본 연구는 생성형 인공지능인 챗봇을 활용해서 핵심광물을 탐구하는 과정에서 나타나는 챗봇과 학생의 반응, 그 들 사이에서 일어나는 상호작용을 인식론적 측면에서 분석했다. 그 결과를 바탕으로 인공지능을 활용한 교수·학습 과정 에서 유의해야 할 문제들을 교사의 역할, 교육의 목표, 지식의 속성 측면에서 논의했다. 이 연구를 위해 고등학생 19명 을 대상으로 챗봇을 활용한 3차시 과학 교육 프로그램을 진행했고, 학생들이 작성한 보고서를 분석했다. 그 결과, 학생 의 질문은 형식적 측면에서 검색형 질문과 탈검색형 질문이 나타났고 내용적 측면에서는 대상에 대한 특성을 묻는 다 양한 질문 외에도 여러 자료를 종합해서 판단할 것을 요구하는 질문도 나타났다. 대체로 학생들은 지향해야할 것과 지 양해야 할 것을 구분한 질문 전략을 갖추고 있었다. 챗봇의 답변은 일정한 형태-서문, 본문, 결문 등의 3부분으로 이루 어져 있었고, 특히 결문에는 내용에 대한 의견을 곁들인 논평이나 의견 등이 포함되어 있어서 여기에는 가치 판단과 함께 과학의 본성이 나타났다. 챗봇과 학생의 상호작용은 학생이 챗봇의 답변에 대한 질문을 조직하는 과정에서 잘 드 러났다. 답변 근거 여부에 따라 독립형, 파생형 질문으로, 포괄성 수준의 변화에 따라 상위형, 하위형, 병렬형 질문이 나타나기도 했다. 학생들은 챗봇의 답변에 비판적 사고기술이 포함된 질문으로 반응하기도 했다. 이러한 결과를 바탕으 로 챗봇과 학생 사이에는 교사와 상호작용하는 일반적 수업과 달리 ‘제한된 상호작용’이라는 태생적 한계가 있음을 발 견하고 이를 보완할 교사의 역할을 논의했고, 아울러 AI를 활용한 학습의 목표 및 이들이 제공하는 지식의 속성을 함 께 논의했다.

2023년 3월, EU는 안전하고 다양하며 저렴하고 지속 가능한 주요 원 자재 공급에 접근하는 포괄적인 조치인 핵심 원자재법(CRMA:Critical Raw Materials Act)을 채택하였다. CRMA의 핵심은 총 4가지로 구분 할 수 있다. EU전체 연간 소비량 대비 최소 10%이상을 역내에서 채굴 하고 핵심원자재 역내 가공량을 최대 40%이상으로 하며 핵심원자재 역 내 재활용 비율을 최소 15%까지 끌어올리기로 목표한 것이다. 또한 모 든 가공 단계에서 특정 국가에 대한 수입량을 EU연간 소비량의 65%를 제한 하였다. CRMA의 출현에 따라 중동부유럽 내에서 선전하고 있는 우리 자동차 기업과 배터리 생산기업에도 변화가 있을 것이며 핵심원자 재 법에 따른 대응방안을 강구해야 할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서 는 중동부유럽 2차전지 기업 현황을 살펴보고 EU 핵심원자재법 출현에 따른 대응방안을 제시해 보고자 한다.

이 연구는 한국과 호주 간 양자 협력 의제 중 자원 안보와 밀접한 관 련이 있는 탄소중립 기술 개발, 핵심 광물 공급망 그리고 농업 협력을 중심으로 살펴본다. 탄소중립 기술과 핵심 광물 공급망 같은 경우 2021 년 양국의 포괄적 동반자 관계 수립 이후 급격하게 협력이 시작되었고 정부와 주요 기업들이 적극적으로 참여하였다. 이에 반해 농업 협력은 2014년 양국의 자유 무역 협정 이후 협력위원회가 단 한 차례밖에 열리 지 않았다. 농업 협력은 향후 식량안보와 밀접한 관련이 있기에 협력이 순조롭게 진행될 수 있도록 노력을 기울일 필요가 있다. 향후 자원확보 와 공급망 구축이 그 무엇보다 중요한 시기에 양국의 상황을 면밀하게 관찰하고 부족한 부분의 협력을 적극적으로 모색하는 노력이 매우 중요 하다.

이 연구는 광물과 암석을 주제로 진행된 야외지질학습에 참여한 초등학생들의 학습 효과를 생소한 경험 공간 (Novelty space) 개념을 중심으로 탐색하는 것을 목적으로 한다. 방과 후 자율 동아리 활동 형식으로 서울의 한 공립 초등학교에서 진행된 본 프로그램에 6학년 학생 총 10명이 참여하였다. 학생들은 교실 학습 환경에서 광물과 암석 표 본을, 야외 학습 환경에서 노두에 노출되었거나 정원석 등으로 쓰이고 있는 광물과 암석을 각각 관찰하였다. 저자들은 각 차시별 연구 참여자들이 작성한 활동지(글, 그림), 연구자 참여 노트, 연구 참여자의 활동이 담긴 영상 및 음성 자료 와 사후 인터뷰 자료를 수집하였다. 인지적 영역에서 학생들의 학습 효과를 분석하기 위해 Remmen and Frøyland (2020)의 암석 분류를 위한 관찰 분석틀과 Oh (2020)의 암석 기술어 분석틀을 활용하였다. 또한 심리 및 지리적 영역 의 학습 효과를 탐색하기 위해 학생들의 그림과 담화 및 면담 자료를 귀납적으로 분석하였다. 연구 결과 학생들은 교 실 학습 환경에서 ‘일상적’, ‘과도기적’ 관찰 양상을 보였으며 야외 학습 환경에서(학교 운동장, 지역사회)는 ‘과도기적’ 및 ‘과학적’ 관찰 단계까지 발전하는 모습을 나타냈다. 덧붙여 과학적 관찰 단계로 갈수록 더 많은 종류의 암석 기술어 가 사용되는 것 또한 확인되었다. 심리, 지리적 측면에서 학생들은 익숙한 야외 학습 환경으로의 답사 장소 선정, 야외 지질학습에 대한 긍정적인 인식, 심미적 감상 등을 표현하였다. 끝으로 이 연구는 학생들의 학습 효과 분석을 위한 도 구로써 생소한 경험 공간 개념이 유용한 도구가 될 수 있음을 강조하며 아울러 가상야외지질학습과 같은 새로운 학습 환경을 고려하는 학술적인 접근이 필요함을 제안하는 바이다.

세계적인 에너지 수요의 증가는 통제할 수 없는 환경 오염을 야기하고 있다. 화석 연료에 대한 수요와 그로 인한 탄소 배출이 지구 온난화와 기후 변화로 이어진 것이다. 핵에너지는 청정 에너지를 생산하는 대체 자원이지만 핵연료 채굴은 유해한 화학물질과 관련이 있다. 반면에 막 분리 과정을 통해 바닷물에서 중요 광물을 채굴하는 것은 효율적이며 친환경적이 다. 분리와 흡착을 통해 해수로부터 주요 광물을 채굴하는 것은 또 다른 효율적인 과정이다. 희토류 원소에서 악티늄족을 회 수하는 것은 매우 어렵고 고비용의 과정이다. 압력 기반 막 분리 과정은 친환경적일 뿐만 아니라 경제적으로 실현가능한 과 정이기도 하다. 본 리뷰에서 다루는 막 공정에는 폴리에테르 설폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미독신 및 하이브리드 막 이 있다. 또한 흡착 공정의 경우, 주로 아미독심 종류의 흡착제가 논의될 것이다.

PURPOSES : In this study, experimental findings regarding the frost resistance of concrete incorporated with mineral admixtures such as fly ash (FA) and ground granulated blast-furnace slag (SG) are presented. METHODS : To evaluate the performance of the abovementioned concretes under repeated freezing and thawing environments, based on the ASTM C 666 standard, the relative dynamic modulus of elasticity and mass ratio measurements are performed regularly. Furthermore, based on the ASTM C 672 standard, the concretes are exposed to 4% CaCl2 and NaCl salt solutions along with repeated 50 cycles of freezing and thawing. Subsequently, the scaling resistance is evaluated based on the scaled-off mass content and visual examination. RESULTS : SG is less effective in enhancing the scaling resistance of concrete compared with FA. However, the concrete incorporated with SG is more resistant to repeated freeze-thaw actions compared with OPC concrete. Meanwhile, compared with OPC concrete, the concrete incorporated with FA indicates a similar performance in terms of scaling resistance and better resistance against repeated freeze-thaw actions. CONCLUSIONS : The frost resistance of concrete depends significantly on the types of mineral admixtures used in concrete. This emphasizes the importance of selecting the appropriate binder to achieve durable concrete pavements in cold climate regions.

본 연구는 미네랄 첨가제가 한우사 바닥에 미치는 영향을 조사하였다. 실험은 경남 진주시 소재 한우 번식우 농장에서 실시하였다. 우방당 미네랄 첨가제를 5 ㎏ 첨가하였으며, 시험구로는 무첨가구(CON); bentonite 시험구(BN); illite 시험구(IL); 및 fly-ash 시험구(FA)로 두었다. 각각의 시험구로 4개의 우방을 이용하였으며, 우방당 5마리 한우 암소를 공시하였다. 미네랄 첨가제를 처리한 후 각 우방당 5곳에서 0, 7, 14, 21 및 28일에 우분을 채취하였다. 샘플은 건물, 발효특성, 미생물 성상 및 가스 발생량 분석에 이용되었다. 전 기간 동안 건물과 acetate 함량은 미네랄 첨가제에 의한 영향은 나타나지 않았다. 무첨가구에서 7, 14 및 28일에 유기물 함량은 가장 높았고(p<0.05), 조회분 함량은 가장 낮았다 (p<0.05). IL 시험구에서는 14, 21 및 28일에 총 질소 함량이 가장 높았고(p<0.05), IL, BN 및 FA 시험구에서는 각각 14, 21 및 28일에 무첨가구보다 대장균이 낮았다(p<0.05). FA 시험구에서는 28일에 살모넬라 수가 가장 높았다(p<0.05). IL 시험구에서는 28일에 암모니아 발생량이 가장 높았고 (p<0.05), 황화수소는 전기간 동안 검출되지 않았다. 28일간 결과값을 평균하였을 때, 무첨가구에서 유기물 함량이 가장 높았고(p<0.05), 조회분 함량이 가장 낮았다(p<0.05). IL 시험구에서 총 질소 함량이 가장 높았고(p<0.05), BN 시험구는 ㏗가 가장 높았다(p<0.05). 대장균 수는 IL 시험구에서 가장 낮았고(p<0.05), 살모넬라 수는 무첨가구 보다 IL과 FA 시험구에서 더 낮았다(p<0.05). 따라서, 본 연구에서 광물질 첨가제는 분 중 가스 발생량에는 영향을 미치지 않았으나, 병원성 미생물인 대장균은 illite와 fly-ash 처리 시에 억제되는 효과가 있었다.

전기차, 에너지저장시스템의 수요급증으로 에너지 저장장치에 대한 관심이 세계적으로 증가해왔다. 에너지 저장장치의 핵심원료인 리튬과 바나듐 등과 같은 에너지저장광물 자원을 안정적으로 공급하기 위하여 새로운 기술적 대안이 필요하다. 이미 리튬과 바나듐을 직접 확보할 수 있는 기술에 대한 여러 국가들의 연구개발 활동이 이루어지고 있다. 이에 따라 효과적인 연구개발 전략을 수립하기 위해서 특허 및 논문 분석을 통해 각국의 기술동향을 분석하고 향후 기술발전방향을 설정하는 것이 중요하다. 본 연구는 1970년부터 2019년 10월까지 출원 공개 또는 출원 등록된 한국, 미국, 유럽, 일본의 특허자료와 2000년 1월부터 2019년 10월까지의 논문을 대상 검색된 자료를 통해 신기술 개발 동향 및 국내외 연구개발 현황을 분석하였다. 분석결과, 현재 에너지저장광물과 관련된 기술의 성장단계는 태동기 단계에 있는 것으로 분석되었다. 따라서 기술시장 선도와 기술 경쟁력 강화를 위해 새로운 기술의 개발과 개발된 기술에 대한 실증을 병행하여 빠르게 기술을 고도화 하는 전략이 필요하다고 사료된다.

국내에는 독자적으로 연구가 수행되어 개인적으로 보관 중인 지질 연구 자료가 다량 존재하는데, 이 자료에 대한 접근성이 떨어지기 때문에 다른 연구자들과의 공유가 용이하지 않다. 이런 자료에 대한 메타데이터를 체계적으로 구축하고 총괄적으로 관리하여 이 자료를 필요로 하는 연구자들이 효과적으로 연구를 수행할 수 있는 기회를 제공하는 것이 이 연구의 목적이다. 국내에서 연구된 약 1000여개의 지질 시료(900여개의 암석과 화석 시료, 100여개의 박편 시 료)를 수집하였고, 각 시료의 고화질 사진, 분류, 시료명, 보유기관, 산지, 좌표, 특징 등에 대한 메타데이터를 구축하였다. 암석과 화석 시료 100개에 대해 추가적으로 3D 모델링을 수행하였다. 이 연구를 통해 유실되거나 방치되는 중요한 지질 자료에 대한 연구자들의 접근성이 높아지고 자료의 공유가 가능해진다. 따라서 연구자들은 반복적인 연구 자료 수 집 작업으로 인한 시간과 비용의 낭비를 줄일 수 있고, 효율적인 연구를 수행하여 경쟁력을 갖춘 연구 결과를 획득할 수 있다. 또한 이미 확보된 시료에 대한 무분별한 반복 채집으로 인해 중요한, 그리고 피해에 취약한 자료가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 향후 전국의 대학과 연구기관에서 보관중인 다양한 암석과 박편 시료에 대한 메타데이터를 추가로 구축하면 자료의 식별 및 진전된 연구가 가능하고, 더불어 전문적인 광물학 및 암석학의 기초 지식에 대한 비교와 분석을 기대할 수 있다.

스트론튬(90Sr)과 니켈(59Ni)은 처분안전성평가에서 중요하게 다루는 핵종들이다. 지하에서 방사성핵종의 이동을 저지하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있는데, 처분시스템에서 용기와 부식반응으로 생기는 광물들 중에 핵종들과 반응성이 뛰어난 광물들이 존재하는 것이 알려졌다. 이들 중에서 철-황화합광물인 맥키나와이트(FeS)를 선정하여 스트론튬, 니켈과 수착 실험을 하였다. 심부지하에서 환원 알카리 환경을 고려하여, pH 8 ~ 12까지 조건에서 pH에 따른 수착영향을 살펴보았다. 실험결과, 스트론튬은 낮은 알카리영역에서 수착능이 저조하였지만, 니켈은 전 실험영역에서 높은 수착능을 보였다. 또, 두 핵종 모두 알카리 조건에서 pH가 증가할수록 수착량(Kd)이 증가하였는데, 이는 pH가 증가하면서 풍부해진 OH‐이온이 광 물표면에 수소나 양이온과 결합해 탈착하면서 광물표면에 전기음성도가 증가해 양이온인 스트론튬과 니켈을 전기적 인력으로 끌어당기기 때문으로 여겨진다.

APR 1400 액체방사성폐기물관리계통 효율성 증가와 계통의 성능 개선을 위한 방안으로 핵종 이온 광물화 처리기술을 적용 하는 것을 고려하였다. 핵종 이온 광물화 처리기술은 현재까지 발전소에 실제적으로 적용되진 않았지만 원자력발전소의 액 체방사성폐기물에 존재하는 다양한 핵종 이온을 최소 95% 이상 선택적으로 제거 가능 하다는 것을 실험적으로 증명한 바 있다. 본 논문은 핵종 이온 광물화 처리기술의 제염율을 반영하여 기존 설계에 적용 가능성을 확인하였으며, 기존 설계를 개선할 수 있는 방안을 마련하였다. 핵종 이온 광물화 처리기술의 제염 특성과 기존의 액체방사성폐기물관리계통 설계 및 운전 경험을 고려하여 최적의 적용 위치를 결정하였다. 원자력발전 운영에 따라 발생하는 액체방사성물질이 수집되는 수집탱크에 핵종 이온 광물화 처리기술을 적용하는 것이 기존 설계의 영향이 가장 적을 것이며, 개선 효과도 가장 큰 것으로 해석되었다. 핵종 이온 광물화 처리기술이 현재의 APR 1400 발전소 또는 신규 원전에 적용될 경우 액체방사성폐기물관리계통의 운전 효율성 증가와 계통의 성능 개선이 기대된다.

With increasing demand for resources worldwide, Korea has been negotiating with resource-holding countries to achieve conservation of energy resources. Among them, Russia is the third largest resource-producing and exporting nation in the world and has several resource materials such as nickel, platinum group metals, gold, and other reserves. As a result, there is growing interest in cooperation between Korea and Russia. The aim of this article is to summarize the current status of market flow of Russian energy resources as well as Russia’s economic cooperation with Korea. Notably, South Korea needs to focus on investing in overseas mines for a stable supply of rare metals. Nevertheless, securing rare metals is a major task by understanding the flow and policy direction of Russian material mines.

이 연구는 경상북도 봉화지역에서 매장된 천연 광물을 이용하여 화장료용의 분체로써 활용 가치를 부여한 코팅 방법에 관한 것이다. 이 광물의 이름은 부석이라고 칭하며, 미립자 파우더를 개발하여 이 파우더의 성능을 평가하고 화장품의 효능적 가치가 있는가에 대하여 연구한 결과를 보고한다. 이 파우더의 표면에 오일을 코팅하기 위하여 미립자 표면에 알루미늄하이드록사이드를 1차 코팅한 후에 여기에 알킬실란으로 코팅하였다. 또한, 식물성 오일로 코팅하여 파우더의 응집을 막고, 오일상에서의 분산성을 높일 수 있도록 하였다. 첫째; 부석파우더의 입자는 10~50μm의 입자를 가지고 있었으며, 입자의 표면에 다공성의 구멍이 있었다. 둘째; 이 파우더의 구성성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, K2O2, Na2O, TiO2, TiO2, MnO, Cr2O3, V2O5 등을 함유하였다. 셋째: 이 파우더의 입자는 판상형 구조를 가지며, 다공성으로 적갈색을 가지고 있음을 SEM과 TEM 분석을 통하여 알 수 있었다. 넷째; 이 부석 파우더의 원적외선 방사율은 0.924㎛이었으며, 방사에너지는 3.72 x 10²W/m²·㎛ 이었다. 또한 음이온 방출량은 128 ION/cc를 방출하는 것으로써, 코팅을 하더라도 변하지 않고 그대로 그 성능이 유지되는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 화장품의 응용분야로써 비비크림, 쿠션파운데이션, 파우더펙트 등의 색조화장품, 선블록크림, 워시오프 마사지팩 등의 기초 화장료에 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

이 연구에서는 D광산 주변 A지역을 대상으로 주요 오염물질인 비소, 납에 대하여 토양 내 존재형태 를 확인하고 광물상을 파악하여 오염 토양의 정화방법을 제시하고자 하였다. D광산 주변 A지역 토양의 비소의 농도는 70.73mg/kg, 납의 농도는 612.80mg/kg로 토양오염공정시험기준의 우려기준을 초과하 였다. 비소는 대부분 잔류 형태로 약 50% 존재하였고, 약 40%가 철-알루미늄 산화물 결정화 형태로 존재하였다. 납은 철-망간 산화물과 결합된 형태로 약 50% 존재하였고, 잔류 형태로는 약 20% 존재하 는 것으로 나타났다. XRD 결과, 비소가 포함되어 있는 라벤듈란(NaCaCu5(AsO4)4Cl·5H2O)과 납과 비 소가 포함되어 있는 기터마나이트(Pb3As2S6) 등이 확인되었다. 연구지역의 비소 및 중금속 오염원은 광 물찌꺼기가 토양에 직접적으로 유입되어 산화광물의 입자상으로 존재하는 비율이 높은 것으로 판단되 며, 특히 미립자에 오염물질이 분포하는 것으로 나타나 이를 선별하여 농축된 오염물질을 1차적으로 제 거하여 정화대상의 양을 저감하는 방안도 필요하다고 판단된다.