1. Title & Journal
?    Title
Hydrophilic Superparamagnetic Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Performance in Forward Osmosis Processes

?    Corresponding authors
? Tai-Shung Chung
? Department of Chemical and Biomolecular Engineering, National University of Singapore

2. Summary
본 논문은 hydrophilic superparamagnetic nanoparticles(MNP)을 draw solute로 이용한 FO 공정에 관한 내용입니다.

One-pot reaction을 통한 thermal decomposition 방법을 이용하여 합성된 MNP는 아래와 같은 특성을 지닙니다.
?    high water hydrophilicity
?    superparamagnetic behavior
?    high magnetization

FO 공정에서의 water flux에 영향을 미치는 인자로는 particle size, size distribution, concentration 등이 있습니다. 여전히 aggregation 문제가 존재하지만 회수가 쉽고 재사용이 가능하고 손실이 없다는 점에서 새로운 유도용질로 사용될 수 있는 가능성이 있습니다. Recycling 과정에서 aggregation을 방지할 수 있는 연구가 더 필요합니다. 

?    PEG-(COOH)2-coated MNPs

아래와 같은 구조를 가집니다. 기본적으로는 magnetic nanoparticle을 중심으로 표면에 PEG-(COOH)2 ligand를 형성하게 됩니다. PEG-(COOH)2 ligand는 독성이 없고 수용성이 좋으며 높은 끓는점을 가집니다. 

 
Coating polymer의 무게가 증가할수록 자화현상(magnetization)은 감소
Size가 작을수록 표면적이 넓으므로 삼투압 증가 (크기에 따른 측정치는 55~73atm 범위)
Molecular weight가 클수록 dispersibility 증가


?    Results

PEG-(COOH)2-coated MNPs가 가지고 있는 superparamagnetic 특성, 물 속에서의 높은 분산성, 높은 자화(magnetization) 때문에 FO에서의 유도용질로 사용될 수 있습니다.

아래와 같이 recycle 후에 size distribution이 바뀌는 것을 볼 수 있습니다
 

Recycle 횟수가 증가할수록 flux가 감소하며 9회 이후에 flux가 21% 감소하였습니다. 또한 평균 size는 증가하고 있는데 이는 aggregation 현상 때문입니다.
 

3. Originality & Creativity.
FO 공정에서 유도용액으로 제안되고 있는 물질 중의 하나인 MNP에 관한 내용입니다. 직접 합성한 물질을 적용하여 실험을 통해 해당 유도용질을 검증했다는 데에 의의가 있습니다. 

4. Reviewer contact: 이지정(leejj@gist.ac.kr)