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본 연구에서는 태양광 노출에 의해 촉매되는 종이의 산화과정을 억제하는 반응을 연간 다량으로 버려지는 건강보조제를 이용해 진행해보았다. sodium ascorbate의 항산화 특성을 종이 색상의 광안정화에 적용해보고 sodium ascorbate의 농도에 따른 종이의 변색 정도를 측정하여 가장 효과적으로 변색을 방지하는 농도를 찾아보았다. 또한, sodium ascorbate를 도공하는 과정에서 일반적인 종이와 인장강도, pH, 표면손상 등의 측면에서 변화가 발생하지는 않는지 실험을 통해 sodium ascorbate 도공 종이의 활용성까지 확인해보고자 했다. ppm농도가 커질수록 색상의 변화는 줄어들었고, 이는 sodium ascorbate 분자의 개수가 많아짐에 따라 항산화 작용이 더욱 많이 일어났다고 판단했다. 또한, 태양빛에 의한 투명 휴대폰 케이스의 산화과정으로부터 발생하는 TPU물질의 변색에도 본 탐구를 활용해 보고자한다.
난용성 약물을 가용화하는 방법 중 하나로 고분자를 이용한 약물 전달체가 알려져 있다. 이때 사용되는 제형으로는 마이셀과 고체 분산체가 대표적이지만, 그 둘의 특성 차이는 분명히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 마이셀과 고체 분산체의 특성을 비교하고자 폴리에틸렌 글리콜(PEG)-폴리카프로락톤(PCL)을 전달체로 하고 난용성 약물인 아세트아미노펜을 봉입한 마이셀과 고체 분산체를 제조했다. 먼저 PEG-PCL을 합성하기 위해 PEG-2000을 개시제로 하여 카프로락톤을 개환중합했다. 마이셀은 PEG-PCL과 아세트아미노펜을 메탄올/아세토나이트릴 용매에 혼합하여 감압 증류한 뒤 필터로 거르고 동결건조하여 제조했다. 분산체는 계면활성제와 PEG-PCL, 아세트아미노펜을 에탄올에 혼합하여 감압 증류한 뒤 진공건조하여 제조했다. 제조한 마이셀과 분산체의 특성은 생체 유사 환경에서 액체크로마토그래피를 이용하여 분석했다. 그 결과, 인공 위액에서는 마이셀이 분산체보다 약물을 1.76배 많이 방출했다. 인공 장액에서도 초기에는 마이셀이 분산체보다 약물을 1.64배 많이 방출했으나 그 이후로 분산체가 약물을 빠르게 방출했다. 2시간 뒤에는 분산체의 방출량이 마이셀의 방출량의 0.954배에 달했다. 이로부터 마이셀보다 분산체가 약물 전달체로서 더 우수함을 확인했다.
▪ 주제어: 고분자, 약물 전달체, 마이셀, 분산체
최근 포름알데히드로 인한 새집증후군 등의 문제가 많이 나타나고 있어, 여러 물질의 포름알데히드 제거에 대한 효과 비교 연구를 진행하여 포름알데히드 가스 방출의 감축 또는 제거를 위한 방법을 모색하고자 하였다. 포름알데히드의 제거제로 선정된 활성탄, 피톤치드, NaOCl, 키토산의 네 가지 물질이 제거제를 첨가하지 않은 경우와 증류수를 사용한 경우에 비해 정해진 시간 안에 밀가루의 연소를 통해 포집된 포름알데히드를 얼마나 효율적으로 제거하는지 알아보았으며, 활성탄과 NaOCl 용액을 이용한 실험에서 의미 있는 결과를 구할 수 있었다. 활성탄은 NaOCl 용액에 비해 안전하고 가격도 저렴하며 조경에 사용하는 등 그 사용법이 다양하므로 일상에서 사용할 수 있는 가장 효율적인 포름알데히드 제거제라고 판단된다.
▪ key word : 포름알데히드 제거, 효율성 비교, 제거 원리 탐구, 흡착, 흡수
현재 코로나 19로 전 세계가 어려움을 겪고 있는 상황이다. 전염병이 점점 확산되고 있는 가운데 사람들은 코로나 19의 종식만을 기다리고 있다. 수학은 여러 가지 변수들을 고려하여 미래의 일어날 일을 확률적으로 예측이 가능하다. 또한, 미분방정식을 활용한 SIR모형은 여러 가지 변수들을 모두 고려하여 계산하기에 적합한 방법이다. 본 논문에서는 이를 이용하여 전염병 확산 시 지속기간에 따른 감염 대상자, 감염자, 회복자의 수를 그래프와 시뮬레이션을 활용하여 나타냄으로써 전염병확산 과정을 연구하였다.
▪ 주제어: SIR, 미분방정식, 전염병
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DNA digital data storage는 데이터를 DNA에 염기서열의 형태로 인코딩, 디코딩 하는 정보저장 기술로서 저장밀도가 상당히 높아 차세대 정보 저장 매체로서의 전망이 밝다. 하지만 높은 비용과, 매우 느린 읽기 및 쓰기 시간으로 효율성이 떨어져 실생활에 상용화되기에는 아직 어려움이 많다. 또한 첨단 기술과 저장매체가 발전할수록 그에 맞춰 보안기술발전의 필요성이 제기되고 있다. 특히 생활기록부, 정부 문서, 진료기록등의 정보저장의 경우 그 용량만큼이나 강한 보안성이 요구되기에 기존의 보안방법 혹은 새로운 보안요소를 도입이 시급하다. 본 연구는 생물학적인 요소인 제한 효소를 이용하고 저장방식에 천지인 키패드 알고리즘을 이용한 방식으로 인코딩 및 디코딩 실험을 진행하여 그 보안성과 정확성을 알아보고, 기존 DNA 분수 알고리즘과 염기서열의 길이를 비교하여 효율성을 높이는 것을 목표로 한다.
▪ 주제어: DNA digital data storage, 제한 효소, 천지인 키패드 알고리즘, 효율성, 보안성
새로운 에너지원의 필요성이 더욱 높아지고 있는 상황에서 해수전지의 필요성이 커지게 되었고 이에 따라 다양한 활용방안도 필요하게 되었다. 그러한 활용방안중에서도 이번연구에서는 해수전지의 화학적 반응을 활용하여 생태계에 유해한 적조를 억제하는데에 목표를 두고 있다. 본 연구는 연구의 목적을 달성하고자 적조억제에 필요한 해수전지의 조건과 염소농도 조건에 대해 파학한뒤 해수전지를 가동하였을 때 적조를 억제할 수 있을 만큼의 충분한양의 cl 이 나옴을 시간당 농도의 증가량과 적조와의 직접적인 관계를 검증, 입증하기 위하여 시간별 cl농도 증가량과 속도를 실험적 데이터를 통해 측정하고, 해수전지의 충/방전 과정으로부터 나온 cl계 물질과 적조유발 플랑크톤과의 직접적인 관계를 배양을 통해 밝힌다. 본 연구의 결과로는 해수전지로 적조를 억제할 수 있음을 입증할 수 있다. 이는 해수전지의 또다른 활용방안으로써 미래 에너지원의 발전에 기여한다고 볼 수 있다.
본 연구의 목적은 물리적인 방법과 그 외의 방법을 통해서 기존의 도어락을 대체할 초고속 잠금 도어락을 개발하는 것이다. 이에, 다양한 방안 중 비교적 접근하기 쉬운 전자석을 사용하는 방법을 구상해냈고, 아두이노 키트를 이용하여 새롭게 구상한 초고속 도어락 잠금 장치를 구현했다. 결론적으로, 물리적 방법을 이용하여 기존의 도어락보다 작동 시간(특히 잠기는 데 걸리는 시간)을 단축시킬 수 있음을 시사했다.
주제어: 추출, 페이퍼 디스크, OD, 손소독제, 항균물질
지진의 작용으로 건물 붕괴나 균열 등의 문제 발생으로 기존보다 안전한 건축자재가 필요하며, 기존의 건축자재에서 나오는 여러 물질을 원인으로 한 새집 증후군이 유발하는 호흡기 질환을 막기 위해서 친환경적인 자재의 도입이 필요하다. 이러한 기존의 건축자재가 가지는 한계를 극복하고자 균열이 일어나서 붕괴로 이어지는 문제를 막기 위해 자기치유가 가능하며, 새집 증후군이 유발하는 호흡기 질환을 최소화하기 위해 친환경적인 건축자재의 제작을 목표로 하여 연구를 진행하였다. 본 연구는 버려지는 배지를 재활용하고, 접근성이 낮아 경제적 가치가 있는 버섯의 균사체를 이용한 건축용 벽돌을 제작하였다. 건축 자재로 사용 가능한 여부를 판단하기 위해 기존의 건축 자재에서 시행되고 있는 성능을 테스트할 예정이다. 또한, 한계를 극복하기 위해 도입한 성능들을 판단하기 위해 임의의 균열이 회복되는 정도를 확인하며, 시중에 판매되는 같은 조건의 건축용 벽돌을 이용하여 여러 성능을 비교하는 테스트를 할 예정이다.
▪ 주제어: 버섯, 균사체, 자기 치유, 벽돌
본 연구에서는 내연기관을 이용한 교통수단으로부터 이산화탄소가 배출되는 점에 착안하여 대기 중 이산화탄소 농도와 교통량의 관계를 실험적으로 파악하고자 하였다. 이러한 관계는 추후 이산화탄소 절감 대책과 대기오염 방지에 활용될 수 있을 것으로 예상한다. 아두이노를 이용하여 NDIR 이산화탄소 센서를 통해 주기적으로 원하는 시간마다 이산화탄소 측정할 수 있는 장치를 제작 후 대전교통정보센터에서 운영하는 교통량 측정 데이터 수집 장치의 설치 장소 중 적합한 위치 6곳 선정하여 일주일간 이산화탄소 농도를 측정하였다. 추출한 데이터를 회귀분석 하여 상관관계를 분석한 결과 그 상관관계가 나타나지 않았다. 센서의 성능을 점검한 결과, 센서의 작동 민감도가 굉장히 높아 약간의 외부 요인 개입에도 측정값에 큰 편차가 나타날 수 있음을 확인하였으며 결과적으로 교통량과 이산화탄소 농도는 어느 정도 연관성이 있지만, 외부 요인이 더 크게 작용한다는 결론을 얻을 수 있었다.
▪ 주제어: 교통량, 대기 중 이산화탄소 농도, 상관관계
현대의 수질오염은 심각한 수준에 이르며 대부분의 국가에서는 오염된 물을 식수 등 생활에 필요한 물로 사용하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 정수장치가 필요하였으며 한편, 앞서 수목의 목질부를 이용하면 정수가 가능하다는 연구결과가 있었다. 이를 바탕으로 상하수도 시설이 불충분한 제3 세계에서도 사용가능한 키트를 제작하는 것이 본 연구의 목적이다. 먼저 납, 아연, 구리 이온과 미세플라스틱, 식용색소가 용해된 상태의 인공폐수 용액을 제작하였다. 제작한 용액을 흔하게 찾을 수 있는 나무 종인 은행나무의 심재 줄기를 토막 내 이를 키트의 필터와 심재를 갈아 접착제를 사용하여 필터에 각각 정수 실험을 진행하였다. 이렇게 제작한 여과 용액은 ICP-OES, spectrophotometer, 입도 분석기를 사용하여 분석하였다. 실험 결과를 통하여 목질부를 이용한 키트가 좋은 정수 기능을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 통하여 제3 세계의 수질오염 문제에도 도움을 줄 수 있을 것이다.
▪ 주제어: 정수장치, 수목 목질부, 오염물질, 인공폐수, 필터