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반도체 공정폐가스 고효율 처리를 위한 열플라즈마-습식 전기집진 융합 시스템 연구
엄성현,차우병 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
반도체 및 디스플레이 제조공정 중에 화학기상증착(CVD), 식각(etching), 세정(cleaning) 공정에서 배출되는 과불화합물 (PFCs)를 포함한 폐 가스 처리를 위해서 POU (point of use) 가스 스크러버 시스템을 도입하여 사용하고 있다. 과불화합물의 열분해를 위해서는 3,000 K 이상의 고온이 요구되는 것이 일반적이기 때문에 효과적으로 제어하기 위한 방법으로 열플라즈마 기술을 도입하여 산업적으로 이용하고자 하였다. 열플라즈마 기술은 플라 즈마 토치 기술, 전원공급장치 기술 및 플라즈마 토치-전원공급장치 매칭 기술 최적화를 통해 안정적으로 플라즈마 발생원을 유지시키는 것이 중요하다. 또한, 과불화합물 고효율 처리를 위한 고온의 플라즈마와 폐 가스의 효과적인 혼합이 주요 기술요인으로 확인되었다. 본 연구에서는 열플라즈마 토치 설계를 개선하여 PFCs 분해효율과 에너지효율을 동시에 향상시키고, 습식 전기집진 공정을 효과적으로 연계하여 NOx, HF, PM10 등 2차 오염물질을 동시에 제거할 수 있는 기술을 개발하였다.
세포성 인지질분해효소 활성 억제에 따른 비티 살충력 증가 효과
엄성현,박지영,김건우,김용균,Eom, Seonghyeon,Park, Jiyeong,Kim, Kunwoo,Kim, Yonggyun 한국응용곤충학회 2014 한국응용곤충학회지 Vol.53 No.3
곤충병원성세균 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 일부 대사물질은 대상 곤충의 phospholipase $A_2$ ($PLA_2$)를 억제하여 아이코사노이드 생합성 활성을 저해시킨다. 그러나 이들 세균 대사물질이 억제하는 곤충의 $PLA_2$에 대해서는 알려져 있지 않다. Xn의 배양액에서 화학구조가 동정된 8 가지 대사물질들은 두 종의 나비목 배추좀나방(Plutella xylostella)과 파밤나방(Spodoptera exigua)의 유충에 대하여 살충 활성을 보유했다. 특별히 이들 물질은 모두 Bacillus thuringiensis (비티)의 살충력을 크게 향상시켰다. 파밤나방의 세포성 인지질 분해효소($SecPLA_2$)를 클로닝하고 대장균에서 과발현시켰다. 분리된 $SecPLA_2$를 지방체에서 얻은 인지질과 반응시켰을 때 여러 다가불포화지방산을 해리시켰다. 이 효소활성이 Xn 유래 대사물질들에 의해 뚜렷이 억제되었다. 또한 $SecPLA_2$에 대한 억제효과와 비티 살충력 상승효과 사이에 정의 상관관계를 보였다. 본 연구는 $SecPLA_2$가 Xn 대사물질의 억제 대상 분자 종말점 가운데 하나라고 제시하고 있다. Some bacterial metabolites of Xenorhabdus nematophila (Xn) inhibit phospholipase $A_2$ ($PLA_2$) activity to shutdown eicosanoid biosynthesis in target insects. However, little has been known about the target insect $PLA_2$ of these bacterial metabolites. Eight bacterial metabolites identified in Xn culture broth exhibited significant insecticidal activities against larvae of both lepidopteran species of Plutella xylostella and Spodoptera exigua. Moreover, these bacterial metabolites significantly enhanced insecticidal activities of Bacillus thuringiensis (Bt). To determine target $PLA_2$, we cloned and over-expressed cellular $PLA_2$ ($SecPLA_2$) of S. exigua. Purified $SecPLA_2$ catalyzed phospholipids derived from the fat body and released several polyunsaturated fatty acids. Most Xn metabolites significantly inhibited $SecPLA_2$ activity, but were different in their inhibitory activities. There was a positive correlation between the inhibition of $SecPLA_2$ and the enhancement of Bt insecticidal activity. These results indicate that $SecPLA_2$ is a molecular target inhibited by Xn metabolite.
미생물살충제 "비티플러스" 액상 제형화 및 품질 분석 기술에 관한 연구
엄성현,박현지,김규순,홍유경,박지영,최봉기,김준성,김건우,강문수,양경형,김용균,Eom, Seonghyeon,Park, Hyeonji,Kim, Kyusoon,Hong, Youkyeong,Park, Jiyeong,Choi, Bongki,Kim, Joonsung,Kim, Kunwoo,Kang, Moonsoo,Yang, Kyunghyung,Kim, Yonggyun 한국응용곤충학회 2013 한국응용곤충학회지 Vol.52 No.2
곤충병원세균(Bacillus thuringiensis: 비티)의 살충효과를 증가시킨 미생물살충제 "비티플러스"가 개발되었다. 그러나 수화제 형태의 비티플러스는 농가나 산업체에서 높은 단가로 선호하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 액상 제형의 비티플러스를 개발하는 연구 목적을 두었다. 이러한 목적에 따라 먼저 비티플러스 제조에 포함되는 두 세균 배양액의 최적 혼합 비율을 결정하였다. 이 최적 혼합액은 10%의 에탄올을 보존제로 사용되었으며, 비티와 또 다른 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 배양액 비율이 5:4 (v/v)로 제조하게 했다. 또한 이 액상제형이 1,000 희석배수에서 효과를 보이기 위해 비티 배양액을 10 배 농축하여 최적 비율로 혼합하였다. 이렇게 해서 얻어진 액상 제형을 발육후기 유충의 배추좀나방(Plutella xylostella)이 가해를 하는 배추밭에 처리하여 7일 후 약 77%의 방제 효과를 보였는데, 이 처리 효과는 현재 상용화되는 배추좀나방 적용 생물농약들과 비등한 효과를 나타내는 것으로 판명되었다. 저온 및 상온의 저장 분석에서 본 액상 제형은 최소한 한 달 동안 안정된 방제효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 이 액상 제형의 안정된 방제 효과를 보장하여 주는 품질관리 기술을 개발하기 위해 제형 내 비티 포자 밀도와 Xn 유래 유용물질의 농도를 판별하였다. 본 연구 분석은 최적의 방제 효과를 나타내기 위해서는 비티플러스 액상 제형에 비티포자 밀도가 최소 $5{\times}10^{11}$ spores/mL 이고, Xn 세균 대사물질들 가운데 8 종 유효물질의 농도가 품질관리 판별 기준으로 제시되었다. A microbial insecticide "Bt-Plus" has been developed to enhance an insecticidal efficacy of an entomopathogenic bacterium, Bacillus thuringiensis (Bt). However, its wettable powder formulation is not preferred by farmers and industry producers due to relatively high cost. This study aimed to develop a soluble concentrate formulation of Bt-Plus. To this end, an optimal mixture ratio of two bacterial culture broths was determined to be 5:4 (v/v) of Bt and Xenorhabdus nematophila (Xn) along with 10% ethanol preservative. In addition, Bt broth was concentrated by 10 times to apply the mixture at 1,000 times fold dilution. The resulting liquid formulation was sprayed on cabbage crop field infested by late instar larvae of the diamondback moth, Plutella xylostella. The field assay showed about 77% control efficacy at 7 days after treatment, which was comparable to those of current commercial biopesticides targeting P. xylostella. For storage test in both low and room temperatures, the liquid formation showed a relatively stable control efficacy at least for a month. To develop a quality control technique to exhibit a stable control efficacy of Bt-Plus, Bt spore density ($5{\times}10^{11}$ spores/mL) and eight active component concentrations of Xn bacterial metabolites in the formulation products have been proposed in this study.
엄성현,박영진,김용균 한국미생물학회 2014 The journal of microbiology Vol.52 No.2
The entomopathogenic bacterium Xenorhabdus nematophilasecretes at least eight bacterial metabolites that play crucialroles suppressing target insect immune responses by inhibitingeicosanoid biosynthesis. We analyzed sequential changesin bacterial metabolite production during bacterial growthand analyzed their individual immunosuppressive activitiesagainst the insect host, Spodoptera exigua. X. nematophilaexhibited a typical bacterial growth pattern in both insect hostand culture medium, and eight metabolites were secreted atdifferent time points. At the early growth phase (6–12 h),Ac-FGV and PHPP were detected in significant amounts inthe culture broth. At this early phase, both Ac-FGV (18 μg/ml)and oxindole (110 μg/ml) levels significantly inhibited phenoloxidaseand phospholipase A2 activities in S. exigua hemolymph. At the late growth phase (12–36 h), all eight metaboliteswere detected at significant levels (10–140 μg/ml)in the culture broth and were sufficient to induce hemocytetoxicity. These results suggest that X. nematophila sequentiallyproduces immunosuppressive metabolites that mightsequentially and cooperatively inhibit different steps of insectimmune responses.
Electrochemical conversion of carbon dioxide in a solid oxide electrolysis cell
엄성현,김영독 한국물리학회 2014 Current Applied Physics Vol.14 No.5
Carbon dioxide is one of the greatest concerns worldwide, since it is not only a major greenhouse gas but also expected to be an important, sustainable resource for fuels and chemicals. The electrochemical conversion of carbon dioxide, based on solid electrolyte membrane reactors, has the promise to overcome the limitations of the conventional catalytic reactors such as the limited conversion and kinetics, relatively low selectivity and high energy consumption. In this review, electrocatalysts and solid oxide electrolytes, both proton and oxide ion conductors as core materials in an electrochemical ceramic membrane reactor have been reviewed and particular emphasis is placed on their application to synthesize carbon monoxide and hydrogen.
Structured Catalysts for Efficient Conversion of CO2 in High Temperature Electrolysis
엄성현,서민혜,이민석 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
고온 전기분해에 의한 이산화탄소 전환은 고체산화물 연료전지 및 고온 수전해 기반기술 및 소재를 활용한다. 때문에 생성물의 선택성이 우수하며 전기에서 생성물로의 전환효율이 거의 100% 정도로 전기와 열을 매우 효율적으로 사용할 수 있게 할 뿐만 아니라 높은 반응속도, 이산화탄소와 물을 적절한 비율로 공급함으로써 합성가스를 연료 합성에 적합한 조성으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 본 발표에서는 고체산화물 전해질 기반의 이산화탄소 고온 전기분해에 효과적으로 적용될 수 있는 촉매 설계 및 효율 향상을 위한 개발 전략 등을 소개하며, 특히 프로톤전도성 세라믹 기반 소재의 특징을 살펴보고자 한다.