• 한국환경농학회지
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• 제29권4호
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• pp.374-380
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• 2010

본 연구에서는 농촌진흥청에서 개발한 LED Chamber System을 이용하여 명기시간 동안 광질과 광조사 방법 제어가 단절단엽의 국화 배양소식물체(Dendranthema grandiflorum L., cv. 'Cheonsu')의 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 실험은 청색, 적색 및 녹색의 단일광질 또는 청색+적색, 청색+녹색 및 적색+녹색의 혼합광질 조건하에서 이들 광질을 명기 16시간 동안 연속적으로 또는 초당 50회 간격과 분당 20초간격으로 간헐적으로 제어하면서 42일간 수행하였다. 총 일장을 4시간 단축한 분당 20초 간격의 간헐조사는 관행의 형광등 연속조사에 비해 국화의 절간길이 신장에 의한 신초신장을 촉진하였으나, 배양소식물체의 양적생장은 연속광 처리에 의해 유의하게 증가하였다. 한편, 명기동안 녹색광을 초당 50회 간격으로 간헐제어한 경우 연속조사에 비해 건물중이나 엽면적 증대와 같은 양적생장은 억제되었으나 형태적인 면에서의 절간신장은 촉진되었다. 따라서, LED Chamber System을 이용한 광질이나 광조사 방법의 제어는 관행의 형광등 이용 연속조사에 비해 명기시간 단축에 의한 전력소모량 감소 및 기내 배양소식물체의 생장이나 형태제어에 효과적인 배양기술로 이용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제24권3호
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• pp.135-142
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• 2013

본 논문에서는 YAG:Ce와 $(Sr,Ba)_2SiO4:Eu$ 등 두 종류의 형광체를 사용하여 백색 LED를 제작하고 온도변화에 따라 각각의 백색 LED의 발광 특성이 어떻게 변하는지 조사하였다. 상온에서 $80^{\circ}C$ 사이의 구간에서 측정된 두 백색 LED의 발광 스펙트럼을 분석하기 위해 asymmetric double sigmoidal 함수를 활용하였다. 이 함수를 백색 LED의 청색 발광 및 황색 발광 피크에 적용해서 각 피크의 중심파장과 진폭, 반치폭 및 비대칭성을 온도의 함수로 구하였다. 그 결과 온도가 증가할수록 청색 피크의 중심파장이 장파장 쪽으로 천이되고 황색피크의 중심파장이 단파장 쪽으로 천이되며 비대칭성 또한 증가한다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 두 백색 LED의 색도변화에 반영되었는데, 실리케이트계 형광체 기반 LED의 색도 변화가 더 큼을 알 수 있었다. 발광효율 역시 온도가 증가할수록 크게 떨어지는 것을 볼 수 있었는데 YAG 형광체 기반 LED의 발광효율 저하 폭이 더 적음을 확인하였다. 이상의 결과는 YAG 형광체 기반 백색 LED가 실리케이트계 형광체 기반 LED에 비해 색도안정성, 발광효율, 연색지수 측면에서 더 뛰어나다는 것을 의미한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제21권4호
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• pp.304-309
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• 2008

유채의 새싹 발아와 생리활성에 효과적인 영향을 미치는 LED 광질 종류를 구명하기 위해 청색, 녹색, 적색, 백색, 황색, 적색+청색광을 발광 14시간, 암조건 10시간, 주간 $25^{\circ}C$, 야간 $18^{\circ}C$로 조절하여 종자 발아와 새싹을 생장을 시켰다. 생리활성 조사는 새싹을 메탄올로 추출한 것을 이용하여 실시하였다. 종자 발아율과 발아속도는 광질에 관계없이 3일 만에 100% 발아 되었다. 파종 후 6일째의 신선중은 녹색광과 백색광에서 각각 0.339g/10plants 및 0.339g/10plants로 높았다. 새싹의 총플라보노이드 함량은 적색광과 백색광 처리구에서 각각 72.5 및 70.9mg${\cdot}L^{-1}$로 많았다. 전자공여능은 추출물 2,000mg${\cdot}L^{-1}$일때 청색광과 백색광 처리구에서 각각 90.0 및 90.3%로 높았다. 아질산염 소거능은 적색광 처리구에서 57.4mg${\cdot}L^{-1}$로 가장 낮게 나타났다. Tyrosinase 저해 활성은 녹색광 처리구에서 22.5mg${\cdot}L^{-1}$로 가장 많이 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권4호
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• pp.552-559
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• 2022

아토피 피부염(Atopic dermatitis, AD)은 주로 5세 이전에 발병하여 심한 가려움을 동반하는 만성 염증성 피부질환이다. 본 연구의 목적은 NC/Nga 마우스를 AD 유사 증상에 대한 405 nm+ 850 nm LED 광선 치료의 효과를 조사하는 것이다. 마우스는 Normal (Vehicle), 아토피성 피부염 유발군 (CON), 405 nm+ 850 nm LED 광선 치료군 (LED)으로 나누어 난괴법을 이용하여 무작위 배치하여 실험을 진행하였다. LED 실험군은 하루 10분씩 405 nm+ 850 nm 파장의 LED 치료를 7일 간 실시하였다. LED 광선치료 연구는 Dermatics 점수의 개선을 측정하고 피부염으로 인한 표피조직 두께 감소를 관찰하였다. LED 광선 요법으로 인한 혈청 IL-1𝛽의 현저한 감소와 경피 수분 손실 및 혈청 IgE 농도 결과를 바탕으로 LED 광선 치료는 아토피 유발 생쥐의 정상적인 피부 상태 회복에 도움을 주었다. 본 연구 결과는 아토피 피부염 마우스 모델에서 적외선 영역의 광선과 blue light 영역의 광선의 동시 조사치료가 아토피 피부염 치료에 뛰어난 효능을 가지며, 두 파장의 LED의 동시 사용 가능성에 대하여 시사하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권2호
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• pp.134-142
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• 2019

본 연구는 밀폐형 식물생산시스템에서 인공광원과 배지종류에 따른 상추의 생육 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추 종자는 5종류의 배지인 urethane sponge(US), rockwool(RW), Q plug(QP), TP-S2(TP)와 PU-7B(PU)가 충진된 128구 플러그 트레이에 파종하였다. 상추 종자의 발아율은 파종 후 12일까지 조사하였다. 상추 묘는 파종 후 13일째에 재순환 담액식 수경재배 시스템을 이용하여 EC $2.0dS{\cdot}m^{-1}$, pH 6.5와 온도 $25{\pm}1^{\circ}C$인 밀폐형 식물생산시스템에 정식하였다. 광원은 형광등과 RB LEDs(red:blue=7:3)를 이용하여 광주기 14/10(명기/암기), 광도 $150{\pm}10{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD로 설정했다. 상추의 초기 발아율은 TP에서 가장 높았다. 최종 발아율과 평균 발아수는 RW, QP 및 TP 배지에서 유의적으로 높았다. 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 지상부의 생체중, 건물중 모두 RB LED의 QP에서 유의성 있게 높은 값을 나타냈다. 엽수, 지하부의 생체중과 건물과 SPAD는 RB LED의 QP와 TP에서 가장 좋았고, 근장은 RB LED의 TP에서 가장 길었다. 따라서 밀폐형 식물생산시스템에서 RB LED가 상추의 생육이 우수하였으며, QP와 TP가 상추의 발아율과 생육에 효과적인 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, 밀폐형 식물생산시스템에서 상추 생산 시 신개발 배지인 TP 배지의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.174-175
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• 2012

(In, Ga) N-based III-nitride semiconductor materials have been viewed as the most promising materials for the applications of blue and green light emitting devices such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes. Although the InGaN alloy can have wide range of visible wavelength by changing the In composition, it is very hard to grow high quality epilayers of In-rich InGaN because of the thermal instability as well as the large lattice and thermal mismatches. In order to avoid phase separation of InGaN, various kinds of structures of InGaN have been studied. If high-quality In-rich InGaN/GaN multiple quantum well (MQW) structures are available, it is expected to achieve highly efficient phosphor-free white LEDs. In this study, we proposed a novel InGaN double hetero-structure grown on GaN nano-pyramids to generate broad-band red-color emission with high quantum efficiency. In this work, we systematically studied the optical properties of the InGaN pyramid structures. The nano-sized hexagonal pyramid structures were grown on the n-type GaN template by metalorganic chemical vapor deposition. SiNx mask was formed on the n-type GaN template with uniformly patterned circle pattern by laser holography. GaN pyramid structures were selectively grown on the opening area of mask by lateral over-growth followed by growth of InGaN/GaN double hetero-structure. The bird's eye-view scanning electron microscope (SEM) image shows that uniform hexagonal pyramid structures are well arranged. We showed that the pyramid structures have high crystal quality and the thickness of InGaN is varied along the height of pyramids via transmission electron microscope. Because the InGaN/GaN double hetero-structure was grown on the nano-pyramid GaN and on the planar GaN, simultaneously, we investigated the comparative study of the optical properties. Photoluminescence (PL) spectra of nano-pyramid sample and planar sample measured at 10 K. Although the growth condition were exactly the same for two samples, the nano-pyramid sample have much lower energy emission centered at 615 nm, compared to 438 nm for planar sample. Moreover, nano-pyramid sample shows broad-band spectrum, which is originate from structural properties of nano-pyramid structure. To study thermal activation energy and potential fluctuation, we measured PL with changing temperature from 10 K to 300 K. We also measured PL with changing the excitation power from 48 ${\mu}W$ to 48 mW. We can discriminate the origin of the broad-band spectra from the defect-related yellow luminescence of GaN by carrying out PL excitation experiments. The nano-pyramid structure provided highly efficient broad-band red-color emission for the future applications of phosphor-free white LEDs.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권3호
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• pp.222-230
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• 2018

본 실험은 LED 광원이 시금치 품종 별 생육, 잎 형태변화 및 세포 길이에 대한 영향을 구명하고자 수행하였다. 최아된 시금치(Spinacia oleracea.) 품종 '월드스타'와 '수시로'를 버미큘라이트에 육묘한 후 NFT 시스템에 정식 한 뒤 LED 적색광(R), 청색광(B), 혼합광(적색:청색=2:1)(RB) 및 백색광(W)에서 $130{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 광도로 25일간 재배하였다. 정식 후 일주일 간격으로 25일 동안 엽장, 엽폭, 엽병, 엽수, 광합성률을 측정하였고, 상편생장지수(leaf epinasty index, LEI)는 잎이 최대로 전개된 후에 측정하였다. 상편생장이 발생된 잎 가운데와 가장자리를 자른 조직의 세포길이, 폭 및 세포면적은 400배율 광학현미경을 이용하여 측정하였다. 정식 후 25일째에는 엽면적, 뿌리길이, 지상부 및 지하부의 생체중, 건물중을 조사하였다. 지상부 생체중과 건물중, 엽수, 엽면적 모두 월드스타 품종이 수시로 품종에 비해 유의적으로 높았다. 건물중은 월드스타 품종의 경우 혼합광(RB)와 적색광(R) 두 처리구에서 청색광(B)와 흰색광(W) 두 처리보다 약 35% 유의적으로 높았다. 수시로 품종의 경우 혼합광(RB) 처리구에서 지상부 건물중이 가장 높아 건물중이 가장 낮았던 흰색광(W) 처리구에 비해 40% 높은 건물중 결과를 보였다. 두 품종 모두 혼합광(RB)와 적색광(R) 두 처리구에서만 정식 21일 이후 잎 상편생장(leaf epinasty)이 나타났고 적색광(R) 처리구에서 혼합광(RB) 처리구 보다 유의적으로 높아 잎 상편생장은 적색광(R)과 관련이 있는 것을 알 수 있었다. 잎 가운데와 가장자리 부위 세포크기를 현미경으로 관찰한 결과 두 품종 모두 상편생장이 나타난 적색광(R) 처리구의 잎 가장자리 세포밀도가 잎 가운데 보다 낮은 것으로 나타나 앞서 보고된 연구결과들에서 제시한 상편생장과 잎 가운데와 가장자리 부위의 세포크기 차이 연관성을 뒷받침하고 있다. 또한 청색광(B)이 적색광(B)에서 발생되는 상편생장을 완화시켜주는 역할을 하는 것으로 보여 앞으로 두 광원의 적절한 혼합비율 규명이 필요한 것으로 판단된다. 또한, 엽형 변화가 심했던 수시로 품종보다는 월드스타 품종이 LED 광원을 이용한 식물공장 재배에 더 적합한 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-8
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• 2019

본 연구는 식물공장시스템의 발광다이오드와 UVA 광원에서 자란 시금치 생육 및 아스코르브산 함량을 구명하고자 하였다. 시금치 '수시로' 품종은 정식 후 28일간 NFT 수경시스템에서 형광등(FL)을 대조구로 하여 적색광(R), 청색광(B), 적색과 청색의 혼합광(2:1비율)(R:B), 백색광(W), 적색광+UVA(RUV), 청색광+UVA(BUV), R:B(2:1)+UVA(RBUV) 총 8 종류 광에서 같은 광도($130{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)와 광주기(명/암 = 16/8h)로 재배되었다. R이 들어간 모든 광 처리구(R, RB, RUV, RBUV)에서 정식 21일 부터 잎 상편생장(leaf epinasty)이 나타났다. RUV 처리구에서 R에 비해 엽장과 엽병은 유의적으로 감소되고 엽폭은 유의적으로 증가되어 엽형지수가 낮은 결과를 보였다. 하지만, BUV 처리구에서 B에 비해 엽장과 엽병의 길이가 유의적으로 증가되었고 엽폭은 유의적 차이가 없었으며 엽수는 유의적으로 많았다. RBUV 처리구에서는 다른 처리구보다 엽장이 가장 짧았으며 RB 처리구와 비교하여 생체중, 건물중 및 엽면적 유의차는 없었다. 정식 후 28일 째에 측정된 지상부 건물중은 R, RUV 및 BUV 처리구에서 유의적으로 높았고 W와 FL에서 유의적으로 낮았다. 엽면적은 BUV 처리구에서 유의적으로 가장 높았다. 정식 28일째에 시금치 아스코르브산 함량은 B 처리구에서 유의적으로 가장 높았고 그 다음으로 BUV에서 높았으며 FL과 R에서 유의적으로 낮았다. 따라서 식물공장에서 시금치 재배 시 생육과 품질적인 측면에서 BUV광이 가장 적합한 것으로 보인다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권12호
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• pp.1757-1763
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• 2011

LED광원에 따른 건조한 브로콜리 새싹의 일반성분을 분석한 결과 광원에 따라 유의적인 차이를 나타냈으며, 구성당은 glucose가 2.94~3.12%로 가장 많았고, fructose는 1.54~2.04% 검출되어 총 2종이 검출되었다. 클로로필 함량은 WLD(일반광원)을 쬐인 브로콜리 새싹에서 총 클로로필 함량 $1,157{\pm}0.004$ mg%, 클로로필 a $777{\pm}0.01$ mg%로 높게 나타났다. 유기산은 총 2종의 유기산이 검출되었으며, citric acid, malic acid는 모든 시료에서 검출되었고, citric acid 함량은 908~1,136 mg%로 청색광원(BLD)에서 가장 높게 측정되었으며, malic acid는 514~834 mg%로 적색광원(RLD)에서 가장 높은 함량을 보였다. 무기질은 총 7종의 성분이 검출되었고, 이중 K 함량이 518 mg%로 가장 많았으며, 다음으로 Mg, Na 순이었고, Zn, Fe, Cu의 함량은 미량이었다. 비타민 A와 C 및 E 함량은 각각 RLD $860.62{\pm}0.02\;{\mu}gRE$, $134.570{\pm}0.14$ mg%, $1.44{\pm}0.1$ IU, BLD $432.48{\pm}0.05\;{\mu}gRE$, $137.05{\pm}0.1$ mg%, $1.11{\pm}0.12$ IU, RBLD $667.33{\pm}0.11\;{\mu}gRE$, $118.50{\pm}0.09$ mg%, $1.47{\pm}0.1$ IU, WLD $640.25{\pm}0.08\;{\mu}gRE$, $119.87{\pm}0.07$ mg%, $1.31{\pm}0.15$ IU이었다. 이상의 결과 브로콜리 새싹은 LED 광원에 따라 식물체가 발아하여 새싹으로 되면 발아와 함께 식물체 내 영양 화학적 성분에 큰 변화를 일으키는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.291-297
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• 2013

본 연구는 완전제어형 식물 생산 시스템에서 적색광, 녹색광 및 청색광 비율에 따른 상추의 생육 반응과 광사용효율을 알아보고자 수행되었다. 본 연구에 사용된 상추 품종은 여름청축면상추와 홍염적축면상추였다. 완전제어형 식물공장에서 LED 조명과 12시간 일장으로 박막수경 재배하였다. 재배 온도, 상대습도와 이산화탄소는 각각 $20{\sim}25^{\circ}C$, 60~70%와 $600{\sim}900{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$로 조절하였다. 광 처리는 세가지 LED(적색, 청색과 백색)로 청색광과 녹색광 및 적색광 비율은 1 : 4 : 5, 5 : 0 : 5, 5 : 2 : 3, 7 : 0 : 3, 7 : 1 : 2와 8 : 1 : 1로 처리하였으며, 다만 광량은 처리구마다 달랐다. 다른 광질 하에서 생육할 때, 두 품종의 상추의 생육 특성은 품종과 광질에 의해 유의적인 영향을 받았다. 청축면과 적축면상추의 초장은 각각 1 : 4 : 5과 8 : 1 : 1에서 가장 낮았다. 가장 큰 엽장과 엽수는 청축면상추에서 각각 8 : 1 : 1과 7 : 0 : 3이었으며, 적축면상추는 각각 5 : 2 : 3과 8 : 1 : 1이었다. 엽폭과 엽형지수는 품종과 광질에 따라 유의적인 차이를 보였다. 청축면과 적축면상추의 엽폭은 각각 8 : 1 : 1과 5 : 2 : 3에서 가장 길었다. 청축면과 적축면상추의 엽형지수는 1 : 4 : 5과 1 : 4 : 5에서 가장 높았다. 지상부 생체중과 광사용효율는 품종과 광질에 의해 유의적인 차이를 보였다. 청축면과 적축면상추의 지상부 생체중은 각각 7 : 0 : 3과 8 : 1 : 1에서 가장 무거웠다. 청축면과 적축면 상추의 광사용효율은 각각 7 : 0 : 3과 5 : 0 : 5에서 가장 높았다. 결론적으로, 완전제어형 식물 생산 시스템에서 상추 재배를 위한 적색광과 녹색광 및 청색광 비율은 5~7 : 0~2 : 1~3 비율이 적합하였다.