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본 연구는 나노 및 미세플라스틱이 암세포에 미치는 영향을 규명하고, 인공지능을 활용한 cell counting 방법의 효율성을 평가하였다. HeLa와 나노플라스틱 간의 상호작용을 확인하기위해 SEM 을 통해 세포와 플라스틱의 크기를 비교하고, 로지스틱 방정식과 회귀분석을 통해 미세플라스틱 농도에 따른 세포 증식률과 환경수용력을 추정했다. 세포배양을 직접하여 미세플라스틱이 세포에 미치는 영향을 확인하고 방정식 추정결과와 비교해보았으며 인공지능 기반 세포 카운팅과 직접 카운팅 방식을 비교해 시간 효율성과 정확성을 평가했다. 연구 결과, 인공지능 방법이 더 높은 효율성을 보였으며, 미세플라스틱이 암세포의 성장을 돕는것을 확인했다. 본 연구를 통해 암 연구의 새로운 방향을 제시하여 암 예방 및 치료 전략 개발에 기여하고, 미세플라스틱의 생물학적 영향을 규명하는 데 중요한 학문적 기초를 제공하고자 한다. 또한 이번에 개발한 인공지능이 세포수를 counting 하는 기계보다 값싸고 편리하게 다양한 연구에서 적용되기를 바란다. 주제어: HeLa Cell, 객체인식, 로지스틱 방정식, 미세플라스틱
이 연구는 일회용 플라스틱 포장재의 환경적 문제를 해결하고, 식품의 안전성을 높일 수 있는 항균 성질을 가진 생분해성 포장재 개발을 목표로 한다. 나노 셀룰로스를 기반으로 항균 식물 추출물을 혼합하여 필름을 제작하고, E. coli와 황색포도상구균을 이용하여 제작한 필름의 항균 효과를 확인 하였다. 실험 결과, 감초 추출물 혼합 필름이 가장 높은 항균성과 소수성을 나타내었다. 이를 통해 포장지로서의 가능성을 알아보았다. 나노 셀룰로스 필름은 생분해성이 높아 환경에 부담을 주지 않으며, 포장 식품의 유통과 안전성 개선에 기여할 것으로 기대된다. 주제어: 나노 셀룰로스, 필름, 항균효과, 항균 물질, 생분해성
국문 초록: 향신료는 오래전부터 인류의 역사와 함께 해왔다. 과거에는 향신료를 얻기 위해 ‘향신료 전쟁’이 일어났었고 현대에도 여러 향신료들이 들어간 음식인 ‘마라탕 열풍‘이 일어날 정도로 많은 사람들의 사랑을 받고 있다. 이렇듯 향신료가 오랜 시간 동안 사랑을 받는 데에는 분명 과학적 이유가 있을 것으로 예상하였고 실제로 항신료의 여러 효능 및 효과는 현재에 들어 계속해서 입증되고 있다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 향신료들로 DPPH test와 WST-1 assay를 진행하여 향신료들의 항산화 및 항암 효과에 대해 알아볼 예정이다. 주제어: 향신료, 항산화, 세포 사멸
연구를 계획하게 된 것은 음식물이 무분별하게 버려지고 있다는 것에서부터 시작되었다. 탄소 배출 량의 8-10%를 음식물 쓰레기가 차지한다고 한다. 따라서 버려지는 구황작물을 활용, 생활 속 문제 해결 방안을 탐구하였다. 연구 초기에는 실험에 활용할 구황작물 선택, 추출물 제작 방법 등을 연구 하였다. 또한 어떻게 하면 구황작물에서 항산화 물질을 최대한 추출할 수 있을지 고민하였다. 그렇게 하여 우리는 자색고구마의 보관 상태, 추출물의 농도, 에탄올의 농도를 다르게 하여 가장 효과적인 항산화 정도를 나타내는 상태를 파악하려 노력하였고, DPPH 자유 라디칼 소거능 검사 결과, 보관 상태에서는 얼린 껍질이, 추출물 농도에서는 2g/40ml가 에탄올 농도는 70%에서 가장 높을 항산화 수치를 보였다. 또한 오랜 기간 방치된 고구마들의 처리 유무를 확인하기 위해서 2달 동안 실온에서 보관하여 고구마에 싹이 난 개체 또한 추출물을 만들어 항산화 수치를 측정했고 약 80% 항산화 수치가 나왔다. 항산화 수치 이외에도 사용 방안을 찾기 위해 디스크 확산법을 통한 항균 효과 측정 실험을 진행하였고 자색 고구마 추출물에 항균 효과가 있다는 것을 파악하였다.
본 연구는 회전 펌핑 기구의 효율성을 극대화하기 위해 다양한 조작 변인들이 펌핑된 물의 양에 미치는 영향을 정성적으로 분석하고 실험을 통해 밝혀내는 것을 목적으로 한다. 또한 결론에 관한 원인을 탐구하여 효율성 증진에 더욱 기여한다. 본 연구는 기존의 스프링클러 시스템의 단점을 보완하기 위해 하나의 회전축을 중심으로 회전하는 펌핑 기구를 설계하고, 이 기구의 효율성을 향상 시키기 위한 최적의 조건을 탐구하였다. 또한, 이 실험은 빨대로 대체하여 변인들이 펌핑 기구에 미치는 영향을 알아보았으며, 연구에서는 빨대의 길이, 각도, 폭, 그리고 회전축에 장착된 정삼각형의 개수를 조작 변인으로 설정 하여, 각 변인이 펌핑 기구의 펌핑시키는 물의 양에 미치는 영향을 실험적으로 분석하였다. 그 결과 조건에 따라 효율이 가장 높은 조건을 그래프의 경향성을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 기구의 설계에서 각 조작 변인을 최적화함으로써 회전 펌핑 기구의 효율을 극대화할 수 있다는 결론을 도출하게 했다. 이를 통해 농업, 산업 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 새로운 스프링클러 시스템의 설계에 기여할 수 있다. 주제어: 원심력, 스프링클러, 회전
대기 전력으로 인한 전력 소모는 전체 전력 소모 중 10%를 차지한다. 전력을 생산하는데 많은 화석 연료를 사용하게 되고, 그를 통해 환경 오염이 된다. 그렇기에 대기 전력 또한 환경 오염에 일조하는 존재이다. 그렇기에 이를 효율적인 출입을 인식하는 장치를 통해 억제해보려고 한다. 주제어: 대기전력, 아두이노, 센서, 전력 소모, 트랜지스터
이 연구는 오프로드 환경에서도 안정적인 주행이 가능한 롤러블레이드를 설계하고 제작하는 것을 목적으로 한다. 기존 롤러블레이드 바퀴의 한계를 극복하기 위해 캐터필러 바퀴를 적용한 새로운 디자인을 제안하였으며, 다양한 재질로 3D 프린팅한 바퀴를 통해 실험을 진행하였다. 연구 결과, 캐터필러 바퀴를 적용한 롤러블레이드가 불규칙한 지면에서도 안정적인 주행을 제공하지만, 기존 바퀴보다 조금 떨어지는 방향 조절과 속도 제어 능력을 보여주었다. 또한, 오프로드 주행 중 발생할수 있는 충격을 효과적으로 흡수하여 사용자에게 보다 안전한 경험을 제공하였다. 이러한 결과는 오프로드 환경에서도 사용할 수 있는 롤러블레이드 개발에 중요한 기초 자료를 제공할 것으로 기대 된다. 주제어: 캐터필러, 오프로드, 롤러블레이드
본 연구는 최근 각광받고 있는 MSG 돔 디스플레이에서 착안하여 고등학생 수준에서 큰 비용을 들이지 않고 돔 디스플레이를 만드는 것을 목표로 한다. 4D 프레임을 활용해 8V 지오데식 돔을 설계 하고, 아두이노와 Addressable LED를 사용해 특정 위치의 LED를 제어하였다. 돔 제작 과정에서 3D 프린팅 오류와 설계 문제를 개선하며, Sketchup Pro를 이용해 부피를 가진 돔을 성공적으로 모듈화 했다. 이 구형 디스플레이는 프리퀀시와 길이의 조절이 가능하기 때문에 크기 조절이 자유롭다. 따라서 몰입형 학습 도구로 활용될 수 있으며, 전시회 및 과학관에서도 시뮬레이션 도구로 유용하게 쓰일 것으로 기대된다 주제어: 지오데식 돔, 디스플레이, 모듈화, 아두이노, Adressable LED
이 연구는 정전기를 활용한 타이어 분진의 포집을 목표로 하였다. 최근 환경 오염 문제가 대두되는 가운데 자동차 타이어의 분진과 브레이크 패드의 분진이 큰 비중을 차지한다. 타이어 분진으로 인하여 발생한 미세먼지는 아스팔트와의 마찰로 발생했기에 음극으로 대전된다는 성질이 있다. 이 성질을 활용하여 앞서 언급한 문제를 해결하기 위해 전기장이 작용하는 금속판을 상하로 설치하여 포집기를 설계하고, 포집 효율이 가장 좋은 금속판 간격을 탐구하였다. 연구 결과 포집기를 설치하지 않은 대조군보다 미세먼지 농도가 현저히 낮게 측정되었으며, 금속판 사이의 거리가 4.5센치미터일때 가장 효율적이라는 결과를 얻을 수 있었다. 이 기술을 활용하여서 자동차에 부착한다면 타이어 분진으로 인해 발생하는 미세먼지의 양을 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 주제어:타이어 분진,대전,정전기,포집,효율
이 연구는 이중진자의 속도 특성을 분석하여 단진자와 비교하고, 이를 실생활에 적용할 가능성을 탐구했습니다. 초기 각도와 시간, 속도 등의 변수를 포함한 시뮬레이션 데이터를 통해 두 모델의 운동 특성과 속도 효율성을 비교하였습니다. 결과적으로, 이중진자는 단진자에 비해 높은 속도 효율성을 보이며, 복잡한 운동 패턴을 통해 일정 부분의 규칙성을 유지했습니다. 이러한 속도적인 장점을 활용하여 이중진자를 기반으로 한 발전기나 로켓 추진 보조 장치의 개발 가능성을 제시하였습니다. 연구를 통해 이중진자의 실용적 잠재력과 그 적용 방안을 발견하였습니다. 주제어: 이중진자, 속도, 단진자, 규칙성, 시뮬레이션
농업혁명부터 현재까지 인간의 식량 생산 방식으로 가장 보편적인 농업이 농업인 감소와 기후변 화로 성장이 저해되어 인류가 식량난 문제에 고초를 겪고 있다. 그에 대한 해결책으로 떠오르고 있는 4차산업혁명 시대의 기술인 스마트팜의 다양한 한계와 문제점을 알아보고 그를 스마트팜 통합화, 자동화, 모듈화를 통해 해결하고자 하였다. 전체 과정 중 수확부를 자동화, 모듈화하여 기존보다 효율을 높이고, 인간의 개입을 최소화하기 위해 노력하였다. 수확부는 크게 토마토 재배, 수확 통, 수확 로봇 팔로 나누어지며, 토마토 중 익은 것만을 선별하여 수확하는 것을 목적으로 하였고, 연구 결과 전체 모형토마토 9개 중 익은 것을 판단하여 수확하는 모습을 확인할 수 있었다. 주제어: 스마트팜, 모듈화, 자동화, 수확로봇팔, 방울토마토
고삼 속 Kurarinone을 추출하고 오배자 속 Tannic Acid와 정향 속 Eugenol을 혼합하여 가장 높은 항균 활성을 나타내는 조성을 확인하였다. 메틸 셀룰로오스 기반의 고분자 필름에서 폴리 에틸렌 글리콜을 함량을 바꾸어가며 신축성이 가장 크게 나타나는 경우를 탐색하였다. 이때, 폴리 에틸렌 글리콜의 함량과 신축성이 비례함을 확인하고 전체 30ml 용량에 5g을 투여하여 신축성이 크게 나타 나는 필름을 제작하였다. 이를 바탕으로 메틸 셀룰로오스 필름에 한약재 기반의 항균 물질을 혼합 하여 항균 신축성 소재를 개발하였다. 이렇게 제작한 항균 신축성 소재는 한약재가 인체에 무해하며 탁월한 항균 효능을 갖추는 동시에 신축성을 가지고 있기에 여드름 패치, 홈메우기 등에 활용될수 있다. 주제어: 한약재, 항균, 신축성