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미세플라스틱 문제 해결을 위한 친환경소재 연구동향

Recent Research Trends in Eco-Friendly Materials for Solving Environmental Microplastic Problems

문성민 ( Sung Min Moon ) , 전소희 ( So Hui Jeon ) , 엄태식 ( Taesik Eom ) , 심봉섭 ( Bong Sup Shim )
  • : 한국공업화학회
  • : 공업화학전망 22권2호
  • : 연속간행물
  • : 2019년 04월
  • : 25-43(19pages)
공업화학전망

DOI


목차

1. 서 론
2. 셀룰로오스
3. 멜라닌
4. 그 밖에 생분해성 고분자
5. 결론 및 전망
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미세플라스틱으로 인한 환경생태오염이 심화함에 따라, 기존 난분해성 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 소재에 관심이 높아지고 있다. 또한 석유 기반 자원의 고갈 및 이산화탄소 배출로 인한 온난화 환경문제 등으로 기존 석유계 플라스틱 소재를 대체 보완하는 친환경 천연소재 개발의 사회적 요구는 더욱 커지고 있다. 이에, 생분해가 가능한 천연자원으로부터 다양한 물리 화학적 엔지니어링 기능성을 추가하여 플라스틱의 환경문제를 극복하려는 시도들이 활발히 진행되고 있다. 본 기고에서는 나노셀룰로오스, 생분해성 고분자, 멜라닌 소재를 중심으로 친환경 기능성 천연소재의 최신 연구 동향을 소개하고, 이의 기존 합성 플라스틱 대체응용 방안의 가능성을 탐색한다.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2019-500-001464304

간행물정보

  • : 공학분야  > 화학공학
  • :
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  • : 격월
  • : 1229-120x
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  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1998-2022
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마이크로스케일에 머무는 기존 전기화학 측정법의 분해능 한계를 극복하기 위해 최근 여러 새로운 전기화학 기술이 시도되고 있다. 특히 단일 나노입자의 impact 연구 및 전기화학 이미징 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다. X-ray, 형광, 분광학 등 다른 방식의 도구를 이용하여 전기화학 이미징을 수행하는 간접적인 방식과 패러데이전류 및 전도도 전류를 직접적으로 측정하는 이미징 방식이 모두 연구되고 있다. 특히 이 중에서 나노피펫 기반의 주사 전기화학 프로브 현미경은 상대적으로 높은 분해능 및 다른 도구와의 용이한 결합으로 최근 주목받고 있으며, 이를 이용하여 다양한 전극 물질에 대해 단일 나노구조체 수준에서 전기화학 거동을 관찰할 수 있게 되었다. 본 기고 문에서는 여러 전기화학 이미징 기술의 원리, 현황, 미래에 대해서 소개하고자 한다.

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광합성은 남세균, 조류 및 녹색 식물에 의해 진화된 최초의 자연 과정 중 하나로서 태양 에너지와 이산화탄소를 환원된 탄소 화합물 형태로 저장하는 동시에 물을 산소로 산화시킨다. 오늘날 존재하는 모든 생명체의 근간인 광합성으로부터 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 연구는 환경 친화적인 재생 에너지 기술로 각광받고 있다. 광합성 에너지 변환은 광-생체전기화학 전지에서 광시스템 및 광합성 유기체를 이용한 직접 전기 생성 또는 연료 생산 등 다양한 현대 기술과의 접목을 통해 효율을 높이고 있다. 저차원 나노 물질을 활용한 광자 흡수 향상 및 전극으로의 효율적인 광합성 전자 이동 연구나 광합성 전자전달계와 수소화효소의 결합을 통한 수소생산 연구 등 많은 발전이 있었다. 본 기고문에서는 세포 소기관 또는 전세포와 전극의 전기화학적 계면 엔지니어링 연구 및 생물학적 대사를 활용한 연료 생산 연구에 기반 하여 광합성계를 활용한 태양 에너지 변환 연구 동향에 대해 소개하고자 한다.

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With the growing popularity of battery-powered mobility, battery safety and performance reliability have been prioritized by battery industries. Despite advanced manufacturing processes of large-scale commercial Li-ion cells, “latent defects” that can accidentally appear due to imbalanced battery design, invisible faults, and extreme operating conditions still threaten performance degradation and battery fire. Hence, it is urgently necessary to detect such latent defects in advance and understand the impacts of cell parameters and operating conditions on the battery failure scenario. For straightforward analysis of commercial cells, real-time, non-invasive visualizing of battery inside and diagnosing battery aging have been recognized through in-operado battery imaging technology based on X-rays, neutrons, and ultrasound which can penetrate the active materials, cell components, and external packaging. Moreover, a battery imaging technique to visualize the current distribution pattern using a magnetic field induced at batteries under external current load has also been proposed. This review will comprehensively discuss the imaging techniques inside the battery from atomic and molecular levels in electrode materials and interfaces to macro-scale battery systems, and examine qualitative case studies and recently unveiled phenomena.

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미세플라스틱은 5 mm 이하의 작은 플라스틱 입자를 말하며, 그 축적에 따른 환경적 문제가 커지면서 현재 심각한 사회문제가 되고 있다. 미세플라스틱은 해양으로 유입되어 해양생물계의 내분비계 교란물질로 작용하며 생태계를 교란시키고 종국에는 먹이사슬의 끝인 인류에게 큰 위험으로 다가오고 있다. 미세플라스틱에 대한 사회적 이슈가 높아지고 있는 현 시점에서 이들 문제점을 제대로 인식하고 해결방안을 모색할 필요성이 있다. 본 총설에서는 미세플라스틱의 현황과 해양생태계와 인체에 미치는 영향 그리고 미세플라스틱 검출법과 제거를 위한 정책과 연구 동향에 대해서 논의하고자 한다.

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3미세플라스틱 문제 해결을 위한 친환경소재 연구동향

저자 : 문성민 ( Sung Min Moon ) , 전소희 ( So Hui Jeon ) , 엄태식 ( Taesik Eom ) , 심봉섭 ( Bong Sup Shim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 25-43 (19 pages)

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미세플라스틱으로 인한 환경생태오염이 심화함에 따라, 기존 난분해성 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 소재에 관심이 높아지고 있다. 또한 석유 기반 자원의 고갈 및 이산화탄소 배출로 인한 온난화 환경문제 등으로 기존 석유계 플라스틱 소재를 대체 보완하는 친환경 천연소재 개발의 사회적 요구는 더욱 커지고 있다. 이에, 생분해가 가능한 천연자원으로부터 다양한 물리 화학적 엔지니어링 기능성을 추가하여 플라스틱의 환경문제를 극복하려는 시도들이 활발히 진행되고 있다. 본 기고에서는 나노셀룰로오스, 생분해성 고분자, 멜라닌 소재를 중심으로 친환경 기능성 천연소재의 최신 연구 동향을 소개하고, 이의 기존 합성 플라스틱 대체응용 방안의 가능성을 탐색한다.

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발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 44-46 (3 pages)

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