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학생들이 인위적인 환경작용을 직접 생태계에 적용해보고 그로 인한 생태계 평형의 파괴를 관찰할 수 있는 교육용 프로그램을 제작하기 위해 본 연구를 진행하였다. 우리나라에서 흔한 논을 생태계로 정하고 벼를 생산자, 벼물바구미를 1차 소비자, 참개구리를 2차 소비자로 먹이사슬을 정하였다. 시뮬레이션에 사용되는 인공 생명체는 종에 관계없이 크기나 재생산 주기, 번식률 등의 파라미터를 구현하였고 생명체의 모든 행동은 이에 종속적으로 이루어지도록 종에 따라 다른 함수를 정의했다. 이렇게 구성된 생태계에 사용자가 직접 이산화탄소 농도 증가, 서식지 단편화, 불법 포획, 생물 축적의 인공적인 환경 작용을 가할 수 있도록 프로그래밍하였으며, 그에 따른 생태계의 변화를 구현하여 이를 개체들의 생활사를 통해 시각적 시뮬레이션으로 나타내는 동시에 매 순간 각 생물종의 개체수를 생태 피라미드와 꺽은선 그래프로 보여주도록 디자인한 프로그램을 제작하였다. ▪ 주제어: 가상생태계, 교육용 시뮬레이션, 생태계 평형, 인위적 환경작용 요인
초록없음 주제어: 선형회귀분석, 식물 모델
공동주택이 늘어나면서 층간소음으로 인한 피해는 우리주변에서 항상 발생하고 있다. 특히 코로나19가 발생한 이후 온라인 수업, 재택근무, 실내 활동들이 늘어나면서 층간소음 분쟁은 점점 늘어나고 있는 추세이다. 층간소음을 줄이기 위해서 주거자들이 할 수 있는 직접적인 해결방법은 흡음재를 설치하는 것이다. 우리는 이번 연구에서 층간소음을 줄일 수 있는 여러 가지 방법 중 흡음재를 이용해 층간소음을 줄일 수 있는 방법을 찾고자 한다. 콘크리트를 이용한 공동주택 모형을 만들고 시중의 다양한 흡음재를 사용해 재료의 종류와 흡음재의 위치에 따라서 소음차단에 효과적인 흡음재의 설치 방법을 알아볼 것이다. 이를 통해 층간소음으로 인한 사회문제에 조금이나마 도움이 되고자 하고 공학적인 면에서 진동과 충격을 흡수하는 흡음재의 위치에 종류를 조사하고 실험하면서 여러 흡음재의 장단점을 인지하여 건축물뿐만 아니라 다른 구조물에도 적용하고자 한다. ▪ 주제어: 층간소음저감, 경제적 효율, 흡음재 시공위치, 아두이노 소음측정기, 흡음재 종류
오늘날 많은 사람들의 취미 및 생활 패턴 변화로 인해 폐기물의 발생이 꾸준히 증가하고 있다. 본 연구에서는 다양한 폐기물 중 커피박, 폐식용유를 혼합하여 기존의 고체연료를 대체할 수 있는 새로운 친환경 고체연료를 제작한다. 커피박과 폐식용유를 혼합하는 과정에서 포화지방산(Palmitic acid, Stearic acid)을 첨가시켜 고체 상태로 연료를 제작하기 위한 방안을 마련하고, 연소시키는 과정으로 통해 기존에 사용되는 숯과 발열량을 비교한다. 또한, GC를 활용하여 발생하는 기체를 분석하는 과정과 ICP-MS를 이용한 중금속 측정을 통해 안정성을 비교 분석하고 친환경적으로 활용이 가능한지를 판단한다. ▪ 주제어: 폐식용유, 커피박, 친환경, 고체연료, 대체 에너지
현재 세계적으로 토지 부족 문제가 대두되며 새로운 주거 공간을 구축하는 방안들이 제시되고 있다. 이때, 해저나 지하에 새로운 도시를 건설한다면 이동 동선이 3차원으로 확장될 것이고, 최단 경로로 이동하는 것이 매우 중요해질 것이다. 이에 본 연구에서는 점균이 병렬적 계산 과정과 유사하게 먹이를 향한 효율적인 경로를 찾아낸다는 점을 최단 경로 찾기에 활용할 수 있을 것으로 생각되어 점균의 3차원 내 최단 경로 찾기 능력을 검증하고자 한다. 계획한 실험은 황색 망사 점균이 실험에 적절한 부피로 성장하지 못해 수행되지 못했지만, 현재 성장이 긍정적 양상을 보이고 있어 꾸준한 배양을 통해 추후 연구를 충분히 진행할 수 있을 것으로 생각된다. 이 능력이 검증되면 단기적으로 지하철 노선 배치, 네트워크 망 설계를, 장기적으로 미래 도시 설계 등을 효율적으로 해낼 것이라 예상된다. ▪ 주제어: 점균, 최단거리, 길찾기, np 문제
이 연구는 미생물의 서식 기반과 무기염류 제공 효과를 지닌 다공성 물질 화산암을 이용하여 포러스 콘크리트를 제조한 뒤, 이에 유용 미생물을 흡착시켜 지속가능하고 경제적인 수질 정화 건축 재료를 만들어내는 것에 의의가 있다. 특히 화산암의 종류에 따라 유용 미생물의 번식 정도와 활성산소 제거 능력에 차이가 있는지, 가장 효율적인 미생물 흡착 포러스 콘크리트는 무엇인지 밝혀내는데 초점을 두었다. 이 콘크리트가 다리나 댐의 건축에 활발하게 상용화된다면 친환경적인 활성산소 제거가 가능해짐에 따라 국민의 삶의 질을 향상시킬 수 있다. 이후 사용한 유용 미생물이 다양한 환경에서도 수질 정화 능력을 유지하도록 유전자를 편집한다면, 미생물 흡착 포러스 콘크리트의 공간적 제약 또한 개선 될 것으로 예측된다. ▪ 주제어: 포러스 콘크리트, 화산암, 유용 미생물, 활성 산소, 수질 정화
지구상에는 영국의 그리니치 천문대, 미국의 레몬산 천문대와 팔로마 산 천문대 등 수많은 천문대들이 있다. 이들 중 규모가 큰 망원경을 운용하는 거의 모든 천문대는 반사망원경을 주 망원경으로 채택하고 있을 뿐만 아니라 아마추어용 천체망원경의 경우에도 300mm 이상의 구경을 가진 굴절망원경을 찾아보기 힘들다. 이는 구경이 커질수록 가장자리의 곡률이 커져 색수차가 심하게 발생하고, 그렇다고 렌즈의 곡률을 낮추면 초점거리가 길어진다는 굴절망원경의 단점 때문이다. 하지만, 굴절망원경은 양면 렌즈를 이용하여 반사망원경보다 안정된 상을 얻을 수 있다는 장점을 갖고 있고, 이러한 굴절망원경의 장점을 살리며 대구경 굴절망원경의 사용을 가능케 하며 긴 초점거리를 다수의 평면경을 이용해 광축을 접어 해결하고자 하였다. ▪ 주제어: 굴절 망원경과 반사 망원경, 다중반사굴절망원경, 거울 지지대와 렌즈 지지대, 초점, 수차
식물의 영양소나 물의 흐름을 측정할 때 침습적인 방법을 사용하게 되면 식물에게 손상을 줄 수 있다. 확산광 스펙클 대비분석 시스템은 레이저 스펙클의 변동을 측정하여 비침습적으로 혈류 정보를 추출 할 수 있는 광학 시스템으로 심부 조직의 상대 혈류를 측정할 수 있는 장비이다. DSCA는 저렴한 비용, 쉬운 분석, 빠른 이미지 획득 시간 및 간단한 실험 설정의 강점을 가진 새로운 심층 조직 유량계 시스템으로, 여러 생물의 흐름을 측정하는데 사용될 수 있기 때문에, 식물의 흐름 또한 측정할 수 있을 것이라 예상된다. 이 장비를 활용하여 식물의 줄기 또한 확산광 스펙클 대비 분석 시스템을 이용해 측정할 수 있다. 식물의 줄기 아래쪽, 굵은 줄기 나무젓가락의 Flow를 비교한 결과 식물의 줄기 아래쪽과 굵은 줄기의 Flow가 나무젓가락 보다 확연히 높게 측정되었다. 이 결과를 통해 식물의 Flow 속도를 측정할 수 있으며 식물의 두께가 굵을수록 더 빠른 Flow 속도가 나타났다. 결과적으로 이 시스템을 이용해 식물의 대사과정이 원활하게 이루어질 수 있는지 알 수 있다고 생각된다. ▪ 주제어: 확산광 대비 분석, 식물의 물질 수송, 물질 흐름 속도 측정
열전소자는 다양한 산업 분야에서 활용되고 열과 전기 에너지 간의 변환이라는 특성으로 친환경적 시대 요구에 부응하는 기술이다. 하지만 열전소자의 불균등한 발열로 인한 효율 감소가 존재하며, 이를 개선해야 한다. 열전소자의 열적 특성을 분석해 그에 따른 특수화된 방열 시스템 구축에 대해 연구를 진행하였다. 열전소자를 전압과 재질에 따라 각 case에서 열화상 카메라를 통해 온도 분포에 대한 실험을 진행하여 열적 특성을 확인하고 이해할 수 있었으며, 열전소자 내에서 위치에 따른 온도 분포 구배의 원인을 해석하였다. 이를 활용해 방열판, 또는 modified된 표면 코팅에 적용하여 열전소자의 열전 성능 증가에 활용할 수 있다. ▪ 주제어: 열전소자, 방열 시스템, 방열 효율, 열 분포
요즈음 플라스틱의 사용량이 많은 만큼 플라스틱이 환경에 미치는 영향에 대해서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 우리 팀은 그 중에서도 잘게 부서진 채로 없어지지 않고 남아 환경과 생물에 악영향을 끼치는 미세플라스틱에 주목했다. 한 종류의 미세플라스틱이 생물에 미친 영향에 대해 연구했던 선행 연구들은 많았지만, 미세플라스틱의 형태적 특징에 따라 결과를 나누어 해석한 연구는 없었다. 따라서 우리 팀은 플라스틱 펠렛을 직접 분쇄하여 2차 미세플라스틱을 만들고, 표면이 날카로운 2차 미세플라스틱과 뭉툭한 1차 미세플라스틱을 사용하여 생물에 미치는 영향을 탐구하기로 하였다. 생물에 대한 영향 실험은 배추씨의 발아율 실험, 미생물 실험, 강낭콩 실험을 진행하여 미세플라스틱의 유무와 종류에 따른 발아율, 성장속도와 정도 등을 관측해 비교하였다. ▪ 주제어: 미세플라스틱, 형태, 생물, 영향, 환경
본 연구에선 자연 친화적인 항균제 개발 연구를 위해 1,4-나프토퀴논 유도체의 항진균 특성을 이용한 항진균 실험을 진행하였다. 실험에는 녹농균(Pseudomonas Aerugin.osa)과 진균(Saccharomyces cerevisiae) 및 3가지의 1,4-나프토퀴논 유도체를 이용해 항진균 실험을 진행하였다. 1,4-나프토퀴논은 염료 및 의약품의 원료로 사용되 는 노란색 결정으로 두 개의 벤젠 고리를 가지고 있는 고리 화합물이다. 3가지의 나프토퀴논 유도체를 이용해 실험을 진행하였으며, 일부 물질의 경우 합성 실험을 통해 얻었다. 항균 실험에서는 쉽게 구할 수 있는 진균과 녹농균을 배양하여 디스크 확산법을 통해 유도체들의 항균 효과를 확인했다. 결과적으로 대조군이었던 에탄올을 제외한 3개의 유도체 모두 어느 정도의 항균 효능을 가지고 있었으며 그중에서도 3-chloro-2-(4-chloroanilino)-1,4-naphthoquinone가 상대적으로 뛰어난 항균 효능을 보여주었다. 따라서 1,4-나프 토퀴논 유도체들 모두 일정 이상의 항균 효능을 보유하고 있다는 결론에 도달할 수 있었다. ▪ 주제어: 1,4-나프토퀴논, 항진균, 항균, 항균제
본 연구에서는 남극의 빙상이 해저지형의 퇴적에 어떠한 영향을 끼치는지 알아보고자 하였다. 빙상의 특성과 해저 퇴적패턴의 상관관계를 파악하고자 퇴적물의 역할을 할 색모래를 넣은 수조 안에서 남극의 환경을 구현하여 실험을 진행하였다. 빙상의 특성에 따른 영향을 확인할 실험을 계획하여 실행하였으며 최종적으로 대륙붕을 직접 수조 내에 구현하여 퇴적양상을 관측했다. 그 결과 물리적 특성은 빙상의 움직임에 따라 끌려가는 모래의 양에 영향을 끼쳤고 운동은 해저의 퇴적물이 섞이게 하였다. 해풍은 퇴적에 큰 영향을 끼치지 못했다. 마지막으로 대륙붕 실험에선 빙상을 구현한 얼음의 크기가 작아 영향이 관측되지 않았다. 이에 따라 빙상은 퇴적물 운반에만 큰 영향을 끼치고 그 외 영향은 더 큰 규모의 실험이 필요하다 결론지었다. ▪ 주제어: 빙상, 빙붕, 시추코어, 대륙붕