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반도체, 배터리 등 산업의 발전으로 이온성 중금속 폐수의 양은 증가하고 있으며 이에 따른 폐수 처리 기술의 발전이 시급한 상태에서 가장 보편적으로 이용되는 기술인 이온교환수지를 우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 콩비지의 셀룰로오스로 제작하여 친환경적이고 경제적인 수지를 만드 는 것이 본 연구의 목적이다. 식물 씨앗 소재들에 대한 이해도를 높이고 식물 소재 기반 바이오 매스 소재의 실제 사용에 대한 개선안도 얻는 데에 연구의 의의가 있다. 콩비지 전처리를 통해 수분, 단백질, 지방 등을 제거하고 카복실기 축합 후 이온성 폐수를 제작하여 EDTA 적정을 통해 이온교환수지의 흡착률을 측정하는 연구이다. 주제어: 바이오매스, 이온교환수지, EDTA 적정법, 이온성 폐수
본 연구에서는 페로브스카이트 층 내의 할로겐 원소의 조절함으로써 페로브스카이트 결정의 수분 안정성 및 효율성을 증대시키는 연구이다. 평소 신재생에너지에 관해 관심을 가져 현재 상용되고 있는 실리콘 태양전지의 문제점이 무엇인지 인지하고 있었고, 이를 해결하기 위해 페로브스카이트 태양전지가 연구되고 있다는 것을 알았다. 페로브스카이트의 문제점인 수분 취약성을 해결하기 위해 MAPbBr₃ 와 MAPbI₃ 의 페로브스카이트 결정을 섞어 페로브스카이트 층을 만들기로 하였다. 페로브스카이트의 효율성 및 수분 안정성을 극대화하는 최적의 MAPbBr₃ 와 MAPbI₃ 의 혼합비가 무엇인지 아는 것이 본 연구의 목표이다. MAPbI₃ 와 MAPbBr₃ 비율을 조정하여 만든 페로보스카이트 층의 흡광도를 측정하고 일정 시간 실온에 방치한 후 흡광도를 측정해 밴드갭 과 수분안전성을 측정한다. 결론적으로, Br의 비가 늘어날수록 수분 안정성이 증가하고, I의 비가 늘어날수록 흡수할 수 있는 파장대가 증가함을 알 수 있었다. 이에 대해 우리는 MAPbBr₃ 가 MAPbI₃ 에 비해 수화 현상이 적어 수분 안정성이 높고 I의 밴드갭이 Br과 달라 흡수하는 파장대가 달라졌을 거라 예상한다. 주제어: 할로겐 페로브스카이트,밴드갭 튜닝, MAPbI₃ , MAPbBr₃ , 수분안정성
기존의 크고 작은 중금속 유출 사례들을 접하며 주변에 이미 존재하고 있을지도 모르는 중금속 이온의 존재 여부와 그 양을 측정할 수 있는 수단의 필요성을 느끼게 되었으며, 기존의 검출법은 생활 속 중금속 오염 여부를 확인하기에는 부적절하다는 것을 알게 되었다. 이에 Hg2+와 Cu2+ 에 선택적으로 결합해 형광을 나타낼 수 있는 성질을 가진 리간드를 활용해 생활 속 중금속 이온 을 검출하는 검출법을 고안하고 그 활용 가능성을 판단해 보고자 한다. 주제어: bis(1-pyrenyl)azine, 리간드, 화학 센서, 중금속 검출
용액의 분석은 여러 실험 기구를 통해 이루어진다. 대표적인 분석 장치로는 GC, UV-Visible, NMR 등이 있다. 하지만 이러한 분석 장치들은 기기의 구매에도 큰 금액이 필요하고, 실험을 진행하는데 까다로운 조건이 필요하며, 지속적인 관리를 해 주어야 하므로 추가적인 비용이 지속해 서 발생한다. 본 연구에서는 이러한 분석 기기의 문제점을 해결하기 위해 더 간단한 방법으로 용액의 조성을 분석하는 방법을 고안해보았다. 벤젠과 톨루엔 혼합 용액의 조성을 분석하기 위해 Mini-GC를 통해 peak를 얻었고, 측정값을 기반으로 용액의 증기압을 계산하여 라울의 법칙에 기반한 혼합 용액의 증기압 검정 곡선을 얻을 수 있었다. 이후 MBL 장치를 통해 혼합 용액의 증기압을 교차 검증한 결과, 실제로 Mini-GC peak 값을 통해 측정한 값과 유사한 그래프를 확인할 수 있었다. 그러므로, 이성분 용액과 평형을 이루는 증기 압력을 이용하여 Mini-GC를 이용 해 용액의 조성을 분석할 뿐 아니라 혼합 증기의 조성을 어느 정도의 오차 범위 내에서 분석할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 주제어: GC(기체크로마토그래피), 벤젠과 톨루엔 혼합 용액의 증기압 곡선, MBL, 코딩을 통한 증기압력 값 구하기, mini GC
고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)가 낮은 효율로 인해 상용화되지 못한다는 점을 해결하기 위해, Ti felt를 MPS로 적용하여 GDL을 제작해 보았다. Ti는 전기 전도도와 내식성이 높아 PEMFC의 성능 향상에 기여할 것이라고 생각되었다. 물성 측정 결과 상용하는 GDL보다 소수성 은 우수했고, 두께 및 전기 저항은 다소 불리한 결과를 얻었지만 상당히 근접한 수준을 보이는 것을 확인했다. 기체투과도는 GDL 가공 과정의 burr 문제, MPL이 소결 이후 갈라지는 문제 등을 개선 및 해결하여 추가 성능 평가를 진행할 계획이다. 본 연구는 Ti felt를 GDL에 적용하여 효율적인 PEMFC 제작할 수 있다는 가능성을 최초로 제시하였다는 점에서 의미가 있다. 주제어: GDL, MPS, MPL, Ti felt, PEMFC
본 연구는 체내 속에 함유된 신경전달물질인 도파민을 검출하기 위해 도토리에서 합성한 산화구 리 나노입자와 흑연 연필심 전극을 활용한 [도토리를 활용한 산화구리-연필심 전극] (JCPE, JaftCuO -Pencil Electrode)을 제작하고자 한다. 도토리를 이용하여 합성한 CuO 는 기존의 강염기물질을 이용하는 CuO 합성법보다 친환경적일 것이라 판단하여 활용하였다. 우리가 합성한 CuO 는 X선 회절, 주사전자현미경, 푸리에 변환 적외선, 에너지 분산 X선 분광법을 통해 확인한다. 또, 전기화학 임피던스 분광법을 통해 우리가 사용하는 CuO 를 전극에 부착했을 때 검출에 유리할 것을 확인한다. 우리가 제작한 센서는 선형 범위가 250~1750μM이고, 민감도는 –0.03891 μA/μM, R²은 0.99225이다. 주제어: 도파민, CuO, 도토리, 연필심
페놀수지, graphite, SiC를 함유한 C/SiC 복합재료를 제조하여 삭마 효과를 확인하였다. graphite 함량을 10wt%에서 20wt%까지, SiC함량을 10wt%에서 60wt%까지 증가시킴에 따라서 SEM을 이용하여 입자의 분산 및 표면 구조를 측정하였으며 TGA 열분석을 이용하여 열적 안정성을 평가하였다. TGA 열분석 결과, 페놀수지만을 가열하였을 때보다 SiC, graphite가 함유 된 C/SiC 복합재료를 가열하였을 때, 열적 안정성이 증가하는 결과를 확인하였다. 질산칼륨과 소르비톨을 7:3 비율로 혼합한 연료를 이용하여 삭마 실험을 진행하고 삭마 속도 및 삭마율을 비교 하였다. 열적 안정성은 SiC의 비율이 높아질수록 증가하였으며, 9개 시료의 혼합 비율에 따른 삭마율은 페놀수지 질량 대비 graphite 질량이 높은 복합재에서 높게 나타났다. 주제어: 삭마재, 페놀 수지, 탄소 복합재, 삭마 효과, 열 안정성
본 연구는 농약 검출 시에 기존보다 간단하고 신속한 농약 검출에 목적을 두었다. 금 나노입자에 유기인계 농약을 첨가하면 유기인계 농약이 환원제 역할을 하여 금 나노입자의 응집이 일어나 형광저하가 일어나지만, AChE를 함께 첨가할 경우 유기인계 농약과 안정한 ester결합을 형성하여 금 나노입자와의 반응성이 낮아지므로 형광저하가 일어나지 않을 것이라는 가설을 세웠다. 환원제 를 달리하여 합성한 금 나노입자의 상태를 UV-Visible Spectrophotometer를 이용하여 측정 및 분석을 하였으며, 형광분광광도계를 이용하여 기존 형광과 저하된 형광의 세기를 측정하고 비교하였다. 또한, 본 실험에서 기존 농약 검출법과 고안한 검출 방법의 정확도 비교를 위해 HPLC 를 사용하여 농약 검출을 진행하였다. 주제어: 금 나노입자(gold nano particle; GNP), 환원제, 형광저하, 농약의 특이적 검출, 아세틸콜린에스 터레이스(acetycholinesterase; AChE)
코팅제는 물체의 표면에 적용되는 덮개이고, 장식적이거나 기능적, 두 기능으로 적용된다. 코팅제 의 종류에는 세라믹과 나노 유리 입자 등이 있고, 여러 고분자 코팅 소재는 실생활 속에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 고대부터 조선시대까지 친환경 코팅제로서 쓰여진 명유를 사용할 것이다. 명유는 목재가 수분에 의해 부패하는 것을 막는 역할을 하고, 투명성이 우수하여 단청을 그대로 유지할 수 있는 코팅 소재로, 현대 가장 주목받고 있는 투명 코팅 소재이다. 명유는 식물성 기름에 망간괴를 넣은 후 가열하고 감압 증발로 용매를 제거하여 얻는데, 다음 과정에서의 악취가 심하다. 따라서 본 연구에서는 명유 제작에 들기름이 아닌 아마인유를 이용하여 명유의 악취 를 효과적으로 제거할 수 있는 방법에 대해 연구하고자 한다. 주제어: 명유, 친환경 코팅, 악취제거, 고분자, 신소재
본 연구는 Porous structure에 대한 microplastic 흡착 능력에 관한 연구이다. 다공성 물질의 대표적인 예시인 Agarose, Zeolite, Activated Carbon의 미세 플라스틱 흡착 여부를 알아보고, 흡착력이 우수하며 다공질 구조를 가진 부직포를 이용해 연구하였다. 그 결과 부직포를 제외한 미세 플라스틱 흡착 실험 전 후의 그래프의 피크 파장 값이 거의 일치함을 확인할 수 있었다. 이유의 원인으로 인해 다공성 물질은 미세 플라스틱을 단기간 흡착할 수는 있지만, 외부 요인으로 인해 쉽게 떨어져 나가기 때문에 구조적인 이점 없이 미세 플라스틱을 흡착하는 것은 힘들 것이 라고 분석하였다. 본 결과의 중요성은 다공질 구조가 미세 플라스틱 흡착에 핵심적인 역할을 하지 않았다는 것을 증명함에 있다. 주제어: microplastic, 다공성 물질, 흡착, Agarose, 흡광도
본 연구의 목표는 식물의 2차 세포벽을 구성하는 물질인 리그닌을 접착제로 적용시키기 위한 가능성을 확인하고 이의 접착 능력을 향상시키는 방안을 연구하는 것이다. 폐목재에서 리그닌을 추출하기 위해 Organsolv와 Kraft 전처리 공정을 이용한 방법으로 각각 진행하였고, FT-IR 그래 프 분석을 통해 리그닌이 추출되었음을 확인하였다. 추출된 리그닌을 방향족 디이소시아네이트계 화학물질 PMDI와 혼합하여 urethane bond를 형성하여 접착제를 제작하였다. 더 강한 접착강도를 가지는 제작 조건을 산출한 결과, 크라프트 리그닌을 PMDI와 1:8의 중량비로 혼합한 것으로 제작하는 것이 더 우수한 결과를 내었다. 위 연구를 통해 포름알데하이드계 접착제를 대체할 수 있는 접착 강도가 우수한 친환경의 접착제의 제작 가능성을 확인하였다는 점에서 의의가 있다. 주제어: 리그닌, 이소시아네이트계 접착제, 접착 강도
본 연구에서는 진동 에너지적으로 들뜬 MP 분자가 H2/D2 분자와 충돌 시 일어나는 분자 간 및 분자 내 에너지 전달에 대해 고전 궤적 방법을 이용하여 연구하였다. 충돌 모델은 입사되는 H2/D2 분자와 MP의 C-Hmethyl 및 C-Hring 사이의 상호작용 포텐셜로 구성하였으며, 여기 에 MP 분자 내 모든 신축 및 굽힘 진동을 포함시켰다. 진동 에너지적으로 들뜬 MP 분자의 에너지 전달량(－ΔE )은 두 충돌계 모두 MP의 총 진동에 너지를 6,000 부터 40,000 cm -1까지 증가시켜가며 살펴보았다. MP의 진동 완화는 두 충돌 계 모두 주로 V →T 및 V →V 에너지 전달 경로를 통해 진행되었으며, V →R 과정은 무시할 정도이다. 두 충돌계 모두 MP의 총 진동에너지가 증가함에 따라 패턴이나 전달량이 큰 차이를 보이지 않았으나, V →V 에너지 전달량은 패턴이나 양에서 큰 차이를 보여주었다. 그 이유는 두 충돌계의 진동 운동의 진동수 차이에 의해 설명할 수 있었다. 주제어: MP, H2, D2, 에너지 전달, 고전 궤적 방법