Smart farm is a breakthrough technology that can maximize crop productivity and economy through efficient utilization of space regardless of external environmental factors. This study was conducted to investigate the optimal growth and physiological conditions of Chinese matrimony vine (Lycium chinense) with LED light sources in a smart farm. The light source was composed of red+blue and red+blue+white mixed light using a LED system. In the red+blue mixed light, red and blue colored LEDs were mixed at ratios of 1:1, 2:1, 5:1, and 10:1, with duty ratios varied to 100%, 99%, and 97%. The experimental results showed that the photosynthetic rate according to the types of light sources did not show statistically significant differences. Meanwhile, the photosynthetic rate according to the mixed ratio of the red and the blue light was highest with the red light and blue LED ratio of 1:1 while the water use efficiency was highest with the red and blue LED ratio of 2:1. The photosynthetic rate according to duty ratio was highest with the duty ratio of 99% under the mixed light condition of red+blue+white whereas the water use efficiency was highest with the duty ratio of 97% under the mixed light of red+blue LED. The results indicate that the light source and light quality for the optimal growth of Lycium chinense in the smart farm using the LED system are the mixed light of red+blue (1:1) and the duty ratio of 97%.

본 연구는 활착실 내의 인공광원으로 사용되는 LED 모듈의 광질 및 점멸주기가 오이접목묘의 활착 및 생장 특성에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 이를 위해서 LED 모듈의 광질을 4수준(청색광, 적색광, 청색광/적색광 혼합, 백색광)으로 설정하였다. 또한 점멸주기를 4수준(5s/5s, 7s/3s, 9s/1s, control)으로 설정하였다. 대조구의 명기와 암기는 12h 간격으로 반복되었다. 활착실 내의 광합성유효광양자속, 기온 및 습도를 각각 100μmol·m-2·s-1, 25oC, 90%로 조절하였다. 오이접목묘의 활착에 미치는 광질의 효과는 5s/5s의 점멸주기를 지닌 청색광 처리구를 제외하면 유의차가 나타나지 않았다. 더구나, 점멸주기와 무관하게 적색LED, 청색/적색 혼합 LED, 백색 LED 처리구에서의 활착율에 유의차가 없었다. 이러한 결과는 접목묘의 활착에 미치는 광질 또는 점멸주기의 영향이 없음을 의미하는 것이다. 오이접목묘의 엽장, 엽면적, 생체중에 미치는 광질과 점멸주기의 영향은 청색 또는 적색LED의 9s/1s 주기에서 유의차가 인정될 만큼 높게 나타났다. 백색LED하에서 활착된 오이접목묘의 생장에 미치는 점멸주기의 영향은 유의차가 없었다. 따라서 백색LED 모듈의 지속적인 수요 증가와 제조단가 등 을 고려할 때 활착용 조명으로 백색LED의 활용이 경제적으로 유리할 것이다.

본 연구는 담녹조강 Tetraselmis suecica와 T. tetrathele의 인산염 흡수에 미치는 발광다이오드의 파장의 영향을 조사하였다. 파장은 청색 발광다이오드(LED; 450 nm), 황색 LED(590 nm), 적색 LED(630 nm) 그리고 형광램프(control)이며, 조도는 100 μmol m-2 s-1로 주사하였 다. T. suecica와 T. tetrathele의 최대흡수속도(ρmax)는 적색 LED에서 6.35 pmol cell-1 hr-1와 9.85 pmol cell-1 hr-1로 나타났으며, 반포화농도(Ks)는 9.43 μM와 21.2 μM로 나타났다. 이는 적색 LED 아래에서 T. suecica와 T. tetrathele가 다른 파장보다 영양염에 대한 친화성이 높다는 것으로 의미한다. 따라서 경제성 및 생산성 향상을 위한 Tetraselmis 배양시스템(광배양기)의 최적 광원은 낮은 영양염 상태에서도 높은 생장속도를 보이는 적색 LED가 적합할 것으로 판단된다.

The incorporation of Shiitake culture into sawdust is a widely utilized technique that can assist in reducing the cost and time consumption associated with oak cultivation. In sawdust cultivation, browning of the surface mycelia is an important stage with respect to the utility and longevity of the sawdust media. Surface browning forms a protective coating on the substrate, which can inhibit the invasion of pathogens and suppress water evaporation. Several different light sources (red LED, white LED, blue LED, and fluorescent light) were used and the intensity of illumination was carefully controlled (1.5, 10.5, 20.5 μmol/m2s for LEDs and 10, 100, 300 lux for the fluorescent light) to induce browning. The light sources were regulated via a 1 h on/off cycle in a controlled room environment at a temperature of 20°C, 60% humidity, and 1200 ppm CO2 concentration for 60days.The browning effect varied depending on the source and the intensity of illumination. This effect was most effectively induced at 1.5 μmol/m2s for the red and blue LEDs. All light sources induced less browning at the highest intensity of illumination. This indicates that intensity values higher than 20.5 μmol/m2s in the case of the LEDs and 300 lux for the fluorescent light are not effective. After harvesting of the fruit bodies, we measured the weight, length, and width of the pileus and stipe in addition to their chromaticity and hardness. Treatment with 1.5 μmol/m2s blue LED produced the best harvest with the highest average chromaticity, weight (21.2 g), stipe length (30.8 mm), and hardness (377.9 g), with a fine length and width of the pileus.

본 연구는 LED 조명의 조도와 과제 난이도가 장기기억에 미치는 영향을 검증하기 위해 실시된 연구이다. 본 연구의 조도는 400 lx와 1,000 lx 조건으로 처치하였으며, 과제 난이도는 4단어 학습(쉬운 과제)과 7단어 학습(어려운 과제)으로 설정하였다. 그리고 학습한 과제의 기억률을 종속변인으로 사용하였다. 본 연구에 참여한 실험참가자는 총 64명이며, 각 조건 당 16명의 참가자가 할당되었다. 연구결과 상대적으로 어두운 400 lx 조건이 68.49%로 1,000 lx 조건의 56.03% 보다 기억률이 높은 것으로 나타났다. 아울러 쉬운 과제 조건이 67.97%의 기억률을 보여 56.55%의 어려운 과제에 비해 기억률이 더 좋은 것으로 나타났다. 그러나 조도와 과제 난이도의 상호작용효과는 통계적으로 유의미성이 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 상대적으로 어두운 조건에서 장기기억이 효과적일 수 있음을 재검증하였고, 아울러 장기기억은 요커스-도드슨 법칙을 따르지 않을 수 있음을 간접적으로 탐색하였다.

LED (Light Emitting Diode) 조명은 차세대 조명으로 주목 받고 있으나 조명에서 방출되는 열에 의해 조명의 수명이 상당히 단축되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 Al, Al-Zn 합금, Mg 합금 등의 열 전도성과 가벼운 재료를 heatsink로 사용되고 있다. 하지만 출력이 높고, 사용되는 조명의 수가 많을수록 heatsink의 크기가 커져야 하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 heatsink 표면의 방열 성능을 향상시키기 위해 spray coating 방식에 비해 도막 형성이 균일한 전착도장 (electrodeposiion coating) 방식의 도료를 합성하였다. 열전도도를 향상시키기 위해 전도성 구형 안료와 침상 안료를 사용하였고, 이를 비교하기 위해 heatsink의 온도 변화를 측정하였다. 그리고 도막의 표면을 Scanning Electron Microscope를 통해 관찰 하였다. 안료의 첨가에 따라 코팅막에 복잡한 구조가 만들어졌고 열을 전도할 수 있는 경로를 제공하여 방열 성능이 향상됨을 확인하였다.

다육식물인 에케베리아(Echeveria)는 최근 전세계적으로 수요가 증가하고 있지만, 번식효율이 품종이나 환경 요인의 영향을 크게 받으므로 연중 고품질 묘를 공급하는 것이 어렵다. 이 연구는 밀폐형 식물공장 내에서 LED 파장 조합이 에케베리아 엽삽번식 효율에 미치는 영향을 구명하여 주년 생산의 기초자료를 제공하고자 실시되었다. 번식이 어려운 ‘Afterglow(AG)’, ‘Berkeley Light(BL)’, ‘Mason(MS)’, ‘Subsessilis Light(SL)’, ‘Cream Tea(CT)’, ‘Ben Badis(BB)’ 등 6품종의 모주로부터 균일한 잎을 채취하여 실내온도 24±2℃, 상대습도 60±10%의 식물공장 내에서 혼합상토에 삽목하였다. 청색(B, 450nm), 녹색(G, 530nm), 적색(R, 660nm), 원적색(FR, 730nm) LED를 이용하여 R10, R8+B2, R5+B5, R7+B2+FR1, R7+B2+G1의 비율로 광질을 달리하여 처리하였고, PPFD는 200μmol·m-2·s-1, 광주기는 16/8(명/암) 시간이었다. 그 결과, 번식 효율은 품종에 따라 차이가 있었는데, ‘SL’은 상대적으로 발근과 신초 형성이 쉽게 되었으나, ‘AG’는 발근과 뿌리 생장이 잘 되지 않았다. LED 파장 또한 번식효율에 영향을 주었는데, B 비율이 높은 R5+B5, R7+B2+FR1, R7+B2+G1 하에서 신초 형성과 생장이 촉진된 반면, 발근과 뿌리 생장은 억제되었다. 반대로, R 비율이 높은 R10나 R8+B2 하에서는 부정근 형성 및 생장이 촉진된 반면, 신초 형성 및 생장이 억제되었다. 한편, FR은 잎의 크기와 무게를 증가시켰다. 따라서, 번식이 어려운 에케베리아 품종의 엽삽 시 번식 효율을 높이기 위해서는 각 파장별 효과를 활용한 적정 파장 조성에 대한 연구가 필요하다.

Ca3MgSi2O8:Eu2+(x = 0.003, 0.005, 0.007, 0.01, 0.03 mol) white phosphors for Light Emitting Diodes(LED) are synthesized with different concentrations of Eu2+ ions using a solid state reaction method. The crystal structures, surface and optical properties of the phosphors are investigated using X-Ray Diffraction(XRD), Scanning Electron Microscope(SEM) and photoluminescence(PL). The X-Ray Diffraction results reveals that the crystal structure of the Ca3MgSi2O8:Eu2+ is a monoclinic system. The particle size of Ca3MgSi2O8:Eu2+ white phosphors is about 1~5 μm, as confirmed by SEM images. The maximum emission spectra of the phosphors are observed at 0.01 mol Eu2+ concentration. The decrease in PL intensity in the Ca3MgSi2O8:Eu2+ white phosphors with Eu2+ concentration is interpreted by concentration quenching. The International Commission on Illumination(CIE) coordinate of 0.01 mol Eu doped Ca3MgSi2O8 is X = 0.2136, Y = 0.3771.

In this study, We studied design method to reduce scattering reflection by adding a three - dimensional structure to light guide plate of LED backlight widely used in small and portable devices. In order to improve the efficiency of the light-incident part, a three-dimensional structure is used in which a repetitive structure of a prism shape and a semi-cylindrical shape is repeatedly added to the light-entering face in light-guide plate. As a result of the study, it was found that uniform luminance values were obtained in the light-incident portion and the backlight when a repetitive pattern of a semi-cylindrical shape was added as compared with a case in which a prism shape was added. Particularly, when a rectangular lens with a semi-cylindrical shape is added, the average value of the total luminance is increased by about 15% from 7278 lm to 8324 lm as compared with a general light guide plate.

본 연구는 수경재배 방식으로 재배 된 배초향(Agastache rugosa)의 생장과 항산화 물질 축적에 대하여 단색 또는 복합 LEDs의 광질이 미치는 영향을 살펴보고자 수행하였다. 본엽 4매인 배초향 묘를 수경재배 시스템에 정식하였으며, 백색(W10), 적색(R10), 혼합LEDs (W2B1G1, R3B1, R2B1G1, W2B1G1: 각 LED의 PPFD 비율) 및 형광등(FL: 대조구)을 이용하여 180±5μmol·m-2·s-1의 광합성광량자속밀도(PPFD)의 조건과, 16/8h 광주기, 22±1℃/18±1℃ (주/야간) 온도, 60±10%의 상대 습도로 관리된 재배실에서 4주동안 배초향을 재배하였다. W2B1G1 광조건에서 자란 배초향의 생체중과 건물중은 모든 처리중에서 가장 큰 값을 나타내었다. R10 조건에서 재배 된 배초향은 초장이 가장 길었지만 SPAD는 모든 처리와 비교해서 가장 낮은 값을 보였다. 배초향의 건물중당 rosmarinic acid 농도는 W2B1G1 처리구에서 유의하게 높았다. 건물당 tilianin 함량은 다른 처리구들과 비교할 때, R3B1에서 유의적으로 가장 높았다. 그러나 전체 식물체에 함유 된 rosmarinic acid와 tilianin 함량은 W2B1G1 조건에서 가장 높았다. 식물공장에서 배초향을 재배하기 위해, W2B1G1으로 구성된 혼합 LED 광 조건이 배초향의 생장과 항산화 물질축적에 가장 유리한 것으로 나타났다. 본 연구는 식물 전체에 함유 된 항산화 물질의 총량이 상업적 용도로 중요하다는 것과, 광질의 최적 선택을 통해서 기능성물질의 증대가 가능하다는 것을 보여주었다.

본 연구는 대목과 접수의 결합 단계에서 나타나는 스트레스를 오이접목묘의 엽록소형광반응, 엽록소함량, 활착 및 생장 특성 측면에서 분석하고자 수행되었다. 이를 위해서 활착실 내의 광합성유효광양자속은 25, 50, 100, 150μmol·m-2·s-1의 4수준으로 설정되었고, 기온, 상대습도 및 LED 램프의 광주기는 각각 25oC, 90%, 16h·d-1이었다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 대목의 최대양자수율은 0.84-0.85로서 광량에 따른 분명한 차이가 나타나지 않았다. 한편, 접수의 최대양자수율은 접목 후 2일째에 0.81-0.82로 낮게 나타났으나, 3일째부터 광량이 높을수록 접수의 최대양자수율이 증가하였다. 활착 후 4일째에 측정된 접수의 엽록소함량은 광량이 증가할수록 높게 나타났다. 오이접목묘의 활착율은 광량이 100μmol·m-2·s-1 이하일 때 90-95% 정도로 높게 나타났으나, 150μmol·m-2·s-1의 처리구에서는 80% 정도로 저하되었다. 광주기에 따라 다르나, 오이접목묘의 활착에 적합한 한계 광량은 플러그 트레이 표면에 조사된 광량을 기준으로 100μmol·m-2·s-1 정도이다. 본 연구에서 처리된 광강도 하에서 활착된 오이접목묘의 발근에 최소 2일이 소요되었고, 이 기간에 접수의 최대양자수율은 최저치로 나타났다. 활착 단계에서 조사되는 광량에 따라 대목과 접수의 변이형광과 최대양자수율이 다르게 나타났다. 그러므로 접목묘의 활착 단계에서 나타나는 스트레스를 줄이면서 대목의 발근을 촉진하고, 접수의 최대 양자수율이 급격하게 저하되는 것을 방지하려면 광 및 습도 등의 물리적 환경이 정확하게 제어되어야 한다. 향후 접목묘의 활착 단계에서 대목의 발근, 통도조직의 결합 상태, 수분의 이동에 따른 엽록소함량 변화를 정량적으로 구명할 필요가 있다.