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본 연구는 쐐기풀과(Urticaceae) 식물의 규소체를 현미경으로 관찰하고, 그 형태와 진화적 유연관계 간의 관련성을 분석하고자 하였다. SAC 염색법을 통해 규소체의 분포를 파악한 후, 주사전자현미경 을 활용해 형태적 특징을 세밀히 분석하였다. 실험 대상인 6종의 쐐기풀과 식물 중 필레아 페페로 미오이데스를 제외한 5종에서 규소체가 관찰되었다. 가시의 두께, 표면 돌기의 유무 및 배열, 끝부 분의 날카로움에 따라 세 그룹으로 분류하였다. 이 형태적 분류는 APGⅢ 분류체계와 약한 연관성 을 보였으며, 이를 통해 규소체 형태가 진화적 유연관계보다는 식물의 생육환경에 더 큰 영향을 받 는다고 유추할 수 있었다. 본 연구는 향후 다양한 식물 종을 포함한 추가 연구의 필요성을 제기하 며, 식물 규소체 연구의 기초 자료로 활용될 수 있음을 기대한다. 또한 쐐기풀과 식물의 규소체를 공학적, 상업적으로 활용함에 있어서 기초 자료가 됨을 기대한다. 주제어: 쐐기풀과(Urticaceae), 규소체, 계통분류, 형태분류
본 연구는 남세균을 이용한 미생물 연료전지의 제작과 환경친화적 사용 방안을 마련하기 위한 목적 으로 진행되었다. 연료전지의 주 재료로 사용되는 남세균은 연료전지 내에서 세포 호흡과 광합성을 하며 전기를 발생시키는 동시에, 호흡으로 생성되는 이산화탄소를 광합성을 통해 다시 양분으로 전 환하면서 탄소 중립을 유지하며 전기 에너지를 발전한다. 이렇게 친환경적인 방식으로 전기를 생산 하는 동시에, 남세균의 양분으로 폐수나 음식물 잔반을 사용해 봄으로써 음식물 쓰레기와 오염된 폐수 정화에 남세균 연료전지가 이용될 수 있는지에 대해서 연구를 진행하며 그 결과를 확인하였 다. 그 외에는 발전된 전기를 환경친화적 용도로 사용하거나, 연료전지로부터의 남세균 배양과 자원 으로의 이용 등을 추가적으로 연구해보고자 한다. 주제어: 남세균, 미생물 연료전지, 유기물, 녹조, 부영양화
본 연구는 플라스틱 폐기물로 인한 환경 문제의 해결책으로 생분해성과 자가치유 특성을 동시에 갖 춘 플라스틱 소재 개발을 목표로 진행되었다. 펙틴과 전분을 기반의 생분해성 플라스틱에 2-HEDS를 첨가하여 다이설파이드 결합을 도입하였고, CaCl₂와 ZnCl₂을 가교제로 사용하여 생분해성 자가치유 플라스틱의 물성과 자가치유 성능을 분석하였다. 실험 결과 2-HEDS의 적정 첨가량과 가교제의 종류 에 따라 자가치유 성능와 물성이 달라지는 것을 확인하였다. 본 연구는 지속 가능한 플라스틱 대체 제 개발의 가능성을 제시하며, 차세대 친환경 소재 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 주제어: 펙틴, 다이설파이드, 친환경, 자가치유, 생분해
고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)에서 촉매층은 발전 성능과 효율성 그리고 내구성에 매우 중요한 부분을 차지합니다. 현재 PEMFC 촉매층에 사용 되는 백금-탄소 촉매(Pt/C)는 높은 비용과 한정된 자원으로 인해 상업적 확장성에 제한을 주고 있 습니다. 따라서 새로운 촉매층 구조 개발은 상용화 가능성을 크게 향상시키고 지속 가능한 에너지 시스템으로의 전환을 가속화하는 데 있어 매우 중요합니다. 본 연구의 목적은 PEMFC의 성능에 직접적인 영향을 미치는 캐소드 촉매층 내에서 물질 전달 효 율을 향상시키는 것에 있습니다. 특히 산소의 효율적인 공급과 반응 생성물(H₂O)의 원활한 제거는 전지의 출력 및 효율성에 많은 영향을 주기 때문에 이 분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니 다. 이 연구에서는 CNT-Fe₃O₄를 캐소드 촉매층에 도입하여 자기장 인가를 통해 내부 구조를 제어 하는 연구를 진행하였습니다. 그 결과 생성되는 물의 제거와 공급되는 산소의 이동을 용이하게 함 으로써 물질 전달 성능을 향상 시켰습니다. 주제어: 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC), 캐소드 촉매층, 카본나노튜브, 자속 밀도, 물질 전달
시각장애인의 안전한 보행을 위해 라즈베리파이 카메라 모듈 3와 YOLOv8을 활용한 물체 탐지 시스 템을 개발하였다. 흰지팡이로 감지하기 어려운 물체 인식 문제를 해결하고자 ToF 카메라를 이용하여 자 전거를 촬영하여 이미지 데이터 894장으로 데이터셋을 구축하였다. ToF 카메라의 낮은 화질과 RGB 정 보의 부재로 인해 YOLOv8 모델의 탐지 성능이 저하되어 이를 보완하기 위해 라즈베리파이 카메라 모 듈과 ToF 카메라를 병용하여 물체 탐지는 라즈베리파이 카메라로, 거리 측정은 ToF 카메라로 수행하였 다. 이 시스템은 기존 시스템의 무분별한 경고 알림으로 인해 발생하는 문제를 해결하고 특정 거리 내 위험을 정확히 인식해 시각장애인의 안전한 보행을 지원하는 데 활용할 수 있을 것이다. 주제어: 객체 탐지, YOLO, ToF 카메라, 라즈베리파이
축구에서는 경기중 얻은 기회의 수와 유형을 고려하여 발생할 것으로 예상되는 골의 수를 계산하는 기대득점(xG)이라는 지표가 있다. 하지만 선수마다 강세를 보이는 다르다. 본 연구는 특정 위치에서의 선수의 역량을 판단하기 위해 진행되었다. 축구 통계 데이터 사이트에서 골, 슈팅 이미지 데이터를 수집 하여 선수들의 위치별 기대득점 지표를 제작하였으며, 선수들의 슈팅 영상을 수집하여 데이터셋을 구축 한 후, YOLO 모델을 이용하여 슈팅 여부를 탐지하여 슈팅 상황에서의 여러 선수의 위치별 기대득점을 도출해 내는 모델을 제작하였다. 해당 지표를 활용한다면 선수별로 득점 상황이 많거나 적게 발생하는 위치를 예측할 수 있고 위치에 따른 선수의 역량을 판단할 수 있을 것이다. 주제어: 축구, 기대득점, 모션 인식, 딥러닝
생태계교란 식물로 지정된 가시박, 환삼덩굴의 캘러스를 생성하고 계대배양하여 증식시킨다. 메탄 올을 용매로 하여 추출한 가죽나무의 농도별 추출액을 제작하고, 캘러스에 가죽나무 추출액을 첨가 하여 농도에 따른 캘러스의 생장속도와 형태 변화 비교를 통해 세포분열에 미치는 영향을 비교 분 석한다. 이를 통해 가죽나무의 생태계교란 식물에 대한 타감작용을 연구하고 이를 활용한 생태계교 란 식물 방제제 개발을 탐색하고자 한다. 주제어 : 가죽나무, 조직배양, 타감작용(Allelopathic effect), 생태계교란 식물, 종자 발아율
이 연구는 염생식물 갯완두(Lathyrus japonicus)와 그 근권세균의 공생체계를 통해 염분 스트레스가 갯완두의 생장에 미치는 영향을 분석하고, 염분 농도가 높은 간척지 토양을 개선할 방안을 찾는 것 을 목표로 한다. 연구팀은 충청남도 지역에서 다양한 염생식물과 그 뿌리 주변의 미생물 샘플을 채 집해 염분에 대한 내성이 있는 미생물을 선별하고, 이를 활용해 식물 생장에 미치는 영향을 평가하 였다. 연구 결과 특정 근권 미생물이 갯완두의 생장을 촉진하는 데 유의미한 효과를 보였으며, 이를 통해 간척지 토양 환경의 개선과 생태계 복원에 기여할 가능성을 확인하였다. 주제어: 염생식물, 근권세균, 간척지, 내염성
사막화는 토양이 점차 황폐화되어 식물이 자라지 못하는 불모지로 변하는 현상을 말한다. 이는 주로 과도한 벌목, 농업 활동, 그리고 기후 변화로 인한 가뭄 등이 원인이다. 현대 사회는 이러한 기후 변화와 그에 따른 생태계 변화라는 문제에 직면해 있으며, 자연 환경 복원의 어려움이 증가하 고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 효과적인 식생 복원을 목표로 다양한 환경 조건 에 적합한 seed ball 제작 방법과 자연 친화적 보호 구조물을 개발하였다. 다층 구조 Seed Ball은 외부층에 혼합토양을, 내부층에 하이드로젤 및 아가로스 겔을 사용하여 수분 보존과 발아율을 극대 화하였다. 실험 결과, 다층 구조 Seed Ball은 건조한 환경에서도 발아율 73% 이상을 기록하였고, 하이드로젤의 환경적 한계를 극복하기 위해 아가로스 겔을 대체제로 활용한 Seed Ball이 친환경성 과 생태적 안정성에서 우수한 결과를 보였다. 또한, 사구 형태의 생분해성 보호 구조물은 씨앗의 초 기 생장 환경을 개선하여 발아 성공률을 높였다. 본 연구는 지속 가능한 식생 복원 기술로서 사막 화 및 극한 환경에서의 적용 가능성을 입증하였다. 주제어: 녹지화, seed ball, 환경 복원, 생태계 복원, 기후 변화
본 연구는 학교 내 노후 건물 외벽에서 수집한 페인트를 사용하여 토양 중금속 오염이 식물에 미치는 영향을 확인하고, 미생물의 중금속 흡착을 통한 오염 완화 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 노후 페인트를 포함한 토양에서 상추를 재배하여, 페인트에 포함된 납, 크롬, 아연 등의 중금속이 상추에 흡착되는 양과 흡착 경향성을 조사하였다. 이후, Pseudomonas fluorescens와 Aureobasidium pullulans을 이용하여 중금속 흡착 효과를 추가적으로 연구하였다. 수은(Hg)과 크롬(Cr)으로 오염된 토양에 상추를 재배하여, 미생물의 중금속 흡착 능력이 상추 줄기 내 중금속 축 적에 미치는 영향을 평가하였다. 연구 결과 노후 페인트의 입자 크기와 농도에 따라 상추의 중금속 축적 정도에 차이가 있는 것 으로 나타났다. 또한, 미생물 처리에 의한 중금속 축적 완화 가능성을 확인했다. 본 연구는 미생물을 활용한 중금속 오염 토양의 생물 정화 가능성을 제시하며, 오염된 환경의 생 태적 복원에 기여할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다. 주제어: 노후 페인트, 중금속, 식물 생장, 미생물, 중금속 흡착
나방 유충으로 인한 농작물 피해가 문제 되고 있다. 현재 가장 널리 이용되고 있는 나방 구제 방법은 합성 페로몬을 이용한 유인 및 교란이지만, 같은 종의 나방일지라도 지역 개체군에 따라 성페로몬 성분의 조성 변이가 보이는 현상이 종종 있기에 지역별 페로몬 연구가 필요하다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 방안을 탐구하던 도중 몇몇 곤충의 특성인 배광반응을 떠올리게 되었고, 이에 따라 농작물에 피해를 끼치는 유해곤충 담배거세미나방의 배광반응에 대하여 탐구하고 이를 바탕으로 담배거세미나방을 구제하기 적합한 구조의 포획장치를 설계 및 제작하고자 하였다. 이에 조명의 종류와 파장대, 광원의 위치를 조작 변인으로 하는 관찰 및 분석 실험을 진행하여 담배거세미나방 구제에 적합한 형태를 찾고자 한다. 주제어: 담배거세미나방, 배광 반응, 파장, 주광성, 구제
본 연구에서는 치킨을 먹고 나서 발생하는 닭 뼈를 재활용하여 식물 비료를 제작하고, 그 효과를 평가하였다. 닭 뼈와 어분을 발효시킨 비료와 비 발효 비료를 배추 모종에 적용한 결과, 닭 뼈를 발 효시켜 제조한 비료가 가장 우수한 생장 촉진 효과를 보였으며, 엽록소 농도와 광합성 효율도 크게 향상되었다. 또한, 발효된 비료는 토양 산성화에 미치는 영향이 적고, 환경친화적인 비료로, 화학 비 료의 대안으로서 유망함을 확인하였다. 이 연구는 가정에서 발생하는 음식 폐기물을 자원으로 전환 하여 지속 가능한 소비 문화를 촉진하고, 음식 폐기물 처리 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시 한다. 주제어: 비료, 골분, 식물 생장, 재활용