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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 투어멀린 분말 및 그 혼 합물 소결체[1]와 EPD에 의한 투어멀린 전착막 [2, 3]을 소결하여 투어멀린과 그 복합체의 물에 대한 웅용성 제고를 위하여 기초연구를 수행하였다.
제안 방법
- 이중에서 수산기는 강산화성 음이온으로 살균 력과 유리기반응으로 생물세포를 공격하는 강한 활성이온이다[4]. 따라서 투어멀린 복합체 침적수 중의 발생수산기와 대장균의 반응을 확인하기 위하여 증류수에 대장균개체 수를 1300(MPN/100 皿)으로 넣어 유지한 다음, 투어멀린 혼합소결체 분말을 50gr/100mi(weight/volume-%)S] 비로 증 류수에 침적시켜 24시간 경과한 용액을 시험용 용액으로 만들어 각각 Imt 3叫, 5叫 씩 앞에 준 비한 대장균을 넣어둔 물에 넣어 24시간이 경과 한 뒤에 대장균개체 수를 조사하였다. 그 결과, 각각의 경우에 대한 대장균개체 수는 300, 180, 150으로 계수되었다.
- 재료의 소결조건 설정을 위하여 DTA를 측정하였다. 그림 3에서 투어멀린의 DTA 특성은 매우 복합적 특성을 보인다.
- 투어멀린 복합체가 물과의 반응에서 나타나는 현상을 분석하기 위하여 의 증류수에 투어멀 린 소결복합체 분말 50gr을 넣어 전기전도도(0)와 산성도(pH)를 측정하여, 다음의 결과를 얻었다.
- 투어멀린 세라믹스의 조성과 같은 방법으로 EPD 전착막[2, 3]을 구성하여 비교하고자 하였으 나, 우선 투어멀린 단독분말을 EPD 전착하여 기본 특성을 검토하였다. EPD 전착과정은 일반적인 산화물 분말의 전착형태와 유사하였으나(그림 6), 아세톤 용매 중에서 분말입자의 표면전하 형성율 이 낮아서 전하밀도가 낮고 또한 입자의 비중이 커서 초음파에 의한 분산으로 현탁성이 미흡약하여 비교적 짧은 시간에 대부분의 현탁입자들이 가라앉는 현상을 보였다.
- 투어멀린 전기석의 복합소결체 및 EPD 전착 특성을 확인하고, 이를 시료로 가공한 후 물에 대한 반응 효과를 조사하여, 다음의 결론을 얻었다.
- 투어멀린과 적정량의 금속산화물과 미량의 금 속염화물을 PVC 또는 PEG 등과 혼합하여 성형 한 뒤, 열처리과정을 거쳐 소결체로 제작하여 전 기쌍극자와 자기모멘트 형성이 동시에 가능한 소 결체 형성을 시도하여 쌍극자 능률 증배효과를 위한 분극형 초전성 복합소결체 구(볼)를 혼합성 분별로 구분하여 각각 시편으로 제작하였다.
- 특성곡선의 첫 번째 계곡 (1)에서 저융점 성분의 융화가 시작되고, 첫째 봉 우리(2)에서부터 액상이 증가하거나 성분이 부분 적으로 녹아서 두 번째 계곡(3) 근처 이후부터 유 리질 상이 나타날 수 있을 것으로 분석되지만, 더 자세한 것은 12501 이후에서 명확한 용융현상의 유무를 확인하는 것과 함께 XRD 분석이 병행되 어야 하겠다. 하지만, 분석특성으로부터 투어멀린 혼합분말의 하소와 소결 온도를 각각 750/900℃ 에서 열처리하여 소결성이 양호한 샘플을 그림 4 와 같은 모양으로 치밀성이 양호한 소결체(그림 5)를 구성하여 쌍극자 능률 증배효과 개선을 위한 분극형 초전성 복합소결체를 제작하였다.
성능/효과
- 1) 투어멀린 복합소결체와 투어멀린 EPD전착막 소결 특성에서 양호한 소결성을 확인하였다.
- 2) 투어멀린 복합소결체의 물 반응 산성도는 약 산성에서 중성으로, 전기전도도는 초순수의 기준 값 0=18.5 pS/cm에 접근하여 지속 변화 된다.
- 3) 시험수의 대장균번식억제효과 조사에서 준비 된 시험수의 대장균 수가 1300(MPN/100M) 에서 24시간 경과 후 최소한 300(MPN/100 m2) 이하로 감소함을 확인하였다.
- 투어멀린 세라믹스의 조성과 같은 방법으로 EPD 전착막[2, 3]을 구성하여 비교하고자 하였으 나, 우선 투어멀린 단독분말을 EPD 전착하여 기본 특성을 검토하였다. EPD 전착과정은 일반적인 산화물 분말의 전착형태와 유사하였으나(그림 6), 아세톤 용매 중에서 분말입자의 표면전하 형성율 이 낮아서 전하밀도가 낮고 또한 입자의 비중이 커서 초음파에 의한 분산으로 현탁성이 미흡약하여 비교적 짧은 시간에 대부분의 현탁입자들이 가라앉는 현상을 보였다. 그림 7은 Ag 선위에 EPD전착한 샘플을 850℃에서 2시간 동안 열처리 한 표면과 외형을 광학현미경으로 관찰한 사진이 며, 그림 8은 5000배(SEM) 확대하여 샘플의 상부, 하부의 전착상태와 입자크기분포를 확인하였다.
- 따라서 투어멀린 복합체 침적수 중의 발생수산기와 대장균의 반응을 확인하기 위하여 증류수에 대장균개체 수를 1300(MPN/100 皿)으로 넣어 유지한 다음, 투어멀린 혼합소결체 분말을 50gr/100mi(weight/volume-%)S] 비로 증 류수에 침적시켜 24시간 경과한 용액을 시험용 용액으로 만들어 각각 Imt 3叫, 5叫 씩 앞에 준 비한 대장균을 넣어둔 물에 넣어 24시간이 경과 한 뒤에 대장균개체 수를 조사하였다. 그 결과, 각각의 경우에 대한 대장균개체 수는 300, 180, 150으로 계수되었다. 여기서, 중요한 관점은 처음 시료의 일정한 대장균개체 수가 투어멀린 복합체 를 침적시킨 시험용액을 IM, 3m«, 5M로 증가하여 첨가하였을 때, 시험용액을 넣지 않은 초기의 대장균 시료에 1畝의 시험용액이 가해져 24시간 경과한 때의 개체 수가 1300에서 300으로 급격하 게 감소하였으며, 시험용액을 3戒로 증가시킨 경 우에서는 개체 수가 1300에서 180으로 변하였고, 다시 5M를 넣은 경우는 1300에서 150으로 각각 감소되어 대장균 시료에 시험용액을 증가시켜 넣 음에 따라서 시료중의 대장균개체 수가 차례로 현저히 감소하였다는 사실이다.
- 그 결과, 각각의 경우에 대한 대장균개체 수는 300, 180, 150으로 계수되었다. 여기서, 중요한 관점은 처음 시료의 일정한 대장균개체 수가 투어멀린 복합체 를 침적시킨 시험용액을 IM, 3m«, 5M로 증가하여 첨가하였을 때, 시험용액을 넣지 않은 초기의 대장균 시료에 1畝의 시험용액이 가해져 24시간 경과한 때의 개체 수가 1300에서 300으로 급격하 게 감소하였으며, 시험용액을 3戒로 증가시킨 경 우에서는 개체 수가 1300에서 180으로 변하였고, 다시 5M를 넣은 경우는 1300에서 150으로 각각 감소되어 대장균 시료에 시험용액을 증가시켜 넣 음에 따라서 시료중의 대장균개체 수가 차례로 현저히 감소하였다는 사실이다. 이것은 앞에서 언 급한 강산화성 OH수산기의 잘 알려진 살균력 작 용에 의한 결과이거나, 또는 수산기의 유리기반응 에 의한 공격으로 생물세포의 지방질과산화, 단백질 아미노산의 산화분해 또는 DNA 체인파괴 등의 작용에 의한 대장균 사멸 현상으로 판단되지 만, 확고한 신뢰성 확보를 위하여 계속 반복적 조 사 관찰이 요구되는 사항이다.
- 이 결과로부터 두어멀린 복합소결체의 물에 대한 반응에서 pH는 약산성(6.5)에서 중성(7.0)으로, 0는 초순수의 값(o=18.511S/cm)에 접근하는 중요한 변화가 지속적으로 일어남을 확인하였다.
- 이상의 결과로부터 천연 투어멀린 및 그 복합 소결체의 영구분극 현상에 따른 미소전류 흐름은 자연계에 유익한 음이온을 제공해 주고, 미네랄 용출과 클러스터 세분화 및 음이온발생과 반 응으로 수질을 부드럽고 맛있는 약 알카리성 수 로 만들어주며, 대장균 등의 세균번식억제 효과의 광범한 활용 가능성을 확보하였다.
후속연구
- 여기서, 중요한 관점은 처음 시료의 일정한 대장균개체 수가 투어멀린 복합체 를 침적시킨 시험용액을 IM, 3m«, 5M로 증가하여 첨가하였을 때, 시험용액을 넣지 않은 초기의 대장균 시료에 1畝의 시험용액이 가해져 24시간 경과한 때의 개체 수가 1300에서 300으로 급격하 게 감소하였으며, 시험용액을 3戒로 증가시킨 경 우에서는 개체 수가 1300에서 180으로 변하였고, 다시 5M를 넣은 경우는 1300에서 150으로 각각 감소되어 대장균 시료에 시험용액을 증가시켜 넣 음에 따라서 시료중의 대장균개체 수가 차례로 현저히 감소하였다는 사실이다. 이것은 앞에서 언 급한 강산화성 OH수산기의 잘 알려진 살균력 작 용에 의한 결과이거나, 또는 수산기의 유리기반응 에 의한 공격으로 생물세포의 지방질과산화, 단백질 아미노산의 산화분해 또는 DNA 체인파괴 등의 작용에 의한 대장균 사멸 현상으로 판단되지 만, 확고한 신뢰성 확보를 위하여 계속 반복적 조 사 관찰이 요구되는 사항이다. 이와 함꺼】, 투어멀 린 복합체 분말을 침적시킨 시험수의 분해반응에 따른 산성도(pH)와 전기전도도(0)변화의 조사를 계속하여 진행하고 있다.
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