanodispersed TiO2 (nTi) support by simple impregnation process. The nTi support was dispersed for 0~3 hrs under controlled bead-milling in ethanol. The average particle size (D50) of nTi was reduced from 582 nm to 93 nm depending on the milling time. The NOx activity of these catalysts with maximum temperature shift was influenced by the dispersion of the TiO2. For the V0.5W2/nTi-0h catalyst, prepared with 582 nm nTi-0h before milling, the decomposition temperature with over 94 % NOx conversion had a narrow temperature window, within the range of 365-391 ℃. Similarly, the V0.5W2/nTi-2h catalyst, prepared with 107 nm nTi-2h bead-milled for 2hrs, showed a broad temperature window in the range of 358~450 ℃. However, the V0.5W2/Ti catalyst (D50 = 2.4 ㎛, aqueous, without milling) was observed at 325-385 ℃. Our results could pave the way for the production of effective NOx decomposition catalysts with a higher temperature range. This approach is also better at facilitating the dispersion on the support material. NH3-TPD, H2-TPR, FT-IR, and XPS were used to investigate the role of nTi in the DeNOx catalyst.
Youn-Ha Lee;Jong-Seok Park;Chaerin Park;Sang-Hyun Cho;Je-Won Yoo;Young-Mi Lee
Korean Journal of Environmental Biology
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v.41
no.4
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pp.386-399
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2023
Microplastics and nanoplastics (NMPs) are considered one of hazardous contaminants in marine ecosystems due to their toxic effects, such as reproduction disorder and oxidative stress, on marine organisms. Although water temperature is rising due to global climate change, little information on the toxicological interaction between NMPs and temperature is available. Therefore, in this study, we confirmed the toxicity of NMPs (polystyrene [PS] beads; 0.05- and 6-㎛) on brackish water fleas (Diaphanosoma celebensis) depending on increased temperature (30℃ and 35℃) at individual and molecular levels. In the chronic toxicity test, the group exposed to high temperatures showed an earlier first reproduction time compared to the normal temperatures group, but it was delayed by co-exposure to NMPs at 35℃. Notably, the total reproduction decreased significantly only after 0.05-㎛ PS beads exposure at 30℃. Interaction analysis showed that first reproduction time, modulation of the antioxidant-related gene (GSTS1), heat shock gene (Hsp70), and ecdysteroid pathway-related genes (EcR_A, EcR_B, and CYP314A1) were closely related to temperature and PS beads size. These results indicate that microplastics have size-dependent toxicity, and their toxicity can be enhanced at high temperatures. In addition, higher temperatures and PS beads exposure may have negative effects on reproduction. This study suggests that various factors such as water temperature should be considered when evaluating the toxicity of microplastics in marine ecosystems, and provides an understanding of the complex toxic interaction between water temperature and microplastics for marine zooplankton.
Here, we demonstrated simple nucleic acid, RNA, concentration method using polymer micro chip containing glass bead ($100\;{\mu}m$). Polymer micro chip was fabricated by PDMS ($1.5\;cm\;{\times}\;1.5\;cm$, $100\;{\mu}m$ in the height) including pillar structure ($160\;{\mu}m\;(I)\;{\times}\;80\;{\mu}m\;(w)\;{\times}\;100\;{\mu}m\;(h)$, gap size $50\;{\mu}m$) for blocking micro bead. RNA could be adsorbed on micro glass bead at low pH by hydrogen bonding whereas RNA was released at high pH by electrostatic force between silica surface and RNA. Amount of glass beads and flow rate were optimized in aspects of adsorption and desorption of RNA. Adsorption and desorption rate was measured with real time PCR. This concentrated RNA was applied to amplification micro chip in which NASBA (Nucleic Acid Sequence Based Amplification) was performed. As a result, E.coli O157 : H7 in the concentration of 10 c.f.u./10 mL was successfully detected by these serial processes (concentration and amplification) with polymer micro chips. It implies this simple concentration method using polymer micro chip can be directly applied to ultra sensitive method to measure viable bacteria and virus in clinical samples as well as environmental samples.
Jeong Sung Chan;Chon Se Kang;Jo Young Ho;Kim Moon Suk;Lee Bong;Khang Gilson;Lee Hai Bang
Polymer(Korea)
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v.29
no.3
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pp.288-293
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2005
Osmotic granule system which is one of the drug delivery systems has been developed to improve manufacturing process and other problems of tablet osmotic systems. It consists of water swellable seed layer, nifedipine drug layer, and drug release controlled membrane layer and manufactured by fluidized bed coater. The granule size and mombrane thickness can be controlled by various amounts of seed and coating solution, respectively. It could be observed that the morphology of osmotic granule was different at each coating step as well as type of coating solution. The bigger the size of granule, the slower the release rate was observed due to decreasing the total specific surface wed of granule. Also, it was observed that the increase of membrane thickness was caused to retard the dissolution of nifedipine due to decreasing the water absorption rate. The drug solubility for dissolution media is greatly affected to nifedipine release. From these results, we assured that osmotic granule can be fabricated by fluidized bed coating methods, and the appropriate release profile could be controlled by the controlling of bead size, membrane thickness and dissolution media.
Kim, Tae Gyun;An, Gye Seok;Han, Jin Soon;Hur, Jae Uk;Park, Bong Geun;Choi, Sung-Churl
Journal of the Korean Ceramic Society
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v.54
no.1
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pp.49-54
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2017
In this study, based on hydrolysis and condensation via $St{\ddot{o}}ber$ process of sol-gel method, synthesis of mono-dispersed silica nanoparticles was carried out with hydrophilic solvent. This operation was expected to be a more simplified process than that with organic solvent. Based on the sol-gel method, which involves simply controlling the particle size, the particle size of the synthesized silica specimens were ranged from 30 to 300 nm by controlling the composition of tetraethylorthosilicate (TEOS), DI water and ammonia solution, and by varying the stirring speeds while maintaining a fixed amount of ethanol. Increasing the content of DI water and decreasing the content of ammonia caused the particle size to decrease, while controlling the stirring speed at a high level of RPMs enabled a decrease of the particle size. X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) were utilized to investigate the success factors for synthesizing process; Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) was used to study the effects of the size and morphology of the synthesized particles. To analyze the dispersion properties, zeta potential and particle size distribution (PSD) analyses were utilized.
Metal transfer behavior of three shielded metal arc welding electrodes, AWS El1018, E6013 and E6010, were investigated through the characterization of size distribution of droplets and measurement of arc voltage signals. Of the three electrodes, Ell018 electrode showed the largest droplet size with the smallest amount of spatter, while E6010 electrode showed the smallest droplet size with the largest amount of spatter. Even though Ell0l8 electrode showed a good agreement between the frequencies of voltage drop in FFT processed voltage signals and the transfer rate of droplets, E6013 and E6010 electrodes showed weaker correlation because of their dominant explosive transfer behavior. The type of cathode used and electrode baking time also influenced the metal transfer behavior. Compared to bead-on-plate welding using steel plate as a cathode, welding on a water-cooled copper pipe showed less short-circuiting and higher melting rate in all electrodes because of higher arc potential and/or anode drop. When baked for a long time, E6010 electrode showed much more stable arc with less short-circuiting and explosion due to the loss of gas formation ingredients.
It is highlighted that increasing the adsorbent surface area on volumetric basis is very important in providing an easy access for gas molecules. Fine particles around $3{\mu}m$ of soft-burned dolomite kiln dust (SB-DKD) were hydrated to wet slurry samples by ball mill process and then placed in a chamber to use spray dryer method. Spherical granules with particle size distribution of $50{\sim}60{\mu}m$ were prepared under the experimental condition with or without addition of a pore-forming agent. The relationship between bead size of the pore-forming agent and size of SB-DKD particles is the most significant factor in preparation of spherical granules with a high porosity. Whereas addition of smaller beads than SB-DKD resulted in almost no change in the surface porosity of spherical granules, addition of larger beads than SB-DKD contributed to obtaining of the particles with both 15 times larger average pore volume and 1 order of magnitude larger porosity. It is considered that spherical granules with improved $N_2$ gas adsorption ability may also be utilized for other atmospheric gas adsorption.
Kim, Jin-Tae;Lee, Deuk-Yong;Kim, Young-Hun;Lee, In-Kyu;Song, Yo-Seung
Journal of Sensor Science and Technology
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v.21
no.4
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pp.256-262
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2012
Hyaluronic acid(HA) hydrogels were synthesized by immersing HA microbeads in phosphate buffered saline solutions having different pH levels to assess the effect of pH on the swelling ratio of HA hydrogels for smart drug delivery systems. No beads were formed when the HA solution(below pH 9) was crosslinked with divinyl sulfone(DVS) because DVS is a basic solution. The variation regarding the size of the microbead was not significant, suggesting that the bead size is not a function of pH(10 ~ 14). However, the pore size of the microbeads decreased with increasing pH from 10 to 14, leading to the surface smoothness and dense network as a result of higher crosslinking. The swelling ratio of hydrogels increased when the pH rose from 2(acidic) to 6(neutral). Afterwards, it decreased with further increasing pH(basic). The lower swelling ratio may be due to the lack of ionization of the carboxyl groups. On the other hand, a higher swelling ratio is likely due to the increased electrostatic repulsions between negatively charged carboxyl groups on different chains. Experimental results suggested that pH-responsive HA hydrogels can be applicable to the controlled drug delivery systems.
This paper presents an on-line quality monitoring and control method to obtain a uniform weld quality in gas metal arc welding (GMAW) processes. The geometrical parameters of the weld pool such as the top bead width and the penetration depth plus half back width are utilized to assess the integrity of the weld quality. Since a good quality weld is characterized by a relatively high depth-to-width ratio in its dimensions, the second geometrical parameter is regulated to a desired one. The monitoring variables are the surface temperatures measured at various points on the top surface of the weldment which are strongly related to the formation of the weld pool The relationship between the measured temperatures and the weld pool size is implemented on the multilayer perceptrons which are powerful for realization of complex mapping characteristics through training by samples. For on-line quality monitoring and control, it is prerequisite to estimate the weld pool sizes in the region of transient states. For this purpose, the time history of the surface temperatures is used as the input to the neural estimator. The control purpose is to obtain a uniform weld quality. In this research, the weld pool size is directly regulated to a desired one. The proposed controller is composed of a neural pool size estimator, a neural feedforward controller and a conventional feedback controller. The pool size estimator predicts the weld pool size under growing. The feedforward controller compensates for the nonlinear characteristics of the welding process. A series of simulation studies shows that the proposed control method improves the overall system response in the presence of changes in torch travel speed during GMA welding and guarantees the uniform weld quality.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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