hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
흡충류 생활주기 단계 전형적인 생활사 단계
싱코엘리과의 종들은 낭포화되지 않고 자유롭게 떠다닐 수 있는 메소세르카리아 또는 메타세르카리아를 가지지만, 이 해양 기생충의 초기 생활사 단계에 대한 자세한 내용은 알려져 있지 않다.:228-234 경골어류와 연골어류는 최소한 아가미, 구강 또는 피부 내의 최종 숙주이며, 크릴과 요각류와 같은 갑각류는 전파숙주 또는 가능성이 있는 중간 숙주가 될 수 있다.:32-33 Copiatestes filiferum과 같은 특정 종의 메타세르카리아는 비살 섬유라는 길고 섬유질 구조를 가지고 있는데, C. filiferum에서는 흰얼굴바다제비의 발을 더럽히고 메타세르카리아가 마르고 다리 사이에 딱딱한 연결을 형성한 후 이 우발적인 숙주에서 걸림 관련 사망을 유발하는 것으로 보고되었다.
세르카리아는 성체 형태가 알려지지 않은 흡충류의 속으로도 사용된다. 이 용어는 1773년 뮐러로 거슬러 올라간다.
완전히 발달된 성숙한 단계. 성체로서 유성 생식이 가능하다.
흡충류 생활주기 단계 전형적인 생활사에서 벗어나는 경우
모든 흡충류가 전형적인 알, 미라시디움, 스포로시스트, 레디아, 세르카리아, 성체의 순서를 따르는 것은 아니다. 일부 종에서는 레디아 단계가 생략되고 스포로시스트가 세르카리아를 생산한다. 다른 종에서는 세르카리아가 동일한 숙주 내에서 성체로 발달한다.
많은 이생흡충류는 두 개의 숙주를 필요로 한다. 하나는 스포로시스트에서 무성 생식이 일어나는 (일반적으로 달팽이), 다른 하나는 성체 형태가 유성 생식을 통해 알을 생산하는 척추동물 (일반적으로 물고기)이다. 일부 종(예: Ribeiroia)에서는 세르카리아가 낭포화되어 세 번째 숙주에게 먹힐 때까지 기다렸다가 그 숙주의 장에서 나와 성체로 발달한다.
대부분의 흡충류는 자웅동체이지만, 주혈흡충과의 구성원은 자웅이체이다. 수컷은 암컷보다 짧고 뚱뚱하다.
해충 (영화)
해충(害虫)은 2002년에 제작된 일본의 드라마 영화로, 시오타 아키히코가 감독하고 미야자키 아오이가 주연을 맡았다.
해충 (영화) 수상
제27회 호치 영화상
제24회 요코하마 영화제
공정석
공정석(Chiastolite, /kaɪˈæstəˌlaɪt/은 Al2SiO5의 화학 조성을 가진 광물 홍주석의 변종이다. 특징적인 십자 모양의 검은색 흑연 포유물로 유명하다. 이 십자가 존재하기 때문에 이 광물은 보석으로 사용되었다. 공정석 표본은 16세기부터 스페인 산티아고데콤포스텔라에서 돌아오는 순례자들이 제공한 부적이나 기념품으로 유럽 전역에 배포되었다. 오래된 광물학 서적에서 공정석은 십자돌을 의미하는 라피스 크루시퍼 또는 라피스 크루시아투스라는 이름으로 인용된다. 공정석의 첫 번째 그림은 1648년에 출판된 라에트의 책 De Gemmis et Lapidibus에 나온다. 순례자들에게 판매된 공정석 표본은 아스투리아스주에서 나왔는데, 그곳은 보알 지역에서 매우 흔하고 큰 표본이 많다.
공정석
미국 조지타운 주변 지역에서 변성된 퇴적물에는 흑연이 풍부한 변성퇴적물에 홍주석과 공정석이 포함되어 있었다. 공정석 결정은 위정석적으로 백운모, 파라고나이트, 마르가라이트의 혼합물로 변성되었다. 칼슘이 풍부한 마르가라이트는 공정석 내의 흑연이 풍부한 십자가나 띠를 따라 형성되는 경향이 있다. 광물학적으로 이 발견은 세 가지 흰색 운모 상이 모두 평형 집합으로 존재하기 때문에 중요하다.
공정석 십자가 형성되는 것에 대한 몇 가지 이론이 있지만, 가장 널리 받아들여지는 이론은 1934년 프론델이 제안한 것으로, 홍주석 결정의 빠르게 성장하는 모서리에 불순물이 선택적으로 부착된다는 것이다. 이러한 불순물(주로 흑연으로 구성됨)의 농도가 증가함에 따라 결정의 성장이 둔화된다. 이 농축된 불순물 침전물은 홍주석 반상변정의 성장에 흡수되면서 재진입을 형성한다. 성장-지연-성장의 순환이 반복되어 4개의 방사형 "팔"을 따라 깃털 같은 흑연 패턴을 만든다.
스포듀민
스포듀민(Spodumene)은 휘석 광물로, 리튬 알루미늄 단쇄 규산염 광물, LiAl(SiO3)2로 구성되어 있으며, 리튬의 상업적으로 중요한 공급원이다. 무색에서 황색, 자주색 또는 라일락색의 쿤차이트(아래 참조), 또는 황록색이나 에메랄드 녹색의 히데나이트로 산출되며, 종종 거대한 각기둥 모양의 결정을 이룬다. 사우스다코타주 블랙힐스에서는 크기가 14.3 m (47 ft)인 단결정이 보고되었다.
자연적으로 발생하는 저온 형태인 α-스포듀민은 단사정계에 속하며, 고온 형태인 β-스포듀민은 정방정계로 결정화된다. α-스포듀민은 900 °C 이상의 온도에서 β-스포듀민으로 변환된다. 일반적으로 결정은 주축을 따라 심하게 줄무늬가 있다. 결정면은 종종 삼각형 모양의 자국으로 에칭되고 구덩이가 있다.
스포듀민 발견과 산출
스포듀민은 1800년에 스웨덴 쇠데르만란드의 외퇴섬에 있는 표본 산지에서 처음으로 기술되었다. 브라질의 자연주의자 호제 보니파시오 드 안드라다 이 시우바가 발견했다. 이름은 그리스어 스포듀메노스(σποδούμενος)에서 유래되었는데, 이는 산업 용도로 정제된 물질의 불투명하고 재색 회색 모습 때문에 "재로 타버린"을 의미한다.
스포듀민은 리튬이 풍부한 화강암 페그마타이트와 아플라이트에서 산출된다. 관련 광물로는 석영, 조장석, 페탈라이트, 유크립타이트, 레피돌라이트, 녹주석 등이 있다.
투명한 물질은 오랜 세월 보석으로 사용되어 왔으며, 쿤차이트와 히데나이트 품종은 강한 다색성으로 유명하다. 원산지로는 콩고 민주 공화국 (DRC), 아프가니스탄, 오스트레일리아, 브라질, 마다가스카르 (마다가스카르 광업 산업 참조), 파키스탄, 캐나다 퀘벡, 미국 노스캐롤라이나주와 캘리포니아주 등이 있다.
스포듀민 발견과 산출
2018년 이래로 DRC는 세계에서 가장 큰 리튬 스포듀민 경암 광상을 보유하고 있는 것으로 알려져 있으며, 중앙 DRC의 지역 마노노, 탕가니카주에서 채굴 작업이 이루어지고 있다. 2021년 현재, 오스트레일리아 회사인 AVZ Minerals는 마노노 리튬 및 주석 프로젝트를 개발하고 있으며, 광상에 있는 여러 페그마타이트 중 하나인 로슈 뒤르(Roche Dure)에 대한 연구 및 시추를 기반으로 1.65% 산화 리튬 (Li2O)의 고품질 저불순물 광석 4억 톤의 자원 규모를 보유하고 있다.
스포듀민 경제적 중요성
스포듀민은 세라믹, 휴대 전화 및 배터리 (자동차 용도 포함), 의학, 파이로세람(Pyroceram), 용융제로 사용되는 리튬의 중요한 공급원이다. 2019년 현재, 리튬의 약 절반은 주로 스포듀민으로 구성된 광물 광석에서 추출된다. 리튬은 반응성이 더 높은 β-스포듀민으로 변환하기 위해 로스팅한 후 산 (화학)에 용해하거나 다른 시약으로 추출하여 스포듀민에서 회수된다. 고염수 공급원에 비해 스포듀민을 리튬 공급원으로 사용하는 장점은 리튬 농도가 높다는 것이지만, 추출 비용이 더 높다.
2016년에는 스포듀민 농축액 가격이 향후 몇 년 동안 톤당 500~600달러가 될 것으로 예측되었다. 그러나 2018년 1월에 가격이 800달러 이상으로 치솟았고, 생산량이 소비량보다 증가하여 2020년 9월에는 가격이 400달러로 하락했다.
스포듀민 경제적 중요성
2018년 스포듀민을 통한 세계 리튬 생산량은 연간 약 8만 톤이었으며, 주로 웨스턴오스트레일리아주의 그린부시 페그마타이트와 일부 중화인민공화국 및 칠레에서 생산되었다. 웨스턴오스트레일리아주 그린부시에 있는 탈리슨 미네랄스 광산(톈치 리튬, 앨버말 주식회사, 글로벌 어드밴스드 메탈스 참여)은 세계에서 두 번째로 크고 2.4% Li2O로 최고 등급의 광석을 보유하고 있다고 보고되었다 (2012년 수치).
2020년, 오스트레일리아는 스포듀민 채굴을 확장하여 세계 최고의 리튬 생산국이 되었다.
스포듀민의 중요한 경제적 농축액인 스포듀민 농축액 6 또는 SC6은 전기차용 리튬 이온 전지의 후속 생산을 위한 원료로 생산되는 약 6%의 리튬 함량을 가진 고순도 리튬 광석이다.
스포듀민 정제
스포듀민, 종종 SC6에서 리튬을 추출하는 것은 결정 구조에 리튬이 단단하게 결합되어 있어 어렵다.
2010년대의 전통적인 리튬 정제는 리튬 함유 광석의 산 침출, 불순물 침전, 리튬 용액 농축, 그리고 탄산 리튬 또는 수산화 리튬으로의 변환을 포함한다. 이러한 정제 방법은 상당량의 부식성 폐수와 광미를 발생시키며, 이는 일반적으로 강산성이거나 알칼리성이다. 적합한 추출 시약으로는 황산 나트륨, 탄산 나트륨, 염소 (원소), 플루오린화 수소산과 같은 알칼리 금속 황산염이 있다.
스포듀민 정제
또 다른 처리 방법은 SC6의 건식 제련 처리에 의존한다. 800 °C (1,470 °F)를 초과하는 고온에서 로스팅하여 스포듀민을 단단하게 결합된 알파 구조에서 리튬이 더 쉽게 추출되는 더 열린 베타 구조로 변환한 후, 냉각하고 일련의 습식 제련 처리 단계에서 다양한 시약과 반응시킨다. 일부는 비부식성 시약을 사용하여 폐수 흐름을 줄이고 잠재적으로 폐쇄 루프 정제 공정을 사용할 수 있도록 한다. 테슬라는 스포듀민에서 리튬을 추출하기 위해 강산을 필요로 하지 않는 이 리튬 정제 공정을 개발했으며, 2025년 현재 대규모로 운영하고 있다. 이 방법은 열린 베타 구조의 스포듀민 농축액과 물에 염화 나트륨을 혼합한다. 고온에서 교반하면 리튬이 풍부한 슬러리가 생성되어 여과 및 정제하여 수산화 리튬으로 만들 수 있다. 모래와 석회암 폐기물은 건설 자재로 재활용할 수 있다. 롭스타운에 1,200에이커 부지에 건설 중인 3억 7,500만 달러 규모의 테슬라 정제 공장은 이 공정을 사용한다. 2024년 12월에 부분적으로 운영을 시작했다. 이 부지는 스포듀민을 쉽게 수입할 수 있는 코퍼스 크리스티 항구와 가까워서 선정되었다.
위 두 공정 모두에서 더 고도로 정제된 리튬의 일반적인 형태는 수산화 리튬이며, 이는 배터리 산업에서 리튬 이온 (Li-ion) 배터리 양극재 제조에 투입되는 재료로 흔히 사용된다.
스포듀민 보석 품종
히데나이트는 연한 에메랄드 녹색 보석 품종으로, 미국 알렉산더군 (노스캐롤라이나주)에서 처음 보고되었다. 광산 엔지니어이자 광물 수집가, 광물 딜러인 윌리엄 얼 히든(1853년 2월 16일 – 1918년 6월 12일)을 기려 이름이 붙여졌다.
이 에메랄드 녹색 스포듀민 품종은 에메랄드처럼 크롬에 의해 색을 띤다. 일부 녹색 스포듀민은 크롬 이외의 다른 물질에 의해 색을 띠기도 한다. 이러한 돌은 색이 더 옅은 경향이 있으며, 진정한 히데나이트가 아니다.
쿤차이트는 보라색의 보석으로, 스포듀민의 한 품종이다. 색은 미량의 망가니즈에서 비롯된다. 햇빛에 노출되면 색이 바랠 수 있다.
쿤차이트는 1902년에 발견되었으며, 당시 티파니의 수석 보석상이자 저명한 광물학자인 조지 프레더릭 쿤츠의 이름을 따서 명명되었다. 브라질, 미국, 캐나다, 독립국가연합, 멕시코, 스웨덴, 웨스턴오스트레일리아주, 아프가니스탄, 파키스탄에서 발견되었다.
트리페인은 노란색 스포듀민 품종에 사용되는 이름이다.
1-옥타코사놀
1-옥타코사놀(1-Octacosanol, n-옥타코사놀, 옥타코실 알코올, 클루이틸 알코올, 몬타닐 알코올로도 알려짐)은 많은 유칼립투스속 종의 잎, 대부분의 여물 및 곡류 풀 종, 아카시아속, 클로버속, 완두속 및 기타 많은 협과 속 등 식물의 표피 왁스에서 흔히 발견되는 직쇄 지방족 28-탄소 일차 지방 알코올이며, 때로는 주요 왁스 성분이기도 하다. 옥타코사놀은 밀 배아에서도 발견된다.
1-옥타코사놀 화학
옥타코사놀은 물에 녹지 않지만 저분자 알칸과 클로로포름에 자유롭게 용해된다.
1-옥타코사놀 생물학적 영향
옥타코사놀은 혼합물인 폴리코사놀의 주성분이다. 옥타코사놀은 파킨슨병 환자에게 잠재적인 이점이 있는지 예비 연구 대상이 되었다. 연구에서는 옥타코사놀이 콜레스테롤 생성을 억제할 수 있음을 발견하기도 했다. 쥐 실험에서 옥타코사놀은 스트레스를 감소시키고 스트레스로 인해 영향을 받은 수면을 정상으로 회복시켰다.
Make or Break
〈Make or Break〉(메이크 오어 브레이크)은 일본의 여성 아이돌 그룹 사쿠라자카46의 노래. 2025년 6월 25일에 사쿠라자카46의 열두 번째 싱글로 소니 레코드에서 발매되었다.
일라이트
일라이트(Illite)는 수화운모 또는 수화백운모라고도 불리며, 밀접하게 관련된 비팽창성 점토 광물 그룹이다. 일라이트는 이차 광물 침전물이며, 층상 규산염 또는 층상 알루미늄-규산염의 한 예이다. 그 구조는 규산 사면체(T) – 알루미늄 팔면체(O) – 규산 사면체(T) 층의 2:1 샌드위치이다. 이 T-O-T 층 순서 사이의 공간은 수화 정도가 낮은 칼륨 양이온이 차지하고 있으며, 이 칼륨 양이온은 팽창이 없는 원인이 된다. 구조적으로 일라이트는 백운모와 매우 유사하며, 규소, 마그네슘, 철, 물이 약간 더 많고 사면체 알루미늄과 층간 칼륨이 약간 적다. 화학식은 (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2·(H2O)]로 주어진다. 그러나 상당한 이온 (동형 치환) 치환이 있다. 작은 단사정계 회색 내지 흰색 결정의 집합체로 산출된다. 크기가 작기 때문에 정확한 식별에는 일반적으로 엑스선 회절 또는 SEM-EDS (자동 광물학) 분석이 필요하다. 일라이트는 풍화 및 열수 환경에서 백운모와 장석의 변질 산물로 산출된다. 세리사이트의 성분일 수 있다. 점토질 퇴적암뿐만 아니라 일부 저품위 변성암에서도 흔하게 발견된다. 일라이트 그룹의 철이 풍부한 구성원인 글라우코나이트는 퇴적물에서 엑스선 분석으로 구별할 수 있다.
일라이트
일라이트의 양이온 교환 용량 (CEC)은 스멕타이트보다 작지만 고령석보다 높으며, 일반적으로 20 – 30 meq/100 g 정도이다.
일라이트는 1937년 미국 일리노이주 캘훈군의 마쿼케타 셰일에서 처음 발견되어 기술되었다. 이름은 일리노이주에 있는 표본 산지에서 유래되었다.
브라마라이트는 나트륨이 풍부한 유사체이다. 아발라이트는 크로뮴을 포함하는 변종으로, 세르비아 베오그라드의 아발라산에서 기술되었다.
자포 옥은 적자색과 옅은 황록색 띠를 보여주는 일라이트의 장식용 형태이다. 펜던트 및 기타 장신구로 조각할 수 있다.
일라이트 일라이트 결정도
일라이트 결정도는 속성작용과 저품위 변성작용 사이의 조건에서 변성된 점토 함유 암석의 변성 정도를 나타내는 지표로 사용되었다. 온도가 증가함에 따라 일라이트는 백운모로 변환되는 것으로 생각된다.
다결정 실리콘
다결정 실리콘(Polycrystalline silicon)은 폴리실리콘(polysilicon) 또는 폴리-Si 또는 mc-Si라고도 불리며, 태양광 태양광 발전 및 전자공업 산업에서 원료로 사용되는 고순도의 다결정 형태의 규소이다.
폴리실리콘은 지멘스 공정이라고 하는 화학 정제 공정을 통해 금속학적 실리콘에서 생산된다. 이 공정에는 휘발성 실리콘 화합물의 증류와 고온에서의 화학분해가 포함된다. 신흥 대체 정제 공정은 비용이 저렴한 유동층 반응기를 사용한다. 태양광 산업은 또한 더 낮은 순도를 희생하여 더 낮은 비용으로 화학 정제 공정 대신 야금 정제 공정을 사용하여 개선된 야금 등급 실리콘(UMG-Si)을 생산한다.  전자 산업을 위해 생산될 때 폴리실리콘은 10억분의 1(ppb) 미만의 불순물 수준을 포함하는 반면, 다결정 태양광 등급 실리콘(SoG-Si)은 일반적으로 순도가 떨어진다.
2010년대에는 생산이 중국으로 이동하여 상위 10개 생산 업체 중 7개와 전 세계 총 생산 능력 약 1,400,000 MT의 약 90%를 중국 기업이 차지했다. 독일, 미국, 대한민국 기업이 나머지를 차지한다.
다결정 실리콘
지멘스 공정의 폴리실리콘 원료(보통 특정 크기의 조각으로 부서져 선적 전에 클린룸에 포장되는 큰 봉)는 태양광 웨이퍼를 만들기 위해 약 800kg 무게의 큰 사각형 블록인 다결정 잉곳으로 직접 주조되거나 일반적으로 초크랄스키법을 사용하여 단결정 불을 성장시키기 위해 재결정화 공정에 그대로 적용된다. 그런 다음 불은 얇은 웨이퍼로 슬라이스되어 태양 전지, 집적회로 및 기타 반도체 장치 생산에 사용된다.
폴리실리콘은 작은 결정으로 구성되어 있으며, 이 결정립은 재료의 전형적인 결정립계 효과를 부여한다. 폴리실리콘과 다실리콘은 종종 동의어로 사용되지만, 다결정은 일반적으로 1밀리미터보다 큰 결정립을 의미한다. 다결정 태양 전지는 빠르게 성장하는 태양광 발전 시장에서 가장 흔한 유형의 태양 전지이며 전 세계적으로 생산되는 폴리실리콘의 대부분을 소비한다. 1 메가와트(MW)의 기존 태양광 모듈을 제조하는 데는 약 5톤의 폴리실리콘이 필요하다. 폴리실리콘은 단결정 실리콘 및 비정질 실리콘과 다르다.
다결정 실리콘 단결정 실리콘 대비
단결정 실리콘이라고도 하는 단결정 실리콘은 결정 구조가 균일하여 균일한 외부 색상으로 인식할 수 있다. 전체 샘플은 결정 구조에 결정립계가 없으므로 단일의 연속적이고 끊어지지 않은 결정이다. 자연에서 큰 단결정은 드물며 실험실에서도 생산하기 어려울 수 있다(참고: 재결정). 대조적으로, 비정질 구조에서는 원자 위치의 순서가 단거리로 제한된다.
다결정 실리콘 단결정 실리콘 대비
다결정 및 파라결정상은 여러 개의 작은 결정 또는 결정립으로 구성된다. 다결정 실리콘(또는 반결정 실리콘, 폴리실리콘, 폴리-Si, 또는 단순히 "폴리")은 여러 개의 작은 실리콘 결정으로 구성된 재료이다. 다결정 셀은 눈에 보이는 결정립, "금속 조각 효과"로 인식할 수 있다. 반도체 등급(태양광 등급) 다결정 실리콘은 단결정 실리콘으로 변환된다. 즉, 다결정 실리콘의 무작위로 관련된 실리콘 결정립이 큰 단결정으로 변환된다. 단결정 실리콘은 대부분의 Si 기반 마이크로일렉트로닉스 장치를 제조하는 데 사용된다. 다결정 실리콘은 최대 99.9999% 순도를 가질 수 있다. 초고순도 폴리는 지멘스 공정에서 나오는 길이가 2~3미터인 폴리 봉으로 시작하여 반도체 산업에서 사용된다. 마이크로일렉트로닉스 산업(반도체 산업)에서 폴리는 매크로 및 마이크로 스케일 모두에서 사용된다. 단결정은 초크랄스키법, 구역 용융법, 브리지만-스톡바거법을 사용하여 성장된다. 초크랄스키법은 종종 폴리실리콘을 출발 재료로 사용한다.
다결정 실리콘 구성 요소
부품 수준에서 폴리실리콘은 MOSFET 및 CMOS 공정 기술에서 오랫동안 전도성 게이트 재료로 사용되어 왔다. 이러한 기술에서 폴리실리콘은 고온에서 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 반응기를 사용하여 증착되며 일반적으로 N형 반도체 또는 P형 반도체로 고농도로 도핑된다.
최근에는 내재성 및 도핑된 폴리실리콘이 대면적 전자 장치에서 박막 트랜지스터의 활성 및 도핑된 층으로 사용되고 있다. 특정 공정 방식에서 LPCVD, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 또는 비정질 실리콘의 고체상 결정화를 통해 증착할 수 있지만, 이러한 공정은 여전히 최소 300 °C의 비교적 높은 온도가 필요하다. 이러한 온도로 인해 유리 기판에는 폴리실리콘 증착이 가능하지만 플라스틱 기판에는 불가능하다.
다결정 실리콘 구성 요소
플라스틱 기판에 다결정 실리콘을 증착하는 것은 유연한 화면에 디지털 디스플레이를 제조할 수 있는 능력에 대한 열망에 의해 동기 부여된다. 따라서 레이저 결정화라는 비교적 새로운 기술이 고안되어 플라스틱 기판에서 선행 비정질 실리콘(a-Si) 재료를 녹이거나 손상시키지 않고 결정화한다. 짧고 고강도의 자외선 레이저 펄스를 사용하여 증착된 a-Si 재료를 실리콘의 융점 이상으로 가열하지만 전체 기판은 녹이지 않는다.
녹은 실리콘은 냉각되면서 결정화된다. 온도 기울기를 정밀하게 제어함으로써 연구원들은 극한의 경우 최대 수백 마이크로미터 크기의 매우 큰 결정립을 성장시킬 수 있었지만, 10 나노미터에서 1 마이크로미터 크기의 결정립도 흔하다. 그러나 대면적에 걸쳐 폴리실리콘에 장치를 생성하려면 장치의 균일성을 위해 장치 특징 크기보다 작은 결정립 크기가 필요하다. 저온에서 폴리실리콘을 생산하는 또 다른 방법은 금속 유도 결정화로, 비정질-Si 박막은 알루미늄, 금 또는 은과 같은 다른 금속 필름과 접촉하여 어닐링될 경우 150 °C와 같이 낮은 온도에서 결정화될 수 있다.
다결정 실리콘 구성 요소
폴리실리콘은 VLSI 제조에 많은 응용 분야가 있다. 주요 용도 중 하나는 MOS 장치의 게이트 전극 재료이다. 폴리실리콘 게이트의 전기 전도성은 게이트 위에 금속(예: 텅스텐) 또는 금속 실리콘화물(예: 텅스텐 실리콘화물)을 증착하여 증가시킬 수 있다. 폴리실리콘은 또한 저항, 도체 또는 얕은 접합의 옴 접점으로 사용될 수 있으며, 원하는 전기 전도성은 폴리실리콘 재료를 도핑하여 달성된다.
폴리실리콘과 a-Si의 주요 차이점은 폴리실리콘의 전하 운반자의 이동도가 훨씬 클 수 있으며 재료는 전기장 및 광 유도 응력 하에서 더 큰 안정성을 보인다. 이를 통해 더 복잡하고 고속의 회로를 유리 기판에 a-Si 장치와 함께 생성할 수 있으며, a-Si 장치는 여전히 낮은 누전 특성이 필요하다. 폴리실리콘 및 a-Si 장치가 동일한 공정에서 사용될 때, 이를 하이브리드 공정이라고 한다. 완전한 폴리실리콘 활성층 공정은 프로젝션 디스플레이와 같이 작은 픽셀 크기가 필요한 경우에도 사용된다.
다결정 실리콘 구성 요소
다결정 실리콘은 결정질 실리콘 기반 태양광 발전 산업의 핵심 원료이며 기존의 태양 전지 생산에 사용된다. 2006년 처음으로 전 세계 폴리실리콘 공급량의 절반 이상이 태양광 발전 제조업체에서 사용되었다. 태양광 산업은 폴리실리콘 원료 공급 부족으로 인해 심각하게 지장을 받았으며 2007년에는 셀 및 모듈 제조 능력의 약 4분의 1을 유휴 상태로 두어야 했다. 2008년에는 12개 공장에서 태양광 등급 폴리실리콘을 생산하는 것으로 알려졌지만 2013년에는 100개 이상의 제조업체로 증가했다. 단결정 실리콘은 초크랄스키법을 통해 추가적인 재결정화를 거쳤기 때문에 다결정 실리콘보다 가격이 비싸고 더 효율적인 반도체이다. 트라이클로로실란은 규암에서 생산되는 야금 등급 (폴리)실리콘(MGS)에서 고순도 전자 등급 (폴리)실리콘(EGS)을 만드는 데 사용된다. EGS는 실리콘 태양광 발전에 사용되며 집적 회로에 사용되는 웨이퍼 생산의 초크랄스키법에 필요하다.
다결정 실리콘 증착 방법
폴리실리콘 증착 또는 반도체 웨이퍼에 다결정 실리콘 층을 증착하는 공정은 580~650 °C의 고온에서 실레인(SiH4)의 화학분해를 통해 달성된다. 이 열분해 공정은 수소를 방출한다.
SiH4(g) → Si(s) + 2 H2(g) CVD at 500-800°C
다결정 실리콘 증착 방법
폴리실리콘 층은 25–130 Pa (0.19–0.98 Torr)의 압력에서 100% 실레인을 사용하거나 동일한 총 압력에서 20~30% 실레인(질소에 희석)을 사용하여 증착할 수 있다. 이러한 두 공정 모두 한 번에 10~200개의 웨이퍼에 10~20 nm/min의 속도로 ±5%의 두께 균일도로 폴리실리콘을 증착할 수 있다. 폴리실리콘 증착의 중요 공정 변수는 온도, 압력, 실레인 농도, 도핑 농도이다. 웨이퍼 간격과 로드 크기는 증착 공정에 미미한 영향만 미치는 것으로 나타났다. 폴리실리콘 증착 속도는 아레니우스 거동을 따르므로 온도가 증가함에 따라 빠르게 증가한다. 즉, 증착 속도 = A·exp(–qEa/kT)이며 여기서 q는 전하 운반자 전하이고 k는 볼츠만 상수이다. 폴리실리콘 증착의 활성화 에너지(Ea)는 약 1.7 eV이다. 이 방정식에 따라 증착 온도가 증가함에 따라 폴리실리콘 증착 속도가 증가한다. 그러나 반응하지 않은 실레인이 표면에 도달하는 속도보다 증착 속도가 빨라지는 최소 온도가 있을 것이다. 이 온도를 초과하면 증착 속도는 폴리실리콘이 생성될 실레인 부족으로 인해 방해받기 때문에 더 이상 온도가 증가함에 따라 증가할 수 없다. 이러한 반응은 "질량 전달 제한"이라고 한다. 폴리실리콘 증착 공정이 질량 전달 제한이 되면 반응 속도는 주로 반응물 농도, 반응기 형상 및 가스 흐름에 의존한다.
다결정 실리콘 증착 방법
폴리실리콘 증착 속도가 반응하지 않은 실레인이 도달하는 속도보다 느리면 표면 반응 제한이라고 한다. 표면 반응 제한 증착 공정은 주로 반응물 농도와 반응 온도에 따라 달라진다. 증착 공정은 우수한 두께 균일성과 단계 적용 범위를 제공하므로 표면 반응 제한이 되어야 한다. 표면 반응 제한 영역에서 증착 속도의 로그에 대한 절대 온도 역수의 그래프는 기울기가 -qEa/k와 같은 직선을 생성한다.
다결정 실리콘 증착 방법
VLSI 제조를 위해 감압 수준에서 575 °C 이하의 폴리실리콘 증착 속도는 실용화하기에는 너무 느리다. 650 °C 이상에서는 원치 않는 기체상 반응 및 실레인 고갈로 인해 증착 균일성이 떨어지고 과도한 거칠기가 발생한다. 압력은 펌핑 속도를 변경하거나 반응기로 들어오는 가스 흐름을 변경하여 저압 반응기 내부에서 조절할 수 있다. 유입 가스가 실레인과 질소로 구성된 경우 유입 가스 흐름 및 반응기 압력은 일정 실레인 흐름에서 질소 흐름을 변경하거나 가스 비율을 일정하게 유지하면서 총 가스 흐름을 변경하기 위해 질소 및 실레인 흐름을 모두 변경하여 조절할 수 있다. 최근 연구에 따르면 e-빔 증발 후 SPC(필요한 경우)를 사용하면 태양광 등급 폴리-Si 박막을 생산하는 데 비용 효율적이고 더 빠른 대안이 될 수 있다. 이러한 방법으로 생산된 모듈은 약 6%의 태양광 발전 효율을 갖는 것으로 나타났다.
다결정 실리콘 증착 방법
필요한 경우 폴리실리콘 도핑은 일반적으로 포스핀, 알신 또는 다이보레인을 추가하여 증착 공정 중에도 수행된다. 포스핀 또는 알신을 추가하면 증착 속도가 느려지는 반면, 다이보레인을 추가하면 증착 속도가 증가한다. 증착 중 도펀트를 추가하면 증착 두께 균일성이 일반적으로 저하된다.
지멘스 공정은 폴리실리콘 생산에 가장 흔하게 사용되는 방법이며, 특히 전자 제품에 사용된다. 2005년 기준 전 세계 생산량의 거의 75%가 이 공정을 사용한다. 1950년대 반도체 산업이 출현한 이후 실리콘 반도체 장치에 사용되어 왔다. 지멘스 공정은 1954년 이 공정을 발명한 지멘스 회사 이름을 따서 명명되었다.
이 공정은 약 98% 순도의 금속학적 실리콘을 SiHCl3(트라이클로로실란)으로 변환한 다음 반응기에서 실리콘으로 변환하여 전이 금속 및 도펀트 불순물을 제거한다. 이 공정은 비교적 비싸고 느리다. 공정의 전력 소비가 높다. 이 때문에 17가지 대체 공정이 조사되었지만 지멘스 공정은 특히 중국 생산 현장에서 사용되는 이유로 우위를 점하고 있다. 그러나 튜브 필라멘트가 주목받고 있다.
다결정 실리콘 증착 방법
이것은 화학 기상 증착 공정의 일종이다. 공정은 초크랄스키법을 통해 단결정 실리콘 잉곳에서 제조된 직경 7mm, 높이 약 2.5m, 사각형 단면을 가진 길고 가는 실리콘 와이어 또는 필라멘트로 시작된다. 와이어는 표면의 산화물을 제거하기 위해 불화수소산으로 에칭되며 상단에서 실리콘 와이어를 설정하여 연결된다. 전극에 설치된다. 반응기가 닫히고 전극을 통해 와이어에 전류가 통과하여 1150°C로 가열된다. 반응기 외부는 물로 냉각된다. 염산은 촉매로 사용할 수 있다. 트라이클로로실란은 수소와 함께 도입되어 촉매 및 공정과 상호 작용하여 와이어의 뜨거운 표면에 증착되며 와이어가 120mm 직경에 도달하면 공정은 46시간 만에 중단되어 봉을 형성한다. 배치당 총 60시간 동안 와이어 설치, 에칭 및 봉 수확에 24시간이 더 필요하다. 공장에서는 일반적으로 이 공정을 위한 중복 전원 공급 장치를 갖추고 있다. 그런 다음 봉은 수확되어 반응기에서 제거되고 조각으로 부서져 선적을 위해 질소 또는 아르곤이 채워진 백에 포장된다. 대부분의 대형 공장은 현장에서 트라이클로로실란을 생산한다. 반응 생성물을 생성 즉시 반응기에서 제거하는 것이 가장 좋으므로 반응기는 실리콘 테트라클로라이드, 수소, 트라이클로로실란, 다이클로로실란 및 염산을 배출한다. FBR 공정에서는 실레인과 수소가 도입되는 동안 종자라고 하는 작은 실리콘 입자가 반응기에 지속적으로 도입된다. 입자는 가스에 의해 이동되어 유체처럼 행동한다. 반응기 내부의 화학 기상 증착 공정에서 실레인은 실리콘이 되어 종자에 증착되어 크기가 커지며, 이는 반응기에서 제거된다. FBR 공정은 실리콘 1kg당 5~10Kwh로 지멘스 공정보다 한 단계 낮은 전력 소비를 갖는 것으로 추정된다. FBR 반응기의 배기는 수소와 반응하지 않은 실레인이다. 2021년 기준 FBR 공정은 시장 점유율이 1.9%에 불과하여 지멘스 공정이 거의 독점적으로 사용된다.
다결정 실리콘 개선된 야금 등급 실리콘
태양 전지용 개선된 야금 등급(UMG) 실리콘(UMG-Si라고도 함)은 지멘스 공정으로 생성된 폴리실리콘의 저비용 대안으로 생산되고 있다. UMG-Si는 지멘스 공정보다 적은 장비와 에너지가 필요한 다양한 방법으로 불순물을 크게 줄인다. 순도가 99%에 불과하며, 이는 폴리실리콘보다 순도가 3단계 이상 낮고 비용이 약 10배 저렴하다(2005년에서 2008년까지 kg당 1.70달러에서 3.20달러 vs. 폴리실리콘의 kg당 40달러에서 400달러). UMG-Si는 자본 지출의 1/5, 에너지 요구량의 절반, kg당 15달러 미만의 비용으로 거의 동일한 태양 전지 효율을 제공할 수 있다.
다결정 실리콘 개선된 야금 등급 실리콘
2008년에는 여러 회사가 UMG-Si의 잠재력을 선전했지만, 2010년 신용 위기로 인해 폴리실리콘 가격이 크게 하락했고 여러 UMG-Si 생산 업체가 계획을 보류했다. 지멘스 공정을 더 효율적으로 구현하기 때문에 지멘스 공정은 앞으로도 수년 동안 주요 생산 형태가 될 것이다. GT Solar는 새로운 지멘스 공정이 27달러/kg으로 생산할 수 있으며 5년 안에 20달러/kg에 도달할 수 있다고 주장한다. GCL-Poly는 2011년 말까지 생산 비용이 20달러/kg이 될 것으로 예상한다. Elkem Solar는 UMG 비용이 25달러/kg이며 2010년 말까지 6,000톤의 생산 능력을 갖출 것으로 예상한다. Calisolar는 UMG 기술이 5년 안에 12달러/kg으로 생산하며 보론은 0.3 ppm, 인은 0.6 ppm이 될 것으로 예상한다. 50달러/kg에 7.5 g/W이면 모듈 제조업체는 폴리실리콘에 0.37달러/W를 지출한다. 비교하자면, CdTe 제조업체가 스팟 가격으로 텔루륨을 구매하고(2010년 4월 kg당 420달러) 두께가 3 μm이면 비용은 10배 적은 0.037달러/W가 된다. 0.1 g/W에 은 31달러/ozt이면 폴리실리콘 태양광 생산 업체는 은에 0.10달러/W를 지출한다.
Q-셀, Canadian Solar, Calisolar는 Timminco UMG를 사용했다. Timminco는 보론 0.5 ppm의 UMG-Si를 21달러/kg으로 생산할 수 있지만 주주들은 10달러/kg을 기대했기 때문에 고소당했다. RSI와 Dow Corning도 UMG-Si 기술에 대해 소송을 진행해왔다.
다결정 실리콘 잠재적 응용 분야
현재 폴리실리콘은 MOSFET와 같은 반도체 장치에서 전도성 게이트 재료로 일반적으로 사용되지만, 대규모 태양광 장치에 대한 잠재력이 있다. 실리콘의 풍부성, 안정성 및 낮은 독성, 그리고 단결정에 비해 폴리실리콘의 저렴한 비용은 이 재료를 태양광 발전에 매력적으로 만든다. 결정립 크기는 다결정 태양 전지의 효율에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 태양 전지 효율은 결정립 크기가 증가함에 따라 증가한다. 이 효과는 태양 전지에서 재결합이 감소하기 때문이다. 태양 전지의 전류 제한 요소인 재결합은 그림 1과 같이 결정립계에서 더 흔하게 발생한다.
단결정 실리콘의 저항률, 이동도 및 자유 전하 농도는 단결정 실리콘의 도핑 농도에 따라 달라진다. 다결정 실리콘의 도핑은 저항률, 이동도 및 자유 전하 농도에 영향을 미치지만, 이러한 속성은 재료 과학자가 조작할 수 있는 물리적 매개 변수인 다결정 결정립 크기에 크게 의존한다. 다결정 실리콘을 형성하는 결정화 방법을 통해 엔지니어는 재료의 물리적 속성을 변경할 다결정 결정립의 크기를 제어할 수 있다.
다결정 실리콘 새로운 아이디어
태양 전지 생산에 다결정 실리콘을 사용하면 재료가 덜 필요하므로 이윤이 더 높고 제조 처리량이 증가한다. 다결정 실리콘은 태양 전지를 형성하기 위해 실리콘 웨이퍼에 증착될 필요가 없으며, 대신 다른 더 저렴한 재료에 증착될 수 있어 비용이 절감된다. 실리콘 웨이퍼가 필요하지 않다는 것은 마이크로일렉트로닉스 산업에서 때때로 직면하는 실리콘 부족을 완화한다. 실리콘 웨이퍼를 사용하지 않는 예로는 유리 위에 결정질 실리콘(CSG) 재료가 있다.
다결정 실리콘 새로운 아이디어
태양광 산업의 주요 관심사는 셀 효율이다. 그러나 셀 제조에서 충분한 비용 절감은 더 컴팩트하거나 고효율 설계와 비교하여 더 큰 태양 전지 배열의 사용과 같이 현장에서의 효율 감소를 상쇄하기에 적합할 수 있다. CSG와 같은 설계는 효율이 감소하더라도 생산 비용이 저렴하기 때문에 매력적이다. 고효율 장치는 공간을 덜 차지하고 더 컴팩트한 모듈을 생성하지만, 일반적인 CSG 장치의 5~10% 효율은 여전히 발전소와 같은 대규모 중앙 서비스 스테이션에 설치하는 데 매력적이다. 효율 대 비용 문제는 "에너지 밀도" 태양 전지가 필요한지 또는 더 저렴한 대안을 설치할 수 있는 충분한 면적이 있는지에 대한 가치 결정이다. 예를 들어 원격 위치에서 발전에 사용되는 태양 전지는 태양광 악센트 조명 또는 주머니 계산기와 같은 저전력 응용 분야 또는 기존 전력망 근처에서 사용되는 것보다 더 효율적인 태양 전지가 필요할 수 있다.
다결정 실리콘 제조업체
2013년 국가별 폴리실리콘 생산량(회사 본사, 시설 위치 아님). 전 세계 총 227,000톤.
폴리실리콘 제조 시장은 빠르게 성장하고 있다. 디지타임즈에 따르면 2011년 7월 현재 2010년 총 폴리실리콘 생산량은 209,000톤이었다. 1차 공급업체가 시장의 64%를 차지하며 중국 기반 폴리실리콘 기업이 30%의 시장 점유율을 차지한다. 총 생산량은 2011년 말까지 37.4% 증가한 281,000톤이 될 것으로 예상된다. 2012년에는 EETimes 아시아가 328,000톤 생산에 수요는 196,000톤에 불과할 것으로 예측하며, 스팟 가격은 56% 하락할 것으로 예상한다. 재생 에너지 전망에는 좋지만, 가격 하락은 제조업체에게 잔인할 수 있다. 2012년 말 현재 SolarIndustryMag는 2012년 말까지 385,000톤의 생산 능력에 도달할 것이라고 보고한다.
다결정 실리콘 제조업체
2010년 현재 기존 생산 업체(아래 언급)가 생산 능력을 확장함에 따라 많은 아시아 지역의 신규 진입 업체들이 시장에 진입하고 있다. 오랫동안 이 분야에서 활동해온 업체조차 최근 공장 생산 확장에 어려움을 겪고 있다. 지난 몇 달 동안 스팟 가격이 급격히 하락한 후 어떤 회사가 수익을 낼 수 있을 만큼 낮은 비용으로 생산할 수 있을지는 아직 불분명하다.
바커는 테네시주 클리블랜드(미국)에 연간 15,000톤 생산 능력을 갖춘 새로운 폴리실리콘 생산 시설 덕분에 2014년까지 총 초고순도 폴리실리콘 생산 능력을 67,000톤으로 늘릴 것으로 예상했다.
기타 제조업체
다결정 실리콘 제조업체
폴리실리콘 가격은 종종 계약 가격과 현물 가격의 두 가지 범주로 나뉘며 순도가 높을수록 가격이 높다. 설치가 호황인 시기에는 폴리실리콘 가격이 상승한다. 시장에서 현물 가격이 계약 가격을 능가할 뿐만 아니라 충분한 폴리실리콘을 확보하기 어렵다. 구매자는 충분한 양의 폴리실리콘을 확보하기 위해 계약금 및 장기 계약을 수락할 것이다. 반대로 태양광 발전 설치가 하락세에 있다면 현물 가격은 계약 가격보다 낮아질 것이다. 2010년 말, 설치 호황은 폴리실리콘의 현물 가격을 상승시켰다. 2011년 상반기에는 이탈리아의 FIT 정책으로 인해 폴리실리콘 가격이 강세를 유지했다. 태양광 발전 가격 조사 및 시장 조사 기관인 PVinsights는 2011년 하반기에 설치 부족으로 인해 폴리실리콘 가격이 하락할 수 있다고 보고했다. 2008년에는 200달러/kg 수준에서 400달러/kg 이상으로 급등했던 가격이 2013년에는 15달러/kg까지 하락한 것으로 나타났다.
중국 정부는 미국과 대한민국 제조업체들이 약탈 가격 또는 덤핑을 한다고 비난했다. 결과적으로 2013년에는 이들 두 국가에서 선적되는 폴리실리콘에 대해 제품이 원가 이하로 판매되는 것을 막기 위해 최대 57%의 수입 관세를 부과했다.
중국의 제조가 급속히 성장하고 규제 통제가 부족하여 폐기물 사염화규소를 버리는 보고가 있었다. 일반적으로 폐기물 사염화규소는 재활용되지만 이는 제조 비용을 증가시킨다. 이는 1,800 °F (980 °C)까지 가열해야 하기 때문이다.
역기전력
역기전력(Counter-electromotive force, counter EMF, CEMF, back EMF)은 그것을 유도한 전류의 변화에 반대되는 전압으로 나타나는 기전력이다. CEMF는 전자기 유도에 의해 발생하는 기전력이다.
역기전력 상세 설명
예를 들어, 유도자나 코일에 나타나는 전압은 코일 내의 자기장 변화를 유발하는 전류 변화에 기인하며, 따라서 자체 유도 전압이다. 매 순간 전압의 전기 극성은 전류를 일정하게 유지하기 위해 인가 전압 변화에 반대된다.
역기전력이라는 용어는 전동기에서 회전자와 전동기의 계자 코일 또는 영구 자석 계자에 의해 생성된 자기장 사이의 상대적인 운동이 있을 때 발생하는 전압을 가리키는 데 흔히 사용되며, 따라서 전동기로 작동하는 동안 발전기 역할도 한다. 이 효과는 패러데이 법칙에 따라 변화하는 전류에 반대되는 전압을 생성하는 전동기의 유도계수 때문이 아니라 별개의 현상이다. 즉, 역기전력도 유도와 패러데이 법칙에 의한 것이지만, 전동기 전류가 변하지 않을 때에도 발생하며 자기장 내에서 회전하는 회전자의 기하학적 고려사항에서 비롯된다.
역기전력 상세 설명
이 전압은 직렬로 연결되어 원래 인가된 전압에 반대되며 "역기전력"이라고 불린다(렌츠의 법칙에 의함). 전동기가 더 빨리 회전함에 따라 전동기의 내부 저항에 걸리는 전체 전압이 낮아져 전동기로 흐르는 전류가 감소한다. 이 현상의 실제적인 응용 중 하나는 전동기 속도와 위치를 간접적으로 측정하는 것인데, 역기전력은 회전자의 회전 속도에 비례하기 때문이다.
전동기 제어 및 로봇 공학에서 역기전력은 특정 방식으로 전동기를 더 잘 제어하기 위해 회전하는 전동기에 의해 생성된 전압을 실제로 사용하여 전동기 회전 속도를 추론하는 것을 가장 구체적으로 의미하는 경우가 많다.
전동기의 역기전력 효과를 관찰하려면 이 간단한 연습을 수행할 수 있다. 백열등이 켜져 있는 상태에서 드릴 프레스, 톱, 에어컨 컴프레서 또는 진공청소기와 같은 대형 전동기를 작동시킨다. 전동기가 시작될 때 잠시 동안 불빛이 어두워질 수 있다. 회전자가 회전하지 않을 때(고정자라고 함) 역기전력은 없으며 전동기의 전류 소비는 상당히 높다. 전동기의 시동 전류가 충분히 높으면 라인 전압을 충분히 낮추어 불빛이 눈에 띄게 어두워지게 한다.
피토에스트로겐
피토에스트로겐(Phytoestrogen)은 내분비계에서 생성되지 않고 식물 또는 가공식품 섭취를 통해 소비되는 외인성 에스트로겐(인간 외의 유기체에서 생성되는 일종의 에스트로겐)이다. "식물성 에스트로겐"이라고도 불리며, 에스트라디올(17-β-에스트라디올)과 구조적으로 유사하기 때문에 에스트로겐 또는 항에스트로겐 효과를 유발할 수 있는 다양한 자연 발생 비스테로이드 식물 화합물 그룹이다. 피토에스트로겐은 식단에서 제외된다고 해서 질병을 유발하지 않으며 정상적인 생물학적 기능에 참여하는 것으로 알려져 있지 않기 때문에 필수 영양소는 아니다. 피토에스트로겐을 함유한 일반적인 식품은 콩단백질, 콩, 귀리, 보리, 쌀, 커피, 사과, 당근 등이다(더 자세한 목록은 아래 식품 공급원 섹션 참조).
그 이름은 그리스어에서 "식물"을 의미하는 phyto와 암컷 포유류에게 생식력을 주는 호르몬인 에스트로겐에서 유래되었다. "에스트러스"(그리스어 οίστρος)는 "성욕"을 의미하고, "gene"(그리스어 γόνο)은 "생성하다"를 의미한다. 식물이 초식동물의 과잉 번식을 막기 위해 암컷의 생식력을 조절하여 피토에스트로겐을 자연 방어의 일부로 사용한다는 가설이 제기되었다.
피토에스트로겐
분자 수준에서 에스트로겐과 피토에스트로겐의 유사성은 약하게 모방하고 때로는 에스트로겐의 길항제로 작용할 수 있도록 한다. 피토에스트로겐은 1926년에 처음 관찰되었지만 인간이나 동물의 대사에 영향을 미칠 수 있는지 여부는 알려지지 않았다. 1940년대와 1950년대 초반에는 일부 지하 클로버와 붉은토끼풀(피토에스트로겐이 풍부한 식물)의 목초지가 방목하는 양의 가임력에 해로운 영향을 미치는 것으로 나타났다.
피토에스트로겐 구조
피토에스트로겐은 주로 치환된 천연 페놀 화합물의 큰 그룹에 속하며, 이 중 쿠메스탄, 프레닐플라보노이드 및 이소플라본은 에스트로겐 효과가 가장 활발한 세 가지이다. 가장 잘 연구된 것은 콩과 붉은토끼풀에서 흔히 발견되는 이소플라본이다. 리그난도 피토에스트로겐으로 확인되었지만 플라보노이드는 아니다. 균류성 에스트로겐은 유사한 구조와 효과를 가지고 있지만 식물 성분은 아니다. 이는 퓨사리움의 곰팡이 대사 산물로, 특히 곡물에서 흔히 발생하지만 다양한 사료에서도 발생한다. 균류성 에스트로겐은 피토에스트로겐에 대한 논의에서 거의 고려되지 않지만, 이 화합물들이 처음으로 이 주제에 대한 관심을 불러일으켰다.
피토에스트로겐 작용 기전
피토에스트로겐은 주로 에스트로겐 수용체(ER)에 결합하여 효과를 발휘한다. 에스트로겐 수용체에는 알파(ER-α)와 베타(ER-β)의 두 가지 유형이 있으며, 많은 피토에스트로겐은 ER-α에 비해 ER-β에 약간 더 높은 친화도를 보인다.
피토에스트로겐이 에스트로겐 수용체에 높은 친화도로 결합하고 에스트라디올 유사 효과를 나타낼 수 있게 하는 핵심 구조 요소는 다음과 같다.
ER과의 상호작용 외에도 피토에스트로겐은 일부 효소에 결합하거나 비활성화하여 내인성 에스트로겐 농도를 조절하고, 성호르몬 결합 글로불린(SHBG)의 합성을 억제하거나 촉진하여 성호르몬의 생체이용률에 영향을 미칠 수 있다.
피토에스트로겐 작용 기전
새로운 증거는 일부 피토에스트로겐이 퍼옥시좀 증식자 활성화 수용체(PPAR)에 결합하고 전사 활성화한다는 것을 보여준다. 시험관 내 연구에서는 1 μM 이상의 농도에서 PPAR 활성화가 나타났으며, 이는 ER 활성화 수준보다 높다. 1 μM 미만의 농도에서는 ER 활성화가 주요 역할을 할 수 있다. 더 높은 농도(>1 μM)에서는 ER과 PPAR 모두 활성화된다. 연구에 따르면 ER과 PPAR은 서로에게 영향을 미치며 따라서 용량 의존적으로 차등적인 효과를 유도한다. 제니스테인의 최종 생물학적 효과는 이러한 다면발현적 작용 간의 균형에 의해 결정된다.
피토에스트로겐 생태학
피토에스트로겐은 항진균성 벤조퓨란과 피토알렉신(콩과 식물에서 흔히 발견되는 메디카르핀 등), 그리고 담배의 캅시디올과 같은 세스퀴테르펜 합성에 관여한다. 대두는 자연적으로 이소플라본을 생산하므로 이소플라본의 식량 공급원이다.
피토에스트로겐은 고대의 자연 발생 물질이며, 식이 식물화학물질로서 포유류와 함께 공동 진화한 것으로 간주된다. 인간 식단에서 피토에스트로겐은 외인성 에스트로겐의 유일한 공급원이 아니다. 외인성 에스트로겐(새로운 인공 물질)은 식품 첨가물 및 성분으로, 그리고 화장품, 플라스틱 및 살충제에서도 발견된다. 환경적으로 이들은 피토에스트로겐과 유사한 영향을 미치므로 연구에서 이 두 종류의 작용의 작용을 명확하게 분리하기 어렵다.
피토에스트로겐 조류 연구
가뭄 조건에서 비정상적인 피토에스트로겐 함량을 가진 식물의 섭취는 메추라기류의 생식력을 감소시키는 것으로 나타났다. 자연에서 이용 가능한 앵무새 사료는 약한 에스트로겐 활성만을 보였다. 멸종 위기종의 번식을 돕기 위한 목적으로 가공 보조 사료에 존재하는 환경 에스트로겐에 대한 스크리닝 방법에 대한 연구가 수행되었다.
피토에스트로겐 식품 공급원
서구 식단에 흔한 9가지 피토에스트로겐에 대한 한 연구에 따르면, 상대적으로 피토에스트로겐 함량이 가장 높은 식품은 견과류와 유지종자였으며, 그 뒤를 이어 콩 제품, 시리얼 및 빵, 콩, 육류 제품, 콩을 함유할 수 있는 기타 가공 식품, 채소, 과일, 알코올 및 비알코올 음료 순이었다. 아마 씨앗 및 기타 유지종자는 총 피토에스트로겐 함량이 가장 높았고, 그 뒤를 이어 대두와 두부였다. 이소플라본의 최고 농도는 대두와 대두 제품에서 발견되며, 그 뒤를 이어 콩과 식물이지만, 리그난은 견과류와 유지종자(예: 아마)에서 발견되는 주요 피토에스트로겐 공급원이며, 시리얼, 콩과 식물, 과일 및 채소에서도 발견된다. 피토에스트로겐 함량은 다양한 식품에서 다양하며, 가공 방법과 사용된 대두 유형에 따라 동일한 식품군(예: 대두 음료, 두부) 내에서도 크게 달라질 수 있다. 콩과 식물(특히 대두), 통곡물 시리얼, 일부 씨앗에는 피토에스트로겐이 풍부하다.
피토에스트로겐 식품 공급원
피토에스트로겐을 함유하는 것으로 알려진 식품의 더 포괄적인 목록은 다음과 같다.
식품의 피토에스트로겐 함량은 매우 다양하며, 따라서 정확한 섭취량 추정은 어렵고 사용되는 데이터베이스에 따라 달라진다. 유럽 암 및 영양 예비 조사의 데이터에 따르면 지중해 국가에서는 1mg/d에서 영국에서는 20mg/d 이상으로 섭취량이 다양했다. 영국의 높은 섭취량은 부분적으로 콜리우드 빵 공정에 콩을 사용한 것 때문이라고 설명된다. 2001년 미국 여성에 대한 역학 연구에서는 건강한 폐경 후 백인 여성의 피토에스트로겐 식이 섭취량이 하루 1밀리그램 미만인 것으로 나타났다.
피토에스트로겐 인간에게 미치는 영향
2020년 현재, 피토에스트로겐이 인간에게 영향을 미친다는 임상적 증거는 불충분하다.
피토에스트로겐이 여성 암의 원인이나 예방에 어떤 영향을 미치는지 불분명하다. 일부 역학 연구에서는 유방암에 대한 보호 효과를 시사했다. 또한 다른 역학 연구에서는 콩 에스트로겐 섭취가 유방암 환자에게 안전하며 사망률과 재발률을 감소시킬 수 있음을 발견했다. 피토에스트로겐이 난소 제거술, 폐경기 또는 기타 원인으로 인한 낮은 에스트로겐 수치(저에스트로겐증)의 일부 해로운 영향을 최소화할 수 있는지 여부는 불분명하다. 폐경의 혈관 운동 증상(안면 홍조)을 완화하기 위한 피토에스트로겐 사용에 대한 코크란 라이브러리 검토는 사용의 이점을 시사하는 결론적인 증거는 없지만, 제니스테인 효과에 대한 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.
피토에스트로겐 인간에게 미치는 영향
피토에스트로겐이 남성 생리에 어떤 영향을 미치는지 불분명하며, 콩에서 유래한 이소플라본의 잠재적 효과에 대한 상반된 결과가 있다. 일부 연구에서는 이소플라본 보충제가 정자 농도, 수 또는 운동성에 긍정적인 영향을 미치고 사정량을 증가시킨 것으로 나타났다. 서구에서 정자 수 감소와 고환암 발병률 증가는 자궁 내에서 이소플라본 피토에스트로겐 섭취 증가와 관련이 있을 수 있지만, 이러한 연관성은 명확히 입증되지 않았다. 또한 피토에스트로겐이 남성 생식력에 영향을 미칠 수 있다는 일부 증거가 있지만, 최근의 이용 가능한 연구 검토에서는 연관성을 발견하지 못했으며 대신 지중해 식단과 같은 건강한 식단이 남성 생식력에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 이소플라본이나 콩 모두 건강한 개인의 남성 생식 호르몬에 영향을 미치는 것으로 나타나지 않았다.
피토에스트로겐 인간에게 미치는 영향
일부 연구에서는 일부 농도의 이소플라본이 장 세포에 영향을 미칠 수 있음을 발견했다. 저용량에서 제니스테인은 약한 에스트로겐으로 작용하여 세포 성장을 촉진했으며, 고용량에서는 증식을 억제하고 세포 주기 역학을 변화시켰다. 이러한 양방향 반응은 제니스테인이 효과를 발휘하는 방식으로 생각되는 것과 관련이 있다.
일부 검토에서는 피토에스트로겐이 영아에게 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 질문에 답하기 위해 더 많은 연구가 필요하다는 의견을 제시했지만 저자들은 어떠한 부작용도 발견하지 못했다. 연구는 일반적인 우유 기반 분유와 비교했을 때 콩 기반 영아용 분유 섭취로 인한 인간 성장, 발달 또는 번식에 부작용이 없다고 결론지었다. 미국 소아과 학회는 "분리된 콩 단백질 기반 분유는 정상적인 성장과 발달에 영양을 제공하기 위해 사용될 수 있지만, 우유 기반 분유 대신 사용할 수 있는 적응증은 거의 없다. 이러한 적응증에는 (a) 갈락토세미아 및 유전성 락타아제 결핍증(드물다)이 있는 영아의 경우와 (b) 채식주의 식단을 선호하는 상황이 포함된다."고 명시했다.
피토에스트로겐 민족약리학
일부 국가에서는 피토에스트로겐 식물이 수세기 동안 월경 및 폐경기 문제뿐만 아니라 생식력 문제 치료에 사용되어 왔다. 피토에스트로겐을 함유하는 것으로 밝혀진 식물로는 태국칡 및 근친인 칡, 당귀속, 회향, 아니스가 있다.
엄격한 연구에서 이러한 피토에스트로겐 공급원 중 하나인 붉은토끼풀의 사용이 안전하지만 폐경기 증상 완화에 효과적이지 않다는 것이 밝혀졌다. (블랙 코호시도 폐경기 증상에 사용되지만 피토에스트로겐을 함유하지 않는다.)
시알산
시알산(Sialic acid)은 9개의 탄소 주쇄를 가진 케토산 당의 한 종류이다. "시알산"이라는 용어는 스웨덴의 생화학자 구나르 블릭스가 1952년에 처음 도입했다. 이 그룹의 가장 흔한 구성원은 동물 및 일부 원핵생물에서 발견되는 N-아세틸뉴라민산 (Neu5Ac 또는 NANA)이다.
시알산은 동물 조직에 널리 분포하며, 관련 형태는 일부 미세 조류, 박테리아, 고세균과 같은 다른 유기체에서는 그 분포 정도가 적다. 시알산은 일반적으로 당단백질, 당지질 또는 강글리오사이드의 일부이며, 세포 표면 또는 가용성 단백질의 당 사슬 끝 부분을 장식한다. 하지만 시알산은 초파리 배아 및 다른 곤충에서도 관찰되었다. 일반적으로 식물은 시알산을 함유하거나 나타내지 않는 것으로 보인다.