연도별 연구과제 38 페이지첫페이지로 이동

pH측정할 때 사용되는 상업용 pH 지시지는 제작, 포장, 폐기 과정에서 다양한 환경 오염을 초래할 수 있다. 이러한 문제점을 파악하게 된 후 친환경적인 pH 변색성 필름 제작의 필요성을 느끼게 되었고 이 필름을 제작하기 위해 블루베리에서 추출 가능한 pH 변색성 천연 색소인 안토시아닌을 이용하기로 하였다. 본 연구에서는 블루베리 속에 들어있는 안토시아닌을 추출한 후 DMF 용액과 polyacrylonitrile 물질의 혼합물에 섞어 pH 변색성 필름을 합성하고 필름으로 사용되기 적절한 DMF 용액과 polyacrylonitrile 물질 사이의 비율을 알아보고 아가로오스를 이용하여 인체에 무해한 pH 변색성 필름을 제작해보고자 한다.

주제어: 안토시아닌, DMF, polyacrylonitrile, 아가로오스, pH

일반적으로 지진계에는 용수철 또는 실이 이용되어 자석과 코일의 전자기 유도로 진동을 측정한다.
지진계의 정확도를 높이기 위해 관성을 크게 할 수 있는데 이 연구에서는 기존에 쓰이던 용수철이나 실이 아닌 방법을 이용해 지진계의 구조를 바꾸어 정확도를 높이려고 하였다. 그리고 지반과 건물의 움직임을 분리시키는 면진구조의 원리를 지진계에 적용시켜 진동을 정확히 나타내려고 하였다. 기존에 쓰이던 방법으로 만든 지진계와 면진구조를 적용한 지진계를 진동실험을 통해 진동을 얼마나 잘 나타내는지 확인했다. 면진구조를 이용한 지진계는 진동이 기록되는 시간 길이는 잘 나타내었지만 장치가 원래 위치를 이탈하면서 불규칙적인 진동 결과가 나왔다. 이를 개선하고 면진구 조를 이용한 완전한 지진계를 만들기 위해 상자 형태의 지진계를 제작했다. 실험 결과를 통해 면진 구조를 이용한 지진계가 기능할 수 있고 진동길이와 진동의 개형을 잘 나타낼 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.

주제어: 지진계, 면진구조

위 연구는 집단 동물 간에 행동들을 관찰하며 로지스틱 사상을 통해서 개체군에 개체수 변화를 관찰하고 기존 군집 모델에서 포식자 개념을 추가함과 동시에 포식자-피식자-서식지(먹이)를 고려한 시뮬레이션 모델을 개발할 수 있다. 이때 사용자는 포식자를 직접 이동시킬 수 있으면 포식자의 이동을 통해 피식자의 이동 양상을 알수 있다. 이러한 포식자의 접근에 대한 피식자의 군집행 동을 예측할 수 있다면 메뚜기 떼의 퇴치, 원양어업 등에 사용될 수 있을 것이다.

최근 생체인증 방식을 사용하는 빈도가 증가함에 따라 일상생활에서 개인정보가 유출되어 범죄에 이용되는 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 개인정보가 유출되면 정신적 피해와 재산적 피해를 가져 오는 것은 물론이고, 범죄에 악용될 수 있으며 정보를 재식별하는 과정에서 2차 피해가 발생할 수도 있다. 이에 따라 도용하기 어려우며 유출 시에도 이를 악용하기 어렵도록 필체를 통해 개인을 식별하는 기술을 사용해 특정 상황에서 효율적인 자동 대출 및 반납 시스템을 구현하고 더 나아가 보안이 취약한 다른 시스템을 대체할 수 있을 가능성을 확인하기 위해 이 연구를 진행하였다.

주제어: 손글씨, 필적 감정, 딥러닝, 대출 반납 관리

본 연구는 에어로졸에 의한 열수지 변화를 알아보고 분석하는 교구를 제작해 일반인들의 열수지에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 하며, 에어로졸을 투입해 열수지를 측정하는 교구를 제작하였다.
에어로졸이 없는 대조군, 화산재를 대체한 실리카 분말과, 검댕을 대체한 숯가루의 경우로 나누어서 실험했다. 제작한 실험 장치에서의 열수지 식을 설계 후, 아두이노로 센서로부터 값을 입력받고, 열수지를 출력할 수 있도록 설계했다. 실험결과, 실리카 분말을 넣었을 때, 열수지의 크기가 낮게 나타났고, 숯가루를 넣었을 때, 열수지의 크기가 높게 나타나, 복사강제력의 변화로 인해, 에너지 교환이 변화되었다는 것을 알 수 있었다. 또한, 세 가지 대기 조건에서 열수지 크기의 경향성은 비슷하게 나타나, 에너지 교환 방식은 동일했다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해, 대기 조건에 따라 열수지의 크기가 변화함을 실험적으로 검증하였고, 대기조건 변화에 따른 열수지에 대한 이해를 높일 수 있었다.

주제어: 에어로졸, 열수지, 에너지, 기온, 열

본 연구에서는 낙엽들을 바이오에탄올로 만드는 과정에서 전자레인지만을 이용하는 전처리 과정을 제시하고 그 효율을 기존 방법과 비교하였다. 기존에 제시된 고압멸균법이나 교반침지법은 처리 시간이 오래 걸린다는 단점이 있어 적은 시간이 소요되는 microwave irradiation을 이용한 것이다.
산과 염기 용액에 대해 각각 고압멸균법과 microwave irradiation을 시행하여 낙엽 리그닌 제거율과 당 전환 정도를 측정하고 비교했다. 리그닌 제거 정도는 고압멸균법이 더 높은 양상을 띄었지만, 당 전환 정도는 microwave irradiation이 더 높은 양상을 띠는 것을 확인하였다. 결과적으로 microwave irradiation이 고압멸균법보다 시간을 단축하면서도, 더 높은 당 전환 효율을 얻는 방법임을 알게 되었다.

주제어: 낙엽, 리그닌, 효소 당화, autoclaving, microwave irradiation

Anaerobic bacteria의 일종인 Rhodopseudomonas Palustris가 전기화학적 증착법에 따른 특수한 금속혼성체 및 유-무기 복합체 구조물로 전처리된 극판 상에서 보이는 exoelectrogen 성능에 대해 기질 기반의 radical reaction으로 분석 및 정량화하고, 기존의 일반적인 무기 전극과 R.palustris templete 기반 전극 표면 구조물과의 비교를 시행한다. 또한 전극 계면의 부착 부위에 biofilm의 자발적인 형성 활성의 상승(biofilm plasticity)이 전극이 유기 cathode로써 작용하는 것과 어떠한 관계가 있는지 cyclic voltammetry(CV)를 통한 환원 기질 별 전압주사속도 비교로 확인한다. SEM을 통해 전극 표면의 활성 부위의 표면적과 부착 계면의 입체적 규모 및 구조 확인을 진행하고, 구조적인 현상의 원리와 전극으로써의 효율의 상관관계를 물리화학적으로 분석 및 해석하였다.

주제어: R.palustris, exoelectrogen, biofilm plasticity, cyclic voltammetry

최근 국악기와 서양 악기의 협주가 증가하고 있으며, 가야금 등 몇몇 악기들은 이 흐름에 맞추어 현대식으로 개량되고 있다. 이러한 서양악과 동양악의 조화를 수학적으로 분석하기 위해 서양의 어쿠스틱 기타와 동양의 개량되지 않은 거문고를 비교하며 각각의 악보, 음률 등 차이를 조사하고 분석하였다. 또한, 음악적 요소들을 수학적으로 변화시킬 수 있는 P, L, R 변환을 조사하며 이론적 바탕을 마련하고, C 언어를 통해 음악적 사이클을 찾는 코드를 작성하였다. 사이클을 찾는 과정은 각 음을 노드로 만든 후 노드를 연결했을 때 첫 노드와 다시 연결되는 구조가 나타날때 사이클이라고 하고, 이를 저장하였다. 이후 국악의 대중화를 위해 국악에 기반한 작곡 프로그램을 개발하였다.

주제어: 괘, 사이클, (m, R)-평균율 모델, 괘율, 센트

본 연구에서는 곡면에서의 운동방정식을 이용하여 물체가 곡면에서 운동하는 궤적을 분석하는 방법에 관해 알아보고자 하였다. 곡면의 종류는 직선 곡면, 반구 곡면, 원뿔곡면 총 3가지를 분석하 였다. 직교좌표계, 원통좌표계 등 여러 가지 좌표계를 사용하여 각 곡면에 맞는 좌표계를 이용하여 운동방정식을 세웠으며, 운동방정식을 시각  에 관해 풀어서 각 축에서  에 대한 매개변수 형태로 나타내었다. 또한  에 대한 매개변수 형태로 나타낸 식을 파이썬 시뮬레이션 앱을 통해 직선 곡면, 반구 곡면은 2차원, 원뿔곡면은 3차원에서 보았을 때 경로를 나타내었다. 본 연구를 통해 많은 곡면에서의 물체 운동식과 그래프를 관찰함으로써 주어진 곡면에서의 물리적인 현상을 분석할 수 있을 것이며 실생활에서 볼 수 있는 여러 가지 곡면에 대해서 분석할 수 있을 것이라 생각한다.
주제어: 원뿔곡면, 매개변수, 운동방정식, 시뮬레이션 그래프

액체란 우리의 일상생활에서 밀접하게 관련이 있고, 액체가 충돌하는 상황을 자주 목격할 수 있다. 그 예시로 상황커피 방울이 튀는 것, 물방울이 튀어 얼룩이 지는 것을 들 수 있고 이 같은 상황은 우리들에게 불편함을 준다. 이런 일상생활 속 액체가 충돌하여 생기는 불편함을 개선하 고자 액체가 고체 표면에 충돌 했을 때 표면 구조에 따라 되튐이 어떻게 나타나는지에 대한 연구를 계획하게되었다. 플라스틱 판을 바꿔가며 워터펌프로 물줄기를 발사해 분석하기 위해, 표면의 기울기와 유속에 따른 되튐거리에 대한 보조 실험을 진행하였다. 그 후 보조실험의 결과로 플라스틱 판을 6개 제작하여 각각 워터펌프로 물줄기를 쐈을 때의 액적의 개수, 평균 속력, 되튐거리를 분석하였다. 연구 결과 평면판으로 실험했을 때 물줄기가 부딪혀 튀지 않고 옆으로 흘러내려 애적이 발생하지 않았고 유체의 속력도 다른 판보다 낮아 평면판에서 가장 좋은 판이 라는 결론을 얻었다. 또한 판의 종류에 따른 액적의 개수 그래프를 통해 홈 판에서 액적이 더많이 튀며, 꼭짓점 판에서 액적이 덜 튄다는 결론을 얻었다.

주제어:표면구조, 유체, 유속, 액적, 상호작용

최근 폴더블 및 웨어러블 기기와 같이 디바이스의 모양 변화가 자유로운 전자기기 개발이 진행되면서 유연하고 가공하기 쉬운 반도체 물질 개발의 중요성이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 반도체적 성질을 띄는 직경 1-2 nm 크기의 단일벽 탄소나노튜브와 폐지, 셀룰로오스 가루를 물리적으로 물에 섞은 후 수용액 공정을 통해 반도체 종이를 제작하였다. 주사전자현미경 측정을 통해 반도체 종이 표면의 형태를 관찰하였다. 종이의 온도가 증가할수록 저항이 감소하였고 광루미네선스에서 밴드 갭이 2.06 eV로 측정되어 제작한 종이가 반도체의 특징을 가지고 있음을 확인하였다. 홀효과 실험을 통해 반도체 종이의 고유의 극성이 p형임을 확인하였고 수송자의 농도를 측정하였다. 또한 종이 형성 전 수용액에 15-Crown-5를 첨가하여 반도체 종이의 극성을 p형에서 n형으로 바꿀 수 있었다. 본 연구에서는 탄소나노튜브 기반 반도체 종이를 화학약품을 거의 쓰지않고 폐자원을 재활용하는 친환경, 수용액 공정을 통해 간단히 만들었다. 이를 통해 사용자가 종이를 직접 가공하여 n및 p 형 반도체 소자를 직접 만드는 기술에 대한 가능성을 보여줬다.

주제어: SWCNT, 폐지, 반도체

덴드리머는 3차원의 신나노소재로 세계적인 주목을 받고 있다. 중심부, 내부반복요소, 말단기로 이루어져있고 구의 형태를 띈다. 이 각각의 세부분을 필요에 맞게 조절해 합성할 수 있는 특징을 가지고 있어 다양한 성질을 띄게 할 수 있고 이에 따라 다양한 용도로 사용할 수 있어 다양한 연구가 이루어지고 이루어졌다.
본 연구에서는 자성 중심부를 가지는 PAMAM 덴드리머를 사용하여 중금속인 카드뮴과 납을 흡착 후 수거 하여 덴드리머의 범용적인 중금속 흡착능을 확인하려 한다. 이는 PAMAM 덴드리머의 특징인 아민기 말단의 특징을 활용하는 것이다. 또한 자성은 이를 이용해 흡착 후 덴드리머를 회수할 때 사용하기 위함이다. 그러나 실험 도중 상황에 의해 Methylacrylate대신 metha methyl acrylate를 사용하게 되면서 덴드리머가 합성되지 못하였고 이로 인해 중금속 흡착능을 측정할 수 없었다.
결론적으로 합성이 이루어지지 않아 흡착능을 확인할 수 없었으며 위 오류를 보완, 추후 연구에서 흡착능을 측정함과 동시에 원 연구 주제였던 이를 이용한 재사용까지 연구를 진행하려고 한다

주제어: 자성중심 PAMAM덴드리머, 납, 카드뮴, 흡착능.