연도별 연구과제 37 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 수산 가공 폐기물인 미더덕(Styela clava) 껍질로부터 셀룰로오스를 추출하여 바이오에 너지와 바이오소재로 활용 가능성을 평가하였다. 미더덕으로부터 전처리를 통해 셀룰로오스를 분리 한 후, 효소 당화와 효모 발효를 수행하여 바이오에탄올 생산 효율을 분석하였다. 또한 용해-주조 공정으로 셀룰로오스 필름을 제조하여 필름화 가능성을 확인하였다. 실험 결과로, 미더덕 셀룰로오 스는 상용 셀룰로오스 대비 동일 질량당 높은 에탄올 수율을 나타내었다. 이는 미더덕 셀룰로오스 가 리그닌 함량이 매우 낮고 결정성이 높은 해양 유래 바이오매스 특성을 가지고 있기 때문으로 판 단된다. 결론적으로 본 연구는 수산 폐기물의 고부가가치 자원화 가능성을 실증하였으며, 이는 생분 해성 포장재 및 의료용 섬유 등 기능성 소재 개발로 확장될 수 있다. 또한 미더덕 셀룰로오스는 목 질계 바이오매스의 경제적, 환경적 대안 원료로서 활용 가치가 높은 것으로 평가된다. [

주제어: 미더덕 껍질, 환경 오염, 셀룰로오스, 바이오에너지, 필름] I.

본 연구에서는 복합적인 조성의 오염원을 동시에 저감하기 위해 2가지 대표적인 금속-유기 골격체
(MOF), Uio-66과 ZIF-67을 하나의 Filter paper에 부착하여 기능화하였다. 먼저 SEM-EDS로 2가지 MOF
를 한 filter에 고정하는 새로운 합성법을 검증하였으며, CO 투과율, 유기염료(Methylene blue) 및 중금
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속의 흡착능을 대조군 및 각각의 단일 필터와 비교하였다. Uio-ZIF filter는 단일 filter보다 기체상에서 는 38.5%, 액체상에서는 60%, 중금속은 기기에 측정되지 않을 만큼 흡착의 우수성을 보였다. 더불어 재 사용 가능성을 판단하기 위한 횟수별 흡착 감소율도 평균 1.12%로 단일 filter보다 월등히 우수하여 5회 까지 재사용하여도 흡착율이 떨어지지 않았다. 이는 MOF 복합 필터가 단일 필터의 성능을 보완하고 서 로 다른 상(phase)의 오염원을 동시에 처리하면서도, 재사용 가능성까지 확보한 소재임을 보여주는 결과 물이며, 차후 경제성이 높은 상업용 필터로의 발전 가능성을 제시한다.
주제어: Uio-66, ZIF-67, Multiphase(고체상(중금속), 액체상(염료), 기체상(CO ), MOF 복합 필터

웨어러블 디바이스와 의료기기의 확산은 고에너지 밀도와 유연성을 동시에 만족하는 차세대 전지를 요구 한다. 기존의 아연-공기 전지(ZAB)는 높은 이론적 에너지 밀도와 안전성을 갖추었으나, 액체 전해질은 누액 과 전극 손상의 한계가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 PAM-CNF, PVA-CNF, PANa-CNF 복합 겔 전해질을 합성하고, 이를 적용하여 기존의 ZAB가 가진 단점을 보완할 플렉서블 ZAB를 제작하였다. 전해질은 SEM, 수 분-전해질 보유율, 인장강도, 열 중량 분석을 통해 특성을 검증하였으며, Zn/C 전극과 조립해 전압 출력 성 능을 최종 평가하였다. 그 결과, 가장 높은 전해질 보유 능력을 보인 12wt% PANa-CNF와 인장강도 및 전압 출력에서 최적의 성능을 보인 0.75wt% PAM-CNF(1.156 V)의 장점을 살린 PANa-PAM-CNF를 최종 제작하여 플렉서블 ZAB의 유망한 전해질 후보를 확인하고 차세대 웨어러블 전자기기에 응용 가능성을 제시하였다.

주제어: 겔 전해질(PAM-CNF, PVA-CNF, PANa-CNF, PANa-PAM-CNF), 플렉서블 ZAB(아연-공기 전지) I.

플라스틱 폐기물의 증가와 기존 PET 화학적 재활용 공정의 한계를 극복하고자 본 연구는 저독성 인 대체 공용매를 활용하여 PET 저온, 저압 분해 공정의 효율성을 평가하는 것을 목표로 한다. 이 에 유해성이 높은 DCM을 대조군으로 DMC, PC, Ethyl lactate, GVL과 같은 용매를 활용한 PET 분해를 진행하고, 고체 생성물의 수율을 분석함으로써 지속 가능한 PET 재활용 기술 개발을 모색 하였다. 실험 결과 대조군인 DCM 조건에서는 약 46.88%의 DMT 수율을 보였으나, 저독성 공용매 에서는 미량의 DMT 생성이 확인되었으나 그 수율이 미미하였다. 이 결과를 바탕으로 공용매의 분 자 크기, PET 사슬 팽윤 능력, 활성종의 친핵성 유지가 저온, 저압 메탄올리시스에서 핵심 요인임 을 확인하였다. 본 연구는 목표 수율 달성에는 실패하였으나 저온, 저압 분해 공정에서 활용될 공용 매의 분자 특성을 추정하여 후속 연구에서 시행착오를 줄일 수 있는 구체적인 통찰을 제공하였다.

주제어: PET, 메탄올리시스, 분해, 친환경, 공용매 I.

산업화와 도시화의 가속화로 인해 납, 카드뮴 등의 중금속과 합성 염료, 농약 등 다양한 유기 오 염물질이 수계에 축적되어 생태계와 인체 건강에 심각한 위협을 가하고 있다. 기존 수처리 기술은 높은 비용과 복잡한 공정으로 한계가 있어 친환경적 대체 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 생분해성과 흡착성을 동시에 갖춘 친환경 고흡수성 고분자(SAP) 필터를 제작하고자 하였다. 카복시 메틸셀룰로오스(CMC)와 이타콘산(IA)을 라디칼 중합하여 기본 고분자 매트릭스를 형성하고, 타닌산 과 Fe3+이온을 이용한 LbL 코팅으로 금속–페놀 네트워크를 형성하여 구조적 안정성과 표면 활성도 를 높였다. 이 과정을 통해 중금속 및 유기 오염물질 제거에 효과적인 친환경 정화 필터 제작 방법 을 제시한다. CMC, 이타콘산, SAP, 염료 흡착, 중금속 흡착 I.

본 연구는 공기의 비선형성과 바람의 영향을 고려하여 초지향성 스피커의 음향 전파 특성을 분석하 였다. G-19 초지향성 스피커와 RODE NT-USB 마이크를 사용해 400Hz 신호를 3.0 m 구간에서 0.1 m 간격으로 측정하고, 풍속 조건(무풍·순풍·역풍)에 따른 음압 변화를 비교하였다. 무풍 시 유 효 빔거리는 1.7 m로 나타났으며, 순풍에서는 음압 평탄화와 피크 소실, 역풍에서는 2.4 m까지의 빔 확장과 반사 효과가 관찰되었다. 바람의 세기 증가에 따른 복조 효과를 두고, 강한 바람이 스피 커 전면부에 지속적인 난류를 형성해, 초음파가 더 비정상적으로 복조되고 음향 에너지가 주변으로 넓게 확산되는 현상으로 해석할 수 있다.

주제어: 비선형성 효과, 초음파, 초지향성 스피커, AM 변조, 바람 I.

본 연구는 내부 구조를 관찰할 수 없는 물체의 질량 분포를 물리진자의 운동 특성을 통해 추정하 는 기법을 탐색하였다. LEGO 부품을 이용해 단순한 진자 모양과 3×3×3 큐브 모형, 2×2×2 큐브 모형을 만들고 각각 다른 조건으로 주기를 측정하였다. 그 결과 이론식으로 계산한 값과 실험값의 차이는 대부분 0.02s 내에 머물렀고 평균 오차율은 2% 이하로 나타났다. 3번의 실험 모두 유사한 경향이 반복되어 재현율이 높고 데이터의 신뢰성이 충분히 확보되었다. 특히 2×2×2 큐브 실험에서 는 회전축과 질량 중심의 상대적 위치 변화에 따라 주기가 일정한 패턴을 보여 내부 구조를 직접 관찰하지 않고도 진자 운동만으로 질량 분포를 추정할 수 있는 가능성을 입증하였다. [

주제어: 질량분포, 물리진자, 블랙박스, LEGO] I.

본연구는마이컬슨간섭계를통한천문망원 경의기본구조인ASA Afocal systema] 정렬 여부와그정밀도를평가하기위한방안을연구하였다. 광학대에Afocal systems} 마이컬슨간섭계 를구성하고렌즈간거리와렌즈의기울기를조절해가며간섭무니의변화를촬영했다. 찰영한이 미지를재구성하고간섭무늬SA 위치를Wolfram 11801608008 프로그래밍을통해비교했다. 이 를통해렌즈가앞으로이동함에따라마이컬슨간섭계의경로1의상이확대되며, 특정구간에서 상이반전되는모습을확인하였다. 또한렌즈의기울기를변화시킬때렌즈간거리에따라간섭무 늬의중심이이동하는것을확인했다. 본연구는천문망원경의정밀도향상을위한가이드라인 및정렬확인의기준을제시한다.

주제어: Afocal system, 마이컬슨간섭계, Keplerian afocal system 1.

본 연구는두곡면의교선을TAB 기저를활용하여대수적으로분석하고, 이를3 차원시각화" 해비교함으로써두방법간의차이를검증하였다. 열린-열린, 열린-닫힌, 닫힌-닫힌곡면조합을대 상으로비교한결과, 열린곡면의경우대수적계산결과와시각화결과가거의일치하였으나, 직접 대입 법을통해계산한기하적교선의투영이대수적집합이아닌경우에는일치하지않았다. 닫힌 곡면에서는BAA] 경계와복소 해의영향으로두방법간불일치가나타났다. 이러한결 과는대 수적계산과기하학적시각 화를결합한접근이교선의존재성과구조를해석하는데효과적임을보 여준다. [

주제어: Groner 기저, 교선, 대수적집합, 닫힌곡면, 투영] - 1.

본 연구는 복소수, 분할복소수, 사원수 등 다양한 수 체계를 실수 위의 대수(Algebra over a real numbers)로 해석하고, 이를 행렬이라는 구체적 도구로 표현하여 그 구조적 성질을 비교하고 분류 하였다. 특히 복소수와 분할복소수는 각각 회전 변환과 쌍곡 변환에 대응하며, 행렬식(det)의 판별 식 부호가 대수적 성질의 차이를 결정함을 확인하였다. 또한 행렬식이 3차형식임을 통해, 3차원에 서는 나눗셈이 가능한 대수 구조가 존재하지 않음을 보였다. 이러한 탐구 과정을 통해 추상적인 대 수 개념을 행렬을 활용한 계산과 시각적 구조로 이해할 수 있었으며, 복잡한 대수 이론을 보다 구 체적이고 직관적인 방식으로 해석할 수 있음을 확인하였다. 궁극적으로 본 연구는 고급 대수학의 형식적 이론을 사용하지 않고도, 행렬을 매개로 한 접근만으로 대수 구조의 본질을 이해할 수 있음 을 보여준다. [

주제어: 복소수, 실수대수, 행렬, 대수구조, 시각화] I.

본 연구는 고전적 투표 제도의 전략적 투표 문제를 완화하기 위해 양자 게임 이론을 적용한 새로 운 투표 시스템의 가능성을 탐구하였다. 기바드-사데르스웨잇 정리에 따르면 3명 이상의 후보가 존 재하는 모든 고전적 투표 제도는 조작 가능성을 내포하므로, 유권자의 진정한 선호가 왜곡될 수 있 다. 이에 연구자는 큐비트의 중첩과 얽힘을 활용하여 유권자 간 상호 의존적 의사결정을 구현하고, 전략적 계산의 불확실성을 증가시켜 조작 유인을 감소시키는 모델을 설계하였다. 각 유권자에게 두 개의 큐비트를 할당하여 벨 상태와 GHZ 얽힘을 형성하고, 불완전 정보 상황에서 베이즈 내쉬 균형 개념을 적용하였다. 당초의 목표를 달성하지는 못했지만, 본 연구는 양자 메커니즘을 민주적 의사결 정에 도입한 기초적 시도로 사회 선택 이론의 새로운 확장 가능성을 제시한다. [

주제어: 양자 얽힘, 양자 투표 시스템, 전략적 투표, 고전 투표 시스템의 허점, 수학적 모델링] I.

본 연구는 구점원의 성질을 이해하고, 구점원의 확장 개념인 십이점구의 존재성 증명을, 좌표를 활용해 수행함으로써, 십이점구의 개념과 성질을 파악하는 것을 목적으로 한다. 탐구하기에 앞서 사 면체의 십이점구가 항상 존재하는 것은 아니기 때문에 그 조건에 관해 먼저 탐구하였다. 이를 위해 좌표계를 A , B ′′, C ′′, D 로 고정하고, 마주 보는 변의 수직성 을 내적의 형태로 수식화하여 십이점구의 존재 조건인 직교 사면체를 추가하고 이를 수식화하였다. 이어서 이 조건으로 사면체의 각 면 무게중심과 수심의 좌표, 사면체의 수심, 외심, 무게중심의 좌표, 그리고 사면체의 수심과 각 꼭짓점의 1:2 내분점의 좌표를 일반화하였다. 그리고 이를 통해 십이점구의 존재를 증명하였고, 십이점구 중심의 좌표와 십이점구의 반지름을 일반화하였으며, 사면 체에서의 오일러 직선을, 벡터를 이용하여 일반화하고, 그 특징 중 하나인 사면체의 무게중심이 사 면체의 외심과 수심의 1:1 내분점이라는 것 또한 밝혀내었다.

주제어: 구점원, 오일러의 직선, 삼각형의 오심, 사면체, 십이점구 I.