창조설계의 비밀- 줄거리 -이번 독서인증제로 선정된 창조설계를 읽고 이 책의 줄거리와 느낀점, 그리고 나에게 질문을 던져보는 시간을 갖게 되었다. 우선 책이 나온지 조금 되어서 일반 시중 서점에서 구입하기 어려워 인터넷을 통해 구입을 하게 되었다. 처음 창조설계의 비밀의 내용은 어려서부터 진화론은 정당한 것이라고 배워온 한 기자가 나이를 먹으면서 여러 학자들로부터 진화는 비현실적일 것 이라는 얘기를 듣고서 그 의문점을 풀기위해 여러 질문들을 가지고 각 박사들을 만나 인터뷰를 하기 시작한다. 이런 인터뷰를 하면서 그가 가지고 있던 의문점을 하나하나 풀어가게 된다. 인터뷰는 총 여덟의 박사들을 만나서 하게된다. 그 첫 번째 인터뷰는 조나단 웰스 박사이다. 박사는 다윈주의에 대한 논거는 파산지경이며, 증거는 불충분하고 체계적으로 왜곡되어 있다고 말을 했다. 그는 진화의 아이콘(밀러의 시험, 다윈의 진화 계통수, 헤켈의 배아발생도, 잃어버린 연결고리 시조새 화석 등)의 오류 점들을 자세하게 설명하며 자신의 생각을 말한다. 우주론·물리학·천문학·생물학 등에 가장 최근에 나온 분명한 증거들은 모두 분석해 보면, 지적 설계자를 지지하는 논거가 된다고 결론을 짓는다. 두 번째 인터뷰는 스티븐 마이어 박사이다. 스티븐 마이어 박사는 제대로 하기만 하면, 과학은 하나님을 가리킨다고 강한 주장을 내세우며, 과학이 유신론을 지지한다고 믿는 이유를 6가지로(새로운 우주론, 인본적 미세조정, 생명의 기원과 생명이 생겨나는데 필요한 정보의 기원, 다윈주의 자연선택으로 설명될 수 없는 분자안에 설계의 증거, 생물학의 빅뱅, 인간의 의식이 인간본성에 대한 유신론적 견해를 분명히 지지)말한다. 세 번째 인터뷰에서는 윌리엄 레인 크레이그 박사이다. 크레이그 박사는 칼람 논증을 세 단계로 나누어서 설명을 하였다. (1단계 : 존재하기 시작한 것에는 원인이 있다. - 2단계 : 우주는 존재하기 시작했다. - 3단계 : 따라서 우주에는 원인이 있다.) 네 번째 인터뷰에서는 로빈 콜린스 박사와 하게 된다. 린데의 이론이 많은 우주의 존재를 설명 할 수 있다고 해도 설계의 논증은 훼손되지 않을 것이며, 물리학을 우리 선조들은 감히 알지 못했던 깊고 미묘한 차원에 찍힌 하나님의 지문을 밝히는 학문으로 본다고 했다. 하나님은 물리학을 통해 그분의 임재와 창조력의 증거를 보게 해 주셨다는 결론을 지어 준다. 다섯 번째 인터뷰에서는 길레모 곤잘레스, 제이 웨슬리 리처즈 박사와 하게 된다. 두 박사는 천문학적 기준을 들어 우리 생명체가 응석받이로 총애를 받으며 애지중지 길러진 생물체이며, 따라서 모든 생명체가 스스로 생겨났다는 다윈주의 주장 다들 수 밖에 없다고 결론을 짓는다. 여섯 번째 인터뷰는 마이클 베히 박사이다. 그는 생명체의 복잡성을 말하며 우연만으로는 생명의 기원을 설명하지 못한다고 한다. 또한 환원불가능하게 복잡한 체계들이 어떤 지적 행위자가 목적과 의도를 가지고 세상을 설계했다고 주장한다. 일곱 번째 인터뷰는 스티븐 마이어 박사와 하게 된다. 마이어 박사는 진화론의 무작위한 우연, 자연선택, 화학친화력과 자지조직의 세 가지 자연주의적 주장을 허물어 버린다. 도안 오직 지성만이 유전물질 안에 담긴 정밀한 정보의 존재를 설명할 수 있다는 설득력 있는 주장을 펼친다. 여덟 번째 인터뷰는 J.P. 모어랜드 박사와 하게 된다. 의식이란 우리가 자기 관찰을 할 때 인식하는 것이며, 자기 안에서 벌어지는 일에 주의할 때 발견하는 것이라고 정의를 내린다. 다윈주의 진화론은 결코 의식의 기원을 설명하지 못하고, 시간의 추이에 따라 의식이 특정한 방식으로 어떻게 형성되었는지는 설명할 수 있을지 모르지만 무에서 유를 얻는 방법을 설명할 수 없는 다운주의는 의식이 기원을 결코 설명할 수 없다고 했다.- 새로운 사실 & 느낀점 -나에게 새로운 정보를 여러 박사들과 인터뷰를 통해 주어졌다. 박사들의 주장들은 우주론, 물리학, 천문학, 생화확, 생물학, 의식 등을 통해 설계라는 새로운 접근으로 이루졌다. 우주론에서는 존재하기 시작한 것에는 원인이 있고 우주는 존재하기 때문에 그 원인이 있다는 결론이 나온다고 하였다. 또한 물리학에서는 우주들이 존재하려면 그 자체가 또한 고도로 설계된 과정이 있어야 할 것이라는 주장을 하게된다. 천문학 측면에서는 물리학의 미세조정과 유사하게, 우리의 지구는 그 안에서 조화를 이루며 나타나는 지질학적?화학적 작용들이 놀랄 만큼 효율적으로 함께 작용하여 인간들이 살기에 최적의 장소를 만든다고 했다. 조금더 자세히 말하면 우리의 태양처럼 대단히 비범한 특성 - 적합한 질량, 적합한 빛, 적합한 나이, 적합한 거리, 적합한 궤도, 적합한 은하계, 적합한 위치 등 - 을 가진 별이라야 그 주의를 도는 행성 안의 생물에게 살 수 있는 여건을 제공할 수 있다고 했다. 생물학적 / 생화확측면에서는 우리 몸속에 대략 100조 개의 세포가 있고, 그 안에 말려 있는 1.8미터의 DNA 속에는 네 글자의 화학 알파벳이 들어 있고, 그것은 우리 몸을 우루는 모든 단백질에 대해 정밀한 조립시기를 내린다고 했다. 따라서 어떤 가설도 자연주의적 방법으로 생물체에 정보가 주입되었음을 설명하지 못한다는 걸 보여 준다고 했다. 마지막 의식측면에서는 우리를 또렷하고 생기 있게 만드는 자기 관찰, 감각, 생각, 감정, 욕구, 신념, 자유로운 선택으로 정의되는 의식이 모어랜드가 “무에서 유를 얻을 수는 없다”라는 말한 것처럼 우주가 의식이 없는 죽은 물질에서부터 시작되었다면 의식이 있고 살아있고 생각하고 느끼고 믿는 생물이라는 전혀 다른 존재를 그런 것이 없는 물질로부터 어떻게 얻을 수 있을지에 대해 논하게 되었다. 이 주장들 중에서 가장 인상 깊었던 내용은 최근 우주에는 지구의 생명체 말고 다른 외계 생물체가 존재 할 수 있다고 주장한 스티븐 호킹에 대한 내용이 이었다. 스티븐 호킹은 우리는 수천 억 개의 은하계 중 하나의 주변부에 위치한 아주 평범한 소행성에 사는 너무나 하찮은 생물이고, 그러니 우리에게 관심을 갖거나 우리의 존재를 알아차리는 신의 존재를 믿기란 어렵다는 말에 호킹의 말에는 철학적 오류를 범하고 있으며 호킹조차도 하나님을 우주에서 완전히 배제하는 일은 성공할 수 없다는 내용이 가장 인상 깊었고 나에게 가장 알려진 인물로 통해 설명되어져 가장 좋은 정보로 와닿았다. 이러한 새로운 정보들로 나에게 있어 창조론과 진화론의 생각을 다시 한번해 볼 수 있는 기회가 주어졌다.
Emulsion Polymerization of Methyl methacrylate2009. 5. 19합성 및 실험교수님2조Abstract증류수 140 ml를 70 ℃로 승온한 뒤 유화제 0.75 wt% (1.125 g)를 투입하고 10분간 교반을 한 후, 증류수 10 ml에 개시제 K2S2O8 0.4 % (0.182 g)를 용해시킨 용액을 반응기에 혼합하였다. 그 뒤 MMA 50 ml를 투입하여 200 rpm으로 교반시키고 중합된 PMMA을 50 ℃에서 건조 시켜 반응전환율 92 %, 분자량 912,000 g/mol, Tg 118.9 ℃의 값을 얻었다.I. Introduction유화중합이란, 뷰타다이엔·비닐화합물 등의 단위체를 에멀전화제에 의해서 물 속에 에멀전화 시키고 분산시켜, 라디칼중합을 시행하여 합성수지나 합성고무를 제조하는 중합법이다. 그러면 유화중합을 성분, 중합이 일어나는 위치, 중합반응의 성장 순으로 보겠다.주된 구성분은 단량체, 분산매질(dispersing medium), 유화제(emulsifier)와 수용성 개시제이다. 분산매질은 액체이며 대개 물이 사용되고, 다른 구성원들은 유화제에 의하여 분산매질 내에 분산되어 있다. 첫 번재 유화제의 역할은 유화제 분자가 친수성인 부분과 소수성인 부분을 모두 가지고 있음에 기인하고 농도가 임계 마이셀농도(CMC)보다 높으면 초과된 계면활성제 분자는 서로 모여 micelle이라고 불리는 작은 콜로이드 상의 덩어리를 형성한다. 대부분의 유화중합에서 사용하는 계면활성제의 농도는 CMC보다 높아서 많은 계면활성제 분자는 micelle을 형성하고 있다. 전형적인 micell은 2?10 nm의 크기를 가지며 하나의 micelle은 50?150개의 계면활성제 분자를 함유한다. micelle의 개수와 크기는 계면활성제의 양에 따라 달라지며, 계면활성제의 양이 많을 수록 더 많은 수의 작은 micelle이 형성된다. 두 번째로 단량체는 매우 적은 양이기는 하지만 일부가 물에 녹는다. 대개의 단량체의 물에 대한 용해도는celle내의 단량체 농도가 더 높아 micelle은 방응하기에 좋은 장소이다. micelle내에서 중합이 진행되면 micelle은 수용액에 녹아 있는 단량체를 흡수하면서 커지고 수용액 내의 단량체 농도는 단량체 방울에서 녹아 나오는 단량체에 의하여 유지된다.중합반응의 성장을 보겠다. 개시반응, 성장반응, 정지반응의 속도는 단량체와 반응 속도에 따라 좌우되며 이들의 상대적인 속도에 따라 중합반응의 진행 정도와 중합 속도 사이에 여러 가지 관계가 관찰된다. 유화중합에서는 입자수 N(ml당 입자의 수로 표현되는 고분자 입자의 농도)과 분리된 단량체 방울의 존재여부를 고려하여 세 가지의 단계(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)로 분류할 수 있다. 단계 Ⅰ과 Ⅱ에서는 분리된 단량체 상이 존재하지만 단계 Ⅲ에는 존재하지 않는다. 입자수는 단계 Ⅰ에서는 시간에 따라 증가하다가 단계 Ⅱ와 Ⅲ에서는 일정하게 유지된다. 단계 Ⅰ에서는 입자 핵생성이 일어남에 따라 입자수가 증가하여 중합 속도는 시간에 따라 점점 빨라진다. 고분자 입자 내부로 새로운 단량체가 확산하여 들어감으로써 이미 반응하여 부족해진 단량체가 보충된다. 고분자 입자는 점점 커지며 고분자 뿐만 아니라 단량체도 들어있으므로 안정성을 유지하기 위하여 점점 더 많은 계면활성제를 흡착한다. 이에 따라 계면활성제의 농도는 급속히 CMC(임계 micelle 농도)이하로 내려가게 되고 활성이 없는 micelle은 불안정하게 되어 micelle의 계면활성제는 녹아들어 micelle은 사라지게 된다.(그림 2)단계 Ⅱ의 초기에는 거의 대부분 혹은 모든 계면활성제가 고분자 입자에 흡착된다. 그 결과 단량체 방울은 상대적으로 불안정하게 되고 잘 저어주지 않으면 서로 엉기게 된다. 단계 Ⅱ에서 중합반응 속도는 시간에 따라 변화가 없거나 약간 증가 한다. 고분자 입자는 커지고 단량체 방울은 작아지며 단량체 방울이 없어지면 단계 Ⅱ는 종료된다. 단계 Ⅱ에서 단계 Ⅲ으로의 변환은 중합반응이 70?80% 진행되었을 때 일어난다. 전체 계에서 단량체 입자의 형태CALS순도 = 98 %5) Toluene (C6H5CH3)M.W = 92.14 g/mol 제조회사 : DAEJUNG순도 = 99.5 %Ⅱ-2. Equipments비이커, 메스 실린더, 피펫, 분별깔때기, 항온조, 자력 교반기, 마그네틱 바, 전자 저울, 스탠드,Ostwald viscometer, 초시계, Mechanical Stirrer, 건조기, CentrifugeⅡ-3. Procedures1. Experimental procedures1) 140 ml의 물이 들어있는 반응기를 항온조를 이용하여 70 ℃까지 승온한다.2) 유화제인 SDS를 0.75 wt%(1.125 g)를 측정하여 물에 유입하고 10분간 교반한다.3) 개시제인 K2S2O8를 0.4 wt%(0.182 g)를 10 ml의 증류수에 5분간 용해한 후 반응기에 넣는다4) 반응기에 정제한 MMA 50 ml를 투입한다.5) 200 rpm의 반응속도에서 30분 간격으로 5 ml의 시료를 채취한다.6) 반응은 3?5 시간 동안 진행한다.2. 입자 회수 및 세척1) 50 ml tube에 유화액을 유입한다.2) Centrifuge를 이용하여 3,000 rpm에서 20분간 원심분리 한다.3) 상층의 액을 제고하고 침전층을 분리하여 50 ℃에서 건조한다.3. 형성물의 점도분자량 측정법1) 0.4 wt%, 0.2 wt%, 0.1 wt%, 0.05 wt%의 농도에서 측정하여 plot 한다.2) Ostwald viscometer는 철저히 세척한 후 시간을 측정하도록 한다.3) 매 측정시 방법은 동일하게 하여 일관성을 최대한 유지한다.Ⅲ. Results① Tg값 : 118.9 ℃② 반응전환율전 환 율 ==반응전환율 = 92 %반응 전환율시료 채취량(㎖)시료 무게(g)30분 뒤 시료50.5360분 뒤 시료51.05③ 분자량countsToluene0.05wt%0.1wt%0.2wt%0.4wt%시간 (sec)134.4037.1440.3446.8860.08234.4637.0840.3247.0460.34334.4637.1040.19103.743929,800121.780.94217,900120.456.266600120.976.4410794,60012085Ⅳ. Discussion증류수 140 ml를 70 ℃로 승온한 뒤 유화제 0.75 wt% (1.125 g)를 투입하고 10분간 교반을 한 후, 증류수 10 ml에 개시제 K2S2O8 0.4 % (0.182 g)를 용해시킨 용액을 반응기에 혼합하였다. 그뒤 MMA 50 ml를 투입하여 radical에 의한 MMA의 Emulsion polymerization reaction으로 PMMA을 합성하는 실험을 실시하였다.emulsion polymerization에 사용되는 MMA는 self reaction이 가능 하므로 포함 되어있는 반응금지제를 제거해야 한다. 10 % NaOH용액을 만들어 MMA와 1:1로 혼합한 후 상분리가 일어나면 NaOH를 제거했다. 이 과정을 2회 반복했다. 정제되는 과정에서 MMA의 색은 무색투명한 빛에서 옅은 황색의 빛으로 변하였다. 색의 변화는 MMA에서 반응금지제가 포함되어 있다가 NaOH에 의해 제거 되었기 때문이라고 생각된다. 이 전의 실험인 suspension polymerization에서 사용하였던 monomer인 BMA을 정제할 때와 비슷한 색의 변화를 관찰 할 수 있었다. 또한 BMA에서와 비슷한 매우 자극적인 냄새가 났다. 정제된 MMA에 잔류하는 NaOH를 제거하기 위하여 증류수와 혼합한 후 상분리가 일어나면 증류수를 제거하고 이 과정을 2회 반복했다. 전 실험들과 달리 정제과정에서 2회의 세척과정만 거쳤기 때문에 반응 금지제와 NaOH가 완벽히 제거 되지 않았을 거라 생각된다. 그러나 모든 조가 동일한 조건이었기 때문에 결과값을 가지고 비교할 때 오차는 발생하지 않을 것이라고 생각되어 실험을 진행 시켰다.증류수 140 ml를 항온조에서 70 ℃까지 승온 시킨 후 유화제인 SDS 0.75 wt% (1.125 g)을 넣고 10분간 교반시켰다. 교반시키는 동안 증류수 10 ml에 개시제 K2S2O8 tion에 비하여 반응이 빨리 종결되었음을 볼 수 있었다. 이는 개시제인 K2S2O8가 극성 개시제로 반응성이 매우 빠르기 때문이라고 생각된다. emulsion polymerization은 입자크기가 작게 형성되므로 입자는 가라앉지 않고 물 속에서 떠다니기 때문에 centrifuge를 이용하여 3,000 rpm에서 원심분리 하여 물과 분리하였다. 원심 분리하여 얻은 PMMA을 50 ℃ 건조기에서 건조시켰고 건조 후 고운 분말의 형태의 PMMA를 얻을 수 있었다.?개시제 농도에 따른 비교 : 1조 (0.6 wt%), 2조 (0.4 wt%), 3조 (0.2 wt%)개시제의 농도가 커지면 분자량은 작아진다. 왜냐하면 개시제의 농도가 많아지면 개시제와 단량체의 충돌 횟수가 늘어나기 때문이다. 본조와 모든 조건이 동일하고 개시제의 농도만 다른 1, 3조와 비교해 보았을 때 본조는 912,000 g/mol의 분자량을 얻었고 1조는 991,100 g/mol, 3조는 929,800 g/mol의 분자량을 얻었다. 3조와 비교했을 때 개시제의 농도가 높은 본조의 분자량이 적게 나왔으므로 이론값에 일치 하는 것 같으나 그 차이가 너무 작고 1조와 비교했을 때 개시제의 농도가 높은 1조가 더 큰 분자량을 얻어 이론값과 일치하지 않았다.? 온도에 따른 비교 : 2조(70℃), 8조(80℃), 10조(75℃)온도가 높아지면 분자량은 줄어든다. 왜냐하면 자유라디칼 중합에서 온도가 상승하면 개시제의 분해속도 즉 단위 시간당 생성되는 자유라디칼의 수가 증가하기 때문에 전체중합속도가 증가한다. 또한 동시에 정지반응은 자유라디칼 농도에 의존하기 때문에 평균중합도는 감소하게 된다. 온도 조건만 다른 8, 10조와 분자량을 비교해 보았을 때 본조는 912,000 g/mol의 분자량을 얻었고 8조는 483,700 g/mol, 10조는 794,600 g/mol의 분자량을 얻었다. 온도 조건이 가장 낮은 본조가 가장 높은 분자량을 얻었고 온도 조건이 가장 높은 8조가 가장 낮은 분자량을 얻었다. 반응
Suspension Polymerization of Butyl methacrylate2009. 4. 28합성 및 실험교수님2조Abstract정제한 BMA 30 ml에 개시제 AIBN 0.4 wt% (0.109 g)을 이용하여 증류수 300 ml와 중합도가 2000인 PVA 3 g을 혼합하고 80 ℃의 항온조에서 150 rpm으로 교반시켰다. 매 시간 5 ml의 시료를 채취하고 4시간 후, 중합된 생성물을 약 4 ℃에서 건조 시켜 수득률 62 %, Tg 12.09 ℃ 분자량 138,000 g/mol, 입자크기 40 ㎛ PBMA를 얻었다.I. Introduction현탁중합은 물과 같은 비용매에서 단량체를 지름 0.01?1 mm의 지름을 갖는 방울(droplet)의 형태로 분산시켜서 중합하는 공정을 말한다. 각각의 방울 내에서는 괴상중합에서와 같은 방식으로 반응이 진행되므로, 각각의 방울들은 열제거가 충분히 잘 되는 반응기로 생각할 수 있다.현탁중합은 열역학적으로 불안정하므로 계속적인 교반이 요구되며, 균일한 교반이 힘든 연속공정 보다는 회분식 공정이 일반적이다. 또한 가열에 의해서 반응이 개시되면 열이 발생하지만, 그 열은 물의 열용량과 반응물의 저점도에 의해 쉽게 제거된다.안정제에는 보호 콜로이드와 비용해성 무기염이 있다. 보호콜로이드는 수용성 고분자이며, 그 기능은 연속 수용액상의 점도를 증가시킴으로서 수력학적으로 단량체 방울들의 응집을 막는 것이다. 비용해성 무기염은 표면장력에 의하여 방울-물 계면에 위치하면서 계면 장력을 낮추어 단량체 방울들의 응집을 막는다.생성물의 입자 크기는 단량체 및 현탁계의 성질 뿐만 아니라 교반 속도에도 의존한다. 교반은 전환율이 20?70%사이에서 특히 중요하다. 왜냐하면 이 범위 미만에서는 유기상의 농도가 낮은 유체이기 때문에 교반에 의해 단량체 방울들이 재응집할 수 있으며, 이 범위 이상에서는 입자들이 충분히 단단해져서 더 이상 재응집이 일어나지 못하기 때문이다. 그러나 이 범위 내에서라도 교반 중단되거나 약하게 된다면 점성로부터 얻어지며 현재는 아세트산비닐이나 염화비닐, 스티렌 등의 유화중합(emulsion polymerization) 또는 현탁중합(suspension polymerization)에 있어서의 보호콜로이드(안정제)로 사용된다.AIBN을 이용한 반응 메커니즘 개시, 전파, 정지 반응의 진행을 모식화 하여 보였다.[개시제 분해 반응 및 개시반응][전파반응(propagation reaction)][정지반응(termination reaction)](1) combination reaction(2) disproportionation reactionⅡ. ExperimentalⅡ-1. Materials1) NaOH (Sodium Hydroxide powder)MW = 40.00 g/mol 제조회사 : 대정화학ASSAY : above 98.0 %2) AIBN (Azobis(isobutyronitrile))MW = 164.21 g/mol 제조회사 : 대정화학ASSAY : above 99.0 %3) BMA (Butyl methacrylate)MW = 142.20 g/mol 제조회사 :Junsei 화학ASSAY(GC) : min. 99.5%4) Toluene (C6H5CH3)MW = 92.14 g/mol 제조회사 : Samchun5> Distilled water6> PVA (Poly vinyl alcohol)MW : 66,000 g/mol 제조회사 : DuksanDP : 2000Ⅱ-2. Equipments비이커, 메스 실린더, 피펫, 분별깔때기, 항온조, 자력 교반기, 마그네틱 바, 임펠라, 전자 저울Ostwald viscometer, 초시계, Mechanical Stirrer, 스탠드, 건조기, 광학 현미경Ⅱ-3. Procedures1. Experimental procedures1) 증류수 300 ml가 들어있는 삼각플라스크에 PVA를 용해시켜 넣는다2) 10% NaOH 및 증류수를 이용하여 각각 3회씩 30 ml의 단량체인 BMA를 정제한다.3) 정제된 BMA에 AIBN을 0.4 율전 환 율 ==수득율 = 62 %반응전환율 = 92 %③ 분자량countsToluene0.05 wt%0.1 wt%0.2 wt%0.4 wt%시간 (sec)14.404.705.126.188.3224.324.705.066.228.3434.384.645.126.218.36average4.374.685.106.208.34Polymer0.0g0.05 g0.1 g0.2 g0.4 gηrel(t/t0)-1.071.171.421.91ηsp(ηrel-1)-0.070.170.420.91c(g/㎤)-0.050.10.20.4ηsp/c-1.41.72.12.28(표 1)(그림 1)b =[η] =- b(X, Y는 평균값)(= ηred의 값,= c (g/㎖)의 값, n = c의 개수)[ηred]c=0 = 1.4275monomer (BMA)와 solvent (toluene)에 대한 K, a 값K = 4.6 xml/ga = 0.68[η] = K x(K=4.6 xml/g, a=0.68)Mv : 138,000 g/mol④ 시간에 따른 Conversion of polymerEquation of conversion건조 후의 고분자 질량시료 채취량 X 100 = Conversion (%)단량체의 질량용매 + 단량체 부피반응 시간건조전 용기질량전조후 용기질량고분자 질량반응 전환율1시간1.89 g2.08 g0.19 g46 %2시간2.00 g2.25 g0.25 g60 %3시간1.69 g2.03 g0.34 g82 %4시간 (종결)1.74 g2.12 g0.38 g92 %(표 2)(그림 2)⑤ 입경사진(눈금 한칸 = 10 ㎛)(그림 3)각 조1조2조3조4조5조6조7조8조9조10조11조12조13조MW (g/mol)232,700138,00028,400103,10037,20036,300144,300226,100121,80021,40052,50085,70011,200반응전환율(%)5692416815x21166514783444고유 점도2.021.430.491.180.81.481.751.146.491.042.27입경크기(㎛BMA의 색은 무색투명한 빛에서 옅은 황색의 빛으로 변하였다. 색의 변화는 BMA에서 반응금지제가 포함되어 있다가 NaOH에 의해 제거 되었기 때문이라고 생각된다. 이 전의 실험인 Bulk polymerization에서 사용하였던 monomer인 Styrene을 정제할 때 색의 변화에 비해 뚜렷이 구별되지는 않았다. 또한 styrene과는 다르게 BMA에서는 매우 자극적인 냄새가 났다. 정제된 BMA에 잔류하는 NaOH를 제거하기 위하여 증류수와 혼합한 후 상분리가 일어나면 증류수를 제거하고 이 과정을 3회 반복한다. 이 과정에서 BMA에 극소량의 NaOH가 잔류할 것이라고 생각되었지만 모든 조가 동일한 상황이였기 때문에 결과값을 가지고 비교할 때 큰 오차는 발생하지 않을 것이라고 생각되어 실험을 진행시켰다.정제된 BMA 30 ml에 AIBN 0.4 wt% (0.109 g)을 넣고 자석교반기를 이용하여 1시간 가량 교반을 시킨 BMA 용액을 증류수 300 ml에 중합도 2,000인 PVA 3 g녹인 수용액과 혼합하여 80 ℃의 항온조에서 150 rpm 으로 교반을 시켰다. 항온조 안에서 교반 되면서 용액이 뿌옇게 흐려지는 것을 관찰 할 수 있었다. 이는 PVA가 친수성기와 소수성기를 가지고 있는 물질로써 계면활성제로 작용했기 때문이라고 생각된다.80℃의 높은 온도에서 반응을 진행하기 때문에 BMA의 기화에 의한 오차를 줄이기 위해서 Condenser를 부착했어야 했으나 수량 부족으로 인하여 모든 조가 사용할 수 없었기 떄문에 은박지를 사용하였다. 그러나 은박지로는 완벽히 BMA의 기화에 의한 monomer의 손실을 막을 수 없었다고 생각되며 조마다 온도가 다르기 때문에 기화되는 BMA의 양도 달랐다고 생각된다. 이 오차가 수득율 감소의 원인 중 하나라고 생각된다.시간에 따른 반응 전환율을 구하기 위해 매 시간 마다 시료를 5 ml씩 채취 하였다. 반응 시작 후 4시간 정도가 경과했을 때 더 이상 냄새가 나지 않았으므로 반응이 종결되었다고 생각되어 반응을 종결시 있었다. 반응 종료후 5 ml를 채취한 용액의 반응전환율은 92 %였고 수득률은 62 %였다. 반응전환율과 수득율은 같아야 하지만 29 %의 큰 차이를 보였다. 이는 매시간 5ml의 시료를 채취하였기 때문에 손실된 PBMA떄문이라고 생각된다. 또 aspirator을 이용하여 PBMA만 걸러낼 때 많은 양의 PBMA가 손실 되어 반응 전환율과 수득율사이의 차이에 큰 영향을 미친 것으로 생각된다.? rpm 비교 : 1조(150 rpm), 5조(300 rpm)rpm의 속도가 빨라지면 입자의 입경이 감소하는 경향을 보인다. 왜냐하면 교반은 비활성 물질내에 녹지 않은 기체 단량체를 분산시키거나 물에 유기액체 단량체를 분산시키는 경우, 단량체-용매 균일계에서 녹지 않은 고분자 입자의 생성등에서 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 다른 모든 조건들은 같고 rpm의 속도만 다르게 한 5조와 입경을 비교해 보았을 때 본조는 40 ㎛의 입경을 얻었고 5조는 15㎛의 입경을 얻었다. 이론과 같이 rpm의 속도가 느린 조가 더 큰 입경을 얻었다. 따라서 교반속도를 통하여 입경의 크기를 조절 할 수 있음을 알 수 있었다.? 안정제 종류와 농도에 따른 비교 : 1조(PVA의 DP = 2000), 4조(PVA의 DP = 500)안정제의 중합도가 클수록 얻어지는 polymer의 분자량과 입경이 커진다. 왜냐하면 안정제의 중합도가 크게 되면 안정제 자체의 분자량이 크므로 중합된 polymer도 분자량이 커진다고 생각된다. 이번 실험에서는 각 DP의 값이 다른 두 종류의 PVA가 쓰였다. DP의 따른 분자량의 값을 알아보고자 PVA의 종류만 다른 조건인 4조와 비교를 해보았다. 그 결과 본조는 138,000 g/mol의 분자량과 40 ㎛의 입경을 얻었고 4조는 103,100 g/mal의 분자량과 25 ㎛ 입경을 얻었다. 이론과 같이 안정제의 중합도가 클수록 더 큰 분자량과 더 큰 입경을 얻었다. 또한 안정제의 농도에 따른 실험값을 비교 할 수 있다. 본조와 모든 조건이 동일하고 안정제의 농
키토산의 분자량 측정2010. 6. 18Abstract키토산 0.25 g을 증류수 25 ml와 섞어 각 1 wt%, 0.5 wt%, 0.25 wt%, 0.125 wt%의 농도를 만들어 분자량을 구하였다. Ostwald viscometer을 이용하여 시간을 측정하였고, 각 농도별로 반복 실험을 통해 평균을 구하였다. 결과적으로 분자량은 38,700 g/mol이 나왔다.I. Introduction키틴/키토산의 성분 및 구조은 키틴(Chitin) 및 키토산(Chitosan)의 화학적 구조식을 보면 아래그림과 같이 식물에서 주요에너지 저장 다당류인 녹말의 대표적인 물질인 아밀로오스(Amylose) 및 식물세포벽의 주성분이며 식물세포를 외각에서 둘러싸고 세포의 전체형태를 유지시켜 주는 역할을 하는 다당류 고분자 화합물인 셀롤로오스(Cellulose)와 유사한 형태로 구성되어 있다. 다시 말하면 키틴은 셀롤로오스의 뼈대에 단백질의 특수성분인 N성분을 부가시킨 형태라 할 수 있다.[키틴 및 키토산의 화학구조]? 키틴/키토산의 제조방법 및 구조게, 새우등 갑각류 껍데기→단백질 제거(약 알카리 처리)→ 칼슘 제거(희염산 처리) →색소 제거→키 틴→탈아세틸(수산화 나트륨 처리)→키토산키토산의 특징키토산은 홍게 및 갑각류 껍질에서 추출한 천연물질이므로 안전하다. 또한 보통의 천연물질은 그 분자량이 수천에 불과하나, 키토산은 그 분자량이 통상 십만 이상이며, 직쇄상 고분자 물질로 다수의 아미노기가 그 직쇄상에 등간격으로 결합한, 천연물로는 유일한 카치온성 고분자 물질이다. 이러한 특이한 구조로 인하여, 키토산은 인간에게 유용한 특성을 갖고 있다. 이러한 특성을 이용하여 현재 많은 용도로 사용되고 있으며, 더욱 다양한 용도로의 연구가 진행되고 있다.Ⅱ. ExperimentalⅡ-1. Materials키토산, 증류수Ⅱ-2. Equipments비이커, 피펫, 자력 교반기, 마그네틱 바, 전자 저울 Ostwald viscometer, 초시계, 건조기Ⅱ-3. Procedures1. Experimental procedures1) 키토산 0.25 g과 증류수 25 ml를 섞어 1 wt%의 농도를 만들고 약 2시간동안 자력교반기를이용하여 녹인다.2) 피펫을 이용하여 12.5 g를 채취 후 점도계에 넣고 시간을 check 한다.3) 증류수 12.5 ml를 넣어 0.5 wt%의 농도를 만든다.(같은 방법으로 0.25 wt%, 0.125 wt%를 만든다.)4) 점도계는 세척 후 건조기에 넣어서 말린 후 사용한다.5) 최대한 처음과 같은 실험 조건하에 실험을 한다.Ⅲ. Resultscounts증류수1 wt%0.5wt %0.25 wt%0.125 wt%시간 (sec)18.699.31114.3017.428.729.4111.414.4117.738.729.5511.414.2217.7average8.719.4211.314.3117.6ηrel(t/t0)1.01.0815151.2973591.6429392.020666ηsp(ηrel-1)0.00.0815150.2973590.6429391.020666c(g/㎤)-0.001250.00250.0050.01ηsp/c-65.2123118.9437128.5878102.0666? b == 2182.798? a =- b(X,Y는 평균값) = 93.47077? (=의 평균값,= c(g/㎖)의 값, X가 0일때 Y절편값 a = 고유점도)?= 93.47077??= 38,700 g/molⅣ. Discussion키토산 0.25 g에 증류수를 25 ml를 넣고 각 농도별(1wt%, 0.5 wt% 0.25 wt% 0.125 wt%)로 Ostwald viscometer를 이용하여 시간을 check 후 분자량을 구하는 실험이다. 증류수 25 ml에 키토산 0.25 g을 녹여서 1 wt%를 만든 후 자석교반기에서 약 2시간 가량 녹였다. 녹이는 과정에서 비커에는 은박지를 감싸 용액이 밖으로 튀지 않게 하였다. 2시간 후에 옅은 주황색을 띠었고 가라앉는 것 없이 잘 녹여진 상태로 보였다. 시료 12.5 ml를 피펫을 이용하여 채취 후 Ostwald viscometer에 넣어서 초시계를 이용하여 시간을 check하였다. 미연의 오차를 방지하기 위하여 한사람이 시간을 check 하기로 하였다. 실험은 5번씩 실시하였다. 사용되어진 Ostwald viscometer는 깨끗이 세척 후 건조기에 말려서 다음 실험에 영향을 미치지 않게 하였다. 실험 중에는 최대한 외부의 영향을 받지 않게 하기위해 Ostwald viscometer가 움직이지 않게 고정시키고 최대한 손을 닿지 않게 하여 일정한 온도를 유지 시켰다. 각 check 되어진 시간을 이용하여 분자량을 얻은 결과 38,700 g/mol의 분자량이 얻어졌다.Ⅴ. Conclusion알려진 키토산의 분자량은 약 30000?50000 g/mol정도 이다. 실제로 이번 실험에서 얻은 분자량은 38,700 g/mol으로 알려진 키토산의 분자량 값에 근사치가 나왔다. 이번 실험에서 좀 아쉬웠던 점이 있다면 2가지 정도로 보여 질것이다. 첫 번째는 비커에 마그네틱 바를 넣고 자력 교반기를 이용하여 키토산을 확실히 녹이는데 어려움이 있었다. 보기에는 키토산이 잘 녹여진 상태로 보였지만 실제로 얼마만큼 녹여졌는지 육안으로만 확인 할 수밖에 없어서 그에 따른 영향이 미쳤을 거라고 생각되어진다. 두 번째도 역시 키토산을 녹이는데 있다. 비커에 은박지를 둘러싸서 녹이기 시작하였다. 그 후 은박지를 빼고서 실험을 시작하였는데 비커 벽면에는 용액의 증발로 인한 많은 물방울들이 맺혀 있었다. 이러한 물방울들도 정확한 데이터를 요구하는데 영향이 미처 졌을 거라 생각되어진다. 결과적으로 예상되어졌던 값이 나왔지만 아쉬운 몇 가지를 고려해본다면 보다 좋은 데이터가 얻어졌을 수도 있었을 것이라 생각되어 진다.
DNAContents DNA ? Experimental Application Review of movies Have an argument 1 2 3 4 501. DNA? DNA ? Definition 02 . DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument 역 사 1. 프리드리히 미셔 (Friedrich Miescher ) 에 의해 1869 년에 처음 발견 . 2. 1943 년 오스왈드 애버리 (Oswald Avery) 유전 정보를 보관하는 물질일 것으로 추정 . 3. 이중나선 구조는 제임스 왓슨 과 프랜시스 크릭 이 1953 년 처음으로 밝힘 구 조 DNA 는 나선구조를 이루는 뼈대 (Backbone chain) 와 염기 ( Nucleobase ) 로 구성되어 있다 . DNA 는 체내의 여러 단백질 합성에 대한 정보를 가지고 있다 . 단백질은 20 개의 아미노산으로 만들어지며 , 그 결합 순서는 mRNA 를 통해 전달된다 . mRNA 는 DNA 의 특정 유전자가 복제된 것으로 4 가지 염기를 갖고 있다 . RNA 를 구성 하는 염기 중 3 가지는 DNA 염기와 동일하며 , 나머지 하나만 서로 다르다 . DNA 역활 DNA01. DNA? DNA ( 디옥시리보핵산 , D eoxyribo n ucleic a cid) 유전 정보의 저장 및 발현 4 개의 염기로 구성 : Adenine ( A ), Thymine ( T ), Guanine ( G ), Cytosine ( C ) DNA DNA ? Definition 02 . DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument01. DNA ? DNA DNA ? Definition 02 . DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument02. 인간게놈 프로젝트 ? DNA ? Human Genome Project 02. DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument 인간 게놈 프로젝트 : 인간이 가지고 있는 게놈의 모든 염기서열을 해석하기 위한 프로젝트 “인간게놈프로젝트는 병의 진단 , 치료 , 예방을 보다 효율적으로 가능하게 하는 능력을 가져다 줄 것이다 .” 인간게놈프로젝트 책임자 프랜시스 콜린스 , 미국인간게놈연구센터 (NHGRI) 게놈 프로젝트란 인체에 있는 23 쌍의 염색체에 있는 염기들 ( A: 아데닌 G: 구아닌 C: 시토신 T: 티민 ) 의 배열순서를 알아내는 것 1990 년 : 미국 에너지국 (DOE) 과 국립보건원 (NIH) 에 의해 시작 2003 년 : 인간 게놈지도 99.99% 완성 참여국가 : 미국 , 프랑스 , 영국 , 독일 , 일본 , 중국 등 총 15 개국 DNA03. 정크 DNA? DNA Junk 02 . DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument 사람의 DNA 에서 유전정보를 갖고 있는 부분은 겨우 1~1.5% 에 지나지 않는 것으로 드러나고 있다 . 나머지 부분은 진화의 과정에서 소용이 없어져 지금은 아무런 유전 정보도 갖고 있지 않아 쓸모 없는 것으로 생각되는 쓰레기 정크 DNA 란 ? 정크 (Junk) DNA 는 동일하거나 또는 매우 비슷한 염기서열로 반복 배열되어 있는 DNA 의 한 부분으로 단백질을 만들지도 않고 조절 작용도 하지 않는 쓰레기 같은 존재라고 하여 이렇게 이름이 붙여졌다 . 사람의 DNA 가운데 약 98.5% 가 정크 DNA 정크 DNA 가 생물의 진화론적 기능을 가질 수도 있음을 의미한다 . L-1 은 염색체 DNA 의끊어진 부분으로 점프해 들어가 손상된 부분을 수선할 수도 있으며 , 유전자의 활성을 제어하거나 심각한 돌연변이를 일으킬 수도 있다 . 정크 DNA 의 RNA 가 전사되는 과정이 이웃 유전자의 발현의 억제한다는 사실을 밝혀냈다 DNA04. DNA 분석 방법 (STR) STR 분석 방법 ( 상염색체 , 성염색체 상의 STR 부위의 분석 ) : 2-5 개의 같은 염기가 반복되는 부분을 분석하는 것이다 01. DNA Overa 02. DNA identification STR 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument 홍 길 동 DNA04. 드라마 속에서 … DNA 01. DNA Overa 02. DNA identification STR 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument04. DNA 분석 흐름도 DNA 정제 / 정량 예비검사 / 확정검사 증폭 (PCR) 전기영동 (CE) 및 결과분석 결과검토 ( 감정서 ) DNA 채취 DNA 01. DNA Overa 02. DNA identification STR 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argumentDNA - STR1 에서 STR5 까지 각각 5.3%, 11.1%, 8.5%, 10.8%, 9.2%. - 피검사자의 것과 동일할 확률은 0.0004969%. 2 개의 단위염기 반복수는 부모로부터 각각 하나씩 물려받음 . 검사범위를 확대 하면 , 2 세대를 넘어서는 혈족확인과 형제자매간의 확인 등도 가능 . 친자 확인 04. DNA 분석 방법 (STR) 01. DNA Overa 02. DNA identification STR 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument05. DNA 분석 방법 ( 미토콘드리아 ) Mt-DNA 분석 ( 미토콘드리아 DNA 분석 ) : 미토콘드리아 DNA 중 사람마다 변이가 심한 과변이 부위 ( HVⅠ 및 HV Ⅱ) 를 분석 모계 유전되어 형제자매만 있는 경우의 가족관계 확인 하나의 세포에 많은 수의 복제 DNA 를 갖고있고 , 짧은 염기서열을 갖고 있기 때문에 극도로 훼손된 증거물과 같은 분석 특 징 DNA 01. DNA Overa 02. DNA identification Mitochondria 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument06. DNA 분석 방법 (Lab-on-a-chip) Lab-on-a-chip(LOC) : 칩 위에 실험실 DNA 01. DNA Overa 02. DNA identification Lab-on-a-chip 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument06. DNA 분석 방법 (Lab-on-a-chip) Lab-on-a-chip(LOC) : 모든 반응단계를 침하나로 !! DNA 01. DNA Overa 02. DNA identification Lab-on-a-chip 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument 작은 크기로 인해 이동형 장치 로 개발 가능 빠른 분석 시간 및 단 시간 내 많은 시료 분석 가능 경제적 효과 : 적은 양의 시료로 분석 , 전력소비 줄임 , 대량생산 가능06. DNA 분석 방법 (Lab-on-a-chip) DNA 01. DNA Overa 02. DNA identification Lab-on-a-chip 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument Lab-on-a-chip(LOC) : DNA 분석을 위한 chip 의 개발 샘플 전처리 , DNA 증폭 및 분리 소자가 통합된 시스템 개발 DNA 분리 를 위한 다채널의 micro 전기영동 소자 개발 칩에서의 DNA 분석 을 위한 나노리터 크기의 DNA 증폭소자 개발07. 영화속에서 수사 DNA 01. DNA 02. DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument08. DNA 검사의 활용 DNA 01. DNA 02. DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument09. 찬 반 논쟁 찬 성 반 대 “ 우리사회의 범죄가 갈수록 횡포화 , 지능화되면서 기존 수사기법으로는 해결하지 못하는 사건이 쌓여가고 , 범인을 눈 앞에서 플어주는 경우도 다반사 ” 라며 유전자 분석을 통한 수사가 필요하다고 주장한다 . “ 비록 재범 위험이 높은 범죄로 DNA 채취 대상을 제한하기는 했지만 DNA 법은 개인정보를 국가가 통제할 수 있다는 의구심을 살 만하다 ” 고 꼬집는다 . 찬 “흉악 범죄 막기위해 유전자 분석 수사 불가피” 반 “엉뚱한 사람을 범인으로 몰아 인권 침해 우려” DNA 01. DNA 02. DNA identification 03. Review of movies 04. Application 05. Have an argument감사합니다 .{nameOfApplication=Show}