지반복원을 위한 바이오폴리머 한천의 물리적 특성 연구

• 영문명: Characterization of Agar for Soil Remediation
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 장정연(Jang Jung yeon) 이정민(Lee Jung min) 정종원(Jung Jong won)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 17권6호, 351~358쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2017.12.30

국문 초록

지구온난화가 가속되고 있는 현 시점에서 온실가스의 주범인 시멘트를 대체할 물질을 찾고 있다. 하지만, 대표적인 시멘트 대체제들조차 환경에 유해한 요소를 가지고 있기 때문에, 이러한 단점을 보완할 수 있는 물질로 바이오폴리머가 새롭게 부각되고 있다. 바이오폴리머는 지반의 공극을 메우는 충진제로 이용 가능하며, 지반복원 및 석유회수증진에 기여할 잠재성이 높은 것으로 파악된다. 대표적인 바이오폴리머 중 하나인 한천(Agar)의 접촉각, 표면장력과 점성을 측정하였다. 한천 용액의 접촉각은 농도가 증가할수록 커졌으나, 석유의 주성분인 데케인 내에서의 농도에 따른 접촉각의 경향은 발견되지 않았다. 0.2% 한천 용액의 표면장력은 탈염수보다 작고, 0.2% 한천 용액의 점성은 전단속도와 온도가 증가할수록 감소하였다. 지반복원에 적합한 바이오폴리머의 특성을 이해하기 위해, 미세유체장치를 활용하여 한천 용액의 2차원 흐름특성을 연구하였다. 미세유체소자가 공기로 채워져 있을 때는 한천 용액의 농도와 주입속도를 증가시킴에 따라 공극포화도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나, 석유의 주성분인 데케인으로 채워졌을 때는 뚜렷한 경향성을 파악하지 못하였다. 본 연구의 결과인 한천 용액의 기본적인 특성 및 미세유체장치를 활용한 2차원 흐름은 실제 토양복원 공법을 결정하는데 크게 기여할 것으로 기대한다.

영문 초록

As global warming is accelerating, we seek a substitution of cement, the main culprit of greenhouse gases. However, representative cement substitutes have harmful to the environment. Biopolymer is emerging as a novel material to overcome these drawbacks. Biopolymer can be used as a filler filling the voids in the ground, and have highly potential to contribute for soil remediation and enhanced oil recovery. The contact angle, surface tension and viscosity of Agar, one of the representative biopolymers, were measured. The contact angles of the Agar solution clearly increase as the concentration increase, but the contact angles in decane does not show any trend with the change of Agar concentration. The surface tension of 0.2% Agar solution is smaller than deionized water. The viscosity of 0.2% Agar solution decreases with the increment of shear rate and temperature. To understand a suitable biopolymer for soil remediation, 2D flow characteristics of Agar solution using microfluidic devices were scrutinized. When microfluidic pores are filled with air, pore saturation tends to increase as agar concentration and injection rate increase. However, when the pores are filled with petroleum decane, their results on pore saturation have no clear tendency. Results that basic properties and 2D flow characteristics of Agar solution can expect to decide a proper method for soil remediation.

목차

Abstract

요지

1. 서론

2. 한천(Agar)용액의 기본적인 특성

3. 미세유체장치(Microfluidic device)를 이용한 공극포화도 분석

4. 결론

감사의 글

References

키워드

바이오폴리머 한천 미세유체장치 접촉각 표면장력 점성 2차원적 흐름특성 Biopolymer Agar Microfluidic Device Contact Angle Surface Tension Viscosity 2D Flow Characteristics