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뇌 자기공명영상 분석방법에서 관심 영역의 수동 분할은 가장 널리 사용되고 있는 분석 방법이자 표준 분석 방법 중 하나로 분석자의 경험과 전문성이 중요하고, 수동 분할에 많은 시간과 집중이 필요하다는 특성이 있다. 본 연구에서는 4명의 수동 분할자가 인지기능이 저하되지 않은 그룹과 알츠하이머 치매 환자 그룹의 좌우 해마 여덟 건을 수동으로 분할하여 해마 부피 및 분할자 간 신뢰도를 측정하였다. 신뢰도 측정에는 수동분할자 수에 따라 급내상관계수를 측정하였고, 4명의 학생 기준으로 평균측도 0.914의 좋은 일치도를 보였다. 또한 분할자 조합에 따라 급내상관계수가 변화함을 보임으로써 수동 분할자의 수동분할 기준 및 주관이 연구에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 검증하였다.
▪ 주제어: 자기공명영상 (magnetic resonance imaging), 수동분할 (manual segmentation), 신뢰도 (reliability), 급내상관계수 (intraclass correlation coefficient), 해마 (hippocampus)
본 연구는 IOD로 인해 산불의 잔재량이 늘어남에 따른 자원 낭비, 환경오염 해결에 목적을 두었다. 산불과 비슷한 환경을 조성해 목재의 복합 cellulose 구조에서 cellulose 사이에 리그닌이 존재한다는 점에서 리그닌을 추출하면 cellulose를 수득할 수 있을 것이라는 가설을 세웠고, 리그닌 제거 공정인 kraft 공정에서 착안하여 NaOH와 NaOCl을 이용한 새로운 추출법으로 연소된 나무에서 cellulose를 추출하였다. FT-IR을 통해 추출 물질이 cellulose 임을 확인하였으며 SEM을 통해 다공성을 확인하였다. 나노 분산 유화 장치에서 착안하여 초음파 분쇄기로 CNF를 수득하였으며 이의 열전도율을 측정해 단열효과를 검증하였고, 높은 단열효과와 난연성을 띠는 CNF 에어로겔 단열재를 제작하였다.
▪ 주제어: 산불, cellulose, 단열재, 친환경 난연제&습기제거제, 열전도율
본 연구는 루미놀의 형광 발광 정도가 중금속 촉매의 농도에 따라 달라진다는 것을 확인하고, 이를 이용하여 폐수 속 Ni2+의 농도와 위험도를 정량적으로 측정할 수 있는 검출 키트 제작을 목적으로 한다. 이에 아두이노를 활용하여 폐수 속 Ni2+의 종류와 양을 모니터링하고 이를 시각적으로 표현하는 Ni2+ 검출 키트를 제작하였다. 본연구에서는 나트륨 화합물 종류에 따른 루미놀 용액의 금속 이온 반응 정도를 비교 및 측정하였다. 나트륨의 종류는 Na₂CO₃, NaOH, Na2HPO4, NaBO3로 하였다. 육안으로 관찰한 결과 Na₂CO₃를 첨가한 루미놀 용액이 Ni2+과 반응할 때 특이적으로 8분 동안 강한 발광이 나타나, Na₂CO₃를 첨가한 루미놀 용액을 이용해서 Ni2+을 선택적으로 검출할 수 있음을 확인했다. 이 결과를 이용해 아두이노와 MBL을 활용해 수중 속 Ni2+의 농도와 위험도를 시각적으로 확인할 수 있는 키트를 제작하였다. 연구의 결과를 통해 복잡한 기기를 사용하지 않고도 수중의 Ni2+의 유무와 농도를 효과적으로 확인할 수 있을 것이라 기대한다.
▪ 주제어: 루미놀, 화학 루미네센스, 중금속 검출, 키트 제작, 조도센서
대부분의 한외여과막 표면은 소수성을 나타내기에 미생물이 막 표면에서 증식 및 압밀화하는 현상, 즉 심각한 바이오 파울링(bio fouling)이 발생해 막의 수투과도를 떨어뜨리고 수명을 단축시킨다. 이에 본 연구에서는 한외여과막에 바이오 파울링을 일으키는 세균의 증식을 막는 항세균제인 ciprofloxacin을 EDC coupling 반응을 통해 immobilization시켜 바이오 파울링 저감 한외여과막을 만들고자 하였다. 이를 위해 카복실기가 없는 PSF 막과 카복실기가 있는 상용 한외여과막에 해당 반응을 진행시킨 후 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 ciprofloxacin에 포함된 N, F에 대한 원소 분석을 실시하였으며, 접촉각 측정 및 여과 장비를 이용한 성능 분석을 실시할 계획이다.
▪ Keywords : EDC coupling, Biofouling, 한외여과, Ciprofloxacin, immobilization
본 연구는 간이정수장치로 정수한 물을 더욱 안전하게 음용할 수 있도록 돕고자 하는 목적성을 지닌다. NDMA 제거의 목적을 위하여 간이정수정치로 정수한 물에 대해 NDMA 검출 및 UV 램프를 이용한 제거에 대한 실험을 진행하였다. 기체크로마토그래피로 NDMA 검출을 진행하였으며, UV를 이용하여 NDMA의 분해가 가능함을 선행연구로부터 확인하고 NDMA 제거에 주로 사용하는 UV 램프를 활용하여 시간에 따라 분해가 얼마나 되는지 확인하였으며, 이를 자연광을 조사하였을 때와 비교하여 의미있는 결과를 제시하고자 한다.
▪ 주제어: NDMA, 간이정수장치, 염소소독부산물, 음용수, GC
코로나 바이러스로 인해 개인위생이 더욱 중요해지면서 바이러스 소독의 중요성도 함께 급증하고 있다. 소독이 급격히 필요해지면서 소독제도 큰 역할을 하게 되었는데 소독제는 주로 액체로 이루어져 있어 중량과 부피가 커서 휴대하기 어렵고 운반에 어려움이 있다. 본 연구는 이러한 단점을 다공성 물질인 Cyclodextrin과 charcoal을 통해 소독제를 고체형으로 포접할 수 있는 방법을 고안하여 운반과 휴대를 편리하게 하고 보존 기간을 늘려서 해결하고자 하였다. 또한, Cyclodextrin과 charcoal의 비율을 달리한 다음 비율별로 어떤 시료가 가장 포집 효율 및 소독 효과가 좋은지 알아보았다. 실험결과 β, γ-Cyclodextrin, charcoal에 이산화염소수가 모두 포접된다는 것을 알 수 있었고, 그중에서 β-Cyclodextrin과 γ-Cyclodextrin을 1:1로 혼합한 시료가 가장 포접 효율 및 소독 효과가 가장 뛰어남을 알 수 있었다.
▪ 주제어 : Cyclodextrin, charcoal, 에탄올, 이산화염소수, 포접률
최근 의학 및 약학 분야의 기술 개발에 따라 각종 질병에 대한 다양한 치료제가 개발 및 처방되면서 폐의약품의 양도 증가하고 있다. 폐의약품은 전량 소각 처리되고 있으며, 대기 오염뿐만 아니라 탄소 배출량 증가라는 큰 문제를 갖고 있다. 본 연구에서는 쓰고 남은 의약품이 식물의 성장에 어떠한 효과를 줄 수 있는지 알아보고 이를 통해 남은 약의 처리에 대한 해결책을 궁극적으로 탐구했다. 물에 희석한 유기화합물 용액을 방울토마토에 주고 대조군과의 비교를 통해 식물 성장 효과를 관찰했다. 이후 토양의 pH 측정, 폐의약품에서 추출한 유기화합물이 지렁이에 미치는 영향을 분석·검증했다. 그 결과 토양의 산성도나 토양 생태계를 파괴하지 않으면서 식물 성장 효과가 나타났다. 폐의약품을 식물 성장 촉진제로써 활용할 수 있을 것이라는 결론을 얻을 수 있었다.
▪ 주제어 : 폐의약품, 비료, 식물 성장, 토양 오염
본 연구에서는 전기화학적으로 매우 우수한 성질을 가지고 있는 Pt 나노큐브를 합성하고 이에 항체, 효소 또는 핵산 등의 바이오물질을 고정하여 바이오 기능성을 도입한 후 이를 간단한 전기화학 센서 제작에 응용하였다. Pt 금속은 매우 우수한 전기적 성질을 갖는데, 본 연구에서는 Pt 나노입자의 모양을 큐브형태로 용액에서 환원제로 합성할 경우 균일한 크기의 나노입자를 얻을 수 있는 장점을 이용하여 Pt 나노큐브를 합성하였다. Seed와 Growth 용액을 이용하는 2-step 합성법으로 Pt 나노큐브를 합성하고, 이들의 안정성과 재현성이 확보되도록 하였으며, 안정성이 확보된 Pt 나노큐브에 전하의 차이를 띠게 하여 정전기적 인력으로 효소와 같은 바이오물질을 고정하고 안정화시켰다. 전기화학적 바이오센서는 흑연을 이용하여 스크린프린팅한 일회용의 3전극 칩에 바이오기능화 된 나노입자를 layer by layer 방식으로, 즉 나노입자 층을 음전하를 띠도록 하고, 양전하를 띠는 전도성 고분자 층을 함께 적용하는 방식을 취하여 정전기적 인력에 의해 흑연칩 위에 고정되도록 하였다. 본 연구는 분석화학, 생명과학, 표면화학 및 나노과학을 접목한 융·복합 연구로, 나노바이오 융합과학을 통한 새로운 기능성 소재 합성과 이들의 새로운 분석법 개발 및 적용을 통해 새로운 과학 원천 기술을 확보하게 되는 중요한 연구가 될 것이다.
주제어: Pt nanocube, electrochemical biosensor, cyclic voltammetry, biofunctionalization
커피향의 실시간 분석을 위해 패턴 인식형 광학 전자코 시스템(Opto-electronic nose)을 모델로 제시하여 서로 다른 아미노산을 발현시키는 FFF, WWE, YYY, HHH의 4가지 타입의 기능성 M-13 박테리오파지를 이용해 pulling 기법을 활용해 구조색을 나타내는 M-13 박테리오파지 기반의 구조체 색 센서를 제작한다. 이를 통해 아라비카 커피의 주요 향 물질을 감지하고, 더 나아가 HCA를 이용한 빅테이터 기반 데이터 분석을 진행함으로써 실제 커피 속 향 물질 성분을 가장 잘 구분할 수 있는 컬러센서를 알아낸다.
▪ 주제어: 변색기반 광학전자코 센서, 바이오나노전자코 제조기술, M13 박테리오파지, 커피 향, 컬러센서
코로나19 판데믹 상황으로 사람들과의 접촉을 막기 위해 배달음식의 주문량이 증가하고 이로 인해 일회용품의 사용이 증가하였다. 그러나 배달원의 손에 묻은 바이러스나 세균이 비닐 봉투를 통해 전달될 수 있으니 일회용 비닐 봉투도 안심하고 만질 수 없다고 생각하였다. 또한, 일회용품의 사용 증가로 환경파괴가 우려되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해 친환경 항균 종이 봉투를 제작하고자 하였다. 친환경성을 위해 재생종이와 크라프트지를 주 재료로 사용하였으며, 항균 효과가 있다고 알려진 가지, 마늘, 레몬으로 용액을 만들어 항균 효과와 그 지속성에 대해 탐구하였다. 연구 결과 100% 농도의 마늘 용액이 항균효과와 지속성이 가장 좋았다. 그 외에 좋은 효과를 보인 레몬 100% 용액과 마늘 100% 용액을 다양한 비로 혼합하여 항균효과와 지속성을 탐구하였다. 또한, 이 용액들로 염색시킨 크라프트지와 재생종이에서의 인장강도를 측정하였다. 연구 결과 마늘 50% 레몬 50% 혼합용액, 마늘 100% 용액을 염색시킨 재생종이의 인장강도가 가장 크게 나타나 최적의 친환경 항균 종이 봉투로 마늘 100% 용액을 염색시킨 재생종이 봉투를 택하였다.
▪ 주제어: 친환경 항균 종이 봉투, 항균 효과, 지속성, 인장강도
매년 수십 명의 비브리오 패혈증 환자가 발생하고 있으며 최근에는 비브리오 패혈증을 일으키는 비브리오 블니피쿠스균(Vibrio Vulnificus)의 발견 시기가 앞당겨지고 감염자의 수 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 채소 피톤치드 성분의 살균 능력을 통하여 비브리오 패혈증을 예방할 수 있는 친환경적인 살균제를 개발하고자 한다. 회를 먹을 때 흔히 같이 먹는 채소 5가지(양파, 마늘, 오이, 상추, 깻잎)를 선정하여 각 채소들의 착즙액, 추출물에서의 비브리오균 살균 효과를 확인하였다. IR 스펙트럼을 분석하여 각 채소들에 존재하는 피톤치드 성분을 확인하여 각 채소들에서 살균 효과를 나타내는 물질을 분석하였다. 가장 살균 효과가 좋았던 채소 시료를 활용하여 비브리오 패혈증을 예방할 수 있는 살균제를 개발하였다. 이에 본 연구는 화학 약품인 기존의 살균제보다 친환경적이며 안전한 살균제를 제작하는데 기여하였으며 채소들의 살균 효과를 나타내는 피톤치드 성분을 명확하게 규명한 연구라 할 수 있다.
▪ 주제어: 채소 추출물, 비브리오 패혈증, IR 스펙트럼, 피톤치드, 살균제
사전실험을 통해 우리는 다각형 유체 소용돌이(폴리곤 볼텍스) 형성의 원인과 조건에 대해서 알아보았다. 이 사전실험을 통해 회전하는 유체의 안정성 파괴로 인해 생성된 다각형 모양의 유체 소용돌이가 다시 안정한 상태를 찾아 그 모양이 지속적으로 유지가 되는 것을 파악할 수 있었다. 우리는 다각형 모양의 유체 소용돌이의 안정성에 관한 심층적 탐구심을 바탕으로 외부 효과 존재 하의 유체 안정성에 관해 연계 탐구를 진행하기로 하였다. 탐구과정에서 유체의 회전을 방해하는 외부 효과로 설정한 것으로는 비어있는 소용돌이 중심 골을 동일한 유체로 채우는 행위로부터 비롯된 영향, 계면활성제 유입에 의한 영향, 양의 편차 또는 음의 편차가 나타나는 용액에 의한 영향이 있다. 탐구결과, 비어있는 소용돌이 중심 골을 동일한 유체로 채웠을 경우 얼마 지나지 않아 다시 초기의 상태로 복원된 상을 확인할 수 있었으며 계면활성제를 이용한 경우는 계면활성제에 의해 물 분자 간의 결합력이 약해지면서 유체 표면에 형성되는 다각형의 꼭짓점 개수가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 또, 음의 편차와 양의 편차 용액의 투여 경우 양의 편차 용액을 넣었을 때는 임계 레이놀즈 수가 줄어드는 것을 확인 할 수 있었으며 음의 편차 용액 경우 임계 레이놀즈 수가 커지는 것을 관찰할 수 있었다.
▪ 주제어: 폴리곤 볼텍스, 안정성, 소용돌이 중심 골, 계면 활성제, 양/음의 편차