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본 연구는 금속-유기구조체(Metal–Organic Frameworks, MOFs)를 활용하여 아세탈 보호기의 디아세탈화 반응을 친환경적으로 수행할 수 있는 가능성을 탐구하였다. 의약품 합성 과정에서 아세탈은 안정적인 보호기로 널리 사용되지만, 이를 제거하는 디아세탈화 반응은 주로 황산이나 염산과 같은 강산 촉매에 의존해 환경적·안전적 한계를 가진다. 이에 본 연구에서는 ZIF-8, HKUST-1, MOF-808을 합성하고, Benzaldehyde dimethyl acetal의 디아세탈화 반응에서 촉매 성능을 비교하였다. 합성된 MOF는 PXRD 분석을 통해 구조적 재현성을 확인하였으며, 1H NMR을 활용하여 반응 전환율을 정량적으로 측정하였다. 연구 결과는 MOF의 중심 금속과 구조적 특성이 반응 효율성에 직접적인 영향을 미친다는 점을 보여주며, MOF 기반 촉매가 환경 친화적이고 지속 가능한 촉매로서 강산 촉매의 대안이 될 수 있음을 시사한다. 주제어: 금속유기구조체, 디아세탈화 촉매 반응, MOF-808, HKUST-1, ZIF-8
본 연구는 친환경적이고 재사용 가능한 촉매 개발을 목표로, 지르코늄 기반 금속–유기 구조체인 UiO-66과 그 유도체를 합성하여 Knoevenagel 축합 반응에 적용하였다. Knoevenagel 반응은 다양한 물질 합성의 핵심 단계로 환경친화적 촉매 활용의 적합한 모델 반응이 된다. 합성된 MOFs는 PXRD 분석으로 구조적 안정성을 확인하였으며, 촉매 실험을 통해 벤즈알데하이드와 말로니트릴이 반응하여 2-benzylidenemalononitrile로 전환되는 과정을 관찰하였다. 이는 NMR 분석을 통해 알데하이드 피크 감소와 생성물의 새로운 신호를 예측, 확인함으로써 반응의 진행을 추적할 수 있었다. 본 연구는 MOFs의 구조–활성 상관관계를 이해하고, 지속 가능한 촉매 설계 방향을 탐구하는 기초 자료로서 의의가 있다. 주제어: Metal-Organic Frameworks, UiO-66, Knoevenagel 축합 반응, 리간드 작용기, 촉매
본 연구는 DDAB를 이용한 표면 결함 덮임으로 페로브스카이트 소재의 광학 및 전기적 품질과 수분저항성을 향상하고자 한다. MAPbI₃ 페로브스카이트 태양전지와 같은 소재에 DDAB를 코팅한 태양전지의 전력 생산 효율과 수분저항성을 비교하였고, CsPbBr₃페로브스카이트 결정에 DDAB 0~6 μL 를 코팅하고 물방울 PL/PLQY, XRD, TEM으로 결정 구조 변화를 확인했다. DDAB 2~4 μL에서 발광과 PLQY(%)가 증가했으며 XRD에서는 구조 변화가 없었다. 수분 접촉 시 Pristine 대비 접촉각이 작고 퍼짐이 적어 소수성 효과가 확인되었으나 물의 접촉 부위는 색의 변화가 비슷하여 완전 방수는 아님을 알 수 있었다. DDAB 태양전지는 최고 PCE 15.78%(평균 13.47%)를 기록하여 Pristine(최고 13.02%, 평균 12.16%) 대비 효율이 향상되었다. 그러나 DDAB 과량 첨가 시 PLQY 값이 감소하여 최적 농도 탐색의 중요성을 확인했다. 주제어: 페로브스카이트 태양전지, DDAB, 표면 결합 공정, 수분 안정성, 전력 변환 효율
본 연구에서는 페로브스카이트(CsPbBr₃)와 Mn 치환 페로브스카이트(CsPb₁ ₋ₓMnₓ(Cl/Br)₃)를 합성하여 발광 특성을 분석하였다. 순수 CsPbBr₃는 약 510 nm에서 녹색 발광을 나타냈으며, Mn 도핑시 비율에 따라 450 nm(청색), 490 nm(청록), 590 nm(주황) 등 다양한 발광이 확인되었다. 이는 Mn²⁺의 3d 전이에 기인한 새로운 발광 준위가 형성된 결과로 해석된다. 또한 두 시료의 혼합 발광은 CIE 색좌표상 백색광 영역에 근접하는 특성을 보였다. 이러한 결과는 Mn 도핑 페로브스카이트가 발광 파장 조절 및 백색광 구현에 효과적인 전략임을 보여주며, 차세대 디스플레이와 조명 응용을 위한 고효율 발광 소재로서의 가능성을 제시한다. 주제어: 페로브스카이트 퀀텀닷, 비납계 금속, Mn 도핑, 발광 파장 조절, 백색광 구현
본 연구는 ITO 박막이 열처리 중 700°C 부근에서 전기저항 피크가 발생하는 원인을 규명하고자 구조적 결함과 화학적 결함에 관한 두 가지 가설을 제시하였다. 이를 검증하기 위해 in-situ 전기저항·홀 측정, XRD, XPS/ARXPS 및 UV–Vis 분광측정 등을 적용하여 열처리 온도에 따른 전기적 및 광학적 특징을 분석하였다. 실험 결과, 두 가설 모두 실험적으로 성립되지 않음을 확인하였으며, 대신 수소 유입에 의한 전자 도핑(hydrogen-induced electronic doping)을 700°C 부근에서 관찰된 전기적 현상을 설명하기 위한 새로운 가설로 제시하였다. 주제어: In-situ 분석법, ITO 박막, 열처리 환경, 결정화
본 연구에서는 β-FeOOH의 상을 변형하여 α-Fe₂O₃ 를 거쳐 γ-Fe₃O₄를 만든다. 산화철은 그 종류가 매우 다양하고 같은 원소로 이루어져 있으며 그 개수가 같다고 하더라도 격자 구조에 따라 물리적, 화학적 성질이 달라진다. 본 연구에서는 상을 변환하는 기존의 과정인 열처리 과정을 대신해 레이저 기반 격자 제어 기술을 이용한 LIPR(laser-induced photoreduction process) 공정을 532nm 파장의 레이저를 이용하여 진행한다. 이 공정을 용해 기존 공정의 단점을 보완하고 효율을 올릴 수 있으며, 성공적으로 상변환이 이루어졌음을 확인했다. 본 연구는 산화철의 상변환을 위한 LIPR 공정에 대해 제시한다. 주제어: 레이저, 격자 제어 기술, 결정상, 산화철, LIPR
이미지 초점 품질 분석은 생물학, 재료공학, 반도체 검사 등 다양한 분야에서 관찰의 신뢰성을 높이고, 자동화된 이미지 분석 시스템의 정확도를 향상시키는 핵심 요소이다. 본 연구에서는 시료 3종에 대해 가장 초점 이 잘 맞은 높이를 기준으로 z축 방향으로 22.5㎛ 또는 45㎛씩 상 • 하로 이동하며 10장의 이미지를 촬영하였다. 프로그램을 이용하여 각 이미지에 대해 라플라시안(Laplacian) 기반 초점 품질 지수를 산출하고, 초점 위치 변학에 따른 품질 지수의 변화를 분석하였다. 나아가 산출 과정에서 찾은 문제점을 보완하기 위해 프로그램의 작동방식을 개선했다. 주제어: 현미경, 초점 품질 분석, 라플라시안
본 연구는 Topological Data Analysis(TDA) 기법을 활용하여 DNA 염기서열 데이터의 위상적 구조를 규명하는 것을 목적으로 한다. 최근 생명정보학 분야에서는 복잡한 고차원 데이터를 효율적으로 분석하기 위한 새로운 수학적 접근이 요구되고 있으며, TDA는 데이터의 연결성·공극 등 위상적 특징을 수량화할 수 있는 방법으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 여러 종의 DNA 서열을 포인트 클라우드(point cloud) 데이터로 변환하고, 이를 기반으로 심플렉스 복합체(simplicial complex) 를 구성하여 호몰로지 그룹(homology group)을 계산하였다. 계산된 호몰로지를 바탕으로 persistence diagram과 dendrogram을 생성하고, 이를 bottleneck distance를 통해 정량적으로 비교함으로써 각 종의 DNA 데이터 간 위상적 유사성과 구조적 차이를 분석하였다. 그 결과, bottleneck distance는 persistence diagram 간의 유사도를 효과적으로 측정하였으며, 이를 통해 종 간 위상적 특징의 차이를 시각화한 dendrogram을 도출할 수 있었다. 이러한 접근은 전통적인 염기서열 정렬(sequence alignment) 기반 분석이 포착하지 못하는 기하적·위상적 관계를 드러내며, 생명정보학 데이터 분석에 TDA를 적용할 수 있는 새로운 해석적 틀을 제시한다. 주제어: Topological Data Analysis, DNA sequence, Persistent Diagram
본 논문은 NP-hard 문제 중 하나인 그래프 색칠 문제를 다루는 데 있어, 양자 어닐링을 활용한 방법에 대해 진행한 연구 내용을 담고 있다. 특정 기준 그래프를 설정하고, 해당 그래프를 양자 어닐링으로 해결하기 위한 일반화된 이진이차다항식을 도출하였다. 기존의 가장 간단한 그래프 색칠 문제의 이진이차다항식을 토대로 연구를 진행하였으며, 삼차 이상의 이진이차다항식이 도출될 경우 선행 연구의 차수 축소법을 참고하였다. 기준 그래프 이외에는 이진이차다항식의 구조가 어떻게 변하는지를 토대로 그래프 문제에서 최소 색칠수를 구하는 일반화된 이진이차다항식을 찾고자 한다. 더 나아가 최소 색칠 문제를 네트워크 연결망의 현실 문제 해결에 대한 방안으로 제안한다. 주제어: 양자 어닐링, 다중 색칠, 색칠수, 이진이차다항식
본 논문은 1을 가진 가환환에서 영인자 그래프를 분류하는 것에 중점을 둔다. 꼭짓점이 4개인 영인자 그래프의 가능성을 판단한 선행연구가 있으므로, 꼭짓점이 5개인 연결 그래프를 다루었다. 먼저, 꼭짓점이 5개인 유한 연결 그래프를 모두 찾고, 이를 바탕으로 영인자 그래프가 될 가능성이 있는 그래프와 영인자 그래프가 불가능한 그래프로 나누고 증명한다. 이러한 연구는 환의 영인자를 그래프로 시각화함으로 환의 구조에 대한 이해를 넓혀준다. 결론에서는 향후 연구의 방향에 대한 아이디어를 포함한다. 꼭짓점의 개수가 늘어날수록 가능한 연결 그래프의 수는 기하급수적으로 많아지며 이를 해결하기 위해 컴퓨터 알고리즘과 특정 가환환을 빠르게 생성할 수 있는 가환환 생성함수를 정의한다. 주제어: 영인자 그래프, 영인자, 유한환, 유한 그래프
본 연구는 저출산으로 인한 학령인구 감소와 이에 따른 학교 폐교 문제를 데이터 기반으로 예측하기 위해 수행되었다. 부산광역시 행정동 단위의 인구, 생활 인프라, 교육 환경 등 다양한 지표를 수집·정제하여 통합 데이터셋을 구축하고, 시계열 분석(ARIMA, LSTM)과 다변량 로지스틱 회귀모형을 적용하였다. 분석 결과, ARIMA 모형이 LSTM보다 안정적인 예측 성능을 보였으며, 감소 인구와 의료기관 수 등이 폐교 위험에 유의한 영향을 미치는 요인으로 나타났다. 이러한 결과는 지역별 교육 인프라 유지 및 정책 수립에 활용 가능하며, 향후 학교 단위 세부 데이터 확충 시 보다 정밀한 예측 모델로 확장될 수 있다. 주제어: 머신러닝, 데이터 전처리, 저출산, 폐교 위험 예측, 데이터사이언스
본 연구는 부산 지역 교통사고 데이터를 바탕으로 푸아송 과정과 과대산포를 고려한 음이항 회귀 확률 모형을 적용하여 사고 발생 확률을 예측하고 예방 방안을 제시하는 데 목적이 있다. 문헌 검토와 데이터 수집 및 전처리, 기초 통계 분석, 모델 제작, 예측 성능 비교의 절차로 수행하였으며, 주요 변수로 교통량과 도로 형태, 기상 상태, 시간대 등을 반영하였다. 모델의 적합도를 확인한 결과, 고위험 상황을 식별할 수 있었고 예측 정확도가 향상되었다. 이를 바탕으로 효율적인 행정 인력 배치, 횡단보도 배치 조정 등 정책적 시사점을 도출하였으며, 데이터 기반 의사 결정 체계 마련의 방향을 제안한다. 연구 성과는 지역 교통안전 정책 고도화와 현장 적용 가능성, 향후 전국 확장 연구의 근거를 제공한다. 주제어: 푸아송 모델, 음이항 모델, 교통사고, TAAS, R 프로그램