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이 연구는 정전기를 활용한 타이어 분진의 포집을 목표로 하였다. 최근 환경 오염 문제가 대두되는 가운데 자동차 타이어의 분진과 브레이크 패드의 분진이 큰 비중을 차지한다. 타이어 분진으로 인하여 발생한 미세먼지는 아스팔트와의 마찰로 발생했기에 음극으로 대전된다는 성질이 있다. 이 성질을 활용하여 앞서 언급한 문제를 해결하기 위해 전기장이 작용하는 금속판을 상하로 설치하여 포집기를 설계하고, 포집 효율이 가장 좋은 금속판 간격을 탐구하였다. 연구 결과 포집기를 설치하지 않은 대조군보다 미세먼지 농도가 현저히 낮게 측정되었으며, 금속판 사이의 거리가 4.5센치미터일때 가장 효율적이라는 결과를 얻을 수 있었다. 이 기술을 활용하여서 자동차에 부착한다면 타이어 분진으로 인해 발생하는 미세먼지의 양을 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 주제어:타이어 분진,대전,정전기,포집,효율
이 연구는 이중진자의 속도 특성을 분석하여 단진자와 비교하고, 이를 실생활에 적용할 가능성을 탐구했습니다. 초기 각도와 시간, 속도 등의 변수를 포함한 시뮬레이션 데이터를 통해 두 모델의 운동 특성과 속도 효율성을 비교하였습니다. 결과적으로, 이중진자는 단진자에 비해 높은 속도 효율성을 보이며, 복잡한 운동 패턴을 통해 일정 부분의 규칙성을 유지했습니다. 이러한 속도적인 장점을 활용하여 이중진자를 기반으로 한 발전기나 로켓 추진 보조 장치의 개발 가능성을 제시하였습니다. 연구를 통해 이중진자의 실용적 잠재력과 그 적용 방안을 발견하였습니다. 주제어: 이중진자, 속도, 단진자, 규칙성, 시뮬레이션
농업혁명부터 현재까지 인간의 식량 생산 방식으로 가장 보편적인 농업이 농업인 감소와 기후변 화로 성장이 저해되어 인류가 식량난 문제에 고초를 겪고 있다. 그에 대한 해결책으로 떠오르고 있는 4차산업혁명 시대의 기술인 스마트팜의 다양한 한계와 문제점을 알아보고 그를 스마트팜 통합화, 자동화, 모듈화를 통해 해결하고자 하였다. 전체 과정 중 수확부를 자동화, 모듈화하여 기존보다 효율을 높이고, 인간의 개입을 최소화하기 위해 노력하였다. 수확부는 크게 토마토 재배, 수확 통, 수확 로봇 팔로 나누어지며, 토마토 중 익은 것만을 선별하여 수확하는 것을 목적으로 하였고, 연구 결과 전체 모형토마토 9개 중 익은 것을 판단하여 수확하는 모습을 확인할 수 있었다. 주제어: 스마트팜, 모듈화, 자동화, 수확로봇팔, 방울토마토
고삼 속 Kurarinone을 추출하고 오배자 속 Tannic Acid와 정향 속 Eugenol을 혼합하여 가장 높은 항균 활성을 나타내는 조성을 확인하였다. 메틸 셀룰로오스 기반의 고분자 필름에서 폴리 에틸렌 글리콜을 함량을 바꾸어가며 신축성이 가장 크게 나타나는 경우를 탐색하였다. 이때, 폴리 에틸렌 글리콜의 함량과 신축성이 비례함을 확인하고 전체 30ml 용량에 5g을 투여하여 신축성이 크게 나타 나는 필름을 제작하였다. 이를 바탕으로 메틸 셀룰로오스 필름에 한약재 기반의 항균 물질을 혼합 하여 항균 신축성 소재를 개발하였다. 이렇게 제작한 항균 신축성 소재는 한약재가 인체에 무해하며 탁월한 항균 효능을 갖추는 동시에 신축성을 가지고 있기에 여드름 패치, 홈메우기 등에 활용될수 있다. 주제어: 한약재, 항균, 신축성
본 연구는 금속 유기 골격체(metal-organic framework)의 한 종류인 MIL Al의 합성에 있어 기존의 자원 소모와 환경 오염 문제를 해결하기 위해 폐자원을 활용한 친환경적 합성 방법 개발을 목표로 한다. 버려진 알루미늄 호일 및 페트병을 이용해 금속 전구체 및 유기 리간드를 추출하여 MIL Al을 합성한다. 또한, 합성 조건을 변경하며 높은 효율의 합성 조건을 찾는다. 이 과정에서 MIL Al의 합성여부는 powder X-ray diffraction (PXRD) 측정, Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FT-IR) 측정을 통해 확인한다. 또한, 최적의 효율은 합성한 MIL-53(Al)의 질량 및 이에 대한 아이오딘 흡착 성능 평가를 통해 진행한다. 아이오딘 흡착 성능 평가의 경우 흡착 이후 아이오딘 용액의 농도변화를 통해 측정하며 이 경우에는 아이오딘의 농도 변화를 UV-vis spectroscopy를 통해 측정한다. 주제어: MIL Al, 녹색 화학, 폐자원, 반응 조건, 흡착
본 연구는 인디고 계열 염료폐수의 효과적인 처리를 목표로 전기응고법을 적용하여 전기화학적 처리를 수행하였다. 인디고 카민은 난분해성 염료로 청바지 염색 등에 광범위하게 사용되며, 그로 인한 폐수는 환경 오염의 주요 원인이 될 수 있다. 연구에서는 인디고 카민을 전기응고법으로 처리하고, 이 과정에서 생성되는 슬러지의 물리화학적 특성을 분석하였다. 특히, 슬러지에 자성 유체분리 법을 적용함으로써 슬러지의 분리가 가능함을 입증하고자 하였다. 실험 결과, 인큐베이션을 적용한 전기응고 처리가 슬러지의 자화 및 분리 효율 향상에 기여하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 폐수 처리의 비용 절감과 효율성 향상 면에서 가능성을 제시했다. 주제어: 인디고 카민, 염료폐수, 전기응고법, 슬러지, 자성 유체분리
수박은 수요가 매우 많은 과일인 만큼 많은 양의 껍질이 쓰레기로 버려진다. 이러한 수박에는 항균 성을 가지는 쿠쿠르비타신이 포함되어 있다. 본 연구에서는 수박껍질을 전처리하는 방법에 따라 항균성을 가지고 있는 쿠쿠르비타신이 얼마나 검출되는 지를 HPLC를 이용하여 정량 분석하고 최적의 전처리 방법을 탐구하였다. 그 뒤 찾아낸 전처리 방법을 이용하여 수박의 종류(망고수박, 일반수박, 흑피수박)를 다르게 한 친환경 항균제를 개발하고 MIC-test를 통해 항균 능력을 평가하였다. 그 결과 최적의 전처리 방법은 수조 가열이었고 제작한 모든 항균제에서 높은 항균성을 관찰할 수 있었 다. 특히 망고수박 용액의 경우 항균 능력에 큰 영향을 끼치는 것으로 확인되었다. 주제어: 항균, 쿠쿠르비타신, 수박 종류, 추출 방법, HPLC
약물 용해도는 신약 설계 초기 단계에서 반드시 평가해야 하는 중요한 물리화학적 특성이다. 하지만 기존의 실험적 접근 방식은 높은 자원 소모와 데이터 처리의 한계로 인해 효율성이 떨어진다. 본 연구는 딥러닝과 그래프 신경망(GNN)을 활용하여 약물 용해도를 예측하는 딥러닝 방법인 GeDML을 제시하고, 다양한 GNN 모델(GCN, GAT, GIN, EGCN, AttFP, TFNN)의 용해도 예측 성능을 비교 분석하였다. 연구 결과, GeDML(Generalized Deep Metric Learning)을 도입하여 소규모 데이터 환경에서도 높은 예측 성능을 달성하였다. 본 연구에서 개발한 모델은 제약 산업뿐만 아니라 환경 과학 및 에너지 소재 등 다양한 분야에서 활용 가능한 새로운 접근법을 제시하였다. 주제어: 그래프 신경망, 용해도 예측, 딥러닝, Generalized Deep Metric Learning (GeDML)
이 연구는 차나무 추출액의 발효 방법에 따른 화학성분 변화와 그에 따른 기능성 성분의 향상 가능 성을 분석한다. 발효 과정이 차나무 추출액의 카페인, 카테킨, 및 다양한 항산화제 성분에 미치는 영향을 조사하기 위해 고성능액체크로마토그래피(HPLC)와 유도결합플라즈마(ICP-AES)를 사용하여각 성분의 농도 변화를 측정하였다. 연구 결과, 제조사가 밝힌 발효 정도가 증가함에 따라 특정 성분의 농도가 유의미하게 변동하는 양상을 확인하였으며, 이는 발효가 차나무 추출액의 효능에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 주제어: 차나무, 발효, 카페인, 카테킨
본 연구에서는 안경 렌즈의 흠집을 자가치유할 수 있는 자가치유 광소재를 합성하고, 그 치유 효율을 검증하였다. 이황화 결합을 이용한 자가치유 폴리우레탄 필름을 합성하였으며, UV 빛을 활용한 치유 실험을 통해 자가치유 능력을 확인하였다. 실험 결과, UV 빛에 노출된 경우 상처가 효과적 으로 치유되었으며, 대조군과 비교하여 빛이 자가치유에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다. 자가치유소재를 유리에 일정하게 코팅하는 것에 성공하였으며, 마이클슨 몰리 간섭계를 응용하여 일반 유리와 자가치유소재를 코팅한 유리의 굴절률을 각각 실험적으로 구하는 데에 성공하였다. 주제어: 자가치유, 자가치유 광소재, 굴절률, 코팅제, 렌즈
본 연구에서는 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)의 광전변환 효율을 극대화하 기 위해 이산화티타늄(TiO ) 나노입자의 크기와 도핑된 원소의 종류에 따른 효율 경향성을 분석하 고자 한다. DSSC의 핵심 소재인 TiO 는 나노입자의 크기와 전자 전달 특성에 따라 전지의 효율에 중요한 영향을 미친다. 특히, 작은 크기의 TiO 나노입자는 넓은 표면적을 제공하여 염료의 흡착을 극대화하지만, 전자와 정공의 재결합이 촉진되어 효율 감소의 원인이 될 수 있다. 이를 해결하기 위 해 TiO 에 전이금속을 도핑하여 전자-정공 재결합을 억제하고, 더 작은 나노입자 크기에서도 높은 효율을 달성할 수 있는 조건을 찾고자 한다. 주제어: 염료감응형 태양전지(DSSC), TiO 나노입자, 광전변환 효율, 도핑, 전자-정공 재결합
현재 산업 활동으로 인한 폐수 속 중금속의 위험성이 대두되고 있으며, 중금속을 흡착하기 위한 필터의 제작에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그런 상황에서, MOF(금속유기골격체)에 대한 중금 속의 개별 흡착 특성은 연구되어 있으나, 실제 폐수는 여러 중금속이 혼합되어 있으므로, 실제 폐수와 유사한 환경에서의 중금속 경쟁흡착 특성에 대한 연구가 필요하다. 다공성 구조로 중금속 흡착 성능이 뛰어난 MOF의 경쟁흡착 특성을 파악하기 위해, 여러 MOF 중에서 MOF-5와 ZIF-8을 직접 제작하였다. 그중 구조가 안정된 ZIF-8의 흡착 특성을 분석한 후, 실제 폐수와 유사한 농도의 중금속 혼합 용액에 대한 경쟁흡착 실험을 진행함으로써, ZIF-8에 대한 각 중금속의 경쟁흡착 특성을 분석할 수 있었다. 또한 실제 폐수 환경에서 MOF의 한 종류인 ZIF-8를 활용한 경쟁흡착이 어떻게 일어날지 예측할 수 있었다. 주제어: MOF, 중금속, 경쟁흡착, 폐수, ZIF-8