연도별 연구과제 12 페이지첫페이지로 이동

2050 탄소 중립 실천을 위하여 생활권 녹지 조성이 주목받고 있다. 지피식물 중 구절초는 기르기 쉽고, 단위 면적당 연간 탄소 흡수량이 많아 화단 및 옥외 정원에 사용된다.
본 연구에서는 식물생장 촉진 근권 미생물의 접종이 구절초의 생장을 촉진하고, 광합성 능력을 증가시켜 녹지 조성과정에서 구절초의 이산화탄소 흡수량을 증가시킬 수 있는 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 학교 인근 큰금계국 군락지의 근권에서 채취한 미생물을 순수분리한 후 옥신 (IAA) 생성능이 높은 균주와 불용성 인산 가용화능이 높은 균주를 선별하였다. 이 후 선별한 균주들을 토양에 처리하고, 구절초의 생장과 광합성능의 변화를 측정하였다. 연구 결과, 2주라는 짧은 시간임에도 Burkholderia stabilis과 Caulobacter sp을 함께 접종한 경우에서 구절초의 생장과 광합성 능력이 증가하였음을 확인하였다. 현재 장기간 재배 시의 생장과 광합성 능력을 측정하기 위해 연구가 진행 중이다.

주제어: 구절초, 지피식물, 근권미생물, 식물 생장 촉진, 탄소 흡수

해수를 순환시키지 못하는 육상 양식장은 주기적으로 배출수를 배출한다. 오염물 제거 과정이 존재하지만 NH+4, PO3-4와 같은 이온과 유기 오염물이 배출수에 포함된다. 이런 이온과 유기 오염물은 연안에 부영양화를 일으키는 등 환경에 악영향을 미친다. 따라서 본 연구는 전기산화법과 제올라이트를 동시에 사용해 오염물 제거 효과를 상호보완하고, 양식장 배출수를 처리하는 과정을 제시하고자 한다. 전기산화법, 제올라이트 실험을 각각 시행해 오염물 제거 효과를 확인하고두 방법을 융합하여 최종적 결과를 도출하였다. 실험 결과 단독적으로 오염물 제거 방법을 사용 하였을 때와 융합하여 사용했을 때 모두 유의미한 제거 결과가 도출되었고, 상호보완성 또한 나타났다. 본 연구를 활용할 시 양식장의 수질 정화 과정을 발전시키리라 기대한다.

주제어: 양식장 배출수, 전기산화법, 제올라이트, 화학적 산소 요구량(COD), 영양염(N, P)

미세플라스틱 노출 시간에 따른 생체 축적 정도와 패류에 미치는 영향에 대한 실험을 진행했다.
첫 번째 실험은 수조에 해수 15.5L를 넣고 형광 폴리스타이렌 미세스피어 4mL를 넣었다. 그리고 전복, 굴, 가리비, 바지락을 각각 6개씩 투입하여 5일간의 변화를 관찰하고, 하루 간격으로 패류를 해부하여 내장 속 미세플라스틱의 양을 확인했다. 그리고 두 번째 실험은 해수 0.5L에 1mL의 형광 폴리스타이렌 미세스피어를 넣었다. 그리고 전복, 가리비를 넣어 12시간 간격으로 관찰해 내장 속 미세플라스틱의 양을 확인했다. 본 연구를 통해 어떤 패류가 미세플라스틱을 잘 흡수하는지 그리고 미세플라스틱 노출 시간에 따른 패류의 생체 축적 정도를 알 수 있다.

주제어: 패류, 형광, 폴리스타이렌 미세스피어, 미세플라스틱, 형광현미경

본 연구는 여러 단열재를 이용하여 보온병의 마개를 직접 제작해 보온병 내부 물의 온도변화를 근거로 삼아 어떤 단열재가 보온성이 뛰어난 지 또한 온도변화(열 손실)에 대해 가장 큰 영향을 줄 것이라 예상하는‘열전도도’가 정말 온도변화에 가장 큰 영향을 미치는 요인인지를 확인한다.

주제어: 보온병, 열전도 법칙, 단열재, 열전도도

오랜 시간 걸은 후 신발 속에 모래가 들어있는 것은 일상적인 현상이다. 이를 보고 모래가 어떻게 발목 근처까지 튀어 올라 신발 속으로 유입되는지 의문을 가져 연구하게 되었다.
실험 전, 신발이 사분원을 그리며 떨어지는 장치를 제작해 튀어 오른 모래가 신발 쪽으로 흔들리며 이동함을 발견했다. 이후 튀어 오른 모래가 보행 동작에서의 와류로 의해 신발 속으로 들어간다고 가설을 세웠다.
실험 과정은 다음과 같다. 걸음 묘사 장치를 제작해 모래의 운동을 초고속 카메라로 분석했다. 또한 풍동 기기로 촬영하여 보행 동작에서 생성되는 와류를 분석하고, 가시적 데이터로 산출했다. 실험 후엔 CFD를 활용해 와류의 측정값들을 얻어 결과의 타당성을 입증했다.
연구 결과, 가설과 같이 뒤쪽에서 튀어 오른 모래가 보행 과정에서 생기는 와류에 의해 유입됨을 증명했다.

주제어: 모래, 유체역학, 와류, 풍동, CFD(전산 유체 역학)

Kaye Effect는 샴푸와 같이 점성이 있는 비뉴턴 유체를 바닥면으로 떨어뜨릴 때 쌓여있던 유체 에서 jet가 발생하며 튀어오르는 현상이다. 본 연구는 아직 원인이 정확하게 밝혀지지 않은 Kaye Effect의 원인과 이에 영향을 미치는 변수에 대한 가설을 설정하고 이를 탐구하는 것을 목적으로 한다.
본 연구에서는 유체의 점도 또는 유체가 떨어지기 시작하는 높이 등의 변수와 Kaye Effect의 관계를 분석하고, 이를 관찰하면서 Kaye Effect에 대한 가설을 세워 이를 확인하기 위한 실험을 진행 한다. 이러한 연구를 통해 Kaye Effect의 원인을 분석하고 난제의 해결에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

주제어: Kaye Effect, 비뉴턴 유체, 점탄성, 전단력(Shearing Force)

본 연구는 날개 없는 풍력발전기 구조물의 모양에 따른 와류 형성과 발전효율에 관하여 연구하였다. 기존의 날개 없는 풍력발전기의 구조물과 다른 다각형 구조물들을 만들어 와류의 특성 및 발전 효율을 비교하였다. 기존의 원기둥 형태의 날개 없는 풍력발전기의 발전효율을 향상시키기 위해서 구조물의 모양에 따라 생기는 와류의 특성을 분석하여 구조물 뒤쪽에 생기는 와류의 크기와 세기를 비교하고, 바람의 방향에 수직한 방향으로의 진동과 구조물의 진동이 공명을 이루어 더 많은 진동 함을 이용하는 데에 있어서 각 구조물의 와류에서 분석한 데이터를 바탕으로 와류에 따른 진동에 의한 실제 발전 정도를 측정하여 와류 형성과 실제 발전의 상관관계를 분석하였다. 또한 구조물의 움직임을 바람의 방향에 수직한 방향이외에 바람의 방향으로도 분석하였고, 이를 통해 구조물의 모양에 따른 항력의 크기와 발전효율을 확인해볼 수 있었다.

주제어: 날개없는 풍력발전기, vortex shedding, 구조물의 모양에 따른 와류, 구조물의 모양에 따른 발전, 와류

본 연구는 루빅스큐브 속 수학적 원리와 군 이론을 원래의 암호체계를 접목하여 현 암호체계보다더 우수한 부분이 있는 암호 체계를 개발하는 것을 목적으로 한다.
본 연구는 루빅스큐브의 분석을 위해 큐브의 회귀 원인을 수학적으로 분석하였고 nxnxn 큐브의 불가능한 배열의 수를 점화식으로 표현하였으며 비대칭키 암호의 개발을 위한 경로함수를 정의하였다. 또한 군 이론의 치환을 통해 큐브의 회전을 단순화시켰고 대칭키의 암호화를 연구하였다. 연구 결과 큐브의 많은 배열과 회전을 활용해 다양한 종류의 대칭키 생성이 가능한 대칭키 암호를 개발 하였고 이를 통해 시저 암호의 단점을 보완한 암호를 만들 수 있었다.

본 연구는 양자 컴퓨팅이 실용화되어 기존의 암호 체계인 RSA 암호가 위협받는 근미래에서도 해독이 어려운 암호 체계를 구축하기 위해 시작되었다. 우리는 5차 이상 방정식의 근의 공식을 구할수 없다는 갈루아 이론을 활용해 공개키 암호를 연구하였다. 공개키는 2m개의 n차 방정식으로 설정하였으며(n, m은 상수), 개인 키는 위 방정식들의 공통근 a로 설정하였다. 컴퓨터는 공개 키를 통해 특정 조건 내에서 위 방정식들의 조합으로 만들 수 있는 모든 h(x)를 암호문 P를 포함해 공개한다. 이때 개인키로 h(x)에 a 를 대입하여 나올 수 있는 함숫값을 조합(Combination)을 활용한 판별 과정을 통해 P를 알아낼 수 있다. 또한 이 암호 체계에서 다양한 방법을 통해 경우의 수를 지수적으로 확장할 수 있는 방안을 연구하였다. 때문에 우리의 암호 체계를 통해 기존 암호보다 더 보안성 있으며, 다른 암호와의 융합을 통해 양자 컴퓨팅에 대응할 수 있는 현대 암호의 일부가 될 것이다.

주제어: 양자 컴퓨팅, 갈루아 이론, 공개키 암호, 조합, 구글 코랩

우리나라 한해 교통사고의 절반에 달하는 수가 교차로에서 발생하며, 교통사고 사망자의 3분의 1이 넘는 수가 교차로 교통사고에서 나온다. 또한, 우리나라의 모든 교차로는 적신호시 우회전 허용으로 운영되고 있다. 따라서 보행자는 녹색 신호에도 차량을 피해야 하고 우회전 차량은 인접한 횡단보도에 대한 시야 확보에 어려움이 있다. 때문에 보행자의 안전을 위해 교차로를 개선할 필요를 느껴 본 연구를 진행하게 되었다. 본 연구는 보행자에게 안전한 개선된 교차로를 제시하는 것을 목적으로 한다. 교통 시뮬레이션을 이용하여 여러 변수가 교차로 교통사고에 영향을 미치는 경향성을 파악하여 변수에 대한 위험성을 줄이는 방법으로 연구를 진행하였다. 본 연구를 통해 파악한 변수의 경향성을 이용하여 교차로의 구조를 개선한다면 중점적으로 개선한 변수의 영향을 줄여 교차로 보행자 교통사고를 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 교차로, 보행자 안전, 신호체계, 정지선

본 연구는 화석 연료의 고갈을 앞두고 신재생 에너지의 관심이 높아지는 사회에서 수소 에너지의 발전 가능성과 전망에 주목하며, 그린 수소 생산의 효율을 높일 수 있는 촉매에 대해 연구하였다.
현시점에서 그린 수소를 생산하는 데에는 이론상 필요한 전압의 약 50%의 과전압이 발생하는데, 이는 곧 그린 수소 생산의 효율 저하로 이어진다.
본 연구에서는 이상의 문제들에 유용한 정보를 제공하기 위해 탄소 나노 튜브라는 물질에 주목한다. 탄소 나노 튜브와 아울러 철과 니켈을 사용해 두 금속이 OER 촉매에서 수소 생산에 큰 영향을 주는지에 대해 알아보았다. 철과 니켈 금속을 이용한 OER 촉매의 전기화학적 활성도를 비교하여 평가한 결과, 철을 이용하여 제작한 촉매의 활성 정도가 가장 높음을 알 수 있었다.

주제어: 그린 수소, 전극, 촉매, 탄소나노튜브

소행성의 자전운동 특성을 분석하여 소행성의 모양 및 자전축을 알기 위한 연구임. 세종시의 광해와 세종과학예술영재학교 천문대의 망원경의 한계등급을 분석하여 관측하기 위한 최적의 소행성을 결정하여 광도곡선을 찾고, 알려진 광도곡선과 비교하여 방법을 검증함. 29번 소행성과 123번 소행 성을 촬영하여 광도곡선을 그리고, 기존에 알려진 광도곡선과 비교함. 유사한 광도곡선이 나타난 것으로보아 세종과학예술영재학교의 천문대에서 소행성 관측이 가능하며, 그 결과가 과학적으로 유의 미한 것을 알 수 있음.

주제어: 소행성, 자전주기, 광도변화