Microalgae are efficient fatty acid producers owing to their high photosynthetic activities. They can act as sources of biofuel, feed, and various bioactive compounds. This study aimed to determine optimal culture conditions, including culture medium, temperature, and light intensity, to enhance the biomass and fatty acid content of the indigenous freshwater microalga, Tetradesmus obliquus. Evaluation using a high-throughput photobioreactor revealed that the optimal culture temperature and light intensity were 25°C and 300 μmol m-2 s-1, respectively. Additionally, we optimized components (N, P, and Mg) of the BG-11 medium to enhance the microalgal biomass. Modified BG-11 medium increased the T. obliquus biomass by 37% compared to the standard BG-11 medium. Subsequently, the culture medium was replaced with N- and P-depleted media to determine the abiotic stress factor that could increase the cellular fatty acid content. Notably, fatty acid content was significantly increased from 8.5% up to 14.6% on day 7 of culture in N-deficient (N-P+ and N-P-) media. Sequential optimization effectively increased the biomass by 83% and fatty acid content by >76% in T. obliquus. Our optimization method can be used to enhance the biomass and fatty acid contents of various other microalgae.

최근 농촌 인구 감소와 고령화로 노동력 부족 현상이 심화 되면서 농민들이 인력을 확보하는 데 어려움을 겪고 있다. 기 존의 노지 벼 육묘는 많은 공간과 노동력을 요구하며, 어린 묘 의 품질 관리가 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 컨테이너 형 수직농장을 활용하여 벼 육묘일수를 줄이고, 광 및 양액의 처리에 따른 생육 효과를 확인하였다. ‘고시히카리’와 ‘참드 림’ 두 품종의 벼를 지하수와 희석된 양액을 사용하여 각각 160와 355μmol·m-2·s-1의 광도에서 10일간 컨테이너형 수직 농장에서 재배하였다. 벼 육묘 결과, 모든 품종에서 10일 만에 이앙 가능한 초장을 확보할 수 있었으며, 양액을 처리하지 않 는 저광도에서 경제적 운영이 가능함을 확인하였다. 뿐만 아 니라 육묘된 벼는 순화과정에 문제가 없고, 본답 정식 이후에 도 기존 노지육묘와 생산성이 유사한 것을 확인하였다. 경제 성 분석을 통해 육묘판 생산 시 컨테이너형 수직농장 2동 이상 있을 경우 기존 노지육묘보다 비용 절감이 있음을 확인하였 다. 따라서 컨테이너형 수직농장을 활용한 벼 육묘는 비용 절 감과 노동력 부족 문제 해결에 기여할 수 있는 효과적인 대안 이 될 것으로 기대된다.

Efficient and safe maritime navigation in complex and congested coastal regions requires advanced route optimization methods that surpass the limitations of traditional shortest-path algorithms. This study applies Deep Q-Network (DQN) and Proximal Policy Optimization (PPO) reinforcement learning (RL) algorithms to generate and refine optimal ship routes in East Asian waters, focusing on passages from Shanghai to Busan and Ulsan to Daesan. Operating within a grid-based representation of the marine environment and considering constraints such as restricted areas and Traffic Separation Schemes (TSS), both DQN and PPO learn policies prioritizing safety and operational efficiency. Comparative analyses with actual vessel routes demonstrate that RL-based methods yield shorter and safer paths. Among these methods, PPO outperforms DQN, providing more stable and coherent routes. Post-processing with the Douglas-Peucker (DP) algorithm further simplifies the paths for practical navigational use. The findings underscore the potential of RL in enhancing navigational safety, reducing travel distance, and advancing autonomous ship navigation technologies.

The Grifola frondosa cultivar KMCC03118 was used to isolate monokaryotic strains via spore separation, resulting in the successful crossbreeding of strains KMCC03118-11 and KMCC03118-23, which produced F1 hybrids. These F1 hybrids were then further crossed with various monokaryotic strains to generate F2 progeny. In evaluating the effects of different medium compositions on fruit body development, it was found that a substrate consisting of wheat bran and dried sawdust, with a carbon-to-nitrogen (C/N) ratio of 66-68, provided the most favorable conditions for mycelial growth. Among the strains tested, KMCC03137 and GF-18-50 demonstrated superior characteristics, including a larger fruit body diameter, thicker pileus, and greater stipe thickness, with the highest productivity observed at 143.6 ± 13.3 g and 144.7 ± 15.2 g, respectively. Furthermore, the color of the caps (L: 29.7 ± 7.1, a: 2.6 ± 0.7, b: 8.2 ± 1.8) remained consistent, indicating stable high-quality production. Based on these results, the optimal substrate composition for enhancing both the quality and productivity of the fruit bodies was determined to be 42% Quercus sp. sawdust, 42% Quercus sp. fermented sawdust, 6% wheat bran, and 10% dried tofu residue. This study provides a crucial foundation for the commercial cultivation and breeding improvement of Grifola frondosa, offering valuable insights into its genetic enhancement, and providing essential data for future research aimed at increasing the species' genetic diversity and productivity.

This study examines the effects of the TiO2 content and TiO2 position in the core or shell within tubular carbon nanofibers on the photocatalytic activity under visible light. Core–shell tubular carbon nanofiber composites whose cores are filled with TiO2 nanoparticles (PMTi(10)P) are fabricated through coaxial electrospinning and subsequent heat treatment. The PMTi(10)P composites with well-preserved TiO2 nanoparticles in the core part induce more oxygen vacancies, Ti3+ species, chemisorbed oxygen species, and anatase phases, significantly improving the photocatalytic performance. They act as photoelectron traps, allowing more photoelectrons and holes to participate in the photocatalytic reaction and extending the absorbance of TiO2 to the visible light region. The resulting PMTi(10)P photocatalyst exhibits excellent performance of 100% removal of methylene blue within 30 min and maintains nearly 100% removal of 15 ppm methylene blue over 10 regeneration cycles, indicating consistent and stable photocatalytic performance.

Multidisciplinary Design Optimization(MDO) method that considers principles in various fields affecting big scale structure and system design at the same time is used. Because most variables are connected many engineering phenomena under the classic optimized design method(all-in-one design approach), it is hard to judge the meaning of final design solution obtained, and there are cases where all variables converge before reaching the optimal design value in large-scale design problems with many variables. Collaborative Optimization (CO) method, the most advanced MDO approach, is used to efficiently solve these optimum problems, to efficiently analyze design problems involving numerous design variables and constraints and in which various engineering phenomena occur. However, the application of the MDO problem to CO introduces a number of numerical problems by destroying the numerical properties of the original optimal design problem. Therefore, this study researches one solution by listing the problems of CO after organizing various approaches of MDO.

테트로도톡신(tetrodotoxin, TTX)은 강력한 해양생물 유 래 신경독소로, 수산물 내 TTX를 검출하기 위해 기존에 주로 사용되는 mouse bioassay (MBA)와 LC-MS/MS 기법 은 낮은 검출한계와 동물 윤리 문제 등의 한계가 있어 이 를 대체할 새로운 시험법 개발이 필요합니다. Neuro-2a assay는 대표적인 세포기반 대체 시험법으로, 이 방법은 마우스 신경모세포인 Neuro-2a 세포주에 ouabain (O)과 veratridine (V)을 처리하여 과도한 Na+ 유입으로 인한 세 포 사멸을 유도한 후, Na+ 채널 억제제인 TTX가 Na+ 유 입을 차단해 세포를 보호하는 원리를 이용해 TTX를 정량 합니다. 본 연구에서는 Neuro-2a assay를 국내 실험실 환경에 적용하기 위해 TTX 처리 조건과 O/V 농도 등의 매 개변수를 최적화하였습니다. 그 결과, 최적 O/V 농도로 600/60 μM를 설정하였으며, S자형 용량-반응 곡선이 도출 되는 8가지 농도(50-0.195 ng/mL)를 확인하였습니다. 또한, 24번의 반복 실험을 통해 데이터의 신뢰도를 평가할 수 있는 6가지 data criteria를 확립하였으며, 이 중 EC50 값 은 약 3.824-1.268 ng/mL로 나타났습니다. 실험실 간 변동 성 비교 결과, COV+와 Bottom OD값을 제외한 모든 품 질 관리 기준(quality control criteria)과 데이터 기준(data criteria)의 변동계수(CVs)는 1.31-14.92%로 도출되어, 실험 의 적정성과 재현성이 확인되었습니다. 본 연구는 국내에 서 활용 가능한 TTX 검출용 Neuro-2a assay의 최적 조 건과 신뢰성을 평가할 수 있는 quality control criteria와 data criteria를 제시하였습니다. 아울러, TTX뿐만 아니라 유사체인 4,9-anhydroTTX에 대한 TEF 값을 0.2098로 산 출하여, TTX뿐 아니라 다양한 유사체의 검출이 가능함 을 확인하였습니다. 향후, 본 시험법은 국내 수산물 내 TTX 검출을 위한 MBA 대체법으로 활용될 것으로 기대 됩니다.

다중 운집 사고는 주로 도시 내 밀집된 공간에서 발생하며, 보행자의 자유로운 이동이 제한될 때 더욱 위험하다. 이러한 상황에서 군중의 물리적 압력이 더해지면 대형 참사로 이어질 수 있어 예방과 신속한 대응이 필수적이다. 사고 발생 가능성을 최소화하기 위해 서는 실시간으로 군중 밀도를 모니터링하고, 위험 상황을 사전에 경고할 수 있는 예측 시스템 구축이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 CCTV 기반 모니터링 시스템은 특정 구역에 국한되며, 설치 및 유지 비용이 높아 광범위한 모니터링에는 한계가 있다. 이에 본 연구 에서는 Cell Transmission Model(CTM)을 기반으로 한 양방향 보행 시뮬레이션 프레임워크를 개발하고, 이를 모바일 통신 데이터로 검증하였다. 연구 과정에서는 먼저 1)단방향 보행 CTM을 구축하고, 2)이를 양방향 보행 CTM으로 확장하여 경계 셀을 재설정하고 유 입량을 조정하는 방식으로 진행했다. 또한, 다중 운집 사고를 구현하기 위해 체류 개념을 추가했다. 검증 단계는 1)대상지 선정, 2)보행 네트워크 구축, 3)시뮬레이션 적용, 4)모바일 통신 데이터와의 비교 검증 순으로 이루어졌다. 대상지는 이태원 참사가 발생했던 이태원 역 부근으로, 20×20m 셀 단위로 보행 네트워크를 구축했다. 시뮬레이션 결과, 모바일 통신 데이터와의 높은 유사도를 보였다. 본 연구 에서 개발한 시뮬레이션은 대규모 행사나 혼잡한 보행 환경에서 군중 밀집을 예측하고, 사고 가능성을 조기에 경고하는 데 활용될 수 있다. 특히, 대형 이벤트나 도시 재난 관리에서 실시간 대응 시스템의 기초 자료로 사용할 수 있다.

공항은 다른 어떤 기반시설보다 복잡하고 사고시 매우 치명적이기 때문에 공항 계획/설계시 운영적인 측면을 고려한 면밀한 검토가 필요하다. 공항 건설이후 실제 항공기가 어떻게 운영되는지 시뮬레이션하고 문제점을 사전에 예측함으로써 항공기 운항 안전성을 확보할 수 있기 때문이다. 최근 도로/공항의 경우 디지털 트윈 기반의 시뮬레이션 프로그램으로 설계, 분석하는 사례가 많다. 이러한 기조에 맞춰 공항에서도 시뮬레이션 프로그램인 AviPLAN을 활용하여 에어사이드 배치 설계를 수행하고 있으며, 인천국제공항공사와 한국공항공사에서도 활용하고 있다. 본 연구에서는 기존 국내외 공항에 AviPLAN 프로그램을 활용하여 최적화 설계를 수행하였고 산출된 포장물량 절감사례를 바탕으로 에어사이드 시설 배치가 얼마나 중요한지 확인하고자 하였다.

In this study, hybrid devices were developed to simultaneously remove odor and particulate matter (PM) emitted during meat grilling, and their performance was evaluated. A ceramic filter system and surfactant microbubble plasma system were used to reduce particulate matter. For odor reduction, an electro-oxidation system, an ozone-active catalytic oxidation system, and a multi-adsorption filter system were used. By combining the above particulate matter reduction and odor reduction devices, the reduction efficiency of odor and particulate matter generated during meat grilling was analyzed. As a result, most of the six combined device conditions showed a reduction efficiency of more than 90% for particulate matter. The combined odor also showed a high reduction efficiency of less than 200 times the emission concentration standard. This study also evaluated 22 types of odorous substances, of which ammonia (NH3) and hydrogen sulfide (H2S) showed removal efficiencies of more than 99%. Therefore, it is expected that the combination of these technologies can be used and applied directly to the sites where meat grilling restaurants are located to effectively contribute to the simultaneous reduction of particulate matter and odor.

Recently, active research in Korea and worldwide has begun to focus on gene function and cultivar development using gene editing tools. This research, in addition to studies on edible mushroom, aims to enhance the physical and biochemical characteristics of mushrooms for applications in materials and substance production. For these studies, efficient isolation of protoplasts from the target mushroom is critical. However, several commercial cell wall-lysing enzyme cocktails, including Novozyme234, Glucanex, and Lysing enzymes, have recently been discontinued. In this study, we aimed to identify alternative enzyme systems to replace the discontinued cell wall-lysing enzymes for stable isolation of protoplasts from Ganoderma lucidum. To select an optimal osmotic buffer, enzyme function in 0.6 and 1.2 M Sorbitol, Sucrose, Mannitol, and KCl was assessed. The effect of reaction time was also evaluated. Protoplast isolation efficiency of each alternative enzyme was tested using lysing enzymes from Trichoderma harzianum, Chimax-N, and Yatalase, either individually or in combination. This matrix of studies identified enzymes and optimal conditions that could replace the discontinued lysing enzymes.

This study evaluates the potential of various coagulants to enhance the efficiency of total phosphorus removal facilities in a sewage treatment plant. After analyzing the existing water quality conditions of the sewage treatment plant, the coagulant of poly aluminium chloride was experimentally applied to measure its effectiveness. In this process, the use of poly aluminium chloride and polymers in various ratios was explored to identify the optimal combination of coagulants. The experimental results showed that the a coagulants combination demonstrated higher treatment efficiency compared to exclusive use of large amounts of poly aluminium chloride methods. Particularly, the appropriate combination of poly aluminium chloride and polymers played a significant role. The optimal coagulant combination derived from the experiments was applied in a micro flotation method of real sewage treatment plant to evaluate its effectiveness. This study presents a new methodology that can contribute to enhancing the efficiency of sewage treatment processes and reducing environmental pollution. This research is expected to make an important contribution to improving to phosphorus remove efficiency of similar wastewater treatment plant and reducing the ecological impact from using coagulants in the future.