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본 연구는 금속 유기 골격체(metal-organic framework)의 한 종류인 MIL Al의 합성에 있어 기존의 자원 소모와 환경 오염 문제를 해결하기 위해 폐자원을 활용한 친환경적 합성 방법 개발을 목표로 한다. 버려진 알루미늄 호일 및 페트병을 이용해 금속 전구체 및 유기 리간드를 추출하여 MIL Al을 합성한다. 또한, 합성 조건을 변경하며 높은 효율의 합성 조건을 찾는다. 이 과정에서 MIL Al의 합성여부는 powder X-ray diffraction (PXRD) 측정, Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FT-IR) 측정을 통해 확인한다. 또한, 최적의 효율은 합성한 MIL-53(Al)의 질량 및 이에 대한 아이오딘 흡착 성능 평가를 통해 진행한다. 아이오딘 흡착 성능 평가의 경우 흡착 이후 아이오딘 용액의 농도변화를 통해 측정하며 이 경우에는 아이오딘의 농도 변화를 UV-vis spectroscopy를 통해 측정한다. 주제어: MIL Al, 녹색 화학, 폐자원, 반응 조건, 흡착
본 연구는 인디고 계열 염료폐수의 효과적인 처리를 목표로 전기응고법을 적용하여 전기화학적 처리를 수행하였다. 인디고 카민은 난분해성 염료로 청바지 염색 등에 광범위하게 사용되며, 그로 인한 폐수는 환경 오염의 주요 원인이 될 수 있다. 연구에서는 인디고 카민을 전기응고법으로 처리하고, 이 과정에서 생성되는 슬러지의 물리화학적 특성을 분석하였다. 특히, 슬러지에 자성 유체분리 법을 적용함으로써 슬러지의 분리가 가능함을 입증하고자 하였다. 실험 결과, 인큐베이션을 적용한 전기응고 처리가 슬러지의 자화 및 분리 효율 향상에 기여하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 폐수 처리의 비용 절감과 효율성 향상 면에서 가능성을 제시했다. 주제어: 인디고 카민, 염료폐수, 전기응고법, 슬러지, 자성 유체분리
수박은 수요가 매우 많은 과일인 만큼 많은 양의 껍질이 쓰레기로 버려진다. 이러한 수박에는 항균 성을 가지는 쿠쿠르비타신이 포함되어 있다. 본 연구에서는 수박껍질을 전처리하는 방법에 따라 항균성을 가지고 있는 쿠쿠르비타신이 얼마나 검출되는 지를 HPLC를 이용하여 정량 분석하고 최적의 전처리 방법을 탐구하였다. 그 뒤 찾아낸 전처리 방법을 이용하여 수박의 종류(망고수박, 일반수박, 흑피수박)를 다르게 한 친환경 항균제를 개발하고 MIC-test를 통해 항균 능력을 평가하였다. 그 결과 최적의 전처리 방법은 수조 가열이었고 제작한 모든 항균제에서 높은 항균성을 관찰할 수 있었 다. 특히 망고수박 용액의 경우 항균 능력에 큰 영향을 끼치는 것으로 확인되었다. 주제어: 항균, 쿠쿠르비타신, 수박 종류, 추출 방법, HPLC
약물 용해도는 신약 설계 초기 단계에서 반드시 평가해야 하는 중요한 물리화학적 특성이다. 하지만 기존의 실험적 접근 방식은 높은 자원 소모와 데이터 처리의 한계로 인해 효율성이 떨어진다. 본 연구는 딥러닝과 그래프 신경망(GNN)을 활용하여 약물 용해도를 예측하는 딥러닝 방법인 GeDML을 제시하고, 다양한 GNN 모델(GCN, GAT, GIN, EGCN, AttFP, TFNN)의 용해도 예측 성능을 비교 분석하였다. 연구 결과, GeDML(Generalized Deep Metric Learning)을 도입하여 소규모 데이터 환경에서도 높은 예측 성능을 달성하였다. 본 연구에서 개발한 모델은 제약 산업뿐만 아니라 환경 과학 및 에너지 소재 등 다양한 분야에서 활용 가능한 새로운 접근법을 제시하였다. 주제어: 그래프 신경망, 용해도 예측, 딥러닝, Generalized Deep Metric Learning (GeDML)
이 연구는 차나무 추출액의 발효 방법에 따른 화학성분 변화와 그에 따른 기능성 성분의 향상 가능 성을 분석한다. 발효 과정이 차나무 추출액의 카페인, 카테킨, 및 다양한 항산화제 성분에 미치는 영향을 조사하기 위해 고성능액체크로마토그래피(HPLC)와 유도결합플라즈마(ICP-AES)를 사용하여각 성분의 농도 변화를 측정하였다. 연구 결과, 제조사가 밝힌 발효 정도가 증가함에 따라 특정 성분의 농도가 유의미하게 변동하는 양상을 확인하였으며, 이는 발효가 차나무 추출액의 효능에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 주제어: 차나무, 발효, 카페인, 카테킨
본 연구에서는 안경 렌즈의 흠집을 자가치유할 수 있는 자가치유 광소재를 합성하고, 그 치유 효율을 검증하였다. 이황화 결합을 이용한 자가치유 폴리우레탄 필름을 합성하였으며, UV 빛을 활용한 치유 실험을 통해 자가치유 능력을 확인하였다. 실험 결과, UV 빛에 노출된 경우 상처가 효과적 으로 치유되었으며, 대조군과 비교하여 빛이 자가치유에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다. 자가치유소재를 유리에 일정하게 코팅하는 것에 성공하였으며, 마이클슨 몰리 간섭계를 응용하여 일반 유리와 자가치유소재를 코팅한 유리의 굴절률을 각각 실험적으로 구하는 데에 성공하였다. 주제어: 자가치유, 자가치유 광소재, 굴절률, 코팅제, 렌즈
본 연구에서는 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)의 광전변환 효율을 극대화하 기 위해 이산화티타늄(TiO ) 나노입자의 크기와 도핑된 원소의 종류에 따른 효율 경향성을 분석하 고자 한다. DSSC의 핵심 소재인 TiO 는 나노입자의 크기와 전자 전달 특성에 따라 전지의 효율에 중요한 영향을 미친다. 특히, 작은 크기의 TiO 나노입자는 넓은 표면적을 제공하여 염료의 흡착을 극대화하지만, 전자와 정공의 재결합이 촉진되어 효율 감소의 원인이 될 수 있다. 이를 해결하기 위 해 TiO 에 전이금속을 도핑하여 전자-정공 재결합을 억제하고, 더 작은 나노입자 크기에서도 높은 효율을 달성할 수 있는 조건을 찾고자 한다. 주제어: 염료감응형 태양전지(DSSC), TiO 나노입자, 광전변환 효율, 도핑, 전자-정공 재결합
현재 산업 활동으로 인한 폐수 속 중금속의 위험성이 대두되고 있으며, 중금속을 흡착하기 위한 필터의 제작에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그런 상황에서, MOF(금속유기골격체)에 대한 중금 속의 개별 흡착 특성은 연구되어 있으나, 실제 폐수는 여러 중금속이 혼합되어 있으므로, 실제 폐수와 유사한 환경에서의 중금속 경쟁흡착 특성에 대한 연구가 필요하다. 다공성 구조로 중금속 흡착 성능이 뛰어난 MOF의 경쟁흡착 특성을 파악하기 위해, 여러 MOF 중에서 MOF-5와 ZIF-8을 직접 제작하였다. 그중 구조가 안정된 ZIF-8의 흡착 특성을 분석한 후, 실제 폐수와 유사한 농도의 중금속 혼합 용액에 대한 경쟁흡착 실험을 진행함으로써, ZIF-8에 대한 각 중금속의 경쟁흡착 특성을 분석할 수 있었다. 또한 실제 폐수 환경에서 MOF의 한 종류인 ZIF-8를 활용한 경쟁흡착이 어떻게 일어날지 예측할 수 있었다. 주제어: MOF, 중금속, 경쟁흡착, 폐수, ZIF-8
본 연구는 CNT 혼합 콘크리트의 균열 감지 가능성을 평가하였다. CNT는 질산-황산 혼합물 산처리로 소수성 개선을 통해 균일한 분산을 유도하여 물리적ž전기적 특성을 분석하였다. 실험 결과, CNT 함량이 증가하였을 때, 산처리가 진행되지 않았을 때 전기전도도가 높아졌으며, 산처리된 CNT에서 균일한 분산 상태를 보였다. 공극 및 전극 부착 문제로 동일 배합비 시편 간 데이터 편차가 커 관계식 도출은 불가하였으나 다른 배합비 시편 간 편차보다는 작아 경향성 분석은 수행 가능하였다. 압축 강도 실험에서 CNT 함량이 증가하였을 때, 산처리가 진행되었을 때 C-S-H가 더 많이 형성되어 강도가 증가하였다. 본 연구는 CNT 혼합 콘크리트의 균열 감지 기술과 섬유뭉침 현상 해결에 기초 데이터를 제공하여 향후 스마트 건축 자재 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 탄소나노튜브(CNT), 산 처리, 자기감지, 4-전극법, 비파괴검사
우주 탐사와 인공위성 기술의 급속한 발전은 지구 너머의 행성들, 특히 달과 같은 천체에 인터넷 통신망을 구축하려는 관심을 새롭게 불러일으키고 있다. 본 연구는 스페이스X의 스타링크 등의 군집 위성 프로젝트를 바탕으로, 달에서 인터넷 통신망을 제공하기 위한 위성군의 최적 궤도 설계를 탐구하고 GMAT(General Mission Analysis Tool)을 활용한 시뮬레이션을 통해 저궤도(LLO)와 정지 궤도(GLO) 등을 조합해 연속적인 통신 커버리지를 보장하는 위성군 구성을 제안하였다. 또한, 인공위성의 수, 인공위성 간 그리고 인공위성과 달 표면 위 36개의 Basement 간의 연결, 저궤도 위성 간의 P2P 통신을 위한 자유 공간 광학(FSO) 및 높은 고도의 중.계 위성 간의 장거리 통신에 대해 안정적인 RF(Radio Frequency) 통신 방식에 따른 정보 전달 시간, 정보 손실량, PDOP 등을 고려하여 각 궤도의 효율성을 평가하고, 인공위성 배치와 통신 효율 측면에서 각각 최적인 위성 군집 궤도 2개를 제안하였다. 본 연구는 향후 달 탐사를 위한 신뢰성 있고 효율적인 달 통신 설계망 구축에 이바지할 것이다. 주제어: 인공위성, 달, 시뮬레이션, 궤도, 통신
본 연구는 해밍 코드와 순회 부호의 특성을 활용하여 효율적이고 신뢰성 있는 암호화 방식을 개발 하는 것을 목표로 하였다. 초기에는 체스판-동전 퍼즐을 비트로 표현하고 비트 뒤집기 연산을 통해 암호화하는 방법을 구상했으나, 보안성과 실용성에 한계를 보였다. 이에 연구 방향을 수정하여 해밍 코드와 순회 부호의 수학적 특성을 결합한 새로운 암호화 알고리즘을 설계하였다. 순회 부호의 순환적 구조를 활용함으로써 암호화 데이터의 검증 기능을 강화하는 등 부호의 수학적 특성을 통해 효율성을 높일 수 있었다. 연구 결과, 제안된 알고리즘은 기존 비대칭 키 암호화 방식과 비교하여 보안성을 유지하면서도 계산 비용이 줄어들어, 정보 보안 분야에서 실용적이고 안정적인 암호화 방식으로 활용될 가능성을 제시하였다.
인공지능(Artificial Intelligence) 발전에 따라 잠재적 위험성과 윤리적 문제가 대두되고 있으며, 특히 사용자 데이터의 보안과 삭제 권리에 대한 관심이 증가하고 있다. 머신 언러닝은 원치 않는 데이터를 비용 최소화로 삭제하기 위한 방법으로 주목받고 있다. 생성형 모델은 다양한 형태의 데이터를 생성하지만, 이러한 데이터의 품질 평가는 대부분 주관적인 판단에 의존하고 있다. 현재 머신 언러 닝에 대한 평가도 마찬가지이다. CID, IS, FID 등의 생성형 모델 평가지표는 머신 언러닝 품질을 평가하기에는 한계가 있으므로 본 연구에서는 머신 언러닝할 클래스가 주변 클래스에 미치는 영향을 평가하는 CM(Colored Metric)을 제안하였으며, 이를 FID와 비교하여 유용성을 검증하였다. 주제어: 머신 언러닝, 적대적 생성 신경망, 평가지표, 파인튜닝, 프라이버시