• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.67-72
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• 2006

탄산가스로 채워진 반응기에 수산화칼슘 현탁액을 순환 분산하여 탄산가스와 현탁액의 접촉면적을 증가시키며 가능한 짧은 시간에 다수의 핵을 생성시킬 수 있는 분사법을 이용하여 침강성 탄산칼슘을 합성하였다. 현탁액의 농도와 온도, 반응기로 투입되는 탄산가스의 유량, 분사노즐의 크기를 조절하면서 침강성 탄산칼슘의 입자를 조절하였고 그 결과 약 $0.1{\mu}m$ 정도의 균질 분산된 입자에서부터 $0.3{\mu}m$ 크기의 불균일 입자를 얻을 수 있었다. 생성된 침강성 탄산칼슘을 XRD로 분석한 결과 대부분의 탄산칼슘은 calcite로 나타났고 반응조건에 따라 약간의 aragonite도 생성되었다. 또한 반응시간에 따른 현탁액의 pH와 전기전도도의 변화를 측정한 결과 반응조건에 따라 약간의 차이는 있었으나 초기에 일정시간 높은 pH와 전기전도도값을 유지한 후 급속히 감소하다 포화되는 경향을 보였다. 또한 생성된 침강성 탄산칼슘을 SEM을 이용, 반응조건 변화에 의한 입자생성변화를 고찰한 결과 입도 $0.1{\mu}m$ 균일입자 생성조건은 반응온도 $25^{\circ}C$, 현탁액농도 0.5 wt%, $CO_2$가스의 유량 1 L/min, 노즐사이즈 0.4 mm로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.94-100
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• 2013

본 논문은 철근콘크리트 구조물이 화재를 입었을 경우의 최고 노출 온도 예측 및 화재손상 분석을 위하여 콘크리트 시험체에 대한 기기 분석적 고찰을 실시하였다. 시차열분석 결과, $200^{\circ}C$까지는 모세관수 및 겔수의 증발로 인한 강한 흡열피크가 일어났으며, $520^{\circ}C$정도에서 수산화칼슘 ($Ca(OH)_2$)의 분해로 인해 흡열피크가 생성되었고, 흡열 반응으로 인해 시료의 중량이 크게 감소되었다. $720^{\circ}C$정도에서 칼사이트 ($CaCO_3$)의 분해로 인해 또 한번의 강한 흡열반응이 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 X-선 회절분석 결과, $400^{\circ}C$까지는 $Ca(OH)_2$가 존재하지만 $600^{\circ}C$이상부터는 CH성분은 거의 소멸되고 CaO의 성분이 나타났으며, 온도가 높을수록 생성량이 증가하였다. 이것은 화재 시 콘크리트의 온도가 증가될수록 $Ca(OH)_2$과 $CaCO_3$가 분해되어 CaO로 변환되기 때문이며, $Ca(OH)_2$와 $CaCO_3$가 완전히 분해되어 피크가 없어지고 대신 CaO의 피크가 크게 형성되는 온도 범위를 약 $700{\sim}800^{\circ}C$로 추정할 수 있다. 주사형 전자현미경 분석 결과, 고열에 의해 콘크리트를 구성하고 있는 시멘트 반응생성물에서 결합수 및 겔수의 탈수로 인해 콘크리트의 수축이 발생함으로써 미세한 균열이 전반적으로 심하게 발생되는 것을 볼 수 있다. 이를 통해 보통 콘크리트가 열을 받으면 $300^{\circ}C$부터 미세균열이 발생되어 $500^{\circ}C$에서는 상당히 심하게 균열이 발생되는 것을 알 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권5호
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• pp.707-714
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• 2013

Microbially induced calcium carbonate precipitation (MICCP) is a naturally occurring biological process that has various applications in remediation and restoration of a range of building materials. In the present investigation, five ureolytic bacterial isolates capable of inducing calcium carbonate precipitation were isolated from calcareous soils on the basis of production of urease, carbonic anhydrase, extrapolymeric substances, and biofilm. Bacterial isolates were identified as Bacillus megaterium, B. cereus, B. thuringiensis, B. subtilis, and Lysinibacillus fusiformis based on 16S rRNA analysis. The calcium carbonate polymorphs produced by various bacterial isolates were analyzed by scanning electron microscopy, confocal laser scanning microscopy, X ray diffraction, and Fourier transmission infra red spectroscopy. A strain-specific precipitation of calcium carbonate forms was observed from different bacterial isolates. Based on the type of polymorph precipitated, the technology of MICCP can be applied for remediation of various building materials.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제26권4호
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• pp.434-439
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• 2009

This paper is a new method for prevent. The particulate scale. stero-microscope were used for the scale removal experiment to improve mineralogical characteristics and the reduction of scales in heat pipe. Generally, the scale in the heat pipe consists of calcium carbonate minerals, such as calcite and aragonite which are precipitated by the reaction of Ca and $CO_2$ in the water. Copper alloy metal could eliminate the scale and prevent the production of scale in the heat pipe.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.237-242
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• 2015

탄산칼슘 형성세균에 의한 건축물 균열보수 및 그들의 내구성 증진은 기존 화학제에 비해 친환경적이며, 영구적이라는 측면에서 그들의 응용에 대한 연구는 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 균열복구 기전이 세균의 대사에 의한 calcite crystal 형성과정에서 기인되는 것으로, 대사과정 중 산 형성으로 시멘트 기반 콘크리트 건축물에 대한 위해 가능성 논란이 지속 제기되었다. 따라서 본 연구는 시멘트 모르타르에 대한 생물학적 부식능이 있는 방제대상 미생물을 결정하고 시멘트 콘크리트 건축물에의 안전한 적용을 위한 다기능성 탄산칼슘 형성세균을 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 첫째, 건축물에서 분리된 균사형 진균, 효모, 세균 균주들을 대상으로 chalky test를 실시하여 $CaCO_3$에 대한 가용화능을 평가하였다. 그 결과 건축물에서 분리된 세균 균주의 경우 가용화 능이 없는 것으로 평가되었으며, C. sphaerospermum KNUC253 및 P. prolifica KNUC263 균주가 $CaCO_3$에 대한 가용화 활성을 보여, 시멘트 기반 건축물 표면에서 방제되어야 균주로 판단된다. 둘째, 독도 토양 및 건축물에서 분리되어 시멘트 표면 진균생장 억제효과, 시멘트 표면균열을 수복 및 수분 침투력 감소효과가 보고된 특허등록 균주 A. nicotianae KNUC2100, B. thuringiensis KNUC2103, S. maltophilia KNUC2100 및 B. aryabhatti KNUC205들이 $CaCO_3$을 가용화하지 않음을 볼 때 산 형성으로 인한 시멘트 모르타르 주성분인 $CaCO_3$에 대한 위해는 없을 것으로 평가된다. 이에 더하여 그들 중 B. aryabhatti KNUC205, A. nicotianae KNUC2100의 경우 건축소재 열화가능성의 판단근거로 널리 활용되고 있는 bio-degradative assay에서 다양한 고분자물질 구성요소에 대해 활성을 나타내지 않아 다양한 건축환경에 대해 활용 가능성을 보여주었다.

• KSBB Journal
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• 제30권6호
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• pp.296-301
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• 2015

Eggshell-based biocomposites have become attractive due to their exquisite nanostructure and biological properties, which are mainly composed of highly organized calcium carbonate crystals controlled by organic macromolecules such as proteins and polysaccharides. Here, we designed the recombinant fusion protein of a putative eggshell matrix protein named as GG1234 and a fluorescent reporter protein of DsRed. The protein was successfully over-expressed in E. coli and purified by Ni-NTA affinity chromatography. In vitro calcium carbonate crystallization was conducted in the presence of the fusion protein, and morphological change was investigated. The protein inhibited the calcite growth in vitro, and spherical calcium carbonate micro-particles with the diameter of about $20-30{\mu}m$ were obtained. We expect that this study would be helpful for better understanding of eggshell-based biomineralization.

• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.231-240
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• 2002

미생물에 의한 금속이온의 환원은 탄소와 금속의 생지화학적 순환에 영향을 줄 뿐만 아니라 또한 금속, 방사성원소, 그리고 유기물로 오염된 지하수와 토양의 정화에 있어서 중요한 역할 가능성을 시사하고 있다. 지구의 극한 환경(예: 심해저 퇴적, 알칼리성 호수 등)에서 서식하는 철환원 박테리아를 분리하여 금속이온의 환원과 광물 형성 등의 실험에 이용하여 본 결과에 의하면, 이들 철환원 박테리아는 Fe(III), Mn(IV), Cr(VI), Co(III), and U(VI)이온 등을 환원시킬 뿐만 아니라, 자철석($Fe_3$$O_4$), 능철석($FeCO_3$), 방해석($CaCO_3$), 능망간석($MnCO_3$), 비비아나이트 [$Fe_3$($PO_4$)$_2$ .$8H_2$O], 우라니나이트(UO) 등의 광물을 형성한다. 철 환원 박테리아에 의한 광물 형성과 금속이온의 환원에 영향을 미치는 주요소는 대기의 조성, 화학 조성, 및 박테리아의 종이다. 호열성 철환원 박테리아는 철수화물과 금속이온(Co, Cr, Ni) 등을 동시에 환원시켜 금속 치환된 자철석을 합성하며, 또한 석탄회 등을 이용하여 탄산염 광물을 형성하여 대기 중의 이산화탄소를 고정하는 역할을 하기도 한다. 따라서 미생물에 의한 금속이온이 환원은 자연계에서 철과 탄소의 지화학적인 순환에 영향 미치며, 또한 미생물에 의한 자철석의 합성은 산업적으로 많은 이용가치가 있을 것으로 본다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.17-29
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• 2009

에너지 수요의 증가 및 에너지 탐사와 연관되어 해저 지반의 조사가 증가하고 있다. 해수면 2100m 해저 110m 아래에서 얻어진 압력 코어 시료의 메탄 하이드레이트 생산 시험 후 얻어진 사료를 이용하여 울릉 분지 심해토의 지반공학적 특성을 조사하였다. 기본 토성, 광물학적 특성, 화학 조성, 그리고 미세구조 관찰을 위하여 토성 실험, XRD, 그리고 SEM을 실시하였다. 또한, 멀티 센서 압밀셀을 이용하여 두 시료의 압축성, 전단파 및 전자기파 파악하였다. 강도특성은 직접전단실험 이용하여 산정되었다. 주요 광물로는 카오리나이트, 일라이트, 크로라이트(chlorite), 그리고 캘싸이트(calcite)가 관찰되었다. SEM 결과 잘 발달된 내 외부 간극 구조가 관찰되었다. 수직유효응력의 증가에 따라 전단파 속도, 전기비저항, 실수 유전율, 그리고 전기전도도는 이중선형 거동을 보였다. 직접전단실험으로 얻은 마찰각은 약 $21^{\circ}$로 선행연구와 비슷한 결과를 보였다. 본 연구는 가스 하이드레이트와 같은 에너지 자원의 개발 및 새로운 지반공학적 영역의 확보를 위하여 심해 퇴적토의 거동 이해의 중요성을 보여준다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권4호
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• pp.378-385
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• 2009

Arsenic (As) is known to be very toxic and carcinogenic to human beings. Arsenic contaminated soil was collected from a timber mill site at Busan Metropolitan City, Korea, where chromated copper arsenate (CCA) had been used to protect wood from rotting caused by insects and microbial agents. The soil was stabilized using both natural oyster shells (NOS) and calcinated oyster shells (POS). The calcination of natural oyster shells was accomplished at a high temperature in order to activate quicklime from calcite. Two different oyster shell particle sizes (-#10 mesh and -#20 mesh) and curing periods of up to 28 days were investigated. The stabilization effectiveness was evaluated based on the Korean Standard Test (KST) method (1N HCl extraction). The stabilization results showed that the POS treatment was more effective than the NOS treatment at immobilizing the As in the contaminated soils. A significant As reduction (96%) was attained upon a POS treatment at 20 wt% and passed the Korean warning standard of 20 mg/kg ('Na' area). However, an As reduction of only 47% (169 mg/kg) was achieved upon a NOS treatment at 20 wt%. The -#20 mesh oyster shells seem to perform better than the -#10 materials. The scanning electron microscopy (SEM)-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) results showed that As immobilization was strongly associated with Ca and O in the presence of Al and Si.

• 한국광물학회지
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• 제18권4호통권46호
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• pp.267-276
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• 2005

적토로부터 활성화시킨 물질에 대한 적조구제제로서의 가능성에 대하여 연구하였다. 적토는 보오크사이트로부터 알루미나를 생산하기 위해 사용되는 베이어 공정의 부산물로써 적철석, 보에마이트, 방해석, 소달라이트, 석영, 저어콘, 아나타제 및 미지의 광물 등 다양한 광물로 구성되어 있다. 중금속 흡착실험결과, As ($92\%$)를 제외한 모든 중금속이 거의 $100\%$에 가까운 높은 흡착률을 보였다. 이는 중금속에 대한 철산화물의 높은 흡착능력에 기인된 것으로 사료된다. 적토에 대한 pH (pH $1\∼13$)별 용출률 측정 결과, 산성에서 As, Cu 및 Zn가 높은 값을 보임으로써, 적토를 산처리 할 때, 중금속 제거 효과가 탁월함을 지시하였다. 적토의 산처리 산물인 활성적토는 적철석 및 보에마이트 등으로 구성되어 있으며, 온도가 증가할수록 중금속의 제거 효과가 증가하였다. 활성적토는 입도가 수십 nm로써, 5종의 적조에 대한 적조구제 효율을 측정한 결과, 구제효율은 pH특히, 반응 후 pH에 반비례하였다. 이들 5종의 프랑크톤 중, Prorocentrum minimum 및 Alexandrium tamarense의 경우, 살포 즉시 $90\%$ 이상을 그리고 약 30분 후에는 거의 $100\%$에 가까운 구제효율을 보임으로써, 활성적토가 이들 적조에 대한 우수한 구제제로서의 가능성을 지시하고 있다.