최신 학제간 융합기술의 발전과 더불어 디지털 사회에서 생성된 방대한 정보를 저장하기 위하여 신뢰성이 높고 정보의 집적화면에서 효율적이며 세계적으로 통용될 수 있는 정보 코드 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 그에 발맞춰 화공, 나노화학, 신소재 분야에서도 획기적인 차세대 정보 코드 시스템 개발을 위한 시도가 계속되고 있다. 해결책 가운데 하나로서 DNA를 이용한 정보 코드 시스템이 각광을 받으면서 많은 연구자들이 관련 연구에 박차를 가하고 있다. 본 총설에서는 DNA를 기반으로 하는 정보 융합 나노하이브리드 (infohybrid) 코드 시스템의 연구동향 및 기술개발 현황에 대하여 요약 및 정리하였다. 특히, 코드 시스템에 적합한 하이브리드 소재 및 나노기술에 대하여 알아보고 대표적인 사례를 기반으로 DNA 정보 코드화 기법에 대하여 정리한 후, 이력추적관리, 진위판별입증, 나노법의학 등 응용분야에 대하여 연구 사례를 중심으로 설명하였다. 마지막으로 최근에 연구 발표된 스마트폰을 활용한 Avatar DNA 나노하이브리드 시스템을 소개함으로써 4차 산업혁명 시대를 이끌어 나갈 나노-바이오-정보-인지 기술이 접목된 융합시스템 개발 및 그 잠재력에 대하여 전망해 보았다.
Jung-Min Oh;Su Bin Choi;Taeheon Kim;Jikwang Chae;Hyeonsu Lim;Jae-Won Lim;In-Seok Seo;Jong-Woong Kim
Advances in nano research
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제15권1호
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pp.1-13
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2023
Ti3C2Tx MXene, a 2D material, is known to exhibit unique characteristics that are strongly dependent on surface termination groups. Here, we developed a novel annealing approach with Ca as a reducing agent to simultaneously remove F and O groups from the surface of multilayered MXene powder. Unlike H2 annealing that removes F effectively but has difficulty in removing O, annealing with Ca effectively removed both O and F. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and energy dispersive X-ray spectroscopy revealed that the proposed approach effectively removed F and O from the MXene powder. The results of O/N analyses showed that the O concentration decreased by 57.5% (from 2.66 to 1.13 wt%). In addition, XPS fitting showed that the volume fraction of metal oxides (TiO2 and Al2O3) decreased, while surface termination groups (-O and -OH) were enhanced, which could increase the hydrophilic and adsorption properties of the MXene. These findings suggest that when F and O are removed from the MXene powder, the interlayer spacing of its lattice structure increases. The proposed treatment also resulted in an increase in the specific surface area (from 5.17 to 10.98 m2/g), with an increase in oxidation resistance temperature in air from ~436 to ~667 ℃. The benefits of this novel technology were verified by demonstrating the significantly improved cyclic charge-discharge characteristics of a lithium-ion battery with a Ca-treated MXene electrode.
본 연구는 초등학교 STEAM 수업에서 스마트테크놀로지 적용해 본 교사들의 경험과 그 이유, 적용하면서 느끼는 어려움과 필요한 지원에 대해 조사하기 위하여, STEAM 수업 경험이 다수 있으며 STEAM 교육에 대한 전문적 소양을 갖춘 6명의 초등 교사를 대상으로 반 구조화된 심층면담을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 연구참여자들은 STEAM 수업에서 다양한 유형의 스마트테크놀로지를 활용하였는데, 특히 체험형과 상호작용지원형 스마트테크놀로지를 가장 많이 사용하였다. 또한 STEAM 학습 준거 중에서는 '창의적 설계'과정에서 스마트테크놀로지를 가장 많이 적용하였다. 둘째, 연구참여자들은 학생의 흥미 유발이나 적극적 참여, 간접체험의 기회 제공, 첨단 기술에 대한 학생의 관심 증대를 이유로 스마트테크놀로지를 STEAM 수업에서 사용하였으며, 미래사회 대비, 스마트테크놀로지 활용의 용이성, STEAM 학습 준거에 부합하는 수업을 구성하기 위하여 사용하기도 하였다. 셋째, STEAM 수업에서 스마트테크놀로지를 적용할 때 적합한 스마트테크놀로지를 찾고, 확보하고, 사용하는 것에 어려움을 겪었다. 또한 교과 융합을 위한 교육과정 재구성 과정에서 어려움을 겪었다. 수업을 하면서 스마트테크놀로지 활용으로 인한 수업시간 부족, 활동과제의 수준 상향으로 인한 어려움, 테크놀로지 기반 환경의 제한적 구축으로 인한 어려움을 겪었으며, 스마트테크놀로지가 갑자기 오작동하여 수업을 진행하지 못하는 어려움을 겪었다. 수업이 끝난 후에는 스마트테크놀로지의 사후 관리에 어려움을 겪었으며, 평가와 기록, 주변의 부정적 인식으로 인한 어려움을 겪었다. 넷째, 연구참여자들은 STEAM 수업에서 스마트테크놀로지 활용을 활성화하기 위해서는 스마트테크놀로지 적용이 가능한 STEAM 교육 가이드라인 제시, '창의적 설계'가 가능한 교육용자료 개발 및 보급, 교육과정 내용 축소, 연수, 스마트테크놀로지 기기확보 및 Wi-Fi 구축, STEAM 수업에 스마트테크놀로지를 활용하는 교사 동아리 및 커뮤니티 지원과 교사를 위한 정서적 지원 분위기 조성이 필요하다고 하였다.
본 연구는 한국과 중국 소비자 간 스마트폰 사용에 있어 사용자경험에 대한 인식의 차이와 함께 제품태도 및 재구매의도에 관한 인식의 차이를 알아보고자 하였다. 연구결과 첫째, 한 중 소비자 간 스마트폰에 대한 사용만족경험, 유용적경험, 디자인만족경험, 주변경험에서 차이가 있는 것으로 나타났으며, 중국 소비자가 한국 소비자에 비해 UI경험에 대한 모든 경험 요소를 높게 인식하는 것으로 나타났다. 둘째, 스마트폰의 제품태도에 대한 차이를 알아본 결과, 중국 소비자가 한국 소비자에 비해 높게 인식하는 것으로 나타났다. 셋째, 한 중 소비자 간 스마트폰의 재구매의도에 대한 차이를 알아본 결과, 통계적으로 의미 있는 차이가 없는 것으로 나타났으나 중국 소비자의 평균값이 더 높게 나타난 것으로 볼 때, 재구매의도 또한 한국 소비자에 비해 높은 것으로 해석 할 수 있다. 본 연구결과는 중국에 진출해 있는 한국 스마트폰 관련 기업들에게 중국시장에서의 경쟁력 제고를 위한 유용한 시사점과 함께 스마트폰과 관련한 사용자경험에 대한 국가 간 비교 연구의 기초자료를 제공한다는 학술적 의의를 가질 것으로 기대한다.
온라인 거래가 증가하면서 의류 이미지는 소비자의 구매 결정에 큰 영향을 미치게 되었다. 의류 소재에 대한 이미지 정보의 중요성이 강조되고 있으며, 의류 이미지를 분석하여 사용된 소재를 파악하는 것은 패션 산업에 있어서 중요하다. 의류에 사용된 텍스타일의 소재는 육안으로 식별하기 어렵고, 분류 작업에도 많은 시간과 비용이 소모된다. 본 연구는 딥러닝 알고리즘을 기반으로 의류 이미지로부터 텍스타일의 소재를 분류하고자 하였다. 소재를 분류함으로써 의류 생산 비용을 절감하고, 제조공정의 효율성을 증대하는데 도움이 되며 소비자에게 특정 소재의 제품을 추천하는 AI 서비스에 기여할 수 있다. 의류 이미지를 분류하기 위해 머신비전 기반의 딥러닝 알고리즘 ResNet과 Vision Transformer를 이용하였다. 760,949장의 이미지를 수집하였고, 비정상 이미지를 검출하는 전처리 과정을 거쳤다. 최종적으로 총 167,299장의 의류 이미지와 섬유라벨 19개, 직물라벨 20개를 사용하였다. ResNet과 Vision Transformer를 사용해서 의류 텍스타일의 소재를 분류하였으며 알고리즘 성능을 Top-k Accuracy Score 지표를 통해 비교하였다. 성능을 비교한 결과, ResNet 보다 Vision Transformer 알고리즘이 더 우수하였다.
현재 증강현실 기술은 IT융합을 통해 여러 가지 분야의 응용서비스로서 활용가치가 점점 늘어나고 있으며, 스마트디바이스에서도 증강현실기술과 융합된 App을 쉽게 찾아볼 수 있다. 때문에 증강현실 기술을 광고나 전시회, 공연 같은 곳에서 활용하려는 시도는 활성화 되었지만, 아직 다른 분야의 증강현실 기술보다는 상대적으로 전문성이 떨어지며, 그중 환경모니터링과 연동되어 사용되는 서비스는 부족한 현실이다. 이에 본 논문에서는 이미 많은 지역에 광고홍보물의 목적으로 구축되어 있는 QR코드를 증강현실 기술과 접목하여 무인빌딩이나 자동화설비장과 같은 산업적으로 활용될 수 있는 QR코드와 환경감시센서를 활용한 스마트 디바이스기반 증강현실형 모니터링 기술을 제안하고자 한다.
본 연구는 사천왕(四天王)을 대상으로 스마트폰용 기능성 게임을 제작하였다. 현재 스마트폰 대중화로 인하여 모바일콘텐츠 시장이 확대되고 있다. 그러나 다양한 한국적 전통문화를 소재로 한 게임콘텐츠가 부족하다. 따라서 본 연구에서는 토속화 되어있는 한국불교문화에 등장하는 사천왕(동방 지국천왕, 북방 다문천왕, 남방 증장천왕, 서방 광목천왕)을 고찰하고 한국형 전통문화를 기반으로 한 스마트폰용 기능성 게임콘텐츠 개발을 시도하였다. 이를 위하여 사천왕(四天王) 캐릭터 4종을 현대화하여 재조명하고 특징을 분석하였다. 다음으로 사천왕(四天王) 4종 캐릭터를 게임콘텐츠에 적합하도록 2등신 SD 캐릭터로 제작하였다. 그리고 각각의 사천왕캐릭터와 불교이미지를 활용하여 사천왕(四天王) 틀린그림찾기 모바일 기능성 게임의 기획과 개발과정을 제시하였다. 이에 본 논문은 기존의 불교문화의 콘텐츠의 특성을 살펴보고, 한국전통문화의 저변확대 및 한국토착 전통문화로 소통의 역할이 가능하도록 불교문화캐릭터를 개발하여 게임콘텐츠에 적용하였다. 따라서 본 연구의 불교문화콘텐츠를 통하여 한국 전통 캐릭터 개발 및 게임콘텐츠에 활용 가능한 대상으로 재조명할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.
This study investigated the changes in water quality parameters and microbial colonies when ozone was applied to a semi-recirculating aquaculture system (semi-RAS) for the olive flounder Paralichthys olivaceus (500 g in average weight). Concentrations of ozone-produced oxidants (OPO) in rearing tanks were maintained at 0, 0.014, 0.025 mg/L as Cl2 for 26 days. Except total ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, phosphate phosphorus, chemical oxygen demand, and total suspended solids decreased significantly with increasing OPO concentration in daily and weekly monitoring (P<0.05). Colony forming unit (CFU) counts of heterotrophic marine bacteria decreased in an OPO concentration-dependent manner. Overall reduction rates of microbial colonies in the treatments were 80% higher than those of the control (P<0.05). During the experiment, the OPO concentration-driven ozonation was reliably practiced without any adverse effects on the animals cultured in semi-RAS. Considering the biohazard, operating cost, and stability of ozonation, an OPO concentration of 0.014 mg/L would be sufficient to control water quality parameters and microbial colonies in a semi-RAS.
Kim, Jung-In;Baek, Hee-Jin;Han, Do-Won;Yun, Jeong-A
Nutrition Research and Practice
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제13권1호
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pp.11-16
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2019
BACKGROUND/OBJECTIVES: Fasting and postprandial hyperglycemia should be controlled to avoid complications of diabetes mellitus. This study investigated the effects of autumn olive (Elaeagnus umbellata Thunb.) berry (AOB) on fasting and postprandial hyperglycemia in mice. MATERIALS/METHODS: In vitro ${\alpha}$-glucosidase inhibitory effect of AOB was determined. Maltose solution (2 g/kg) with and without AOB extract at 500 mg/kg or acarbose at 50 mg/kg was orally administered to normal mice after overnight fasting and glucose levels were measured. To study the effects of chronic consumption of AOB, db/db mice received the basal diet or a diet containing AOB extract at 0.4% or 0.8%, or acarbose at 0.04% for 7 weeks. Blood glycated hemoglobin and serum glucose and insulin levels were measured. Expression of adiponectin protein in epididymal white adipose tissue was determined by Western blotting. RESULTS: In vitro inhibitory effect of AOB extract on ${\alpha}$-glucosidase was 92% as strong as that of acarbose. The AOB extract (500 mg/kg) or acarbose (50 mg/kg) significantly suppressed the postprandial rise of blood glucose after maltose challenge and the area under the glycemic response curve in normal mice. The AOB extract at 0.4% or 0.8% of diet or acarbose at 0.04% of diet significantly lowered levels of serum glucose and blood glycated hemoglobin and homeostasis model assessment for insulin resistance values in db/db mice. The expression of adiponectin protein in adipose tissue was significantly elevated by the consumption of AOB at 0.8% of diet. CONCLUSIONS: Autumn olive (E. umbellata Thunb.) berry may reduce postprandial hyperglycemia by inhibiting ${\alpha}$-glucosidase in normal mice. Chronic consumption of AOB may alleviate fasting hyperglycemia in db/db mice partly by inhibiting ${\alpha}$-glucosidase and upregulating adiponectin expression.
In this study, the soft textile actuator is produced for a smart wearable with the shape memory effects from linear shape memory alloys of Nickel and Titanium using the driving force through the fabrication process. The measurement model was designed to measure dynamic characteristics. The heating method, and memory shape of the linear shape memory alloy were set to measure the operating temperature. A shape memory alloy at 40.13℃, was used to heat the alloy with a power supply for the selective operation and rapid reaction speed. The required amount of current was obtained by calculating the amount of heat and (considering the prevention of overheating) set to 1.3 A. The fabrication process produced a soft textile actuator using a stitching technique for linear shape memory alloys at 0.5 mm intervals in the general fabric. The dynamic characteristics of linear shape memory alloys and actuators were measured and compared. For manufactured soft textile actuators, up to 0.8 N, twice the force of the single linear shape memory alloy, 0.38 N, and the response time was measured at 50 s.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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