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[생명의과학A+] 생물학 토론 자문자답 레포트 - 사이보그

자문 1자문제목생물과 기계 장치의 결합을 통한 사이보그의 탄생을 제한해야 하는가?자문1 (1/2쪽 이내)◎ 배경 : 21세기에 들어, 생명 기술과 공학이 접목함에 따라 의공학이 나날이 발전하고 있다. 의족과 의수를 비롯한 생체기능대행 로봇이 개발되었으며, 인공심장을 비롯한 인공장기 이식도 이뤄지고 있다. 우리는 이처럼 생물과 기계 장치가 결합한 것을 사이보그라고 부르는데, 사이보그(Cyborg)란 사이버네틱스(Cybernetics)와 생물(Organism)의 합성어로 생물 본래의 기관과 같은 기능을 조절하고 제어하는 기계 장치를 생물에 이식한 결합체를 뜻한다. 사이보그는 기술 발전을 통한 장애 및 한계 극복이라는 인도주의적 모습을 띠고 있지만, 인간의 기계화라는 비판과 함께 사이보그화 하려는 인간을 어느 단계에서 제어할 수 있을까 하는 등 각종 윤리적 문제와 맞닿아 있다.◎ 내용1) 사이보그의 대상은 인류만으로 한정되어야 하는가?2) 개인의 사이보그화를 법적으로 제한하여야 하는가? 아니면 개인의 자유에 맡겨야 하는가?3) 뇌와 관련된 사이보그도 생명체로 보아야 하는가?4) 만약 사이보그 기술의 발달로 의료 보조 장치의 기능을 넘어 뇌와 컴퓨터를 연결하는 등 새로운 기능을 하게 될 경우, 법적으로 허용해야 할까?자답1(2쪽 내외)1) 사이보그의 대상은 인류만으로 한정되어야 하는가?- 한정될 필요가 없다. 사이보그의 어원에서 알 수 있듯이 사이보그의 대상은 생물 그 자체이다. 세계 동물 권리 선언에 따르면 모든 동물의 삶은 존중받을 권리를 가진다. 이에 따라 의공학을 통한 의료 기술의 혜택 대상을 인간으로만 한정시킬 필요는 없으며, 신체적 장애가 있는 동물 또한 사이보그의 대상으로서 치료받을 수 있어야 한다. 그동안 인류는 인간과 침팬지의 유전자 차이가 불과 1.6%에 불과하다는 점에 주목해 침팬지를 비롯한 유인원을 대상으로 많은 실험과 연구를 진행했는데, 만약 사이보그 연구 과정에서도 유인원을 비롯한 동물을 실험 대상으로만 사용한다면 이는 실험동물을 기계적 장치와 같은 것으로 여기는 것과 같다. 따라서 적어도 최소한의 윤리를 지키기 위해서는 혜택의 대상이 동물로도 확대될 필요가 있으며, 올바른 연구를 위해 국제실험동물관리평가인증협회(AAALAC)의 규정에 따를 필요성이 있다. 나아가 비록 기계적 요소가 있는 사이보그일지라도 하나의 생명체로서 다른 생명체들과 동등하게 존중받아야 한다는 것을 잊어서는 안 된다. 이미 일부 과학자들은 동물뿐만 아니라 곤충을 대상으로도 연구하고 있으며, 미국 연구진들은 뇌 속 전기 자극을 감지하는 칩을 통해 TNT와 같은 폭발물을 감지할 수 있는 사이보그 메뚜기를 개발하였다.2) 개인의 사이보그화를 법적으로 제한하여야 하는가? 아니면 개인의 자유에 맡겨야 하는가?- 의료 행위로 제한될 필요가 있다. 사이보그의 목적은 기계적 장치를 통해 불가능하던 치료를 가능케 함으로써 신체적 결함을 채우기 위함이다. 만약 사이보그화를 아무런 법적 제한 없이 개인의 자유에 맡긴다면 자신의 장기는 팔고 인공 장기를 이식하는 등 기존과는 다른 방식의 장기 밀매가 일어날 수 있다. 또한 자신의 개성이라는 이유로, 더 강해지기 위함이라는 이유로 신체 일부를 개조하는 행위가 발생하는 등 생명 경시의 확대로 이어지며 치료 목적이라는 본연의 목적에서 벗어난 모순적인 상황을 일으킬 수 있다. 특히 미 국방부는 사이보그 군인 육성을 계획하고 있는데 이는 살아있는 인간을 병기화 시키겠다는 위험한 계획으로, 하루빨리 국제 사회의 협의를 통해 금지되어야 마땅하다.3) 뇌와 관련된 사이보그도 생명체로 보아야 하는가?- 동등한 생명체로 취급해야 한다. 시력이 좋지 않아 안경이라는 도구를 사용하고 청력이 좋지 않아 보청기를 사용하는 것처럼, 단지 제기능을 하지 못하는 기관을 보조하는 도구로 뇌 속에 장치를 삽입하는 것뿐이다. 과학의 발전에 따라 나타난 하나의 새로운 모습일 뿐, 다른 생명체와 똑같이 자극에 반응하고 세포로 구성된 생명체라는 본질은 달라지지 않기 때문에 생명체가 아닐 이유가 없다.4) 만약 사이보그 기술의 발달로 의료 보조 장치의 기능을 넘어 뇌와 컴퓨터를 연결하는 등 새로운 기능을 하게 될 경우, 법적으로 허용해야 할까?- 허용해야 한다. 우리는 연구를 통해 신경세포를 연결하는 시냅스의 조절이 뇌 활동의 핵심 원리이며, 이온의 이동에 따른 전류의 발생을 통해 생각하고 행동할 수 있다는 것을 알게 되었다. 나아가 이를 분석한다면 하나의 신호 체계로써 사용할 수 있다는 것을 깨달았다. 그리고 이 아이디어로부터 뇌파를 이용해 기기를 제어하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술이 등장하였다. 한편, 우리는 대부분의 물건이 인터넷으로 연결된 사물인터넷(IOT) 시대를 살아가고 있다. 사물과 사물의 연결뿐만 아니라 웨어러블 디바이스를 통해 사물과 인간의 연결도 가능하게 되었는데, 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 활용한다면 단순히 생각하는 것만으로도 주변 기기를 조작할 수 있게 되는 이점이 있다. 모든 것들이 인터넷으로 연결되는 시대에서 과학 문명의 발달과 뇌 연구 결과의 산물인 실현 가능한 변화를 거부하는 것은 기술 자원의 낭비라고 생각한다. 우리가 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 적절히 활용한다면 일상생활의 편리함뿐만 아니라 개개인의 REM 수면과 NREM 수면 분석을 통해 수면 장애로 어려움을 겪는 많은 현대인들의 숙면을 도와줄 수 있을 것이다.◎ 결론사이보그 기술은 생명 기술과 더불어 공학적 접근을 통해 그동안 해결할 수 없던 의료적 문제를 극복 가능하도록 해주는 기술이다. 척수가 끊어져 하반신이 마비된 채 평생을 살아가야 했던 사람들에게 다리와 함께 희망을 되찾아줄 수 있는 그러한 기술이다. 우리가 안경 쓴 사람을 신기하게 여기지 않는 것처럼 사이보그도 시대의 변화에 따른 새로운 모습일 뿐, 혐오감을 갖거나 색안경을 끼고 바라볼 존재가 아니다. 오히려 사이보그 기술의 개발과 확대를 통해 의료 부분만이 아니라 여러 응급 및 재난 상황에서도 곤충 사이보그 등이 유용하게 활용될 것이다. 그리고 사이보그 기술이 이러한 순기능을 유지하기 위해서는 관련된 법적 규제가 어서 마련되어야 한다고 생각한다.◎ Reference (출처)1. 「Here’s the Pentagon’s Terrifying Plan for Cyborg Supersoldiers」, Matthew Gault2. 「[핵잼 사이언스] “킁킁~ 폭발물이다!”…美 연구팀 ‘사이보그 메뚜기’ 개발」, 박종익3. 「고릴라와 인류의 유전자 일치율 98%」, 『내일신문』4. 「생명과학 강의노트 제3판」, 이우성5. 「Brain-computer interface」, MIT Technology Review

자연과학| 2021.11.09| 4페이지| 1,000원| 조회(172)

생물학, 생명윤리, 사이보그, 토론주제, 생명토론

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[생명의과학A+] 생물학 토론 자문자답 레포트 - 냉동인간

자문자문제목냉동인간의 탄생을 허용해야 하는가?자문 (1/2쪽 이내)◎ 배경 : 지난 5월, 국내 첫 냉동인간이 탄생하면서 많은 사람들의 관심이 쏠리고 있다. 냉동인간은 현대의학으로 치료할 수 없는 병을 앓거나 노령으로 사망을 목전에 둔 사람들을 액화 질소를 이용해 얼려 놓은 것을 말하는데, 건강상의 문제가 있는 사람들을 냉동인간으로 만들어 시체를 보존한 뒤, 의학이 발전된 미래에 다시 소생시켜 병을 치료하는 것이 해당 프로젝트의 목적이다. 일부 관계자는 냉동인간 연구를 통해 질병으로 고통받는 사람들에게 새로운 삶을 찾아줄 수 있다고 말하는 한편, 다수의 과학자는 기술적으로 불가능한 행위일뿐더러 만약 가능해지더라도 사회 만연의 질서를 무너뜨리는 일이라며 냉동인간에 대해 매우 회의적인 태도를 보인다.◎ 내용1) 냉동인간을 살아있는 생명체로 보아야 하는가? 그렇지 않은가?2) 냉동인간의 탄생을 개인의 자유에 맡겨도 되는가?3) 만약 냉동인간을 만드는 것이 금지된다면, 일부 장기의 냉동 보존은 허용되어도 되는가?자답 (2쪽 내외)1) 냉동인간을 살아있는 생명체로 보아야하는가? 그렇지 않은가?- 냉동인간을 살아있는 생명체로 여겨서는 안 된다. 생명체란 생명을 가지고 대사, 생장, 반응 등의 생명 활동을 스스로 유지해가는 개체를 말한다. 하지만 냉동인간은 대사를 비롯한 모든 생명 활동이 중지된 채로 유지된다. 따라서 살아있다고 말할 수 없다. 만약 냉동인간을 살아있는 생명체로 본다면 우리는 수많은 딜레마에 빠지게 될 것이다. 뇌사자에 관한 판단이 기존과는 달라져야 하며 냉동인간 또한 법적으로 보호해야 하는 가와 같은 모호함이 생긴다. 우리가 미라를 단지 보존된 시신으로만 여기는 것처럼, 마찬가지로 냉동인간 또한 아직은 보존된 시신에 불과하다. 물론 냉동인간이 일반적인 시체와 달리 다시 깨어나 위와 같은 생명 현상을 유지할 수 있는 잠재적인 가능성이 있다는 점에서 특별한 환경에 놓인 생명체임은 틀림없다.2) 냉동인간의 탄생을 개인의 자유에 맡겨도 되는가?- 법적으로 냉동인간의 탄생을 금지해야 한다. 그 이유로는 생물학적인 요인과 사회적인 요인이 있다. 먼저 생물학적 요인으로, 냉동 과정에서 세포 속의 물은 동결되는데 이 과정에서 부피 증가로 인해 세포가 터지거나, 날카로운 얼음 결정에 세포막과 세포 소기관 등이 손상될 가능성이 매우 높다. 이를 방지하고자 글리세롤, DMSO(Dimethyl sulfoxide) 등의 동결 억제제를 사용하지만, 동결로 인한 위험을 완벽히 방지하지는 못하며 해동 과정에서 재결정 작용이 일어나 이것만으로는 부족하다는 지적이 있다. 사람의 뇌는100억 개가 넘는 신경 세포와 100조개에 달하는 시냅스로 가득 차 있다. 하나의 신경 세포 또는 시냅스에만 이상이 생겨도 다른 신경 세포들이 연쇄적으로 문제를 일으키는데, 냉동 및 해동 과정에서 물의 동결로 인한 뇌 손상이 이뤄질 가능성이 매우 높다. 나아가 해동 기술은 인체에 대한 모든 의문을 해결할 때까지 완성될 수 없다는 의견이 있을 만큼 기술적인 가능성이 적은 상황이다. 이러한 상황에서 냉동인간 기술에 대한 맹목적인 믿음으로 냉동인간을 허용하는 것은 무리라고 생각한다. 혹여나 만약 완벽한 냉동 기술과 해동 기술이 갖춰진다고 할지라도 냉동인간은 많은 문제를 동반한다. 체세포가 다시 생명 현상을 유지할 수 있는 상황이라면, 냉동 전 체내에 남아있던 바이러스 또한 생명 현상을 유지할 가능성이 크다. 그 이유로는 구조가 간단할수록 냉동으로 인한 손상을 적게 입기 때문인데, 다양한 세포 소기관이 있는 진핵 세포와 달리 바이러스는 비교적 간단한 구조를 갖기 때문이다. 또한, 적응과 진화가 빠르다는 바이러스의 유전적인 특징까지 고려한다면 체세포가 생명 활동을 유지할 수 있는 환경이라면 바이러스는 필연적으로 존재한다고 말할 수 있다. 이러한 바이러스가 생존하여 미래 세계로 유입될 경우, 전염병의 대확산을 비롯한 예상하지 못한 재앙을 일으킬 가능성이 있다. 나아가 사회적인 요인으로는 깨어난 냉동 인간이 초래할 다양한 사회 문제가 있다. 냉동인간이 깨어날 시점에는 분명 냉동인간이 만들어진 시점과 엄청난 시간 왜곡이 있을 것이다. 낯선 환경과 주변인의 부재 등 미래 사회에 급작스럽게 노출됨으로써 정신 질환에 시달리거나 미래의 인류와 갈등을 겪는 등의 문제에 빠질 수 있다. 질병 치료를 위해 냉동 인간이 되는 것을 택했지만, 새로운 질환에 시달리는 모순적인 상황이 발생하는 것이다.3) 만약 냉동인간 탄생이 금지된다면, 일부 장기의 냉동 보존은 허용되어도 되는가?- 허용되어야 한다. 현재 장기 기증자는 대기자의 10%에도 미치지 못하는 것으로 파악되고 있다. 또한, 환자의 상태, 시간 등의 이유로 사용되지 못하는 장기를 고려한다면 실제로 기증받는 대기자는 10%보다 훨씬 적어진다. 이미 생명체의 기본 단위인 세포 중 정자와 난자의 냉동 보존이 실용화된 상황에서 단지 세포라는 단위체의 집합인 장기(기관)의 냉동 보존을 금지하는 것은 오히려 억지에 가깝다. 장기의 냉동 보존은 장기가 필요한 때와 상황에 맞추어 사용될 수 있다는 점에서 기증자의 마지막 바람을 존중하고 환자의 희망을 되찾아주는 배려이자 윤리적인 행위로 취급될 것이다.◎ 결론현재 냉동인간 기술은 각종 윤리적 문제를 일으키고 실현 가능성이 없는 기술로 법적으로 규제되어야 마땅하다고 생각한다. 오히려 인체 전체가 아니라 범위를 좁혀 장기의 냉동 보관을 연구한다면 장기 이식이 필요한 사람의 신체 컨디션에 맞춰 적절한 시기에 수술함으로써 부족한 장기 기증 문제를 해결할 수 있다. 나아가 절제나 이식 후에도 쉽게 재생되는 간의 성질을 이용해 간 관련 질병이 예상되는 경우 일부를 미리 절제하여 냉동 보관함으로써 자가 이식을 가능케 하는 등 추가적인 의료 기술의 발전에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.◎ Reference (출처)1. 「생명과학 강의노트 제3판」, 이우성2. 「Ethical Issues in Advanced Artificial Intelligence」, Nick Bostrom3. 「Freezing People Is (Not) Easy: My Adventures in Cryonics」, Bob Nelson 외 2인4. 「[국회보 2020년 6월호] 과학을 읽다_냉동 인간이 가능해지려면」, 『국회』5. 「장기이식 대기자 4만명 육박…기증자는 10분의 1」, 『청년의사』, 곽성순6. 「Cryonic Life Extension: Scientific Possibility or Stupid Pipe Dream」, D.Jojn Doyle

자연과학| 2021.11.09| 3페이지| 1,000원| 조회(301)

생물학, 생명윤리, 냉동인간, 토론주제, 생명토론

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[고분자공학입문A+] 과제 - 고분자 제품의 위험성 (환경 호르몬 비스페놀A의 내분비교란)

[Term paper 2]Endocrine of BPA< 목차 >1. BPA(Bis-phenol A)란?2. BPA를 사용하는 고분자는 무엇인가?(1) PC(polycarbonate)(2) Epoxy resin3. 고분자 속 BPA의 유출이 염려되지는 않는가?(1) PC(polycarbonate)(2) Epoxy resin4. BPA가 내분비계 장애를 유발하는가?(1) BPA가 내분비계 장애를 유발한다는 입장(2) 그렇지 않다는 입장(3) 정리5. 참고문헌1. BPA(Bis-phenol A)란?BPA(Bis-phenol A)란 산 촉매 아래에서 두 분자의 페놀과 한 분자의 아세톤이 축합 반응을 일으킴으로써 생성되는 백색의 고체 결정이다. BPA의 양 말단에는 반응성이 우수한 수산기(hydroxyl group)가 존재한다. BPA는 에폭시 수지를 만들기 위한 원료로 사용되거나, 폴리카보네이트(polycarbonate) 플라스틱의 원료로 사용된다. BPA는 우리 생활 주변에서 많이 볼 수 있는 여러 가지 제품을 생산하는데 사용되는 매우 중요한 단량체인데, 동시에 환경 호르몬이라는 논쟁의 주제가 되고 있다.+ →-페놀- -아세톤- -BPA-2. BPA를 사용하는 고분자는 무엇인가?(1) PC(polycarbonate)PC는 BPA와 Phosgene(포스젠)의 연쇄 구조로 이루어진 무색 투명한 열가소성 플라스틱으로, Lexan(렉산)으로 불리기도 한다. 대표적인 엔지니어링 플라스틱이며 내열성, 내충격성, 내열성, 난연성, 치수 안정성, 내후성, 자기 소화성 등에서 높은 물리적 성질을 나타내어 항공기를 비롯한 각종 기계, 전자 및 전기 제품에 많이 사용되며 아기 우유병, 음료수 용기와 같은 투명한 플라스틱 제품을 생산하는데 쓰인다. PC 수지의 제조 방법은 계면 중축합법과 용융중합법 등이 있으며, 현재는 계면 중축합법이 가장 많이 사용되고 있다. 반면, 에스테르 결합을 하기 때문에 고온 고습도 환경에서 가수 분해하며 인장 강도 이상의 힘을 가하면 백화 현상이 발생하고 투명도가 현저하게 저하한다는 단점이 있다.-Polycarbonate 형성 반응--계면 축중합에 의한 PC 제조 공정-(2) Epoxy resinEpoxy resin은 BPA와 Epichlorohydrin(에피클로로하이드린)의 연쇄 구조로 이루어진 플라스틱이다. 제조된 선형 에폭시 수지와 경화제를 혼합하여, 선형 사슬 사이의 가교를 발생시켜 열경화성 재료로 전환하는 과정을 거친 다음 사용한다. 내열성, 내수성, 내약품성이 뛰어나며 금속이나 목재, 유리, 플라스틱 등 접착 대상을 가리지 않으며 중합 전과 후의 부피 변화가 적어 접착제, 보호용 코팅 등에 주로 사용된다. 전기적 절연성도 매우 우수하여 반도체 소자의 봉지 소재로 사용된다.-반도체의 검정색 부분이 에폭시 수지- -Epoxy resin 형성 반응-3. 고분자 속 BPA의 유출이 염려되지는 않는가?(1) PC(polycarbonate)PC는 식품 용기, 아기 우유병 등에 사용되기 때문에 뜨거운 음식을 보관하거나 뜨거운 물을 이용한 소독 시 BPA의 유출을 확인할 필요성이 있다. 식품의약품안전청의 식품 및 용기포장 중 비스페놀 A 및 프탈레이트류에 관한 모니터링연구에 따르면, 유아용 젖병 7품목에 대하여 30분간 용출 실험했을 때 60℃ 물에서는 검출되지 않았고, 물에서 30분간 가열했을 때 BPA가 4.2~29.4ppb(µg/kg)만큼 검출되었다.-PC 물병 - -아기 우유병-(2) Epoxy resin금속 캔의 원료로는 스테인리스 스틸과 알루미늄이 가장 많이 사용되는데, 이들은 공기에 노출되었을 때 산화되어 녹슨다는 단점이 있다. 이를 방지하기 위해 식품과 직접 접촉하는 내면에 각종 용매와 금속에 대한 내성이 큰 Epoxy resin을 코팅하여 사용한다. 따라서 이러한 금속 캔에서 BPA가 유출되는지 알아보아야 한다. 식품의약품안전청의 식품 및 용기포장 중 비스페놀 A 및 프탈레이트류에 관한 모니터링연구에 따르면, 캔 식품 12종 129품목에 대하여 실험한 결과 BPA가 아래와 같이 검출되었다.-캔 식품 12종 129품목에 대한 BPA 용출 실험 결과-또한, 식품의약품안전처의 식품용 금속 캔으로부터 비스페놀 A 관련 물질들의 분석 및 이행 연구의 결과는 다음과 같다. 식품용 금속 캔으로부터 이행량 모니터링 실험에서는 23종류의 식품용 금속 캔 161건을 대상으로 했으며 물, 4% 초산, 50% 에탄올을 이용해 60℃에서 30분, 25℃에서 1시간동안 용출한 결과 n-heptane에서 9종의 BPA 관련 물질들은 모두 검출되지 않았다. 95℃에서 30분간 용출한 결과 4% 초산을 이용한 경우 1개의 식품용 금속 캔에서 BPA가 7.04µg/L, 50% 에탄올을 이용한 경우 5개의 시료에서 7.84~10.77µg/L 범위에서 검출되었다. 보관기간 및 온도조건에 따른 이행량 실험에서는 물, 4% 초산, 20% 에탄올 및 n-heptane을 이용해 내부를 채운 후 온도조건을 다르게 하여 BPA의 이행량을 90일동안 측정하였는데 온도 조건이 4℃ 및 25℃인 경우 모든 용매에서 BPA는 검출되지 않았다. 또한 60℃일 때도 20% 에탄올과 n-heptane을 사용한 경우 BPA가 검출되지 않았으나 물과 4% 초산을 사용한 경우 미량 검출되었다.-90일동안 60℃ 조건에서 물과 4% 초산을 이용해 용출한 결과-4. BPA가 내분비계 장애를 유발하는가?일부 국가 및 단체에서는 BPA를 내분비계 장애를 일으키는 물질로 분류하여 사용을 제한하고 있다. 또한, 어린이 장난감이나 유아용 제품을 제조하는 회사에서는 다른 플라스틱을 사용하여 BPA를 원료로 하는 플라스틱의 사용을 줄이는 노력을 하고 있다. 하지만 현재까지도 BPA의 유해성과 관련해 명확히 밝혀진 바가 없기 때문에 BPA가 내분비계 장애를 유발한다는 입장과 그렇지 않다는 입장 모두를 근거를 통해 살펴보고 정리하고자 한다.(1) BPA가 내분비계 장애를 유발한다는 입장BPA는 여성호르몬인 에스트로겐과 유사한 화학 구조를 가지고 있어 체내에 들어오게 되면 에스트로겐과 유사한 작용을 한다. 즉, 내분비계를 교란시킬 수 있는 물질이라는 것이다. 미국 UC 버클리 대학교 연구진은 BPA가 임신여성의 갑상선 호르몬에 영향을 줄 수 있으며, 모체와 태아의 갑상선 호르몬은 아이의 정상적인 성장과 발달에 중추적인 역할을 한다는 점에서 경계해야한다고 밝혔다. 또한 미국 UC 샌디에고 의과대학 연구진은 BPA 자체보다 체내에서 BPA가 대사되거나 분해되었을 때 생성되는 산물인 MBP가 에스트로겐 수용체과 더 강하게 결합한다는 사실을 확인하였다. 이외에도 BPA 노출은 고혈압과 관련이 있으며, 유럽 호흡기 협회에서 발표된 연구 결과에 따르면 BPA 노출이 어린이의 천명 및 폐기능 저하에 영향을 끼친다고 한다.(2) 그렇지 않다는 입장미국 미주리대학교 연구진은 3년간 쥐 2,800마리 이상을 대상으로 실험한 결과, BPA에 관한 과거 타 연구진의 결과를 재현할 수 없었다고 밝혔다. 미국 식품의약품청과 국가독성학프로그램 연구진이 진행한 연구에서는 임신 여성이 BPA 성분을 섭취에도 태아에 위해가 되지 않으며 BPA가 모체와 태반, 심지어 태아 자신을 통해 스스로 대사되는 것으로 나타났다. 나아가 미국 에너지부 북서태평양국립분석소 소속 독성학자는 미국과학진증협회 연례회의에서 BPA 관련 연구들을 메타분석한 결과, 해당 물질의 에스트로겐 유사 성향이 인체에 발생하기에는 노출량이 너무 낮다고 지적하였다.(3) 정리BPA의 유해성에 대해서는 아직까지도 확실히 밝혀진 바가 없으며, 혹자는 논란이 되는 물질을 굳이 사용할 필요성은 없다고 말한다. 하지만 BPA가 원료가 되는 PC 또는 Epoxy resin은 사회 전반에 걸쳐 사용되는 재료로 현재 시점에서 이들을 대체하기란 불가능에 가까운 일이다. 그렇다면 유해성 논란을 배제하고, 과연 일반적인 상황에서 BPA의 사용은 과연 적절한지 생각해보자. 본문 속 내용에 따르면 금속 캔을 95℃에서 30분간 용출하면 용액에 따라 BPA가 검출되지 않거나 7µg/L 정도가 검출된다. 체중 60kg 성인의 BPA 하루 섭취 허용량은 3mg 정도이기에 7µg/L은 이에 대비했을 때 무시할 수 있을 정도로 굉장히 적은 양이며, 이 또한 95℃라는 일반적이지 않은 상황에서 금속 캔을 사용할 때의 상황이라는 점에 주목하자. 일상 생활 및 일반적인 용도로 사용되는 25℃ 부근에서는 BPA가 검출되지 않을뿐더러, 만약 검출된다고 하더라도 그 양이 굉장히 미미하기 때문에 크게 문제되지 않는다. 따라서 정확히 밝혀지지 않은 유해성에 주목하여 경계하는 것은 좋으나 일반적인 용도로 사용되는 제품들보다는 고온의 환경에서 사용되는 일부 제품에 대해 추가적인 실험을 진행하고 안전성을 조사하는 것이 더욱 중요하다고 생각한다.5. 참고문헌2007, 『식품 중 비스페놀 A란?』, 식품의약품안전청 유해물질관리단 위해관리팀, p18박세종, 박소라, 최재천, 김미경, 2017 『식품용 금속 캔으로부터 비스페놀 A 관련 물질들의 분석 및 이행 연구』, 식품의약품안전처 첨가물포장과, p329-335식품안전나라http://www.foodsafetykorea.go.kr/portal/issue/timelineLogList.do?issue_cd=KEY042017, 『일회용 용기 자주 쓰면 비스페놀 노출 위험 1.5배』https://www.yna.co.kr/view/AKR*************0017씨스켐닷컴http://www.cischem.com/chemical_report/chem_re_content.asp?docnum=cr_68/cr68_34.asp폴리카보네이트 제조방법과 장래성https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchReport.do?cn=KAR2010042853Wikipediahttps://en.wikipedia.org/wiki/Polycarbonatehttps://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy

공학/기술| 2021.11.09| 9페이지| 3,000원| 조회(353)

고분자공학, 내분비교란, 비스페놀, 고분자부가가치, 고분자공학과제, 고분자공학레포..

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[고분자공학입문A+] 과제 - 고분자 제품의 부가가치 (PET 소재 옷의 부가가치)

[Term paper 1]PET 소재 옷의 부가가치< 목차 >1. Crude oil2. Naphtha3.1 Ethylene glycol(1) Ethylene(2) Ethylene oxide(3) Ethylene glycol3.2 Terephthalic acid(1) Mixed xylene(2) Paraxylene(3) Terephthalic acid4. PET (Polyethylene Terephthalate) chip5. PET (Polyethylene Terephthalate) fiber6. PET (Polyethylene Terephthalate) textile7. 최종 제품8. 참고문헌이 글에서는 원유에서 시작하여 최종 제품에 이르기까지 거치게 되는 각 단계와 단계별 제품의 부가 가치를 알아보고자 한다. 다루고자 하는 최종 제품은 아디다스 공식 온라인 스토어에서 판매하고 있는 ‘아디다스 프리리프트 360 얼티메이트 티’이다. 폴리에스터 100% 조성으로 무게는 약 200g이며 정가 35,000원으로 판매되고 있다.1.Crude oilPrice of WTI(West Texas Intermediate) = $45.34/barrel = $0.3334/kg(1 barrel petroleum = 0.136 ton = 136 kg)-Crude oil-2. NaphthaCrude oil을 증류탑(distillation tower)을 통해 분별 증류하여 Naphtha를 생산한다.Price of naphtha = $580/MT = $0.580/kgCrude oil → Naphtha의 부가가치 =-증류탑(distillation tower)--분별 증류 이후 조성비-3.1 Ethylene glycol(1) EthyleneEthylene은 가장 간단한 알켄으로, IUPAC 명명법으로는 Ethene이다. 이것은 석유화학공업의 대표적인 기초원료로서 합성유기화학공업에서 극히 중요한 물질이고 그 생산량이나 사용량은 그 나라의 화학공업의 규모를 나타내는 척도라고 할 수 있다.-Eth정제공정: 고압으로 압축된 가스를 초저온(-165℃)으로 냉각시킨 후 비점차에 의해 단계별로 각 성분을 분리해 내는 공정이다. 에틸렌, 프로필렌 등이 생산된다.Price of ethylene = $955/MT = $0.955/kg(2) Ethylene oxide고리모양 에테르이자 Epoxide compound의 일종으로, 주로 Ethylene glycol의 합성 원료로 사용된다.-Ethylene oxide-Ethylene을 이용해 Ethylene oxide를 제조하는 방법으로는 크게 3가지가 있다.산소법: Ethylene을 공기 또는 산소(O2)와 접촉, 반응시켜 Ethylene oxide를 발생시킨다. 일본 미쓰이화학, 미쓰비시석유화학 등이 이러한 방식을 사용한다.가수분해법: Ethylene chlorohydrin을 가수분해한 후 중화시켜 Ethylene oxide를 생산한다. 이러한 가수분해공정은 수율이 85%에 달하고 투자비도 적게 들어간다는 장점이 있지만 높은 제조원가와 제품의 낮은 순도로 인해 현재는 거의 사용되지 않는 방법이다.직접산화법: Ethylene을 공기 또는 산소(O2)로 직접 산화시켜 Ethylene oxide를 생산한다. 거의 모든 신규 제조설비들이 채택하고 있는 공정이다.(3) Ethylene glycol (EG)2가 알코올 중 가장 간단한 형태의 화합물이다. 무색 끈끈한 액체로 자동차 부동액과 PET의 원료로 널리 사용된다.-Ethylene glycol-Ethylene oxide를 물과 반응시켜 제조한다.-Ethylene glycol 제조 반응-Price of ethylene glycol = $675/MT = $0.675/kgEthylene oxide → Ethylene glycol의 부가가치 = X중국 시장의 회복에 따른 수요 증가와 롯데케미칼의 공장 화재사고, 한중일 NCC 일부의 정기 보수, LG화학 화재 사고 등 공장 가동중단으로 인해 공급부족이 이어지며 Ethylene 가격이 지난해 4월 이후 1년 8개월만에 최고 수준에 도하는 3가지 이성질체-Xylene의 제조 공정은 크게 4단계로 이루어진다.수첨공정: 고순도의 방향족 제품을 생산하기 위하여 원료 중 이중결합 화합물을 수소첨가 반응시켜 포화화합물로 만들고, 황 화합물을 제거하여 추출공정에 적합한 원료를 만드는 공정이다.추출공정: C6~C8 혼합물(HEART CUT) 중에서 추출 솔벤트인 SULFOLANE에 잘 용해되는 방향족 성분(BTX)을 선택적으로 추출하는 공정이다.분리공정: 추출공정 및 수첨탈알킬공정에서 도입된 방향족 혼합물로부터 비점차를 이용하여 고순도의 Xylene을 생산하는 공정이다.수첨탈알킬공정: 수첨공정에서 분리된 C9+ 혼합물을 수첨분해반응(Hydrocracking)과 수첨탈알킬화반응(Hydrodealkylation)으로 벤젠 성분이 다량 함유된 방향족 혼합물로 전환시키는 공정이다.Price of mixed xylene = $844/MT = $0.844/kg(2) ParaxyleneMixed xylene 속 이성질체의 비점 차이를 이용하여 분리한 뒤, 흡착 및 탈착 공정을 통해 얻어진다.-Paraxylene-Price of paraxylene = $883/MT = $0.883/kgMixed xylene → Paraxylene 부가가치 =(3) Terephthalic acid (TPA)Paraxylene을 주원료로 코발트 등 중금속 촉매를 이용해 산화시킨 뒤 정제, 분리, 건조 공정을 거쳐 생산된다. 폴리에스터섬유 및 엔지니어링 플라스틱의 주원료로 사용되며 내열성, 내마모성, 절연성 등이 우수하다. 물, 에탄올 등에 거의 녹지 않으며 가열하면 녹지 않고 승화하는 성질이 있다.-Terephthalic acid-Price of terephthalic acid = $1084/MT = $1.084/kgParaxylene → Terephthalic acid의 부가가치 =4. PET (Polyethylene Terephthalate) chipEthylene glycol과 Terephthalic acid을 축합 중합하여 얻을fiberPET chip을 원료로 Dry spinning processing을 통해 PET fiber을 뽑아낸다. 내열성이 다른 섬유보다 뛰어나서 산, 알칼리, 유기 용제에 녹지 않으며 탄성이 커서 주름이 생기지 않는다. 잘 마르며 형태가 망가지지 않는 특징이 있다. Dry spinning processing에서 사용하는 Spinneret(te)에 따라 방사되는 섬유의 모양과 크기가 달라진다.-PET fiber--Spinneret(te)--Dry spinning processing-Price of PET fiber = $1250/MT = $1.250/kgPET chip → PET fiber 부가가치 =6. PET (Polyethylene Terephthalate) textilePET fiber 여러 가닥을 엮어서 PET textile을 만든다.-PET textile-7. 최종 제품PET textile을 가공하여 ‘아디다스 프리리프트 360 얼티메이트 티’를 생산하였다. (폴리에스터 섬유의 대표적인 예가 PET 섬유이다)-아디다스 프리리프트 360 얼티메이트 티-폴리에스터 100% 조성으로 무게는 약 200g이며 정가는 35,000원이다. 환율을 $1 = ₩1,100으로 생각했을 때 제품의 가격을 환산하면 ₩35,000/0.2kg = ₩175,000/kg = $159.1/kg이다.PET fiber → 폴리에스터 옷 부가가치 =이 글에서 사용한 중간 제품의 가격이 같은 날, 같은 기관에서 발표된 것이 아니기 때문에 오차 또한 존재할 것이다. 하지만 큰 틀에서 문제되지는 않을 것이라고 생각한다. 해당 제품이 Crude oil으로부터 어떠한 과정을 거쳐 만들어지는지 각 과정을 조사하면서 제품의 가공 단계가 늘어날수록, 다시 말해 전방 산업에서 후방 산업으로 갈수록 제품의 부가가치가 급격하게 상승하는 것을 확인하였다. 특히 PET fiber으로 최종 제품을 만들 때 발생하는 부가가치가 다른 단계에서 발생하는 부가가치보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있었다. 나아가 옷뿐만 01/product.do" https://www.yncc.co.kr/ko/product/FT01/product.do아이가스저널 – 국내 에틸렌옥사이드(EO) 시장현황 Hyperlink "http://www.igasnet.com/news/articleView.html?idxno=3026" http://www.igasnet.com/news/articleView.html?idxno=3026한화토탈 – 제품소개 Hyperlink "https://m.hanwha-total.com/product/product_allproduct?depth2Cd=BBAA&pmCd=EG" https://m.hanwha-total.com/product/product_allproduct?depth2Cd=BBAA&pmCd=EGGS칼텍스 – 제품소개 Hyperlink "https://www.gscaltex.com/kr/Business/Aromatics/MixedXylene" https://www.gscaltex.com/kr/Business/Aromatics/MixedXylene롯데케미칼 – 기초유분제품 Hyperlink "https://www.lottechem.com/kor/prdt-intro/prdt-detail/C231/view.do?prdtCd=C352" https://www.lottechem.com/kor/prdt-intro/prdt-detail/C231/view.do?prdtCd=C352삼남석유화학 – TPA 소개 Hyperlink "https://www.samnam.co.kr/ProductIntroduce/product_tpa01" https://www.samnam.co.kr/ProductIntroduce/product_tpa01디지털타임스 – 석화제품 가격 천정부지...NCC 호황기 돌입 Hyperlink "http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2*************32033007&ref=naver" http://www.dt.co.kr/chk=Y

공학/기술| 2021.11.09| 11페이지| 4,000원| 조회(237)

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Chemical Engineering& Polymer Basic Experiments2020-2Sungkyunkwan UniversitySchool of Chemical Engineering[Lab 8] Cyclic Voltammetry1. ResultK3Fe(CN)6K4Fe(CN)6KClSolution 10g (0 mM)0g (0 mM)1.86375g (0.5 M)Solution 20.032924g (2 mM)0.380142 (18 mM)1.86375g (0.5 M)Solution 30.16462g (10 mM)0.21119g (10 mM)1.86375g (0.5 M)Solution 40.296316g (18 mM)0.042238g (2 mM)1.86375g (0.5 M)Table 1. The mass of reagents needed for experiment (Each aqueous solution is 50 mL.)We have to convert molarity to mass for making the solution we needed. Procedures for 50mL aqueous solution of K3Fe(CN)6 2mM is following;Other things also can be calculated with same method above (Each MW: 329.24g/mol, 422.38g/mol, 74.55g/mol)We know which is oxidized and which is reduced in this experiment. Based on it, we can predict reaction’s potential using Nernst equation. Nernst equation also can be described as (When T = 25℃). In this experiment, . Q can be expressed as the ratio of concentration of oxidant material andSolution 4Ep.a0.253491V0.197V0.140509VTabel 2. Theoretical values of Ep,aThere is no Ep.a and Ep.c because there is no reaction in solution 1.Ep,a = 0.2926V, Ep,c = -0.15642V, Ip,a = 5.87x10^-5, and Ip,c = -3.602x10^-5Ep,a = 0.24107V, Ep,c = -0.2316V, Ip,a = 4.77x10^-5, and Ip,c = -6.15x10^-5Ep,a = 0.16623V, Ip,a = 3.09x10^-5. Ep,c and Ip,c can’t be determined using this graph.(Green line: base line, red line: Ep,a and Ep,c, length of orange: current)Ep.aEp.cIp.aIp.cSolution 1....Solution 20.2926V-0.15642V5.87x10^-5-3.602x10^-5Solution 30.24107V-0.2316V4.77x10^-5-6.15x10^-5Solution 40.16623VCan’t determine3.09x10^-5Can’t determineTable 3. Experimental values of 1st cycle on graph (Base line is I=0)We can find out the oxidation peak decreases when the concentration of oxidation material decreases and reduction material increases, but the absolute value of reduction peak increases when the concentration of reduction material increases and oxidation material decreases. But our experimentahe weather is cold these days, so the experimental temperature is lower than 25℃. Because the temperature directly affects the theoretical potential using Nernst equation, it may also have been affected.Washing electrodeWhen we changed the solution, we have to wash the electrode using DI water to eliminate previous solution. But, there would be small amount of previous solution on the electrode and it would make errors.Error on the solution makingWe measured the mass of materials and used it to make certain concentration of solution. However, it was too small to put accurate amount of materials. It means the solution we made would not be exact concentration we needed. It makes some difference with theoretical and experimental potential.※ Explain the reason that reference electrode in this experiment is written with the condition of its electrolyte, ‘saturated in KCl’?The changing of electrolyte concentration changes the electrode potential. It means the potential of Ag/AgCl electrode dr wire, we used the potassium chloride be saturated with silver chloride in this experiment.※ Search and explain ‘potential window’ or ‘electrochemical window’. Which reaction would be occurred on working electrode when applying over 1.1 V at this set-up?Electrochemical window is the range of voltage that oxidation or reduction doesn’t happen. It is also commonly used as a meaning of potential range or potential difference. We can calculate it by subtracting the reduction potential from the oxidation potential. Based on our experimental graphs, 1.1 V is in the range of electrochemical window at all graph. (We can know electrochemical window easily in the graph, which is between the Ep,a and Ep,c). So, I think there is neither oxidation nor reduction on working electrode.※ Choose the right answer and explain the reason.If the reference electrode changes to SCE (Saturated Calomel electrode) and the i-v curve is measured without any changes in the set-up, the result of graph should move t CV curve of Ag/AgCl in sat’d KCl used moves as parallel as the difference of two electrode potential, which is 0.044V along the x-axis.3. SummaryWe conducted Cyclic Voltammetry experiment to learn the basics of electrochemical, experiment cyclic voltammetry with a well-behaved electrochemical system and analysis with the Nernst equation. We prepared potassium chloride, potassium ferricyanide, potassium ferrocyanide and made certain concentration of solution we needed. We used glassy carbon electrode as a working electrode, platinum wire electrode as a counter electrode and Ag/AgCl in saturated KCl as a reference electrode. Using VersaStudio, we set up the software; 2 times cycle, [-0.3V~0.6V] of voltage window, 20mV/sec of scan rate and off-set the potential to reflect the type of reference electrode. Also, we compared experimental Ep,a using graph with theoretical Ep,a using Nernst equation. As a result, all experimental Ep,a was bigger than theoretical Ep,a. It means there were some6-55

자연과학| 2021.11.09| 7페이지| 1,000원| 조회(350)

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