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본 연구는 포항 지역에 분포하는 신생대 지층을 대상으로 화석과 퇴적층을 조사하여 당시의 지질 형성과 고환경을 규명하고자 하였다. 금광리, 두호동-죽천리, 장흥동 일대에서 식물 화석, 어패루 화석, 퇴적 구조를 수집 및 동정하여 종 분포와 서식 환경의 특징을 확인하였다. 퇴적층 분석을 통해 해안과 내륙 환경의 변화를 추적할 수 있었으며, 이는 동해의 형성과 관련된 지질사 복원에도 기여한다. 본 탐구는 지역 화석 자원의 학술적 가치를 밝히고, 고환경 연구를 통한 지구 시스템 이해의 중요성을 제시한다. 주제어: 화석, 신생대, 어패류, 퇴적층, 고환경
삼엽충의 겹눈은 방해석으로 구성되어 편광 정보를 활용했을 가능성이 있고, 바이킹의 ‘태양석’ 전설 역시 하늘 편광을 항법에 썼다는 가설을 뒷받침한다. 본 연구는 방해석의 복굴절과 말루스 법칙, 대기 레일리 산란으로 형성되는 편광 패턴을 결합해, 방해석-카메라-모터 기반 MCU 시스템으로 상·이상광선 밝기 차를 실시간 측정하고 기울기 제어로 양방향 모호성을 제거, 태양 방향을 단일 해로 확정한다. 또한 이는 학술적,실용적 의의를 가지며 GPS/자기센서 대안으로서의 가치를 제시한다. 삼엽충 눈의 원소·미세구조를 분석해 생물학적 타당성을 점검하고, 이론·선행연구를 정리한 뒤 회로 설계와 알고리즘, 실내외에서의 실질적 검증과 오차 분석, 한계와 개선 방향을 제시한다. 주제어: 레일리산란, MCU, 방해석, 말루스법칙, 태양추적
기존 피부 재생 물질들은 주로 세포 증식에만 한정된 효과를 보여 염증 조절이나 세포 환경 개선 측면에서 한계가 있다. 본 연구는 혈관 확장 및 염증 조절 기능을 통해 섬유아세포 증식을 촉진하는 신경전달물질 CGRP의 최적 농도를 도출하고 개인 맞춤형 피부 재생 시스템을 개발하였다. 섬유아세포를 대상으로 40-130nM 농도 범위에서 4가지 세포 활성 지표(생존도, 미토콘드리아 활성, 이동성, 핵 형태)를 측정하고 표준편차 기반 가중치와 4차원 기하학적 분석을 통해 통합 평가한 결과, 100nM에서 최적 활성도를 확인하였다. 각질세포에서는 55nM에서 195% 최고 생존율을 보여 세포 유형별 반응 차이를 확인하였다. 이를 바탕으로 trehalose와 gelatin으로 안정화된 96-well 개인 반응성 진단 키트와 히알루론산-젤라틴 기반 CGRP 방출 마이크로니들 패치를 개발하여 개인 맞춤형 피부 재생 치료 시스템의 기반을 구축하였다. 주제어: CGRP, 피부재생, 세포활성화, 마이크로니들, 개인맞춤치료
본 연구에서는 Cd 기반 금속-유기 골격체(Cd-MOF)를 합성하고, 그 구조적 형성과 형광 물성을 정성적으로 분석하였다. 리간드의 COOCH₃기를 COOH기로 치환하여 금속 이온과의 배위를 유도하였 으며, 이후 Cd²⁺ 이온과의 반응을 통해 MOF 구조를 형성하였다. FT-IR 및 NMR 분석을 통해 카복실산기의 배위 결합 형성과 MOF 구조의 형성을 확인하였다. 합성 과정에서는 pH 조절 및 유기용매/물 세척 공정을 통해 시료의 순도를 높였으며, 수득률 개선을 위해 반응 시료량을 증가시켜 재합성을 시도하였다. 형성된 Cd-MOF는 수용성과 산성도에 있어 예측된 물성과 일치하는 경향을 보였으며, 형광 특성 또한 정성적으로 확인되었다. 주제어: Cd-MOF, Cd 기반 금속-유기 골격체, 형광 응답 경향성 분석, 형광 센서
탄소 기반 퀀텀닷(Carbon Quantum Dots, CDs)은 친환경적이며 형광 특성을 쉽게 조절할 수 있어 다양한 센서 응용이 가능하다. 본 연구에서는 카이랄성 용매로 D-, L-, DL-타르타르산을 첨가하여 탄소 퀀텀닷의 형광 특성 변화를 비교하였다. 자외선(365 nm) 조사 시 세 시료 모두 청록색 형광을 나타냈으나, 조도(lux)와 RGB 분석 결과 DL형 시료에서 약 7~10배 높은 형광 강도가 관찰 되었다. 이는 라세미 혼합물의 분자 배열이 CDs의 전자 구조와 상호작용하여 발광 효율을 향상시킨 결과로 해석된다. 또한, UV-Vis 분석에서 타르타르산 농도 증가에 따라 최대 흡수 파장이 증가하는 경향이 나타나 카이랄 환경이 전자 전이에 영향을 미침을 확인하였다. 본 연구는 형광 반응만으로 카이랄성 정보를 감지할 수 있는 가능성을 제시하며, 향후 거울상 초과량(ee) 측정용 광학 센서 개발의 기초 자료로 활용될 수 있다. 주제어: 탄소 퀀텀닷, 카이랄성 용매, 타르타르산, 형광 특성, 라세미 혼합물
본 연구는 졸-겔법으로 합성한 TiO₂의 아나타제 및 루타일 결정형의 구조와 광촉매 특성, 그리고 다양한 pH 및 광원 조건에서의 CO₂저감‧환원 효율을 체계적으로 비교·분석하였다. 그 결과, 아나타제 결정형이 루타일보다 약 6% 높은 환원 효율을 보였으며, 태양광과 중성 조건에서 가장 안정적이고 효과적으로 CO₂ 저감이 이루어짐을 확인하였다. 이를 바탕으로 자체 설계된 차세대 CO₂저감 장치(디클라이너)를 구현·적용해 기존 방식 대비 13.5% 향상된 최대 59.8%의 CO₂저감효율을 실험적으로 입증하였다. 주제어: 나노 TiO₂, 디클라이너, 광촉매, CO₂ 저감, CO₂ 환원
물리 실험을 통해 전자기 유도 현상을 시각장애인도 인지할 수 있도록 구현하고자 하였다. 리니어 모터와 스텝모터를 이용해 자석의 이동 속도를 조절할 수 있는 교구를 제작하고, 오실로스코프를 통해 측정한 유도 전압과 주파수 데이터를 실시간으로 컴퓨터에 전송하였다. 이후 Python 코드를 통해 수집된 데이터를 청각(주파수 기반 사운드)과 촉각(진동 신호) 형태로 변환하여 체험할 수 있도록 구현하였다. 이를 통해 학생들은 실시간으로 전자기 유도 크기의 변화를 청각적·촉각적으로 인식할 수 있었으며, 교내 37명을 대상으로 실시한 결과 91%의 학생이 청각보다 촉각을 통해 현상을 더 명확히 이해했다고 응답하였다. 본 연구는 실시간 데이터 전송 기술과 촉각적 피드백을 결합하여 시각장애인의 과학 학습 접근성을 높이는 가능성을 제시하였다. 주제어: 청.촉각 피드백, 전자기 유도, 데이터 전송, 시각장애인
본 연구는 간이 전파망원경 제작을 통해 우리은하의 구조를 이해하고자 한 탐구 활동의 결과를 담고 있다. 연구의 주요 목적은 첫째, 직접 제작한 전파망원경과 상용 파라볼라 안테나의 성능을 비 교하여 아마추어 수준에서의 전파 관측 가능성을 검토하는 것이며, 둘째, 수집된 중성수소선 데이터 를 활용해 은하 회전 및 나선팔 구조를 단순 모델링하는 가능성을 확인하는 것이다. 이를 위해 SDR dongle과 SDR sharp 소프트웨어를 활용하여 전파 신호를 수신·분석하였고, 저잡음 증폭기를 통해 미약한 신호의 수신 효율을 높였다. 초기 관측에서는 1,420MHz 부근에서 잡음과 함께 일부 반복적 인 피크 신호가 확인되었으나, 중성수소선에 기인한 특이 신호로 확정하기에는 데이터 해상도와 누 적 관측량이 부족하였다. 또한 관측은 기상 조건, 은하의 위치, 인공 전파 간섭 등의 외부 요인에 크게 영향을 받았다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 청소년 연구자가 직접 장비를 설계·제작하고 데이터를 수집·해석함으로써 전파천문학 연구 과정 전반을 경험하였다는 점에서 의의가 크다. 추 가로 향후 연구에 필요할 신뢰도 높은 자료를 위해 실제 전파망원경의 원격 관측을 수행하였다. 향 후에는 FFT 기반 신호 처리 기법 적용, 장기적 데이터 누적을 통해 은하 회전 곡선 및 나선 구조 모델링으로 연구를 확장할 예정이다. 본 연구는 제한된 장비와 환경에서도 전파 관측이 가능함을 보여주며, 교육적·학문적 탐구 가능성을 제시한다. 주제어: 전파망원경, 우리은하 나선팔, 중성수소선, 도플러 효과 I.
본 연구에서는 Faraday 법칙을 기반으로 한 공진식 무선충전의 원리와 전력 전송 특성을 탐구하 였다. 전기 회로의 기초 개념과 직렬 RLC 회로를 활용하여 교류 전류, 공진 주파수, 코일 간 간 격에 따른 출력 전력 변화를 이론적으로 분석하였다. 또한, 유도식과 공진식 무선전력전송의 차이 를 비교하고, 공진 조건에서 출력 전력이 최대가 되는 원리를 규명하였다. 유도식 무선전력전송과 공진식 무선전력전송을 구현하고, 이후 공진식 무선전력전송 방식의 2차측 코일의 각도에 따른 효율 변화를 타구하였다. 연구 결과, 공진식 무선충전은 Faraday 법칙의 기본 원리를 따르면서도 공진 조건을 통해 전송 효율을 극대화할 수 있음을 확인하였다. 이러한 탐구는 전기차, 드론 등 다양한 응용에서 공진식 무선충전의 실용화를 이해하는 데 기초 자료로 활용될 수 있다. [ 주제어: 공진식 무선충전, Faraday 법칙, RLC 회로, 전력 전송, 공진 주파수 ] I.
본 연구는 Toroidal 블레이드의 형상에 따른 소음 저감 효과를 실험적으로 탐구하는 것을 목적으 로 한다. 기존 프로펠러와 다른 폐곡선 형태로써 와류를 억제해 소음을 완화하는 Toroidal Propeller의 구조를 적용하여 토로이달 블레이드를 제작하고, 블레이드의 받음각과 곡률에 따른 민 감한 주파수의 소음 총합을 도출하고 분석하였다. 실험 결과, 블레이드의 형상에 따라 받음각과 굴 곡 반지름이 증가할수록 인간의 귀에 예민한 주파수 대역에서 소음이 감소하고, 효율이 낮아지는 경향성을 나타냈다. 본 연구를 통해 Toroidal Propeller의 소음 저감 메커니즘을 탐구하였으며, 소 음과 효율 사이의 파레토 최적 문제를 확인하였다. 이는 향후 풍력발전기 블레이드 설계에 활용 가 능한 최적화 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. [ 주제어: 풍력발전기, Toroidal Propeller, 받음각, 곡률, 와류] I.
본 연구는 EDTA 처리를 통해 굴 조직 내 중금속 함량을 감소시킬 수 있는지 확인하고자 수행되었다. 통영산 굴을 대상으로 EDTA의 농도 및 반응 시간 조건을 달리하여 처리한 후 ICP-OES를 이용하여 중 금속 함량을 분석하였다. 실험 결과, EDTA는 굴 조직 내 중금속 농도를 효과적으로 감소시키는 것으로 나타났으며, 이를 통해 보다 안전한 수산물 생산 및 해양 환경 개선을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 중금속, 굴, EDTA, ICP-OES, 식품 안전 I.
본 연구는 생태계의 먹이사슬 구조를 수학적 행렬 모델로 분석하고, 특정 생물 종의 멸종이 생태계 전체에 미치는 영향을 정량적으로 예측하고자 했다. 파이썬 기반의 행렬 연산 알고리즘을 이용해 영향력 함수를 정의하고, 감쇠 상수를 적용하여 간접적 상호작용까지 포함한 영향도를 계산하였다. 분석 결과, 아마존과 호주에서는 하위 단계의 생물 종이, 북극에서는 상위 포식자가 생태계 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이를 보다 바탕으로 분석 결과를 시각화하는 간단한 애플리케 이션을 제작하였으며 이를 배포해 멸종에 대한 인식을 개선했다. 본 연구는 생태계의 상호의존 관계를 정량적으로 해석하고, 행렬 기반 분석이 복잡계 생태 연구에 적용될 수 있음을 보여주는 데 의의가 있다. 주제어: 행렬, 그래프, 생태계 먹이사슬 I.