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본 연구는 광주 도로의 두 장소 간 가장 효율적인 경로를 찾기 위해 그래프 이론을 적용하고 다익스트라 알고리즘을 활용하였다. 연구는 광주 도로를 그래프로 만드는 것으로 시작되었으며, 현실적인 조건을 더 잘 반영하기 위해 신호등 대기시간을 변수로 포함했다. 대전광역시의 신호등 데이터를 참고하여 평균 대기 시간을 36.84초로 설정했다. 또한, 어린이 보호구역의 경우 속도 제한을 30km/h로 낮아지는 설정을 추가하여 모델의 현실성을 높였다. 이 연구는 실제 변수들을 반영하도록 수정된 알고리즘이 경로를 효과적으로 탐색할 수 있음을 보여준다. 향후 연구에서 차선 수, 교통 밀도, 교통 패턴의 추가 변수를 포함하여, 다른 도시에도 적용할 수 있는 모델을 개발할 계획이다. 본 연구는 교통 상황을 더 정확히 반영하고 네비게이션 모델의 기초를 제공하는 것을 목표로 한다. 주제어: 그래프, 가중치 그래프, 최단 거리 알고리즘, Dijkstra Algorithm
갈루아와 아벨은 젊은 나이에 죽은 천재 수학자들이다. 이들이 증명한 5차 또는 그 이상의 일반 다항식의 근의 공식이 존재하지 않는다는 내용은 수학 발달에 크게 기여하였다. 아벨의 증명은 수학적 사고의 중요한 전환점을 마련하였으며, 갈루아 이론의 기초가 되었다. 더구나 갈루아의 정리는 현대대수학의 기초가 되었으며, 체와 군으로 대응시키는 새로운 관점을 제공하였다. 이들이 어려운 환경 중에서 발견한 수학적 업적을 이해하는 것은 학교 수학에서 접할 수 없는 수학적 사고력 및 탐구력의 증진에 아주 중요하고 필요하다고 판단된다. 따라서 갈루아 이론 탐구를 위해 먼저 아벨 이론을 연구한 후 아벨 이론을 바탕으로 갈루아 이론을 탐구해보았다. 우리는 갈루아 정리에 대한 5차 다항식의 근에 대해 탐구가 끝난 후 Bring-Jerrad 형식을 공부하고 갈루아 이론을 이용해 탐구해보았다. 군론, 아벨과 갈루아 이론, Bring-Jerrad 형식을 공부하며 계산과 문제풀이 위주의 수학이 아니라 증명을 통한 수학의 진미를 경험할 수 있었다. 주제어: 아벨 정리, 갈루아 정리, 군, Bring-Jerrad 형식
본 연구는 GSK-3β 억제제를 활용하여 근감소증 치료 가능성을 검토하였다. 근감소증은 노화에 따라 근육 기능과 질량이 감소하는 질환으로, 현재의 치료법은 증상 완화에 초점이 맞춰져 있다. 본 연구는 배양 세포(C2C12)에 대한 GSK-3β 억제제인 LiCl의 효과를 검증하였다. 본 연구에서는 GSK-3β 억제제인 LiCl을 활용하여 근감소증 치료 가능성을 검토하였다. 이를 위해 C2C12 세포를 배양한 후, MTT 분석, 유전자 발현 분석, Western Blot 및 면역형광염색을 통해 LiCl의 효과를 확인하였다. 실험 결과 LiCl 처리 후 미토콘드리아 활성 증가와 근육 분화 마커인 MYH2의 발현 증가, 그리고 근육 위축 마커인 FOXO3a, Atrogin-1, MuRF-1의 발현이 유의미하게 감소하는 것을 확인하였다. 이는 GSK-3β 억제에 의한 근감소증 치료 가능성을 제시한다. 향후 동물 모델을 통해 구체적 인 연구가 필요하다. 본 연구는 근감소증 치료제 개발에 기초 자료를 제공할 수 있다. 주제어: 근감소증, 근위축증, LiCl, 저분자 화합물, GSK-3β
본 연구는 난소암의 낮은 생존율 문제를 해결하기 위해 CRISPR/Cas9 유전자 가위를 활용하여 PAUF 유전자를 제거한 새로운 형질의 세포주를 제작하고 이를 통해 효과적인 난소암 치료방안을 모색하고자 한다. PAUF는 난소암 세포에서 과발현되는 단백질로 암의 전이와 성장을 촉진하며, 면역 억제와 회피를 유도하고 암세포의 이동성과 침투성을 증가시키는 역할을 한다. 본 실험에서는 PAUF의 gRNA를 포함하는 CRISPR-Plasmid를 SK-OV-3 세포주에 transfection 하여 배양한 뒤 FACS를 통한 Cell Sorting, Western Blot을 거쳐 세포주의 PAUF 발현 활성을 확인했습니다. 이를 기반으로, PAUF 유전자 편집이 난소암 세포주에서 암세포의 이동성, 침투성, PD-L1 발현 등에 미치는 영향을 분석하고, 난소암 치료의 새로운 가능성을 검증할 계획이다. 주제어: CRISPR/Cas9, PAUF, 난소암, 유전자 편집, 암 전이
본 연구는 다자유도 구형 모터의 성능 향상을 위해 자성유체를 활용하는 방안을 제시하였다. 기존 모터 시스템은 여러 모터와 기어의 조합으로 인해 부피가 크고 효율이 낮아지는 문제가 있었으며, 이를 해결하기 위해 고정자와 회전자 사이의 공극에 자성유체를 주입하여 자속 밀도를 증가시키고 모터 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 연구 과정에서는 1세대와 2세대 스피리컬 모터 모형을 제작하여, C자형 코어 사이 공극에 자성유체 유무에 따른 자기력을 측정하고, 이를 이론값과 비교하였다. 1세대 모형은 초기 설계 검증을 위해 단순화된 구조를 채택했으며, 2세대 모형은 스피리컬 베어링을 도입하여 회전자의 안정성을 향상시켰다. 연구 결과, 자성유체를 적용한 다자유도 구형 모터가 휴머노이드 로봇 관절 등 고정밀 구동이 필요한 분야에 응용될 것으로 기대된다. 향후 연구에서는 자성유체의 최적 주입 방법과 모터 내부 패킹 기술을 개선하여 실용화를 목표로 할 예정이다. 주제어: 모터, 스피리컬 모터, 자성유체, 공극
본 연구에서는 레이저를 이용한 플라즈마 발생 및 진단 기술을 탐구하였다. 기존 가속기의 한계를 극복할 수 있는 레이저 플라즈마 가속 (LWFA) 연구의 기초 단계로, Nd:YAG 레이저를 사용하여 공기 중에서 플라즈마를 형성하고, 마하-젠더 간섭계를 활용해 전자 밀도를 측정하였다. 연구의 첫 단계에서는 플라즈마의 개념과 레이저-플라즈마 상호작용에 대한 이론적 학습을 수행하였으며, 이후 대학 연구실에서 광학 장비 및 간섭계의 기초 사용법을 익힌 후 실험을 진행하였다. 실험 결과, 레이저 펄스에 의해 형성된 플라즈마의 시간에 따른 전자 밀도 변화를 성공적으로 측정하였으며, Abel 역변환을 이용한 분석을 통해 플라즈마의 공간적 밀도 분포를 도출하였다. 본 연구는 레이저 플라즈마 가속 연구의 기초적인 실험 방법을 익히는 데 중요한 경험이 되었으며, 향후 초강력 레이저를 이용한 고에너지 입자 가속 연구에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 레이저 플라즈마, Nd:YAG 레이저, 플라즈마 밀도, Mach-Zehnder 간섭계,
본 연구에서는 해양 생태계에 심각한 위협이 되는 해양 산성화 문제를 해결하기 위해 프러시안 블 루 유사체를 기반으로 한 금속-유기 골격체를 합성하고, 대기 중, 수계 내에서 CO₂ 흡착 성능을 평가하였다. 기존 PBA의 수중안정성 문제를 해결하기 위해 AA 개질된 다공성 물질을 지지체로 사 용하였다. PBA의 특성은 UV-Vis와 XRF, FT-IR 분석을 통해 확인되었다. CO₂ 흡착능은 대기 및 수계 내 환경에서 CO₂ 농도 센서와 전기 전도도 센서를 통해 각각 정량하였다. AA 개질시 더욱더 높은 수중안정성을 가지며, 대기 중에서 표면 개질된 황토 지지체 흡착제가 가장 높은 흡착능을 보 였으며, 수계 내에서 표면 개질된 활성탄 지지체 흡착제가 가장 높은 흡착능을 보임을 확인할 수 있었다. 주제어: MOF(Metal-Organic Framework), PBA(Prussian Blue Analogue), 이산화탄소(CO₂), 흡착
페로브스카이트는 최근 연구된 발광체이다. 수용액 상태의 페로브스카이트는 가공과 보관, 활용성 측면에서 한계가 있어 디스플레이 소자로 사용하기 어렵다. 따라서 본 연구는 페로브스카이트 퀀텀닷(PQD)이 발광체로서의 성질을 띤다는 것에 착안하여 고체 페로브스카이트 제작을 통한 디스플레이의 활용 가능성을 확인하기 위해 진행되었다. 먼저 수용액 상의 페로브스카이트를 제작하고, 상온에서 굳혀 고체상의 페로브스카이트를 제작한다. 그 후 가열한 뒤 Duetta로 흡·형광도를 측정하였고, 고체 PQD MAPbI₃, MAPbBr₃, MAPbCl₃를 접합한 시료의 annealing 시간별 흡광도, 파장 변화를 통해 고체 PQD에서의 할로젠 교환을 확인하였다. 이를 통해 디스플레이 소자로서의 활용 가능성을 밝혔다. 주제어: 페로브스카이트, 양자점, 할로젠 교환 반응, 흡·형광, 디스플레이/발광체
본 연구는 현재까지 보고된 바 없는 gadolinium과 Tolfenamic acid 간의 착화합물 형성을 통해 의약제제와 MRI 조영제의 상호작용을 규명하고, 두 약물의 동시 사용에 따른 안정성을 평가하는 데 목적을 두고 있다. 란타넘족 금속은 독특한 자성 특성을 지니는데, 특히 가돌리늄은 높은 자성을 바탕으로 선형 및 고리형 킬레이트 리간드에 의해 가공되어 MRI 조영제로 널리 사용된다. 반면, Tolfenamic acid는 NSAID로서 사용되는 물질로, polydentate ligand로 기능하여 2가 및 3가 금속 이온과 착물을 형성할 수 있는 특성을 지닌다. 본 연구에서는 이 두 물질 간 착화합물의 합성을 통해 두 약물의 동시 사용 시 안정성을 확보하기 위한 기초 자료를 마련하고자 한다. 주제어: MRI 조영제, Tolfenamic acid, 착화합물, 의약품 안전성, 가돌리늄
본 연구는 1-(2,4-Xylylazo)-2-naphthol 리간드의 cis-trans 구조 변화를 이용하여 자외선(UV) 지시용액을 개발하는 것을 목표로 하였다. Co 착화합물은 UV 조사에 의한 색 변화를 기대했으나, 실험 결과 색 변화가 나타나지 않았다. 변인통제 실험을 통해 리간드와 결합하지 않은 Cu와 MeCN 조합에서 가역적인 색 변화가 확인하였고, 추가 실험을 통해 Fe+MeCN 및 Fe+MeOH 용액에서도 UV 조사에 따른 가역적 색 변화를 관찰하였다. 특히, Fe와 MeOH의 조합은 UV 세기 변화에 따라빠르고 뚜렷한 색 변화를 보였으며, 실생활 조건에서 약 10시간 내에 가시적인 색 변화가 나타났다. 본 연구는 최적의 자외선 지시 용액을 제시하였으며, 추가적으로 UV 조사 과정에서 나타난 ‘역디퓨징‘현상을 규명하고자 하였다. 주제어: UV, 가역적 색 변화, 자외선 지시 용액, 증기압 확산, 역디퓨징
본 연구의 목적은 인공지능 모델을 활용한 기상 현상 3차원 시각화이다. 인공지능 모델을 제작하여 국가 기상 위성센터의 천리안 위성 2A호의 데이터를 학습 데이터로 하여 구름의 운정 고도와 두께를 3차원으로 확장이 가능한 시스템을 구축하였으며 이를 실시간 모델링을 통해 시각화하였다. 주제어: 기상 영상, 구름, 인공지능, 3D 모델링
암석을 구분하는 작업은 연구의 실용화, 토목 공사의 기초 자료로서의 활용, 지하 자원의 개발 등 다양한 분야에 활용된다. 광물 중에는 육안 및 겉보기 특성만으로 구분이 어려운 것이 다수이기에, 자세한 관찰을 위해 편광현미경을 주로 이용한다. 편광현미경을 통한 암석 분류 방법은 중·고등 교육과정에서 다루고 있으나, 높은 정확도의 분류를 실현하기에는 많은 시간과 노력이 요구된다. 이에 본 연구에서는 인공지능과 피지컬 컴퓨팅 기술을 활용하여 암석 분류 시스템을 자동화하고자 하였다. 따라서 화성암을 구성하는 광물 박편 이미지를 수집하였으며, CNN과 Semantic segmentation을 사용하여 주어진 화성암 박편 이미지를 분류하려 하였다. CNN을 사용하였을 때는 약 97%, Semantic segmentation을 사용하였을 때는 50%의 정확도로 분류하였다. 이후 Arduino를 이용해 편광 현미경 자동화 장치를 설계 및 제작하였다. 주제어: 암석 판별, 인공지능, 피지컬 컴퓨팅, CNN, Semantic segmentation