연도별 연구과제 148 페이지첫페이지로 이동

특유의 맛과 향을 가지는 발효 커피에 관한 관심과 수요는 매년 증가하고 있다. 그러나 이들은 대부분 동물의 장내 발효 과정을 거치는 일명 동물 커피로 높은 희소성과 동물 학대 문제를 야기한다. 따라서 동물을 이용하여 제조하는 기존 발효 커피 공정법을 대체하고자 하였다. 특히나 발효 공법에 사용할 미생물을 다양한 발효 식품에서 분리하여 차별성을 부여하였다.

▪ 주제어: 전통 식품, 발효, 미생물, 커피, 발효 커피

본 연구는 Oxime을 합성하여 구리 이온(II)을 선택적으로 추출하는 것을 목적으로 한다. Salicylaldehyde를 사용하여 Salicylaldoxime을 합성하였으며, 기존 Phenolicoxime과의 효과를 비교하였다. Oxime이 제대로 합성되었는지를 확인하기 위해서 NMR과 IR을 이용하여 정성분석하여 물질의 합성을 확인하였다. , , , , 이온의 개별적이 침전 실험에서는 , , 와의 침전이 확인되었으며, 혼합 금속 이온 용액에서의 침전을 확인하기 위해서 , , , 용액에 용액을 혼합하여 침전 확인을 하였다. 침전물을 여과하여 DMSO에 용해시켜 UV-Vis로 확인한 결과 혼합 금속 이온 용액에서도 만을 선택적으로 추출할 수 있다는 것을 확인하였다.

주제어: , 선택적 추출, Salicylaldoxime, 유기합성, 기기분석

이 연구는 해양 혹은 토양에 존재하는 미세플라스틱을 여과하여 제거하는 방안에 대해 모색하였다. 첫 번째 방법으로, 다공성 물질인 커피 찌꺼기를 이용하였다. 커피 찌꺼기는 다공성의 성질을 통해 염분이나 여러 종류의 중금속 등을 흡착할 수 있다는 연구 결과가 있다. 그러면 다공성의 성질을 이용하여 커피 찌꺼기를 통해 미세플라스틱도 마찬가지로 흡착할 수 있을 것이다.
두 번째 방법으로, 초발수성 물질을 이용하였다. 초발수성 물질은 물을 밀어내어 물방울이 구형을 이루도록 하는 성질이 있다. 이러한 물질은 기름 등의 소수성 물질을 강하게 끌어당기므로 소수성의 부분이 많은 플라스틱을 제거하는 데에도 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

▪ 주제어: 미세플라스틱, 연잎, 초발수성, 커피찌꺼기, 흡착

대표적으로 사용되는 광촉매인 이산화타이타늄은 자외선을 받아 광활성을 나타내는 특성이 있다. 하지만 이는 수질 오염 개선을 목적으로 사용할 경우 물의 자외선을 흡수로 인하여 그 효율이 떨어질 것으로 예상된다. 따라서 우리는 수질 오염에 사용할 수 있는 광촉매로서 가시광선으로 광활성을 나타낼 수 있는 촉매인 삼산화텅스텐(WO3)에 대해 연구를 하고자 한다. 이 연구에서는 삼산화텅스텐(WO3)의 유기물 분해 가능성을 알아보고, 이산화타이타늄과의 광분해 효율을 비교해보고자 한다.
이 연구에서는 두 가지 실험을 진행하였다. 메틸렌 블루 용액(0.15mM) 를 백색광 조건에서 광분해 하는 실험을 통해 삼산화텅스텐(WO3)이 이산화타이타늄(TiO2)보다 광분해능이 좋다는 광촉매 활성 정도에 대한 관능적 평가를 할 수 있었다. 하지만 두 번째 실험에서 정량적인 측정 실험을 수행한 결과는 반대의 결과를 얻어 삼산화텅스텐(WO3)이 이산화타이타늄(TiO2)만큼의 효율을 보이지 않는 것으로 나왔다. 이에 따라 삼산화텅스텐(WO3)의 효율을 증가시키는 방법에 관한 추가 연구를 진행하였다. 가시광 영역의 파장별 분해효율을 측정하고, 축전기를 이용하여 전기장을 걸어 효율을 증대시키는 시도를 통해 삼산화텅스텐(WO3)의 효율을 증가시키려고 했지만, 예상한 결과가 나오지 않았다.

▪ 주제어: 광촉매, 삼산화텅스텐(WO3), 광분해 효율, 유기물 분해, 가시광선

원핵 세포의 세포 분열 과정에서 원형 DNA의 꼬임인 카테난을 풀기 위해 Topoisomerase의 작용이 필수적이다. 우리는 이 Topoisomerase의 작용의 효율성을 탐구해보고자 매듭이론을 바탕으로 원형 DNA의 꼬임에 대해 분석하고 이를 분류하여 코드를 통해 가장 효율적인 Topoisomerase의 작용점을 도출해내고자 한다. 

또한 코드를 통해 구해낸 Topoisomerase의 작용 과정을 Python의 Mayplotlib을 통해 시각화하여 보다 다양한 원핵 세포의 세포 분열 과정을 탐구해 보고자 한다. 또한 학생들의 교육적 자료로서 세포 분열 과정을 영상으로 시각화하고자 한다.  

▪ 주제어: 원형 DNA, Topoisomerase, Python, Matplotlib

본 연구에서는 수질 오염의 원인으로 지목되고 있는 버려지는 미더덕 껍질을 이용하여, 수중 중금속 이온을 효과적으로 흡착할 수 있는 중금속 흡착제를 제작하였다. 미더덕으로부터 동물성 셀룰로오스를 추출하고, 추출한 셀룰로오스에 Trimellitic Anhydride를 Esterification을 통해 결합시킴으로서 리간드로서 작용할 수 있도록 SCTA를 제작하였다. 이후, 코발트와 니켈 양이온 1ppm, 2ppm, 3ppm 표준 용액에 대하여, 시료 침지 전후의 농도를 ICP, UV-Vis spectrophometer을 통하여 측정함으로써 시료이 흡착능을 측정하였다. 차후 중금속의 Loading이 완료된 시료로부터 중금속 양이온을 다시 떼어내는 Desorption 과정이 진행되어야 할 것으로 보이며, 연구의 최종적인 목표는 시료의 필터로서의 상용화 방안 제시이다.
본 연구를 통하여 환경오염의 원인이 될 수 있는 미더덕 껍질의 재활용 및 수중 중금속 이온의 제거를 통한 도심 하천의 수질 정화가 가능할 것으로 예측된다.

본 연구에서는 태양광 노출에 의해 촉매되는 종이의 산화과정을 억제하는 반응을 연간 다량으로 버려지는 건강보조제를 이용해 진행해보았다. sodium ascorbate의 항산화 특성을 종이 색상의 광안정화에 적용해보고 sodium ascorbate의 농도에 따른 종이의 변색 정도를 측정하여 가장 효과적으로 변색을 방지하는 농도를 찾아보았다. 또한, sodium ascorbate를 도공하는 과정에서 일반적인 종이와 인장강도, pH, 표면손상 등의 측면에서 변화가 발생하지는 않는지 실험을 통해 sodium ascorbate 도공 종이의 활용성까지 확인해보고자 했다. ppm농도가 커질수록 색상의 변화는 줄어들었고, 이는 sodium ascorbate 분자의 개수가 많아짐에 따라 항산화 작용이 더욱 많이 일어났다고 판단했다. 또한, 태양빛에 의한 투명 휴대폰 케이스의 산화과정으로부터 발생하는 TPU물질의 변색에도 본 탐구를 활용해 보고자한다.

난용성 약물을 가용화하는 방법 중 하나로 고분자를 이용한 약물 전달체가 알려져 있다. 이때 사용되는 제형으로는 마이셀과 고체 분산체가 대표적이지만, 그 둘의 특성 차이는 분명히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 마이셀과 고체 분산체의 특성을 비교하고자 폴리에틸렌 글리콜(PEG)-폴리카프로락톤(PCL)을 전달체로 하고 난용성 약물인 아세트아미노펜을 봉입한 마이셀과 고체 분산체를 제조했다. 먼저 PEG-PCL을 합성하기 위해 PEG-2000을 개시제로 하여 카프로락톤을 개환중합했다. 마이셀은 PEG-PCL과 아세트아미노펜을 메탄올/아세토나이트릴 용매에 혼합하여 감압 증류한 뒤 필터로 거르고 동결건조하여 제조했다. 분산체는 계면활성제와 PEG-PCL, 아세트아미노펜을 에탄올에 혼합하여 감압 증류한 뒤 진공건조하여 제조했다. 제조한 마이셀과 분산체의 특성은 생체 유사 환경에서 액체크로마토그래피를 이용하여 분석했다. 그 결과, 인공 위액에서는 마이셀이 분산체보다 약물을 1.76배 많이 방출했다. 인공 장액에서도 초기에는 마이셀이 분산체보다 약물을 1.64배 많이 방출했으나 그 이후로 분산체가 약물을 빠르게 방출했다. 2시간 뒤에는 분산체의 방출량이 마이셀의 방출량의 0.954배에 달했다. 이로부터 마이셀보다 분산체가 약물 전달체로서 더 우수함을 확인했다.

▪ 주제어: 고분자, 약물 전달체, 마이셀, 분산체

최근 포름알데히드로 인한 새집증후군 등의 문제가 많이 나타나고 있어, 여러 물질의 포름알데히드 제거에 대한 효과 비교 연구를 진행하여 포름알데히드 가스 방출의 감축 또는 제거를 위한 방법을 모색하고자 하였다. 포름알데히드의 제거제로 선정된 활성탄, 피톤치드, NaOCl, 키토산의 네 가지 물질이 제거제를 첨가하지 않은 경우와 증류수를 사용한 경우에 비해 정해진 시간 안에 밀가루의 연소를 통해 포집된 포름알데히드를 얼마나 효율적으로 제거하는지 알아보았으며, 활성탄과 NaOCl 용액을 이용한 실험에서 의미 있는 결과를 구할 수 있었다. 활성탄은 NaOCl 용액에 비해 안전하고 가격도 저렴하며 조경에 사용하는 등 그 사용법이 다양하므로 일상에서 사용할 수 있는 가장 효율적인 포름알데히드 제거제라고 판단된다.

▪ key word : 포름알데히드 제거, 효율성 비교, 제거 원리 탐구, 흡착, 흡수
 

현재 코로나 19로 전 세계가 어려움을 겪고 있는 상황이다. 전염병이 점점 확산되고 있는 가운데 사람들은 코로나 19의 종식만을 기다리고 있다. 수학은 여러 가지 변수들을 고려하여 미래의 일어날 일을 확률적으로 예측이 가능하다. 또한, 미분방정식을 활용한 SIR모형은 여러 가지 변수들을 모두 고려하여 계산하기에 적합한 방법이다. 본 논문에서는 이를 이용하여 전염병 확산 시 지속기간에 따른 감염 대상자, 감염자, 회복자의 수를 그래프와 시뮬레이션을 활용하여 나타냄으로써 전염병확산 과정을 연구하였다.

▪ 주제어: SIR, 미분방정식, 전염병

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DNA digital data storage는 데이터를 DNA에 염기서열의 형태로 인코딩, 디코딩 하는 정보저장 기술로서 저장밀도가 상당히 높아 차세대 정보 저장 매체로서의 전망이 밝다. 하지만 높은 비용과, 매우 느린 읽기 및 쓰기 시간으로 효율성이 떨어져 실생활에 상용화되기에는 아직 어려움이 많다. 또한 첨단 기술과 저장매체가 발전할수록 그에 맞춰 보안기술발전의 필요성이 제기되고 있다. 특히 생활기록부, 정부 문서, 진료기록등의 정보저장의 경우 그 용량만큼이나 강한 보안성이 요구되기에 기존의 보안방법 혹은 새로운 보안요소를 도입이 시급하다. 본 연구는 생물학적인 요소인 제한 효소를 이용하고 저장방식에 천지인 키패드 알고리즘을 이용한 방식으로 인코딩 및 디코딩 실험을 진행하여 그 보안성과 정확성을 알아보고, 기존 DNA 분수 알고리즘과 염기서열의 길이를 비교하여 효율성을 높이는 것을 목표로 한다.  

▪ 주제어: DNA digital data storage, 제한 효소, 천지인 키패드 알고리즘, 효율성, 보안성