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미세플라스틱(이하 MP)이 생체 조직에 축적되어 신경 독성을 유발한다는 보고가 있으나 비침습적 정량 모델은 부족하다. 본 연구에서는 플라나리아(Dugesia japonica)를 모델 생물로 활용하여 MP 에 의한 신경독성을 행동 반응과 학습 관련 유전자 발현도 변화로 평가했다. 청색광(조건 자극, 이하 CS) 및 진동 자극(무조건 자극, 이하 US)으로 조건화를 유도하고 OpenCV 기반 이미지 분석을 통해 플라나리아의 수축 반응률을 정량화하였다. MP 공급군은 대조군에 비해 조건화된 수축 반응이 감소하였으며, 이는 행동 수준에서의 학습 능력 저하를 나타낸다. 또한 qRT-PCR 분석 결과 Grin1, Class III β-tubulin, Synapsin-1와 같은 학습 및 신경 기능 관련 유전자의 발현이 유의하게 감소하였으며, 이는 시냅스 기능 저하를 시사한다. 따라서 본 연구는 플라나리아를 기반으로 비침습적이고 저비용으로 이용 가능한 신경독성 평가 모델의 가능성을 제시하며, 환경 독성 평가 플랫폼으로의 확장 가능성을 보여준다. 주제어: 미세플라스틱, 플라나리아, 고전적 조건화, 수축 반응률 분석
본 연구는 자기장으로 제어되는 이온 수송 시스템을 구현하기 위해 Fe3O4@SiO2 기반의 나노입자를 합성하고, 표면을 Crown ether로 기능화하는 방법을 제시하였다. Fe3O4 나노입자는 강한 자성을 지니며 교류 자기장 하에서 발열 및 진동을 유도할 수 있어, 외부 자극 반응형 소재로 활용 가능하다. 이를 SiO2로 코팅하여 구조적 안정성을 확보하고, silane coupling을 통해 Crown ether를 고정화함으로써 이온 선택성을 부여하였다. Crown ether는 특정 양이온, 특히 리튬 이온에 대해 높은 친화성을 가지며, 자기장 자극에 의해 흡착된 이온을 방출할 수 있을 것으로 예상된다. 연구 결과 본 나노입자는 이온 포획 및 방출을 반복적으로 수행할 수 있는 자극 반응형 시스템으로 기능할 것으로 기대되며, 약물 전달, 화학 반응 제어, 스마트 소재, 전자소자, 미세유체 시스템 등 다양한 분야에 응용 가능성이 확인되었다. 주제어: 크라운 에터, 나노소재, 자기장 제어, 리튬 이온
본 연구는 지구 온난화의 주요 원인인 CO₂를 고부가가치 화합물로 전환하기 위해 에폭사이드와 CO₂의 고리화 첨가 반응에서 유기산 촉매의 효율을 탐구하였다. 아스코르브산, 타르타르산, 시트르산을 각각 촉매로 사용하여 상온과 가열 조건에서 반응을 진행하고, FT-IR, TLC, NMR, UV-Vis 분석을 통해 결과를 검증하였다. 그 결과 시트르산 촉매의 가열 조건에서만 생성물 특이 피크가 뚜렷하게 확인되어 가장 높은 활성을 보였으며, 아스코르브산은 열 변성으로 인해 촉매 활성이 크게 감소하였다. 타르타르산은 반응성이 낮아 유의미한 생성물이 나타나지 않았다. 이를 통해 유기산 촉매 단독의 한계를 확인하는 동시에, 시트르산의 가능성을 제시하여 친환경적 CO₂ 고정 기술의 기초 자료를 마련하였다. 주제어: CO₂ 고리화 첨가 반응, 유기산 촉매, 이산화탄소 절감, 지속가능한 고리형 탄산염 생산 공정
본 연구는 니코틴의 환경적-생리적 위해성을 고려하여, 고가 장비 없이도 실시간 감지가 가능한 바이오센서를 개발하고자 한다. 특정 염기서열의 oligo DNA와 OLED 발광 소재 Alq₃를 복합화하여, 니코틴 존재 시 발광 특성 변화가 유도되는 시스템을 설계하였다. nicotine의 구조 유사체인 imidacloprid의 aptamer 서열과 nicotine 사이의 상호작용을 분석하고, 이를 Alq₃와 결합하였으며, 니코틴과 oligo DNA의 Cy5 사이의 FRET에 의한 발광 특성 변화를 분석했다. 본 연구는 PL 분석을 통해 니코틴 농도에 따른 발광 강도 변화를 분석하였으며, 환경 모니터링 및 체내 니코틴 분석에 활용 가능한 감지 기술을 제안한다. 주제어: Alq3, DNA, nicotine, aptamer, PL spectrum
본 연구는 형광 특성과 광촉매 활성을 동시에 갖는 SiO₂-QD@TiO₂(core@shell) 복합체(SQT)를 합성하고, 이를 통해 광촉매 반응을 실시간으로 모니터링할 수 있는 가능성을 탐색하였다. Stöber 방법으로 구형 SiO₂ 나노입자를 합성한 뒤, 표면을 개질하여 CdSe 퀀텀닷을 정전기적으로 도핑하고, TiO₂ 쉘을 코팅하여 SQT 복합체를 제작하였다. 합성된 시료는 FT-IR 및 형광 분광법을 통해 표면 개질과 광특성을 확인하였으며, 메틸렌 블루 분해를 통해 광촉매 성능을 평가하였다. 분석 결과, 반응이 진행됨에 따라 형광 강도가 점차 감소하는 형광 감쇠 현상이 관찰되었고, 이는 전하 전달 및 광화학적 열화 등 복합적 기전과 관련됨을 시사하였다. 주제어: core@shell 구조, SiO₂ , CdSe 퀀텀닷, TiO₂ , 형광 감쇠
본 연구에서는 폼산을 전구체로 한 탄소 양자점(FA-CQD)을 합성하고 이를 활용해 글루타치온 (GSH) 검출용 형광 센서를 제작하였다. 합성된 FA-CQD는 자외선 조사 시 안정적인 청록색 형광을 나타냈으며, Fe³⁺ 이온 첨가 시 형광이 소광되었다. 이후 GSH를 주입하면 농도에 따라 형광이 점차 회복되었고, 0.1M 농도에서 초기 강도와 유사한 수준까지 복원되었다. GSH 농도와 형광 회복량은 선형 관계를 보여 정량 분석이 가능함을 확인하였다. 이 결과는 FA-CQD 기반 센서가 저비용·저독성·고민감도의 실용적 진단 도구로 활용될 잠재력을 보여준다. 주제어: CQD(탄소 양자점), GSH(글루타치온), 체내 산화도, 형광 센서
본 연구에서는 과황산 암모늄의 첨가 비율이 우루시올 접착제의 경화 속도에 미치는 영향을 비교하여 최적의 반응 조건을 탐색하였다. 과산화수소 대비 과황산 암모늄의 질량비를 10%, 15%, 20%로 조정해 실험한 결과, 12.5% 조건에서 가장 빠른 경화 속도를 보였다. 초기 30% 과산화수소 사용시 반응열 폭주로 폭발이 발생하였으나, 이를 통해 안전한 합성 방법을 확립하였다. 경화 후에는 액상 우루시올과 달리 알레르기 반응이 나타나지 않았고, VOC 측정 결과에서도 아모스 목공풀보다 폼알데하이드와 총휘발성유기화합물 방출이 낮게 확인되었다. 이러한 결과를 통해 폴리우루시올 접착제가 안전하고 친환경적인 고분자 접착제로 활용될 가능성을 확인하였다. 주제어: 우루시올, 과황산 암모늄, 경화 속도 VOC, 친환경 접착제
본 연구는 정향나무로부터 유제놀을 친환경적으로 추출하고, 이를 티올-엔 클릭 반응을 통해 폴리올로 전환하여 친환경 폴리우레탄 단열재로의 활용 가능성을 탐구하였다. 티올-엔 반응은 고효율·저오염 합성법으로, 잔류 부산물이 적고 반응 조건이 온화하여 지속 가능성이 높다. 합성된 폴리올은 이소시아네이트와 반응시켜 발포성 폴리우레탄 폼을 제조하였으며, 열전도율, 열안정성, 기계적 강도 등의 특성을 분석하여 기존 석유계 단열재와 비교하였다. 이를 통해 천연물 기반 친환경 단열재 개발의 가능성을 제시하였다. 주제어: thiol-ene 반응, 폴리올, 폴리우레탄, 단열재, 석유 고갈
본 연구는 나일 레드 염료의 극성 의존적 형광 특성을 활용하여 생활 폐수 내 계면활성제 농도를 정량 분석할 수 있는 종이 기반 형광 센서를 개발하는 것을 목표로 하였다. 나일 레드의 형광 세기가 계면활성제 농도에 따라 로그 함수적 관계를 나타냄을 확인하였다. 이를 바탕으로 제작한 종이 센서는 세제 농도의 증가에 민감하게 반응하여 형광 세기와 농도 사이의 정량적 상관관계를 보였고, 스마트폰 촬영 및 ImageJ 분석을 통해 고가의 장비 없이도 계면활성제 함량을 추정할 수 있음을 입증하였다. 나아가, 보다 통제된 환경과 휴대성 확보를 위해 형광 촬영을 위한 키트를 제작하고, 형광량과 농도의 분석을 자동화하는 스마트폰 어플리케이션을 제작하여 저비용·휴대형 수질 모니터링 시스템의 가능성을 제시하였다. 주제어: 5개 이내 작성 나일 레드, 종이 기반 센서, 형광, 극성 정량화, 수질 모니터링
본 연구는 광집게의 복원력을 이용해 미세입자의 진동 특성을 정량적으로 분석하고자 하였다. 광집게는 강하게 집속된 레이저 빔을 통해 입자를 비접촉으로 포획하는 기술로 외부 진동이 인가되면 입자에 공명 현상이 발생한다. 이를 통해 트랩 복원계수와 감쇠계수를 측정하여 광집게의 역학적 특성을 규명하는 것이 목적이다. 연구에선 적혈구를 이용해 광집게 트랩 형성을 실험적으로 검증하였고 적혈구가 복원력에 의해 중심으로 끌려 들어가 정지하는 현상을 관찰하였다. 추후에 실리카비드를 사용해 외부 주파수를 변화시키며 진동 응답을 분석할 예정이다. 실험 결과, 광집게 시스템은 안정적인 트랩을 형성하였고 트랩 안정성은 레이저 출력과 초점 정렬 상태에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구는 광집게의 기본 작동 원리를 실험적으로 검증하였으며 향후 복원력–감쇠 특성의 상관관계를 규명하기 위한 정량 실험의 기반을 마련하였다. 주제어: 5개 이내 작성 광집게, 복원력, 강제진동
기존 오실로스코프는 고가이며 부피가 커 휴대성이 떨어지고, 외부 저장이나 데이터 전송 과정이 복잡하다는 한계가 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 라즈베리 파이와 아두이노를 활용한 저가형 오실로스코프를 제작하고, 딥러닝 기반 노이즈 제거 기능을 적용하여 FFT 방식과의 성능을 비교하고자 하였다. 신호 데이터 수집 및 시각화 기능을 구현하였으며, 노이즈 제거 모델을 학습시켜 FFT 대비 신호 품질 향상 가능성을 검토하였다. 본 연구는 교육 현장이나 야외 실험 등에서 활용 가능한 경제적이고 실용적인 측정 장비의 가능성을 제시하였으며, 향후 다양한 신호 환경에서의 추가 검증을 통해 모델의 신뢰성을 높일 계획이다. 주제어: 라즈베리 파이, 아두이노, 오실로스코프, 딥러닝, 노이즈 제거
본 연구는 항공기 실속 방지를 위한 제트 분사 기반 능동 유동 제어 기법의 효과를 실험적으로 검증하였다. NACA 22112 에어포일을 대상으로 Autodesk CFD 시뮬레이션과 풍동 실험을 수행하여 임계 받음각에서 실속이 발생함을 확인하였다. 실속 조건에서 다양한 압력의 압축 공기를 에어포일 표면에 분사한 결과, 모든 조건에서 양력이 유의미하게 증가하였으며, 분사압력이 높을수록 더 큰 양력 향상을 보였다. 기계적 추진력 검증 실험을 통해 양력 증가가 제트 분사의 물리적 힘이 아닌 유동 박리 억제 효과임을 확인하였다. 또한, 제트의 온도를 500K 부근으로 설정할 시 가장 높은 개선 효과를 기대할 수 있음을 확인하였다. 연구 결과는 제트 분사 기법이 실속 회복에 실질적으로 기여할 수 있음을 입증하여 향후 항공기 비행 안전성 향상에 기여할 것으로 기대된다. 주제어: 제트 분사, 항공기, 실속, 유동 박리, 능동 유동 제어