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연도별 연구과제

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  • 번호: 268
  • 연도: 2020
  • 분야: 생물
  • 연구주제: Lactobacillus 와 Eubacterium의 증식에 천연추출물이 미치는 영향
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연구주제 국문:Lactobacillus 와 Eubacterium의 증식에 천연추출물이 미치는 영향 연구주제 영문:Effect of Natural Extract on the Growth of Lactobacillus and Eubacterium
작성자 국문:김준형ㆍ류호진 / 경북과학고등학교 작성자 영문:Jun-hyung KimㆍHo-jin Ryu / Gyungbuk Science High School
초록:

= 지정주제형 R&E =


세계의 산업화와 이에 따른 식단의 서구화로 인하여 현대인들이 비만 유병률이 증가하고 있다. 비만은 신체에 여러 가지 합병증을 불러옴으로써 신체에 악영향을 미친다. 이에 따라 비만은 현대인들이 해결해야 할 중요한 문제가 되고 있다.  본 연구는 비만의 원인중 하나인 장내 균총의 구성의 문제를 해결하는데 이바지하기 위해서 진행되었다. 본 연구에서 일상에서 쉽게 구할 수 있는 식품인 오미자와 표고버섯이  비만을 억제하는 균인 Lactobacillus acidophilus와 비만을 유발하는 균인 Eubacterium limosum의 증식에 끼치는 영향을 확인해보았다. 오미자 추출물과 표고버섯 추출물을 두 균주의 배지에 농도 별로 희석하여 접종한 후 결과를 확인하였다. 오미자 추출물은 Lactobacillus acidophilus의 증식에 영향을 끼치지 않고  Eubacterium limosum의 억제에 강한 효과를 보였다. 표고버섯의 경우에는 두 균주 모두에게서 약한 억제 효과를 보였다. 위를 바탕으로 오미자는 표고버섯보다 더 높은 비만 유병률의 감소 가능성을 기대 할 수 있다.



▪ 주제어: Lactobacillus acidophilus, Eubacteririum limosum, 장내 균총, 표고버섯, 오미자 


  • 번호: 267
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: Digitonin이 결합된 탄소 양자점을 이용한 동맥 경화반 이미징
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연구주제 국문:Digitonin이 결합된 탄소 양자점을 이용한 동맥 경화반 이미징 연구주제 영문:Bio-imaging lipid plaque with digitonin attached carbon nanodots
작성자 국문:김지한ㆍ박영민ㆍ한서진 / 경기북과학고등학교 작성자 영문:Jihan KimㆍYoungmin ParkㆍSeojin Han / Gyeonggibuk Science High School
초록:

= 지정주제형 R&E =


탄소양자점은 신체 무독성과 광안정성을 나타내는 물질이다. 동맥경화반을 이미징할수 있도록 콜레스테롤에 대한 선택성을 보이는 사포닌인 digitonin이 결합된 탄소양자점을 합성하려고 하였다. 실험의 개요는 선행논문(A. Shanti Krishna, 2015)을 참고하였으며 다음과 같다. 글리세린, PEG diamine, 시트르산을 가열하여 탄소 양자점을 얻은 후

아디프산 0.013M 용액과 반응시켜 아디프산을 담지시킨 후 같은 방법으로 digitonin과 반응시켜 digitonin이 결합된 탄소양자점(CDDG)을 얻는다. 환경적 제약에의해 아디프산이 담지된 탄소양자점의 합성까지 실험을 진행하였고 형광특성 및 합성물에 대한 엄밀한 분석을 하지 못하였다는 한계를 가진다.


▪ 주제어: 탄소양자점, 디기토닌, 동맥경화반, 콜레스테롤, 형광


  • 번호: 266
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: Sodium Channel 활성을 이용한 Aconitine의 검출방법에 대한 연구
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연구주제 국문:Sodium Channel 활성을 이용한 Aconitine의 검출방법에 대한 연구 연구주제 영문:A Study on the Detection Method of Aconitine Using Sodium Channel Vitality
작성자 국문:박수호․여효련․우찬우․정유민 / 인천과학예술영재학교 작성자 영문:Park Suho․Yeo Hyoryeon․Woo Chanwoo․Jung Yumin / Incheon Academy of Science and Arts
초록:

풍, 관절염, 신경통 등을 치료하는 데에 쓰이는 한약재인 초오에 함유된 Aconitine에 중독될 경우, 적절한 시기에 치료받지 못하면 사망에 이르게 된다. 현재 Aconitine는 UV-Vis 기기를 이용하여 검출하고 있다. 그러나 이 검출방법은 전문 기기를 요할 뿐더러 인명피해가 이어지는 상황에서 도움이 되지 못한다. 본 연구에서는 선행연구 재현 및 타조알 난각막의 Sodium Channel을 이용한 Aconitine의 새로운 검출 방안에 대하여 연구하였다. 본 연구는 얇게 추출한 타조알 난각막과 아크릴 챔버를 사용하여, 농도 차가 나는 NaCl 수용액을 양 측 용기에 부은 후 Aconitine의 존재 유무에 따른 용액의 농도 변천을 비교하여 Aconitine의 유무를 알아내고자 한다. 연구를 통해 새로운 검출법의 유효성을 확인할 수 있었으며, 추가적인 실험을 통해 이러한 검출법을 확장시키고자 한다.


▪ 주제어: Aconitine, Sodium Channel, UV-Vis, Ussing Chamber

  • 번호: 265
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: 탄닌과 구리(Ⅱ) 착화합물 염료를 이용한 염색 특성 개선
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연구주제 국문:탄닌과 구리(Ⅱ) 착화합물 염료를 이용한 염색 특성 개선 연구주제 영문:Improving properties of natural dyeing using tannin andcopper(Ⅱ) complex compound
작성자 국문:김결․김소연 / 세종과학예술영재학교 작성자 영문:Gyol Kim․Soyeon Kim / Sejong Academy of Science and Arts
초록:

천연 염색은 매염 처리 등으로 인해 과정이 복잡하다는 것이 문제점으로 제기된다. 개선 방안으로는 안토시아니딘과 구리의 착화합물을 형성시켜 염색하는 방법이 연구되었으나(이광우, 2010), 탄닌에 대해서는 알려진 바가 없다. 따라서, 본 연구는 탄닌과 구리의 착화합물을 염료로 사용하여 염색하는 방법이 기존 방법을 대체할 수 있는지를 검증하였다. 우선 홍차에서 추출한 탄닌 성분으로 탄닌-구리 착화합물을 형성시켜서 침전물을 얻었다. 실험군은 고체 침전물로 염색한 피염물, 대조군은 기존 매염 방법으로 염색한 피염물이다. 색차 측정결과 고체 침전물로 염색한 것은 선매염, 후매염법에 비해서 균염성이 낮았지만, 동시매염법보다 유의미한 수준 개선된 결과를 얻었다. 고체 침전물의 용해도를 높이기 위해 아세트산을 용매로 사용하여 농도를 변화시켰고, 색차가 가장 낮은 25%(v/v) 아세트산 수용액을 선정하고 기존 방법과 비교하였다. 이는 염착량과 균염성이 균형을 이루었을 뿐 아니라 기존 방법에 근접한 성능을 보였다. 탄닌의 특성인 자외선 차단 효과 역시 유지되므로 탄닌-구리 착화합물을 염료로 사용하여 염색 과정을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.


▪ 주제어: 탄닌, 구리 매염, 착화합물, 아세트산 수용액, 천연 염색

  • 번호: 264
  • 연도: 2020
  • 분야: 물리
  • 연구주제: 변화구를 한눈에 읽다 - τ의 정의를 통한 변화구의 물리적 해석
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연구주제 국문:변화구를 한눈에 읽다 - τ의 정의를 통한 변화구의 물리적 해석 연구주제 영문:Understanding a curve ball - Analyzing the Curve ball's movement with the new definition of τ
작성자 국문:박태우ㆍ정찬욱ㆍ박성원 / 경남과학고등학교 작성자 영문:Tae-Woo ParkㆍChan-Uk JeongㆍSeong-Won Park / Gyeongnam Science High School
초록:

= 지정주제형 R&E =

 

투수들의 실력을 가늠하는 대상이 되는 변화구는 현재 다양한 방식으로 분석이 이뤄지고 있다. 하지만 변화구의 위력을 판단하려면 타자에게 얼마나 까다로운 지를 보아야 하는데 이를 정량적으로 다루는 방식은 제시되고 있지 않다. 우리는 타자가 공을 인식하는 최종 시간이 0.23초라는 점에 착안, τ라는 새로운 상수를 도입하여 이를 척도로써 개발하고자 했고, 3가지 정의를 고안하였다. 이후 실험을 통하여 이 중 어떤 정의가 가장 실용적인지를 확인하고, 실험 데이터를 활용해 공의 마그누스 효과에 의한 영향과 최종적으로 정의한 τ가 선형적인 관계임을 보임으로써 상수의 실효성을 검증해냈다. 이는 더 많은 실험을 거친다면 실전에서도 충분히 도입 가능할 것으로 보인다.


▪ 주제어: 변화구, 궤적 분석, 마그누스 힘, 스포츠과학


  • 번호: 263
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: 침지식 커피의 추출 조건에 따른 커피의 구성성분 변화
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연구주제 국문:침지식 커피의 추출 조건에 따른 커피의 구성성분 변화 연구주제 영문:An relationshipequation between the conditions of extraction of brewed coffee and caffeine concentration
작성자 국문:이수현․윤수혁․이세진․이윤수 / 세종과학예술영재학교 작성자 영문:Lee Suhyun․Yoon Suhyeok․Lee Sejin․Yi Yunsu / Sejong academy of science and arts.
초록:

본 연구는 시중 판매되는 커피에 카페인 함량이 정확히 표기되지 않은 점을 문제점으로 삼아 추출 조건에 따라 카페인이 추출되는 비율을 계산식으로 유도해보려는 목적으로 진행되었다. 추출 시 온도는 거의 일정한 것을 고려하여 추출 시간과 추출하는 원두의 굵기를 조작 변인으로 삼아 실험을 진행하였다. 다양한 추출 조건에서 추출한 커피를 HPLC를 활용하여 농도를 분석해 카페인 함량을 알아내었다. 이에 따라 커피 속 카페인 함량은 추출 시간의 영향을 받지만 추출하는 원두의 굵기와는 거의 무관한 것으로 나타났다. 따라서 추출비는 추출 시간에 대한 로그함수로 나타난다는 것을 확인하였다.


▪ 주제어: 카페인, 추출, HPLC

  • 번호: 262
  • 연도: 2020
  • 분야: 물리
  • 연구주제: OFET 시뮬레이션을 활용한 폐기물 속 유기물의 OLED 활용가능성에 관한 연구
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연구주제 국문:OFET 시뮬레이션을 활용한 폐기물 속 유기물의 OLED 활용가능성에 관한 연구 연구주제 영문:A Study on the Applicability of Organic Materials in Waste to OLED Using OFET Simulation
작성자 국문:박영제ㆍ강서현ㆍ정수진ㆍ서다경ㆍ배현우 / 인천진산과학고등학교 작성자 영문:Youngje ParkㆍSeohyeon KangㆍSujin JungㆍDakyeong Seo, Hyunwoo Bae
초록:

= 지정주제형 R&E = 


본 연구에서는 OLED(Organic Light Emitting Diodes)의 유기 발광재료를 폐기물 속 물질로 대체함으로써 경제성과 환경성을 높인 OLED를 제안하고자 하였다. 기본적인 발광 조건을 갖춘  공액구조를 지니면서 식물 폐기물로부터 얻을 수 있는 porphyrin과 페인트 폐기물로부터 얻을 수 있는 phthalocyanine을 연구 대상으로 선정하였으며, UV lamp를 통해 발광 여부를 확인하고 발광이 확인되지 않은 물질에 대해 OFET simulation 프로그램을 실행하여 발광 효율과 원인을 분석하였다. OFET simulation에 필요한 데이터 수집을 위해 UV-vis로 유기물질의 bandgap을 측정하였으며, simulation 결과를 통해 육안으로 발광을 확인 할 수 없었던 이유를 에너지 밴드 갭과 연관 지어 추론하였으며, 전하밀도를 비교하여 발광층으로서의 가능성을 판별하였다. 본 연구 통해 Mg-porphyrin과 Co-porphyrin, In-phthalocyanine, Si-phthalocyanine이 차세대 OLED 유기 발광재료로 활용될 수 있음을 확인하였으며, phthalocyanine과 달리 물질 자체로 존재하지 않는 porphyrin의 경우 직접을 식물로부터 추출해봄으로써 식물폐기물로부터 직접적인 활용가능성을 증명하였고, 그 과정에서의 경제성도 입증할 수 있었다.


▪ 주제어: OLED, semiconductor, OFET simulation, porphyrin, ptholacyanine


  • 번호: 261
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: 은 나노입자를 활용한 친환경적 항균 필름 만들기
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연구주제 국문:은 나노입자를 활용한 친환경적 항균 필름 만들기 연구주제 영문:Making Environmentally Friendly Antibacterial Films Using Silver Nanoparticles
작성자 국문:강현영, 우승희 / 세종과학예술영재학교 작성자 영문:Hyunyoung Kang, Seunghee Woo / Sejong Academy of Science and Art
초록:

최근 신종코로나바이러스의 영향으로 항균 필름의 사용이 급격히 증가하고 있다. 우리는 친환경적인 측면도 고려하여 기존의 항균 필름보다 항균효과가 뛰어난 필름을 만드는 데 목적을 두고 연구를 진행하였다. 나노입자를 만드는데 사용되는 추출물의 종류에 따른 항균효과를 비교해보고 은 나노입자와 구리 나노입자의 비율에 따라 달라지는 항균효과를 분석했다. 항균효과는 페이퍼디스크법을 이용하여 그람음성균인 E.coli와 그람양성균인 S.aureus 각각에 대해 나타나는 클리어존의 크기를 측정하여 비교하였다. 이를 통해 가장 뛰어난 항균효과를 가진 용액을 선정했다. 또, 아가(한천)와 글루텐을 이용하여 필름을 제작하고 빛 투과율, 물 흡수율, 유연성, 강도 실험을 진행하여 항균 필름으로 사용하기에 적합한 재료를 선정했다.


▪ 주제어: 항균 필름, 은 나노입자, 구리 나노입자, 버려지는 천연 물질

  • 번호: 260
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: 신남알데히드의 효율적인 전달을 위한 약물전달시스템 개발
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연구주제 국문:신남알데히드의 효율적인 전달을 위한 약물전달시스템 개발 연구주제 영문:Development of Drug Delivery System forthe EfficientTransferof Cinnamic aldehyde
작성자 국문:노영채 / 세종과학예술영재학교 작성자 영문:Youngchae Noh / Sejong Academy of Science and Art
초록:

본 연구는 마이크로스피어를 이용한 약물전달시스템의 개발을 목적으로 한다. 계면활성제인 PVA와 유기용매 Chloroform, DCM을 첨가한 O/W 에멀젼을 여러 조건에서 교반시켜 마이크로스피어를 형성하였다. 눈금 슬라이드글라스를 이용해 광학현미경에서 관찰함으로써 형성되는 입자의 크기가 마이크로 단위를 가짐을 확인하였으며, 형광물질을 첨가한 용액을 형광현미경으로 관찰하여 마이크로스피어 내에 형광물질이 들어있는지 확인하여 올바른 약물전달시스템이 형성되었는지 확인하였다. 용액을 제조할 때에 첨가하는 PVA 수용액의 농도가 높고, 그 양이 많으며, 빠른 속도로 교반할 때 더 작은 마이크로스피어가 형성되었다. 온도가 높아질수록 더 균질하고 작은 마이크로스피어가 만들어지며, 단위 부피당 존재하는 양도 더 많았다. 초음파를 발생시키게 되면 2시간씩 교반해야 하는 위의 방법과는 다르게 5분만에 생성된다는 장점이 있지만, 균일하게 섞이지 않아 형성되는 마이크로스피어의 크기가 제각각이라는 단점이 있다.


▪ 주제어: trans cinnamaldehyde, 약물전달 시스템, 마이크로스피어, 형광물질
 

  • 번호: 259
  • 연도: 2020
  • 분야: 수학
  • 연구주제: K-방역이 갖는 바이러스 확산 억제 효과의 수학적 분석에 대한 연구
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연구주제 국문:K-방역이 갖는 바이러스 확산 억제 효과의 수학적 분석에 대한 연구 연구주제 영문:-
작성자 국문:장현욱, 배동건, 김민찬, 최연우, 전민규 / 전북과학고등학교 작성자 영문:-
초록:

=지정주제형 R&E= 


본 연구는 K-방역의 핵심이라고 할 수 있는 신속한 진단에 의한 유증상자 격리, 사회적 거리두기, 마스크 착용의 생활화가 Covid-19의 확산 억제에 실제로 영향을 줄 수 있는가를 Wolfram Language, Python 등의 언어와 수학적 모델을 활용하여 분석하였다.

정교한 정량적 연구를 통해 결과를 분석할 수는 없었지만 실제로 어느 정도 영향을 주고 있음을 확인하였다.

  • 번호: 258
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: 세라믹 소재를 이용한 새로운 형태의 3d filament 개발
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연구주제 국문:세라믹 소재를 이용한 새로운 형태의 3d filament 개발 연구주제 영문:Development of anew type of 3d filament using ceramic materials
작성자 국문:김범준, 김완섭 / 세종과학예술영재학교 작성자 영문:Bum Joon Kim, Wan seop Kim / Sejong Academy of Science and Art
초록:

위 연구는 COVID-19로 공중보건에 대한 인식이 급등하는 현재, 구리와 ABS의 융합으로 새로운 형태의 항바이러스성 3D 필라멘트를 제시하고자 한다. 나노 구리(직경 5~7nm)가 산화적 작용을 이용해 바이러스를 사멸하는 원리를 이용하여 항균성 구리 필라멘트를 개발하고자 하였다. filament extruder을 이용하여 나노 구리와 ABS를 일정한 비율로 혼합한 필라멘트를 출력하고, 총 두가지 실험을 진행하였다. Paper disc method를 이용하여 Cu powder을 이용한 필라멘트와 Cu nano particle을 이용한 필라멘트의 항균력을 비교하였고, Cu nanoparticle을 첨가한 필라멘트에서도 항균성을 눈에 띄게 관찰할수 있었다.
 

  • 번호: 257
  • 연도: 2020
  • 분야: 화학
  • 연구주제: 새집증후군 유발 물질과 피톤치드 연구 및 방향제 제작
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연구주제 국문:새집증후군 유발 물질과 피톤치드 연구 및 방향제 제작 연구주제 영문:Study on the Materials and Phytoncide Causing New House Syndrome and the Production of Air fresheners
작성자 국문:이진규․조민성․주한별․최정원 / 세종과학예술영재학교 작성자 영문:Jin Kyu Lee․Cho Min Seong․Han Byeol Joo․Jung Won Choi / Sejong Academy of Science and Art
초록:

새집증후군은 건물의 건축자재나 벽지에 포함되어 있는 휘발성 유기화합물질이 실내로
배출되어 몸에 붉은 반점이 나타나거나 비염, 아토피성 피부염, 두드러기, 천식, 심학두통, 기관지염 등 각종 질병을 일으키게 하는 현상을 말한다. 이의 영향력에 비해 현재 대부분의 사람들이 특별한 조치나, 해결방안을 사용하지 않고 단순히 환기만에 의존하고 있다. 가장 이슈화된 방법으로 피톤치드를 사용하는 방법이 알려져 있는데 그조차도 정확하게 효능이 있는지 모른다. 따라서, 새집증후군을 유발하는 성분들에 대해 알아보고, 피톤치드가 이 성분들에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 나아가, 미치는 영향이 있다면 얼마나 효과적으로 유해한 성분들을 제거하는지, 피톤치드가 가지고 있는 화학성분중 어떤 성분이 제일 유해성분 제거에 큰 역할을 하는지에 대해 연구하고자 한다.


▪ 주제어: 새집증후군, 피톤치드, GC-MS, HPLC, UV-VIS