작물의 멀칭재배에 활용이 가능한 생분해성 필름의 개발과 이용가능성을 검토하고자 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 천연고분자를 이용한 생분해가 가능한 필름의 제조를 위해 벼 부산물인 왕겨와 쌀겨를 이용하여 생분해성 필름을 제조하였다. 2. 천연고분자를 이용하여 개발된 생분해성 필름의 기계적인 특성은 기존 멀칭필름과 비교해서 신장율은 낮으나 인장강도는 2배 이상 강함을 보였다. 그리고 파열점 비교에서도 멸칭필름은 뚜렷한 파열점이 존재하고 그 이후에는 같은 힘을 주어도 계속 늘어난 반면, 생분해성 필름은 서서히 늘어나며 점차 힘을 증가시켜야 늘어나는 특성을 보였다. 3. 생분해성 필름에 대한 유해성분 용출시험에서 중금속 들이 검출되지 않았고, 국내 친환경 인증 기준이 정하는 생분해성 수지의 함량기준에 충족하였다. 4. 작물을 이용한 토양 분해력 시험에서도 3 개월 이후에 서 대부분 분해됨을 보여 일반 농업 현장에 적용이 가능할 것으로 사료된다.
작물의 멀칭재배에 활용이 가능한 생분해성 비닐의 생분해 특성과 작물 재배에 따른 특성 변이를 검정한 결과는 다음과 같다. 1. 천연고분자인 벼 부산물(왕겨와 쌀겨)을 이용하여 상업적으로 이용이 가능하고 생분해가 가능한 멀칭 비닐을 제조하였다. 2. 생분해성 멀칭 비닐의 특성 검정을 위한 표준 생분해도 측정결과 셀룰로오스 대비 75%의 생분해가 되어 친환경 기준을 충족함을 확인하였다. 3. 생분해성 멀칭 비닐의 기계적인 특성은 기존 멀칭비닐과 비교해서 인장강도와 인장력에서 우수함을 보였고, 파단점 비후 비교에서도 생분해성 비닐은 지속적인 힘을 유지시켜야 늘어나는 특성을 보였다. 4. 작물을 대상으로한 시험에서 기계화도 가능하며, 인장강도와 인장력을 통한 분해력 비교에서 작물에 따라 시간이 지남에 따라 인장강도와 인장력에 차이를 보임을 관찰할 수 있었고, 작물의 토양 피복도가 생분해에 영향을 미침을 확인하였다.
해조분말을 이용하여 산 알칼리 병용법으로 알긴산을 추출하고 필름의 물성 증진을 위하여 두 가지의 $CaCl_{2}$ 처리방법 (즉, $CaCl_{2}$를 필름용액에 직접 첨가하는 방법과 필름을 제조한 후 필름을 $CaCl_{2}$, 용액에 침지하여 가교결합을 유도하는 방법)을 적용하여 생분해성 필름을 제조하고 그 물성을 비교하였다. 사용된 해조분말(미역 잎, 미역줄기, 미역귀, 다시마, 톳)중 톳을 제외하고는 모두 필름이 제조되었다. 이들 해조 필름의 물성에 대한 $CaCl_{2}$ 처리방법의 영향은 수분용해도 외에는 큰 차이를 나타내지 않았다. 비록 이들 해조필름의 인장강도, 투습도, 수분용해도와 같은 필름의 물성이 순수한 알긴산으로 제조한 필름의 물성에 비해 떨어지나 본 연구의 결과는 미이용 해조분말이나 해조가공 부산물로 얻어지는 해조분말을 이용하여 새로운 생분해성 포장소재로 사용할 수 있는 가능성이 있음을 나타냈다.
The surface modification of microfibriled cellulose (MFC) was carried out through the hydrolysis-condensation reaction using (3-aminopropyl)triethoxysilane (APS) and 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane (GPS) and then the modified cellulose was compounded with bio-degradable poly(lactic acid) (PLA). Also, pristine MFC was compounded with PLA as a control groups. The confirmation of surface modification for the pristine MFC was characterized by FT-IR and SEM/EDX. The thermal and mechanical properties of the PLA/MFC composites depended on the content of MFC and the type of silane coupling agents. From the thermal, morphological and mechanical behaviors of the PLA/MFC composites, it was found that GPS-MFC was more successful to improve the interface adhesion between PLA matrix and the surface of MFC than that of APS-MFC.
Herein, we propose a facile water-processible method to develop an eggshell membrane (ESM)-embedded waterborne polyurethane (WPU)-based bio-degradable and bio-compatible coating material that exhibits attractive tactile properties. Virgin ESM is not dispersible in water. Hence, to develop the ESM-based WPU composite, soluble ESM (S-ESM) was first extracted by de-crosslinking the ESM. The extracted S-ESM at different concentrations (0, 0.5, 1.0, 1.5 wt %) was mixed with WPU. Compared to virgin WPU, the viscosity of S-ESM/WPU dispersion and the in-plane coefficient of friction (COF) of the composite film surfaces decreased with an increase in the S-ESM content. In addition, an increase in the S-ESM content improved the tribo-positive characteristics of the film. Different good touch-feeling biomaterials, such as fur, feather, and human skin exhibit tribo-positivity. Thus, the enhanced tribo-positive characteristics of the S-ESM/WPU and the decrease in their COF owing to an increase in the S-ESM content imply the enhancement of its touch-feeling performance. The S-ESM embedded WPU composites have potential applications as coating materials in various fields, including automobile interiors and artificial leather.
Intensive theoretical and experimental studies have been carried out at Korean Institute of Science and Technology (KIST) on controlling the bio absorbing rate of the Mg alloys with high mechanical strength through tailoring of electrochemical potential. Key technology for retarding the corrosion of the Mg alloys is to equalize the corrosion potentials of the constituent phases in the alloys, which prevented the formation of Galvanic circuit between the constituent phases resulting in remarkable reduction of corrosion rate. By thermodynamic consideration, the possible phases of a given alloy system were identified and their work functions, which are related to their corrosion potentials, were calculated by the first principle calculation. The designed alloys, of which the constituent phases have similar work function, were fabricated by clean melting and extrusion system. The newly developed Mg alloys named as KISTUI-MG showed much lower corrosion rate as well as higher strength than previously developed Mg alloys. Biocompatibility and feasibility of the Mg alloys as orthopedic implant materials were evaluated by in vitro cell viability test, in vitro degradation test of mechanical strength during bio-corrosion, in vivo implantation and continuous observation of the implant during in vivo absorbing procedures. Moreover, the cells attached on the Mg alloys was observed using cryo-FIB (focused ion beam) system without the distortion of cell morphology and its organ through the removal of drying steps essential for the preparation of normal SEM/TEM samples. Our Mg alloys showed excellent biocompatibility satisfying the regulations required for biomedical application without evident hydrogen evolution when it implanted into the muscle, inter spine disk, as well as condyle bone of rat and well contact interface with bone tissue when it was implanted into rat condyle.
최근 플라스틱 폐기물로 인한 환경 문제가 이슈화되면서 친환경 소재에 대한 관심이 점점 증가하고 있으며, 이에 따라 천연섬유를 활용한 복합재의 연구가 지속적으로 이루어지고 있지만 친환경 복합재의 강도나 계면 접착력에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 복합재료의 강도나 계면 접착력을 향상시키는 방법들 중 한 가지 방법은 나노 입자를 첨가하여 기계적 물성을 향상시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되는 고가의 나노소재를 대체할 수 있는 친환경적이면서 경제적인 천연섬유를 해초로부터 추출하여 첨가제를 제조하고, 복합재료의 제조 및 기계적 특성평가를 수행하였다. 시험결과 제조한 첨가제가 복합재료의 인장, 굽힘, 충격 등의 물성 향상에 효과가 있을 뿐만 아니라 친환경성과 경제성도 가지고 있어 후속연구를 통해 다양한 분야에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.
This paper describes microscale laser structuring of electrospun(ES) PCL and PET nanofiber meshes. Electrospinning produces non-woven meshes of synthetic or natural materials fibers with diameters ranging from micron down to the nanometer scales that are advantageous for the supporting the growth of the small scale structures. Ultrashort laser found to be effective on the fabrication of engineeredtissue scaffold with minimum heat affect and ultra precision ablation patterns. The affect of energy range for ablation quality was analyzed and ablation characteristics of PCL and PET were compared.
A lot of water is using in the paper mill for dilution, washing, sealing, and other process operation. As the regulation of water environment has been more tightened than ever before, water management in the paper mill becomes the most important task. Topics on reducing fresh water and increasing recycling water have been studied. Further, an interest in zero-effluent system has been increased. The pH of waste water in paper mill is usually weak acidic or neutral. The waste water in the paper mill includes water insoluble organic materials that are not easy to be dissolved in the water, inorganic materials that never react with water and chemical additives that are used to recycled fiber. This study investigated on the effect of various materials used in paper mill on COD. This data could be used to control the environmental load in paper mill. COD caused by raw materials and NBDCOD (Non Bio Degradable COD) after the activated sludge process are investigated in this study. Results obtained in this study can be used in a simulation program designed to control environmental load in the paper mill.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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