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폴리이미드는 고기능성 고분자 재료로서 다양하게 활용될 수 있다. 폴리이미드를 레이저로 탄화시키면 수질 정화에 활용할 수 있는데 PI 필름을 직접 합성해봄으로써 이를 확인했다. 합성한 PI필름을 수질 정화에 가장 적절한 형태로 탄화시키는 레이저 조건을 찾고 여러 조건으로 탄화된 부분의 특징을 접촉각 측정과 같은 실험을 통해 알아보았다. 최종적으로 수진 정화에 가장 적합한 탄화 PI 필름을 제작할 수 있었다.
본 연구는 안료나 염료를 이용한 컬러 필터 제작의 문제점을 보완하여 박막 광학을 이용한 컬러 필터를 제작하기 위해 진행하였다. 박막 광학을 이용해 제작한 Fabry-Perot 간섭계의 컬러 필터 역할 수행 여부를 판단하기 위해 FWHM, 색좌표, 투과도 등을 측정하였으며 결과적으로 박막 광학 기반 컬러 필터 또한 안료나 염료와 같이 컬러 필터로써의 역할을 수행할 수 있고 복잡한 공정 과정을 거치는 기존의 컬러 필터의 문제를 해결할 수 있음을 확인하였다.
전지의 시작인 볼타, 다니엘 전지에 이어서 다양한 화학전지와 1차전지의 연구와 개발이 진행되어 왔다. 그런 최근, 충전을 통해 재사용하는 2차 전지 개발이 활발해지면서 리튬 이온 전지가 출현하게 되었다. 리튬 이온 전지는 다른 2차 전지들과는 충전으로 인한 용량 손실과 자가 방전 횟수가 압도적으로 적어 많은 사랑과 함께 전기차, 스마트폰, 노트북에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 리튬 이온 전지에서 리튬 이온이 액상 전해질과 용매를 구성하는 원자들과 어떤 관계를 가지 는지 확인하고, 용매인 TTE의 몰 수에 따라서 앞선 관계들이 어떻게 변하는지 확인하여 리튬 이온의 유동성에 어떠한 변화가 생길것인지를 확인하는 것을 중심으로 하여 진행하였다. 본 연구 결과 에서 TTE의 농도가 변화함에 따라 리튬 이온 근처의 원자 확률 밀도, 배위수가 증가한 다는 것을 확인할 수 있었다. 주제어: 분자동역학 시뮬레이션, 액체 전해질, 용매, 리튬 이온 배터리, 이온 유동성
그래프 이론에서 그래프의 둘레 및 채색수와 같은 부분들을 구해내는 것은 여러 증명되지 않은 난제들에 꼭 필요한 부분이다. 이 연구는 그래프의 지금이 4이상이 되는 경우는 발생하지 않음과 그래프의 둘레가 5이상이 되는 경우는 발생하지 않음을 python 프로그램을 이용하여 증명하였다. Zn집합에서 나타나는 그래프의 채색수, 지름, 오일러그래프 여부를 판명하는 코드를 작성하고 나아가 Zn[i] 집합으로 확장하여 아직 증명되지 않은 그래프 채색수, 지름과 둘레 및 오일러그래프 여부에 대한 문제를 통합적으로 해결할 수 있는 코드를 작성하여 그래프 이론에 관련된 전반적인 부분들을 증명해낼 수 있도록 하였다. 주제어: Zn[i], 채색구, 지름, 둘레, 오일러 그래프
본 연구는 바쁜 비버 게임의 진행 과정을 양자 알고리즘으로 나타내어 순환하는 경우를 찾아내는 방법에 대한 방향성을 찾는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 바쁜 비버의 위치와 상태를 알아볼 수 있는 프로그램을 제작하였으며, 이를 실행하여 순환하는 경우의 card 몇 가지를 찾아낼 수 있다. 또한 프로그램 bbchallenger에서 무한히 발산하는 경우의 card를 찾아 귀납적으로 증명하는 방법을 알아내었다. 기존의 바쁜 비버 함수의 진행 과정은 양자 알고리즘을 통하여 나타내기 어려워 루프튜링머신의 한계를 극복하여 바쁜 비버의 행동을 구현할 수 있을 것으로 예측된다. 주제어: 바쁜 비버 함수, 양자 컴퓨팅, 고리
두뇌 퍼즐 카누들은 2차원과 3차원 퍼즐 제작이 함께 가능하다는 점에서 타 퍼즐 게임과 차별화된다. 본 연구는 이러한 카누들의 특징에 주목하여 두 가지 이상의 정다면체와 평면도형을 함께 제작할 수 있는 카누들을 고안한다. 이는 카누들이 보유한 ‘지적 능력 향상 기능 강화’에 이바지할수 있다. 카누들 조각으로 정다면체를 설계할 때 필요한 구슬의 개수를 급수를 이용해 수식화하였 으며, 대량의 정보를 다루기 위해 프로그래밍 언어를 사용하여 정사면체와 정육면체에 공통 구슬 개수가 있음을 확인하였다. 모델링과 실물 조작 결과로 두 개의 구슬이 연결되었을 때 정다면체와 직사각형을 구조화하였다. 알고리즘을 통해 각 구슬을 다양한 조합으로 연결시키는 방법을 고안하고 3D모델링을 이용한 사용할 수 있는 카누들의 실물 제작을 시도한다..
현재 주로 태양 전지로 사용되는 물질은 납기반 페로브스카이트이다. 그러나 이러한 페로브스카이 트는 납을 기반으로 하므로 환경오염 등 문제가 생긴다. 따라서 비납계 태양 전지 소재로 사용되는 안티몬 칼코할라이드가 떠오르고 있다. 선행연구에서는 SbCl 3 가 수증기에 매우 민감하여 Glove box 안에서 수증기가 1ppm 미만으로 실험을 진행하였으나, 본 연구에서는 상온 상압에서 이를 제작하여 선행연구와의 차이점을 찾고 이를 바탕으로 각 물질의 특성을 살펴보고자 한다. 주제어: 안티몬 칼코할라이드, 페로브스카이트, 납, 태양전지, 환경오염
본 연구에서는 물고기는 수염과 옆줄이라는 감각기관을 통해 주변 물의 흐름을 파악한다. 그 중에 옆줄은 물고기 표면에 다수 분포하며 이 옆줄에서 다수의 압력값의 조합을 통해 운동을 느낄 수 있다. 물고기가 옆줄을 통해 입력받은 압력값을 통해 주변 환경에 맞춰 나가는 것을 잠수함이나 수중 로봇에게 대입하기 위하여 3D모델링을 이용해 물고기와 비슷한 형체의 모형을 제작하였다. 그 후, 풍동실험장치를 통한 각 방향에서의 압력값을 바람과 물고기 모형의 각도를 변화시키면서 입력받고 그래프로 표현하였다. 주제어 : 물고기 옆줄
여러 초음파들이 한 곳에 보강간섭을 이뤄 항력을 가하게 되면 우리 손은 이를 촉감으로 느낄 수 있다. 본 연구에서는 PCB에 다양한 소자들을 연결한 후, 초음파 트랜스듀서를 16*16 형태로 배열한 회로를 제작하고, FPGA를 통해 초음파 트랜스듀서의 작동 순서를 조절하는 시뮬레이션을 통해 한 지점에 보강간섭을 일으켜 가상 촉감을 재현하고자 했다. 최종적으로 파스코 장비를 통해 폭신폭신한 가상 촉감을 구현하기 위한 최대 항력의 세기와 손으로 누른 깊이에 따른 항력의 세기의 관계를 구해 거리에 따라 항력의 세기를 조절함으로써 폭신폭신한 촉감을 재현하는 것이 연구의 목적이다. 핵심 용어: 초음파, 가상 촉감, 폭신폭신함, 보강간섭, 항력
컴퓨터의 성능이 상승하며 소모하는 전력도 덩달아 증가하고 있다. 이러한 변화로 컴퓨터의 냉각을 기존 공랭에서 수냉으로 변경하는 경우가 많다. 이 연구에서는 수냉쿨러의 배치에 따른 유속과 온도의 변화를 측정하였다. 펌프가 다른 부속보다 위에 위치한다면 기포가 발생하여 유체의 흐름을 방해할 것이라는 가설을 세우고, 라디에이터의 위치를 변경하며 실험하였다. 실험 결과, 펌프가 가장 위에 있는 경우에만 온도와 유속이 유의미하게 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, 라디에이터를 세워서 배치한 경우에서 라디에이터의 최고점이 펌프보다 높다면 성능에 큰 영향을 미치지 않는 것을 관찰하였다. 이 연구는 수냉쿨러의 최적의 배치를 찾는데 도움이 될 수있을 것이다. 핵심 용어: 수냉(수랭), 펌프, 라디에이터, 냉각기
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 다양한 산업 분야에서 응용되며 시장 규모가 커짐에 따라 생물권으로 누출된 폐플라스틱 문제가 커지고 있다. 해양으로 버려진 플라스틱 폐기물은 바다생물들이 섭취하고 생태계의 순환을 통해 인간의 건강을 위협하기도 하고 소각, 매립된 PET는 환경오염의 문제가 되기도 한다. 이러한 이유로 PET를 생분해하기 위한 효소, 특히 PETase 개발이 적극적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존에 존재하던 PETase와 벡터를 주문해서 직접 대장균을 길러낸 PETase를 이용해 플라스틱을 분해하여 활성을 비교하였다. 주문한 벡터를 배양하고 SDS-PAGE로 PETase가 발현되었음을 확인하였다. 기존의 PETase 보다 본 연구의 PETase가 PET film에 더 많이 분해했을 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 본 연구에서 발전 시켜 PCR을 진행하거나 XL-1 균주를 이용하고 PET 분해의 산물을 분해할 수 있는 효소를 넣는다면 더 나은 결과를 만들어 낼 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: PET(Polyethylene terephthalate), PETase, 플라스틱 분해(plastic degradation), 효소(enzyme)
현존하는 포장재는 자연에서 쉽게 분해되지 않아 환경 오염의 요인 중 하나로 간주되기도 한다. 이를 극복하기 위하여 뮤신과 겔화제를 이용해 친환경적 포장재를 제조하려 한다. 여러 겔화제인 카라기난, 팩틴, 한천을 뮤신 용액과 섞어 제조한 필름, 전기 방사기를 사용해 제조한 필름, 마지막 으로 알긴산 나트륨 용액과 염화 칼슘 용액을 Cross-linking하는 과정에 뮤신을 포함시켜 제조한 필름을 재료 시험기를 통한 인장 강도 측정, 증류수에 담근 뒤 무게 변화를 통해 알아본 방수 특성, 해수 환경에서의 분해 여부를 확인하였다. 이러한 과정을 통해 제조한 필름이 포장재로서 적합한지 여부를 판단하였다. 주제어: 뮤신, 겔화제, 포장재, 친환경