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본 연구는 다양한 조건에서의 탈리그닌화 과정과 그에 따른 유리 목재(transparent wood) 제작 에 대해 다루고 있다. 유리 목재는 기존 나무의 장점을 갖고 있으면서도 투명함까지 갖추고 있는 소재로서, 기존의 유리를 대체할 수 있을 것으로 언급되는 등 차세대 소재로써 각광받고 있는 소재이다. 이러한 유리 목재에 대해 본 연구진은 생산 과정에서의 산화제 및 보강재의 종류를 달리 하여 각각의 조건에서 생산된 유리 목재를 제작하고 비교하여 가장 효율적인 방법의 공정에 대해 탐구해 보았다. 본 연구는 유리 목재에 대해 효율적이고 간단하면서도 기존의 탈리그닌화 공정과 달리 오염물질이 배출되지 않는 방법들에 대한 새로운 연구로써 차세대 소재인 유리 목재의 연구 에 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 유리 목재, 탈리그닌화, 산화제, 보강제

이 연구는 천연염료의 종류와 조성비에 따른 염료감응형 태양전지의 효율을 극대화하는 연구로, 오미자, 치자, 녹차, 헤나, 홍국, 흑현미를 천연염료로 사용해 연구를 진행하였다. TiO2를 이용하여 투명전극을 제작하였을 때 TiO2 코팅층은 얇을수록 염료감응형 태양전지의 결함이 적고 효율 이 높아진다는 사실을 밝혀내었고, 천연염료(흑현미, 치자, 헤나, 녹차, 오미자, 홍국) 중 흑현미를 사용한 DSSC의 전압이 가장 높음을 확인하였다. 이는 같은 질량으로 염료를 추출했을 때 흑현미가 가장 많은 염료가 추출되어서 DSSC에 같은 시간 동안 더 많이 흡착되는 것으로 해석된다. 또한, 서로 다른 최대 흡수 파장을 가지는 염료를 혼합해서 DSSC를 제작하였을 때, 혼합염료를 사용한 DSSC가 단일 염료를 사용한 DSSC보다 효율이 높을 것으로 예상했다. 하지만 실험을 통해 단일 염료보다 혼합염료를 사용한 DSSC의 효율이 더 낮음을 확인하였다.

주제어: 천연염료, 염료감응형 태양전지, TiO₂

바이오리포터는 환경에서 특정 화학, 물리적 물질 자극에 반응하는 신호를 측정하도록 유전적으로 조작이 가능하며 그 기능을 유지하는 생체고분자이다. 이는 현재 다양한 분야에 쓰이며 각광받는 차세대 물질이다. 이 중 기능성 파지를 활용, 스핀 코팅 기법을 통해 파지가 코팅된 플랫폼 제작 및 센서를 개발에 응용한다. 본 연구에서는 multi array 센서를 통한 복합성분의 분석이 가능한 변색 센서를 보완하고 제작한 센서로 실제 온도와 습도를 감지, 측정하고자 하였다.

주제어: 바이오 리포터, 기능성 파지, 스핀 코팅(spin-coating)기법, Multi Array 센서, 습도측정

경보페로몬의 기본 원리와 각 개체로의 확산 양상을 알아보기 위해 Camponotus Japonicus의 경보페로몬을 추출하였다. 이 페로몬의 성분을 분석하고 에어로졸 표면에 코팅하여, 페로몬의 분사 방식에 따른 유지 정도와 개체군이 영향받는 범위의 상관관계 판별을 목적으로 분산 정도와 확산 속도를 조절하였다. 실험을 통해 단일 에어로졸과 단일 페로몬 중에는 단일 페로몬이 개미 의 활성 정도에 미치는 영향이 크고, 에어로졸 흡착 페로몬이 단일 페로몬보다 더욱 개미의 활성 정도를 증가시키고 확산 속도가 느려 그 효과가 장시간 지속됨을 알 수 있다. 또한 흡착 과정에 서 농도의 변동이 줄 수 있는 영향 또한 다양한 조건의 변화로 증명했다. 자체적으로 제작한 기기를 통해 개미의 페로몬으로 인한 활성 정도를 거리에 따라 등급화하여 순차적으로 점수를 부여하고, 그 결과를 바탕으로 외래종 검역이라는 목표에 적합한 방식을 도출하였다.

주제어: 경보페로몬, 에어로졸, 이중 검역 방식

코로나 시대가 오면서 다양한 항균 제품들이 출시되었다. 항균 제품들에는 다양한 문제점들이 있다. 예를 들어 항균 필름의 기능성 문제, 소독용 물티슈의 안전성 문제, 환경 문제가 있다. 특히 소독용 물티슈의 경우 염화벤잘코늄이라는 인체 유해 물질이 포함되어있어 흡입 시 폐 건강에 악영향을 끼친다. 또한 물티슈 원단 자체가 플라스틱이기 때문에 분해가 되지 않고 쓰레기로 쌓인 다는 점과 결국 미세 플라스틱이 되어 생태계를 위협할 수 있다. 따라서 이 탐구는 버려지는 나뭇잎과 대니무 섬유 원단을 활용하여 기존 소독용 물티슈가 갖고 있는 안전성 문제와 환경문제를 해결하였다. 특히 백송잎의 항균 효과는 매우 탁월하였으며, 추가적인 합성 보존제나 향료 없이 가정에서 제작하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

주제어: 백송, 항균 효과, 대나무 섬유 원단, 안전, 친환경

전이 금속 산화물은 전기변색 산화물의 소재로 활용되는 가장 대표적인 소재이다. 이 중 산화 텅스텐은 전이금속 산화물에서도 가장 대표적이고 범용적으로 사용되는데, EC reversibility와 전기 변색적 안정성이 높다는 장점을 가지지만 단독적으로 사용하면 변색 효율이 줄어드는 단점도 있다. 이러한 변색 효율의 증가를 위해 다른 전도체들을 산화 텅스텐과 함께 사용하는데, 본 연구에 서는 그 전도체들 중 하나로 예상되는 그래핀을 같이 사용한 전기변색 장치의 효율에 대해 알아 볼 것이다.

주제어: 전이금속 산화물, 전기변색물질, 산화 텅스텐, 그래핀

해수의 전기분해를 통해 산소를 얻기 위해서 NaOH(aq)을 전기분해 해야 한다. 그러기 위해서 NaOH(aq)이 반응했을 때 같은 시간동안 발생한 산소량이 높은 금속을 찾기로 했다. 닫힌 계에서 각각의 금속을 전기분해하면서 일정시간동안 발생한 산소량을 산소농도 측정 센서로 측정했다. 결과적으로 산소 발생량이 스테인리스의 효율이 젤 높게 측정되었다. 표면적이 일정할 때 산소발 생량이 가장 높은 금속이 스테인리스임이 정량적으로 확인이 되었다.

주제어: 산소 농도 측정 센서, 전기분해, 닫힌 계

본 연구는 액체 방울이 액체 표면에 낙하할 때 왕관 모양의 액체 기둥과 분사체의 형성 원인과 영향을 주는 요인을 찾는 것을 목적으로 한다. 액체 방울 낙하 시 액체 표면에는 함몰 구멍이 생기고, 구멍이 메워지며 왕관 모양 기둥과 기둥 안쪽에 구형 분사체가 튀어오른다. 액체가 분사되 는 원인이 액체 낙하 시 함몰 구멍 옆면의 전 방향에서 구멍 안쪽으로 밀어내는 와류가 형성되어 이것이 부딪히며 위로 분출되는 것이라는 가설을 세웠다. 이를 검증하기 위해 물을 비커, 실린더, 페트리 접시에 담고 약 50cm정도의 높이에서 뷰렛으로 물방울을 낙하시키는 영상을 초고속 카메라로 찍어 Splash를 관찰하였다. 실험 결과, 용기의 모양이 Splash의 형태에 큰 영향을 줆을 알 수 있었다. 바닥이 얕으면 함몰 구멍이 형성되지 못하고 Splash 크기가 커지며, 옆 공간이 없으면 그 방향 와류가 약해 부족한 벽 방향으로 분사체가 휜다. 낙하 방울의 운동량, 운동에너지와 함몰구멍의 크기, 분사체의 규모 사이에서 뚜렷한 경향성은 발견하기 어려웠다. 웨버 수와 가지 수 사이에서도 뚜렷한 경향성을 발견하기 어려웠다.

주제어: 유체 방울, Corona Splash, 유체 간 상호작용, 웨버 수, 와류

본 연구에서는 물속에 용해되어 존재하는 중금속의 흡착을 위해 활성탄이나 첨착활성탄을 사용할 경우, 첨착활성탄에 의해 중금속이 흡착되는 정도에 대하여 연구를 진행하였다. 활성탄과 첨착 활성탄이 중금속의 흡착에 미치는 영향을 조사하기 위해서 선행 연구가 충분히 되어 있는 Cu중금속과, 선행 연구가 많지 않은 Pb 중금속에 대해서 첨착 활성탄에서 나타나는 흡착률의 변화에 대해 실험하였다. 또한 첨착제로는 KSCN, Na₂ C₂ O₄ 사용하여 첨착 활성탄을 제조하고, 각각의 경우 에 대해 흡착률을 확인하였다. 그 결과 Cu에 대해서는 Na₂ C₂ O₄가 가장 좋은 흡착률을 나타내었으며, Pb에 대해서는 일반 활성탄이 가장 좋은 흡착률을 보여 KSCN과 Na₂ C₂ O₄ 모두 Pb에 대해서는 첨착 특이성을 갖지 않는다.

주제어: 활성탄, 첨착 활성탄, 중금속, 흡착률

이 연구는 달걀껍데기에 마이크로파를 처리하여 중금속 흡착효율을 높이는 과정에 대한 연구이다. 최근 중금속에 의한 수질오염과 음식물 처리과정에서의 환경오염 등이 심각하다. 따라서 폐기된 달걀껍데기를 활용하여 두 문제상황을 모두 해결해 보고자 하였다. 본 연구에서는 마이크로파 처리를 거친 달걀껍데기의 공극 구조를 SEM으로 관찰한 뒤 흡착능이 증가할 것이라고 예측하였다. 실제로 중금속 흡착 실험을 진행하여 ICP로 농도를 분석한 결과 중금속 흡착 효율이 증가함을 확인하였다. 이 연구결과를 이용하면 수질오염 개선에 큰 도움이 될 것으로 기대한다.

주제어: 중금속, 흡착, 달걀껍데기, 마이크로파

현재 시중에서 사용되는 감열지의 경우 현색제로 비스페놀 A를 사용하여 인체에 유해하다. 또한 감열지의 제작 과정에서 종이에 가해지는 화학적 처리 과정은 영수증 재활용을 어렵게 만든다. 본 연구는 비스페놀A 대신 시온안료를 사용해 감열지를 제작하여 기존 영수증의 유해성 문제를 해결하고, 더 나아가 이미 사용된 감열지에서 안료를 제거하여 재활용할 수 있는 방안을 제시하 려 한다. 여러 종류의 용지를 사용하여 각 용지마다의 인쇄 품질과 증류수에서의 잉크 해리 정도를 비교하여 각각의 성능을 비교하였다. 본 연구를 통해 주로 영수증에 사용되는 감열지의 환경 오염과 유해성 문제를 해결할 수 있을 것으로 예상된다.

주제어: 시온 안료, 감열지, 인쇄 품질 평가, 재활용

최근 마이크로캡슐을 활용한 기능성 섬유의 개발이 다양하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 합성 조건을 달리하여 여러 가지 마이크로캡슐을 합성해 보고, 합성한 마이크로캡슐을 섬유에 부착하였을 때 나타나는 마이크로캡슐의 성능을 확인했다. 벽재 물질은 키토산을 사용하였고, 심물질 은 항균, 항바이러스 효과를 가지는 Clove oil을 사용하였다. 키토산 용액에 가교제, 계면활성제 와 Clove oil을 넣어 교반하는 방식으로 마이크로캡슐을 합성하는데, 키토산과 Clove oil의 질량비, 교반 온도 등 합성 조건을 달리 하여 합성을 진행했다. 합성한 마이크로캡슐을 입도분석기, SEM을 이용하여 마이크로캡슐의 성질을 확인하고, 섬유에 적용하기 가장 적합한 합성 조건을 찾아 섬유에 실제로 부착해보기도 하였다. 섬유 적용에 적합한 마이크로캡슐의 합성 조건을 찾아 실제로 섬유에 적용하는 본 연구가 미래에 마이크로캡슐을 이용한 기능성 섬유의 개발에 응용이 될 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 마이크로캡슐, 섬유, Clove oil, 키토산