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본 연구는 형상기억 합금을 이용하여 추가적인 에너지 사용을 하지 않는 태양추적 시스템 모델을 개발 및 기존 태양광 발전과의 효율을 비교하여 태양추적 시스템의 효용성을 보이고 더 나은 모델을 제시한다. 태양광 패널에 빛이 입사하는 각에 따른 발전량을 측정하여 각도 변화에 따른 발전량 효율 감소량을 실험해 형상기억 합금 태양추적 시스템의 필요성을 보인다. 형상기억 합금을 이용한 모델을 설계하고 직접 제작한다. 제작한 태양추적 시스템을 적용한 태양광 발전과 태양추적 시스템을 적용하지 않은 기존의 발전을 비교하여 태양추적 시스템이 태양광 발전의 효율증대에 기여할 수 있음을 보인다. 직접 제작하면서 느낀 바를 바탕으로 앞으로 모델에서 개선할 수 있는 점을 제시한다. Keywords: 태양추적 시스템, 형상기억 합금, 태양광 발전, 발전 효율
본 연구에서는 Cycloidal Propeller의 효율 개선을 위해 Wing Fence 구조와 Virtual Camber 효과를 고려한 날개 형상을 적용하는 방안을 모색하였다. Cycloidal Propeller는 회전축이 유체의 이동 방향에 수직인 유체 추진 장치로, 항공 및 수상 차량의 추진, 상승, 조종에 사용된다. 그러나 기존의 Cycloidal Propeller는 상대 곡률에 의해 전력 손실이 발생하는 문제가 있었다. 이에 본 연구 에서는 공력학적 장치인 Wing Fence의 원리를 도입하여 안정성 및 추력을 향상시키고, Relative Curvature 형상을 최적화하여 전력 손실을 줄이는 방안을 제시하였다. Computational Fluid Mechanics를 이용한 실험 결과, 새로운 구조와 형상이 적용된 Cycloidal Propeller는 기존 대비 효율 개선을 보였으며, 이는 향후 항공 및 수상 차량의 추진 시스템에 대한 새로운 접근 방법을 제공할 것으로 기대된다. 주제어: Cyclodial Propeller, Wing Fence, Virtual Camber, Computational Fluid Mechanics, 효율 개선
유글레나는 베타카로틴 등 각종 영양소가 풍부하여 미래의 식량으로 주목 받고 있어 유글레나의 특징을 정 확하게 알고 유글레나 대량 배양을 하는 것이 중요하다. 본 연구는 유글레나의 효율적인 대량 생산을 위해 최적화된 환경 조성을 구하고자 유글레나의 여러 환경에 대한 유글레나의 선호도를 연구해 보았다. 한쪽에 만 빛을 쬐여주고 양쪽에 먹이가 있는 상황에서 시간에 따라 유글레나의 이동 양상을 분석하여 유글레나의 독립영양방식, 종속영양방식에 대한 선호도를 구하였다. 이를 빛의 세기와 파장을 바꿔가면서 수행한 결과 유글레나를 대량배양시키기 위한 최적의 환경은 500lx 적색광에서 독립영양방식으로 배양시키는 것으로 확인되었다. 빛이 있을 때와 없을 때 유글레나의 활성 정도를 분석한 결과 빛이 있을 때 유글레나의 속력이 2 배 정도 빠르게 나와 독립영양생식이 더 효율적이라는 앞의 실험을 뒷받침 해준다. 유글레나 대량 배양의 효율은 (유글레나의 선호도)*(그 환경을 조성하는데 드는 돈)으로, 각 환경을 조성하는데 드는 돈을 계산하면 유글레나 대량 방식을 가장 효과적으로 하는 방법을 알아낼 수 있을 것이다. 주제어: 유글레나, 대량배양, 빛, 비교, 효율
자궁경부암은 여성에게서 네 번째로 흔한 암으로 2020년 전세계적으로 342,000명의 여성이 자궁경부암으로 인해 사망했다. 여러 연구에서 tetramethylpyrazine(TMP)의 대장암과 유방암 등에 대한 억제 효과가 확인되 었다. 선행연구에서 TMP가 일반적인 자궁경부 상피세포 Ect1에 대해서 독성을 나타내지 않았기 때문에 암세포주에 대한 효과를 검증할 가치가 충분하다고 여겨졌다. 본 연구에서는 TMP가 자궁경부암 세포주인 HeLa cell line에 대한 억제 효과를 탐구하기 위해 cell viability assay와 p53 단백질에 대한 western blot을시행하였다. 또한 다른 자궁경부암 세포주인 C33A cell line에서 밝혀진 TMP의 Hedgehog signaling pathway retardation 효과를 HeLa cell에서 관찰할 수 있는지 확인하기 위해 Hedgehog signaling pathway agonist인 purmorphamine과 TMP를 처리하여 wound-healing assay를 시행하였다. WTS-8 assay 결과 TMP 를 처리한 세포의 viability가 TMP dose-dependent한 manner로 감소하는 것을 확인할 수 있었고, western blot 결과 동일하게 p53의 발현량이 TMP dose-dependent하게 늘어나는 결과를 보였다. 또한 wound-healing assay에서 TMP가 cell migration을 억제하는 효과를 나타내었고, purmorphamine과 함께 처리하였을 때에는 억제 효과가 감소하는 것을 확인하였다. 결론적으로 TMP는 Hedgehog signaling pathway 억제를 통해 p53의 양을 증가시키는 것으로 생각되며 추후 Smo 등 Hh signaling pathway의 단백질에 대한 Western blot을 실시하여 작용 기전에 대해 확실하게 알 수 있을 것이다. 주제어: Cervical cancer, HeLa cell line, Tetramethlypyrazine, Hedgehog signaling pathway, p53-meditated apoptosis
본 연구에서는 1차 연구에서 시뮬레이션을 통해 확인한 돌기형 날개가 민무늬 날개보다 안정하다는 결과를 실제 풍동 실험을 통하여 검증하고자 하였다. 실험 결과, 돌기형 날개가 민무늬 날개보다 더높은 받음각에서도 유동박리가 일어나지 않는 것을 확인하였고 이를 통해 날개 전단부의 혹이 유동 박리를 지연시키고, 실속을 방지함을 알 수 있었다. 주제어: 혹등고래, 유동박리, 실속, 와류, 항력
이 문서는 큐티클의분리 방법을 시도하고 성분 추출에 대한 개선 방안과 큐티클코팅의 발수효과 검증, 이를 바탕으로 한 후속 연구에 대한 계획을 담고 있다. 식물 수분의 기화 방지 역할을 하는 큐티클층에 관심을 가지고 분리를 시도했다. 선택한 몇 가지 식물을 잘게 썰거나 갈아서 70%~80% 에탄올에 넣어 셀룰레이스를처리하여 반응시키고, 원심분리하여 큐티클성분을 추출하고자 하였다. 분리된 큐티클성분 용액을 2가지 방식을 통해 성질을 파악하여 발수코팅제로서의 적합성을 확인하 고자 하였다. 첫번째 방법은 유의미한 차이가 나타나지 않았으나 두번째 실험에서 코팅된 거름종이를 물이 통과하는데 걸린 시간이 증가함을 확인하여 발수 능력이 있음을 확인하였다. 주제어: 식물 큐티클 , 발수, 셀룰레이스
이 연구에서는 임의의 향수로부터 어떤 방향 화합물이 어떤 비율로 혼합되어 있는지 알아내는 방법에 대해 고찰한다. 냄새 분자는 분자량 300 이하의 화합물로서, 대략 300가지 정도의 종류가 있음이 밝혀져 있다. 실험에서는 방향 화합물 원료를 혼합하여 혼합 용액을 만들고, 자외선-가시광선분광법의 두 방법을 이용하여 혼합물 내 성분 분석을 시도했다. 핵자기공명분광법을 사용하여 정성분석을 진행하고, 자외선-가시광선 분광법을 사용하여 정량분석을 진행하면 혼합물 내 성분 분석이 가능하고, 각 성분의 혼합 농도비도 알아낼 수 있다는 결론을 도출했다. 주제어: 냄새 분자, 방향 화합물, 핵자기공명분광법(NMR), 자외선-가시광선분광법(UV-VIS), 물질 분석
본 연구는 작년에 진행한 “나뭇잎을 활용한 친환경적이고 안전한 항균 물티슈 제작 및 효과 검증” 에 대한 후속 연구이다. 본 연구는 선행연구의 항균력 데이터를 기반으로 백송이란 식물의 이소프 로필 알콜 추출물이 항균력이 왜 뛰어난지 알아보고자 한다. 먼저 건조필름법과 디스크 확산법을 통하여 분석했을 때 백송을 이소프로필 알콜 용매를 이용하고 끓여서 추출한 방법의 항균력이 가장 뛰어났으며, 다른 식물들의 데이터와 함께 통해 본 연구에서 이용한 디스크 확산법을 이용한 분석의 타당성을 검증하였다. 이 후 백송의 항균성에 특정 성분이 영향을 끼쳤을 것으로 예상되어 TLC 와 분광광도계를 활용했을 때 베타 피넨, 사포닌 등 다양한 물질이 함유되어 있었지만 이 물질들로 인해 다른 식물 추출물보다 뛰어난 항균력을 보인다고 하기엔 무리가 있어 보였다. 주제어: 건조 필름, 디스크 확산법, TLC, 분광광도계, 항균성
수면파는 일상생활에서 흔히 관찰할 수 있으며 파형이 물과 공기의 경계로 정확히 분리되는 특성 때문에 관측이 용이하다는 점에서, 고등교육과정 상에서 파동을 설명할 때 범용적으로 사용되어왔 다. 하지만 실제 수면파는 횡파와 종파와는 다르게 매질이 타원의 궤적을 그리고, 분산성을 지녀 전파속도가 주파수에 따라 변해 파형이 변화하는 특성을 지닌다. 본 연구는 수면파가 파동을 대표하는 모델로서 적합한지 알아보기 위해 새로 개발한 변형된 Schlieren method와 DIC Algorithm을 사용하여 수면파의 파형을 알아보며, 이중슬릿, 회절 등 대표적인 파동 실험에서 분산파적 성질이 미치는 영향을 정량적으로 탐구해본다. 더 나아가 분산파적 성질을 줄이기 위한 조건을 탐구하고 파동의 개념을 이해시키기 위한 새로운 모델을 제안한다. 주제어: 수면파, 분산파, 이중슬릿, Schlieren method, DIC Algorithm, 모델
본 연구는 유체 내에서의 용질 확산을 기존의 전기화학적 또는 형광 염료를 통한 방법 외에 위치에 따른 굴절률 변화가 존재하는 물질에서의 빛의 굴절 현상을 통하여 측정하는 것이 실제로 유용한 방법인지 검증하기 위함이다. 이를 위하여 1차원 확산 상황을 구현하여 해당 유체에 선형 레이저를 조사할 수 있는 점광원을 통하여 해당 확산 수조에서의 굴절 현상을 관측하고자 했지만, 확산계수를 그대로 따르는 확산 상황에서는 확산이 지나치게 빠르게 일어나 측정이 어려웠으며, 중력을 통하여 이를 의도적으로 감쇠시켜 야만 관측할 수 있었다. 따라서 해당 방법을 통한 굴절률의 측정은 더욱 정밀한 측정 장비와 수면의 진동 으로 인하여 빛의 굴절을 방해하지 않는 환경 등이 필요할 것으로 보이며, 실제 측정을 위하여 사용하기엔 많은 개선점을 필요로 한다. 주제어: 확산, 확산계수, 굴절, 농도 기울기, 굴절률 변화
자전거는 사람이 굳이 타고 있지 않아도 충분한 초기 속도만 있다면 스스로 균형을 유지하며 주행할 수 있다. 이것이 가능한 이유는 물리적으로 완전히 분석되지 않고 다양한 요인들이 있는 것으로 알려져 있었다. 그러나, 무게 중심의 상대적인 위치 변화가 나머지 요인들을 상쇄하는 영향을 준다는 사실이 연구를 통하여 밝혀졌다. 즉, 무게 중심의 상대적 위치 변화가 자전거의 안정성의 최중요 요소라는 것이다. 이러한 무게중심의 위치 변화 중 방향을 바꾸기 위한 과정이 방향을 바꾸기 전 핸들을 가고자 하는 방향과 반대로 돌리는 counter-steering이다. 이는 우리가 자전거를 탈 때 반드시 익혀야 하는 방식이며 동시에 비직관적이기에 주행에 불편함을 주는 요소이기도 하다. 본 연구에서는 자전거 자체의 안정성을 유지하면서도 counter-steering이 필요하지 않아 주행 시 안정성을 높일 수있으며 주행하기 쉬운 자전거를 설계하였고, 자전거를 제작하여 실험을 통하여 자전거의 성능에 대해 검증하고 특성을 분석하였다. 주제어: 자전거, 무게중심, 안정성, Counter-Steering, 실제 모델 제작
중이의 귓속뼈는 소리를 증폭하여 내이에 전달해 준다. 이때 중이는 소리를 증폭하기 위해 지렛대의 원리를 이용함이 알려져 있다. 한편, 에너지 하베스팅은 일상생활에서 버려지는 에너지를 모아 전기에너지로 변환하는 기술이다. 그중 소리 에너지 하베스팅은 일상이나 공사장, 터널, 공장 등 소리가 발생하는 많은 곳에서 에너지를 수집할 수 있는 에너지 하베스팅 방식이다. 이 연구는 귓속뼈의 소리 증폭 원리를 소리 에너지 하베스팅에 적용하여 소리 에너지 하베스팅의 효율을 높이는 것을 목적으로 한다. 귓속뼈의 원리를 소리 에너지 하베스팅에 적용할 수 있도록 진동판 사이에서 진동을 전달할 수 있는 모델 여러 개를 제작했으며, 발생한 소리를 진동판에 흡수시켜 제작한 모델 여러 개를 사용해 소리를 다른 진동판에 전달하여 진동을 확인하여 귓속뼈의 원리가 소리 에너지 하베스팅의 효율 증진에 성공적으로 사용될 수 있는지 확인했다. 주제어: 소리 에너지 하베스팅, 귓속뼈, 지렛대