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지구상에는 영국의 그리니치 천문대, 미국의 레몬산 천문대와 팔로마 산 천문대 등 수많은 천문대들이 있다. 이들 중 규모가 큰 망원경을 운용하는 거의 모든 천문대는 반사망원경을 주 망원경으로 채택하고 있을 뿐만 아니라 아마추어용 천체망원경의 경우에도 300mm 이상의 구경을 가진 굴절망원경을 찾아보기 힘들다. 이는 구경이 커질수록 가장자리의 곡률이 커져 색수차가 심하게 발생하고, 그렇다고 렌즈의 곡률을 낮추면 초점거리가 길어진다는 굴절망원경의 단점 때문이다. 하지만, 굴절망원경은 양면 렌즈를 이용하여 반사망원경보다 안정된 상을 얻을 수 있다는 장점을 갖고 있고, 이러한 굴절망원경의 장점을 살리며 대구경 굴절망원경의 사용을 가능케 하며 긴 초점거리를 다수의 평면경을 이용해 광축을 접어 해결하고자 하였다. ▪ 주제어: 굴절 망원경과 반사 망원경, 다중반사굴절망원경, 거울 지지대와 렌즈 지지대, 초점, 수차
식물의 영양소나 물의 흐름을 측정할 때 침습적인 방법을 사용하게 되면 식물에게 손상을 줄 수 있다. 확산광 스펙클 대비분석 시스템은 레이저 스펙클의 변동을 측정하여 비침습적으로 혈류 정보를 추출 할 수 있는 광학 시스템으로 심부 조직의 상대 혈류를 측정할 수 있는 장비이다. DSCA는 저렴한 비용, 쉬운 분석, 빠른 이미지 획득 시간 및 간단한 실험 설정의 강점을 가진 새로운 심층 조직 유량계 시스템으로, 여러 생물의 흐름을 측정하는데 사용될 수 있기 때문에, 식물의 흐름 또한 측정할 수 있을 것이라 예상된다. 이 장비를 활용하여 식물의 줄기 또한 확산광 스펙클 대비 분석 시스템을 이용해 측정할 수 있다. 식물의 줄기 아래쪽, 굵은 줄기 나무젓가락의 Flow를 비교한 결과 식물의 줄기 아래쪽과 굵은 줄기의 Flow가 나무젓가락 보다 확연히 높게 측정되었다. 이 결과를 통해 식물의 Flow 속도를 측정할 수 있으며 식물의 두께가 굵을수록 더 빠른 Flow 속도가 나타났다. 결과적으로 이 시스템을 이용해 식물의 대사과정이 원활하게 이루어질 수 있는지 알 수 있다고 생각된다. ▪ 주제어: 확산광 대비 분석, 식물의 물질 수송, 물질 흐름 속도 측정
열전소자는 다양한 산업 분야에서 활용되고 열과 전기 에너지 간의 변환이라는 특성으로 친환경적 시대 요구에 부응하는 기술이다. 하지만 열전소자의 불균등한 발열로 인한 효율 감소가 존재하며, 이를 개선해야 한다. 열전소자의 열적 특성을 분석해 그에 따른 특수화된 방열 시스템 구축에 대해 연구를 진행하였다. 열전소자를 전압과 재질에 따라 각 case에서 열화상 카메라를 통해 온도 분포에 대한 실험을 진행하여 열적 특성을 확인하고 이해할 수 있었으며, 열전소자 내에서 위치에 따른 온도 분포 구배의 원인을 해석하였다. 이를 활용해 방열판, 또는 modified된 표면 코팅에 적용하여 열전소자의 열전 성능 증가에 활용할 수 있다. ▪ 주제어: 열전소자, 방열 시스템, 방열 효율, 열 분포
요즈음 플라스틱의 사용량이 많은 만큼 플라스틱이 환경에 미치는 영향에 대해서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 우리 팀은 그 중에서도 잘게 부서진 채로 없어지지 않고 남아 환경과 생물에 악영향을 끼치는 미세플라스틱에 주목했다. 한 종류의 미세플라스틱이 생물에 미친 영향에 대해 연구했던 선행 연구들은 많았지만, 미세플라스틱의 형태적 특징에 따라 결과를 나누어 해석한 연구는 없었다. 따라서 우리 팀은 플라스틱 펠렛을 직접 분쇄하여 2차 미세플라스틱을 만들고, 표면이 날카로운 2차 미세플라스틱과 뭉툭한 1차 미세플라스틱을 사용하여 생물에 미치는 영향을 탐구하기로 하였다. 생물에 대한 영향 실험은 배추씨의 발아율 실험, 미생물 실험, 강낭콩 실험을 진행하여 미세플라스틱의 유무와 종류에 따른 발아율, 성장속도와 정도 등을 관측해 비교하였다. ▪ 주제어: 미세플라스틱, 형태, 생물, 영향, 환경
본 연구에선 자연 친화적인 항균제 개발 연구를 위해 1,4-나프토퀴논 유도체의 항진균 특성을 이용한 항진균 실험을 진행하였다. 실험에는 녹농균(Pseudomonas Aerugin.osa)과 진균(Saccharomyces cerevisiae) 및 3가지의 1,4-나프토퀴논 유도체를 이용해 항진균 실험을 진행하였다. 1,4-나프토퀴논은 염료 및 의약품의 원료로 사용되 는 노란색 결정으로 두 개의 벤젠 고리를 가지고 있는 고리 화합물이다. 3가지의 나프토퀴논 유도체를 이용해 실험을 진행하였으며, 일부 물질의 경우 합성 실험을 통해 얻었다. 항균 실험에서는 쉽게 구할 수 있는 진균과 녹농균을 배양하여 디스크 확산법을 통해 유도체들의 항균 효과를 확인했다. 결과적으로 대조군이었던 에탄올을 제외한 3개의 유도체 모두 어느 정도의 항균 효능을 가지고 있었으며 그중에서도 3-chloro-2-(4-chloroanilino)-1,4-naphthoquinone가 상대적으로 뛰어난 항균 효능을 보여주었다. 따라서 1,4-나프 토퀴논 유도체들 모두 일정 이상의 항균 효능을 보유하고 있다는 결론에 도달할 수 있었다. ▪ 주제어: 1,4-나프토퀴논, 항진균, 항균, 항균제
본 연구에서는 남극의 빙상이 해저지형의 퇴적에 어떠한 영향을 끼치는지 알아보고자 하였다. 빙상의 특성과 해저 퇴적패턴의 상관관계를 파악하고자 퇴적물의 역할을 할 색모래를 넣은 수조 안에서 남극의 환경을 구현하여 실험을 진행하였다. 빙상의 특성에 따른 영향을 확인할 실험을 계획하여 실행하였으며 최종적으로 대륙붕을 직접 수조 내에 구현하여 퇴적양상을 관측했다. 그 결과 물리적 특성은 빙상의 움직임에 따라 끌려가는 모래의 양에 영향을 끼쳤고 운동은 해저의 퇴적물이 섞이게 하였다. 해풍은 퇴적에 큰 영향을 끼치지 못했다. 마지막으로 대륙붕 실험에선 빙상을 구현한 얼음의 크기가 작아 영향이 관측되지 않았다. 이에 따라 빙상은 퇴적물 운반에만 큰 영향을 끼치고 그 외 영향은 더 큰 규모의 실험이 필요하다 결론지었다. ▪ 주제어: 빙상, 빙붕, 시추코어, 대륙붕
이 연구는 전도성 고분자의 전기전도성을 향상시키는 방법에 대해 탐구한다. 폴더블 스마트폰이 주목을 받고 있는 시점에 폴더블 디스플레이에 적합한 전도성 고분자 중 PEDOT:PSS를 기반으로 실험을 진행하였다. 전기전도성을 향상시키기 위한 처리로는 알코올 solvent를 PEDOT:PSS 수용액에 첨가해 필름을 제작한다. 제작한 필름은 정밀한 실험기기를 사용하여 면저항, 투과율, 라만 스펙트럼을 분석한다. 각 알코올 solvent의 특성을 바탕으로 비교했을 때 끓는점이 높은 알코올일수록 전기전도도가 낮게 나온다는 결과를 알 수 있다. ▪ 주제어: PEDOT:PSS, 전도성 고분자, 플라즈마 전해 산화, 양극성 양극산화, 마이크로 아크 산화, 전해액
지구온난화로 인한 해파리 개체수 증가로 인해 어업, 원자력 발전소 등 다방면에서 많은 피해가 일 어나고 있다[1]. 현재 해파리 문제를 해결하기 위해 개발되는 것들에는 공기방울을 이용해 낚는 기술, 발전소 취수구의 해파리떼를 제거하는 장치 개발 등의 방법이 있다. 그러나 해파리를 수거한 이후에도 문제가 생기는데, 제거하고 수거한 수많은 해파리 사체들을 어떻게 처리하는지이다. 해파리를 구성하고 있는 성분에는 94%~96%가 물이고 나머지는 콜라겐으로 구성되어있다. 본 연구 는 콜라겐에 주목하여 생체자원으로 사용하는 방안을 탐구하였다. 식용 보름달물해파리에서 콜라겐을 추출하였고, 콜라겐으로 압전소자를 제작하여 우리 몸에서 센서로 활용할 수 있는 생체 압전 센서를 제작하였다. 그리고 제작한 센서를 이용해서 우리 몸에 부착하였을 때 전기가 발생해, 압전소자로서의 활용가능성이 있음을 확인하였다. 추후, 개발한 압전소자를 바탕으로 이 압전소자를 생체 적합성을 증가시키는 방향으로 개량하고 압전센서 또한 활용성이 높아지도록 발전시킬 것이다. ▪ 주제어: 콜라겐, 압전 효과, 생체 소자, 해파리
드론에 의한 공격, 보안 피해에 대한 관심으로 시작하여, 보다 더 넓은 범위에서 효과적으로 드론을 무력화시킬 수 있는 방안을 고안하였다. 캔위성을 이용해 낙하산으로 낙하하며 재밍 신호를 쏘아 드론을 무력화시키는 장치를 설계하였다. 기판 납땜, 조립, 도선 연결, 프로그래밍을 통해 제작한 장치를 테스트하여 정상 작동되는 것을 확인하여 실제 로켓에 날려 낙하산 낙하 도중 재 밍 신호가 수신되는 것을 확인하였다. 이를 활용하여 재밍건이나 재밍 드론의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대한다. ▪ 주제어: 캔위성, 드론, 재밍, 항공보안
본 연구 과정에서는 레이저 스펙클 대조를 활용한 비침습적 혈류 측정장치를 개발하고 이를 활용해 PORH 현상을 측정하여 유의미한 결과를 도출하고자 하였다. 혈류 측정장치는 CCD와 레이저로 구성되어있으며 측정 부위에 따라 측정 부위, CCD, 레이저의 위치 관계를 변화시켰다. 그리고 CCD가 얻은 스펙클 정보를 python 코드를 통해 처리해 PORH 현상의 그래프를 시각화했다. 또한 실험에 오차를 발견하고 개선하며 노출시간과 같은 요인을 바꿔보았다. 오늘날 늘어나는 심혈관 질환이나 장기이식 등을 위해 혈류 측정은 필수적이다. 하지만 대부분의 혈류 측정장치는 환자에게 침습적인 방법이며 비침습적인 방법도 일부 존재하지만, 모세혈관과 같이 미세한 혈류 변화는 측정이 어렵다는 한계점이 존재한다. 그렇기에 비침습적 혈류 측정장치의 개발과 PORH 현상을 바탕으로 한 분석은 이런 한계점을 극복할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. ▪ 주제어: 확산 광학, 혈류, 레이저 스펙클, 빛의 간섭, 이미지 프로세싱
COVID-19의 확산으로 인해 살균제에 대한 관심이 많아지고 있다. 살균제로 사용이 가능한 ROS는 과도한 양이 발생했을 때 인체에 영향을 줄 수 있다. 이에 ROS(활성산소)를 이용한 살균이 인체에 위해가 되지 않도록 저농도 ROS의 생성에 관한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저농도 RO S의 생성 및 살균제로의 성능을 비교한다. 연구의 목적은 저농도의 ROS를 생성하는 방법을 탐구하 고 실제 실험을 통하여 저농도의 ROS를 생성한다. 또한 저농도의 ROS를 살균에 응용함으로써 실생 활에 적용하고자 한다. 저농도 ROS를 발생시키는 TiO2와 플라즈마 방출 장치를 제작한 후 ROS를 확인하였다. 살균 효과를 위해 대장균을 배양하여 각각의 방법으로 생성된 ROS를 통해 대장균을 살 균한다. 그 후 대장균에 대한 살균력은 CFU를 통하여 log inactivation을 측정해 비교하여 가장 효율 적인 저농도 ROS 살균법에 대한 고찰을 제시하는 방법으로 실험을 진행했다. ▪ 주제어: ROS, Plazma, Sterilization, Photocatalyst(TiO2)
플라스틱 사용량의 증가로 인해 환경 오염이 심각해지고 있는 추세입니다. 더불어 코로나 19로 인해 마스크 양도 빠르게 증가하였고, 이는 처치 곤란으로 이어지기도 했습니다. 마스크의 주성분인 PP와 현재 사용량이 가장 큰 PE를 미생물을 통해 분해하고자 하였습니다. 플라스틱 쓰레기가 많은 곳에 미생물이 많이 있을거라 예측하여 폐플라스틱이 많은 토양을 찾고 그곳의 미생물을 채취하여 농화 배양한 후 배양액에 23cm크기 플라스틱 조각을 넣어 분해 시켰습니다. 토양은 영산강, 나주위생매립사업소, 김제 황산 세 장소의 토양을 사용하였고, 분해한 플라스틱은 PE 비닐과 KF94, KFAD, PLA 마스크의 네 종류를 분해하였습니다. 실험을 2번 하였는데, 아무런 처리를 하지 않은 채 한 번, UV와 마이크로파 처리를 한 뒤 실험을 실행했습니다. ▪ 주제어: 플라스틱, 마스크, PP, PE, 토양미생물