연도별 연구과제 142 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 비스페놀 A에 선택적이고 고감도이며 신속정밀한 측정을 위한 샌서를 개발함으로써 일상생활에서 간단하고 편리하게 비스페놀을 검출 및 제거하여 사회를 건강하게 하고자 하는 것을 목적으로 한다. 비스페놀류는 내분비 저해 화합물이면서 만성질환, 심혈관질환, 여성생식질환, 암질환등의 다양한 질활 유발과 밀접한 관련이 있다.
본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 BPA의 산화-환원 시의 피크를 이용하여 BPA의 농도를 검출하는 이온성 전기 화학 센서를 개발하고자 한다. 실험 결과 BPA를 검출하기 위해 tyrosinase, PDDA, 금 나노입자를 이용하여 센서를 만들었으며, 현재도 더 쉽고 간편하게 비스 페놀류를 검출 할 수 있는 센서들이 개발, 연구중에 있다.

주제어: 비스페놀류, 전기화학적 센서, 이온성액체 전해질, 금나노입자, 탄소전극

본 연구는 아연-구리 다니엘 전지에서 질산염 전해질의 한계점과 이를 극복하기 위한 방안을 제시한다. Ecell 에 영향을 주는 전해질의 농도와 종류, 전극의 형태에 따라 Ecell을 측정하였다. 황산염 전해질의 농도가 약 0.01 M 이상에서 이론값에 가깝게 나타났다. 질산염 전해질의 경우 전극판에서는 시간에 따라 전압이 빠르게 감소했으며, 이는 질산 아연 수용액과 아연 전극에서 전기화학적 평형에 도달하지 않고, 산화-환원 반응이 지속적으로 일어나고 있기 때문이다. 이와는 달리 전극선에서는 이론값에 가까운 전압이 측정되었으며, 전압의 변화가 거의 없었다. 이로써, 다니엘 전지 실험에서는 질산염을 사용하지 않아야 하며 꼭 사용해야 한다면, 전극선을 이용하거 나 0.01 M의 지지전해질이 포함된 다니엘 전지를 사용하는 것이 필요할 것이다.

주제어: 다니엘 전지, 전해질의 농도, 질산염, 지지전해질

여러 가지 물질의 흡착 능력을 알아보고, 정화 장치를 제작하기 위해서 실험을 진행한다. 여러 가지 흡착 실험에 사용되는 먼지나 중금속, 미세먼지 중에서 가장 명확하고 정량적인 실험 결과를 도출하기 위하여 중금속을 이용한다. 중금속이 포함된 용액을 물질에 통과시켜서 흡착도를 조사하기 흡광도를 측정한 후에 농도를 분석한다. 이러한 각각의 흡착제를 이용한 실험 결과를 이용하 여 최적의 조건을 분석한다.

주제어: 중금속, 생물 소재, 흡착

먹물이나 티백 콜로이드가 전해질에 의해 침전되는 현상을 보고, 커피 콜로이드에 다양한 전해질 을 첨가하여 침전 반응과 색 변화를 관찰했다. 탄산 나트륨, 염화마그네슘, 아이오딘화 칼륨, 황산구리, 과망가니즈산 칼륨, 염화칼륨, 진살칼륨, 질산 은, 아이오딘화나트륨 수용액을 각각 0.1M로 준비하여 커피 용액에 첨가해 침전반응을 살펴보고, 원심분리기를 이용하거나 UV/Vis 분광기 를 통해 침전 효과를 정확하게 분석하였다. 이를 이용하여 커피 콜로이드의 앙금 생성 반응의 매커니즘을 알아내었다.

주제어: 커피, 콜로이드, 앙금 생성 반응, 전해질

본 연구는 스위스 워터 프로세스 공정에서 생두에서 카페인을 추출하고 활성탄 처리하는 과정에 서의 온도에 따라 달라지는 카페인 제거 효율에 대해 알아보았다. 공정과정에서의 온도는 20℃, 40℃, 60℃, 80℃로 진행하였으며, 대조군의 경우는 처리하지 않은 생두를 사용하였다. 생두를 물에 담가 카페인을 추출하고 활성탄을 이용하여 카페인을 흡착하는 시간 등은 모두 일정하게 유지하였다. 실험 결과 60℃ 이상에서 카페인이 많이 제거되었지만 60℃, 80℃에서는 큰 차이가 없었다. 또한, 활성탄을 이용한 후의 용액을 분석해보자 카페인의 농도가 매우 적어 카페인 흡착 이 매우 잘 일어났음을 알 수 있다. 본 연구에서는 실험실 온도와 습도, 그리고 정확한 시간 측정 등 많은 변수가 있었다. 이러한 변수들을 완벽히 통제하기 위해서는 같은 날 같은 조건에서 모든 과정이 일어나야 한다. 향후 연구에서는 같은 조건에서 실험을 함으로 이러한 변수들을 완벽히 통제하여 실험을 진행해 가장 디카페인 효율이 좋은 온도를 찾는 추가연구가 필요하다.

주제어: Swiss Water Process(SWP), decaffeine, coffee, extract, saturated solution

본 연구는 유기물 합성을 위한 촉매, 향균 등의 다양한 용도로 활용되는 은 나노 입자의 합성 및 응용에 관한 것으로, 그 특성을 극대화하기 위해 친환경적 물질인 꽃(스타티스)을 주형으로 하여 꽃잎의 독특한 구조를 모방한 은 나노 구조체를 합성하는 것이다. 이를 위해, 꽃잎의 표면에서만 선택적으로 Ag+의 환원이 이루어지도록 환원제로 작용하는 시트르산을 에스테르화 반응으로 꽃잎 표면에 도입하고자 하였다. 그러나, 꽃잎 표면의 구조는 큐티클 층이 만들어 내는 구조로 큐티클 층은 매우 낮은 화학적 활성을 갖고 있다. 이에 큐티클 층의 알콜기를 외부에 최대한 노출시 키기 위해 epicuticular wax의 외부를 NaOH수용액으로 에칭하는 과정을 진행하였다. 이후 꽃잎 표면에 시트르산 작용기 도입을 위한 에스테르화 반응의 조건을 탐색한 결과 수용액에서 5시간 reflux를 통해 꽃잎의 구조를 유지하면서 시트르산을 도입할 수 있음을 확인하였다. 최종적으 로 시트르산 작용기를 도입한 꽃잎을 12시간 동안 0.1M AgNO3에서의 reflux 하여 꽃잎의 표면 구조에 150~300 nm 크기의 구형 은나노 입자가 꽃잎의 표면 구조에 균일하게 분포하고 있음을 관찰하였다.

주제어: 바이오템플레이트, 은나노 입자(Silver nanoparticle), 표면 개질(Surface functionalization), 생합성(biosynthesis)

본 연구는 다양한 조건에서의 탈리그닌화 과정과 그에 따른 유리 목재(transparent wood) 제작 에 대해 다루고 있다. 유리 목재는 기존 나무의 장점을 갖고 있으면서도 투명함까지 갖추고 있는 소재로서, 기존의 유리를 대체할 수 있을 것으로 언급되는 등 차세대 소재로써 각광받고 있는 소재이다. 이러한 유리 목재에 대해 본 연구진은 생산 과정에서의 산화제 및 보강재의 종류를 달리 하여 각각의 조건에서 생산된 유리 목재를 제작하고 비교하여 가장 효율적인 방법의 공정에 대해 탐구해 보았다. 본 연구는 유리 목재에 대해 효율적이고 간단하면서도 기존의 탈리그닌화 공정과 달리 오염물질이 배출되지 않는 방법들에 대한 새로운 연구로써 차세대 소재인 유리 목재의 연구 에 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 유리 목재, 탈리그닌화, 산화제, 보강제

이 연구는 천연염료의 종류와 조성비에 따른 염료감응형 태양전지의 효율을 극대화하는 연구로, 오미자, 치자, 녹차, 헤나, 홍국, 흑현미를 천연염료로 사용해 연구를 진행하였다. TiO2를 이용하여 투명전극을 제작하였을 때 TiO2 코팅층은 얇을수록 염료감응형 태양전지의 결함이 적고 효율 이 높아진다는 사실을 밝혀내었고, 천연염료(흑현미, 치자, 헤나, 녹차, 오미자, 홍국) 중 흑현미를 사용한 DSSC의 전압이 가장 높음을 확인하였다. 이는 같은 질량으로 염료를 추출했을 때 흑현미가 가장 많은 염료가 추출되어서 DSSC에 같은 시간 동안 더 많이 흡착되는 것으로 해석된다. 또한, 서로 다른 최대 흡수 파장을 가지는 염료를 혼합해서 DSSC를 제작하였을 때, 혼합염료를 사용한 DSSC가 단일 염료를 사용한 DSSC보다 효율이 높을 것으로 예상했다. 하지만 실험을 통해 단일 염료보다 혼합염료를 사용한 DSSC의 효율이 더 낮음을 확인하였다.

주제어: 천연염료, 염료감응형 태양전지, TiO₂

바이오리포터는 환경에서 특정 화학, 물리적 물질 자극에 반응하는 신호를 측정하도록 유전적으로 조작이 가능하며 그 기능을 유지하는 생체고분자이다. 이는 현재 다양한 분야에 쓰이며 각광받는 차세대 물질이다. 이 중 기능성 파지를 활용, 스핀 코팅 기법을 통해 파지가 코팅된 플랫폼 제작 및 센서를 개발에 응용한다. 본 연구에서는 multi array 센서를 통한 복합성분의 분석이 가능한 변색 센서를 보완하고 제작한 센서로 실제 온도와 습도를 감지, 측정하고자 하였다.

주제어: 바이오 리포터, 기능성 파지, 스핀 코팅(spin-coating)기법, Multi Array 센서, 습도측정

경보페로몬의 기본 원리와 각 개체로의 확산 양상을 알아보기 위해 Camponotus Japonicus의 경보페로몬을 추출하였다. 이 페로몬의 성분을 분석하고 에어로졸 표면에 코팅하여, 페로몬의 분사 방식에 따른 유지 정도와 개체군이 영향받는 범위의 상관관계 판별을 목적으로 분산 정도와 확산 속도를 조절하였다. 실험을 통해 단일 에어로졸과 단일 페로몬 중에는 단일 페로몬이 개미 의 활성 정도에 미치는 영향이 크고, 에어로졸 흡착 페로몬이 단일 페로몬보다 더욱 개미의 활성 정도를 증가시키고 확산 속도가 느려 그 효과가 장시간 지속됨을 알 수 있다. 또한 흡착 과정에 서 농도의 변동이 줄 수 있는 영향 또한 다양한 조건의 변화로 증명했다. 자체적으로 제작한 기기를 통해 개미의 페로몬으로 인한 활성 정도를 거리에 따라 등급화하여 순차적으로 점수를 부여하고, 그 결과를 바탕으로 외래종 검역이라는 목표에 적합한 방식을 도출하였다.

주제어: 경보페로몬, 에어로졸, 이중 검역 방식

코로나 시대가 오면서 다양한 항균 제품들이 출시되었다. 항균 제품들에는 다양한 문제점들이 있다. 예를 들어 항균 필름의 기능성 문제, 소독용 물티슈의 안전성 문제, 환경 문제가 있다. 특히 소독용 물티슈의 경우 염화벤잘코늄이라는 인체 유해 물질이 포함되어있어 흡입 시 폐 건강에 악영향을 끼친다. 또한 물티슈 원단 자체가 플라스틱이기 때문에 분해가 되지 않고 쓰레기로 쌓인 다는 점과 결국 미세 플라스틱이 되어 생태계를 위협할 수 있다. 따라서 이 탐구는 버려지는 나뭇잎과 대니무 섬유 원단을 활용하여 기존 소독용 물티슈가 갖고 있는 안전성 문제와 환경문제를 해결하였다. 특히 백송잎의 항균 효과는 매우 탁월하였으며, 추가적인 합성 보존제나 향료 없이 가정에서 제작하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

주제어: 백송, 항균 효과, 대나무 섬유 원단, 안전, 친환경

전이 금속 산화물은 전기변색 산화물의 소재로 활용되는 가장 대표적인 소재이다. 이 중 산화 텅스텐은 전이금속 산화물에서도 가장 대표적이고 범용적으로 사용되는데, EC reversibility와 전기 변색적 안정성이 높다는 장점을 가지지만 단독적으로 사용하면 변색 효율이 줄어드는 단점도 있다. 이러한 변색 효율의 증가를 위해 다른 전도체들을 산화 텅스텐과 함께 사용하는데, 본 연구에 서는 그 전도체들 중 하나로 예상되는 그래핀을 같이 사용한 전기변색 장치의 효율에 대해 알아 볼 것이다.

주제어: 전이금속 산화물, 전기변색물질, 산화 텅스텐, 그래핀