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친환경 발전 사업이 발전함에 따라 늘어나는 중금속 문제 해결을 위해 제올라이트를 이용한 중금속 흡착연구를 진행하였다. 제올라이트를 가공하여 동일 무게상에서 흡착효율을 비교하였고, 가공방법으로는 산화알루미나를 합성제올라이트에 표면개질한것, 산화철을 합성제올라이트에 표면개질하여 양극성 수용기를 띌 수 있게 하였다. 표면개질은 전부 화학적 방법으로 진행하였으며, 가루상태의 흡착제를 이용해 무게당 Pb 이온 흡착량을 측정하였다. 측정결과 가공을 하지 않은 제올라이트의 효율이 가공한 제올라이트보다 높게 나왔으며 원인으로는 가공과정에서 표면적이 줄어들었기 때문이라 추측하였다. 제올라이트의 중금속 흡착효율을 높일 수 있는 가공방법을 찾게 됨에 따라 친환경 에너지산업에 의한 환경오염을 줄일 수 있을 것이라 기대된다. ▪ 주제어: 제올라이트, 키토산, 산화 철, 표면개질, 중금속 흡착능
루미놀 용액은 혈흔 속 헤모글로빈의 Fe와 반응하여 금속을 환원시키며 에너지를 빛의 형태로 방출하는 용액이다. 우리는 이 용액의 사용이나 활용법에 대해 궁금했고 용액의 특성을 제대로 연구하거나 파악한 자료가 없어 직접 탐구하여 정리하며 특성을 파악해 보았다. 금속별, 농도별, 온도별, 지시약별로 비교한 결과 구리 조각을 사용하고 온도가 가장 높은 경우에 발광 정도가 가장 크고, 구리 조각을 구부려서 접촉하는 표면적을 최대한 늘린 후 상온에서 반응시킬 때 지속 시간이 최대가 됨을 알게 되었다. 또한, pH가 높을수록 루미놀 반응의 발광 정도가 높아짐을 알게 되었다. ▪ 주제어: 루미놀
본 연구에서는 폴리다이아세틸렌(polydiacetylene, PDA)을 합성하여 PDA-PDMS 필름 센서를 제작하였 으며 이 센서에서 클로로폼의 변색을 확인하였다. 클로로폼의 상태와 클로로폼의 농도를 변인으로 설 정하여 5분 동안 센서에 노출시켜 이에 따른 색 변화를 한국 표준색 색채 분석기술표준원(KSCA) 프로 그램을 사용하여 색 변화 정도를 분석하였다. 이를 RGB 색상과 CMYK 색상 수치를 분석하여 클로로폼 검출량에 따른 표준 색상표를 제작하였다. ▪ 주제어: 폴리다이아세틸렌, 클로로폼, 표준 색상표, 필름 센서, 휘발성유기화합물
유류 사용량이 증대되며 PAH(polycyclic aromatic hydrocarbon) 등 소수성 유기 물질로 오염된 토양 정 화의 필요성이 대두되고 있다. 토양 정화 방법 중 원위치 방법인 동전기 정화 방법은 전기 이동에 의해 물질을 이동시키는 것이다. 이때 계면활성제를 첨가하면 계면활성제 단량체들이 회합하여 마이셀을 형성하고 토양에 흡착한 소수성 유기 오염물질을 가용화하여 효율적인 제거가 가능하다. 또한 계면활성제 용액에 전해질과 유기물질 단량체를 첨가하면 마이셀이 팽윤되어 더 높은 효율을 보일 가능성이 크다. 따라서 본 실험에서는 동전기 정화 시 알코올의 종류 및 알코올, 전해질, 비이온성과 음이온성 계면활성제의 배합비에 따른 계면활성제 계의 토양 내 phenanthrene의 제거효율을 비교하여 최적의 계면활성제 계를 구하고자 하였다. ▪ 주제어: phenanthrene, 동전기, 마이셀, 계면활성제 계, 토양 정화
본 연구의 목적은 할로젠화 페로브스카이트 퀀텀닷 간의 할로젠 이온 이동 양상을 연구하여 페로브스카이 트의 독특한 거동을 분석하고, 최근 주목받는 퀀텀닷 디스플레이 및 페로브스카이트 태양 전지의 성능 저하 문제 해결에 기여하기 위함이다. 연구 대상으로 삼은 물질은 두 종류의 A-site 원소 Cs, FA와 두 종류의 X-site 할로젠 원소 Br, I 중 각각 하나씩의 원소를 포함하여 합성한 4종류의 페로브스카이트 퀀텀닷이다. 본 연구의 실험은 제조한 퀀텀닷 용액을 필름에 도포 및 용액상 자체에서 혼합하여 전압을 인가하는 방식으로 진행되었다. 연구 결과는 TEM 및 XRD 측정 결과를 통해 페로브스카이트 퀀텀닷이 올바르게 합성되었음을 검증할 수 있었고, 실시간 흡·형광 측정 결과를 통해 A-site 양이온에 비해 페로브스카이트 퀀텀닷 간의 할로젠 이온 이 동이 FAPbBr3와 FAPbI3 사이에서 활발하게 진행되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 디스플레이 와 태양 전지를 비롯한 페로브스카이트 기반 제품의 성능과 수명을 발전 시켜 페로브스카이트 소자 연구 및 태양 에너지와 같은 신재생 에너지 연구에 기여할 것으로 기대된다. ▪ 주제어: 퀀텀닷 페로브스카이트
코로나19 백신을 투여받았을 때 혈전이 만들어지는 부작용이 나타나, 이를 완화하고자 혈전을 제거할 수 있는 혈전용해제의 합성에 관한 연구를 진행했다. 헤파린의 구조를 참고하여 6탄당과 간단한 황산염 혹은 연결고리 역할을 할만한 인산염이나 붕산염과 일부 아미노산 등을 이용해 혈전용해제를 합성해보고자 했다. 혈액을 사용하지 않고 혈전 용해도를 측정할 수 있는 Fibrin plate assay와 PBS Buffer를 활용해 혈전 용해도를 측정한 결과, maltose와 galactose, glucose에서 혈전 용해 효과가 뚜렷하게 나타났다. 합성에 사용한 실험 성분에 대해서도 혈전 용해능을 분석하여 실험 성분이 합성 물질의 혈전 용해능에 영향을 미쳤는지 그 여부도 확인하였다. 아직은 HPLC로 시약에 있는 화학물질을 분석하지 않았기 때문에 정확히 어떤 물질에 의해 혈전이 용해가 된 것인지는 확인할 수 없었고, 이는 추후 연구에서 분석할 예정이다. ▪ 주제어: 혈전, 혈전용해제, 탄수화물
지구 온난화를 유발하는 온실가스에는 이산화탄소, , 등이 있다. 이 중에서 이산화탄소는 CCUS 기술을 통해서 처리, 저장, 활용이 가능하다. 하지만, 와 의 경우 저감 기술은 존재하나 이산화탄소처럼 활용하는 기술은 존재하지 않는다. 따라서, 본 연구는 앞서 말한 두 기체가 물에 녹아 산성이 된다는 것을 이용해서 금속-기체 전지를 구성해 산화 전극의 종류 및 전해질의 농도에 따라 효율을 비교해보고 와 의 에너지 저장물로써 활용 가능성을 확인해보고자 하였다. 연구 결과 전지를 구성했을 때 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있었고, 환원 전극에서 수소 기체가 발생하였다. 이를 통해 와 를 에너지원으로 사용할 수 있다는 것을 확인하였다. ▪ 주제어: 금속-기체 전지, 수소, 온실가스, CCUS 기술, 에너지 저장물
현재 가장 많이 이용되고 있는 방염제들이 많은 장점들을 가지고 있으나, 환경에 유해하고 경제성이 떨어지는 등의 문제점을 가지고 있다. 문제점 개선을 위해 천연 재료를 활용한 친환경적 방염제를 개발할 필요가 있다. 항산화 물질과 시중 방염제 메커니즘 사이의 유사성을 보았을 때, 항산화능과 방염 성능 사이에 상당한 상관관계가 있을 것으로 예상하였다. 항산화 물질로 사과, 무순, 시금치, 양배추, 콩나물을 선택하여 항산화능을 측정하고 방염성능시험을 진행하여 결과를 비교한 결과 라디칼에 전자나 수소 원자를 제공하여 안정화시키는 라디칼 소거능이 높은 시료가 대체적으로 높은 방염 성능을 보인다는 결론을 내게 되었다. ▪ 주제어: 항산화 물질, 방염제, 활성 라디칼
이번 연구에서는 다시마로부터 추출한 진액을 이용하여 기존의 종이 빨대를 강화할 수 있는 방수성 코팅을 만들었고, 추후 다시마 진액을 이용한 코팅에 추가할 기능성 물질을 추출했다. 만들어진 코팅의 방수성은 물의 흡수 시간과 물방울의 접촉각을 이용하여 측정하였고, 코팅 횟수에 따른 성능을 확인하였다. 그 결과 횟수가 증가할수록 물을 흡수하는 시간이 크게 증가하였고, 물방울의 접촉각도 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 SEM을 이용하여 코팅의 표면을 관찰하여 방수성이 생기는 원인인 얇은 섬유 조직을 확인할 수 있었다. 다음 실험에 사용할 MAAs와 진저롤을 추출하는 과정은 사전실험을 통해 추출용매를 각각 증류수와 EtOH로 택했다. 이렇게 만들어진 코팅을 생분해성 필름에 도입할 시 기존보다 장시간 사용할 수 있을 것으로 기대된다. ▪ 주제어: 생분해성 필름, 항균성, 방오성, 방수 필름, 자외선 차단 효과
양자점 태양전지의 예를 통해 알 수 있듯이 양자점은 환경오염 감축 분야에 활용될 여지가 무궁무진하다. 그러나 양자점 제작을 위한 기존의 소재는 중금속 유출로 인해 환경파괴의 주범이 될 여지가 있다. 이에 본 연구 중금속을 포함하지 않는 친환경 탄소 양자점을 합성하고 이를 이용해 태양광 페인트를 제작하여 중금속 없는 친환경 양자점의 활용 가능성을 확인하는 것을 목표로 하였다. 본 연구는 자몽, 레몬, 라임, 오렌지의 4가지 과일 껍질을 사용하였으며, 껍질 분쇄, 황산 처리, 중화 및 건조, 고온 반응, 원심 분리의 공정을 거쳐 양자점을 합성하였다. 또한 합성한 양자점 콜로이드 용액과 TiO2 paste, ITO glass, 아이오딘-아이오딘화칼륨 수용액을 적층하여 태양광 패널을 제작하였다. UV-Vis spectrometer와 fluorescence spectrometer를 이용하여 양자점 용액의 Band gap 및 PL 특성을 파악하였으며, 전압계를 이용하여 태양광 패널의 전기 전도도를 측정하였다. ▪ 주제어: 수용성 양자점, 친환경 양자점, 탄소 양자점, 태양광 패널
플라스틱 사용량이 늘어남에 따라 환경오염을 줄이기 위해 플라스틱을 대체할 알긴산을 이용한 필름 제작을 연구하게 되었다. 알긴산나트륨을 이용해 Alginate gel 막을 제조하여 가장 적절한 필름이 만들 어지는 농도, 제작방법 등과 만든 필름의 수분흡수력, 산에 대한 저항성을 분석하는 연구를 하였다. 알긴산 필름을 제작하는 과정에서 분무기를 활용하고, 미열건조를 통해 건조하는 방법이 가장 잘 되 었다고 판단되었다. 이후 염화칼슘 용액의 농도에 따라 필름을 제작하여 수분흡수도, 물 및 산성 용액 에 대한 저항성을 확인해본 결과 수분흡수도에는 큰 차이가 없었지만 염화칼슘의 농도가 높을수록 물 과 산성 용액에 대한 저항성이 강하다는 사실을 알 수 있었다. 구리, 아연, 칼슘 이온을 알긴산과 반응시켜 만든 필름으로 항균성을 측정한 결과, 구리와 아연 이온 을 이용해 만든 필름은 뛰어난 항균성을 가짐을 확인할 수 있었다. ▪ 주제어: 생분해, 알긴산나트륨, 염화칼슘, 친환경
목조 문화재는 우리나라 문화재 중 상당수를 차지한다. 적절한 코팅제를 이용한 목재 문화재의 보존은 문화재의 수명을 좌우하지만, 환경에 유해한 현대 코팅제로는 한계가 있다. 이에 따라 친환경적이며 효과적인 목재코팅소재를 위한 물질로 flavonoid 중 flavan인 catechin, epigallocatechin (EGC) , epicatechin (EC) 와 옻칠에 사용되는 Urushiol을 각각 포도와 녹차, 생옻에서 추출하였다. ▪ 주제어: 폴리페놀, 문화재 보존, 목재 코팅소재, 추출