연도별 연구과제 57 페이지첫페이지로 이동

본 연구는 아직까지 규명되지 않은 탄소점의 온도 의존적 광발광 특성에 주요한 작용기들의 기여 도 규명을 목표로 한다. 이를 위하여 직접 탄소점을 합성하고 온도에 따른 형광의 세기를 측정하여 온도 의존적 광발광 특성을 측정한 뒤 다양한 작용기를 도포하는 과정을 반복하여 작용기가 온도 의존적 광발광 특성에 어떠한 영향을 미치는지 정량적으로 규명하는 연구를 진행하였다. 결과적으로 아미노기, 카복실기, 설폰산기 순으로 온도 의존적 광발광 세기에 기여한다는 것을 규명했다. 이는 현재 방향성 없이 무분별하게 진행되고 있는 나노 온도계용 탄소점의 차세대 원료 개발에 아미노기 작용기라는 방향성을 제시한 연구이며 향후 같은 방식으로 더욱 많은 작용기의 기여도를 규명할 수 있음을 보인 연구이다.

주제어: 탄소점, 나노온도계, 온도 의존적 광발광 특성, 작용기, 형광

현재 전자기기에서 보편적으로 통용되고 있는 리튬이온전지는 전해질과 분리막의 문제로 외부 환경에 취약하다는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 새로운 전지나 전해질에 대한 다양한 연구들이 진행되어온 바가 있다 이와 같은 연구의 일환으로 본 연구에서는 종이를 분리막 겸 전해 질 역할로 사용하는 리튬이온전지인 종이 배터리의 성능에 관하여 논하고자 한다.

주제어: 종이, LiPF6, LCO판, LFP판, 흑연판

본 연구는 고분자의 합성 및 검증, 고분자를 이용한 은 전극의 제작, 피지컬 컴퓨팅과 머신러닝을 이용한 pH 미터 제작 및 실증과정으로 생각할 수 있다. 고분자는 PPA와 하이드로퀴논, 에틸렌 글라이콜, 뷰틸렌 글라이콜, 헥세인 글라이콜로 4종의 다이올을 1mL 염산 촉매 하에 80℃의 맨틀에서 12-16시간 제한적으로 반응시키는 과정을 통해 합성하였다. 고분자를 H1, C13-NMR을 이용하여 카복실기 피크를 확인한 결과, 피크값이 감소함을 확인하여, 의도대로 고분자 합성이 진행됨을 보였다. 또한, 7cm로 절단한 은선에 고분자를 도포하여, 120℃로 가열하여, 축합반응 유도 및 부착과정을 통해 고분자 은 전국을 제작하였다. 아두이노 나노와 전압센서, 블루투스 센서로 구현한 자체제작한 pH미터는 외장재의 자체 설계 및 제작 과정을 거쳤다. 은 전극과 Ag-AgCl 기준전극을 pH미터에 연결하여, pH가 검증된 pH4, 7, 10 완충용액을 이용하여 보정과정을 거친 결과, PAA와 다이올을 1:1로 혼합하였을 때 가장 정밀도가 높다는 결과를 얻었다.

주제어: 새로운 물질 최초 합성, pH미터, 자동화, 무선, 정확함

학교가 산중에 있어 여름이나 가을에 벌레가 많아 시중에 파는 화학 살충제를 자주 쓴다. 그러나 살충제의 화학적 성분에 민감한 사람들이 여럿 있다. 그래서 민감한 사람들, 나아가 환경을 위해 자연 친화적이고 안전한 식물성 퇴치제들을 만들고 그 성능을 비교한다. 그리고 이 퇴치제를 농작물에도 뿌려 벌레퇴치의 효과가 있는지 보고, 이로써 농작물에 뿌려도 안전하고 벌레가 꼬이지 않는 퇴치제를 만들 것이다. 따라서 우리가 만든 식물성 퇴치제 중 가장 효율적인 것을 찾고, 결과적으로 사람들에게 이로운 친환경적인 식물성 퇴치제를 만드는 것이 이 연구의 목표이다.

주제어: 개박하, 계피, 제충국, 퇴치 효과, 친환경

울산 지역의 폐수 발생량은 점점 증가하고 있어, 이에 대해 흡착효과가 있다고 알려진 녹말을 이용하였다. 다른 종류의 녹말을 이용해 어떤 종류의 녹말이 가장 좋은 흡착 효과가 있는지 흡 광도를 측정해 녹말이 어느정도 흡착이 되었는지 파악하고자 한다. 이를 통해 울산 지역의 페수를 녹말을 통해 제거하는데 기여를 하고자 한다.

주제어: 중금속, 흡착, 지속가능한 발전, 적정 기술, 친환경

국문 초록 본 연구는 아직 상용화되지 않은 가지고 추의 항산화 효과와 항생작용에 대하여 탐구 한 것으로 가지고 추를 부위별로 손질하여 에탄올 추출법을 통하여 얻어낸 뒤 항산화능을 알아보고자 대조군으로 항산화 효과가 뛰어난 아스코르브산과 비교하였다. 실험에서 가지고추의 꼭다리 와 과육 부분은 흡광도가 높게 측정되었으나 가지고추의 씨 부분이 아스코르브산과 흡광도가 비슷하게 측정되었다는 것으로부터 가지 고추 씨의 항산화능이 아스코르브산만큼 뛰어남을 알 수 있었다. 또, 항생작용을 하는지 확인하기 위해 추출한 가지고추 추출물을 세균을 배양한 배지에 분무기로 뿌렸다. 대조군으로 에탄올을 뿌렸고 일주일 동안 관찰한 결과, 세균이 시간이 지남에 따라 조금씩 감소하는 경향을 보이긴 하였으나, 그 정도가 크지 않다는 것을 확인하였다.

주제어: 가지고추, DPPH, ABTS, 항산화, 항생작용

반도체, 배터리 등 산업의 발전으로 이온성 중금속 폐수의 양은 증가하고 있으며 이에 따른 폐수 처리 기술의 발전이 시급한 상태에서 가장 보편적으로 이용되는 기술인 이온교환수지를 우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 콩비지의 셀룰로오스로 제작하여 친환경적이고 경제적인 수지를 만드 는 것이 본 연구의 목적이다. 식물 씨앗 소재들에 대한 이해도를 높이고 식물 소재 기반 바이오 매스 소재의 실제 사용에 대한 개선안도 얻는 데에 연구의 의의가 있다. 콩비지 전처리를 통해 수분, 단백질, 지방 등을 제거하고 카복실기 축합 후 이온성 폐수를 제작하여 EDTA 적정을 통해 이온교환수지의 흡착률을 측정하는 연구이다.

주제어: 바이오매스, 이온교환수지, EDTA 적정법, 이온성 폐수

본 연구에서는 페로브스카이트 층 내의 할로겐 원소의 조절함으로써 페로브스카이트 결정의 수분 안정성 및 효율성을 증대시키는 연구이다. 평소 신재생에너지에 관해 관심을 가져 현재 상용되고 있는 실리콘 태양전지의 문제점이 무엇인지 인지하고 있었고, 이를 해결하기 위해 페로브스카이트 태양전지가 연구되고 있다는 것을 알았다. 페로브스카이트의 문제점인 수분 취약성을 해결하기 위해 MAPbBr₃ 와 MAPbI₃ 의 페로브스카이트 결정을 섞어 페로브스카이트 층을 만들기로 하였다. 페로브스카이트의 효율성 및 수분 안정성을 극대화하는 최적의 MAPbBr₃ 와 MAPbI₃ 의 혼합비가 무엇인지 아는 것이 본 연구의 목표이다. MAPbI₃ 와 MAPbBr₃ 비율을 조정하여 만든 페로보스카이트 층의 흡광도를 측정하고 일정 시간 실온에 방치한 후 흡광도를 측정해 밴드갭 과 수분안전성을 측정한다. 결론적으로, Br의 비가 늘어날수록 수분 안정성이 증가하고, I의 비가 늘어날수록 흡수할 수 있는 파장대가 증가함을 알 수 있었다. 이에 대해 우리는 MAPbBr₃ 가 MAPbI₃ 에 비해 수화 현상이 적어 수분 안정성이 높고 I의 밴드갭이 Br과 달라 흡수하는 파장대가 달라졌을 거라 예상한다.

주제어: 할로겐 페로브스카이트,밴드갭 튜닝, MAPbI₃ , MAPbBr₃ , 수분안정성

기존의 크고 작은 중금속 유출 사례들을 접하며 주변에 이미 존재하고 있을지도 모르는 중금속 이온의 존재 여부와 그 양을 측정할 수 있는 수단의 필요성을 느끼게 되었으며, 기존의 검출법은 생활 속 중금속 오염 여부를 확인하기에는 부적절하다는 것을 알게 되었다. 이에 Hg2+와 Cu2+ 에 선택적으로 결합해 형광을 나타낼 수 있는 성질을 가진 리간드를 활용해 생활 속 중금속 이온 을 검출하는 검출법을 고안하고 그 활용 가능성을 판단해 보고자 한다.

주제어: bis(1-pyrenyl)azine, 리간드, 화학 센서, 중금속 검출

용액의 분석은 여러 실험 기구를 통해 이루어진다. 대표적인 분석 장치로는 GC, UV-Visible, NMR 등이 있다. 하지만 이러한 분석 장치들은 기기의 구매에도 큰 금액이 필요하고, 실험을 진행하는데 까다로운 조건이 필요하며, 지속적인 관리를 해 주어야 하므로 추가적인 비용이 지속해 서 발생한다. 본 연구에서는 이러한 분석 기기의 문제점을 해결하기 위해 더 간단한 방법으로 용액의 조성을 분석하는 방법을 고안해보았다. 벤젠과 톨루엔 혼합 용액의 조성을 분석하기 위해 Mini-GC를 통해 peak를 얻었고, 측정값을 기반으로 용액의 증기압을 계산하여 라울의 법칙에 기반한 혼합 용액의 증기압 검정 곡선을 얻을 수 있었다. 이후 MBL 장치를 통해 혼합 용액의 증기압을 교차 검증한 결과, 실제로 Mini-GC peak 값을 통해 측정한 값과 유사한 그래프를 확인할 수 있었다. 그러므로, 이성분 용액과 평형을 이루는 증기 압력을 이용하여 Mini-GC를 이용 해 용액의 조성을 분석할 뿐 아니라 혼합 증기의 조성을 어느 정도의 오차 범위 내에서 분석할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

주제어: GC(기체크로마토그래피), 벤젠과 톨루엔 혼합 용액의 증기압 곡선, MBL, 코딩을 통한 증기압력 값 구하기, mini GC

고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)가 낮은 효율로 인해 상용화되지 못한다는 점을 해결하기 위해, Ti felt를 MPS로 적용하여 GDL을 제작해 보았다. Ti는 전기 전도도와 내식성이 높아 PEMFC의 성능 향상에 기여할 것이라고 생각되었다. 물성 측정 결과 상용하는 GDL보다 소수성 은 우수했고, 두께 및 전기 저항은 다소 불리한 결과를 얻었지만 상당히 근접한 수준을 보이는 것을 확인했다. 기체투과도는 GDL 가공 과정의 burr 문제, MPL이 소결 이후 갈라지는 문제 등을 개선 및 해결하여 추가 성능 평가를 진행할 계획이다. 본 연구는 Ti felt를 GDL에 적용하여 효율적인 PEMFC 제작할 수 있다는 가능성을 최초로 제시하였다는 점에서 의미가 있다.

주제어: GDL, MPS, MPL, Ti felt, PEMFC

본 연구는 체내 속에 함유된 신경전달물질인 도파민을 검출하기 위해 도토리에서 합성한 산화구 리 나노입자와 흑연 연필심 전극을 활용한 [도토리를 활용한 산화구리-연필심 전극] (JCPE, JaftCuO -Pencil Electrode)을 제작하고자 한다. 도토리를 이용하여 합성한 CuO 는 기존의 강염기물질을 이용하는 CuO 합성법보다 친환경적일 것이라 판단하여 활용하였다. 우리가 합성한 CuO 는 X선 회절, 주사전자현미경, 푸리에 변환 적외선, 에너지 분산 X선 분광법을 통해 확인한다. 또, 전기화학 임피던스 분광법을 통해 우리가 사용하는 CuO 를 전극에 부착했을 때 검출에 유리할 것을 확인한다. 우리가 제작한 센서는 선형 범위가 250~1750μM이고, 민감도는 –0.03891 μA/μM, R²은 0.99225이다.

주제어: 도파민, CuO, 도토리, 연필심