• Current Optics and Photonics
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• 제6권3호
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• pp.337-343
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• 2022

Microfluidic chips are new devices that can manipulate liquids at the micrometer level, and terahertz (THz) time-domain spectroscopy has good applicability in biochemical detection. The combination of these two technologies can shorten the distance between sample and THz wave, reduce THz wave absorption by water, and more effectively analyze the kinetics of biochemical reactions in aqueous solutions. This study investigates the effects of different external magnetic field intensities on the THz transmission characteristics of deionized water, CuSO₄, CuCl₂, (CH₃COO)₂Cu, Na₂SO₄, NaCl, and CH₃COONa; the THz spectral intensity of the sample solutions decrease with increasing intensity of the applied magnetic field. Analysis shows that the magnetic field leads to a change in the dipole moment of water molecules in water and electrolyte solutions, which enhances not only the hydrogen-bond networking ability of water but also the hydration around ions in electrolyte solutions, increasing the number of hydrogen bonds. Increasing the intensity of this magnetic field further promotes the hydrogen-bond association between water molecules, weakening the THz transmission intensity of the solution.

• 대한화학회지
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• 제38권5호
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• pp.391-396
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• 1994

강산성 용액에서 $\alpha$-벤족시스티렌(1)의 가수분해를 속도론적으로 다루었다. 과염소산이 5.5M보다 낮은 농도($H_o$ < -3.0)에서 수화파라메타 $\omega$ = + 7.6, $\Phi$ = + 0.54를 얻었다. 용매동위원소효과 $k_{H_2O}/k_{D_2O}$는 0.72였고, Hammett $\sigma^+$ 상수에 대한 치환기 효과 $\rho$ = -0.60이었다. 이 결과와 다른 증거로부터 이 산도 범위에서 엔올에스테르의 가수분해는 $A_{AL}$2 형태의 메카니즘에 의해 진행되었다. 과염소산 농도가 5.5 M 이상에서는 동위원소효과, $k_{H_2O}/_{D_2O}$는 3.32이었고, 치환기 효과, $\rho$=-1.6이었으며, 속도상수는 산도함수, $H_o$에 비례하였다. 따라서 반응메카니즘은 변하여 올레핀이 양성자화되는 첫단계가 속도결정단계가 된다.

• 한국광물학회지
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• 제29권2호
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• pp.59-71
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• 2016

방사성 폐기물의 주요 성분 중 하나인 Cs의 자연에서 정출되는 제올라이트인 차바자이트(chabazite)에 대한 흡착 특성을 알아보기 위해 XRD, EPMA, EC, pH, ICP 분석방법을 이용하여 동정 및 화학성분 분석을 하였다. 그리고 추가적으로 양이온 교환능력을 확인하였고 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 및 타 양이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Rb^+$, $Sr^{2+}$)에 대한 경쟁흡착 실험을 실시하였다. 본 연구에 사용된 차바자이트의 화학식은 $Ca_{1.15}Na_{0.99}K_{1.20}Mg_{0.01}Ba_{0.16}Al_{4.79}Si_{7.21}O_{24}$였고 Si/Al 비율과 양이온 교환능력은 각각 1.50와 238.1 meq/100 g으로 측정되었다. 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 등온 실험결과를 흡착 반응 속도 모델과 등온 흡착 모델에 적용해본 결과 각각 유사 2차 반응과 Freundlich 모델에 부합하였으므로 고체 표면에 흡착 물질이 2개 이상의 다중 흡착 층을 이루는 것을 알 수 있으며 모델로부터 유도되는 상수 값을 통해 차바자이트의 Cs 흡착 능력정도를 평가하였다. 경쟁 흡착 실험 결과 이온의 종류에 따라 이온 교환되어 차바자이트 내에 존재하는 Cs의 몰 분율에서 차이를 보였다. 각 양이온과 세슘과의 액체에서 고체 내로 흡착되는 경쟁 경향이 $Na^+$, $Li^+$, $Sr^{2+}$, $K^+$ 그리고 $Rb^+$ 순으로 선택성이 있었으며 이는 수화 직경의 순서와 유사한 양상을 보였다. Kielland 도시법을 이용하여 Cs과 타 양이온의 교환 평형관계를 도시해 보았을 때에는 $Sr^{2+}$가 가장 선택성이 높았으며 그 다음으로 $Na^+$, $Li^+$, $K^+$, $Rb^+$ 순으로 선택성이 나타났고 모든 타 양이온에 대하여 양의 값을 나타내었다. Kielland 도시법에서 나타나는 평형상수 값의 순서는 열역학 및 반응 속도론적인 의미를 내포하고 있으므로 수용액에서 공극 내로 들어가는 Cs은 $Sr^{2+}$과의 공존 시 선호도가 높다는 것을 알 수 있다. 이는 경쟁하고 있는 수화된 양이온 간의 직경 차이가 원인일 것으로 추측된다. 본 연구 결과는 차바자이트가 높은 Cs 친화력을 가지는 것을 보여줌으로써 방사성 물질로 오염된 물에서 Cs을 선택적으로 교환할 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권5호
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• pp.607-612
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• 2021

본 연구에서는 국내산 팥 품종별 종실 특성과 수분흡수율 및 수분흡수 kinetics를 분석하였으며 수분흡수 속도와 팥의 종실 특성 변수들 간의 상관관계를 조사하였다. 팥의전체 종실의 길이는 품종간 유의적인 차이를 보였지만(7.74-8.99 mm), 전체 종실의 너비에는 유의적인 차이가 없었으며(5.33-5.54 mm), 배꼽의 경우 길이는 3.21-4.01 mm, 너비는 0.58-0.73 mm의 범위를 가졌다. 주사 전자 현미경을 통해 종피는 39.18-50.01 ㎛로 나타났다, 수침 동안 초기 수분함량이 <14%인 팥은 30시간에 도달함에 따라 모든 품종 팥에서 130% 이상 수분을 함유하고 있었으며 수침 초기에는 수분에 큰 변화가 없는 lag phase를 갖는 것으로 나타났다. 흰나래의 경우 다른 품종들에 비해 lag phase로 도달하는 시간이 빨랐으며 평형수분 함량의 50%까지 도달하는 시간인 τ (h)의 경우 모델식에 적용하여 도출할 수 있는데 이때, 흰나래가 4.40 h로 가장 빨랐고 다른 품종의 경우 도달시간이 9-10 h였다. 모델식으로부터 품종별 수분흡수 속도를 계산한 결과, 흰나래가 가장 빠르게 수분흡수가 이루어졌으며 검구슬, 연두채, 홍진, 아라리 순서로 나타났다. 수분흡수 속도와 종실 특성 지표와의 상관관계에서 수분흡수 속도는 전체 종실의 길이나 너비, 배꼽의 길이 보다는 배꼽의 너비(r=0.7858^*)와 종피의 두께(r= -0.9954^***)와 더 높은 상관성이 있어, 이 두가지가 팥의 수분흡수율에 영향을 주는 주요 요인임을 알 수 있다. 본 연구에서 흰나래는 가장 긴 배꼽 너비(0.73 mm)와 가장 얇은 종피(39.18 ㎛)를 가져 다른 품종들보다 눈에 띄는 수분흡수 속도를 보여 경제적이고 효율적인 품종으로서 산업적 적용을 기대할 수 있다. 또한, 본 연구를 통해 팥의 수분 거동은 S형 방정식에 모델링하는 것이 적절하며 모델링을 하여 수분거동을 예측함으로써 수분침지 시간과 수분흡수율을 제어하고 용도에 맞게 가공시스템을 설정할 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권3호
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• pp.251-255
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• 2019

콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따른 수분함량의 변화 및 단백질 용출을 분석하기 위하여 콩의 수화 특성 및 단백질 용출특성을 확인하였다. 수화 온도가 증가함에 따라 콩의 수화 속도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 이러한 수화 특성이 Peleg 모델을 통해 분석되었다($R^2>991$). 초기수분함량으로부터 목표수분함량(130%)까지 수화시키기 위해 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$ 수화에서 필요한 수화시간은 각각 12.6, 3.11, 그리고 2.31시간을 나타내어 수화 온도가 증가함에 따라 목표함량에 도달하기 위한 수화시간이 급격히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 수화공정에 따른 콩의 품질을 분석하기 위해 수화에 따른 단백질 용출량 또한 확인하였으며, 이 또한 Peleg 모델을 이용하여 분석하였다($R^2>0.941$). 단백질 용출 속도는 수화 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 수화 온도가 증가함에 따라 수화에 필요한 시간도 줄어들지만 그에 따른 단백질 용출량 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 수분함량과 단백질 용출을 분석하기 위해 개발된 두 모델을 이용하여 목표수분함량까지 수화하였을 때의 콩의 단백질 용출량을 분석하였으며, 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$에서 각각 35.2, 93.1 그리고 103.0 mg/g을 나타내어, $25^{\circ}C$의 수화온도에서 12.6시간의 수화시간이 콩의 품질을 고려한 최적 수화공정임을 확인하였다.

• 산업식품공학
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• 제23권1호
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• pp.7-15
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• 2019

연화 및 기능성 강화를 위한 함침기술 개발의 일환으로 돈육을 소금 용액에 함침시키는 공정에서 물과 용질의 이동에 미치는 함침 용액 농도의 영향과 Fickian model을 이용하여 이동 현상을 수식화하였고, 함침 후 시료의 전단력과 물성을 측정하였다. 소금 농도 6%를 기점으로 2.5%와 5%에서는 팽윤에 따른 수분의 이동으로 수화가 일어났으며, 10%에서는 수축이 동반되어 수화가 줄어들다가 결국 15%에서는 수분 이동 방향이 전환된 탈수가 확인되었다. 이러한 사실을 분석한 결과, 물질이동 방향은 11-14% 사이에서 전환되는 것으로 예측되었다. 즉, 5%에서 6시간 함침 후 수분함량은 12.68 g/100 g으로 가장 높았다. 용질의 이동은 함침액 농도와 함침 시간에 따라 증가하였다. 확산에 관한 Fick's의 제 2 법칙의 해석해를 이용하여 물과 용질에 대한 유효확산계수를 산출한 결과, 소금의 유효확산계수는 함침액 농도에 따라 증가하며 그 값은 2.43×10^-9에서 3.53×10^-9 m²/s 이었다. 반면 수분의 유효확산계수는 1.22×10^-9에서 1.88×10^-9 m²/s이었으나 농도에 따른 정확한 상관관계를 예측할 수 없었다. 즉, 확산모델은 용질의 이동에 대하여는 R²이 0.91 이상으로 잘 일치하지만 수분 이동에 관하여는 적합하지 못함을 알 수 있었다. 따라서 농도구배에 의한 구동력에 bulk flow의 원인이 되는 구동력을 포함하는 이론식이나 경험식의 연구가 필요하다고 사료된다. 함침 공정에 의해 대조군에 비하여 모든 농도에서 낮은 경도, 씹힘성 및 전단력 값을 나타내었고, 수분 보유가 가장 큰 5% 용액으로 함침 하였을 경우에 가장 낮은 값을 나타내어 함침 공정에 의한 연화 효과를 확인하였다.