연도별 연구과제 59 페이지첫페이지로 이동

감귤의 껍질은 예로부터 감기와 기관지염, 면역 강화, 혈당 상승, 항염 작용 등 여러 민간요법에 사용되 어왔다. 우리나라 감귤류에는 60여 종의 flavonoids가 존재하며 그 중 naringin, hesperidin과 aglycon 형태인 naringenin, hesperetin이며, rutin, deosmine, nobiletin, tangertin 등이 있다. [3,4] 특히, 비타민 P의 일종인 hesperidin은 혈관 보호 효과[5], 항암효과[6], 항염증효과[7], 항균효과[8], 항알레르기효과[9] 등의 생리활성을 가지는 것으로 알려져 있다. 2020년 주요 과일별 1인당 연간 소비량은 감귤이 12.8kg으로 가장 많았다.[1] 귤 껍질의 유익한 성분에 비하여 대부분이 일반쓰레 기로 버려지고 있어미처 재활용되지 못하고 썩어 버려지거나 비료로 사용되는 감귤 껍질의 재활용 방법에 대해 알아보고자 한다. 본 연구는 감귤 껍질 속 heperidin이 비타민C의 열분해 반응에 미치는 영향을 분석하고 이를 통해 감귤 껍질 부산물 문제에 대한 해결 뿐만아니라 나날이 생산량이 증가하는 비타민 C제품의 보관상의 열적 파괴에 대해서도 도움이 되고자 한다. 연구 결과 FT-IR, UV-Vis 분광광도법을 통해 감귤 껍질 속 hesperidin의 존재를 확인하였으며 Vitamin C의 분해반응에 대해 상온, 50℃, 70℃ 세 가지 온도에 대해 UV 정량분석을 통해 온도가 높을수록 분해 반응 상수가 증가함을 확인하였다. 그러나 hesperidin의 첨가가 비타민 C의 분해에 미치는 영향에 대해서는 UV-Vis 분광광도법으로는 명확하게 분석하지 못하였다. 이에 황금향, 감귤, 한라봉 등 다양한 감귤류에 따른 껍질 속 hesperidin의 함량 비교와 HPLC를 이용한 비타민 C 분해에 대한 hesperidin의 영향에 대한 추가 연구가 필요하다.

주제어: heperidin, ascorbic acid, Vitamin C 파괴, 열분해

본 연구를 통해 굵기, 색감을 다양하게 나타낼 수 있는 분필을 제작하기 위해 진행한다. 분필 사용자에게 무해하고 사용하기 편리한 분필을 제작하는 목적에 따라 내구성을 등 여러 분필의 필수 조건을 생각하며 제작했다. 이를 위하여 탄산칼슘과 황산칼슘의 다양한 비율에 따라 혼합물을 제작했다. 또한 분필 틀을 3D프린터를 이용하여 출력하였다. 다양한 분필의 성분을 분석하여 최적 성능을 나타내는 분필의 구성성분 조합을 탐구하고 이를 바탕으로 실제 학교에서 활용 가능한 분필을 제작하고자 하는 목표를 수립하였다.

주제어: 분필, 화학, 탄산칼슘, 황산칼슘

체내의 활성산소는 암이나 골다공증 등의 각종 질환을 유발한다. 대표적으로 탈모는 피부에 활성 산소에 의한 과산화지질이 다량 축적된 것이기도 하다. 본 연구는 항산화능을 가진 천연물질인 금잔화와 콜라드를 이용하여 그 항산화능을 검증하고 이를 하이드로겔과 접목시켜 탈모 치료-예방제 형태로 제조하였다. DPPH 라디칼 소거능 측정 실험을 통해, 금잔화의 항산화능을 확인할 수 있었으나 콜라드 종자를 이용한 용액에서의 항산화능을 확인할 수 없었다. 금잔화 용액의 농도를 조절하여 항산화능을 확인한 결과, 농도가 높을수록 항산화능을 높게 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 PVA 하이드로겔에 적용시킨 치료제를 이용하면 혼합물이 가진 항산화능을 통해 과산화 지질로 인한 탈모 환자들의 탈모 진행의 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 항산화 효과, 금잔화, PVA 하이드로겔

장시간 마스크 착용은 집중력 저하와 두통을 발생시키기 때문에 마스크를 적정 시간마다 교체해 주어야 한다고 한다. 마스크 교체 시기는 마스크 내부의 이산화탄소 양으로 파악할 수 있을 것이 다. 이러한 아이디어에서 시작하여 호흡량에 따른 지시약의 색 변화를 분석하여 붉은 양배추 지시약이 인채에 무해하며, 교체 시기를 알려주기에 가장 적절한 지시약이라는 결론을 도출하여 직접 마스크 라벨을 제작해보았다. 연구 결과를 통해 만들어진 이산화탄소의 양에 따라 색이 변하 는 라벨을 적절히 활용하면 일회용품이나 의료 용품의 교체 시기를 알려주는 기능을 통해 많은 사람들에게 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 지시약, 마스크 라벨, 호흡량, 마스크 교체 시기, 카제인(casein)

플라스틱이 개발된 이후 무분별한 사용으로 인해 발생한 플라스틱 폐기물은 생태계 및 환경에 심각한 악영향을 초래하였다. 특히, 미세플라스틱은 환경오염을 일으킨 주된 원인임에도 불구하고 미세플라스틱에 관한 연구는 부족한 상황이며, 대기 중 미세플라스틱에 대한 선행연구는 거의 찾아보기 힘들다. 이에, 대기 중 미세플라스틱을 여과할 수 있는 방안에 관해 연구하였다. 대기 중 미세플라스틱을 여과하기 위해서 아크릴판을 기반으로 한 여과기 틀을 제작하고, 자기장과 전기장을 이용한 방식과 헤파필터를 이용하여 건조기 가동 시 발생, 공기 중으로 방출되는 미세플라스 틱을 여과하였으며, 광학현미경을 통해 분석하였다. 미세플라스틱은 망이 촘촘할수록 더욱 많이 여과되었으며, 헤파필터보다는 자기장을 이용한 방식이, 이보다는 전기장을 이용한 방식이 미세플라스틱을 더욱 잘 여과하는 경향을 보였다.

주제어: 미세플라스틱, 전기장, 자기장, 헤파필터, 활성탄 필터

플라스틱 식품 포장재는 다양한 환경오염을 초래한다. 이에 따라 생분해성 플라스틱처럼 친환경적 인 식품 포장재 연구가 활발히 진행중이다. 본 연구는 환경 보존을 위해 식품이 산패·부패되지 않도록 하면서 친환경적인 종이 포장재 코팅액을 연구하였다. 더 나아가 생산 과정 및 분해·처리과정이 친환경적인 식품 포장재를 고안하였다. PVA(폴리비닐알콜)를 가교시켜 코팅액을 만든 후 종이 식품 포장재에 코팅하고 OTR과 WVTR을 측정하였다. 그리고 해리 실험을 통해 자원 순환 이 가능한지도 확인하였다. (결과 작성). 요약하면, 식품 포장재로서 OTR과 WVTR 조건에 충족하는 코팅액을 찾았고 환경 보호와 식품 포장에 최적화된 종이 식품 포장재를 개발하였다.

주제어: PVA(polyvinyl alcohol), cross-linking, 친환경, 코팅, 수증기 및 산소 투과율, 생분해

산업용수 등 중금속을 포함하는 폐수에 의한 수질 오염 및 생태계 파괴 현상을 해소하기 위해 쉽게 구할 수 있어 경제적이고 중금속 흡착이 가능한 밤의 껍질과 나무껍질을 이용하고자 한다. 실제 폐수 환경에 적용할 수 있도록 폐수 속에 많고, 인체에 치명적인 4개의 중금속 Cd, Mn, Ni, Cu에 대해 율피와 수피의 비율, 입자의 크기에 따라 어떠한 조합의 혼합물이 중금속을 잘 흡착 하는지 알아보았다. 실험 결과 율피는 입자 크기가 클수록, 수피는 입자 크기가 작을수록 흡착이 잘 되는 경향을 보였다. 분석한 2종류의 데이터에서 중금속 흡착 최적 비율이 달라 최적 비율에 관해서는 추가 연구가 필요해 보이나, 공통으로 율피와 수피를 단독으로 사용했을 때보다 혼합하 여 사용하였을 때 중금속 흡착 능력이 향상되었다.

주제어: 율피, 수피, 중금속, 엑스선 형광분석기(X-ray Fluorescence, XRF-WDX), 원자흡수분광광도계(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)

본 연구는 목재 폐기물(밤나무)과 커피 찌거기 그리고 키토산을 활용한 10가지 혼합 비율 중에서 밤나무 새우분말 흡착제가 가장 뛰어난 흡착제라는 것을 도출했다. 또한, 이 흡착제 들을 이용하여 토양에 함유된 2g/L 납의 제거효율에 대해 고찰하였고, 토양에 함유한 0.5g/L 구리,카드뮴, 니켈 망가니즈의 제거효율에 대해 고찰하였다. 폐 밤나무와 새우 분말(키토산)은 구리 흡착 효율 이 가장 높고, 커피 찌꺼기는 니켈 흡착 효율이 가장 높다는 것을 도출해냈다. 이러한 실험 결과는 친환경적이고 경제적이며 중금속제거 공정 개발에 활용될 수 있을 것이다.

주제어: 밤나무 폐목재, 커피 찌꺼기, 중금속, 흡착제, 키토산, 원자흡수분광광도계, X-Ray 형광 분석기

본 탐구는 식물에 의해 합성되는 폴리페놀의 일종인 Tannin을 버려지는 감 껍질에서 추출하여 Tannin의 중금속 흡착 능력 및 수질 정화 능력을 검증하고자 진행한 탐구이다. Tannin은 추출할 때 powder의 형태로 추출되게 되는데, 이를 알긴산 나트륨과 염화 칼슘의 반응을 통해 beads형태로 가공해 수도관 모양의 필터를 만들어 상수도관, 생명 빨대, 공업 폐수의 정화 등에 적용이 가능한 형태로 만들어 중금속인 납의 농도를 얼마나 낮출 수 있을지 앙금 생성 반응을 이용해 정량적으로 확인하고, Tannin 필터로 수질을 개선하고 중금속 함유량을 줄일 수 있는지 연구함으로써 궁극적으로 실제 현장에 쓰일 수 있는 값싸고 효과적인 기술로의 개발 및 발전을 도모한다.

주제어: Tannin, Alginate-Sodium, Tannin-Filter

본 논문에서는 염소를 감지하는 센서를 연구한 내용을 담고 있다. 가정에서도 흔히 볼 수 있고, 특히 수영장이라면 물을 소독하기 위해 염소를 많이 사용하고 있다. 그러나 수영장에서는 염소가스의 누출로 인해 사람들이 목숨을 잃거나 중태에 빠지는 심각한 사고가 발생하고 있다. 그러나 수영장에는 따로 염소가스를 감지할 수 있는 시스템이 도입되어 있지 않기 때문에 누군가의 피해 가 나타나기 전까지는 해결이 매우 어렵다는 취약점을 가지고 있다. 이를 감지하는 센서를 제작 하고자 하며, 그 해결책으로 MOF 흡착을 제시한다. MOF는 다공성 물질에 해당하며, 이에 따라 비어있는 공간을 매개로 하여 화학물질을 흡착할 수 있다. 따라서 이를 이용해 염소가스의 누출 사고를 예방할 수 있는 염소 기체 센싱 장치를 개발하였다.

주제어: MOF, 아두이노, 형광 광도계, 흡착

Covid-19가 지속되며 배달 물류량이 증가하여 그에 따른 완충재의 소비 또한 증가하였다. 현재 에어캡과 종이 소재의 완충재 등이 사용되고 있으나 각각 소각 과정에서 유독물질이 생성되는 등 다양한 단점이 존재한다. 이러한 완충재를 대신할 수 있는 폼 형태의 단백질을 활용한 환경친화적 완충 재를 고안했다. 본 탐구는 여러 종류의 당 첨가, 다양한 단백질의 포말층 생성능을 실험한 뒤 단백질 폼을 경화 또는 안정화시키는 과정을 통해서 단백질 포말층 안정화에 영향을 미치는 요인들을 탐색하여 완충재로서 가장 적합한 단백질 폼을 도출해내는 것을 목적으로 한다. 또한 친환경적인 소재로 완충재를 제작하므로 사용 후 생분해될 수 있으며 환경오염을 일으키지 않는다.

주제어: 단백질, 완충재, 친환경, 단백질 폼, 단백질 경화(5개 이내)

Fe3+와 같은 중금속은 체내에 들어오면 잘 분해되지 않기 때문에 쉽게 배출되지 않는다. 중금속 은 미량으로 두통, 발열, 호흡곤란, 구토 등의 증상을 일으킬 수 있으며 체내에 장기간 축적되면 뼈와 신장의 손상, 적혈구 감소를 일으키며 다음 세대까지도 영향을 줄 수 있다. 또한 미세먼지와 중금속, 미세플라스틱 등이 결합되면 인체에 더 해로운 영향을 주기 때문에 미세먼지 속 중금속 함량을 정확하게 측정하고 모니터링 할 수 있는 환경감시방법이 필요하다. 본 연구에서는 중금속 을 효과적으로 흡착할 수 있는 키토산을 친환경 물질인 금 나노입자와 연관지어 Fe3+를 선택적으로 검출해낼 수 있는 친환경 비색센서를 제작하고, 철강공단이 위치해있는 포항지역의 먼지 속에서 철 성분을 선택적으로 검출하여 함량을 비교하였다.

주제어: 키토산, 금나노입자, Fe3+비색센서 용액, 먼지, 철 함량