지속적인 화석연료의 과도한 소비는 지구온난화와 기후환경 위기를 초래하고 있다. 이에 따라 화석연료의 대체 에너지 중 수소에너지가 주목받고 있는데, 수소에너지는 공해물질의 배출이 없고 자원적인 제약이 없다는 장점이 있다. 이에 따라 물의 전기분해를 이용하여 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 수소에너지를 연료로 사용하여 전기를 생산하는 연료전 지 시스템과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 음이온 전도성 이오노머 소재를 대상으로 과량의 수화 상태를 반영하여 3D 이오노머 모델을 제작하였다. 최종적으로 과량의 수화상 태에서 이오노머의 구조적인 안정성과 성능 분석을 통해, 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재인 음이온 전도성 이오노머 설계에 있어서 성능향상 인자를 제시하고자 하였다.

화석연료의 사용에 따른 지구 온난화 및 기상 이변으로 인하여 온실가스 저감 문제가 대두되고 있으며, 그에 따 라 에너지 소모 없이 셀프 쿨링이 가능한 소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 실크는 천연 쿨링 소재로 알려져 있으나, 기존의 혼합 공정에서는 실크를 화학적으로 분말화 시키기 때문에 복사 냉각 효과가 사라지는 문제점이 있어, 복사냉각을 위한 필름 또는 코팅제 형태로 제조하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 실크 피브로인의 고유구조를 훼손 하지 않는 물리적 분쇄 공정을 거친 실크 분말을 사용하여 다양한 형태의 막을 제조하고, 코팅제로서의 적용가능성을 살펴보 고자 연구를 수행하였다. 이를 위해 실크 피브로인 분말이 도입된 전기방사 복합막 및 평막 형태의 복합막을 제조하였으며, 용액의 점도가 막 제조 및 제조된 막의 물성에 큰 영향을 미치는 것을 관찰하였다.

최근 들어 컴퓨터 및 소프트웨어 기술의 발달로 전산모사 관련 연구가 급격하게 늘어나고 있는데, 특히 원자의 개수 및 모델 크기의 문제로 기존에는 많은 제약을 받던 고분자 관련 다양한 전산모사 결과들이 발표되고 있다. 본 연구에서 는 고분자 소재를 필름형태의 분리막으로 활용하기 위한 중요한 특성 중 하나인 기계적 특성을 분자동역학 전산모사를 이용 하여 분석하고자 하는 연구를 진행하였다. 이를 위하여 이미 관련 물성이 널리 보고되어 있는 상용 고분자 소재인 polyethylene (PE)과 polystyrene (PS)을 대상으로 선정하여 주쇄길이 차이를 통한 각 고분자들의 인장특성을 비교하였고, 최종적 으로 분자동역학 전산모사의 기계적 특성 분석이 적합한지 확인하고자 하였다. 밀도, radius of gyration, scattering 분석을 통 해 본 연구에서 제작된 모델이 실제 실험에서 얻어진 기계적 특성 경향과 잘 일치함을 알 수 있었고, 따라서 분자동역학 전 산모사를 이용한 기계적 특성 분석이 다양한 고분자 소재들의 분자 구조에 따른 기계적 특성을 예측할 수 있게 해주며, 실제 실험에서는 적용하기 어려운 다양한 변수들을 반영한 기계적 특성 해석도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다.

본 연구에서는 수전해용 ionomer의 분자동역학 전산모사 모델 제작을 위하여, 과량의 물 분자가 존재하는 수전해 시스템의 특성을 반영한 ionomer 모델을 제작한 후, 기존 연료전지용 전해질막 전산모사 조건에 맞춰 제작한 ionomer 모델과 비교하였다. 최종적으로 얻어진 모델은 과불소계 ionomer의 중요 특징 중 하나인 명확한 상분리 및 수화채널이 관찰되었으며, 과량의 물 및 높은 운전 온도 조건에서도 물에 녹지 않고 안정된 구조를 나타내었다. 제조된 ionomer 모델에서는 과량의 물 분자로 인한 이온 희석 효과로 이온 전달 성능 감소가 나타났으며, 반대로 수소 기체의 투과는 더 증가할 것으로 분석되었다. 따라서 이러한 수전해 시스템의 특성을 반영한 수전해용 ionomer 분자 구조 설계 전략이 필요하고, 분자동역학 전산모사 연 구 시에도 이를 감안한 수전해용 ionomer 모델 제작이 필요하다.

본 연구에서는 고분자 전해질막을 구성하고 있는 고분자 주쇄의 반복단위 개수를 변경해 가며 수화채널 모폴로지 와 이온전도도의 변화를 비교하였고, 최종적으로 분자동역학 전산모사 수행 시에 적정한 고분자 모델을 선정하기 위한 기준 을 제시하고자 하였다. 고분자 주쇄의 길이가 가장 짧은 모델에서 주쇄 및 술폰산기의 움직임이 커지는 것을 관찰할 수 있었 지만, 수화채널 모폴로지는 특별한 상관관계를 발견할 수 없었다. 또한, 수화채널 모폴로지에 가장 큰 영향을 받는 수소이온 전달 능력의 특성 상, 수소이온 전도도에서도 고분자 주쇄의 길이와 큰 상관관계를 보이지는 않았다. 이러한 결과는 특히 바 인더용 이오노머 제조에 대한 중요한 정보를 제공한다. 일반적으로 바인더용 이오노머의 경우 고분자 전해질막 소재를 저분 자량으로 합성하여 사용하게 되는데, 이때 주쇄/술폰산기의 움직임이 향상되므로 촉매층을 잘 둘러싸는 역할을 할 수 있는 반면에, 수소이온 전달 능력 자체에 있어서는 특별한 변화가 없을 것을 예상할 수 있다. 결론적으로, 바인더용 이오노머 제조 시에는 수소이온 전달 성능보다는 물성에 좀 더 초점을 맞추어 분자량 및 구조 설계가 필요할 것이다.

범죄는 유형마다 원인이 다르기에 범죄유형별 교정프로그램도 달라야 하며 재사회화 준비, 그리고 그에 대한 최종 평가 기준도 달라야 한다. 그러나 안타깝게도 현재의 가석방 심사기준을 살펴보면 가석방이 그 범죄 원인이나 재범위험성을 합리적으로 평가하지 못하는 것이 아니라, 여전히 형기단축의 차원에서 호혜적으로 진행되는 절차로 보인다. 범죄유형이나 원인에 대한 평가가 부재한 채 가석방 결정이 이루어지기 때문이다. 본 연구는 가석방 결정에 범죄유형이 고려되는지 검증하기 위하여 총 477건의 보호 관찰 대상자들의 정보를 수집하였다. 수집자료는 보호관찰 사안조사서이고, 그 안에서 개인적 요인, 법적 요인, 범죄유형, 교도소 생활요인 등을 선별하여 독립변수로 사용 하였다. 종속변수는 잔형기간과 잔형비율을 활용하였다. 분석방법은 위계적 회귀분석 방식을 활용하였다. 결과에 따르면 잔형비율을 중심으로 분석하였을 때, 심리와 건상 상태가 안 좋은 수형자들이 상대적으로 빠른 비율로 가석방되었고, 잔형기간을 중심으로 살펴보았을 때에는 법원에서 선고한 형량이 높은 수형자가 빨리 가석방 되었다. 두 종속변수에서 중복적으로 유의미한 변수는 벌횟수였고, 벌횟수가 적을수록 빨리 가석방되었다. 결과에 대한 더욱 심층있는 논의와 정책적 함의는 본문을 통해 논의하 도록 한다.

가상현실 콘텐츠는 ICT 기술의 발전과 5G의 고용량 전송, 빠른 속도의 네트워크 서비스가 상용화로 2019년 빠른 성장을 하고 있다. 하지만 가상현실 콘텐츠의 사용성 평가에 대한 기준과 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 가상현실 콘텐츠를 사용하는 사용자의 반응과 상태를 측정 할 수 있는 객관성이 있는 데이터에 관한 연구를 진행한다. 연구의 방법으로는 가상현실 게임 콘텐츠 사용자의 실시간 인체정보 수집 프로세스를 설계하고의 변화를 비교·분석하였다. 이를 위해 인체정보 측정에 아이트래킹을 통한 시선 정보와 심박수 데이터를 수집하고 분석하여 시각화 솔루션을 설계하고 프로토타입을 구현하였다. 가상현실 게임 콘텐츠 사용자 인체정보 데이터를 기반으로 한 사용성 평가에 대한 가이드를 제안한다. 향후연구로는 다양한 인체정보 측정 및 프로토타입의 고도화에 있다.

최근 가상현실 기술이 대중들에게 인기와 관심을 가지기 시작하면서 다양한 콘텐츠가 등장하고 있다. 특히 가상현실 디바이스를 활용한 가상현실 게임이 사용자와 시장에서 많은 관심을 받고 있으며 가상 현실 게임이 많이 개발되고 있는 추세이다. 가상현실 게임의 특징은 가상현실 디바이스를 통해 현존감 을 느끼며 몰입감을 극대화 시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점을 활용하여 가상현실의 공간형 디스플레이 환경에서 디바이스의 인터페이스를 통해 여러 상호작용 아이템과의 상호작용을 할 수 있어 현존감 있는 경험이 가능하다. 이러한 특징을 극대화하여 사용자에게 보다 높은 몰입감과 흥미를 발생 할 수 있는 방안을 연구 하고자 한다. 설계 방안을 제시하기에 앞서 대중화된 가상현실 게임내의 상호작용 아이템과 인터페이스 설계방식을 분석하여 몰입감을 증대 시킬 수 있는 방안을 찾는 것이 본 연구에 목적이다. 연구에서 게임의 인터페이스와 상호작용 아이템간의 관계를 정리하였고 이를 기반으로 가상현실 게임 사례를 들어 가상현실 게임 내의 아이템 인터페이스의 설계 방식을 비교 분석하는 연구를 진행하였다. 연구를 통해 보다 몰입감이 높은 가상현실 게임의 인터페이스 설계 방안의 기반이 되는 선행연구가 될 것으로 기대한다.

고분자는 많은 수의 원자로 구성 되어 있기 때문에, 분자동역학 연구 시 다양한 변수를 고려 해야 하는 어려운 연구 대상이다. 구성 원자 개수가 너무 많은 경우 계산 시간이 오래 걸리는 문제점이 있으며, 반대로 원자의 개수를 너무 줄일 경우에는 실제 모사 대상을 정확하게 반영하지 못할 수가 있다. 특히, 기체 분리와 같은 분야에서는 기체 분자가 고분자 내에서 투과하는 것을 반영한 계산이 필요하기 때문에 오랜 시간동안 계산을 하게 되며, 이로 인하여 모델의 크기를 정하는데 있어서 앞서 언급한 모든 요소를 적절히 고려하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 분자동역학 전산모사에 있어서 고분자를 구성하는 원자의 개수와 그에 따른 영향을 연구하기 위하여, 고분자 주쇄 길이를 조절하면서 고분자 모델의 특성을 분석하였다.

고분자 분리막의 분자동역학 연구에서는 구성 원자 개수가 많고 투과 거동 계산시 긴 시간을 필요로 하기 때문에 적절한 고분자 주쇄의 길이를 선택하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 고분자 주쇄 길이와 투과 거동 간의 상관 관계가 실제 분자동역학에서 어떻게 나타나는지 조사를 하고자 하였다. 널리 알려진 상용 고분자 Kapton® 폴리이미드 구조 를 이용하여 분자동역학을 수행하였고 기체 투과 거동을 분석하였다. 고분자 주쇄의 움직임은 그 길이와 큰 연관성이 없었으 며, 일반적인 인식과 달리 짧은 주쇄 길이를 갖고 있다고 해서 더 활발하게 움직이는 것은 아니라는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고분자 주쇄의 말단기는 상대적으로 움직이기 쉬울 것이라는 예상과 달리, 말단에 위치하지 않은 경우라도 말단기에 위치한 원자보다 더 높은 움직임을 보이는 경우도 많았다. 최종적으로 기체 분자의 투과 성능에서도 고분자 주쇄의 길이 및 말 단기에 따른 영향은 관찰되지 않았다. 이는 기체 투과 전산모사에서 많이 언급되는 말단기 효과를 실제 전산모사에 적용할 경우, 각각의 모델 특성에 따라 제한적으로 적용을 하고 이에 대한 검증 과정을 반드시 수행하여야 한다는 것을 의미한다.

고분자 전해질막은 수화상태에서 이온전달채널을 형성하여 연료전지 시스템내에서 수소이온을 전달하는 핵심적인 역할을 한다. 저가습 상태에서는 효과적인 이온전달이 잘 이루어지지 않는 것으로 보고되며, 친수성 및 소수성 영역의 명확한 상분리가 일어나는 불소계 고분자 전해질 막에 비하여, 탄화수소계 고분자 전해질 막에서는 이러한 상분리 현상이 상대적으로 약하게 일어나고, 그 결과로 낮은 수소이온 전도도를 갖는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 낮은 수소이온 전도도를 분자 구조 측면에서 규명하기 위하여, 분자전산모사를 통해 가습 상태 변화에 따른 함수율 조건을 이용하여 고분자 전해질막 모델을 만들고, 이를 서로 비교하여 이온전달 채널의 형성에 어떤 요소들에 영향을 미치는지 규명 하고자 한다.

This study was surveyed the effects by pollinating activity of Apis mellifera and Bombus terrestris released in the paprika vinyl-houses. The foraging activity and behaviour of A. mellifera and B. terrestris visited on the paprika flowers were nearly alike. The pick times of pollinating activity by A. mellifera and B. terrestris were showed the hightest at 11:00 and 15:00, and 09:00 to 11:00, respectively. The rate of fruit set by A. mellifera and B. terrestris released for pollinating paprika were same level with 94%, and these rate were higher than the fruit setting rate which was 92% by fan operated. The qualities of paprika produced by pollinators released were higher than those by fan operated. And weight per fruit, number of seeds per fruit and economical profit per 2,310 ㎡ were over 10% higher than those by fan operated. Therefore the economical effects by the pollinating activities of A. mellifera and B. terrestris released in the paprika vinyl-houses were obviously demonstrated.