• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제21권12호
• /
• pp.1306-1311
• /
• 2011

Recombinant Rhodopseudomonas palustris, harboring the carotenoid-metabolizing gene crtI (CrtIBS), and whose color changes from greenish yellow to red in response to inorganic As(III), was cultured in transparent microplate wells illuminated with a light emitting diode (LED) array. The cells were seen to grow better under near-infrared light, when compared with cells illuminated with blue or green LEDs. The absorbance ratio of 525 to 425 nm after cultivation for 24 h, which reflects red carotenoid accumulation, increased with an increase in As(III) concentrations. The detection limit of cultures illuminated with near-infrared LED was 5 ${\mu}g$/l, which was equivalent to that of cultures in test tubes illuminated with an incandescent lamp. A near-infrared LED array, in combination with a microplate, enabled the simultaneous handling of multiple cultures, including CrtIBS and a control strain, for normalization by the illumination of those with equal photon flux densities. Thus, the introduction of a near-infrared LED array to the assay is advantageous for the monitoring of arsenic in natural water samples that may contain a number of unknown factors and, therefore, need normalization of the reporter event.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.404-410
• /
• 2019

본 연구는 고부가가치 약용작물인 잔대(Adenophora triphylla var. japonica Hara)의 종자 형태특성과 휴면 유형을 조사하고, 발아율 향상을 위한 소독제와 광질을 선발하기 위해서 수행되었다. 종자 소독은 증류수(대조구), NaClO 4%, $H_2O_2$ 4%와 benomyl $500mg{\cdot}L^{-1}$를 이용하여 실시하였으며, 광질처리는 암조건(control I), 형광등(control II), LEDs[red, blue, green, RB LEDs(red:blue = 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)]를 광주기 12/12(light/dark), 광도 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ photosynthetic photon flux density로 설정하였다. 잔대 종자는 emryo (E):seed (S) ratio가 0.4로 미숙배 종자지만 30일 이내에 발아가 되며, 침지 6시간 만에 포화상태에 도달하였다. 종자 소독 후 benomyl 처리에서 곰팡이 발생이 유의적으로 억제되었으며, 최종 발아율이 87%로 가장 높았다. 적색광에서 최종 발아율이 92%로 가장 높았으며, 일일평균발아수는 R2B8에서 가장 적었다. 따라서 잔대 종자는 휴면이 거의 없으며, benomyl 소독제와 적색광이 발아율 향상에 효과적이여, 향후 약용작물 잔대 재배에 이용가치가 높을 것이라 판단된다.

• 농업과학연구
• /
• 제40권4호
• /
• pp.395-403
• /
• 2013

Plant factory has drawn attention in many countries in the world due to capability of environmental control not only for better yield and quality, but also for increase in functional and medicinal components of the products. In this paper, an experimental plant factory was constructed for various tests under different environmental conditions, and the operations were evaluated. A production room was constructed with adiabatic materials with dimensions of $6,900{\times}3,000{\times}2,500$ mm ($L{\times}W{\times}H$). Four sets of $2,890{\times}600{\times}2,320$ mm ($L{\times}W{\times}H$) production frame unit, each with 9 light-installed beds and an aeroponic fertigation system, resulting in 36 beds, were prepared. Accuracy and response were evaluated for each environmental control component with and without crops. Air temperature, humidity, $CO_2$ concentration, light intensity, frequency, and duty ratio, fertigation rate and scheduling were controllable from a main control computer through wireless communication devices. When the plant factory was operated without crop condition, the response times were 8 minutes for change in temperature from 20 to $15^{\circ}C$ and 20 minutes from 15 to $20^{\circ}C$; 7 minutes for change in humidity from 40 to 65%; and 4 minutes for change in $CO_2$ concentration from 450 to 1000 ppm. When operated for 24 hours with crop cultivation; average, maximum, and minimum values of temperatures were 20.06, 20.8, and $18.8^{\circ}C$; humidity were 66.72, 69.37, and 63.73%; $CO_2$ concentrations were 1017, 1168, and 911 ppm, respectively. Photosynthetic Photon Flux Density was increased as the distance from the light source decreased, but variability was greater at shorter distances. Results of the study would provide useful information for efficient application of the plant factory and to investigate the optimum environment for crop growth through various experiments.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제20권4호
• /
• pp.488-499
• /
• 2016

We present a design and optical simulation of a cost-effective hybrid daylighting/LED system composed of mixing sunlight and light-emitting diode (LED) illumination powered by renewable solar energy for indoor lighting. In this approach, the sunlight collected by the concentrator is split into visible and non-visible rays by a beam splitter. The proposed sunlight collector consists of a Fresnel lens array. The non-visible rays are absorbed by the solar photovoltaic devices to provide electrical power for the LEDs. The visible rays passing through the beam splitters are coupled to a stepped thickness waveguide (STW) by tilted mirrors and confined by total internal reflection (TIR). LEDs are integrated at the end of the STW to improve the lighting quality. LEDs’ light and sunlight are mixed in the waveguide and they are coupled into an optical fiber bundle for indoor illumination. An optical sensor and lighting control system are used to control the LED light flow to ensure that the total output flux for indoor lighting is a fixed value when the sunlight is inadequate. The daylighting capacity was modeled and simulated with a commercial ray tracing software (Lighttools^TM). Results show that the system can achieve 63.8% optical efficiency at geometrical concentration ratio of 630. A required accuracy of sun tracking system achieved more than ±0.5^o . Therefore, our results provide an important breakthrough for the commercialization of large scale optical fiber daylighting systems that are faced with challenges related to high costs.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.370-376
• /
• 2009

폐쇄형 육묘시설 내에서 균일한 품질의 플러그묘를 주년으로 생산함에 있어서 LED 광원의 이용 가능성을 검토하기 위하여, 토마토와 오이의 육묘기간 동안에 광원을 달리하여 묘소질을 비교하였다. 적색, 청색, 혼합(적색 2 + 청색 1) LED 및 형광등을 $40{\sim}60{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 광도(PPF)를 조사하여 30일간 온도조절이 가능한 폐쇄형 육묘시스템에서 육묘하였다. 토마토와 오이 모두 형광등에 비해 적색 LED와 혼합 LED 처리에서 배축의 신장이 작으면서 튼튼한 묘을 생산할 수 있었다. 토마토와 오이의 생체중은 적색 LED에서 가장 무거웠는데 형광등에 비하여 각각 74% 증가하였다. 토마토의 1화방 착과절위에서는 처리간에 차이가 없었으나, 2화방의 착과절위는 혼합광 처리에서 낮았다. 화방별 착화수는 처리간에 차이가 없었다. 오이의 20절까지의 암꽃 착생률은 적색 LED 처리에서 52%로 가장 높았고, 다음이 혼합광 처리로서 44%였다. 과실 착과수와 수량은 처리간에 차이가 없었다. 이상의 결과로부터 폐쇄형 육묘시설 내에서 토마토와 오이의 묘생산에는 적색 및 적색 2 +청색 1의 혼합 LED가 이용 가능성이 높은 것으로 판단하였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.231-238
• /
• 2018

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, $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 4수준으로 설정되었고, 기온, 상대습도 및 LED 램프의 광주기는 각각 $25^{\circ}C$, 90%, $16h{\cdot}d^{-1}$이었다. 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 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 이하일 때 90-95% 정도로 높게 나타났으나, $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 처리구에서는 80% 정도로 저하되었다. 광주기에 따라 다르나, 오이접목묘의 활착에 적합한 한계 광량은 플러그 트레이 표면에 조사된 광량을 기준으로 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.306-306
• /
• 2010

A high density (> $10^{11}\;cm^{-3}$) and low electron temperature (< 2 eV) plasma is produced by using a conventional HF (13.56 MHz) plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) with an additional ultra high frequency (UHF, 314 MHz) plasma source utilizing two parallel antenna assembly. It is applied for the high rate synthesis of high quality nanocrystalline silicon (nc-Si) films. A high deposition rate of 1.8 nm/s is achieved with a high crystallinity (< 70%), a low spin density (< $3{\times}10^{16}\;cm^{-3}$) and a high light soaking stability (< 1.5). Optical emission spectroscopy measurements reveal emission intensity of $Si^*$ and $SiH^*$, intensity ratio of $H{\alpha}/Si^*$ and $H{\alpha}/SiH^*$ which are closely related to film deposition rate and film crystallinity, respectively. A high flux of precursor and atomic hydrogen which are produced by an additional high excitation frequency is effective for the fast deposition of highly crystallized nc-Si films without additional defects.

• 항공우주기술
• /
• 제9권1호
• /
• pp.17-27
• /
• 2010

알루미나 입자가 포함된 KSLV-I KM 고공 플룸 유동을 연소실에서 노즐 출구의 고공 팽창과정을 해석하였다. 알루미나 입자 및 플룸 가스의 물성치 및 분포를 달리하여 해석한 결과 연소가스 비열비를 1.2로 알루미나 입자의 직경 분포를 7가지로 가정하면 노즐 내부 유동 특성이 평형유동 해석 결과와 비교적 일치하였다. 입자의 팽창각은 가스유동보다 작으며 입자 직경이 클수록 팽창각은 더 작았다. 알루미나 입자의 광학 열물성을 변화시키며 KM TVC 분배기 위치의 복사열을 계산한 결과 알루미나 입자의 방사율이 0.1일 때 비행시험 결과와 비슷한 수준을 예측하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제49권6호
• /
• pp.1287-1300
• /
• 2017

Based on the observation that ignoring the angle dependency of multigroup resonance cross sections within a fuel pellet would result in nontrivial underestimation of the spatial self-shielding of flux, a parametrized spectral superhomogenization (SPH) factor library (PSSL) method is developed as a practical means of resolving the problem. Region-wise spectral SPH factors are calculated by the normal and transport corrected SPH iterations after ultrafine group slowing down calculations over various light water reactor pin-cell configurations. The parametrization is done with fuel temperature, U-238 number density, fuel radius, moderator source represented by ${\Sigma}_{mod}V_{mod}$, and the number density ratio of resonance nuclides to that of U-238 in a form of resonance interference correction factors. The parametrization is successful in that the root mean square errors of the interpolated SPH factors over the fuel regions of various pin-cells are within 0.1%. The improvement in reactivity error of the PSSL method is shown to be superior to that by the original SPH method in that the reactivity bias of -200 pcm to -300 pcm vanishes almost completely. It is demonstrated that the environment effect takes only about 4% in the reactivity improvement so that the pin-cell based PSSL method is effective in the assembly problems.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2003

본 연구의 목적은 차광스크린 및 인공광을 이용하여 온실에 적절한 일일적산 광합성유효광량자속을 공급하는 기술을 개발하는 것이다. 차광율이 55%와 85%인 두 가지 종류의 차광스크린을 이용하여 목표광량을 얻는데 필요한 차광시간대를 분석한 결과, 조절하고자 하는 목표광량의 크기에 따라 적절한 차광율을 가진 차광재를 선택할 필요가 있는 것으로 판단되었다. 기상조건에 따라 광량변화가 많은 7월과 8월에 대하여 55%의 차광재를 이용하여 광조절 실험을 실시한 결과 무차광시의 실측값과 계산값의 차이가 최대 5 mol$.$ $m^{-2}$ $.$$d^{-1}$ 정도로 나타났다. 이러한 차이는 기상조건에 따라 일일적산 광량이 큰 차이가 있음을 감안하면 대체로 만족할 만한 결과로 판단된다. 광분포 시뮬레이션을 이용하여 적절한 광배치를 찾을 수 있었기 때문에 실제 인공광을 배치하는데 소요되는 시간을 많이 단축할 수 있었지만, 정확하게 목표한 광강도를 고르게 분포하도록 할 수 있는 광배치를 찾기가 쉽지 않았으며, 이에 대한 보다 더 많은 분석이 요구되었다. 목표한 일일적산 광합성유효광량자속을 얻는데 필요한 보광강도별 보광시간을 기상조건 및 월별로 계산하여 분석한 결과 보광강도는 필요보광량의 크기에 따라 적절한 값을 선택하여야 할 것으로 판단되었다. 55%차광재 및 300$\mu$mol$.$ $m^{-2}$ $.$ $s^{-1}$의 보광강도를 이용하여 5월말에서 6월초까지 광량 제어실험을 실시한 결과 최대 3mol$.$ $m^{-2}$ $.$$d^{-l}$ 정도의 오차를 보여주었다. 이러한 차이는 동일한 달에 같은 기상조건에서도 일일적산 광량의 차이가 있고 하루 중 기상상태도 많은 변화가 있기 때문인 것으로 판단된다. 그러나 기상조건에 따른 일별 최대차이가 30 mol$.$ $m^{-2}$ $.$$d^{-l}$ 정도임을 감안하면 조절효과는 만족할 만한 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 비록 상추재배를 위한 광량조절기술이지만 다른 작물에 대해서도 본 연구에서 제시한 자료 및 조절방법을 동일하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.