nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
본 연구에서는 저온 열처리 탄소의 물리·화학적 특성이 이차전지 음극재로서의 전기화학적 거동에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 석유계 핏치의 코크스화를 위하여 600 ℃ 열처리를 수행하였으며 제조된 코크스는 700~1500 ℃로 탄화 온도를 달리하여 저온 열처리 탄소 음극재로 제조되었다. 탄소 음극재의 물리 화학적 특성은 N2 흡·탈착 등온선, X-ray diffraction (XRD), 라만 분광(Raman spectroscopy), 원소 분석 등을 통하여 확인하였으며,저온 열처리 탄소의 음극 특성은 반쪽 전지를 통한 용량, 초기 쿨롱 효율(ICE, initial Coulomb efficiency), 율속, 수명 등의 전기화학적 특성을 통하여 고찰하였다. 저온 열처리 탄소의 결정 구조는 1500 ℃ 이하에서 결정자의 크기와 진밀도가 증가하였으며 비표면적은 감소하였다. 저온 열처리 탄소의 물리화학적 특성 변화에 따라 음극재의 전기화학 특성이 변화하였는데 수명 특성은 H/C 원소 비, 초기 쿨롱 효율은 비표면적, 율속 특성은 진밀도의 특성에 기인하는 것으로 판단되었다.

In this study, effects of the physical and chemical properties of low temperature heated carbon on electrochemical behavior as a secondary battery anode material were investigated. A heat treatment at 600 ℃ was performed for coking of petroleum based pitch, and the manufactured coke was heat treated with different heat temperatures at 700~1,500 ℃ to prepare low temperature heated anode materials. The physical and chemical properties of carbon anode materials were studied through nitrogen adsorption and desorption, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, elemental analysis. Also the anode properties of low temperature heated carbon were considered through electrochemical properties such as capacity, initial Coulomb efficiency (ICE), rate capability, and cycle performance. The crystal structure of low temperature (≤ 1500 ℃) heated carbon was improved by increasing the crystal size and true density, while the specific surface area decreased. Electrochemical properties of the anode material were changed with respect to the physical and chemical properties of low temperature heated carbon. The capacity and cycle performance were most affected by H/C atomic ratio. Also, the ICE was influenced by the specific surface area, whereas the rate performance was most affected by true density.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구에서는 열분해 연료유를 이용하여 석유계 피치 기반 활성탄을 제조하였고, 이를 활용하여 일산화질소 가스 검출 센서를 개발하였다. 피치의 분자량 증가를 위해 피치 합성 시 중합 반응을 촉진시키는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 첨가하였다. 피치의 분자량 증가는 피치 기반 활성탄의 비표면적 및 미세기공 부피 증가에 기여하였고, 이는 활성탄 기반 센서의 일산화질소 가스 검출 특성 향상시켰다. 또한 테레프탈레이트 첨가 피치를 사용할 때 활성탄의 표면 산소 관능기 및 전도성 변화를 확인하고 테레프탈레이트 첨가가 활성탄의 물성 및 일산화질소 가스 검출 특성에 미치는 영향을 분석하였다.

In this study, a sensor for detection of nitric oxide (NO) gas was developed using petroleum pitch-based activated carbon which was synthesized from pyrolysis fuel oil (PFO). Polyethylene terephthalate (PET) was added to increase molecular weight by stimulating a polymerization of components in PFO during the pitch synthesis process. The increase in the molecular weight of pitch contributed to the improvement of textural properties of activated carbon, such as the specific surface area and micropore volume. It also enhanced the sensitivity of NO gas sensor based on the activated carbon. In addition, the effect of PET addition during the pitch synthesis on the surface oxygen content and conductivity of activated carbon was investigated. Finally, the correlation of the sensitivity with physical properties of activated carbon was analyzed.

(게재일: 2021.02.10)
고분자전해질 연료전지 성능에서 기체확산층 압축률은 계면 접촉 저항과 전극으로의 반응물 전달 및 전극 내 수분 포화도에 영향을 주는 중요한 변수이다. 본 연구에서는 국내 상용 제품인 JNT20-A3를 이용하여 기체확산층 압축률에 대한 연료전지의 성능 평가를 수행하였다. 전극면적 25 ㎠ 단위 전지를 이용하여 상대습도 조건과 압축률에 대한 전기화학 임피던스 분광법과 분극 곡선을 측정하였다. 기체확산층을 18.6%에서 38.1%으로 압축시켰을 때 상대습도 100, 25% 조건에서 ohmic 저항이 각각 8, 30 mΩ·㎠이 감소하여 기체확산층 압축률이 증가할수록 접촉 저항이 감소하는 것과 동시에 막의 수화도가 증가하는 것을 확인하였다. 상대습도 조건에 대한 ohmic 저항의 변화 경향을 통하여, 압축률을 증가시켰을 때 기체확산층의 기공이 감소하여 공기극에서의 물 역확산과 전해질 막의 수화도가 증가하는 것을 확인하였다.

Gas diffusion layer (GDL) compression is important parameter of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) performance to have an effect on contact resistance, reactants transfer to electrode, water content in membrane and electrode assembly (MEA). In this study, the effect of GDL compression on fuel cell performance was investigated for commercial products, JNT20-A3. Polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy was performed at different relative humidity and compression ratio using electrode area of 25 ㎠ unit cell. The contact resistance was reduced to 8, 30 mΩ·㎠ and membrane hydration was increased as GDL compression increase from 18.6% to 38.1% at relative humidity of 100 and 25%, respectively. It was identified through ohmic resistance change at relative humidity conditions that as GDL compression increased, water back-diffusion from cathode and electrolyte membrane hydration was increased because GDL porosity was decreased.

(게재일: 2021.02.10)
메틸 메타크릴레이트 분자를 전구체로 사용하여 원격 플라즈마 방식으로 중합체를 합성하는 반응에서 플라즈마 출력, 반응 압력 및 직접-간접 플라즈마 방식이 필름의 성장속도 및 화학결합 구조에 미치는 영향을 조사하였으며, FT-IR, XPS 등 분광학적 분석과 Langmvir 탐침을 사용한 플라즈마 특성 진단 결과와 함께 고찰하였다. 플라즈마 출력과 반응 압력이 증가하면 성장속도가 증가하지만 특정 영역을 넘어서면 식각 효과와 잦은 충돌로 인해 활성화 효율이 낮아져 다시 감소하였다. 중합 필름의 FT-IR과 XPS 분석 결과, 필름 내 탄소/산소 조성비는 플라즈마 출력이 커질수록 증가하였으며, 탄화수소성 C-C 탄소 조성비는 증가하는 반면 에스터성 COO 탄소 조성비는 감소하였다. 직접 플라즈마법이 간접 플라즈마법에 비해 필름의 성장속도는 2~5배 빠르지만, 전구체의 분자 구조를 유지하기 위해서는 간접 플라즈마법이 유리함을 확인하였다.

Plasma-polymerized methyl methacrylate (MMA) thin films were synthesized by remote plasma, and effects of plasma power, reaction pressure and direct-indirect plasma on the growth rate and chemical bonding were investigated with alpha-step, FT-IR, XPS and Langmüir probe method. As the plasma power and pressure increased, the tendency of growth rate showed maximum value at a certain range. FT-IR and XPS analyses revealed that composition ratio of C/O and hydrocarbon (C-C) % in the deposited films increased with plasma power, but ester (COO) C % decreased with it. Direct plasma method was effective for fast growth rate, but indirect plasma method was favorable for maintaining the chemical structure of MMA.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구에서는 실리콘 산화물, 소프트 카본, 카본 블랙을 혼합하여 복합체를 제조하였으며, 이차전지의 음극 특성을 고찰하였다. 이때, 소프트 카본 음극재의 용량 향상을 위하여 첨가된 실리콘 산화물 함량을 0, 6, 8, 10, 20 wt%로 달리하였으며, 카본 블랙은 실리콘 산화물의 부피 팽창 완화를 위한 구조 안정제로 첨가되었다. 제조된 CB/SiOx/C 복합체의 물리적 특성은 XRD, SEM, EDS 및 분체 저항 분석을 통하여 조사되었다. 또한 제조된 복합체의 전기화학적 특성은 리튬 이차전지의 충·방전 사이클, 율속 및 임피던스 분석을 통하여 관찰되었다. CB/SiOx/C 복합체는 카본 블랙 첨가에 의하여 실리콘 산화물의 부피 팽창을 완화시킬 수 있는 내부 공동이 형성되었으며, 카본 블랙과 실리콘 산화물 입자가 고르게 분포되었다 형성된 내부 공동은 실리콘 산화물 함량이 8 wt% 미만에서는 낮은 초기 효율 보이며, 20 wt% 이상에서는 낮은 사이클 안정성을 보였다. 실리콘 산화물이 10 wt% 첨가된 CB/SiOx/C 복합체는 537 mAh/g 초기 방전 용량, 88 %의 용량 유지율과 2C/0.1C에서 79 율속 특성을 보였다. 이는 소프트 카본 음극재의 용량을 향상시키기 위해 실리콘 산화물을 첨가하였고, 실리콘 산화물의 부피 변화를 완충하기 위해 구조 안정제로 카본 블랙을 첨가하였다. CB/SiOx/C 복합체를 고효율의 음극재로 사용하기 위해 최적의 실리콘 산화물 함량 및 구조 안정제로서의 카본 블랙의 메커니즘을 논의하였다.

In this study, the composite was prepared by mixing SiOx, soft carbon, and carbon black and the electrochemical properties of lithium ion battery were investigated. The content of SiOx added to improve the capacity of the soft carbon anode material was varied to 0, 6, 8, 10, 20 wt%, and carbon black was added as a structural stabilizer for reducing the volume expansion of SiOx. The physical properties of prepared CB/SiOx/C composite were investigated through XRD, SEM, EDS and powder resistance analysis. In addition, the electrochemical properties of prepared composite were observed through the charge/discharge capacity, rate and impedance analysis of the lithium ion battery. The prepared CB/SiOx/C composite had an inner cavity capable of mitigating the volume expansion of SiOx by adding carbon black. The formed internal cavity showed a low initial efficiency when the SiOx content was less than 8 wt%, and low cycle stability when the content of SiOx was less than 20 wt%. The CB/SiOx/C composite containing 10 wt% of SiOx showed an initial discharge capacity of 537 mAh/g, a capacity retention rate of 88%, and a rate of 79 at 2C/0.1C. SiOx was added to improve the capacity of the soft carbon anode material, and carbon black was added as a structural stabilizer to buffer the volume change of SiOx. In order to use the CB/SiOx/C composite as a high-efficiency anode material, the mechanism of the optimal SiOx and the use of carbon black as a structural stabilizer was discussed.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구에서는 타이로신이 풍부한 펩타이드, Tyr-Tyr-Gly-Tyr-Tyr (YYGYY)를 환원제 및 안정화제로 사용하여 구형의 금 나노 입자의 간단한 합성 방법을 연구하였다. 펩타이드로 둘러싸인 구형의 다결정 금 나노 입자는 UV 조사 하에서 펩타이드 및 금속 전구체의 농도를 조절하여 3~15 nm 크기로 합성되었다. 합성된 금 나노 입자의 특성을 확인하기 위하여 투과 전자 현미경(TEM), 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis spectroscopy), 주사 투과 전자 현미경 및 에너지 분산 X선 분광법(STEM-EDS), 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), X선 회절 분석법(XRD)을 사용하여 분석하였다. 또한, 합성된 금 나노입자는 4-니트로페놀의 환원 반응을 통해 7.3 × 10-3 s-1의 반응속도 상수를 갖는 촉매 활성을 확인하였다.

In this study, we studied a facile method for the synthesis of stable and nearly spherical gold nanoparticles using a tyrosine-rich peptide, Tyr-Tyr-Gly-Tyr-Tyr (YYGYY), as both the reducing and capping agent. The peptide coated spherical and polycrystalline gold nanoparticles with diameters from 3 to 15 nm were successfully synthesized by varying the concentration of the peptide and metal precursor under UV irradiation. The nanoparticles were then characterized by transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis spectroscopy, scanning transmission electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDS), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction (XRD). Furthermore, the catalytic activity of gold nanoparticles was confirmed by the reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol, in which the catalytic reaction rate constant was 7.3 × 10-3 s-1.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구에서는 천연 오일인 시벅턴 오일의 천연 자외선 흡수제로의 사용 가능성을 알아보기 위하여 시벅턴 원유에 대한 흡착 탈색공정을 수행하고, 이를 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)을 이용하여 최적화하였다. CCD-RSM의 반응치로는 탈색과정의 탈색효과, 탈색 후 정제유의 산가 및 290 nm에서의 자외선흡광도로 설정하였으며, 독립변수로는 탈색제의 첨가량, 탈색온도, 탈색시간으로 설정하였다. CCD-RSM에 의한 통계학적 최적화 결과와 수학적 최적화 결과를 비교한 결과 3가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건으로 탈색제의 첨가량(4.32 wt.%), 탈색온도(134.9 ℃) 및 탈색시간(19.8 min)으로 나타났다. 이 최적 조건하에서 예측된 반응치 중 탈색과정의 탈색효과는 94.78%, 탈색 후 정제유의 산가는 2.08 mg/g KOH, 그리고 290 nm에서의 자외선 흡광도는 2.91로 나타났으며, 오차율은 2% 이하로 낮게 나타났다. 따라서 CCD-RSM을 시벅턴 원유의 흡착 탈색공정에 적용할 경우 매우 높은 수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였으며 천연 식물성 오일인 시벅턴 오일을 천연 자외선 흡수제로서 사용 가능함을 확인하였다.

In this study, the adsorption decolorization process of sea buckthorn oil was carried out to verify the possibility of the sea buckthorn oil as a natural UV absorber. The optimization was carried out by using the central composite design model-response surface methodology (CCD-RSM). The response values of CCD-RSM were selected as the decolorization effect through the process, acid value after decolorization, and UV absorbance of the decolored oil at 290nm. The amount of adsorbent, temperature and time were selected as the process variables for the experiments. According to the results of CCD-RSM, the results of optimization were all consistent. The optimal conditions, which satisfy CCD-RSM statically and mathematically, were 4.32 wt.%, 134.90 ℃, and 19.8 min for the amount of adsorbent, temperature and time, respectively. The estimated response values expected under these optimal conditions values were 94.78%, 2.08 mg/g KOH, and 2.91 for the decolorization effect, acid value and UV absorbance at 290 nm, respectively. Also the average error from actual experiment for verifying the conclusions was smaller than 2%. Therefore, it was confirmed that the application of CCD-RSM to the adsorption decolorization process of sea buckthorn oil showed a very high level of acceptable results and that the sea buckthorn oil has high possibility to be used as a natural UV absorber.

(게재일: 2021.02.10)
DsRed에서 유래한 적색 형광 단백질들 중 하나인 mCherry는 GFP와 유사한 3차 구조를 가진 잘 알려진 적색 형광 단백질 중 하나이며, 수소결합 네트워크를 형성하고 있지 않아서 pH 변화에 민감하지 않다. 반면 mCherry의 발색단 근처에서 돌연변이를 야기 시켜 만든 mCherry-I202T는 mCherry 단백질의 202번째 아미노산인 이소루신(Ile)을 트레오닌(Thr)으로 치환함으로써 모체와는 다르게 추가적인 수소결합을 형성하여, 주위 pH에 더욱 민감하게 반응할 뿐 아니라 적색 편이된 형광을 보였다. 수소결합이 확장된 I202T의 pH 민감성을 검증하기 위해 산성과 염기성 pH 범위에서 I202T의 UV-vis 흡광 스펙트럼 변화와 가역성을 확인하고, 그를 pH sensor에 적용 가능한지 그 가능성을 검증하고자 하였다.

mCherry is one of the well-understood red fluorescent proteins which has a similar tertiary structure as GFPs, but pH resistant due to the lack of hydrogen bond network. Whereas mCherry-I202T showed far-red fluorescence and also pH sensitive property because of the additional hydrogen bond formed by substituting Ile of 202 amino acid sequence on mCherry with Thr. In order to verify the pH sensitive characteristic of mCherry-I202T owing to the extension of hydrogen bond, UV-vis spectrum was measured over the range of acidic to basic pH. We also demonstrate further possibilities of applying mCherry-I202T as a pH sensor.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구는 건자재용 목재 및 플라스틱의 화재위험성 평가에 대하여 새로 고안된 화재성능지수-III (FPI-III), 화재성장지수-III (FGI-III), 화재위험성지수-IV (FRI-IV)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 삼나무, 적송, PMMA, PVC를 사용하였다. 화재 특성은 시험편에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 연소반응 후 측정된 화재성능지수-III는 PMMA를 기준으로 1.0~15.0으로 나타났다. 화재성능지수-III에 의한 화재위험성은 PVC, 적송, 삼나무, PMMA 순서로 증가하였다. 화재성장지수-III는 PMMA를 기준으로 0.5~3.3으로 나타났다. 화재성장지수-III에 의한 화재위험성은 PVC, PMMA, 적송, 삼나무의 순서로 증가하였다. 모든 시편의 CO 피크농도는 106~570 ppm으로 측정되었다. 결론적으로 체적밀도가 낮은 삼나무와 PMMA와 같이 휘발성 유기물질을 다량 함유한 재료는 화재성능지수-III가 낮고, 화재성장지수-III가 높으므로 화재로 인한 화재위험성이 높은 것으로 이해된다. 이는 화재위험성지수-IV와 일치하였다.

This study investigated the fire risk assessment of woods and plastics for construction materials, focusing on the fire performance index-III (FPI-III), fire growth index-III (FGI-III), and fire risk index-IV (FRI-IV) by a newly designed method. Japanese cedar, red pine, polymethylmethacrylate (PMMA), and polyvinyl chloride (PVC) were used as test pieces. Fire characteristics of the materials were investigated using a cone calorimeter (ISO 5660-1) equipment. The fire performance index-III measured after the combustion reaction was found to be 1.0 to 15.0 with respect to PMMA. Fire risk by fire performance index-III increased in the order of PVC, red pine, Japanese cedar, and PMMA. The fire growth index-III was found to be 0.5 to 3.3 based on PMMA. Fire risk by fire growth index-III increased in the order of PVC, PMMA, red pine, and Japanese cedar. COpeak concentrations of all specimens were measured between 106 and 570 ppm. In conclusion, it is understood that Japanese cedar with a low bulk density and PMMA containing a large amount of volatile organic substances have a low fire performance index-III and high fire growth index-III, and thus have high fire risk due to fire. This was consistent with the fire risk index-IV.

(게재일: 2021.02.10)
알츠하이머병은 신경퇴행질환으로 뇌조직에서 발생하는 아밀로이드 베타(amyloid-β, Aβ) 펩타이드의 축적과 응집, 타우 단백질의 초인산화, 고농도의 특정 금속이온 축적에 의해 발병하는 것으로 알려져 있다. 현재까지 효과적인 치료제가 개발되지 못하였기 때문에, 알츠하이머병을 초기에 정확하게 진단하는 기술은 매우 중요하다. 알츠하이머병의 진단을 위해 개발된 다양한 기법 중 형광 프로브를 이용한 알츠하이머병의 바이오마커 영상화는 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 본 리뷰 논문에서는 최근 개발된 알츠하이머병 진단용 형광 프로브의 구조와, 체내 뇌 영상화에의 적용을 소개하고자 한다. 본 논문은 향후 새로운 프로브를 개발하고자 하는 연구자들에게 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

Alzheimer's disease (AD), an irreversible degenerative disorder, is associated with accumulation and aggregation of amyloid-β peptides, hyperphosphorylated tau proteins, and high level of metal ions in the brain. Up to date, there is no effective therapeutic agent to stop the progress of the disease and thus early and accurate diagnosis of AD has gained increasing attention in recent years. Among several diagnostic methods, an optical imaging using fluorescent probes is one of the most promising tools to visualize AD biomarkers. In this review, we will introduce fluorescent probes that can be applied to in vivo brain imaging of AD models and also their structure. It is expected that the present review will provide useful information to many scientists in the related research fields.

(게재일: 2021.02.10)
실내 환경 오염물질인 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds)인 초산에 대한 핏치계 활성탄소섬유의 흡착 성능을 향상시키기 위해 불소화를 진행하였다. 불소화에는 플라즈마 불소화와 직접 기상 불소화법을 사용하였으며, 두 가지 방식으로 불소화한 활성탄소섬유의 초산가스 흡착 성능을 고찰하였다. 불소가 도입된 활성탄소섬유의 표면 특성을 알아보기 위하여 X선 광전자 분광법(XPS)을 분석하였고 그 기공특성은 77K 질소 흡착법을 통하여 분석하였다. 초산가스의 흡착 성능은 가스 크로마토그래피를 통하여 측정하였으며, 플라즈마 불소화 된 활성탄소섬유의 파과시간이 790 min으로 650 min인 미처리 활성탄소섬유에 비해 파과시간이 지연되었음을 확인할 수 있으나, 직접 기상 불소화 표면처리한 활성탄소섬유의 파과시간은 390 min으로 오히려 흡착성능이 저해되었다. 이는 플라즈마 불소화 된 활성탄소섬유는 그 비표면적의 변화 없이, 표면에 도입된 불소 관능기가 초산가스(CH3COOH)와 정전기적 인력으로 흡착성능이 증가하였다. 반면, 직접 기상 불소화 된 활성탄소섬유는 그 비표면적이 55%까지 크게 감소하여 초산가스에 대한 물리적 흡착 효과가 현저히 감소하였다.

Fluorination was carried out to improve the adsorption performance of pitch-based activated carbon fibers (ACFs) onto acetic acid. Both plasma and direct gas fluorination were used for fluorination, and the acetic acid gas adsorption performance of fluorinated ACFs was investigated. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is analyzed to determine the surface characteristics of ACFs, and the pore characteristics were analyzed by 77 K nitrogen adsorption. An adsorption performance was measured through gas chromatography, and it was confirmed that the breakthrough time of plasma fluorinated sample was 790 min and that the breakthrough time was delayed compared to that of using untreated one of 650 min. However, the breakthrough time of direct gas fluorinated sample was 390 min, indicating that the adsorption performance was inhibited. The plasma fluorinated ACFs showed an increase in the adsorption performance due to an electrostatic attraction between the acetic acid gas (CH3COOH) with the fluorine group introduced to the surface without changing its specific surface area. On the other hand, the specific surface area of the direct gas fluorinated ACFs decreased significantly up to 55%, and the physical adsorption effect on the acetic acid gas also reduced.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구에서는 다양한 환경 공정에서 사용되는 황화수소 제거용 흡착탑 효율을 향상시키기 위해 유동 분석 및 흡착성능 향상 연구를 수행하였다. 연구를 위해 상업적으로 이용 가능한 다양한 활성탄에 칼륨(potassium, K)을 담지하여 개질 활성탄을 제조하였다. 또한 열처리 여부에 따라 흡착 성능과 열처리 과정에서 변화된 표면 특성 사이의 높은 상관관계를 고찰하고자 하였다. 함침법을 통해 K로 코팅된 활성탄은 57배 이상의 흡착 성능을 확인하였다. 이는 균일한 기공 형성과 탄소 표면의 K의 강한 결합은 황화수소의 화학적 및 물리적 흡수에 기여한다고 판단하였다. 다양한 상용 활성탄의 표면 구조에 대한 SEM 분석은 열처리를 통한 표면 특성의 변형으로 인해 기공 구조가 파괴되어 흡수 성능이 저하되는 것으로 확인하였다. 각 활성탄의 압력 손실 특성은 입자 크기와 모양에서 가장 낮은 압력 손실이 관찰되었다. 따라서 2~4 mesh 크기의 탄소입자 범위와 불규칙한 모양이 흡착탑의 성능을 향상시키고 경제적 효율성을 확보할 수 있다고 제안하였다.

This study was conducted to improve the operating conditions of an adsorption tower filled with potassium impregnated activated carbon for high hydrogen sulfide capture capacity. Heat treatment modified the surface properties of activated carbon, and ultimately determined its adsorption capacity. The activated carbon doped with potassium showed 57 times more adsorption at room temperature than that of using the raw adsorbent. It is believed that uniform pore formation and strong bonding of the potassium on the surface of carbon contributed to the chemical and physical absorption of hydrogen sulfide. The SEM analysis on the surface structure of various commercial carbons showed that the modification of surface properties through the heat treatment generated the destruction of pore structures resulted in the decrease of the absorption performance. The pressure drop across the activated carbon bed was closely related with the grain size and shape. The optimum size of irregularly shaped activated carbon granules was 2~4 mesh indicating economical feasibility.

(게재일: 2021.02.10)
DTO (dimethyl ether to olefins) 반응에서 촉매의 수명 향상을 목적으로 SAPO-34 촉매의 식각 처리 효과를 연구했다. NH3 수용액은 HCl과 같은 강산 또는 NaOH와 같은 강알칼리 수용액과 비교하여 식각의 진행 정도를 제어할 수 있는 적절한 처리제였다. 따라서 NH3 수용액의 처리 농도와 시간을 변수로 하여 SAPO-34 촉매의 특성과 수명에 미치는 영향을 관찰하였다. NH3 수용액의 처리 농도 또는 시간이 증가함에 따라 SAPO-34 촉매 결정 면의 중심에서부터 침식이 진행되었으며, 점차적으로 산 점 농도와 산 세기가 감소하는 것으로 나타났다. 한편, 적절한 처리 조건에서 SAPO-34 촉매의 외부 표면적과 메조 세공 부피는 증가하는 것으로 나타났다. 처리 농도와 시간이 각각 0.05 M와 3 h일 때, 처리된 SAPO-34 촉매의 수명이 가장 우수했으며 처리 전 촉매와 비교하여 약 36% (DME 전환율 > 90% 기준)까지 크게 향상되었다. NH3 수용액을 이용한 온화한 처리과정에서 SAPO-34 촉매의 식각 진행에 대한 모형을 제안하였다.

Effects of the etching treatment of SAPO-34 catalyst were investigated to improve the catalytic lifetime in DTO reaction. The aqueous NH3 solution was a more appropriate treatment agent which could control the degree of etching progress, compared to that of using a strong acid (HCl) or alkali (NaOH) solution. Therefore, the effect on characteristics and lifetime of SAPO-34 catalyst was observed using the treatment concentration and time of aqueous NH3 solution as variables. As the treatment concentration or time of aqueous NH3 solution increased, the growth of erosion was proceeded from the center of SAPO-34 crystal plane, and the acid site concentration and strength gradually decreased. Meanwhile, it was found that external surface area and mesopore volume of SAPO-34 catalyst increased at appropriate treatment conditions. When the treatment concentration and time were 0.05 M and 3 h, respectively, the lifetime of the treated SAPO-34 catalyst was the longest, and was significantly enhanced by ca. 36% (based on DME conversion of > 90%) compared to that of using the untreated catalyst. The model for the etching progress of SAPO-34 catalyst in a mild treatment process using aqueous NH3 solution was also proposed.

(게재일: 2021.02.10)
본 연구는 국내산 복분자와 오디의 활용도를 높이고 고품질의 환을 개발하기 위해 복분자 가루, 오디 가루, 비타민 C 세 가지 재료가 복분자-오디 환의 항산화 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 혼합물 설계법 중 D-optimal mixture design을 이용하였다. 독립변수인 복분자 가루, 오디 가루 및 비타민 C 함량에 따라 복분자-오디 환의 총 페놀 및 플라보노이드 함량, FRAP이 linear 모델, DPPH 라디컬 소거활성은 quadratic 모델로 결정되었으며 회귀식은 p-value의 값이 각각 0.0481, <0.0001, <0.0001 및 0.0387로 유의성이 인정되었다. 총 페놀 함량은 비타민 C 첨가량에 영향을 크게 받았지만 복분자 가루 및 오디 가루 첨가량이 부정적인 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 복분자 가루의 함량이 증가할수록 크게 높아지는 것으로 나타났다. DPPH 라디컬 소거활성은 비타민 C 첨가량이 높을수록 증가하였으며, 복분자 가루의 첨가량이 너무 낮아지면 감소하는 것으로 나타났다. FRAP 활성은 비타민 C와 오디가루 첨가량이 긍정적인 영향을 주는 것으로 드러났다. 이러한 결과와 desirability를 바탕으로 두 개의 복분자-오디 환 배합비가 가능할 것으로 도출되었지만 이 둘 중에서 Formulation 1 (복분자 가루 35%, 오디가루 10%, 비타민 C 10%)이 desirability가 0.8 이상으로 제품 품질이 적합하고 우수하여 최적 배합 비율로 설정하였다.

The optimal recipe for manufacturing composite honey-based herbal pills mainly comprising Rubus coreanus powder (RCP), black mulberry powder (BMP), and vitamin C was investigated. Honey-based herbal pills were prepared by mixing these powders, binding them with honey, and then forming a round shape. The experiment was designed based on the D-optimal mixture design, which included 12 experimental points with one replicate for three independent variables as follows: RCP (10~35%), BMP (10~35%), and vitamin C (5~10%). In addition, the dependent variables (total phenolic and flavonoid content and antioxidant activity) were measured and used to optimize the manufacturing conditions. The results showed that high amounts of RCP were correlated with high total flavonoid content, whereas the addition of high amounts of vitamin C resulted in higher antioxidant activity. In conclusion, an optimized formulation for the honey-based herbal pill was found to contain 35% RCP, 10% BMP, and 10% vitamin C.

(게재일: 2021.04.30)
본 연구에서는 살아있는 프로바이오틱스 균주에 의한 레자주린의 흡광 및 형광특성의 변화와 레소루핀과의 반응성을 분석하고, 균주별 레자주린에 대한 환원능을 비교하였다. LGG에 의해 레자주린은 흡광과 형광의 변화를 수반하며 레소루핀으로 환원되고 반응시간과 생균수의 증가에 따라 환원정도가 증가하였으며, 형광의 변화에서 더 정확하고 민감한 반응성을 보였다. 한편 LGG에 의한 레소루핀으로부터 다이하이드로레소루핀으로의 환원반응은 거의 유발되지 않았다. 프로바이오틱스 6개 균주 중 L. kimchicus의 생균에 의한 레자주린 환원력이 월등하게 높은 반면, 균체 파쇄 후의 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능은 다른 양상을 보이며 L. plantarum과 L. casei가 높은 활성을 나타냈다. 한편 생균의 MTT 환원능은 L. kimchicus가 LGG에 비해 현저히 높아 레자주린 환원능과 유사한 양상을 보였다. 본 연구결과는 레자주린이 단일 균주 프로바이오틱스의 생균수 측정에 유용하며, 프로바이오틱스의 선별 및 환원활성 측정에 활용될 수 있음을 시사한다.

Resazurin, an oxidized blue dye, is reduced to resorufin, showing a peak absorbance change and emitting fluorescence due to the metabolic activity of living cells. In this study, the growth of Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) and the redox potential of living probiotic bacteria were evaluated based on changes in the absorbance or fluorescence of resazurin. Fluorescence analysis is a more accurate and sensitive method for quantifying viable LGG than the colorimetric absorbance measurement of resazurin change. Fluorescence measurement could detect LGG of 6.5-9.5 log CFU/mL within 30 min with R2=0.99. No significant effect of further reduction of resorufin to dihydroresorufin by LGG was observed. Various probiotics showed different resazurin-reducing activities, and L. kimchicus had the highest reducing activity among the six probiotics tested. These findings suggests that fluorescence measurement in a resazurin-based assay is useful for analyzing bacterial growth and the redox potential of living probiotics.

(게재일: 2021.04.30)