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이 연구는 박테리아와 해조류의 조합들 중 복합미생물 전지의 효율성을 최대로 하는 조합을 찾기 위한 연구이다. 여러 박테리아와 해조류의 조합을 바꾸어가며 전지의 전압과 전압의 감소 속도를 비교하여 전지의 효율을 비교하여 연구를 진행한다. 실험 결과 E.coli 와 Chlorella vulgaris를 이용한 조합이 가장 효율이 높게 나타났고, 조류를 사용했을 때가 사용하지 않고 조명을 껐을 때보다 전압의 감소 기울기가 낮게 나온 것을 보아 효율이 더 컸음을 유추할 수 있었다. 주제어: 미생물 연료 전지, 복합 미생물 연료 전지, 박테리아, 미세조류, 산화-환원 반응
본 연구의 목적은 마이크로파의 편광각을 이용한 무선 통신의 새로운 시스템을 제안하고 현실적으로 가능 한 지를 검증하는 것이다. 기존의 통신 기술들은 주파수와 진폭을 변경하여 정보를 파동으로 부호화한다. 그러나 본 연구에서는 편광된 마이크로파의 각도를 이용한 부호화 시스템을 제시한다. 전기 신호를 마이크 로파의 각도로 부호화하기 위해 MOFE(magneto-Optical Faraday effect)가 사용된다. 먼저, 마이크로파는 편광기를 통해 전송된다. 그것들은 마이크로파 주파수에서 일반적인 자기 광학 물질인 페라이트 조각을 통과 한다. 자기 코일은 전파 방향에 수직으로 놓인 페라이트를 덮는다. 전기 신호가 코일에 전달되고, 이 코일은 페라이트 주변에 자기장을 만들어 MOFE를 일으킨다. 수신기에서, 편광된 파동은 다른 편광기를 지나 세기 검출기에 도달한다. 본 연구에서는, 우리는 자기 코일에 여러 전기 신호를 넣고, 수신기에서 세기를 통해 결과적인 회전을 검출한다. 우리는 반사, 물에 의한 흡수 및 굴절과 같은 다양한 상황에서 정보의 손실을 계산함으로써 이 새로운 방법의 타당성을 실험했다. 주제어: 패러데이 효과, 마이크로파 인코딩, 원편광, 실현 가능성, 회절
본 연구에서는 전기장에 따른 자성유체의 열전도도 변화를 계산하고 확인한다. [1],[2]에 따르면 열전도도가 변화하는 물질은 여러 분야에서 유용하게 쓰인다는 것을 언급하였다. 우리는 [3], [4]에서 자성유체가 자기장에 의해 열전 도도가 변하는 사례를 발견했고, hybrid model을 이용하면 여러 가지 요소를 고려하여 자성유체의 열전도도의 변화를 고려할 수 있다. 우리는 이 모델을 이용하여 시뮬레이션을 진행한 전기장에 의해 선형으로 열전도도가 증가 하는 것을 확인하였고, 이를 열전도도 측정 장치를 만들어 직접 검정하였다. 검정 결과 실험에서도 둘 사이의 양의 상관관계가 존재하는 것을 확인하였다. 실험에서는 한 가지의 방향으로만 전기장을 측정하는 등의 제한 조건이 많았기 때문에 추후에는 다른 조건에 대해서도 추가적으로 실험해야 할 것으로 보인다. 주제어: 자성유체, 열전도도, 전기장, 시뮬레이션
본 연구에서는 오리가미 구조를 이용하여 풍력 발전기의 단점(큰 공간 필요, 유지 보수 비용,낮은 내구성)을 최소화하고 바람에 맞는 각으로 유동적으로 변할 수 있는 새로운 터빈 날개 모델을 제시 한다. 오리가미 구조에서의 포아송비, 접히는 각도 등을 이론적으로 분석하여 터빈 날개에 적용할수 있도록 하였다. 이를 통해 원하는 방향으로 접힐 수 있는 3D 오리가미 구조 터빈 날개 모델을 고안한 후 mdf 판으로 제작하였으며 이를 이용해 날개가 받는 하중을 풍동을 통해 분석하였다. 제작한 모델에서 접힘각과 풍속을 변화시키며 터빈 날개로 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다. 모델을 직접 제작하면서 느낀 바(만들 때의 어려움과 비용)를 바탕으로 모델에서 개선할 수 있는 점을 제시하며 앞으로의 연구에서 활용될 수 있도록 한다. Keywords: 메타 물질, 오리가미 구조, 터빈 날개
긴 도관에 압력 변화에 대한 연구는 댐 사고와 같은 주요한 문제와 연관되어 있기 때문에 많은 연구가 진행되어 왔다. 반면에 짧은 도관에 대해서는 연구가 전무하다. 하지만 짧은 폐관의 경우 매우 짧은 주기로 반사파가 발생하면서 감쇠하는 정상파의 형태를 띄어 완전히 다른 양상을 가진다. 본연구는 짧은 도관에 대한 이론적인 가설을 제시해 실험적, 수치해석적 방법으로 검증하였다. 특히, 실험적 방법에 대해서는 적은 오차로 유체 내부의 압력을 측정할 수 있는 슐리렌 장치를 이용하여 신뢰도가 높은 결과를 얻었다. 주제어: Closed Pipe, Schlieren Device, Piezometric Head Vibration, Envelope
현대 신경과학과 의학에서 각광받는 전기 자극술 기법인 FMS 방식은 자극 위치를 변경하기 위해 수동적으로 배치를 변경해야 한다는 단점을 가지고 있다. 본 연구는 새로운 FMS 코일로서 반-토로 이드형 코일이 자극 방식을 개선하였음을 보였다. 반-토로이드형 코일의 밀도와 같은 기하학적 변수를 조절하여 고정된 구조가 신체 내 임의의 영역을 자극할 수 있음을 MATLAB 시뮬레이션을 통해 증명하였으며, 임의의 위치를 자극하는 구체적 방법을 정립하였다. 또한 FMS 코일의 성능을 판단하는 두 지표를 제시하였고 반-토로이드형 코일이 기존보다 뛰어난 성능을 가짐을 보였다. 반-토 로이드형 코일이 고성능 FMS 자동화의 길을 열었으며, 이후의 FMS 연구의 주축이 될 것으로 기대 된다. 주제어: FMS, 자동화, 토로이드
타이로신 설포베테인은 중합과정에서 카테콜기와 아민기가 있어 강력한 접착력을 나타내고, 결합한 설포베테인이 수화층을 형성하여 안티파울링 효과를 나타낸다. 실험실의 기판이 아닌 실생활 주위에서 볼 수 있는 물질에 대한 코팅 또한 그 효과를 나타낼까 궁금증을 품었고, 실험 전후 물 접촉각 단백질 부착 비교실험을 통해 코팅이 유의미한 수준으로 나타나며 안티파 울링 효과 또한 나타남을 확인할 수 있었다. 주제어: 실생활, 타이로신-설포베테인, 코팅, 안티파울링
본 연구는 현재 환경오염이 심각한 가운데 타이어 마모로 인해 발생하는 미세먼지를 줄이는 것을 목적 으로 한다. 자전거 타이어와 모터를 이용해 타이어 마모 먼지 발생 장치를 제작하였으며 아두이노를 통해 제작한 미세먼지 농도 측정 장치를 이용하여 타이어 마모로 인해 발생하는 미세먼지 양을 측정하였다. 측정 결과 장치 작동 후가 전보다 미세먼지 농도가 높게 나왔다. 그리고 아두이노의 스텝모터를 이용하여 물 분사 장치를 만들어 물을 분사할 수 있도록 하였다. 이를 통해 도로에서 자동차 타이어 마모로 인해 발생하는 미세먼지뿐만 아니라 브레이크 패드에서 발생하는 미세먼지 양 또한 줄이는데 효과적일 것이며 타이어 마모로 인해 발생하는 미세먼지가 도로변 토양, 도로 유거수에 유출되는 것을 막아 주변 식물, 토양이 중금속 및 독성 물질에 노출되는 것을 막을 수 있을 것이다. 주제어: 물, 미세먼지, 흡착
본 연구는 최근, 지구온난화가 심각해지면서 탄소중립이 중요시되고 있습니다. 그로 인해, 많은 친환경 발전시스템들이 도입되고 있고, 세월이 지날수록 태양광 발전의 파고라 및 캐노피 형태, 날개 없는 풍력발전 등 단점이 보안되어 한층 높은 성능으로 친환경 발전시스템이 우리 주변에 도입되고 있습니 다. 수많은 발전들이 나온 지금의 시점에서 저희가 하고자 하는 파력발전에서 방파제를 이용한다는 점에서 파력발전의 새로운 가능성이 열렸다고 생각이 듭니다. 또한, 저희가 하고자 하는 발전이 기존에 있는 발전과의 효율성 비교를 통해 새로운 신개념 발전으로 거듭날 수 있다는 가능성을 가지고 있다고 생각하고 이로 인해 탄소중립에 조금 더 도움이 되고자 이 연구를 하고자 합니다.
본 연구는 모터의 본체와 회전하는 물체가 접촉하지 않아도 동력을 전달하는 것을 가능케 하고자 한다. 이를 위해 코일을 센서 부분과 동력 전달 부분으로 나누어 이를 통해 자석이 이동 시에 센서 부분이 이를 감지하고 트랜지스터의 베이스 부분에 전류를 흘려 동력 전달 부분의 코일에 전류를 흘려 이동하는 자석에 힘을 가해 자석을 계속 움직이게 하고자 한다. 또한, 완성된 이 무접촉 모터(Contactless Motor) 는 모터의 동력 전달 부분 코일의 저항값을 다르게 하여 동력 전달 부분 코일의 저항값에 따른 RPM(Rounds per minute)의 상관관계가 로그함수임을 구하였다. 본 연구의 무접촉 모터는 축에서 발생 하는 마찰에 의한 에너지 손실을 줄여 에너지 효율을 높이고자 하였고, 또한 이 무접촉 모터를 활용하여 공간의 제약을 줄이고 공간 활용도와, 효율성을 증대하고자 했다. 일상생활에서의 활용도로는 구조적 으로 불가능했던 모형을 실현하게 하며 인테리어 디자인의 혁신을 가져다줄 수 있고 또한 이 연구를 통해 향후 무접촉 모터의 실용 가능성과 향후 응용 분야에 새로운 관점을 제시할 것이다. 주제어: 무접촉 모터, 전자기 유도
최근 몇 년간 에너지 저장 시스템에 대한 관심과 수요가 급증하면서 리튬 이온 배터리(LIB)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이차전지는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해 휴대용 전자 기기, 전기 자동차 등에 널리 사용된다. 그러나 성능과 안전성, 수명을 최적화하는 것은 여전히 도전 과제이다. 본 연구는 이차 전지 소재의 성능을 예측하기 위한 머신 러닝 모델을 개발하고자 한다. 다양한 소재 특성 데이터를 수집하고 이를 기반으로 성능 예측 모델을 구축한다. 실험 데이터와 머신 러닝 기법을 결합하여 새로운 소재 개발의 효율성을 높이고 예측 정확성을 향상시키는 모델을 제안한다. 이러한 모델은 연구자들이 소재 성능을 사전에 평가하고, 연구 개발 과정에서 시간과 비용을 절감할 수 있게 한다. 주제어 : 2차 전지, 인공지능, 소재, 딥러닝
본 탐구는 행성 간 통신을 위한 인공위성을 효율적으로 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 지구와 태양, 화성과 태양 사이의 라그랑주점을 계산하고 일정 시간을 입력하였을 때 10개의 라그랑주점에 있는 매개 위성과 지구와 화성을 직접 통신하는 위성 중 가장 전파 손실이 적은 라그랑주점을 찾아 주는 프로그램을 구현하였고 이를 바탕으로 시뮬레이션을 구현하였다. 주제어: 라그랑주점, General Mission Analysis Tool, 전파 손실량, 최적의 위치, 인공위성