• 제목/요약/키워드: 스마트 소재

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머신러닝을 이용한 기후변화에 따른 천궁 생리 활성 성분 예측 모델 연구 (A Study on the Prediction Model for Bioactive Components of Cnidium officinale Makino according to Climate Change using Machine Learning)

  • 이현조;구현정;이경철;주원균;채철주
    • 스마트미디어저널
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    • 제12권10호
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    • pp.93-101
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    • 2023
  • 최근 기온 상승, 가뭄, 홍수 등 기후변화가 세계적인 문제로 대두되고 있으며, 농업분야에서는 작물의 특성과 생산성에 많은 영향을 미칠 것으로 예측하고 있다. 천궁은 전통적으로 사용되는 한약재뿐만 아니라 건강기능식품, 천연물의약품, 생활소재 등 다양한 산업적 원료로 활용되고 있으나, 연작장해, 기후변화 등 위협 요인으로 인한 생산성이 감소되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 기후변화에 취약한 대표 약용 작물인 천궁의 기후변화 시나리오에 따른 생리 활성 성분 지표를 예측할 수 있는 모델을 제안한다. 먼저 기상 정보와 생리 반응, 생리 활성 성분 정보의 수집 데이터 불균형 문제를 해결하기 위해 CTGAN 알고리즘을 이용하여 데이터를 증강하였다. 증강 데이터 품질 측정을 위해 Column Shape, Column Pair Trends를 이용하였으며 평균 88% Overall Quality를 달성하였다. 증강 데이터를 이용하여 지상부와 지하부로 나누어 페놀과 플라보노이드 함량을 예측하기 위해 5가지 모델 RF, SVR, XGBoost, AdaBoost, LightBGM을 이용하여 평가하였다. 모델 성능 평가 결과 XGBoost 모델이 천궁 생리 활성 성분 예측에 가장 우수한 성능을 보였으며, SVR 모델 대비 약 2배 정도의 향상된 정확도를 확인할 수 있었다.

성조숙증 여아와 정상발달 여아의 심리사회적 행동특성 비교 (The Comparison of Psycho-Social Behavior Characteristics between Girls with Precocious Puberty and Normal Girls)

  • 문우진;권호장;황만기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.357-369
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    • 2018
  • 본 연구는 성조숙증 여아와 정상 발달 여아의 심리사회적 행동특성에 대한 조사를 실시하여 성조숙증과의 관련성을 파악하고 비교분석하여 성조숙증 예방 및 기초 자료를 제공하고자 함이다. 연구대상 조사기간은 2016년 6월 1일부터 2017년 2월 25일까지였으며, 연구의 대상자는 서울시 소재 어린이전문 H한의원과 S한의원에 성조숙증으로 내원한 환자군 여아 104명과 대조군 A그룹 104명, 지방 군단위 소재 초등학교 여아의 대조군 B그룹 104명으로, 성별과 연령을 짝지은 총 312명과의 비교를 통해 성조숙증 여아와 정상 발달 여아의 심리사회적 행동특성을 파악하고자 집단 간 특성을 t-test, ${\chi}^2test$, ANOVA분석을 통해 비교하고, 성조숙증의 영향요인은 이항로지스틱(Multinomial logistic)회귀분석으로 분석하였다. 연구결과 성조숙증에 미치는 주요 영향요인은 첫째, 행동특성의 식습관에서 고기류 섭취횟수(p<.05)와 외식빈도(p<.05)인 것으로 나타났다. 둘째, 행동특성의 일상생활에서 TV시청(p<.001)과 스마트폰 사용시간(p<.01), 수강학원 수(p<.05)인 것으로 나타났다. 셋째, 심리적 특성에서 정서상 및 신체상의 지수가 대조군에 비해 낮게 나타남으로써 병리를 더 지닌 것으로 도출되었다. 넷째, 사회적 특성에서 가족 및 친구관계의 지수가 대조군에 비해 낮게 나타남으로써 병리를 더 지닌 것으로 도출되었다. 따라서 증가하는 여아의 성조숙증에 대해 부모와 학교 나아가 사회적 관심이 중요하며 성조숙증에 대한 발생원인과 발생빈도를 밝히는 광범위한 연구수행이 필요하다.

성조숙증 여아와 정상 발달 여아의 신체상 부모특성 및 행동특성 비교 (The Comparison of Physical Parent Characteristics and Behavior Characteristic between Girls of Precocious Puberty and Girls of Normal Development)

  • 문우진;황만기;심정연;김희태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.653-662
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    • 2017
  • 본 연구 목적은 우리나라 성조숙증 여아들의 신체상 부모특성 및 행동특성이 성조숙증에 미치는 관련성을 파악하여 성조숙증 예방 및 관리를 위한 기초 자료를 제공하는 것이다. 연구대상 조사기간은 2016년 6월 1일부터 2017년 2월 25일까지였으며, 연구의 대상자는 서울시 소재 어린이전문 H한의원과 S한의원에 성조숙증으로 내원한 환자군 여아 104명과 대조군 A그룹 104명, 지방 군단위 소재 초등학교 여아의 대조군 B그룹 104명으로, 성별과 연령을 짝지은 총 312명과의 비교를 통해 성조숙증 여아와 정상 발달 여아의 신체상 부모특성 및 행동특성을 파악하고자 집단 간 특성을 t-test, $X^2test$, ANOVA 분석을 통해 비교하고, 성조숙증의 영향요인은 이항로지스틱(Multinomial logistic)회귀분석으로 분석하였다. 연구결과 성조숙증에 미치는 주요 영향요인은 첫째, 신체 및 부모특성에서 본인 신장과 어머니 초경연령이 도출되었다. 둘째, 행동특성의 식습관에서 고기류 섭취횟수와 외식빈도가 도출되었다. 셋째, 행동특성의 일상생활에서 TV시청과 스마트폰 사용시간, 수강학원 수가 도출되었다. 따라서 증가하는 여아의 성조숙증에 대해 부모와 학교 나아가 사회적 관심이 중요하며 성조숙증에 대한 발생원인과 발생빈도를 밝히는 광범위한 연구수행이 필요하다.

분리막을 이용한 공기 중 이산화탄소 제거 기술 (Membrane-based Direct Air Capture Technologies)

  • 유승연;박호범
    • 멤브레인
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    • 제30권3호
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    • pp.173-180
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    • 2020
  • 전 세계 화석 연료 사용이 지속적으로 증가함에 따라 공기 중 이산화탄소(CO2) 농도가 수 세기에 걸쳐 증가하고 있다. 대기로의 CO2 배출을 줄이기 위한 방법으로, 주요 배출원인 발전소와 공장에 적용할 수 있는 이산화탄소 포집 및 저장(carbon capture and sequestration, CCS) 기술이 개발되고 있다. 기후 변화 완화 정책에 따라 negative emission 기술로 언급되는 공기 중 CO2 직접 포집 기술(direct air capture, DAC)은 CO2 농도가 0.04%로 매우 낮기 때문에 기존의 CCS 기술에 적용된 기술과 달리 흡착제를 이용한 저농도 CO2 포집 연구에 집중되어 있다. DAC 분야는 주로 CO2의 흡착을 이용한 습식 흡착제, 건식 흡착제, 아민 기능화된 소재, 이온교환 수지 등이 연구되었다. 흡착제 기반 기술은 흡착제 재생에 따른 고온 열처리 공정이 필요하기 때문에 추가적인 에너지 소모가 없는 분리막 기반의 공기 중 CO2 포집 기술의 잠재력이 크다. 분리막은 특히 실내 공기 CO2 저감 환기 시스템 및 실내용 스마트팜(smart farm) 시스템의 연속적인 CO2 공급에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. CO2 처리 기술은 기후 변화를 완화하기 위한 수단으로 개발이 지속되어야 하며 효율적인 공정 설계와 소재 성능 향상을 통해 공기 중 CO2 포집의 효율을 높일 수 있을 것이다.

QR 코드를 이용한 패션제품의 정보제공에 대한 20대 소비자의 인식과 선호조사 연구 (A Study on Consumer's Perception and Preference for Providing Information of Fashion Products by Using QR Code)

  • 윤지원;유신정
    • 감성과학
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    • 제22권2호
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    • pp.59-69
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    • 2019
  • 본 연구는 패션제품에 QR코드를 부착하여 소재와 세탁 등의 전문적 정보의 제공뿐 아니라 기업과 소비자, 소비자와 소비자를 연결하는 기능을 부여할 수 있도록 하기 위한 기초연구로 QR코드 적용 시 요구되는 정보에 대한 소비자의 인식과 선호를 조사하였다. 타 연령대보다 스마트폰 보급률이 높고 1인 가구의 비율이 높아 비대면 정보교환의 필요성이 높을 것으로 생각되는 20대를 대상으로 설문하였다. 현행 라벨을 통한 의류제품의 정보제공 방법에 대해서 개선의 필요성이 확인되었으며 특히 불충분한 정보제공, 전문적인 용어 사용, 세탁 기호의 불확실함이 불만족의 요인이었다. 따라서 다양한 방식으로 많은 정보를 전달할 수 있는 QR코드는 패션제품의 관리 정보제공의 효율적인 대안이 될 수 있을 것이다. 또한 응답자들은 아웃도어, 패딩, 정장 등의 고관여 의류 상품과 신체에 닿는 언더웨어류에 대해서 자세한 세탁방법, 사용 및 보관 시 유의사항, 소재의 기능성에 대한 정보를 얻고 싶어 했으며 캐주얼웨어, 코트에 대해서는 제품을 활용한 SNS 데일리룩, 제품과 어울리는 다른 상품, 비슷한 아이템의 추천 등 스타일링이나 의복 구매 정보를 제공받고 싶어했다. 따라서 QR코드를 이와 같은 다양한 정보 제공을 위한 웹사이트 또는 SNS의 연결수단으로 사용한다면 소비자들의 정보추구 욕구의 충족과 함께 현명한 제품 사용을 도울 수 있을 것이며 초 연결시대 패션제품의 새로운 역할을 부여하는 대안이 될 수 있을 것이다.

치과 진료실에서 3D 프린트의 활용 (Application of 3D printer in dental clinic)

  • 김현동
    • 대한심미치과학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.82-96
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    • 2018
  • 3D 프린팅은 삼차원 이미지 정보를 이용하여 레이어로 분할한 후 선택한 소재를 적층하여 가공하는 방법을 말한다. 소재를 적층하는 방법에 따라 다양한 종류의 3D 프린팅이 존재하는데 최근 치과분야에서는 SLA방식과 DLP방식으로 광원을 이용한 경화를 통해 적층 가공하는 3D 프린팅이 널리 보급되어 사용되고 있다. 전악 범위의 3D프린팅 치과용 모델은 전통적인 인상 채득으로 제작된 스톤모델보다는 다소 정확성이 부족한 것으로 보고되었으나, 같은 STL파일을 이용하여 4분악 범위를 3D 프린팅한 모델은 밀링 방법으로 가공한 모델보다 정확하였다. 디자인 소프트웨어의 활용도에 따라 보철치료의 진단, 임시 보철물의 제작, 의치의 제작이 가능하였다. 교정에서는 투명 교정 모델과 브라켓 간접 부착을 위한 트레이 제작이 가능하였다. 임플란트 수술에 있어서 CT를 기반으로 한 정확한 위치에 임플란트를 식립하는 가이드 제작에 활용하고 있다. 출력 방식의 발전으로 인하여 3D 프린터의 출력시간이 계속적으로 단축되고 있으며, 이로 인해 치과 진료실 내에서 3D 프린터가 기존의 전통적인 가공 방법을 대체할 수 있을 것으로 기대한다.

HaCaT cell에서 황련 추출물(Coptis chinensis)의 피부보습과 항염증 효과 (Skin Moisturizing Properties and Anti-Inflammatory effects of extracts from Coptis chinensis in HaCaT cells)

  • 김은희;문영란;장영아
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.870-882
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    • 2021
  • 황련은 한의학에서 진정, 소염, 항균 및 해열 등의 여러 질병의 치료에 이용되어져 왔다. 본 연구에서는 UVB와 TNF-α/IFN-γ로 유도된 HaCaT 세포에서 피부장벽과 염증관련 인자에 대한 황련 열수 추출물(CCW)의 효과를 조사하고, 보습 및 항염증 소재로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 각 질형성세포인 HaCaT 세포에서 CCW의 보습 및 항염 효과를 확인하기 위해 MTT assay를 통한 시료의 독성 평가를 실시하였다. 이를 바탕으로, HA(Hyaluronic acid) 생성량과 filaggrin의 protein 및 mRNA 발현을 측정하였다. TNF-α/IFN-γ로 자극된 HaCaT 세포에서 CCW는 농도 의존적으로 HA의 생성량을 증가 시켰고, filaggrin의 protein 및 mRNA 발현 측정 결과 CCW의 농도 증가에 따라 발현율도 증가하였다. UVB로 유도된 HaCaT 세포에서 CCW는 ROS의 생성을 감소 시켰고, 양성대조군(positive control)인 EGCG( (-)-epigallocatechin-3-gallate)와 유의한 결과를 보여 주었다. 또한, CCW는 염증성 사이토카인 TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8의 발현을 억제 시켰고, TNF-α/IFN-γ로 자극된 HaCaT 세포에서 피부 염증에 따른 주요 인자인 COX-2의 protein 및 mRNA 발현이 농도 의존적으로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는, 황련 열수 추출물의 보습 및 항염증 효과를 가지는 화장품 소재로서의 가치를 제안할 수 있다.

압전 에너지 수확기의 성능 향상을 위한 복합재료 기반 소재 및 공정 기술 검토 (Composite-Based Material and Process Technology Review for Improving Performance of Piezoelectric Energy Harvester)

  • 김건수;장지운;김성륜
    • Composites Research
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    • 제34권6호
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    • pp.357-372
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    • 2021
  • 에너지 수확장치는 석유자원의 고갈로 인한 자원난을 해결할 수 있는 대안으로 유망하다고 알려져 있다. 기계적 움직임을 전기 에너지로 전환할 수 있는 압전 소자들의 한계(환경오염 및 낮은 기계적 특성)를 극복하기 위하여, 고분자 기지재 기반 복합재료 압전 에너지 수확장치에 대한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 사용된 재료 및 공정에 기초하여, 보고된 압전 복합재료의 출력 성능 및 관련된 응용 분야를 검토하였다. 압전 필러는 티탄산 지르콘산 연 및 티탄산바륨 기반의 세라믹 필러뿐만 아니라, 친환경, 생체적합성 및 유연성 측면에서 유리한 산화아연을 검토하였다. 기지재는 폴리비닐리덴플로오라이드 및 공중합체로 구성된 압전 고분자 및 에폭시 및 폴리디메틸실록산 기반의 유연한 고분자로 분류하여 복합재료의 압전 시너지 및 높은 외력 적용에 의한 압전 출력 향상을 논의하였다. 또한, 금속 혹은 탄소 소재 기반 2차 필러의 적용에 의한 복합재료의 전도성 혹은 기계적 특성의 향상이 압전 수확장치의 출력 성능에 미치는 영향을 복합재료의 구조 측면에서 검토하였다. 향상된 성능으로 소형 전자기기, 스마트 센서, 의학 분야 등에 응용 가능한 복합재료 기반 압전 수확장치는 미래의 일상에서 접할 수 있는 무선 전자 장치의 전원으로써 잠재적인 통찰을 제공할 수 있다.

머위(Petasites japonicus)의 피부장벽과 항염증 효과 (Skin barrier and anti-inflammatory effect of petasites japonicus)

  • 김채현;문외숙;장영아
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.258-267
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    • 2023
  • 본 연구에서는 머위에탄올추출물 (PJE)의 기능성 소재로서의 활용 가능성을 알아보기 위해 UVB로 유도된 Human keratinocyte (HaCaT cell)를 통해 피부장벽과 염증 개선에 대한 활성을 알아보고자 하였다. DPPH 라디칼 소거능 측정, ABTS+ 라디칼 소거능 측정, Hydrogen peroxide 소거능 측정을 통해 항산화 효과를 확인한 결과, 1 mg/ml 농도에서 대조군인 ascorbic acid과 비슷한 항산화 효과를 가지고 있음을 확인하였다. UVB로 유도된 HaCaT 세포의 filaggrin과 aquaporin-3의 생성능의 mRNA의 발현을 확인해본 결과, UVB 자극에 의해 줄어든 발현량이 머위 추출물 처리 시, 농도 의존적으로 증가하고 있음을 확인하였다. TNF-𝛼와 IL-1𝛽의 mRNA 발현은 UVB 자극에 의해 증가되었으며 머위 추출물을 처리하였을 때 감소되는 것을 확인할 수 있었다. Migration assay 결과 농도 의존적으로 피부 각질세포의 증식과 상처의 회복율을 증가시켰음을 확인하였다. 실험결과를 바탕으로 머위가 피부 보습 및 피부장벽 기능을 개선할 수 있는 기능성 소재의 화장품으로 사용될 수 있음을 시사한다.

적외선 체열 영상 진단법을 이용한 스마트 섬유소재와 휴대폰 통화량에 따른 인체 생리반응 연구 (An Experimental study on the human's physiological in Smart Textile Materials by Using Medical Infrared Thermo graphic Imaging)

  • 이태일;이수정;이경미
    • 한국의류학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.918-925
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    • 2005
  • The following are the results from the infrared body temperature image test to verify the changes in facial temperature according to call duration with a cellular phone. As for the body temperatures, it appears to be the mean value at the upper central point of phone's battery among 7 different points that are measured, and to be the highest at srernocleido-mastoid and scapular trapezius muscle triangle zone$(34.25^{\circ}C\; and\;34.05^{\circ}C\;each)$. The changes of body temperature according to the time duration shows that the body temperature rises according to the length of phone use because of the heat emitted from the battery. As for the temperature changes according to blocking materials, the one without processing appears to be higher in the mean temperature compared to the others that are processed, NSS(Nano Silver Silk) and NSG(Nano Silver Silk Gold) appear to be the lowest in the temperature to show the best blocking property. As for the temperature changes according to measuring points, it appears to be the highest at P4, P5 with all materials, and one with NSG to be the lowest at Pl, P2, P3, and one with NSS to be the lowest at P3, P4, P5, P6, which is due to the thermal conduction of Au and Ag. And the mean temperature at each point appears to be different according to the materials. Therefore, the study conducted with human participants requires a proper particle size of it which would not penetrate cellular tissues and a proper binder and binding treatment for it, to prevent the physical fatigues and the potential diseases. However, it is highly required for back-up researches to verify various aspects in applying nano silver to textile products.