연도별 연구과제 144 페이지첫페이지로 이동

정상파에 관해 공부하면서 정상파가 진동할 때 정상파의 마디에서는 매질의 변화가 없음을 알게 되었다. 이런 현상을 이용해서 현재 모든 방면에서 많은 문제를 일으키는 미세먼지를 이 원리를 통해서 거를 수 있을까 생각해보게 되었다. 클라드니 판을 이용해 마디로 인해 모래 입자가 모이는 것을 확인하였고, 판을 기울여 모래를 흘려주면서 모래가 걸러지는 비율을 확인하였다. 또한 원통형 개관에서 스티로폼 구 입자를 넣고 공명진동수를 찾아 정확한 모양을 확인해보고, 진동수에 대한 자료를 수집하여 데이터를 분석해보았다. 

 본 연구는 주변에서 흔히 볼 수 있는 녹차 속 카테킨을 활용하여 제주도의 향토 음식인 쉰다리의 발효 및 보관 과정에서 발생하는 산화 현상의 억제가 가능한지, 또한 얼마나 억제할 수 있는지에 대해 탐구하였다. 이번 연구를 통해 찻잎 속 카테킨의 산화방지능을 알아볼 뿐만 아니라, 제주도의 고유 풍습인 쉰다리의 보존과 발전을 돕는 효과를 기대해 볼 수 있다.
본 연구는 쉰다리를 직접 제작하여 동일한 농도의 일정량의 녹차 추출물을 주입하는 방식으로 진행되었다. 먼저 아무것도 첨가하지 않은 쉰다리에서 시간 변화에 따른 내부 에탄올과 포도당 등의 변화를 측정한다. 그다음 일정한 농도의 녹차 추출물이 일정량 포함된 쉰다리를 만들어, 이에 따라 쉰다리 속 누룩균의 작용에서 생성되는 이산화탄소와 아세트산의 양, pH와 포도당의 변화를 측정하여 양에 따라 얼마나 산화가 억제되는지를 확인한다.

주제어: 카테킨, 녹차 추출물, 산화, 쉰다리, 누룩균

본 연구는 야간 자전거 주행 시 안정성을 확보하기 위한 연구이다. 야간에 자전거를 타고 이동할 때 반대쪽에서 오는 상대방의 전조등 빛에 의해 시야 방해를 겪는다. 이렇게 순간적으로 발생한 시야 방해는 자전거 사고로 이어질 수 있는데 본 연구를 통하여 이런 사고를 예방하고자 자전거 이용자의 전조등이 상대 전조등 빛을 인지하여 순간 각도를 땅으로 향하게 하는 전조등을 개발한다.

창원시는 산업단지가 밀집되어있다. 공업폐수로 인해 하천수가 오염될 경우 수생태계, 농가, 주민의 안전에 치명적인 피해를 줄 수 있으므로 인근 하천의 수질 관리가 필수적이다. 정밀한 수질검사 과정은 시간 및 경제적인 측면에서 다소 큰 비용이 요구되고, 일정 규모 미만의 대상에 대해서는 공적인 수질검사가 어렵다. 따라서 공적인 수질검사 의뢰에 첨부하여 참고될 수 있는 자료로 사용할 수 있고, 일반인도 쉽게 이용할 수 있는 저렴한 도구를 구상하게 되었다. 이에 소변 검사지에서 착안하여 정성적으로 수질을 분석할 수 있는 테스트 스트립을 제작하려고 한다. 검사 항목은 창원에 밀집된 폐수 배출 업계 중 하나인 도금 및 금속 가공업계에서 주로 배출할 수 있는 오염물질인, phenol, cyanide ion, 중금속 이온으로 선정하였다.

▪ 주제어: 수질오염, 수질검사, 도금 폐수, 테스트 스트립

많은 학생이 자신에게 가장 효율적인 학습법을 찾아 효율적으로 공부하려고 노력한다. 하지만 이가 쉽지 않은 학생도 많다. 이러한 학생들에게 자신이 어떤 유형으로 공부하며 각 유형에 맞게 어떤 방법으로 공부하는 것이 효율적인지 제언하기 위해 이 연구를 진행하였다. 개인별 학습 유형을 분류하기 위해서 설문 조사를 시행하였다. 설문 조사는 총 42개의 문항으로 survey monkey 프로그램을 이용하며 학생들의 학습 성향과 학습 시간대, 성적 등을 익명으로 190명의 정보를 수집하였다. 설문 조사 결과 대체로 상위권은 수면시간, 복습 횟수 등이 많고 휴식 시간 비율이 낮았으며 하위권으로 갈수록 수면시간과 복습 횟수가 적으며 휴식 시간이 길고 전자기기 사용률이 높은 것으로 나타났다. 고등학생을 대상으로 설문 조사를 진행하여 학교, 학년, 성별로 분류해 분석한 결과 수면시간, 복습 빈도, 휴식 시간 비율 등이 내신 성적과 연관이 있다는 사실을 알아냈다. 이를 토대로 공부하는 시간대, 방식에 따른 8개의 학습 유형을 만들고 장단점을 제시했다.

▪ 주제어: 학습 유형, 학습법 개발

본 연구는 화재 상황이 발생했을 때 약품이나 설비 등으로 인해 그 피해가 더 심각한 공장에서의 화재 발생을 대비해 애플리케이션을 이용하는 레이저 대피 시스템을 개발하는 것이다. 공장에서와 같이 위험한 설비가 많지만, 대피 구조가 복잡하고, 사람이 많아 피해의 규모가 큰 장소에서 대피로를 찾지 못해 골든타임을 놓쳐 사망하는 사람이 많음을 알게 되었고 이를 해결하기 위해 화재 대피 시스템 개발 프로젝트를 실행함. 이를 위해 화재가 발생한 것을 감지하여 레이저를 발사하는 아두이노 장치를 개발하기 위해 아두이노를 연구하였고, 여러 센서와 모터를 이용하여 화재에 실용적인 대피 시스템을 구축하였다. 또한, 이를 공장이 아닌 병원과 같이 사람이 많이 몰리는 공공장소에서의 이용까지 확장할 것이다. 

 본 연구는 에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 연료전지의 효율성에 대해 불순물이 연료전지의 효율에 어떤 영향을 미치는지 연구해보고자 한다. 연료전지는 수소와 산소를 이용하여 전류를 생산하고 최종적으로 물을 합성하는 친환경적인 전지이다. 이러한 전지는 환경오염대책으로 인식되어 빠르게 상용화가 이루어지고있다. 인류의 기술 발전에 사용되는 화석연료에 의해 환경오염이 심해지고 있다. 이러한 문제점을 줄이고자 우리는 에너지를 효율적으로 생산할 수 있도 록 노력해야하는 상황이다. 본 연구는 효율에 대한 문제점을 개선하기 위해 전해질별 각 전극의 발생한 CO2 양을 측정하고, CO2 피독에 따른 전압 강하를 측정 및 분석하여 전극에 발생되는 전압의 변화를 살펴보았다. 분석 결과 NaHCO3 수용액을 전기분해시 CO2가 발생함을 확인하였고 그 외 NaSO4, NaOH, NaCO3는 예상대로 CO2가 전형 발생하지 않았다. 전기분해 한 연료전지의 수소전극에 CO2 1mL를 투입하였을 때 전압은 기체 투입 즉시 1.1~5.0%까지 전압강하를 보였다. 또한 피독된 연료전지에 전기분해를 1회~3회를 반복 수행하며 연료전지의 전압을 측정하였는데 전기분해를 반복 실시함에 따라 초기 전압이 모두 증가함을 보였다. 이는 피독된 촉매 표면이 전기분해를 결과 생성된 수소 기체에 의해 회복된 것으로 보인다. 이를 보다 정확하게 확인하기위해 백금 촉매 표면의 FT-IR 측정을 통해 추가 연구가 필요하다. 또한 전기분해의 반복 수행에 따른 백금 촉매의 내구성에 대한 연구를 통해 전기분해를 통한 수소 공급의 효용성에 대한 추가 연구가 필요하다.

▪ 핵심 주제어 : 수소 연료전지, 피독 , 전기분해, 촉매, 불순물

2020년 1월 8일을 기점으로 국내에서 확산이 시작된 코로나 19가 현시점까지도 지속되고 있고, 2020년 3월 11일 현지시간을 기점으로 WHO에서 팬데믹을 선언하며 코로나 19의 위험성이 한층 더 대두되어 방역의 중요성이 강조되고 있다. 

이에 코로나 19 감염 확산에 대한 인과관계를 파악하고자 인과지도를 작성하여 보다 현실 상황에 알맞은 시뮬레이션을 실행하고자 한다. 

또한 상대적으로 크기가 작은 집단이지만 사회에 많은 영향을 끼칠 수 있는 집단인 학교 상황을 설문조사를 실행하여 교내에서 볼 수 있는 특이한 상황에 대한 변수를 설정한다. 이를 시뮬레이션에 접목하여 감염자 1명이 교내에 발생하였을 때 감염전파와 환경적 요인들의 연관성을 파악하여 전파속도를 줄이거나 종식시키는데에 기여한다.

▪ 주제어: 시스템 다이내믹스, COVID-19, 감염병 확산모델, 감염병 확산 시뮬레이션, 책임있는 환경행동

본 연구의 목적은 시중에서 사용되고 있는 은 나노 콜로이드 대신 은과 같은 항균 효과를 지닌 금속인 값싼 구리와 아연을 이용해 콜로이드를 제조하여 COVID-19 시대 속에서 방역에 더 도움이 될 수 있게 하기 위함이다. 이에, 본 연구의 실험을 위해서 전기분해를 통해 각기 다른 농도의 은 콜로이드, 구리 콜로이드, 아연 콜로이드를 제조하였고, 균의 항균 효과를 측정하기 위해 Paper disc 법을 실시하였다. 균은 Staphylococcus aureus를 배양해 구리, 아연, 은 콜로이드를 도포, 24시간 정도 경과를 관찰하였다. 실험결과, 균이 더 이상 배양되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 구리 콜로이드는 항균 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

▪ 주제어: 구리, 은, 콜로이드, 전기분해, 항균
 

마땅한 천적이 없어 생태계를 혼란스럽게 하고 사람에게 피해를 주는 생태계 교란종 중 뉴트리아는 토종 생물을 잡아먹고 인근 농가에 출몰하여 피해를 입힌다. 뉴트리아의 특성상 사람이 직접 포획하기란 쉽지 않다. 따라서 서식장소를 미리 파악하는 것이 중요하다. 먼저 뉴트리아의 존재 여부부터 파악해야 하는데, 뉴트리아와 공존하는 다른 생물들의 음성파일을 딥러닝 한 후, 이 딥러닝 결과를 바탕으로 현장에서 녹음을 하여 뉴트리아의 존재 여부를 확인 할 수 있다. 존재 여부가 확인된다면 소리를 이용하여 뉴트리아의 위치를 알아내야 하므로 삼각측량법을 이용하기로 한다. 장비마다 측정감도가 다르기 때문에 미리 사전실험을 통해 필요한 값을 구한후, 실제로 현장에 나가서 삼각측량하여 데이터를 수집하고 이를 종합하여 뉴트리아의 위치를 파악한다. 이를 통해 생태계 교란종 포획을 효율적으로 할 수 있다.

 아두이노를 활용한 교육이 화두가 되고 있다. 하지만 정밀성과 정확성을 요구하는 용액의 총괄성 측정 실험과 같은 실험에서 온도계나 MBL과 같은 다른 교구와 비교하여 사용하기에 적절한가라는 의문이 들었다. 따라서 아두이노를 활용하여 용액의 총괄성 상수들을 측정을 할 뿐만 아니라 이러한 실험을 할 때 온도계와 MBL과 비교하여 차별되는 어떤 특징을 갖고 있는지 탐구해보고 오픈 소스인 아두이노를 활용함으로써 아두이노의 정밀성과 학생들이 직접 실험을 통해 고등학교 교육과정인 용액의 총괄성에 대한 교육을 할 때 아두이노 사용의 적합성을 판단하는 연구이다.

본 연구는 비스페놀A의 pH 조건과 방법에 따른 제거 효과 비교에 관한 것이다. 비스페놀 A는 내분비 교란 물질로, 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 물건에 포함되어 있으며, 인체에 많은 악영향을 끼친다. 일상에서 쉽게 접할 수 있는 비스페놀A의 위험성에 대해 알게 된 후 비스페놀A를 효과적으로 제거하는 방법의 필요성을 느끼고 비스페놀 A를 제거하는 세 가지 방법의 원리를 탐구하였다. 폴리 염화알루미늄을 이용한 비스페놀A의 응집, 활성탄을 이용한 비스페놀A의 흡착, 오존과의 반응을 통한 비스페놀A의 제거 등의 방법이 잘 알려진 방법임을 알 수 있었다. 더 나아가, 공장 폐수 등과 같이 pH 조건이 다른 상황에서 어떤 방법이 비스페놀 A를 제거하는 데 가장 효과적인지 알아보고자 하여 각 pH 조건에서 실험을 진행해 결론을 얻었다.

▪ 주제어: 비스페놀 A, 내분비 교란 물질, 활성탄 흡착, 응집