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본 연구에서는 쌍떡잎식물(뚱딴지, 강낭콩)에게 물리적인 자극을 주었을 때 잎의 소듐 이온 농도 변화, 칼슘 이온 농도 변화, 포도당 농도 변화를 측정, 분석하였다. 물리적인 자극은 모터에 프로펠 러를 달아 자극을 주었고, 자극을 주는 시간을 0분(대조군), 5분, 10분, 15분으로 다르게 하였다. 그결과, 소듐 이온은 일정한 변화를 관측하지 못하였고, 칼슘 이온은 5분까지 농도가 증가하다가 15분에 농도가 감소하였다. 또한 포도당 농도는 5분까지 증가하다가 다시 감소하는 형태를 보였다. 주제어: 식물의 자극과 반응 체계, 물리적 자극, 포도당 농도, 소듐 이온, 칼슘 이온
본 연구는 모노테르펜 혼합물의 대장균에 대한 항균효과 디스크 확산법으로 비교하고자 한다. 천연 항균제의 개발은 가습기살균제 사건과 같은 화학재해로 인해 필수적으로 이루어져야 한다. 테르펜은 신체적 및 정신적 효능이 뛰어나며, 식물에서 단시간 많은 양을 생성할 수 있어 천연항 균제로 적합하다. 용액들의 농도와 혼합 여부에 따른 대장균에 대한 항균 효과를 비교하기 위해 테르펜 20% 희석 용액 및 혼합 용액을 총 16가지 제조한 후 12시간, 24시간이 지난 상태에서 생장 저해 구역의 지름을 측정하여 항균 효과를 비교한다. 생장저해구역의 지름은 알파-테르피네올, L-멘톨, 리날룰, 리모넨, 제라니올 순서로 컸으며 리모넨, 제라니올은 항균 활성이 거의 보이지 않았다. 알파-테르피네올은 혼합 시 항균활성이 감소한 것에 비해 L-맨톨은 모두 증가하였다. 조합중 L-멘톨과 R-리모넨 혼합 조합이 가장 지름이 컸으나, 단일 알파-테르피네올 실험군보다는 지름이 작았다. 주제어: 유기용매추출, 테르펜계열 혼합물, 디스크 확산법, 대장균, 항균감수성
유체에서는 전자기파의 굴절과 감쇠가 필연적으로 일어난다. 바다의 경우에는 수심별로 바닷물의 밀도 등이 다르기 때문에 빛의 경로를 예측하기 어려워진다. 바닷속에서 빛의 경로를 예측하고 해저 탐사 모델을 만드려는 목적을 갖고 유체에서의 전자기파 이동과 수학적 모델링이라는 연구를 시작하였다. 밀도차에 의해 글리세린과 물에서 층의 분리가 일어나기 때문에 글리세린을 실험에 사용 하기로 결정했다. 먼저 물과 글리세린의 다양한 혼합 용액의 밀도와 굴절률을 측정했다. 또, 이런 용액들에서 빛의 감쇠율을 측정했다. 파이썬을 이용해 전자기파의 경로 예측 프로그램까지 만들었다. 이를 통해 밀도나 농도가 변하는 유체의 밀도와 농도 분포를 지속적으로 알 수 있다. 결론적으로 해저 탐사 잠수함 등에서 전자기파를 쏘았을 때 지상에서 측정한 빛의 경로와 세기를 이용해 잠수함의 위치를 알아내는 최종 목적에 근접했고, 머지않아 가능해질 것으로 예상된다. 주제어: 굴절, 연속적 농도 분포, 농도별 굴절률, 전자기파,
stick-slip 현상에 의해 접촉면 사이에서 발생하는 마찰 소음을 분석하기 위해서 설정한 조작변인은 무게, 사포 방수, 표면적, 물체를 끄는 속도이다. 나무도막과 사포를 이용하여 실험모델을 설정하고 이를 모터를 이용하여 끌었는데, 변인을 바꾸어가며 자료를 수집했다. 실험한 결과, 사포 방수가 많을수록 마찰력이 크고 stick-slip 현상의 주기는 감소한다. 무게와 표면적이 커질수록 stick-slip 현상의 주기와 소리크기(dB)는 감소한다. 모터속도가 증가할수록 마찰력은 감소하고 stick-slip 현상이 일어나는 시간과 소리 크기(dB)이 증가한다. 이를 통해 stick-slip 현상에 관련된 요인과 미시적 관점에서 굴곡과 분자간 결합과 힘을 이용하여 해석하였다. 주제어: stick-slip, 마찰력, 소음 분석, 고속 푸리에 변환(FFT)
황색망사점균의 최단거리 파악 성질을 이용하여, 기숙사 모델링과 세계 항구 도시를 이은 구조에서 최단 경로를 파악함 및 경로상의 효율 증가를 연구하고자 하였다. 이를 위해 기숙사 3차원 모델링, 전 세계 항구 도시의 위치 파악 및 모델링, 황색망사점균의 배양을 진행하고, 파이썬을 이용하여 최단경로 찾기 알고리즘을 프로그래밍하였다. 팅커캐드를 이용하여 모델링을 진행하였으며, 키친타올을 배지로 사용하여 점균을 배양했다. 터틀 알고리즘을 이용하여 프로그램과 함수를 찾으려는 노력을 하였다. 황색망사점균의 배양 과정에서의 변인 통제와 3차원 상으로의 번식 경로 데이터 분석의 어려움으로 연구 기간 내에 유의미한 결론은 도출하지 못하였다. 우선적으로 황색망사점균의 배양 조건을 고려하여 연구 과정의 문제점을 보완하여 추가적인 연구를 할 필요가 있다. 주제어: 황색망사점균, 모델링, 프로그래밍, 최단경로
최근 NEO에 대한 관심이 많아지면서 많은 인공위성이 NEO 관측을 위해 발사되고 있다. 본 연구에 서는 이러한 인공위성의 궤도와 시야 방향을 최적화하였다. 감지할 수 있는 거리 함수를 시간에 따라 NEO와 지구의 궤도를 시뮬레이션하여 최초로 NEO가 감지되는 이각과 황위를 구하였다. 이 과정을 NEO에 대해 반복하여 NEO가 감지되는 확률 분포를 그리고, 확률이 최대가 되는 방향을 구하 였다. 인공위성의 궤도를 최적화하기 위해 태양동기궤도, 지구에 의해 태양빛이 가려지는 시간, 지구에 의해 시야가 가려지는 시간을 고려하였다. 장반경에 대해 나머지 요소를 최적화하고 가려지는 최소 시간 비율을 장반경에 대해 그래프를 그려 최적화된 장반경을 구할 수 있었다. 최적화된 시야와 궤도 요소로 인한 이점을 NEOSSat과 비교하였다. 주제어: 근지구천체(NEO), 고이심률 궤도, 궤도 최적화, 망원경 각도 최적화, 태양동기궤도
본 연구는 형상기억 합금을 이용하여 추가적인 에너지 사용을 하지 않는 태양추적 시스템 모델을 개발 및 기존 태양광 발전과의 효율을 비교하여 태양추적 시스템의 효용성을 보이고 더 나은 모델을 제시한다. 태양광 패널에 빛이 입사하는 각에 따른 발전량을 측정하여 각도 변화에 따른 발전량 효율 감소량을 실험해 형상기억 합금 태양추적 시스템의 필요성을 보인다. 형상기억 합금을 이용한 모델을 설계하고 직접 제작한다. 제작한 태양추적 시스템을 적용한 태양광 발전과 태양추적 시스템을 적용하지 않은 기존의 발전을 비교하여 태양추적 시스템이 태양광 발전의 효율증대에 기여할 수 있음을 보인다. 직접 제작하면서 느낀 바를 바탕으로 앞으로 모델에서 개선할 수 있는 점을 제시한다. Keywords: 태양추적 시스템, 형상기억 합금, 태양광 발전, 발전 효율
본 연구에서는 Cycloidal Propeller의 효율 개선을 위해 Wing Fence 구조와 Virtual Camber 효과를 고려한 날개 형상을 적용하는 방안을 모색하였다. Cycloidal Propeller는 회전축이 유체의 이동 방향에 수직인 유체 추진 장치로, 항공 및 수상 차량의 추진, 상승, 조종에 사용된다. 그러나 기존의 Cycloidal Propeller는 상대 곡률에 의해 전력 손실이 발생하는 문제가 있었다. 이에 본 연구 에서는 공력학적 장치인 Wing Fence의 원리를 도입하여 안정성 및 추력을 향상시키고, Relative Curvature 형상을 최적화하여 전력 손실을 줄이는 방안을 제시하였다. Computational Fluid Mechanics를 이용한 실험 결과, 새로운 구조와 형상이 적용된 Cycloidal Propeller는 기존 대비 효율 개선을 보였으며, 이는 향후 항공 및 수상 차량의 추진 시스템에 대한 새로운 접근 방법을 제공할 것으로 기대된다. 주제어: Cyclodial Propeller, Wing Fence, Virtual Camber, Computational Fluid Mechanics, 효율 개선
유글레나는 베타카로틴 등 각종 영양소가 풍부하여 미래의 식량으로 주목 받고 있어 유글레나의 특징을 정 확하게 알고 유글레나 대량 배양을 하는 것이 중요하다. 본 연구는 유글레나의 효율적인 대량 생산을 위해 최적화된 환경 조성을 구하고자 유글레나의 여러 환경에 대한 유글레나의 선호도를 연구해 보았다. 한쪽에 만 빛을 쬐여주고 양쪽에 먹이가 있는 상황에서 시간에 따라 유글레나의 이동 양상을 분석하여 유글레나의 독립영양방식, 종속영양방식에 대한 선호도를 구하였다. 이를 빛의 세기와 파장을 바꿔가면서 수행한 결과 유글레나를 대량배양시키기 위한 최적의 환경은 500lx 적색광에서 독립영양방식으로 배양시키는 것으로 확인되었다. 빛이 있을 때와 없을 때 유글레나의 활성 정도를 분석한 결과 빛이 있을 때 유글레나의 속력이 2 배 정도 빠르게 나와 독립영양생식이 더 효율적이라는 앞의 실험을 뒷받침 해준다. 유글레나 대량 배양의 효율은 (유글레나의 선호도)*(그 환경을 조성하는데 드는 돈)으로, 각 환경을 조성하는데 드는 돈을 계산하면 유글레나 대량 방식을 가장 효과적으로 하는 방법을 알아낼 수 있을 것이다. 주제어: 유글레나, 대량배양, 빛, 비교, 효율
자궁경부암은 여성에게서 네 번째로 흔한 암으로 2020년 전세계적으로 342,000명의 여성이 자궁경부암으로 인해 사망했다. 여러 연구에서 tetramethylpyrazine(TMP)의 대장암과 유방암 등에 대한 억제 효과가 확인되 었다. 선행연구에서 TMP가 일반적인 자궁경부 상피세포 Ect1에 대해서 독성을 나타내지 않았기 때문에 암세포주에 대한 효과를 검증할 가치가 충분하다고 여겨졌다. 본 연구에서는 TMP가 자궁경부암 세포주인 HeLa cell line에 대한 억제 효과를 탐구하기 위해 cell viability assay와 p53 단백질에 대한 western blot을시행하였다. 또한 다른 자궁경부암 세포주인 C33A cell line에서 밝혀진 TMP의 Hedgehog signaling pathway retardation 효과를 HeLa cell에서 관찰할 수 있는지 확인하기 위해 Hedgehog signaling pathway agonist인 purmorphamine과 TMP를 처리하여 wound-healing assay를 시행하였다. WTS-8 assay 결과 TMP 를 처리한 세포의 viability가 TMP dose-dependent한 manner로 감소하는 것을 확인할 수 있었고, western blot 결과 동일하게 p53의 발현량이 TMP dose-dependent하게 늘어나는 결과를 보였다. 또한 wound-healing assay에서 TMP가 cell migration을 억제하는 효과를 나타내었고, purmorphamine과 함께 처리하였을 때에는 억제 효과가 감소하는 것을 확인하였다. 결론적으로 TMP는 Hedgehog signaling pathway 억제를 통해 p53의 양을 증가시키는 것으로 생각되며 추후 Smo 등 Hh signaling pathway의 단백질에 대한 Western blot을 실시하여 작용 기전에 대해 확실하게 알 수 있을 것이다. 주제어: Cervical cancer, HeLa cell line, Tetramethlypyrazine, Hedgehog signaling pathway, p53-meditated apoptosis
본 연구에서는 1차 연구에서 시뮬레이션을 통해 확인한 돌기형 날개가 민무늬 날개보다 안정하다는 결과를 실제 풍동 실험을 통하여 검증하고자 하였다. 실험 결과, 돌기형 날개가 민무늬 날개보다 더높은 받음각에서도 유동박리가 일어나지 않는 것을 확인하였고 이를 통해 날개 전단부의 혹이 유동 박리를 지연시키고, 실속을 방지함을 알 수 있었다. 주제어: 혹등고래, 유동박리, 실속, 와류, 항력
이 문서는 큐티클의분리 방법을 시도하고 성분 추출에 대한 개선 방안과 큐티클코팅의 발수효과 검증, 이를 바탕으로 한 후속 연구에 대한 계획을 담고 있다. 식물 수분의 기화 방지 역할을 하는 큐티클층에 관심을 가지고 분리를 시도했다. 선택한 몇 가지 식물을 잘게 썰거나 갈아서 70%~80% 에탄올에 넣어 셀룰레이스를처리하여 반응시키고, 원심분리하여 큐티클성분을 추출하고자 하였다. 분리된 큐티클성분 용액을 2가지 방식을 통해 성질을 파악하여 발수코팅제로서의 적합성을 확인하 고자 하였다. 첫번째 방법은 유의미한 차이가 나타나지 않았으나 두번째 실험에서 코팅된 거름종이를 물이 통과하는데 걸린 시간이 증가함을 확인하여 발수 능력이 있음을 확인하였다. 주제어: 식물 큐티클 , 발수, 셀룰레이스