POLYMERS Vol.62　No.8 August 2013

고분자　Vol.62　No.8

특집
환경정화를 위한 재료

전망

환경정화를 위해서 새로운 재료는 과연 필요한가?

이치노세 이즈미

<Abstract> 고분자는 수처리용 분리막 및 필터, 흡착제, 응집제 등의 분리용 기능재료로서 지구의 환경보전에 폭넓게 공헌하고 있다. 그러나 오염되어 버린 환경을 재생하기는 쉽지 않다. 앞으로 자원 개발과 관련된 환경 문제에 대응하기 위해서, 본 원고에서는 고분자를 이용한 재료의 연구 방향을 내구성 및 재활용성의 관점에서 살펴본다.
Keywords: Separation Membrane / Produced Water / Diamond-Like Carbon / Adsorbent

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환경오염의 인식과 개선에 이바지하는 고분자 다공체의 개발

호소야 겐

<Abstract> 환경정화, 특히 수자원 환경에서의 유해 물질의 포착, 분리 및 제거를 위해서 다양한 형태의 고분자 다공체가 이용되어왔다. 본 원고에서는 환경정화에 이용할 수 있는 유기 고분자가 갖는 본질적인 장점과 실용적인 가능성의 탐색과 관련하여 친수성 유기 미량 성분의 포착에 효과를 발휘하는 새로운 개념 및 실용적인 방법을 소개한다.
Keywords: Macro-porous Polymer / Monolith / Environmental Pollutant / Pre-treatment / Solid Phase Extraction / HPLC / MIP / Anti-Bacterial Action

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토픽

이온 교환 수지 및 킬레이트 수지에 의한 세슘(I) 및 스트론튬(II) 함유수의 처리

야노 가츠히코

<Abstract> 후쿠시마 원자력 발전소에서 발생하는 폐수로부터 세슘(I) 및 스트론튬(II)을 선택적으로 제거하는 것은 매우 중요하다. 이와 관련하여 필자의 연구진은 다양한 종류의 이온 교환 수지와 킬레이트 수지의 성능을 평가하였다. 설폰산 양이온 교환 수지와 이미노다이아세트산 킬레이트 수지는 폐수에서 세슘(I) 및 스트론튬(II)을 효과적으로 흡착하였다. 이와 같은 흡착제는 방향족 공중합체를 기반으로 하며, γ-선에 대해서는 일정 수준의 저항성을 나타낸다. 이 결과는 이온 교환 수지와 킬레이트 수지가 세슘(I) 및 스트론튬(II)을 폐수로부터 제거하는 데 사용할 수 있다는 것을 보여준다.
Keywords: Ion Exchange / Chelate / Cs / Sr / Removal

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나노 입자를 이용한 수중의 방사성 세슘 흡착 제거

가와모토 도오루

<Abstract> 2011년 이후, 환경으로부터 방사성 세슘을 제거하는 일은 일본에서 매우 중대한 문제이다. 널리 알려진 배위 고분자 중 하나인 프러시안 블루(PB)는 세슘 이온을 효과적으로 흡착하는 것이 알려져 있다. 본 연구진은 나노 구조의 제어 및 다른 물질과의 복합체의 제조를 통해서 PB의 세슘 흡착 성능을 크게 개선하였다. 이 새로운 흡착제는 후쿠시마 현 주변의 오염 제거에 이바지할 것으로 기대된다.
Keywords: Prussian Blue / Radioactive Cs / Waste / Decontamination / Nanoparticles

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고분자를 이용한 방사성 세슘의 제거

미무라 히토시

<Abstract> 동일본 대지진으로 발생한 후쿠시마 제1원자력 발전소 사고로 발전소 내의 반응로, 터빈 건물 및 트렌치에 많은 양의 방사능 오염수가 축적되었다. 이와 같은 방사능 오염수는 사고 수습 작업을 방해하며, 동시에 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 현재 원자로의 냉온 정지는 순환 주수 냉각 시스템을 통해 달성되었으나, 여전히 260000m3를 넘는 많은 양의 높은 수준의 방사능 오염수가 후쿠시마 제1 원자력 발전소에 저장되어 있다. 방사성 세슘의 선택적인 흡착제를 개발하기 위하여, 선택적인 흡착제를 고정화하는 기반으로써 기능성 고분자를 사용할 수 있다. 불용성 페로시아나이드 및 헤테로폴리산을 포함한 알기네이트 겔 고분자를 이용하여, 바닷물에서 방사성 세슘을 완벽하게 제거할 수 있다. 한편, 제올라이트 부직포는 토양에서의 방사능 오염 물질의 선택적 제거에 효과적이다. 이처럼 기능성 고분자는 방사성 세슘의 제거 및 환경오염의 개선에 매우 유용하다.
Keywords: High-Activity-Level Water / Radioactive Cesium / Functional Polymer / Immobilization / Alginate Gel Polymer / Zeolite Non Woven / Decontamination

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환경정화를 위한 섬유상 포집재의 개발

세코 노리아키

<Abstract> 독성 금속으로 인한 수질오염은 인간의 건강과 관련된 심각한 문제를 일으킨다. 환경 기능성 재료는 독성 금속 제거 등을 통해서 환경 보전에 이바지할 수 있다. 이러한 기능은 방사선 그래프트 중합으로 합성 고분자에 도입되었다. 그래프트 중합은 기존의 고분자를 다루기 쉽고 금속을 신속하게 흡착하는 재료로 변화시킬 수 있다. 합성섬유 흡착제는 후쿠시마 현에서 수중의 방사성 세슘을 제거하는 필드 테스트에 사용되어 좋은 성능을 나타냈다. 또한, 세슘 제거를 위한 정수기가 개발되어 곧 이용할 수 있게 될 것으로 예상된다.
Keywords: Environment Purification and Preservation / Radiation Graft Polymerization / Toxic Metals / Radioactive Cesium

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에너지 절약을 위한 새로운 불소 수지 여과 재료의 개발

니이누마 히토시, 시부야 요시유키, 바오 리

<Abstract> 본 연구진은 넓은 기공과 두꺼운 두께를 갖는 새로운 불소 수지를 개발했다. 이 불소 수지는 높은 효율성, 낮은 압력 강하를 나타내며, HEPA의 필터로 사용되는 유리섬유와 비슷한 수준의 긴 사용수명을 갖고 있다. 불소 수지로 이루어진 새로운 HEPA용 필터는 유리섬유 필터보다 낮은 압력 강하와 기존의 PTFE 필터보다 긴 사용수명을 나타낸다. 이를 통해, HEPA용 필터의 작동과정에서의 에너지 소비를 줄임으로써, CO2의 방출을 줄이는 에너지 절약형 제품을 만들 수 있다.
Keywords: Air Filter / Fiberglass Media / Fluororesin Media / Low Pressure Drop / Long Service Life / Energy Saving

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활성탄소섬유의 방사성 요오드 제거 특성과 그 응용

이노우에 마코토

<Abstract> 활성탄소섬유(ACF)는 표면에 많은 미세 기공이 존재하는 섬유상의 활성탄소로써, 뛰어난 흡착성을 갖고 있다. 특히, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane(DABCO)를 포함하는 활성탄소섬유는 매우 높은 습도에서도 방사성 요오드화 메틸을 효과적으로 흡착할 수 있어, 원자력 발전소의 로컬 환기 필터로써 사용된다.
Keywords: Activated Carbon Fiber / Radioactive Iodine / DABCO / Filer / Local Ventilation / Nuclear Power Plant

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성장하는 고분자

방랑하면서

구보 쇼이치

<Abstract> 필자는 지금까지 여러 실험실을 거치는 과정에서 많은 지인을 사귀고, 다양한 연구 주제를 접할 수 있었다. 현재는 독특한 고분자를 이용한 기능성 나노 재료를 개발하기 위해서 필자가 연구해 온 재료들을 다양한 방식으로 통합하는 실험을 하고 있다.

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고분자과학의 최전선

자극응답성 고분자를 이용한 암특이적 약물 전달 시스템

가타야마 요시키

<Abstract> 암 치료를 위한 화학 요법은 낮은 세포 특이성 때문에 심각한 문제점을 갖고 있다. 고분자 재료로 구성된 나노 약물을 사용하는 약물 전달 시스템(DDS)은 화학 요법의 문제를 해결할 수 있는 가장 유망한 전략 중 하나가 될 것이다. 거의 모든 항암 나노 약물은 종양의 새로운 혈관에서 거대한 분자의 혈관외유출과 관련된 EPR(Enhanced Permeability and Retention) 효과를 이용한다. 추가적인 효과로써 암 특이적 리간드-수용체 상호 작용 또한 암세포에 나노 약물의 결합 능력을 향상시키는 데 이용할 수 있다. 이러한 전략은 적은 양의 약물 투여로도 상대적으로 많은 양의 약물이 종양에 집적될 수 있도록 하지만, 투여한 나노 약물의 대부분은 여전히 표적이 아닌 장기에 분포될 수 있다. 이러한 맥락에서, 자극 응답성 고분자는 종양 세포와 정상 세포 간의 약물 농도의 차이를 크게 하기 위해서 이용되어 왔다. 본 원고에서는 자극 응답성 전략을 이용한 항암 치료용 DDS 재료의 최신 연구결과를 소개한다. 또한, 이상적인 항암 치료용 나노 약물에 관한 연구의 나아갈 방향에 대해서도 살펴본다.
Keywords: DDS / Nanomedicine / Stimuli-Responsive Polymer / Drug Carrier / Gene Delivery / Drug Delivery / Cancer

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