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현재 주로 태양 전지로 사용되는 물질은 납기반 페로브스카이트이다. 그러나 이러한 페로브스카이 트는 납을 기반으로 하므로 환경오염 등 문제가 생긴다. 따라서 비납계 태양 전지 소재로 사용되는 안티몬 칼코할라이드가 떠오르고 있다. 선행연구에서는 SbCl 3 가 수증기에 매우 민감하여 Glove box 안에서 수증기가 1ppm 미만으로 실험을 진행하였으나, 본 연구에서는 상온 상압에서 이를 제작하여 선행연구와의 차이점을 찾고 이를 바탕으로 각 물질의 특성을 살펴보고자 한다. 주제어: 안티몬 칼코할라이드, 페로브스카이트, 납, 태양전지, 환경오염
본 연구에서는 물고기는 수염과 옆줄이라는 감각기관을 통해 주변 물의 흐름을 파악한다. 그 중에 옆줄은 물고기 표면에 다수 분포하며 이 옆줄에서 다수의 압력값의 조합을 통해 운동을 느낄 수 있다. 물고기가 옆줄을 통해 입력받은 압력값을 통해 주변 환경에 맞춰 나가는 것을 잠수함이나 수중 로봇에게 대입하기 위하여 3D모델링을 이용해 물고기와 비슷한 형체의 모형을 제작하였다. 그 후, 풍동실험장치를 통한 각 방향에서의 압력값을 바람과 물고기 모형의 각도를 변화시키면서 입력받고 그래프로 표현하였다. 주제어 : 물고기 옆줄
여러 초음파들이 한 곳에 보강간섭을 이뤄 항력을 가하게 되면 우리 손은 이를 촉감으로 느낄 수 있다. 본 연구에서는 PCB에 다양한 소자들을 연결한 후, 초음파 트랜스듀서를 16*16 형태로 배열한 회로를 제작하고, FPGA를 통해 초음파 트랜스듀서의 작동 순서를 조절하는 시뮬레이션을 통해 한 지점에 보강간섭을 일으켜 가상 촉감을 재현하고자 했다. 최종적으로 파스코 장비를 통해 폭신폭신한 가상 촉감을 구현하기 위한 최대 항력의 세기와 손으로 누른 깊이에 따른 항력의 세기의 관계를 구해 거리에 따라 항력의 세기를 조절함으로써 폭신폭신한 촉감을 재현하는 것이 연구의 목적이다. 핵심 용어: 초음파, 가상 촉감, 폭신폭신함, 보강간섭, 항력
컴퓨터의 성능이 상승하며 소모하는 전력도 덩달아 증가하고 있다. 이러한 변화로 컴퓨터의 냉각을 기존 공랭에서 수냉으로 변경하는 경우가 많다. 이 연구에서는 수냉쿨러의 배치에 따른 유속과 온도의 변화를 측정하였다. 펌프가 다른 부속보다 위에 위치한다면 기포가 발생하여 유체의 흐름을 방해할 것이라는 가설을 세우고, 라디에이터의 위치를 변경하며 실험하였다. 실험 결과, 펌프가 가장 위에 있는 경우에만 온도와 유속이 유의미하게 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, 라디에이터를 세워서 배치한 경우에서 라디에이터의 최고점이 펌프보다 높다면 성능에 큰 영향을 미치지 않는 것을 관찰하였다. 이 연구는 수냉쿨러의 최적의 배치를 찾는데 도움이 될 수있을 것이다. 핵심 용어: 수냉(수랭), 펌프, 라디에이터, 냉각기
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 다양한 산업 분야에서 응용되며 시장 규모가 커짐에 따라 생물권으로 누출된 폐플라스틱 문제가 커지고 있다. 해양으로 버려진 플라스틱 폐기물은 바다생물들이 섭취하고 생태계의 순환을 통해 인간의 건강을 위협하기도 하고 소각, 매립된 PET는 환경오염의 문제가 되기도 한다. 이러한 이유로 PET를 생분해하기 위한 효소, 특히 PETase 개발이 적극적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존에 존재하던 PETase와 벡터를 주문해서 직접 대장균을 길러낸 PETase를 이용해 플라스틱을 분해하여 활성을 비교하였다. 주문한 벡터를 배양하고 SDS-PAGE로 PETase가 발현되었음을 확인하였다. 기존의 PETase 보다 본 연구의 PETase가 PET film에 더 많이 분해했을 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 본 연구에서 발전 시켜 PCR을 진행하거나 XL-1 균주를 이용하고 PET 분해의 산물을 분해할 수 있는 효소를 넣는다면 더 나은 결과를 만들어 낼 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: PET(Polyethylene terephthalate), PETase, 플라스틱 분해(plastic degradation), 효소(enzyme)
현존하는 포장재는 자연에서 쉽게 분해되지 않아 환경 오염의 요인 중 하나로 간주되기도 한다. 이를 극복하기 위하여 뮤신과 겔화제를 이용해 친환경적 포장재를 제조하려 한다. 여러 겔화제인 카라기난, 팩틴, 한천을 뮤신 용액과 섞어 제조한 필름, 전기 방사기를 사용해 제조한 필름, 마지막 으로 알긴산 나트륨 용액과 염화 칼슘 용액을 Cross-linking하는 과정에 뮤신을 포함시켜 제조한 필름을 재료 시험기를 통한 인장 강도 측정, 증류수에 담근 뒤 무게 변화를 통해 알아본 방수 특성, 해수 환경에서의 분해 여부를 확인하였다. 이러한 과정을 통해 제조한 필름이 포장재로서 적합한지 여부를 판단하였다. 주제어: 뮤신, 겔화제, 포장재, 친환경
본 연구는 음식물이 부패하는 과정에서 나오는 기체를 통해 부패 여부를 확인할 수 있는 장치를 고안하는 데 그 목적이 있다. 전체적인 장치의 기본 틀은 풍동 기관을 참고하여 주문 제작하였고, 풍동 실험 장치 내부에 넣을 필터로 활성탄 필터를 사용하였다. 활성탄 필터에 우리가 코팅하기로 선정한 용액인 탄산 나트륨과 아세트 산나트륨 수용액을 각각 다른 농도로 코팅시켜 실험에 사용하 였으며, 추후 염산을 도포하여 같은 실험을 반복하였다. 실험 과정은 풍동 실험 장치 끝에 암모니아 수를 넣고 특정 시간 동안 증발시킨 후 농도를 측정하고, 필터를 사용하여 기체를 흡착시킨 이후 반대쪽에서 기체의 농도를 다시 측정하였다. 측정한 두 농도 값의 차이를 통해 우리는 기체가 흡착 되었음을 확인하였고 FE-SEM, EDS 분석을 통해 실제로 기체가 흡착되었는지 확인하였다. 주제어: 부패, 암모니아, 첨착 활성탄 필터, 풍동 장치
본 연구는 해수 담수화 기술 중 정삼투와 침전을 활용한 새로운 방법을 제시하기 위해 진행되었다. 여러 지역의 물 부족의 해결 방안으로 주목받는 해수 담수화의 문제점이던 높은 에너지 소모율, 환경 파괴 등을 개선하기 위해 정삼투와 침전을 활용하였고, 유도 용액으로 염산, 침전을 위해 산화 은을 사용하면서 해수 담수화의 과정을 재현하면서 각 과정의 효율, 반응 진행 정도 등의 수치를 분석했다. 연구 결과 정삼투와 침전을 활용했을 때의 특징과 장단점을 밝혔으며 추가적인 연구를 통해 에너지 소모, 환경오염 등의 기존 해수 담수화 방법의 문제점 개선 방법을 찾아볼 수 있었다. 주제어: 해수 담수화, 삼투현상, 앙금, 침전
본 연구는 태양광을 흡수하여 표면의 손상을 자가치유할 수 있는 유기광열소재를 합성한 후, 다양한 환경에 노출시켰을 때 흠집의 회복 정도를 알아보고, 시험한 물질의 장점과 한계점을 파악하여 성능을 개선할 수 있는 방안을 마련하고자 한다. 중간물질 BTMPS-HMDI를 제조한 후 EG, TEG, PEG를 조작 변인으로 하여 가교제를 합성했다. 수득한 가교제를 분쇄, 자연경화 레진과 혼합해 소재를 제조했다. 이후 일정한 길이의 흠집을 내고, IR과 UV를 조사하는 순서를 조작하여 회복되는 정도를 관찰하여 분석했다. 그 결과 BTMPS-HMDI-TEG는 실패, BTMPS-HMDI-PEG는 자가치유 능력 없음, BTMPS-HMDI-EG는 자가치유 능력이 있음을 확인했고 IR은 자가치유 가능, UV는 가교제 파괴의 역할을 함을 확인하였다. 주제어: 유기광열소재, 자가 치유, 변형, 태양광, 힌더드 유레아(hindered urea)
본 연구에서는 사륜 자동차 모델의 바퀴 반지름 변화와 축 간 거리 변화, 장애물의 각도 변화를 고려한 장애물 상황에서의 차체의 안정도 분석 및 에너지 손실을 탐구한다. 장애물을 지날 때 차체가 받는 에너지 변화 및 충격량을 이론적으로 계산하여 바퀴 질량, 차체 질량 등으로 이루어진 유의미한 식을 이끌어 내었으며 통제 변인과 조작 변인을 설정하고, 각각의 경우에 따른 최대 가속도 측정 및 장애물을 지난 이후의 충격력을 계산하는 실험검증을 기반으로 연구를 진행하였다. 또한, 실험 결과를 통해 차체에 영향을 주는 다양한 요인들의 변화에 따른 그 안정성과 효율성에 대해서 알아보았다. 단위 질량당 압력과 가속도는 반지름과 큰 관련이 없고, 장애물의 경사 각도 및 바퀴축간 거리와는 압력이 각각 비례와 반비례 관계가 나타난다는 것을 실험을 통해 정량적으로 관찰할수 있었다. 주제어: 바퀴, 굴림 운동, 반지름, 역학적 에너지 손실, 충격량
하이드롤릭 점프란 개방된 채널을 따라 흐르는 유체의 교란으로 인해 수위가 상승하는 유동 현상 이며 이 과정에서 큰 에너지 손실이 일어난다. 댐은 많은 물이 이동하는 과정에서 손상을 가져오는 문제가 있다. 문제의 해결을 위해 하이드롤릭 점프의 큰 에너지 손실률을 이용하는데, 이에 본연구에서는 하이드롤릭 점프를 일으키는 유체의 운동을 분석하는 모델을 만들고 이를 이용해 에너지 손실을 최대화하는 조건에 대해 연구했다. 그 결과, h1=4.436mm에서의 에너지 손실이 최대 이고, 경사각은 하이드롤릭 점프를 잘 일으키기 위한 요인으로 생각해 tan0=1.2인 경우에서 하이드롤릭 점프를 일으키기 쉽다는 결론을 냈다. 결론에 대해 실험값과 상사 법칙, CFD와의 비교를 통해 모델이 실제 댐에서도 사용될 수 있다는 타당성을 보였다. 주제어: 하이드롤릭 점프, 수두 손실, 프루드 수, 상사 법칙, CFD
본 연구를 통해 새로운 형태의 발전기인 와류를 이용한 전자기 유도 발전기를 개발한다. 인위로 파도를 제작하여 발전기의 전자기 유도 가능성 및 성능을 파악한다. 이를 위해 시뮬레이션 프로그 램을 이용하여 수치를 구하고, 직접 계산해 본다. 이후 카본 로드의 길이, 수심, 발전기의 모양 등발전기의 구조 및 주변 환경을 조작하며, 발전기의 전력을 비교하여 최적의 발전기 구조 및 환경을 탐색한다. 주변에 부딪힐 물체가 없는 바다에서 쉽고 편하게 에너지를 설치할 수 있으며, 이는 다른 발전 방법보다 전력 생산 중 공해가 적고, 친환경적 에너지를 편리하게 사용할 수 있다는 의의가 있다. 주제어: 와류, 에너지 발전, 전자기 유도