• 제목/요약/키워드: energy potential

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Dynamic changes of yak (Bos grunniens) gut microbiota during growth revealed by polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis and metagenomics

  • Nie, Yuanyang;Zhou, Zhiwei;Guan, Jiuqiang;Xia, Baixue;Luo, Xiaolin;Yang, Yang;Fu, Yu;Sun, Qun
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권7호
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    • pp.957-966
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    • 2017
  • Objective: To understand the dynamic structure, function, and influence on nutrient metabolism in hosts, it was crucial to assess the genetic potential of gut microbial community in yaks of different ages. Methods: The denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiles and Illumina-based metagenomic sequencing on colon contents of 15 semi-domestic yaks were investigated. Unweighted pairwise grouping method with mathematical averages (UPGMA) clustering and principal component analysis (PCA) were used to analyze the DGGE fingerprint. The Illumina sequences were assembled, predicted to genes and functionally annotated, and then classified by querying protein sequences of the genes against the Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) database. Results: Metagenomic sequencing showed that more than 85% of ribosomal RNA (rRNA) gene sequences belonged to the phylum Firmicutes and Bacteroidetes, indicating that the family Ruminococcaceae (46.5%), Rikenellaceae (11.3%), Lachnospiraceae (10.0%), and Bacteroidaceae (6.3%) were dominant gut microbes. Over 50% of non-rRNA gene sequences represented the metabolic pathways of amino acids (14.4%), proteins (12.3%), sugars (11.9%), nucleotides (6.8%), lipids (1.7%), xenobiotics (1.4%), coenzymes, and vitamins (3.6%). Gene functional classification showed that most of enzyme-coding genes were related to cellulose digestion and amino acids metabolic pathways. Conclusion: Yaks' age had a substantial effect on gut microbial composition. Comparative metagenomics of gut microbiota in 0.5-, 1.5-, and 2.5-year-old yaks revealed that the abundance of the class Clostridia, Bacteroidia, and Lentisphaeria, as well as the phylum Firmicutes, Bacteroidetes, Lentisphaerae, Tenericutes, and Cyanobacteria, varied more greatly during yaks' growth, especially in young animals (0.5 and 1.5 years old). Gut microbes, including Bacteroides, Clostridium, and Lentisphaeria, make a contribution to the energy metabolism and synthesis of amino acid, which are essential to the normal growth of yaks.

시간유한요소법을 이용한 분포형 구동기의 형상최적화에 관한 연구 (A Study on Shape Optimization of Distributed Actuators using Time Domain Finite Element Method)

  • 석진영;김유단
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.56-65
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    • 2005
  • 시간유한요소법은 시간영역을 고정시키고 행렬 미분방정식 형태의 공간전파 관계식을 풂으로써 시간과 공간에 대한 동적 해석을 수행하는 방법이다. 이 방법은 공간이산화 유한요소법이나 시/공간 동시이산화 유한요소법에 비해 공간에 관한 자유도가 발생하는 것이 두드러진 특징으로, 이를 이용하여 분포형 구동기의 공간에 따른 특성을 최적화하는 데에 효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 임의의 초기조건을 반영할 수 있도록 구성된 상태변수 벡터를 이용하여 구조물을 시간영역에서 이산화하고, 공간영역에서 전파관계식 및 경계조건을 이용하여 공간전파 관계식을 형성하였다. 이 때 구동기의 공간에 따른 형상 분포는 설계되어야 할 변수의 함수이고, 시간반응은 형상함수를 이용하여 이산화 하였다. 포텐셜 에너지 및 운동에너지를 구조물의 변위제어에 적절한 최적의 성능지수로 설정하고, 이를 최소화하도록 미지의 함수인 구동기의 분포형상을 구하였다. 일반적으로 구조물은 임의의 초기조건에서 외란을 받게 되나, 본 연구에서는 구현가능한 제어법칙을 이용하여 최종시간에서 안정화(rest) 조건을 만족한다고 가정하였다. 구동기 분포형상 최적화를 위해 상태/준상태 방정식을 유도하였다. 서브행렬 재형상화와 시/공간 경계조건을 통해 상태변수와 준상태변수에 대한 Ricatti 미분방정식을 유도하였다. 이를 통해 구동기 분포형상 최적화를 구현하였으며, 수치 시뮬레이션을 통해 적절한 구동기의 분포형상 최적화를 수행할 수 있음을 보였다.

한국 남해의 여름과 겨울철 성층 변동 (Stratification Variation of Summer and Winter in the South Sea of Korea)

  • 이충일;구도형;윤종휘;김동선
    • 해양환경안전학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.119-125
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    • 2007
  • Simpson and Hunter (974) 의 포텐셜 에너지 anomaly(V)를 이용하여 한국 남해의 여름과 겨울철 성층 변동 및 수온과 염분이 성층의 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 수온 및 염분은 국립수산과학원이 1999년 8월, 2000년 2월에 실시한 정선 관측 자료이다. 8월(여름)은 남해의 외해측에서 V 값이 높게 나타나는 반면, 2월(겨울)의 경우 연안역 가까운 곳에서 높게 나타났다. 8월은 대기의 가열 현상 및 쓰시마난류의 유입 등이 V 가 증가하는 주요 인자이며, 2월은 대기 냉각 및 남해연안수의 확장이 표 저층간의 성층의 세기를 변화시키는 요인으로 작용한다. 전 시기에 걸쳐 수온이 염분보다 성층의 세기 변화에 큰 영향을 미치며, 8월에는 수온과 염분이 성층의 세기를 증가시키는 작용을 하는 반면, 2월에는 염분이 성층의 세기를 감소시키는 작용을 한다.

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PRT 차량의 보조 전력공급을 위한 유연소재 태양전지의 적용 가능성 연구 (An Exploratory Study on the Applicability of Thin-Film Photovoltaic Cells for Auxiliary Power Supply of a Personal Rapid Transit (PRT) Vehicle)

  • 강석원;한수진;정락교;오혁근;고상원;최두호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.94-99
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    • 2014
  • 최근의 신 교통시스템 개발 동향은 주로 지속가능하고 친환경적인 교통수단을 제공하는데 초점이 맞춰져 있다. 그 중에서도, 수요응답형 순환교통(PRT: Personal Rapid Transit) 시스템은 그 가능성 때문에 주목을 받고 있으며, 첨단 전기 자동차(EV) 개발 기술과의 융합을 통해서 경쟁력은 보다 향상되고 있다. 하지만 전기 배터리에 의해 구동되는 차량의 경우 안정적이고 효율적인 운영의 측면에서 기술적인 어려움에 직면하고 있다. 본 논문에서는, 기술적인 난제를 극복하고 전기에너지를 기반으로 한 교통수단의 보급을 증대하기 위하여 태양전지에 의한 보조 전력 공급을 위한 설계적 접근방법에 대해서 모형실험을 통해서 논한다. 그 결과, 실제 차량에 적용했을 시 보조 전원 공급장치로서 일부 서비스 기기에 소요되는 전력량의 대략 11% 정도를 감당할 수 있을 것으로 예측되었다. 특히, 유연소재 태양전지의 장점은 저렴하고 가벼우며 디자인 의도를 최대한 살릴 수 있다는 데 있다. 무엇보다도 유연함과 용이한 부착성은 다양한 분야에서의 확대 적용 가능성을 보여준다.

Monazite 界面上의 捕集劑 吸着機能에 關한 硏究 (Mechanism of Collector Adsorption on Monazite)

  • 최형섭;황기엽
    • 대한화학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.91-95
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    • 1963
  • 浮選理論의 基礎的인 硏究는 從來 主로 接觸角, 臨界 pH 曲線, 吸着量의 測定等에 依해서 試藥이 鑛粒子表面에 吸着하는 機構를 解明하였다. 그러나 最近 界面電氣化學的인 考察이 適用되어 試藥類의 吸着의 理論的인 究明이 試圖되고 있다. 鑛粒子는 電氣泳動現象에서 보는 바와 같이 水中에서 荷電되어 있고 한편 捕集劑는 ${\lceil}이온{\rfloor}$化 되어 있는 故로 當然히 그 吸着에는 電氣的인 相互作用이 있다고 想像할 수 있다. 따라서 電氣二重層理論이 鑛粒子의 荷電原因, 그 制御方法 및 吸着에 있어서 相互作用의 定量化에 基礎가 될 수 있는 것이다. 本硏究에 있어서는 Monazitc에 關하여 固相-液相界面에 있어서의 電氣化學的性質을 電氣泳動法으로 調査하고 한편 浮選捕集劑로 Dodecyl ammonium chlloride(D.A.C. 라 略稱) 및 Sodium dodecyl sulfate(S.D.S.라 略稱)를 使用하여 吸着量의 測定 및 浮遊度를 侍險한 結果 捕集劑 ${\lceil}이온{\rfloor}$이 鑛物表面에 吸着하는데 있어서 電氣的인 相互作用이 重要한 役割을 하고 있다는 것이 實證되였다. 卽 水溶液中에 있어서의 Monazite 表面의 電氣的 性質이 $H^+\;及\;OH^-$의 濃度(pH)에 따라 支配되는 것이고 電氣泳動法으로 測定한 Monazite의 等電點(Isoelectric point)은 pH 3.5이며 Monazite 表面은 pH 3.5以上에서는 陰(-)으로 pH 3.5以下에서는 陽(+)으로 荷電되어 있다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 表面에 陰 ${\lceil}이온${\lceil}系의 S.D.S. 或은 陽 ${\lceil}이온{\rfloor}$系의 D.A.C.를 作用시키면 當然히 S.D.S.는 pH 低下에 따라서 卽 表面이 陰(+)이 되는데 따라 吸着量이 增加되고 한편 D.A.C. 때는 反對로 表面이 陰(-)이 되는데 따라 吸着量 이 增加된다고 볼 수 있으며 實地로 吸着量의 測定은 이것을 立證하고 있다. 이와 아울러 炭素鎖 12의 陽 ${\lceil}이온{\rfloor}$ 及 陰${\lceil}이온{\rfloor}$系 捕集劑 (卽 D.A.C. 및 S.D.S.)를 使用하여 Hallimond tube로 Monazite의 浮遊度를 測定한 結果를 보면 等電點을 中心으로 하여 左右로 거의 對稱的인 結果를 나타내고 있고 이것은 前述한 捕集劑의 吸着이 電氣的인 相互作用에 依한다는 事實을 뒷받침 하고 있는 것으로서 注目할 만한 現想이다. 이러한 基礎的인 究明은 重砂에서 Monazite를 될 수 있는대로 品位가 높은 精鑛으로 選別回收하는데 基本方針을 提示하는 것이다.

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Real-Time Monitoring of Mitochondrial ATP Synthesis and Hydrolysis by Surface Infrared Spectroscopy

  • Yamaguchi, Ryo-Taro;Hirano-Iwata, Ayumi;Aonuma, Yuki;Yoshimura, Yuya;Shinohara, Yasuo;Kimura, Yasuo;Niwano, Michio
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.108-109
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    • 2013
  • Mitochondria play key roles in the production of cell's energy. Their dominant function is the synthesis of adenosine 5'-triphosphate (ATP) from adenosine diphosphate (ADP) and phosphate (Pi) through the oxidative phosphorylation. Evaluation of drug-induced mitochondrial toxicity has become increasingly important since mitochondrial dysfunction has recently been implicated in numerous diseases including cancer and diabetes mellitus. Mitochondrial functions have been monitored via oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and more importantly via ATP synthesis since ATP synthesis is the most essential function of mitochondria. Various analytical methods have been employed to investigate ATP synthesis in mitochondria, including high performance liquid chromatography (HPLC), bioluminescence technique, and pH measurement. However, most of these methods are based on destructive analysis or indirect monitoring through the enzymatic reaction. Infrared absorption spectroscopy (IRAS) is one of the useful techniques for real-time, label-free, and direct monitoring of biological reactions [1,2]. However, the strong water absorption requires very short path length in the order of several micrometers. Transmission measurements with thin path length are not suitable for mitochondrial assays because solution handlings necessary for evaluating mitochondrial toxicity, such as rapid mixing of drugs and oxygen supply, are difficult in such a narrow space. On the other hand, IRAS in the multiple internal reflection (MIR) geometry provides an ideal optical configuration to combine solution handling and aqueous-phase measurement. We have recently reportedon a real-time monitoring of drug-induced necrotic and apoptotic cell death using MIR-IRAS [3,4]. Clear discrimination between viable and damaged cells has been demonstrated, showing a promise as a label-free and real-time detection for cell-based assays. In the present study, we have applied our MIR-IRAS system to mitochondria-based assays by monitoring ATP synthesis in isolated mitochondria from rat livers. Mitochondrial ATP synthesis and hydrolysis were in situ monitored with MIR-IRAS, while dissolved oxygen level and solution pH were simultaneously monitored with O2 and pH electrodes, respectively. It is demonstrated that ATP synthesis and hydrolysis can be monitored by the IR spectral changes in phosphate groups in adenine nucleotides and MIR-IRAS is useful for evaluating time-dependent drug effects of mitochondrial toxicants.

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리튬 이온 전지의 분리막으로 사용하기 위한 복합 고분자 막의 동향 (Progress in Composite Polymer Membrane for Application as Separator in Lithium Ion Battery)

  • 오석현;파텔 라즈쿠마
    • 멤브레인
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    • 제30권4호
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    • pp.228-241
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    • 2020
  • 리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.

몰리브덴 선광광미 응집여과액 재활용을 위한 부유선별 특성 (Flotation for Recycling of a Waste Water Filtered from Molybdenite Tailings)

  • 박철현;전호석;한오형;김병곤;백상호;김학순
    • 한국광물학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.235-242
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    • 2010
  • 동원 NMC 선광장의 부유선별 프로세스를 유지하면서 광미여과액을 순환수로 활용하기 위한 pH 조절 연구를 수행하였다. 휘수연석(molybdenite)과 석영의 등전점(IEP)은 각각 pH 3 이하와 pH 2.7이었으며 안정화(분산)된 영역은 pH 5~10이었다. 순환수 현탁액의 경우, 잔류응집제의 의해 휘수연석의 제타전위는 pH 4 이상에서 -10 mV 이하로 감소하였다. pH 조절에 의한 부유선별 결과, 알칼리 영역에서 폴리머 사슬의 신장 및 확장, 칼슘 양이온($Ca^{2+}$)의 가교(ion bridge), 그리고 일부 무극성 폴리머/소수성 입자의 상호작용에 의한 응집 현상으로 부선효율이 급격히 저하되었다. 반면 약산성 영역(pH 5.5~6)은 수소이온에 의해 음이온성 폴리머가 중화되고 고분자 사슬의 기능이 약화됨에 따라 부선효율이 향상되었다. 조선부선 이후 정선부선의 최적조건인 pH 5.5, 포수제(kerosene) 20 g/t, 기포제(AF65) 50 g/t, 억제제($Na_2SiO_3$) 300 g/t, 정선횟수 2회에서 Mo 품위와 회수율이 각각 52.7%와 90.1%인 최종 정광을 얻어 광미여과액을 분쇄-조선-정선 공정에 지속적으로 재활용할 수 있는 기술을 개발하였다.

Rhodococcus sp. CP01에 의한 페놀과 6가 크롬이온의 동시 제거 (Simultaneous Removal of Phenol and Hexavalent Chromium by Rhodococcus sp. CP01)

  • 최광현;오영숙;김병동;최성찬
    • 미생물학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.279-284
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    • 2000
  • 페놀을 유일한 탄소 및 에너지원으로 이용할 수 있는 Rhodococcus sp. CP01을 침출수로부터 분리하고 회분식 및 연속배양 체제에서 크롬(VI)을 동시에 환원시키는 능력을 추정하였다. 크롬(VI) 환원의 최적 pH 7.0과 페놀 농도 1,000 mg/L에서 최소배지에 주어진 0.25 mM의 크롬(VI)은 CP01 균주에 의해 60시간만에 완전히 환원되었으며, 이때 크롬의 환원속도는 4.17 $\mu$M/hr, 페놀의 분해속도는 38.4 mg.$L^{-1}$.$hr^{-1}$로 측정되었다. 수리학적 체류시간을 100hr으로 유지한 호기성 연속배양 체제에서 크롬(VI)의 농도를 0.0625, 0.125, 그리고 0.25 mM로, 페놀 농도를 1,000~4,000 mg/L까지 변화시키면서 46인간 운전한 결과, 크롬(VI) 0.125 mM과 페놀 3,000 mg/L일 때 유사 steady state에 이르렀으며 이때 크롬의 환원율은 거의 100%로 일정하게 유지되었다. 이 구간에서 계산된 specific reduction rate는 0.34 mg Cr(VI).g $protein^{-1}$.$hr^{-1}$로서 glucose를 생장기질로 이용한 기존의 연구 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 이상의 결과로부터 본 연구는 중금속 크롬(VI)과 방향족 화합물인 페놀을 동시에 효과적으로 제거할 수 있는 생물학적 처리 가능성을 보여 주었다.

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한 중년여성의 진로구성 과정 (A Study of Career-constitution Process of a Middle-aged Woman)

  • 김소연;정희숙
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.265-282
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    • 2015
  • 본 연구는 한 중년여성이 자신의 진로를 찾고 만들어가는 과정을 질적연구방법으로 탐구하였다. 그 결과, 연구참여자의 진로구성과정은 생존을 위하여 업(業)을 선택하고, 주어진 일을 잘 수행함으로써 직업세계에서 적응하는 직업적응과정 이상의 것으로 밝혀졌다. 진로구성과정은 진정한 '나(Self)'를 찾아가는 여정이었고, 지속적인 선택과 '행함'을 통하여 자신의 '있음'을 이해해가는 실존의 과정이었다. 연구참여자는 진로를 찾고 만들어가는 생의 여정에서 고유한 자신의 삶으로의 복귀를 실행하였고, 가능성을 향한 자기실현을 실천하였다. 본 연구결과는 '일'을 '업(業)'과 다르게 실존적 관점에서 이해하여야 한다는 것을 시사한다. '일'은 실존적 '행함'으로써 삶의 의미를 만들어가는 통로이고, 자기실현으로 지향된 실존방식이다. 뿐만 아니라 생의 진로는 한 번의 선택으로 분명해지는 것이 아니라 지금-여기에서 결단과 실행이 축적됨으로써 만들어지는 잠재성과 가능성 사이의 요동으로 펼쳐지는 과정인 것이다. 이에 본 연구자는 진로상담이 개인의 적성과 직업세계의 특성을 파악하여 연결시키는 선형적 작업을 넘어서 진정한 '나(Self)'를 찾아가는 과정에서 '일'의 의미를 만들어가는 방향으로 전환될 필요성이 있음을 제안한다.