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BPA는 플라스틱 합성에 흔히 사용되는 물질이나, 환경호르몬으로서 생물체에게 악영향을 끼친다는 연구 결과가 나오고 있으며, 이에 BPA 제거를 위해 활성탄 흡착을 이용하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 이번 연구에서는 금속으로 코팅한 모래와 활성탄을 혼합하여 사용할 때 금속 종류별로 흡착률이 증가하는 폭을 연구하였다. 연구 결과 금속 코팅 모래(MCS; Metal Coated Sand)를 이용하는 것이 실제로 BPA 제거에 효과적임을 알 수 있었고, 철, 코발트, 아연 중 철로 코팅했을 때 가장 제거율이 높았으나 유의미한 차이를 보이지는 않았다. 각 금속이 이루는 결정 구조를 분석하여 최상의 흡착률 달성을 위한 방법을 알아낼 연구가 추가로 진행되어야 할 것이다.
▪ 주제어: BPA, 활성탄, MCS(Metal Coated Sand), 흡착
홍합의 접착단백질에서 유래된 폴리도파민 코팅 방법은 카테콜 작용기를 가져 산화, 환원 능력이 있고 아민 작용기와의 공유 결합 형성이 가능해 2차 표면 개질이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 특성에서 착안하여 본 연구에서는 폴리도파민 용액을 합성섬유에 코팅하여 흡습성을 개선하고자 하였다. 30분 코팅시 폴리에스터를 제외한 모든 섬유에서 흡습성이 개선되었으며 2시간 코팅 시에는 레이온 와샤, 나일론 스판 바지원단, 폴리에스터, 실크폴리에서 흡습성 개선을 확인할 수 있었다. 이를 통해 폴리도파민 코팅으로 합성섬유의 유의미한 흡습성 개선 능력을 보여준다는 것을 확인하였고, 향후 다양한 섬유의 표면개질에도 사용될 수 있다는 가능성을 확인하였다.
주제어 : 합성섬유, 폴리도파민, 표면 개질, 흡습성, 모세관 현상
본 연구를 통해 KF80과 KF94 마스크의 사용 횟수별 Penetration과 Pressure Drop을 측정하고, QF(품질계수)값을 분석하여 마스크의 적정한 재사용 횟수를 도출하고자 하였다. 실험 결과, KF94의 분진포집효율이 KF80에 비해 높았으나 Pressure Drop은 KF80과 KF94에서 유의미한 차이가 없었고, KF80의 QF가 KF94에 비해 높았다. KF80마스크가 착용 성능은 좀 더 효율적이나 사용 횟수가 늘어남에 따라 성능 저하가 뚜렷했고, KF94마스크는 사용 횟수에 따라 성능 저하가 별로 없었다. 결론적으로, KF94와 KF80 마스크 모두 2시간씩 4회까지 재사용하여도 성능에는 큰 문제가 없었으나, KF80이 KF94에 비해 전체적 착용 성능은 더 좋다고 볼 수 있다.
주제어: 보건용 마스크, 마스크 재사용 횟수, pressure drop, 분진포집효율, quality factor
화석 연료를 대체할 여러 연료전지에 대한 연구가 활발하게 일어나고 있지만 낮은 성능, 그리고 높은 비용 탓에 실제로 사용되기에는 부족하다는 평가를 받는다. 우리는 그 중 가격대비 효율성이 낮은 Direct Alcohol Fuel Cell에 집중하여 효율성의 문제를 해결하고자 알코올, 촉매의 종류를 달리한 연료전지를 제작할 것이다. 알코올의 종류를 달리한 실험에서는 n-butanol을 사용한 전지가 가장 많은 전위를 생산하였고 전극의 촉매의 종류를 달리한 실험에서는 Au을 이용한 전지가 가장 많은 전위를 생산하였다. 본 연구를 통하여 가격에 대비하여 보다 나은 효율을 나타내는 Direct Alcohol Fuel Cell을 제작함으로써 쉽게 접근 가능한 연료전지를 만들 수 있을 것이다. 주제어: 알코올, 투과성 막, 폴리머, 촉매, Direct Alcohol Fuel Cell
환경오염을 일으키는 독성 유기분자나 중금속 이온 분해에 대한 연구가 주목받고 있다. 수용액상에서 이용이 쉽고 촉매 활성을 띄는 염화은 나노입자는 자외선에 의해 주로 반응하기 때문에 광촉매로서의 효율이 떨어진다는 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 귀금속과 복합 나노입자를 만들어서 광촉매의 효과를 높일 것이다. 본 연구에서는 PVP와 나노입자에 영향을 받지 않는 아마란스라는 독성 유기분자를 분해시키는 실험을 했다. DLS를 통해 나노 입자의 모양과 크기에 대해 광촉매 활성도를 비교하고, UV-vis를 통해 나노 입자의 흡광도와 아마란스 분해 흡광도를 보면서 광촉매 활성도를 비교하며, 아마란스 분해능력을 비교하였다. 그 결과 초기에 PVP를 고농도로 첨가하고 입자의 크기가 작은 실험군이 광합성 활성도와 아마란스 분해능력이 제일 높게 나왔다. 주제어: 염화은, 귀금속, 나노입자, 광촉매, 환경 독성 물질
본 연구는 항체에 위치 선택적으로 형광체를 도입하는 것을 목표로 단백질의 발현 및 정제와 단백질의 화학적 변형 기술 등의 내용을 포함하는 연구이다. 전 세계적으로 가장 많이 판매되고 있는 TOP10 의약품 리스트에서 주목할 점은 단백질에 기반을 둔 신약이 대부분을 차지한다는 점이다. 따라서 이 연구는 단백질 신약 개발에 응용될 수 있는 기술을 개발하기 위한 기초적인 연구가 될 수 있다. 본 연구는 단백질( MBP, Maltose binding protein )에 아자이드(azide)를 포함한 비천연 아미노산(unnatural amino acid)을 도입하고 아자이드와 선택적으로 반응할 수 있는 conjugation pair인 알카인(alkyne)을 포함한 형광체와 Copper(1) 촉매를 이용하여 단백질( MBP, Maltose binding protein )에 위치 선택적으로 형광체를 도입하는 것을 목표로 한다. 이 방법을 사용하면 생리적 조건에서 단백질과 표지 시약을 구리 촉매하에서 단순히 혼합하여 2시간 동안 약 90 %이상의 수율로 단백질을 표지 할 수 있었다. 또한 아자이드 함유 아미노산의 유전자 도입은 일반적으로 모든 단백질에 적용될 수 있고 CuAAC 반응은 매우 특이적이기 때문에 이 방법은 단백질의 표지 및 분석에 유용할 것이다. 단백질의 특정 위치에 선택적으로 기능성 분자를 도입하는 것은 화학적, 생화학적, 의약적으로 매우 중요하다. 따라서 본 연구는 이러한 선택적 단백질 변형을 가능하게 함으로써 단백질 신약 개발을 비롯한 다양한 분야에 활용도가 높은 기술의 개발이라는 점에서 연구의 필요성과 중요성이 있다고 할 수 있다.
주제어: 비천연 아미노산, 단백질, 아자이드, 형광체
정삼각형 형태로 층, 총 개의 원통이 쌓인 형태의 안정성에 대해 탐구하였다. 안정성은 전체적인 계가 수평 방향으로 얼마만큼의 가속도까지 평형을 유지할 수 있는지로 정의하였으며, 이 가속도를 라 하고, 원통과 원통, 원통과 지면 사이의 마찰계수를 라고 했을 때 평형을 유지하기 위해 필요한 최소의 를 이라 할 때 와 의 관계를 살펴보고자 한다. 일반적인 의 경우에 대한 어려움으로 의 경우를 먼저 해결하였으며, 여기서 직관으로 얻은 통찰로 일반적인 에 대해 풀어야 하는 방정식을 얻어내는 코드를 구축하였고, 의 경우 직접 이를 표현해 보았다. 이 방정식은 우리가 가진 컴퓨터의 한계로 풀지 못했으나, 충분히 고성능의 컴퓨터라면 필요한 데이터를 얻을 수 있을 것으로 보인다. 하지만 자유도가 으로 이기 때문에 이 커질 경우 요구되는 컴퓨팅 파워가 빠르게 증가하여 계산에 한계가 발생할 것으로 보인다.
원하는 위치에 원하는 형태의 파동을 정확하게 전달하는 것은 기술적으로 매우 중요한 주제이다. 본 연구에서는 원하는 위치에서 물결파가 특정 진폭을 가지도록 파원의 진동을 설정하는 방법을 찾는 것에서 출발하여 등방적으로 진행하는 임의의 파동이 특정 위치에서 원하는 형태를 가지도록 파동을 생성하는 방법을 제시한다. 1, 2, 3차원에서 한 점으로부터 일정한 거리만큼 떨어져 있는 파원들이 중심부 주변에 형성하는 파동을 계산한 뒤, 푸리에 변환을 활용하여 파원의 각 지점에서 일으켜야 하는 진동의 형태를 구하는 방식으로 논의를 진행하며, 이후 본 연구에서 제시하는 방식이 무수히 많은 점파원으로 이루어진 이상적인 파원뿐만 아니라 실제 파원을 이용해도 이상적인 경우와 비슷한 파동을 생성한다는 것은 보인다. ▪ 주제어: 물결파, 푸리에 변환, 원형 파원, 중심부 근사
소프트 로봇은 유연하고 외부 충격에 강하기 때문에 다양하게 활용될 수 있는 장점이 있다. 때문에 소프트 액추에이터들이 활발하게 연구되고 있지만 소프트한 재질의 특성 때문에 강성 조절에 한계가 있었다. 만약에 한 액추에이터 안에서 강성이 조절될 수 있다면 보다 효율적으로 활용될 수 있다고 가정하고, 실리콘 재질의 두 탄성체를 대칭적으로 접합한 후, 양쪽에 같은 크기의 공압이 가해졌을 때 강성이 커지고, 양쪽의 공압 차이에 따라 구부림 정도가 달라지게 하여, 한 액추에이터 안에서 강성이 조절되는 소프트 액추에이터를 제작하였다. 또한, 정확한 작동을 위해 구부림 각도와 강성을 독립적으로 제어하기 위한 2-입력 2-출력 piecewise PID 제어기도 설계하였다. 실험을 통해 고정된 각도에서 강성을 강화시키는 방향으로 강성 강화를 할 수 있었으며, 구부림 제어는 까지 약 1초안에, 강성 제어는 2.5N까지 0.5초안에 도달하는 결과를 얻었다. 수초 범위의 반응속도로 구부림 제어와 강성 제어를 별개로 정확하게 제어할 수 있었다. 그리고 세손가락 그리퍼를 제작하여 강성 강화를 통해 무거운 물체를 들어 올릴 수 있었다. ▪ 주제어: 강성 제어, 공압식, 소프트 액추에
액체 줄기가 액체 방울로 분화하는 현상은 연속 방정식, 베르누이 방정식, 표면 장력, 점성 등 유체의 여러 특성이 종합적으로 작용하면서 나타나는 현상이다. 여러 조건을 변화시키면서 이 현상을 관찰하고 유체의 특성들과의 경향성을 비교하고 정량적으로 분석한다면 유체의 운동에 대한 이해를 높일 수 있을 것이다. 액체 줄기가 액체 방울로 분화하는 특정 높이를 결정하는 요인들은 무엇이 있으며, 이 요인이 어떻게 작용하는지 경향성을 분석하고 마지막으로 이론적으로 식을 세워 이론식과 얼마나 맞는지를 확인해 보았다. ▪ 주제어: 물줄기, 점성, 표면장력, 낙하 길이, 물방울
악셀점프의 안정성을 분석하기 위해서 악셀 점프를 3단계 (take-off, rotation, landing)으로 구분하여 분석하였으며, 피겨 스케이팅 선수를 간단한 modeling의 형태로 분석하기 위해 타원 포물면의 형태(human-like model)를 사용하여 분석하였다. 정량적인 분석을 원칙으로 하되, 필요에 따라 근사 정도의 타당성을 검증하기 위한 목적으로, 3D 프린터를 이용하여 만든 model의 motion 분석을 병행하였다. 악셀점프의 안정성을 판단할 때, 지면에 닿는데 걸리는 시간이 길수록, motion 도중 수직항력의 최댓값이 클수록 안정한 것으로 판단하였다. 안정성을 극대화하기 위한 조건은 신체와 연직선이 이루는 각도가 작고, 각속도의 좌우축 성분이 전후축 성분보다 작아야 하며, 점프 단계에서 초기 속력을 크게 하여 회전 단계에서의 각속도를 최소화해야 한다는 것이 있다. ▪ 주제어: N-axel, 안정성, 오일러방정식
We study a 1 + 1 dimensional model of a AdS-Rindler holographic superconductor coupled to a conformal defect. We calculate the expectation value of the condensate field as a function of temperature numerically using the shooting method. The results are qualitatively similar to BCS theory. Spontaneous symmetry breaking happens below the critical temperature, indicating a superconductor phase with a second order phase transition. We calculate that the expectation value of the charge density changes near the conformal defect, indicating that coupling the holographic superconductor to a conformal