연도별 연구과제 149 페이지첫페이지로 이동

 새로운 에너지원의 필요성이 더욱 높아지고 있는 상황에서 해수전지의 필요성이 커지게 되었고 이에 따라 다양한 활용방안도 필요하게 되었다. 그러한 활용방안중에서도 이번연구에서는 해수전지의 화학적 반응을 활용하여 생태계에 유해한 적조를 억제하는데에 목표를 두고 있다.
 본 연구는 연구의 목적을 달성하고자 적조억제에 필요한 해수전지의 조건과  염소농도 조건에 대해 파학한뒤 해수전지를 가동하였을 때 적조를 억제할 수 있을 만큼의 충분한양의 cl 이 나옴을 시간당 농도의 증가량과 적조와의 직접적인 관계를  검증, 입증하기 위하여  시간별 cl농도 증가량과 속도를 실험적 데이터를 통해 측정하고, 해수전지의 충/방전 과정으로부터 나온 cl계 물질과 적조유발 플랑크톤과의 직접적인 관계를 배양을 통해 밝힌다. 본 연구의 결과로는 해수전지로 적조를 억제할 수 있음을 입증할 수 있다. 이는 해수전지의 또다른 활용방안으로써 미래 에너지원의 발전에 기여한다고 볼 수 있다.

본 연구의 목적은 물리적인 방법과 그 외의 방법을 통해서 기존의 도어락을 대체할 초고속 잠금 도어락을 개발하는 것이다. 이에, 다양한 방안 중 비교적 접근하기 쉬운 전자석을 사용하는 방법을 구상해냈고, 아두이노 키트를 이용하여 새롭게 구상한 초고속 도어락 잠금 장치를 구현했다. 결론적으로, 물리적 방법을 이용하여 기존의 도어락보다 작동 시간(특히 잠기는 데 걸리는 시간)을 단축시킬 수 있음을 시사했다.

주제어: 추출, 페이퍼 디스크, OD, 손소독제, 항균물질

지진의 작용으로 건물 붕괴나 균열 등의 문제 발생으로 기존보다 안전한 건축자재가 필요하며, 기존의 건축자재에서 나오는 여러 물질을 원인으로 한 새집 증후군이 유발하는 호흡기 질환을 막기 위해서 친환경적인 자재의 도입이 필요하다. 이러한 기존의 건축자재가 가지는 한계를 극복하고자 균열이 일어나서 붕괴로 이어지는 문제를 막기 위해 자기치유가 가능하며, 새집 증후군이 유발하는 호흡기 질환을 최소화하기 위해 친환경적인 건축자재의 제작을 목표로 하여 연구를 진행하였다. 본 연구는 버려지는 배지를 재활용하고, 접근성이 낮아 경제적 가치가 있는 버섯의 균사체를 이용한 건축용 벽돌을 제작하였다. 건축 자재로 사용 가능한 여부를 판단하기 위해 기존의 건축 자재에서 시행되고 있는 성능을 테스트할 예정이다. 또한, 한계를 극복하기 위해 도입한 성능들을 판단하기 위해 임의의 균열이 회복되는 정도를 확인하며, 시중에 판매되는 같은 조건의 건축용 벽돌을 이용하여 여러 성능을 비교하는 테스트를 할 예정이다.  

▪ 주제어: 버섯, 균사체, 자기 치유, 벽돌 

본 연구에서는 내연기관을 이용한 교통수단으로부터 이산화탄소가 배출되는 점에 착안하여 대기 중 이산화탄소 농도와 교통량의 관계를 실험적으로 파악하고자 하였다. 이러한 관계는 추후 이산화탄소 절감 대책과 대기오염 방지에 활용될 수 있을 것으로 예상한다. 아두이노를 이용하여 NDIR 이산화탄소 센서를 통해 주기적으로 원하는 시간마다 이산화탄소 측정할 수 있는 장치를 제작 후 대전교통정보센터에서 운영하는 교통량 측정 데이터 수집 장치의 설치 장소 중 적합한 위치 6곳 선정하여 일주일간 이산화탄소 농도를 측정하였다. 추출한 데이터를 회귀분석 하여 상관관계를 분석한 결과 그 상관관계가 나타나지 않았다. 센서의 성능을 점검한 결과, 센서의 작동 민감도가 굉장히 높아 약간의 외부 요인 개입에도 측정값에 큰 편차가 나타날 수 있음을 확인하였으며 결과적으로 교통량과 이산화탄소 농도는 어느 정도 연관성이 있지만, 외부 요인이 더 크게 작용한다는 결론을 얻을 수 있었다.

▪ 주제어: 교통량, 대기 중 이산화탄소 농도, 상관관계

현대의 수질오염은 심각한 수준에 이르며 대부분의 국가에서는 오염된 물을 식수 등 생활에 필요한 물로 사용하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 정수장치가 필요하였으며 한편, 앞서 수목의 목질부를 이용하면 정수가 가능하다는 연구결과가 있었다.  이를 바탕으로 상하수도 시설이 불충분한 제3 세계에서도 사용가능한 키트를 제작하는 것이 본 연구의 목적이다. 먼저 납, 아연, 구리 이온과 미세플라스틱, 식용색소가 용해된 상태의 인공폐수 용액을 제작하였다. 제작한 용액을 흔하게 찾을 수 있는 나무 종인 은행나무의 심재 줄기를 토막 내 이를 키트의 필터와 심재를 갈아 접착제를 사용하여 필터에 각각 정수 실험을 진행하였다. 이렇게 제작한 여과 용액은 ICP-OES, spectrophotometer, 입도 분석기를 사용하여 분석하였다. 실험 결과를 통하여 목질부를 이용한 키트가 좋은 정수 기능을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 통하여 제3 세계의 수질오염 문제에도 도움을 줄 수 있을 것이다.

▪ 주제어: 정수장치, 수목 목질부, 오염물질, 인공폐수, 필터

텐세그리티 테이블은 일반적인 테이블에 비해 만들기 어렵고 연구가 부족하다. 때문에 실생활에서 사용하는 것보다는 장식용으로 만들어진 것이 많아, 구조 및 강도 연구에 대한 필요성이 높아지고 있다. 

본 연구에서는 3-prism tensegrity 의 구조 및 비율에 따른 강도의 변화와 그 상관관계를 연구하였다. n-prism tensegrity에서 스트럿이 회전하는 각도에 대한 수학적 해석을 통하여 구조를 분석하고, 스트럿의 길이가 일정할 때 밑면의 크기를 변화시키며 제작된 모형으로 압축실험을 진행하여 강도를 측정하였다.

또한 3-prism tensegrity의 와이어 연결구조를 변형하여 제작된 모형으로도 압축실험을 진행하여 기존 3-prism tensegrity와의 압축 강도를 비교하였다.

▪ 주제어: 텐세그리티, 테이블, 형태탐색, 구조해석, 공간활용

굴포천은 악취로 인한 민원이 다량 발생하는 도심하천이다. 본 연구에서는 도심 하천의 하천 퇴적물과 수질, 악취 특성의 상관관계를 고찰하고자 하였다. 이를 위하여 굴포천의 하천수와 하천 퇴적물을 샘플링하여 성분 분석을 진행하고 수질 측정을 진행하였다. 연구의 결과 수질의 알칼리도가 증가함에 따라 하천수 자체의 악취가 증가하였고, 진흙 퇴적물에서는 규사 퇴적물에는 없거나 적은 텅스텐, 니켈, 납과 같은 중금속이 포함되어 있었다. 측정한 데이터로부터 굴포천의 수질과 하천 퇴적물 사이의 유의미한 상관관계를 위한 기초자료를 제공하였다.

▪ 주제어: 굴포천, 수질 오염, 하천퇴적물, 악취

대한민국의 도로는 20세기 근대화를 거치며 폭발적으로 증가하였다. 이로 인해 상업 지역이 아닌 아파트나 주택가와 같은 주거 지역 가까이로도 도로가 건설되면서 소음에 노출되는 인구수와 빈도는 급증하게 되고, 이로 인해 도로 가까이 거주하는 사람들은 소음에 의한 스트레스로 삶의 질이 떨어질 뿐만 아니라 건강에도 악영향을 받게 되었다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하려는 방안으로, 기존 방음벽에 음향 메타 구조를 도입하여 방음 효율을 향상하는 방식을 제안하고자 하였다. 공진기 구조, 허니컴 구조, 비대칭 물결 형 구조, 달팽이 형 구조를 결합한 방음벽을 제작하고 소음의 진동수와 소리의 크기를 변화시켜 가며 음향 메타 구조의 방음 효과를 측정하였다.

▪ 주제어: 음향 메타 구조, 방음벽, 소음

광촉매인 와 는 자왼선을 흡수하여 전자를 제공하여 주변의 물질을 환원시키는 산화제로 작용을 한다. 궁극적으로 물로부터 수소를 얻을 수 있다. 이 실험은 전이금속수용액이 가시광선 영역의 빛을 흡수하는 특징이 있다는 데 착안을 하여 광촉매 주변의 환경을 바꾸어서 가시광선을 이용할 수 있도록 하자는 데 의의가 있다. 와 전이금속수용액을 혼합한뒤 메틸렌블루법을 이용하여 실험결과를 이용하여 광효율을 측정하였으나 의미있는 변화가 없었다. 단, 메틸렌블루 광분해가 10분에 갑자기 줄어든 후에 다시 증가하는 것이 공통적으로 측정이 되었는데 이론적으로 설명이 안되었다. 독성이 없고 안정한 광촉매인 를 사용하여 전이금속화합물과 1 : 1로 섞어 387nm에서 흡광도의 변화를 측정하였는데 의미있는 결과를 도출하지 못하였다. 수용액에서 광촉매는 주변에 있는 용액의 색깔에 거의 영향을 안받는 것으로 결론을 내렸다.

▪ 주제어 : 광촉매, 메틸렌블루, 흡광도, UV-VIS, 전이금속이온

현재 발생되고 있는 기후변화는 지구 생태계에 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 환경변화를 모니터링하는 것이 중요해지고 있으므로 바다 속의 음향신호를 모니터링에 이용하고자 했다. 효과적으로 음향신호를 분석하기 위해서는 신호를 스펙트로그램 형태로 나타내야 한다. 본 연구에서는 스펙트로그램을 그리기 위한 코드와 명령어를 정리하고, 먼저 일상에서 만든 음향신호를 바탕으로 스펙트로그램을 제작했다. 이를 통해 밴드패스 필터와 같이 스펙트로그램 자료를 제작 및 분석하는 방법을 이해했다. 이것을 남극의 해저 음향신호에 적용하였다. 기존의 연구를 바탕으로 각종 생물종과 음향 신호들의 주파수 대역, 스펙트로그램상의 개형을 알아보고 제작한 스펙트로그램과 비교하였다. 결론적으로 지진에 의해서 발생된 소리, 다양한 고래와 레오파드 물범 등 해양 포유류의 소리, 추운 기온에 의해 생성된 해빙이 깨지는 소리 등이 기록되어 있음을 확인하였다. 

▪ 주제어: Hydroacoustics, Spectrogram, Signal classification, Environmental monitering

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산화, 환원 지시약이고 색깔 변화가 뚜렷하여 UV-VIS를 이용하여 반응전후의 흡광도 변화를 통해 반응물의 농도를 결정하려고 실험을 하였다. CH₃COOH, HCl  의 대표적인 두가지 강산, 약산에 대한  KMnO₄ 의 흡광도 변화 그래프를 통해서 관계식을 유도하였다. 강산에 대해서는 최대흡광도의 변화를 최대피크에서 다른 값이 얻어져서 일관된 식을 유도할 수가 없었으나 약산에 대해서는 일관된 형태의 관계식을 도출할 수 있었다. 다음식이다.

▪ 주제어: 산화환원반응, 지시약, 흡광도, UV-VIS, 산과 염기