본 연구는 메꽃과 6종의 식물에 대해 신속하고 비파괴적으로 분류하기 위해 근적외선 (Vis-NIR) 스펙트럼을 이용하였고 데이터의 전처리와 머신러닝 기술을 적용하였다. 전국적으로 분포하는 메꽃과 6종에 대해 야외에서 휴대용 분광기를 이용하여 판별하였다. 식물의 잎의 표면에서 400~1,075 nm의 근적외선 스펙트럼 (1.5 nm)을 수집하였 다. 수집된 스펙트럼 데이터는 3가지의 전처리와 raw데이터를 이용하였고 4종류의 머신러닝 모델을 적용하여 높은 판별 정확도를 확인하였다. 전처리와 머신러닝 모델의 조합을 통해 분석된 판별의 정확도는 43~99%의 범위로 분석되었고, standard normal variate 전처리와 support vector machine 머신러닝 모델의 조합에서 판별 정확도가 98.6% 로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서 수집된 스펙트럼은 식물의 성장단계, 다양한 측정 지역 및 잎에서의 측정 위치 등과 같은 요인과 더불어 데이터 분석을 위한 조건으로 최 적의 전처리와 머신러닝 기술을 적용한다면 메꽃과 식물의 야외에서의 정확한 분류가 가능하고 이들 식물의 효과적인 관리와 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.

We measured the degree of macrodispersion of the various single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) using UV-VIS-NIR absorption spectroscopy. CNTs were dispersed with SDS of 2 wt % in deionized water using the homogenizer and then were further centrifugated at 6000 g for 10 min. The degree of macrodispersion, expressed by Dm(λ)=Aa(λ)/Ab(λ)*100 (%), where λ is the wavelength and Aa(λ) and Ab(λ) are the absorbance of the sample after and before centrifugation, respectively. In the case of MWCNTs, we evaluated the degree of macrodispersion by the average degree of macrodispersion (Dm(λ)) between 1000 and 1200 nm. The degree of macrodispersion of SWCNTs was evaluated at the wavelength in which van Hove singularity-related transition regions were excluded, i.e., the range was chosen between E11S and E22S peaks. We have estimated six samples with the same method. The standard deviation of each sample was lower than 5. Therefore, we presented a reliable evaluation method for the macrodispersion of CNTs for standardization.

We propose an evaluation method of the relative content of single-walled carbon nanotubes (SWCNT) in SWCNT soot synthesized by arc discharge using UV-VIS-NIR absorption spectroscopy. In this method, we consider the absorbance of semiconducting and metallic SWCNTs together to calculate the relative content of SWCNTs with respect to a highly purified reference. Our method provides the more reliable and realistic evaluation of SWCNT content with respect to the whole carbonaceous content than the previously reported method.