지구 온난화, 공기, 물 및 토양 오염, 그리고 증가하는 인구의 안전한 환경과 식량 공급에 대한 압력이 커지고 있다는 뉴스 보도와 함께 환경 과학 및 환경 보건은 점점 더 사람들의 주목을 받고 있습니다.

전 세계적으로 환경과 안전 문제에 대한 인식이 날로 강화됨에 따라, 우리는 반드시 적극적이고 주동적으로 조치를 취하여 환경오염을 예방하고 대중의 건강을 보호해야 할 뿐만 아니라, 반드시 수십 년 전에 내린 일부 잘못된 결정을 고쳐야 한다는 것을 인식한다.오늘날 우리는 오염된 공기와 물을 청소하고 토양을 정화하며 장난감, 의류, 화장품, 스킨케어 및 식품과 같은 주변 위험 화학품의 요구를 대체하는 데 도움이되는 사람들에게 감사드립니다.

이러한 분야에서 나노 물질의 상호 작용은 매우 중요한 역할을 하며, 이 분야에 대한 심층적인 이해는 미래의 건강과 안전을 보장하고 과거에 발생한 오염을 제거하는 데 중요한 표징, 평가, 예측 및 위험 통제에 기여할 것입니다.

[환경 / 나노독리학]

지금 나노입자는 우리 곁에 없는 곳이 없다.이런 미세한 입자는 이미 자외선차단제, 식품포장, 약품, 복장과 도료 등 제품에 들어섰으며 끊임없이 새로운 분야에 진입했다.그러나 의도적이거나 무의식적으로 나노입자를 노출하는 잠재적 위험은 아직 충분히 평가되지 않았다.나노독리학에 대한 관심도 커졌다

나노기술은 상대적으로 새로운 과학 분야로, 재료의 성질이 크기가 거시적으로 나노급으로 축소됨에 따라 변화한다는 사실을 이용했다.공정 나노 재료의 이상적인 성능은 많은 다른 분야에서 응용되었고, 그들은 줄곧 새로운 응용 방법을 찾고 있다.나노 소재의 사용과 전파가 증가하는 것뿐만 아니라 나노 크기의 물체도 연소와 기계적 마모 등의 과정의 부작용을 일으킬 수 있다.

그 결과 나노 재료가 우리 주변 환경과 환경에서 계속 확대되고 방출되며 이는 나노 입자의 노출량을 증가시킵니다.그러나 이러한 만족스러운 신소재 특성에는 미지의 측면이 수반된다.사람들은 종종 이 입자들이 전체 생명 주기에서 어떻게 상호 작용하고 행동하는지 모른다.대량의 정력과 자원은 모두 나노독리학에 집중되여 고의적이고 무의식적인 나노재료의 노출의 영향을 평가하여 인류와 환경에 안전하도록 확보하는데 사용된다.

나노 입자와 주변 환경의 상호작용을 표징하다

나노 안전성 평가에서는 노출 환경에서 나노 입자의 행동 방식을 이해하는 것이 중요합니다.그들은 나노 입자와 전체 수명 주기에서 만나는 분자 간의 상호 작용을 모니터링 할 수있는 관련 생물 환경에서 연구해야합니다.주변 환경과의 상호작용의 본질은 나노입자 재료, 크기, 표면 전하와 기능화, 그리고 pH와 같은 주변 환경에 달려 있다. 나노입자가 방출되면 유기와 무기 재료를 흡착하기 시작하여 새로운 인터페이스, 이른바 코로나 또는 바이오 전자층을 형성하여 환경에 새로운 특성을 부여한다.QSense QCM-D는 인체 소화 시스템에서 나노 입자의 생체 내성을 평가하는 등 나노 입자와 주변 환경 간의 이러한 상호 작용을 연구 할 수 있습니다.이 박문은 또 관련 배경에서 나노립자와 상호작용하는 몇가지 실례도 회고했다.나노입자가 인지막에 미치는 영향도 랭뮤어 홈으로 성공적으로 연구됐다.

[환경 / 물과 토양의 정화]

물과 토양은 우리 인류와 다른 생물들이 이 행성에서 건강과 복지를 확보하는 데 필요한 두 가지 요소이다.이 두 분야는 우리의 생존과 발전에 환경을 제공할 뿐만 아니라 건강한 토양과 깨끗한 물은 우리와 후손들에게 먹이사슬을 보장하는 선결 조건이다.그러나 오늘날 물과 토양의 환경오염은 날로 주목을 받고 있다.

환경오염은 인위적인 것으로 일련의 근원에서 비롯된다.공업은 유독부산물과 오염페수를 방출하고 농업비료와 농약이 지하에 스며들었다.다른 출처는 처리되지 않은 오수, 석유 누출, 방사성 오염 및 산성비이며, 이 모든 것이 인간의 건강에 해를 끼칩니다.우리가 인구 증가와 전 세계 부의 증가를 볼 때, 우리는 이 두 가지 가장 중요한 자연 자원의 퇴화를 목격했다.세계의 더 많은 사람들과 더 많은 사람들이 초래하는 고소비 생활 방식은 날로 늘어나는 소비와 끊임없이 변화하는 소비 습관을 지원하는 가용 자원에 압력을 가한다.소비 수요를 충족시키고 건강한 토양과 깨끗한 물의 공급을 확보하기 위해서는 오염된 물과 토양을 정리해야 한다.

물의 정화와 여과

깨끗한 물은 날로 희소해지는 자원이다.고품질의 물에 대한 수요는 지구상에서 점점 더 많은 사람들에게 식수를 제공할 뿐만 아니라 소비가 높은 생활 방식의 식품 의류의 생산과 농업을 지원할 수 있다.후손들에게 지속가능한 물 공급과 수생생물을 위한 안전한 서식지를 확보하기 위해서는 자원 활용도를 높이고 우리가 사용했던 물을 회수해야 한다.우리는 또한 이미 오염된 수원, 예를 들면 강, 호수, 해양을 정화해야 한다.담수 공급이 부족한 지역에서는 재활용과 해수 담수화가 소비 수요에 해결책을 제공할 수 있다.

수질오염물을 처리하는 효과적인 방법의 하나는 막려과로서 막려과는 물회수, 재활용 및 해수담수화에 사용될수 있다.QSense QCM-D는 해수 담수화 및 폐수 처리를 위한 역삼투막 및 멤브레인 오염과 같은 필터 필름의 개발 및 평가를 위해 사용될 수 있습니다.

토양 정화

토양 복원은 오염된 토양을 다른 방법으로 제거하거나 순화하는 과정이다.생물 복원은 토양 정화의 가장 의미 있는 방법 중의 하나이다.생물복원에서 미생물은 토양의 오염물을 분해하는 데 쓰인다.생물복원은 흔히 석유와 석유기연료와 같은 유기오염물을 처리하는데 사용된다.

생물복원의 주요곤난은 오염물의 가용성이다. 왜냐하면 이런 소수성화합물은 토양의 립자와 결합되여있으며 물속에서 저용해도를 갖고있기때문이다.오염물과 미생물의 접촉을 강화하여 분해하기 위하여 일반적으로 계면활성제를 사용한다.표면활성제는 석유탄화수소의 해흡착과 용해성을 강화하여 미생물에 동화되도록 촉진하는데 사용할수 있다.

대부분의 시판 표면활성제는 석유 부산물로 합성된다.그러나 점점 더 많은 환경 문제로 인해 기존 제품을 대체하기 위해 대체 가능한 천연 표면 활성제의 개발이 이루어지고 있습니다.이런 생물표면활성제는 일반적으로 당지, 지단백질, 인지, 지방산 또는 그 화학성질의 중합물이다.저농도에서는 생체계면활성제가 물에 용해되지만 농도가 높을 때 접착제가 형성된다.접착제가 형성된 점을 임계 접착제 농도(CMC) 점이라고 합니다.일반적으로 석유 탄화수소의 용해는 일반적으로 CMC 위에서 발생하기 때문에 생체 표면 활성제 용액의 임계 접착제 농도를 측정합니다.경제적, 환경적으로 가능한 한 적은 양의 계면활성제를 사용하는 것이 중요합니다.

[환경 / 탄소 보존]

지구 온난화와 지구에 미치는 영향이 날로 주목받으면서 온실가스 (주로 이산화탄소) 의 저장은 이미 많은 연구팀의 주제가 되었다.이산화탄소를 안전하게 포획하여 깊은 알칼리성 함수층에 저장하는 것은 대기로의 탄소 배출을 통제하는 실행 가능한 수단으로 여겨진다.

지질 봉인을 고려하는 잠재적 지하 시스템 중 하나는 깊은 알칼리 함수층과 관련된다.이산화탄소 봉인을 성공적으로 실현하기 위해서는 이산화탄소의 장기적인 포획을 확보해야 한다.이것은 이산화탄소를 보존할 수 있는 모든 물리적, 화학적 포집 메커니즘을 알아야 한다.침투할 수 없는 폐쇄층 아래에서 이산화탄소를 포획하거나 함수층 틈새에서 고정된 이산화탄소는 가장 크고 직접적인 영향을 미친다.두 포획 메커니즘의 유효성은 모세 압력에 달려 있기 때문에 이산화탄소-염수와 이산화탄소-암석 사이의 인터페이스 장력 성질이 중요한 역할을 한다.이러한 상호 작용을 이해하려면 저수 조건을 시뮬레이션하기 위해 고온과 고압에서 측정해야합니다.

고압에서 CO2-소금물(암석) 상호작용

CO2-염수계면 장력과 압력, 온도, 염분 구성과 농도의 함수 관계를 연구했다.그림 1은 일반적인 인터페이스 장력 측정 데이터를 보여줍니다. 데이터는 120bar 정도의 압력에서 인터페이스 장력 값이 균형을 이루는 것을 보여줍니다.

CO2-물과 CO2-소금물 사이의 인터페이스 장력(35000ppm)과 압력의 함수 관계(45°C)

윤습성은 일반적으로 한 유체가 다른 비상용 유체에 하부 전개되어 고체 표면에 접착하는 추세로 정의된다.함수층의 경우 염수 – 이산화탄소 - 암석 시스템을 고려해야 합니다.만약 암석이 물에 젖었다면, 소금물은 작은 구멍을 차지하고 대부분의 암석과 접촉했을 것이다.마찬가지로 주입된 CO2가 결국 암석을 적시면 작은 구멍을 차지하고 대부분의 암석과 접촉합니다.고압과 고온에서 염수중 광물 표면에 있는 CO2의 접촉각을 측정하여 윤습성의 변화를 연구한다.

[환경 / 생물 오염과 생물막의 평가]

자연적으로 발생하는 생태계 밖의 생물오염과 생물막 형성은 일종의 위해이다.세균 균락의 축적 (일반적으로 공업 환경에서) 은 밑바닥 재료를 분해하여 부식과 재료의 실효를 초래할 수 있다.

이로 인해 생산 손실과 비용이 증가할 수 있습니다.또한 여과막의 성능을 낮추고 막의 통량에 영향을 미쳐 식수의 질에 영향을 주는 등 건강 위험을 초래할 수 있다.

생물막은 비교적 큰 생태계의 일부분으로 대량으로 존재하지만 이런 미생물다발도 인공건축에서 생존하고 번식할수 있는데 이런 인공건축물은 미생물에 습하고 영양적인 환경을 제공해주었다.폐수 지름, 수냉관을 사용하는 생산 시설, 송수관이나 송유관과 같은 다른 파이프 시스템 및 폐수 여과에 사용되는 멤브레인 바이오리액터, 역삼투막 등의 멤브레인 시스템은 일반적으로 영향을 받는다.생물 오염으로 인한 손실 비용은 매우 크며, 인간의 생명과 건강에 위험을 초래하는 결과는 매우 심각하다.그러므로 생물오염현상을 료해하고 예방하는것은 아주 의의가 있다.

생물 오염, 생물막 형성과 오염 방지 도료의 표징

생물막은 막과 여과 공정의 유효성의 주요 장애물이다.예를 들어 막생물반응기의 성능에 영향을 주는 가장 중요한 요소 중 하나는 미생물이 분비하는 포외중합체 물질로 인한 막오염이다.필름 세척은 이미 광범위하게 연구되었지만, 오염을 방지하는 방법은 더욱 매력적이다.따라서 막의 최적의 장기 성능을 확보하기 위해 오염과 생물막 형성의 조건을 어떻게 최소화하고 예방하는지 이해하고 표징하는 것이 의미가 있다.QSense QCM-D(결석과 오염과정을 표징하고 생물막의 형성을 검측하는데 사용할수 있는 기술)를 통해 세균의 부착과 성장을 측정하여 막의 표면특성과 오염경향간의 관계를 더욱 잘 리해할수 있도록 도와주는 정보를 수집할수 있다.이 기술은 또한 방지제와 오염 방지 방안을 평가하고 오염 방지 막 코팅 설계 등을 돕는 데 사용될 수 있다.

접촉각은 막의 표징에 쓰인다

금속 수산화물과 탄산염과 같은 무기물 (소금, 침전물) 유기물, 콜로이드 (이산화규소와 같은 부유 입자), 미생물 오염물과 입자가 막 표면에 있거나 덩어리 물질을 통해 형성된 때가 구멍을 막아 막 오염을 초래한다.대부분의 오염물은 본질적으로 소수성이기 때문에 일반적으로 친수성 막이 필요하다고 생각한다.서로 다른 유형의 코팅과 표면 처리를 이용하여 막을 더욱 친수적으로 만들 수 있다.일반적으로 접촉각 측정을 사용하여 표면 친수성을 평가합니다.

[환경 / 잉크 분리]

탈잉크는 재생지 섬유에서 잉크를 제거하여 탈잉크지를 만드는 산업 과정입니다.

잉크 오프셋의 부동 선택 프로세스

거품 부선은 자주 사용하는 탈잉크 작업이다.그것은 채광업에서 일반적으로 사용하는 부선 공예에서 기원한다.부선 과정의 원리는 매우 간단하다. 부선 탱크에서 작은 기포가 펄프에 분산되어 있다.기포가 올라가 소수잉크 알갱이가 모인다.따라서 잉크 입자는 탱크의 상단으로 올라가 선택되고, 잉크를 제거하는 펄프는 탱크 바닥에서 수집된다.

분산된 기포는 이 과정에서 중요한 역할을 한다.그것들의 성질은 물과 부선 시약으로 구성된 유체 매체 성분인 기포제, 수집제, 억제제 등의 강한 영향을 받는다.이 모든 시약 중에서 기포제는 기포의 형성과 행위에 영향을 주는 표면 활성물질이다.기포 분자는 기포 표면에 흡착되어 흡착층을 형성한다.흡착 과정에서 표면 장력이 평형치에 도달할 때까지 떨어진다.동적 조건에서 표면활성제가 용액에서 흡착하고 화합하여 흡착하는 동력학은 기포 행위에 중요한 영향을 미친다.흡착층의 유동성질을 이해하는 것은 표징용 표면활성제에 매우 중요하다.

다운로드 응용 다이제스트: 진동 액적 기술이 표징 부선 과정 중 표면활성제 행위의 응용.