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본 연구는 고정상의 종류에 따른 기체 분리 성능의 차이를 확인하고, 동시에 교육용으로 활용 가능한 간이 기체 크로마토그래피 키트를 제작하는 것을 목표로 하였다. 저가형 센서(MQ-135, TCD)를 활용하여 학생들이 직접 기체 분석 실험을 수행할 수 있는 시스템을 구현하였으며, 정지상으로는 PDMS와 실리카겔, 그리고 정지상을 포함하지 않은 대조군 칼럼을 각각 제작하여 분리 성능을 비교 하였다. 실험 결과, PDMS 정지상을 적용한 칼럼에서 혼합 기체(이소프로판올, 아세톤, 이산화탄소)의 개별 피크가 명확히 구분되어 우수한 분리능을 보였으며, 이는 PDMS의 비극성 특성에서 기인한 것으로 판단된다. GC 키트는 펌프, 3-way 콕 주입부, 칼럼, 출력부, 센서를 연결하고 헬륨 운반기체와 온장고를 활용하여 안정적인 측정을 가능하게 하였다. 향후 고정상 조성의 다양화와 센서 감도의 개선을 통해, 기체 분석의 정량적 신뢰도를 높이는 방향으로 발전시킬 수 있을 것으로 기대된다.

주제어: 기체크로마토그래피, MQ-135 센서, 고정상, PDMS, 운반 기체

산업화 과정에서 발생하게 되는 산업 폐수 속 중금속은 해양 생태계 파괴와 해양 오염을 유발한다. 기존의 흡착제는 중금속 제거에 효과적이지만, 고가이거나 재사용성이 떨어지는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 해양 생태계에 악영향을 미치는 폐산호와 대부분 소각 처리되어 환경오염을 유발하는 홍게껍질에서 추출한 키토산을 활용하여 새로운 흡착제를 개 발하고자 한다. 본 연구에서는 폐산호를 전처리한 뒤 키토산과 복합체를 형성하여 중금속에 대한 흡착 성능을 개선하였다.

주제어: 폐산호, 키토산, 다공성 구조, 중금속 흡착제, 해양 생태계

기존의 일회용 퓨즈는 폐기 시 발생하는 환경오염과 자원 낭비, 교체에 따른 유지보수의 불편함이 라는 문제점을 지닌다. 이를 개선하기 위해 개발된 폴리 스위치 또한 내구성의 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 스프링의 압축력과 내부 유체의 부피 팽창 원리를 결합하여, 반영구적 재사용이 가능한 새로운 피스톤형 퓨즈를 제안하고 그 설계 타당성을 검증하고자 한다. 줄 발열과 반데르발스 상태 방정식을 기반으로 퓨즈가 끊어지는 임계 순간을 수학적으로 분석하고, 내부 온도 예측의 한계 를 극복하기 위해 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션과 실제 퓨즈 안전 규격을 적용하여 설계의 타당성을 검증한다.

주제어: 재사용형 퓨즈, 기화 팽창, 스프링 인장력, CFD, 반데르발스 방정식

지구 온난화는 나날이 지날수록 심각해지고 가속화되고 있다. 특히 화석연료 사용은 온실가스인 이산화탄소를 많이 방출하여 지구 온난화에 지대한 영향을 미치고 있다. 이런 화석연료의 의존도를 줄이고 신재생에너지의 효율성을 높이는 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 상어 비늘에서 발견할 수 있는 리블렛 현상을 날개 없는 풍력발전기에 적용하여 풍력발전기의 구조물 주변 유체의 흐름을 개선하고 공기 마찰력을 감소시켜 더 좋은 성능을 이끌어내고자 한다. 크게 본 연구를 통해 날개 없는 풍력발전기 구조물에 새로운 디자인을 제시하고 날개 없는 풍력발전기의 효율과 실용성을 높여 소음 공해, 조류 충돌 등의 문제를 해결하고 공해 없이 지속 가능한 신재생 에너지를 발전시키는 데 앞장서고자 한다.

주제어: 풍력 발전, karman vortex, 리블렛 구조, 신재생에너지, Vortex-Induced Vibration

F1에서 프론트 윙과 리어 윙은 차량의 공력성능에 매우 지대한 영향을 미치는 중요한 부분이다. 이 날개들은 차량을 아래로 눌러주는 다운포스를 만든다. 하지만, 이 다운포스가 높은 것이 마냥 좋은 것만은 아니다. 아주 큰 다운포스는 또 그에 상응하는 항력을 생성해 차량이 달리는 것을 방해한다. 따라서 프론트 윙과 리어 윙의 형상을 설계할 때에는 이 파츠가 생성하는 다운포스와 항력의 적절한 밸런스를 찾는 것이 매우 중요한 과제이다. 따라서 우리는 적절한 윙의 형태를 찾아내기 위해 어떤 형상을 데이터화하고 이를 CFD 해석하여 얻은 결과값을 통해 optimizer를 돌려 새로운 형상을 얻는 과정을 반복하여 최적의 형상을 빠르게 도출해내는 전략을 확립했다.

주제어: CFD, BO, 최적화, 프론트 윙

학교에서 배우는 사이클로이드는 2차원 도형인 원에 관한 것이다. 사이클로이드의 자취를 매개변수 방정식을 통해 표현할 수 있음을 학습한 뒤 3차원 도형에 대해서는 사이클로이드를 구해볼 수 없을 지 궁금해졌다. 이 궁금증에서 시작하여 3차원 도형인 원뿔에서 사이클로이드의 자취를 구하는 것에 대해 탐구했다.

주제어: 사이클로이드, 원뿔, 매개변수화

본 연구는 일정한 진동수를 발생시키는 스피커를 단진자와 결합하여 운동시켰을 때 관찰되는 소리의 도플러 효과를 체계적으로 분석했으며, 음원의 위치를 추적하는 기술적 방법에 대한 아이디어를 제안한다. 우리는 소리의 도플러 효과에 대한 벡터 표현을 개발했으며 프로그래밍 언어를 이용 하여 오디오 데이터 분석과 가상 실험을 수행했다. 또한 비선형 단진자 운동 분석을 기초로 생성하 파면 시퀀스(wavefront sequences)를 생성하여 실제 실험 결과와 가상 실험 결과를 설명했다. 본연구는 단순한 실험 절차와 높은 재현 가능성을 통해 교육 현장에 바로 도입할 수 있는 가치 있는 교육 자료이며, 동시에 물리학 교육과 음향 엔지니어링 분야에서 소리의 도플러 효과에 대한 깊이 있는 이해를 증진시키는 데 기여할 것으로 기대한다.

주제어: 비선형 단진자, 도플러 효과, 음향 분석, wavefront sequences

본 연구는 음료수 분류 문제를 해결하기 위해 로지스틱 회귀 모델을 활용한 분류 알고리즘을 개발 하고 평가하는 것을 목표로 한다. 이 연구에서는 pH, Cu，K, Ca，P04, 카페인 농도 6개의 주요 특 성을 기반으로 이온음료，탄산음료，유제품，카페인 음료의 4가지 카테고리를 분류하는 모델을 구축 하였다. 총 12개의 샘플 데이터（각 카테고리별 3개 샘플）를 사용하여 모델을 학습하고，1000개의 데 이터 증강을 통해 학습 데이터를 확장하였다. 또한，교차검증을 통해 모델의 성능을 평가하고，반복 적인 학습을 통해 정확도와 다른 성능 지표의 변화를 관찰하였으며，이후 로지스틱 회귀 모델을 활 용한 분류 문제에 대해 분석하고，향후 개선 방향에 대한 논의를 제공한다.

준젠어: 음료수，로지스틱 회귀 분석，OvR 기법

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해당 연구는 전파간섭계 배열의 효율에 대하여 탐하였다. 전파천문학 책이나 전파간섭계 관련된 여러 논문들에서 전파간섭계 배열 중 대표적인 Y형, 원형, 직선형 배열에 대하여 효율이 어떤지 알려져 있다. Y형 배열은 다양한 각도에서 우수한 분해능을 제공하고, 원형배열은 균일한 분해능을 제공, 그리고 직선형은 특정 방향에서만 높은 분해능을 제공한다는 특징이다. 전파간섭계 구축 시 효을은 매우 중요하므로, 이러한 배열들의 데이터를 전파천문학 시뮬레이터 프로그램인 CASA(Common Astronomy Software Applications)를 사용하여 직접 비교해 보고, 앞서 설명했던 배열에 대해 알려진 것들 이 사실인지 확인하였다. 더 나아가 이 세 개의 배열을 확장하여 동일한 안테나 수의 조건에서 ‘팔의 개수’에 따른 효율을 비교해 보았다. CASA 프로그램의 한국어 가이드가 없기 때문에, 연구를 진행하면서 사용한 기능인 Plotms와 Simobserve에 대하여 사용법을 자세히 다루고 있다.

주제어: 전파간섭계, 전파간섭계 배열, CASA

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이끼는 선택식물에 속하는 비관다발식물로, 미세먼지 제거, 온도 저감, 소음 감소 등 다양한 환경적 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있다. 그러나 종자식물과 나자식물에 비해 선태식물인 이끼에 대한 연구는 국내외적으로 부족한 실정이다. 본 연구는 이끼의 구조, 염기서열, 그리고 내생균과의 상호작용을 탐구하기 위해 여러 종의 이끼를 대상으로 실험을 수행하였다. 채집된 가는윤이끼, 쥐꼬리이끼, 참외이끼, 나선이끼와 구입한 서리이끼, 가는흰털이끼의 구조적 특징을 광학현미경을 통해 관찰하고, 각 이끼의 엽록체 분포와 세포 구조의 차이를 분석하였다. 또한, DNA 추출 및 PCR을 통해 분자적 종동정을 시도하였고, 이끼 내생균의 배양과 계대배양을 통해 균사가 자라는 것을 관찰하였다. 이후에는 이끼 및 내생균의 DNA 바코팅을 진행하여 종 동정을 진행하고자 한다.

주제어: 이끼(moss), 내생균(endophytic fungi)

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중금속 오염은 생태계와 공공 건강에 심각한 위협을 초래하며 이를 효과적이고 친환경적으로 제 거하기 위한 생물학적 접근법에 대한 관심이 증가하고 있다.
본 연구는 탄산칼슘 형성 미생물인 바실러스 세레우스 (Bacillus cereus) 의 생광물화 과정을 통 하여 오염수를 정화하는 방법을 제시하고자 한다. 특히 산성 광산 배수 속 카드뮴과 핵폐기물에서 나오는 세슘을 제거하기 위한 효과적이고 친환경적인 방법을 알아보고자 한다. 바실러스 균은 우레 아제(urease)를 이용하여 요소를 분해한다. 이 분해과정에서 생성된 암모니아를 이온화 시켜 알칼 리성 환경을 조성하며, 마찬가지로 분해 중 생성된 이산화탄소로 탄산이온을 형성하고 칼슘이온과 반응시켜 탄산칼슘 침전을 진행한다.
마지막으로는 미생물 형성 탄산칼슘이 나타내는 구조와 중금속 오염 후 구조를 SEM과 ICP 분석 을 통하여 비교하여 오염 제거 능력을 밝혀내고자 했다.

주제어: MICP, 산성광산배수, 탄산칼슘, 중금속, 방사성물질

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우리 연구는 노트북 전원이 갑자기 꺼지는 현상을 개선하기 위해 시작했다. 노트북의 스크린을 덮을 때 센서가 스크린의 자기장을 측정하여 특정 각도에 다다르면 전원이 꺼지도록 반응하게 되는데 이는 외부 자기장에 의한 오류가 종종 발생한다.이의 개선을 위해 우리는 3축 자기장 센서와 기울기 센서를 이용하여 스크린을 덮다가 전원이 꺼지는 순간의 벡터합을 구했고, 꺼지는 순간의 벡터합과 비슷한 측정값이 측정되는 순간 OFF를 함께 출력하도록 코드를 제작했다. 연구 결과, 스크린의 접기 속도, 온도 등 다양한 변수에 대해서도 테스트를 거쳐야 한다는 것을 깨달았다.

주제어: 자기장 센서, 기울기 센서, 아두이노

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