[논문]원적외선 방사물질 제조 및 물질의 특성 분석

조봉희

doi:10.5806/ast.2008.21.4.279

[국내논문] 원적외선 방사물질 제조 및 물질의 특성 분석
Manufacture of the far infrared ray emission materials and analysis of the characterization of materials 원문보기

분석과학 = Analytical science & technology, v.21 no.4, 2008년, pp.279 - 283

조봉희 (수원대학교 자연과학대학 생명과학과 WISE 경기지역센터, 기초과학연구소)

초록
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혈토와 규사토, 맥반석, 혈토를 혼합한 물질을 $1100^{\circ}C$에서 소형 및 소결하여 원적외선 방사물질 볼로 사용하였다. 각각 제조된 볼의 방사에너지는 $8{\sim}12{\mu}m$ 파장 범위에서 상대적으로 높았다. 혼합 볼의 이온용출은 소량이고, 혼합 볼로 처리된 활성수와 에너지수의 중금속인 $Cd^{2+}$ 이온 제거능력은 높았다. 활성수와 에너지수는 음용수보다는 상대적으로 UV 차단효과가 높았다.

Abstract ▼ AI-Helper

Blood soil and the mixture of blood soil, elvan soil and, silica soil materials were molded, then they were sintered in $1100^{\circ}C$ and were used for the emission of the far infrared ray boll. The emission from the manufactured bolls was relatively high in the range of $8{\sim}12{\mu}m$ wavelength each. The elution of minerals from mixture bolls was very low, but the elimination of heavy metal cadmium ion in activated water and energy water treated with mixture bolls was very high. Activated water and energy water had a high to the UV protected ability in comparison to drinking water.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 우리가 섭취하는 음식물 또는 주변 환경으로부터 Cd²⁺이온의 제거는 우리 일상생활과도 긴밀하게 연결되는 중요한 문제이므로 본 연구에서는 자체 제작된 원적외선 방사볼이 Cd²⁺이온을 제거시킬 수 있는지도 함께 알아보고자 하였다.
본 실험결과는 활성수를 제조 한 후 원심분리 시킨 후 상등액 만 분석한 것이다. 본 실험에서는 원적외선 방사 물질이 물에 녹아 있는 이온들의 영향 때문이 아닐 것이라는 추측을 가능하게 한다. 제조된 원적외선 방사 볼에서 미네랄 용출량은 황 등^4,7이 맥반석으로 분석한 결과와는 처리 방법과 결과가 비교되며, 그 차이점은 황 등^4,7은 원석을 무게 비로 그대로 사용한 것이고, 본 연구에서는 분말을 고온에서 소형, 소결하여 숙성시키고, 고온, 고압 처리 한 것을 사용한 차이라고 판단된다.
따라서 원석을 분해, 소성 및 소결하여 양질의 원적외선 방사특성을 갖는 물질을 새롭게 제조하여 원적외선 방사를 더 효율적으로 일상생활에 응용할 수 있도록 하고,¹ 비용도 싸게 생산할 수 있다면 더욱 바람직 할 것이다. 본 연구에서는 다양한 산화물로 구성된 맥반석, 규사들의 분말을 이용하여 고온에서 다공성인 구형볼을 제조하여 원적외선 방사량 및 그 특성을 분석하고자 한다.⁴ 고온에서 다공적으로 제작된 구형 볼은 방사량을 균일하게 방사할 수 있다는 것이 강점이 될 수도 있다.

제안 방법

모든 시료들은 실온에서 건조시킨 후 혈토:맥반석:규 사토의 비율을 1:3:1로 섞거나, 또는 혈토, 백토, 황토만을 각각 600℃에서 8시간 소성시킨 후 13% 증류수, 30%의 NaCl (NaCl은 사용 용도에 따라 첨가함, 에너지수 제조할 때는 물에 0.1%를 넣음)을 넣어 잘 섞은 후 1일간 밀봉하여 어두운 곳에서 숙성시킨다. 지름 2 cm의 원형 볼을 소형하여, 2일간 30℃에서 건조시키거나 자연 건조시킨다.
이와는 달리 음용수에 볼을 담가두었다가 고온, 고압을 처리하여 얻어진 에너지 수에서는 여러 이온들이 미량 증감되었다. 본 실험결과는 활성수를 제조 한 후 원심분리 시킨 후 상등액 만 분석한 것이다. 본 실험에서는 원적외선 방사 물질이 물에 녹아 있는 이온들의 영향 때문이 아닐 것이라는 추측을 가능하게 한다.
에너지수와 활성수는 cadmium chloride를 100 μg/L 넣은 것을 4기압에서 3시간 처리 한 후 각각을 3,000 rpm에서 20분간 원심분리하여 상등액을 ICP-MS로 분석하였다.
에너지수와 활성수를 제조하는 과정에서 cadmium chloride 100 μg/L4,7의 처리 실험을 하였다.
원적외선 방사물질의 영향을 주는 흡수파장과 투과도의 측정은 UV-spectrometer (Hitachi, U-2000, Japan)를 사용하였다. 원적외선 방사량은 FT-IR Spectrometer(MIDA Comp. M, 2400-C, U.S.A.)로 Black Body를 1로 하여 대비 측정결과로 환산하였고, 원심분리기, autoclave, oven 등은 비전과학 (주)를 사용하였다.
이온원소의 측정은 ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer, HP 4500 Series, Agilent, U.S.A)로 측정하였고, 측정 조건은 Table 1과 같다. 원적외선 방사물질의 영향을 주는 흡수파장과 투과도의 측정은 UV-spectrometer (Hitachi, U-2000, Japan)를 사용하였다.
혈토와 규사, 맥반석, 혈토를 혼합한 물질을 1100℃에서 소형 및 소결하여 원적외선 방출물질 볼로 사용하였다. 제조된 볼의 방사에너지의 방사는 각각 8~12μm 파장범위에서 상대적으로 높았다.

대상 데이터

백토도 10 μm 파장에서 0.91의 방사에너지를 방사하였고, 황토는 약간 낮은 0.90의 방사에너지를 방사하였으나 본문에 자료는 나타내지 않았다.
실험에 사용된 맥반석, 규사토는 이천에서 구입하여 43 μm에 통과된 분말을 사용하였고, 혈토와 백토(채취자의 명명에 따름),15 그리고 황토는 포천 덕원에게서 기부 받은 것이다.
¹⁵ 원적외선을 방사하도록 사용된 물질의 성분은 윤 등¹¹의 결과에서 발표된 주요 구성 성분인 맥반석과 규사와 유사한 성분이다. 실험에 사용된 증류수는 탈이온수(pure ultra system, Barnstead, U.S.A)를 사용하였고, 음용수는 본교 주변 식수(지하수)를 사용하였고, 시약은 Sigma Company U.S.A.를 사용하였다.

이론/모형

A)로 측정하였고, 측정 조건은 Table 1과 같다. 원적외선 방사물질의 영향을 주는 흡수파장과 투과도의 측정은 UV-spectrometer (Hitachi, U-2000, Japan)를 사용하였다. 원적외선 방사량은 FT-IR Spectrometer(MIDA Comp.

성능/효과

백토도 황토와 마찬가지로 원적외선 방사물질로 사용될 수 있다. 본 연구에서 제조된 원적외선 방사 볼은 원적외선 방사율이 매우 양호하다고 판단한다.
제조된 원적외선 방사 볼에서 미네랄 용출량은 황 등^4,7이 맥반석으로 분석한 결과와는 처리 방법과 결과가 비교되며, 그 차이점은 황 등^4,7은 원석을 무게 비로 그대로 사용한 것이고, 본 연구에서는 분말을 고온에서 소형, 소결하여 숙성시키고, 고온, 고압 처리 한 것을 사용한 차이라고 판단된다. 본 연구에서 제조된 원적외선 방사 볼은 중금속을 완전히 제거시키지는 못하였지만, 상대적으로 Cd²⁺이온이 에너지수와 활성수를 처리한 것에서 많이 제거된 것으로 나타났다.^4,7,17
활성수는 UV C 영역인 190~230 nm 범위에서는 40% 차단효과를 보였고, 260 nm 이상에서도 20% 이상의 차단 작용이 강하게 나타냈다. 에너지수에서는 UV C 영역 190~240 nm에서는 50%를 차단하였고, UV B 영역에서는 40% 차단 효과를 보였다. 따라서 본 연구에서 제조된 활성수와 에너지 수는 UV 차단을 하는 다양한 용도로 이용될 수 있다고 판단된다.
Autoclave는 145℃ 약 4기압에서 2시간 처리하여 식힌 후 다시 동일 온도와 기압에서 3시간, 4시간 또는 5시간 반복 처리하여 활성수를 생산하였다. 연속처리 보다는 한번 처리하고 식힌 후 재차 처리 하는 것이 훨씬 효율이 높아서 2시간 처리 한 후 식히고, 다시 처리 하는 것을 반복하였다. 생성된 에너지수는 3,000 rpm으로 원심분리하여 상등액 만을 사용할 때까지 실온에서 보존하였다.
증류수에서는 Mg, Ni, Cu, Zn, Ga 이온들이 원적외선 방사 볼로부터 미량 용출되었다(증류수에는 이온들이 없어 자료화 하지 않았음). 음용수와 음용수에 제조된 볼을 담가두었던 활성수를 비교해 보면 Al, Ca, V, Fe, Ni, Zn, Ba 이온 등이 소량 증가되었고, Mg, Al, Cu 이온 등이 소량 감소되었다. 이와는 달리 음용수에 볼을 담가두었다가 고온, 고압을 처리하여 얻어진 에너지 수에서는 여러 이온들이 미량 증감되었다.
제조된 볼의 방사에너지의 방사는 각각 8~12μm 파장범위에서 상대적으로 높았다.
본 실험에서는 원적외선 방사 물질이 물에 녹아 있는 이온들의 영향 때문이 아닐 것이라는 추측을 가능하게 한다. 제조된 원적외선 방사 볼에서 미네랄 용출량은 황 등^4,7이 맥반석으로 분석한 결과와는 처리 방법과 결과가 비교되며, 그 차이점은 황 등^4,7은 원석을 무게 비로 그대로 사용한 것이고, 본 연구에서는 분말을 고온에서 소형, 소결하여 숙성시키고, 고온, 고압 처리 한 것을 사용한 차이라고 판단된다. 본 연구에서 제조된 원적외선 방사 볼은 중금속을 완전히 제거시키지는 못하였지만, 상대적으로 Cd²⁺이온이 에너지수와 활성수를 처리한 것에서 많이 제거된 것으로 나타났다.
제조된 볼의 방사에너지의 방사는 각각 8~12μm 파장범위에서 상대적으로 높았다. 혼합 볼의 이온 용출은 매우 낮았고, 중금속 중 Cd²⁺이온의 제거능력은 매우 높았다. 활성수와 에너지수는 음용수보다는 상대적으로 UV C와 UV B 영역에서 차단효과가 매우 높았다.
혼합 볼의 이온 용출은 매우 낮았고, 중금속 중 Cd²⁺이온의 제거능력은 매우 높았다. 활성수와 에너지수는 음용수보다는 상대적으로 UV C와 UV B 영역에서 차단효과가 매우 높았다.

후속연구

에너지수에서는 UV C 영역 190~240 nm에서는 50%를 차단하였고, UV B 영역에서는 40% 차단 효과를 보였다. 따라서 본 연구에서 제조된 활성수와 에너지 수는 UV 차단을 하는 다양한 용도로 이용될 수 있다고 판단된다.
따라서 원석을 분해, 소성 및 소결하여 양질의 원적외선 방사특성을 갖는 물질을 새롭게 제조하여 원적외선 방사를 더 효율적으로 일상생활에 응용할 수 있도록 하고,1 비용도 싸게 생산할 수 있다면 더욱 바람직 할 것이다.
활성수와 에너수의 흡광도도 UV C 영역에서 큰 차이를 보여주고 있다. 에너지수와 활성수는 다양한 효과를 나타내고, 특히 에너지수는 화장수, 화장품 등 UV 차단에도 이용될 수 있고, 또한 에너지수와 활성수는 앞으로 연구결과에 따라 다양한 용도로 사용할 수 있다고 판단한다. UV 흡광도는 5시간이 최고이고, 5시간이상 처리에서는 더 이상 상승효과는 없었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	원적외선 범위는 어느 정도인가?	5 μm, 중적외선 범위 1.5~15 μm, 원적외선 범위 15~100μm, 극적외선 범위 100~1,000 μm로 잡고, 인체에 유익한 원적외선 범위를 5~20 μm로 보고 있다.1 원적외선은 인체의 피하지방을 파고들어 공명작용, 공진들을 일으켜서 신진대사의 촉진, 통증완화, 중금속의 제거, 숙면, 탈취, 항균작용 등 다양하게 적용된다.
	원적외선 방사물질은 어떤 것이 있는가?	원적외선 방사물질로는 황토, 맥반석, 석영, 규사, 규사토, 숯 등 천연재료들을 이용하나,1,4,16 원석을 그대로 사용할 경우 순도의 편차 때문에 공업분야에서는 어려운 문제가 발생 할 수도 있다. 따라서 원석을 분해, 소성 및 소결하여 양질의 원적외선 방사특성을 갖는 물질을 새롭게 제조하여 원적외선 방사를 더 효율적으로 일상생활에 응용할 수 있도록 하고,1 비용도 싸게 생산할 수 있다면 더욱 바람직 할 것이다.
	혈토와 규사, 맥반석, 혈토를 혼합한 물질을 1100℃에서 소형 및 소결하여 원적외선 방출 물질 볼로 사용한 결과, 원적외선 방사량, 미네랄 용출과 카드뮴 이온 제거는 어떻게 나타났나?	혈토와 규사, 맥반석, 혈토를 혼합한 물질을 1100℃에서 소형 및 소결하여 원적외선 방출물질 볼로 사용하였다. 제조된 볼의 방사에너지의 방사는 각각 8~12μm 파장범위에서 상대적으로 높았다. 혼합 볼의 이온 용출은 매우 낮았고, 중금속 중 Cd2+이온의 제거능력은 매우 높았다. 활성수와 에너지수는 음용수보다는 상대적으로 UV C와 UV B 영역에서 차단효과가 매우 높았다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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