연도별 연구과제 147 페이지첫페이지로 이동

산업화와 도시화 및 도시 건물의 고층화, 도시 내 유동 차량의 증가 등으로 인한 도시 공기의 오염, 도시 열섬 효과 등의 환경 문제가 나날이 심각해지고 있다. 이에 효과적인 그린커튼에 대한 연구의 필요성을 느껴 이끼 그래피티를 이용한 그린커튼의 효과성 및 개선 방안에 대한 연구를 진행하고자 하여 털깃털이끼, 서리이끼, 비단이끼 세 종의 이끼에 따른 포름알데하이드(HCHO)제거 효과 차이 비교, TVOC(Acetone)제거 효과 차이 비교, 빛의 투과성 차이 비교에 대한 연구를 진행하였다.

▪ 주제어: 이끼 그래피티, 도시 열섬 효과, 이끼 그린커튼, 열 차단, 공기 정화

환경문제의 주범인 폐유를 이용하여 환경과 동시에 인체에도 무해한 세척제를 제작하기 위하여 다양한 폐유들과 비누 제조기법을 이용하여 비누를 제작하였고 여러 가지 폐유(돈유, 어유, 팜유, 올리브유, 마가린)을 3가지방법의 비누화법(염석법, 가열공법, 냉 제법)을 이용하여 제작된 각각의 비누들을 세척성, 관능검사, 생분해성, 항균성 등의 기준을 나누어 가장 효과가 좋은 비누를 찾았으며 더 나아가 친환경성 뿐만 아니라 경제적인면도 고려한 비누를 상용화 해나가는 것이 목적이다.

▪ 주제어: 염석법,가열공법,냉제법,생분해성,항균성(5개 이내)

2019년 이후 코로나바이러스 사태가 장기화됨으로 인해 개인위생과 방역의 중요성이 커지고 있다. 일반적으로 물체의 표면을 소독할 때는 농도 70%의 알코올 용액을 사용하는 것이 일반적이다. 바이러스의 완전한 사멸을 위해서는 소독약을 도포한 후 표면을 헝겊 등으로 닦아야 한다. 하지만 별도의 천이나 헝겊 등을 소지하고 있어야 하고 향균티슈 등을 사용하는 경우 다량의 쓰레기가 발생하기 때문에 지자체에서 진행하는 방역 작업이나 일반인들의 일상에서 잘 지켜지지 않고 있으며 도포 후 표면을 닦는 과정을 생략하는 경우가

다수 있다. 따라서 우리는 소독약 도포 후 표면을 닦는 과정의 중요성을 파악하기 위해 알코올 도포 후 표면을 닦은 아크릴판과 닦지 않은 아크릴판의 미생물 생존여부를 확인하였다. 또한 대걸레 등을 미는 힘을 이용하여 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하여 소독약을 뿌리고 닦는 과정을 한 동작으로 가능하게 하는 장치를 고안하였다.

▪ 주제어:소독, 걸레, 일체화, 간편 소독

우리나라의 옥천 변성대에는 많은 양의 우라늄이 매장되어 있지만 현재 발전용 우라늄은 전량 수입에 의존하고 있다. 옥천 벨트에 있는 암석에서 화학적인 실험기법을 활용하여 우라늄을 추출하고 이를 통해 우라늄 채광의 효율에 대해 검토해 보는 것이 본 연구의 목적이다. 옥천군, 괴산군, 보은군의 돌과 학교 주변의 돌을 채집하여 이를 분쇄하고 다양한 화학반응과 분리 분석 과정을 거쳐 우라늄의 함량을 정량한다. 이를 통해 지역별 우라늄의
햠양을 비교, 분석하고 우라늄 광산 개발 및 채광 효율에 대한 결론을 도출한다

▪ 주제어: 옥천 벨트, 옥천 변성대, 우라늄, 방사선

본 연구의 목적은 전자기력의 원리를 이해하고 이를 응용하여 입자 가속 모델을 설계, 제작하여 입자가속 현상을 거시적으로 관찰하는 것이다. 본 연구에서는 전기력, 로런츠 힘과 같은 힘을 이용하여 입자의 선형 운동, 원운동을 관찰 및 분석할 수 있는 입자 가속 모델을 설계하였다. 가우스 가속기, 사이클로트론과 같은 입자 가속기 형태를 차용하여 모델을 제작하고, 입자 가속 형태를 관찰했다. 또한, 입자 가속에 영향을 미치는 요인에 대해서 탐구하였다.

▪ 주제어: 전자기력, 가우스 가속기, 사이클로트론, 반데그라프

플라스틱 사용 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경적인 재료를 찾는 다양한 탐구를 해보았습니다. 저희 팀은 옥수수 전분, 다시마, 쌀, 꿀을 이용하여 플라스틱을 만드는 것을 시도해보았습니다. 이러한 재료들의 특징은 녹말과 같은 고분자 화합물입니다. 저희는 고분자 화합물의 특성을 이용하여 친환경적인 플라스틱을 만드는 것을 목표로 하였습니다. 옥수수전분은 물과 꿀을 섞어서 반죽을 하여 굳힘으로써 만들어보았고, 쌀의 점성을 이용하기 위하여 끓이고, 점성을 추가하기 위해 꿀과 전분도 추가해보면서 시도해보았습니다. 다시마 또한 끓여보고, 수산화나트륨 수용액등에 넣음으로써 다시마를 연하게 만들어 굳힘으로써 친환경적인 플라스틱을 만들기 위해 노력하였습니다.

▪ 주제어: 주제어, 예시, 주제어 예시(5개 이내)

이 연구는 식물이 가지고 있는 클로로필(엽록체)이 다른 파장의 빛을 흡수할 때 서로 다른 색이 나타난다는 성질을 화학적으로 실험을 통해 형광물질을 만들어보기 위해 시작하게 되었다. 실험 전, 자료 조사를 통해 엽록체가 자외선을 흡수할 때 형광색 빛을 방출한다는 것을 알게 되었고, 엽록체를 많이 가지는 식물 중 하나인 시금치와 함께 상추, 깻잎과 같은 식물을 이용해 실험을 진행하였다. 아세톤을 통해 클로로필을 녹이고, 자외선 조사기를 활용해 확인한 결과 클로로필을 많이 가지고 있는 시금치로무터 형광색이 가장 강하게 나타난다는 것을 볼 수 있었다.

본 연구에서는 제올라이트를 이용하여 오염된 수질에서의 중금속 제거 효율을 탐구하였다. 우리는 좀 더 효율적으로 제올라이트를 이용하기 위해 부피 대비 최대 면적의 효과를 볼 수 있는 프랙탈 구조를 이용해서 중금속 제거를 하는 연구를 진행하였다. 제올라이트를 멩거스펀지라는 프랙탈 구조에 코팅하여 각 프랙탈 단계별로 필터를 제작하였다. 제작한 필터들을 이용하여 중금속 이온 수용액에서의 시간에 따른 이온의 농도 변화를 측정하고자 하였다. 이 실험을 프랙탈 단계에 따른 필터마다 진행하여 프랙탈 단계가 진행됨에 따라 수질 정화 효과가 어떻게 변할지 고찰하였다.

▪ 주제어: 프랙탈(fractal) 구조, 제올라이트(zeolite), 중금속 흡착, 수질 정화 효과

본 연구의 목적은 최근 다양한 영역에서 응용성을 보이는 전도성 고분자 중 스펀지를 이용한 응용 장치 설계 및 개발이다. 이에 주사기를 이용해 스펀지의 압축도와 함수량에 따른 저항의 크기를 측정할 수 있는 장치를 3D 프린터와 아두이노를 이용해 제작하여 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 스펀지가 압축이 많이 될수록 전기저항이 감소하였다. 결론적으로 스펀지가 압축될수록 전기저항값이 줄어드는 경향성은 스펀지의 함수량과는 상관없이 나타났다. 따라서 이러한 성질을 이용하여 스펀지를 일종의 센서로 활용할 수 있음을 시사하였다. 다만, 스펀지의 함수량은 기타조건에 시시각각 변하여 이를 실제 적용할 때에는 전해질 수용액 따위를 이용하여 균질하게 코팅해 로봇팔. 자동차 범퍼 등에 이용하고자 한다.

▪ 주제어: 전도성 고분자, 스펀지, 전기저항, 함수량, 압축도

본 연구는 자성나노입자(magnetic nanoparticle)의 합성과정에서 유해한 시약의 사용 대신 친환경적인 옥수수 추출물을 이용해 자성나노입자(MNP)를 합성한 후 난분해성 염료를 제거하는 메커니즘을 연구하는 것에 목적을 두고 있다. MNP를 합성한 뒤 XRD, FT-IR, SEM과 같은 첨단 기기를 사용해 특성을 분석한 결과 옥수수 추출물이 MNP가 균일한 크기를 가지고 성장할 수 있는 환경을 제공할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었으며, MNP는 에 의해 자성을 띈다는 사실을 알게 되었다. 난분해성 염료로는 Rhodamine B를 사용하였으며 MNP와 를 넣고 초음파 처리를 한 결과 자성나노입자가 포함되어 있는 바이알의 Rhodamine B 용액이 더 효과적으로 분해된다는 사실을 알 수 있었다. 또한 자성나노입자는 다른 산화제와 달리 재사용이 가능하다는 점, Green Chemistry에 기여한다는 점을 보아 앞으로의 활용 가능성이 높다는 점에도 주목할 수 있다.

주제어: 옥수수 추출물, Rhodamine B, 자성 나노입자(MNP), UV-vis spectroscopy

4차 산업혁명 시대와 함께 센서가 개발됨에 따라 낮은 가격과 소형화가 이루어지고 있으며, 아두이노와 같은 오픈소스 플랫폼이 등장함에 따라 자신이 원하는 환경과 상호작용이 가능한 물건을 개발할 수 있는 환경이 조성되었다. 본 연구는 식물의 수분 스트레스 반응을 측정하기 위해 식물을 파괴하는 것이 아닌, 파괴하지 않은 상태에서 측정하는 방안을 탐구하기 위해 진행되었다. 빛의 투과도 변화를 통해 식물체 내 물질의 농도 변화를 측정할 수 있는 분광학을 활용하여 식물의 수분 스트레스 변화를 측정하는 방식을 선정하고, 이를 측정할 수 있는 측정기기를 직접 개발 및 적용하였다. 식물의 수분 스트레스 상태를 실시간, 비파괴적으로 측정하는 것은 식물 성장을 저해하지 않아 식물을 재배하는 분야에 중요 방식이 될 것이다. 

▪ 주제어: #식물 수분 스트레스 반응 #비파괴 검사 #아두이노 #분광학 #RcBr

MOF(Metal-organic frameworks)는 내부 표면적이 넓고, 다공성 구조를 지녀 응용 분야가 매우 다양한 물질이다. 이와 같은 나노 소재는 새로운 응용 분야를 계속 발견함에 따라 과학 기술적으로 중요해지고 있다. MOF를 고등학교 실험실 환경에서 간편하게 합성할 수 있는 방법을 찾아 합성하고, MOF의 다공성 구조를 이용해 수분 흡착 MOF Bead를 제작하여 효과적인 제습・탈취제 역할의 가능성에 대해 연구하였다. 제작한 MOF 제습제를 가열하여 재활용 가능성에 관한 연구를 통해 경제적 문제도 함께 해결할 수 있고 다양한 천연 흡착제와 혼합하여 MOF 제습제의 효율을 더 높일 수 있다. 또한 연구를 통해 최신의 다공성 나노 물질인 MOF의 활용 방안에 대한 지식을 얻을 수 있다. 본 연구를 통해 다양한 종류의 흡착 MOF Bead를 제작하고, 최적의 흡착 성능을 보이는 조건과 재활용 방안에 관해 연구하였다.

▪ 주제어:  MOF, Bead, PMMA, 흡착, 제습제