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현재 새로운 생명체의 존재 가능성과 자원 탐색을 하기 위해서는 우주여행을 필수로 한다. 하지만 우주여행 후 우주 비행사들에게 대뇌피질과 다른 뇌 영역과의 연결성 감소, 뇌척수액 분포 변화 등인지 및 운동기능 저하 현상이 일어난다. 본 연구는 우주 환경에 따른 뇌 기능 변화를 확인하고, 인지기능 및 운동기능 저하 현상의 치료 가능성을 확인을 목적으로 하였으며 수두증 치료에 효능을 가진 인진오령산을 사용하였다. 이를 확인하기 위해 Rat에게 4G의 고중력을 가한 후 Y-maze와 Rota-rod test를 진행하여 인지기능과 운동기능을 각각 확인하였다. 그 결과 인진오령산을 투여한 군이 투여하지 않은 군보다 운동기능 및 작업 기억 능력이 개선되었다. 이 실험을 통해 인진오령산이 이후 개발될 인지 및 운동기능의 치료 소재로 활용될 가능성을 확인하였고 인지 및 운동기능 저하의 예방에 기여할 것이다. 주제어: 인지기능, 우주 생명과학, 인진 오령산, 한방치료
농작물을 감염시키는 병원균은 매개 곤충에 의해 퍼지기 쉬우며, 주변에 재배중인 식물들을 폐기 하거나 각종 화학 약품을 사용한 철저한 방역이 이루어져야 한다. 이는 식물체 자체에 영향을 주는 것뿐만 아니라 토양을 오염시키고 주변 생태계를 파괴할 수 있다는 점에서 작물 재배에 큰 손해를 안길 수 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 식물의 호르몬인 브라시노스테로이드 (brassinossteroid, 이하 BR)와 살리실산(salicylic acid, 이하 SA)의 항병원성을 확인하고자 하였다. BR과 SA가 Xanthomonas euvesicatoria에 의해 토마토에서 발병하는 고추세균점무늬병의 치료에 효과가 있는지 확인하고, 두 호르몬 투여 결과를 비교해 앞으로 호르몬의 식물 치료제로서의 가능성과 효용성에 대해 탐구하기 위한 실험을 진행하였으며, BR과 SA가 모두 식물의 생장 및 스트레스 저감에 영향을 준다는 것을 확인하였으나 항병원성은 확인하지 못하였다. 주제어: Xanthomonas euvesicatoria, 브라시노스테로이드, 살리실산
본 연구는 소형 발사체, 특히 소형 로켓의 무게중심이 발사 거리에 미치는 영향을 분석하는 데중점을 두었다. 로켓 발사 시 무게중심의 위치는 비행 안정성 및 비거리와 밀접한 관계가 있으며, 이를 최적화함으로써 발사 성능을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 무게중심 위치에서의 비행 특성을 시뮬레이션하고, 각 위치가 발사 거리에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 실험은 이론적 계산과 시뮬레이션을 통해 수행되었으며, 시간적 문제로 목적했던 데이터 수집 및 분석이 이루 어지지 않았다. 다만 본 연구를 통해 경험한 로켓 제작과 관련된 시행착오와 분석은 향후 로켓 설계 시 중요한 기초 자료로 활용될 수 있다. 주제어: 소형 발사체, 로켓, KNSB, 무게중심, 발사 거리
이 논문의 연구는 생체 모방 기술을 적용하여 낙하 속도를 지연시키는 방안에 대해 다루고 있다. 최근 로켓 재사용 트렌드를 기반으로 프로펠러를 통해 공기역학적 흐름을 조절함으로써 낙하 속도를 낮출 수 있는지 연구했다. 단풍나무 씨앗의 자동회전 원리를 모방하여, 다양한 각도의 날개 구조를 설계하여 캔셋의 낙하 속도에 미치는 영향을 실험했다. 실험 결과, 프로펠러 각도가 15도일 때가장 높은 양력을 얻을 수 있었으며, 이는 항력을 줄이고 안정적인 착륙을 유도하는 데 효과적일수 있음을 확인했다. 이 연구는 로켓 재사용과 캔셋의 안정적 회수 기술에 기여할 수 있으며, 이를 통해 비용 절감 및 효율성을 증가시킬 가능성을 지닌다. 주제어: 생체모방기술, 자동회전 이론, 단풍나무 씨앗, 블레이드 모델
출혈량이 많은 상황에서는 파우더형 지혈제의 사용이 필요하다. 이번 연구에서는 각광받는 돼지간, 피부 등의 생체 조직을 사용하여 탈세포화한 세포외기질(decellularized extracellular matrix, dECM)을 만들어 지혈제로 활용할 수 있는지에 대한 가능성을 알아보고자 하였다. 돼지 간, 피부를 이용하여 탈세포화를 진행하였고, 동결건조하여 펩신을 사용해 녹인 후 다시 동결건조하여 파우더 형으로 제형하였다. HBT(Hemoglobin binding test), TEG test(Thromboelastography test), Hemolysis test를 통하여 제조한 파우더형 지혈제(pECM)의 지혈 정도, 혈액 적합성을 확인해 보았다. HBT 결과 음성대조군과 카올린보다 높은 BCI 값을 보였고, TEG test 결과 혈액 응고 능력이 존재했으나 혈액적합성 면에서 추가적인 실험이 필요함을 확인할 수 있었다. 주제어: 세포외기질, 탈세포화, 지혈제, 혈액적합성
본 연구에서는 효소 반응의 평형에 대한 용매의 영향의 경향성을 파악하고 이를 정량적으로 분석하였다. 이전 연 구에서 셀룰레이스 효소의 활성을 물과 에탄올에서 분석하여 속도론적 관점과 평형상수의 관점에서 물과 에탄올 반응의 차이를 설명하였다. 용매와 용질의 친화도에 따른 평형상수의 영향을 정량적으로 분석하고 검증하기 위해물, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 1-뷰탄올, DMSO, 에틸렌글리콜 등 다양한 유기용매를 사용하였다. 증발과 거름을 통해 포도당만을 분리하여, DNS법을 이용하여 포도당의 농도를 측정해 각 용매에서 포도당의 용해도 데이터와 비교하였다. 용매에 대한 포도당의 용해도가 클수록 반응의 평형상수가 크게 나타났고 그 상관계수가 0.9741이기에 용해도가 큰 용매일수록 용질의 안정성이 증가하기 때문이다. 주제어: 셀룰레이스, 용해도, DNS-분석
본 연구에서는 물질의 효과를 알기 위해서와 같이 물질이 쉽게 분리되지 않는 상황에서 물질을 분리하지 않고, 물질의 성분비를 알기 위한 방법을 제안하였다. 혼합물을 훼손하지 않고 분광법을 이용하여 구성 성분을 분석하는 방법에 대한 연구를 기획했고, 대상 물질로는 다루기 쉬운 유기화합 물이면서 이 기술이 적용될 가능성이 있는 향수 분야를 다뤘다. 실험에서는 방향화합물 원료를 혼합하여 혼합용액을 만들고 자외선-가시광선 분광법과 핵자기공명분광법 두 가지 방법을 사용하여 혼합물 내 성분 분석을 시도했고, 일치율을 확인하였다. 또, 이를 바탕으로 기존의 물질을 재현할수 있는 기기를 제작하였다. 핵자기공명분광법을 사용하여 혼합물 내 구성 후보 물질을 판별하는 정성적 분석을 진행했고, 자외선-가시광선 분광법을 사용하여 구성 후보 물질의 혼합 농도비를 계산하는 정량적 분석을 진행하여 안정적인 수준의 정성적 분석과 더불어 높은 수준의 정량적 분석까지 가능하다는 결론을 도출하였다. 주제어: 핵자기공명분광법, 자외선-가시광선 분광법, 방향화합물, 구성 물질 분석, 재현 기기 제작
알루미늄 분말을 포함한 로켓용 고체연료 설계를 고찰하였다. 알루미늄은 높은 에너지를 가지고 있어 로켓 연료로 많이 사용된다. 이 연구에서는 알루미늄을 이용한 고체연료의 성능을 알아보기 위해 실험을 진행했다. 먼저 당알코올, 산화제를 적절한 비율로 섞어 연료를 만들었다. 이후 한 연료 에만 연소 시작 부분에 재활용 알루미늄 분말을 첨가했다. 그 다음, 이 연료를 사용한 로켓의 연소 가능 여부와 연소 시간을 측정하고, 연소 과정에서의 안전성을 확인했다. 실험 결과, 알루미늄 기반 연료는 기존의 고체연료보다 더 강한 추진력을 보여주었으며, 더 긴 연소 시간을 확인할 수 있었다. 또한 고체연료의 안전성 또한 확인할 수 있었다. 주제어: 알루미늄, 고체연료, 재활용, 로켓, 비교
본 연구는 클로렐라의 높은 광합성 효율을 이용한 고효율 광합성 시스템을 만들기 위한 기초 연구로, 클로 렐라의 생장을 조절하기 위한 수단으로써의 식물 호르몬의 적합성에 대해 알아본다. 이를 위해 식물 호르몬이 클로렐라의 생장에 미치는 영향을 분석하고, 클로렐라 개체군의 생장을 클로렐라 수를 세는 인공지능 프로그램을 제작해 확인하였다. 머신러닝 알고리즘인 허프변환과 DBSCAN을 이용해 hemocytometer의 이미지를 자르는 데이터 전처리 과정을 시행한 후, CNN으로 지도학습하는 방식을 적용하였다. 연구 결과 식물 호르몬이 클로렐라에서도 식물세포에서와 비슷한 작용을 하였다. 특히 옥신과 지베렐린의 경우, 각각 세포생장및 세포분열, 세포 신호전달을 도와 클로렐라의 개체군 크기를 효과적으로 조절할 수 있는 것으로 나타났다. 이를 이용하여 후속 연구에서 식물 호르몬을 이용하여 고효율 광합성 시스템에서 클로렐라의 개체군 밀도 를 효과적으로 조절할 수 있을 것으로 보인다. 주제어: 클로렐라, 식물 호르몬, 인공지능, 광합성 시스템
CDI는 Carboxylic acid와 amine의 amide로의 효율적 변환을 위해 사용되는 화학물질이다. CDI를 사용한 아마이드 커플링은 비교적 온화한 반응 조건에서 일어나기 때문에 amide를 합성하는데에 자주 사용된다. 또한, 기계화학은 물리적 힘을 이용하여 화학 반응을 일으키는 것을 의미하고, 그중에서도 ball milling을 활용한 반응 연구가 활발하게 진행되고 있다. ball milling을 이용한 CDI 기반 아마이드의 합성은 이미 연구가 되었지만, 높은 회전 속도에서 반응시켰다는 단점이 있었다. 본 연구에서는 300rpm 하에서 카복실산과 CDI 사이의 반응과 아민과의 추가적인 반응을 각각 3시 간동안 ball milling하였다. 이후, 생성된 물질을 증류수, Acetone을 이용하여 두 번 감압 여과하여 N-Benzylbenzamide를 합성한 후, 생성물 질량 측정 및 1H-NMR을 통해 정량적, 정성적 분석을 하였다. 또한, Benzoic acid와 CDI를 반응시킨 후 아민과 반응시킬 때 EtOAc의 각각 2.5ml, 5.0ml만큼 넣고 반응시켜 용매의 양에 따른 반응의 수득률 변화를 분석하였다. 반응의 수득률은 EtOAc를 넣지 않았을 때 52.6%, EtOAc를 2.5ml 넣었을 때 45.4%, EtOAc를 5ml 넣었을 때 39.3%로 얻어졌고, 세 경우 모두 문헌의 NMR 스펙트럼과 상당히 유사한 스펙트럼이 얻어짐을 확인하였고, 용매의 부재가 반응 효율을 높인다는 것을 확인하였다. 주제어: 볼 밀링, CDI 기반 아마이드 커플링, Solvent-Free 반응.
본 연구에서는 액체 용매에 용해된 기체 용질의 용액 상에서의 확산속도 및 확산계수를 측정하 고자 새로운 측정방법을 고안하였다. 기존의 확산 계수를 측정하는 실험은 확산된 물질의 잔존량 혹은 확산량을 파악하는 방식임에 반해 기체 용질은 잔존량 및 확산량 모두 측정이 어렵기에, 위치와 시간에 따른 수용액의 농도를 측정할 수 있는 방법을 고안하였다. 또한, 농도가 옅어짐으로 인해 생기는 확산속도의 원치 않는 변화를 방지하여 측정의 정확도를 증가시키기 위해 슬레이트를 이동 시켜 확산이 일어나는 부위의 농도 개형을 일정하게 유지하도록 하였다. 이후 Fick's law와 같은 이론적 방법으로 확산계수를 측정값을 이용해 계산할 수 있는 수식을 유도하였다. 주제어: 기체 용질, 확산, 확산계수, 측정 방법 고안, Fick's law
우리 학교의 화학실험실에서 상당히 많이 쓰이는 니트릴 장갑을 여러 가지 유기 반응을 이용하여 여러 고 분자의 기본이 되는 폴리에틸렌 등의 유용한 물질로 변환하게 되면 환경 파괴에 큰 도움이 될 것이다. 니트 릴 장갑의 주성분인 니트릴 고무에는 니트릴 기와 이중결합이 있는데 니트릴 기의 경우 물을 가하게 되면 카복실기가 되고 여기에서 탈카복실화를 하면 떨어지게 되면 이중결합은 금속촉매를 이용해 수소 첨가를 하면 될 것이다. 그래서 니트릴 장갑을 산, 염기 조건에서 반응시켜 첫 번째 반응을 진행시키려고 하였지만 니트릴 장갑의 반응성이 낮아 실패하게 되었다. 장갑이 진한 황산과 반응하여 분해되어 이 생성물을 NMR 을 통해 구조를 확인하려고 하였으나 용질의 피크가 나타나지 않아 실패하였다. 주제어: 유기반응, 니트릴장갑, 폴리에틸렌, 니트릴기, 이중결합