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2026 수업량 유연화 「배움 너머」

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① 탐구 주제

로드 바이크 항속에 최적화된 라이더 자세 및 프레임 형상 탐구

② 탐구 동기

평소 자전거를 즐겨 타면서 같은 힘으로 페달을 밟아도 자세나 자전거 모양에 따라 속도가 다르다는 것을 경험했다. 공기저항이 주된 원인이라는 것은 알았지만, 구체적으로 어떤 형상과 자세가 가장 유리한지 궁금해서 이 주제를 선택했다.

③ 팀원 및 역할

30101 기주성 — 팀장, 문헌 자료 조사 총괄 30303 코주부 — 형상별 비교 데이터 정리 30404 홍길동 — 보고서 작성 및 시각화

④ 탐구 방법 (예정)

공기역학 관련 논문 및 유튜브 영상 자료 조사, 프로 선수들의 자세 비교 분석, 시뮬레이션 앱(또는 AI)을 활용한 항력 계수 비교

⑤ 기대하는 결과

라이더 자세(에어로 포지션 vs 업라이트)와 프레임 튜브 형상(원형 vs 에어로 단면)에 따른 공기저항 차이를 수치로 비교하고, 실용적인 최적 자세 가이드를 도출하고 싶다.

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탐구 계획서 양식입니다.실제

# data[].attributes.body
탐구 계획서 양식입니다.

실제 활동에서는 위 링크의 구글 문서에 접속해서 파일-사본 만들기로 복사해서 편집해서 공유 URL 생성해서 패들렛에 링크 걸어 공유하세요.

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 탐구 계획서 양식 

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① 함께 논의한 내용 (3~5줄)

어떤 주제로 이야기했는지, 어떤 의견들이 나왔는지

② 역할 분담 현황

팀원 이름 / 맡은 역할 / 오늘 한 일

③ 조사·탐구 진행 상황

현재까지 파악한 내용 요약, 참고한 자료 링크

④ 막히는 부분 또는 해결해야 할 과제

아직 답을 못 찾은 것, 내일 해야 할 것

⑤ 내일(목) 계획

보고서 작성을 위해 오늘 밤~내일 각자 할 일

# data[].attributes.headline
메뉴-파일-사본 만들기로 새 파일 생성해

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지도 교사 선생님께서는 구글 문서의 댓글 기능 이용해서 피드백 해주세요

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 탐구 보고서

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 학생 활동 안내서

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 탐구 계획서 양식 

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 탐구 보고서

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 개인소감문

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메뉴-파일-사본 만들기로 새 파일 생성해

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2026 수업량 유연화 「배움 너머」 개인소감문

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[아래 순서대로 하세요]

*구글 Docs 어플 설치 (태블릿 사용 시)

*구글 아이디로 로그인 (계속 사용할 아이디로)

*본인 조의 탐구 계획서 링크 접속 (다른 조 링크 접속X)

* 탐구 계획서 이름에 본인 포함되었는지 확인

*해당 구글 문서에 탐구 계획서 작성

(민호 병준)

https://docs.google.com/document/d/1QAuXomsBRpqc8B9CdC3j4N7SsVJgL3jfnoAtHunRPCw/edit?tab=t.0

(혜나 효진)

https://docs.google.com/document/d/1CAr0genesS7aEjCwFxMvwWVChjkYZigr5pfkjH6KDKU/edit?tab=t.0

(은혁)

https://docs.google.com/document/d/1mRxmLuQpZYmgX0P8ICenqKR7i48UkypVykX6g0MbO8E/edit?tab=t.0

(유빈)

https://docs.google.com/document/d/1NckenIyy6a4VdzIxlLcDbqQK1tOcaZ-XZXJkR89yUqs/edit?tab=t.0

(서희)

https://docs.google.com/document/d/1N1fBFX8mpQE2Al9nSxx_kHSKjymu0RoYMCWi2z-2lXk/edit?tab=t.0

(서윤)

https://docs.google.com/document/d/1c9Ls8FpmI4SqQ2xOXrtHkqMof3oqkqp1e5ZTg0aglwg/edit?tab=t.0

(태영 희태 현기)

https://docs.google.com/document/d/1xEKqOglEq6EQyIRMHLbTMuSjnXcUfxV1qk9C_2NtuUg/edit?tab=t.0

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오픈채팅방 링크 (들어오세요)

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오픈채팅방 링크 (들어오세요)

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(배움너머) 이예형T

https://open.kakao.com/o/gflCMKCi

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1. 탐구주제

하이드로겔의 교차결합 정도가 모의 약물 방출 속도에 미치는 영향 탐구

2. 탐구동기

하이드로겔은 약을 천천히 방출하게 만드는 대표적인 생체 고분자 신소재라서 농도를 바꾸면 실제로 방출 속도가 어떻게 달라지는지 실험으로 확인해보고 싶었고 이를 통해 전에 배운 확산과물질 이동 개념을 실제 의료,신소재 분야와 연결해 보고자 이 주제를 선택하게 되었다.

3. 팀원 및 역할

30525 조혜나 - 팀장, 실험 실행, 자료조사,실험 설계및 준비

30526 지효진 - 실험 실행, 측정및 기록, 보고서 작성

4. 탐구방법

7/7 실험 예정

젤라틴 하이드로겔 및 약물전달 관련조사, 하이드로겔 시료제작, 식용색소를 모의 약물로 사용하야 시간별 확산,방출 측정, 농도에 따른 방출 속도 변화 분석

5. 기대하는 결과

젤라틴 하이드로겔의 농도가 증가하여 밀도가 커질수록 망상 구조의 간격이 좁아져 모의 약물의 확산,방출 속도가 눈에 띄게 감소하는 경향이 나타날 것으로 예상되고 이를 통해 농도와 약물 방출 속도 사이의 관계가 확인될 것으로 기대된다.

# data[].attributes.body
-탐구 주제

탄닌산 첨가 농도에 따른 기능성 식품용 하이드로겔 캡슐의 제작 및 전달 특성 분석을 통한 최적 농도 탐색

: 하이드로겔은 높은 수분 함량과 생체적합성을 바탕으로 기능성 식품의 유효 성분을 외부 환경으로부터 보호하고, 효과적으로 방출할 수 있는 전달체로 주목받고 있다. 특히 최근에는 폴리페놀의 일종인 탄닌산을 이용해 하이드로겔의 강도와 안정성을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이를 식품 분야의 기능성 성분 전달에 적용하려는 시도도 증가하고 있다. 따라서 본 탐구에서는 탄닌산의 첨가 농도를 달리하여 하이드로겔 캡슐을 직접 제작하고, 기능성 식품의 전달 특성과 캡슐의 안정성을 비교함으로써 기능성 식품 전달체로서 가장 적합한 탄닌산의 농도를 탐색하고, 하이드로겔의 식품공학적 활용 가능성을 확인하고자 한다.

-탐구 방법(예정)

실험 예정일) 화요일: 2~6교시 (2교시부터 시작)

: 하이드로겔 및 기능성 식품 전달 관련 자료 조사, KAIST 탄닌산 기반 하이드로겔 연구 분석, 탄닌산 농도별 하이드로겔 캡슐 제작, 기능성 식품 소재(프로바이오틱스, 녹차분말, 강황분말) 캡슐화, 인공 위와 장 환경 모사 실험, 캡슐의 구조적 안정성·팽윤도·전달 특성 비교 및 분석, 탄닌산 최적 농도 도출

-기대하는 결과

탄닌산의 첨가 농도가 증가할수록 하이드로겔 캡슐의 구조적 안정성이 향상되어 기능성 식품을 더욱 효과적으로 보호할 것으로 예상되지만, 일정 농도를 초과하면 구조가 지나치게 치밀해져 기능성 성분의 방출이 오히려 감소할 것으로 예상된다. 따라서 기능성 식품을 안정적으로 보호하면서도 필요한 환경에서 적절히 방출할 수 있는 최적의 탄닌산 농도가 존재할 것으로 기대된다. 또한 프로바이오틱스를 캡슐화할 경우에는 위산 환경에서 유산균을 효과적으로 보호하고 장 환경에서 방출하여 전달 효율을 높일 수 있을 것으로 예상되며, 녹차 분말을 사용할 경우에는 기능성 성분인 카테킨을 외부 환경으로부터 보호하면서 더 안정적인 방출이 이루어질 것으로 기대된다. 강황 분말을 사용할 경우에는 물에 잘 녹지 않는 커큐민의 전달 효율을 향상시키고 지속적인 방출 특성을 나타낼 것으로 예상된다. 이를 통해 기능성 식품의 종류에 따라 하이드로겔의 전달 특성이 어떻게 달라지는지 비교하고, 탄닌산이 기능성 식품 전달 캡슐의 성능 향상에 미치는 영향을 확인할 수 있을 것으로 기대한다.

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탐구 주제

블루베리 안토시아닌 색소의 희석 비율에 따른 연료감응형 태양전지의 전기적 특성 비교

탐구 동기

친환경 에너지 기술에 관심을 가지게 되었는데, 그 중에서 연료감응형 태양전지가 염료가 빛을 흡수해 전기를 만들어낸다는 것이 흥미로웠다. 블루베리에 포함된 안토시아닌 색소는 빛을 흡수할 수 있는 천연 색소이기 때문에 이를 이용해 태양전지를 만들고 전기적 특성이 어떻게 나타나는지 알아보고자 이 주제를 선정하였다.

탐구 방법

1.TiO2 페이스트 제작하기

2.블루베리 염료 추출해서 TiO2 페이스트에 염료 묻히기

3.탄소전극 제작하기

4.2,3번에서 만든 유리판 합치기

5.멀티미터를 이용해 전압과 전류 측정하기

6.블루베리 염료의 희석 정도를 다르게 해 실험하기

기대결과

블루베리 안토시아닌 색소의 희석 비율에 따라 태양전지에서 발생하는 전압과 전류가 다르게 나타날 것으로 예상된다. 색소 농도가 너무 낮으면 빛을 흡수하는 색소 분자의 양이 부족해 전기적 성능이 낮을 수 있고, 너무 진하면 TiO2 표면에 색소가 고르게 흡착되지 않아 전자 이동이 방해될 수 있다. 따라서 특정 희석 비율에서 가장 높은 전압과 전류가 측정될 것으로 예상된다.

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1.탐구주제

폴리아닐린 합성 및 도핑산의 종류와 pH에 따른 폴리아닐린의 전기 전도도 변화 비교

2.탐구동기

스마트폰 터치스크린, 웨어러블 기기, 바이오센서 등 다양한 첨단 전자기기에 사용되는 전도성 소재에 관심을 가지면서 금속뿐 아니라 플라스틱과 같은 고분자도 전기를 흐르게 할 수 있다는 사실을 알게 되었다. 그중 폴리아닐린은 가볍고 유연하며 제조 비용이 비교적 낮아 차세대 전도성 소재로 주목받고 있지만 주변 환경의 pH에 따라 전도성이 크게 달라지는 특징을 가진다는 점이 흥미로웠다. 이에 폴리아닐린을 직접 합성한 후 산성, 중성, 염기성 환경에서 전도도를 비교하여 pH 변화가 전기적 특성에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 또한 레몬즙과 식초처럼 서로 다른 산성 용액에서도 전도도에 차이가 나타나는지 비교, 분석함으로써 전도성 고분자의 특성을 이해하고, 이러한 특성이 pH 센서와 같은 스마트 신소재에 어떻게 활용될 수 있는지 탐구하고자 본 연구를 수행하였다.

3.팀원 및 역할

30405김민호 - 팀장으로써 전체적인 탐구의 흐름 및 문헌 조사를 담당

30227최병준 - 구체적인 실험 설계 및 데이터 정리

4.탐구방법

폴리아닐린 합성 논문 및 영상 시청 자료 조사 및 구체적인 실험 설계 이후 다양한 시료를 활용하여 실험 진행, 데이터 시각화 및 결과 고찰

5.기대하는 결과

각각의 시료마다 다른 폴리아닐린의 pH 및 전도성을 측정하고, 결과를 추출한 뒤 전도성 고분자의 특성을 이해한다.

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주제: pH 환경에 따른 약물의 이온화도 변화와 유기용매-수용액 간 분배계수의 정량적 분석

동기: 생명과학Ⅱ 수업에서 세포막이 인지질 이중층 구조로 되어 있으며, 지용성 물질이 단순 확산을 통해 세포막을 쉽게 통과한다는 물질 수송 원리를 학습하였다. 이에 평소 관심 있던 약학 분야와 연계하여, 우리가 복용하는 경구 투여 약물이 위와 소장 등 서로 다른 pH 환경을 거칠 때 어떻게 세포막을 통과해 체내로 흡수되는지 호기심이 생겼다. 특히 약산성 약물인 아스피린(아세틸살리실산)의 이온화도가 pH에 따라 달라진다는 화학Ⅱ의 산·염기 평형 원리를 바탕으로, 가상의 세포막 환경인 '1-옥타놀' 유기용매를 활용해 약물의 실제 흡수율 차이를 정량적으로 검증해보고자 본 탐구를 기획하게 되었다.

역할: 30228 최은혁 - 문헌 조사, 약물 이온화 이론 선행 계산, 시약 제조 및 분액 추출 실험 진행, UV-Vis 분광광도계 분석, 최종 연구 보고서 작성

탐구 방법: 시약 및 용액 제조, 분액 및 약물 추출, 수층 채취 및 발색 반응, 흡광도 측정

기대 결과:

분액 추출 후 수층을 채취하여 염화철 용액과 반응시켰을 때, 아스피린이 수층에 다량 잔류한 pH 8.0 조건은 진한 보라색, 유기층(1-옥타놀)으로 대거 이동한 pH 2.0 조건은 연한 보라색을 나타낼 것으로 예상됨.

분광광도계를 통한 흡광도 측정 결과, 수층 내 약물 농도와 비례하여 pH 8.0 조건의 흡광도가 pH 2.0 조건보다 뚜렷하게 높게 산출될 것으로 기대됨.

앞선 데이터를 바탕으로 분배계수를 도출함으로써, 약산성 약물인 아스피린이 소장(약염기성) 환경보다 위(강산성) 환경에서 비이온화(지용성) 상태로 존재하여 세포막을 더 효율적으로 투과 및 흡수됨을 수학적 및 과학적으로 증명할 수 있을 것으로 예상됨.

탐구 요약: 본 탐구는 약산성 약물인 아스피린(아세틸살리실산)이 체내의 서로 다른 pH 환경(위와 소장)을 거칠 때 나타나는 세포막 투과율의 차이를 정량적으로 검증하는 실험임. 가상의 세포막 환경으로 유기용매인 1-옥타놀을 설정한 후, 서로 다른 완충용액(pH 2.0 및 pH 8.0) 조건에서 분액깔대기를 이용해 아스피린의 상 분배 평형을 유도함.

이후 추출된 수층(물 층)을 채취하여 염화철 용액과의 착이온 발색 반응을 유도하고, UV-Vis 분광광도계를 통해 흡광도를 정량 측정함. 이를 기반으로 옥타놀-물 분배계수를 산출하여, 약물이 비이온화(지용성) 상태가 되는 산성 환경에서 세포막을 통한 단순 확산 및 흡수가 더 효율적으로 일어남을 입증하고자 함.

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탐구 주제

탄닌산 첨가 알긴산 하이드로겔의 pH 감응성 식용색소 방출 속도 조절

탐구 동기

2학년 배움너머 활동에서 알긴산 겔의 물성을 비교하고 3학년 과학과제연구에서는 젤라틴을 이용해 하이드로겔 밴드를 제작하면서 하이드로겔이 생체재료로서 갖는 가능성과 한계를 직접 경험할 수 있었다. 하이드로겔 밴드를 제작하는 과정에서 피부에 잘 부착되지 않았고 접착력의 한계를 확인했다. 이를 보완하기 위해 하이드로겔의 강도와 접착력을 높일 수 있다고 알려진 탄닌산을 주목하게 되었다. 최근 연구에서는 탄닌산을 알긴산과 가교결합하면 하이드로겔 구조가 강화되고 피부나 거친 표면에도 더 잘 달라붙게 만들어 상처 드레싱이나 약물전달 패치 등으로 활용 가능성을 높일 수 있다고 보고되었다. 실제 약물전달 시스템에서는 하이드로겔이 pH 변화에 반응하여 약물을 방출하는 속도를 조절하는 방식으로 사용된다. 위와 장은 pH 환경이 크게 달라 약물이 위에서는 빠르게, 장에서는 느리게 방출되도록 설계할 수 있다. 따라서 알긴산 겔과 젤라틴 하이드로겔 밴드 제작 경험을 바탕으로 탄닌산을 첨가한 알긴산 하이드로겔이 pH 환경에 따라 식용색소를 어떻게 다르게 방출하는지 비교하여 pH 감응형 약물전달 원리를 모사하고 탄닌산이 방출 속도에 어떤 영향을 주는지를 확인하고자 한다.

탐구방법

먼저 탄닌산 농도를 다 다르게 만든다. 알긴산 나트륨 2% 용액을 만들고 탄닌산을 농도별로 용해한 후 식용색소를 일정량 첨가하여 염화칼슘 용액에 떨어뜨려 겔화한다. 겔을 약 1cm 크기로 일정하게 맞추고 pH 1~1.2 버퍼 (위 환경) 와 pH 6.86 버퍼 (장 환경) 에 각각 1 개씩 넣는다. 시간으로 용액의 색 변화를 관찰한다. 또한 분해 속도 (버퍼에서 겔 형태가 유지되는 시간 기록) 를 수행하고 탄닌산 농도별 방출 속도 그래프 작성과 pH 조건별 방출 속도 비교하고 물성과 방출 속도의 상관관계 분석을 통해 데이터를 분석한다.

기대 결과

탄닌산 농도가 증가할수록 하이드로겔 구조가 강화되어 식용색소 방출 속도가 감소할 것으로 예상되며, pH 조건에 따라서는 pH 1~1.2 (위) 에서 겔이 빠르게 붕괴되어 빨리 방출되고 pH 6.86 (장) 에서 겔이 더 안정적이어 천천히 방출되는 pH 감응형 하이드로겔의 특성이 확인할 것으로 기대된다. 탄닌산이 들어간 겔은 강도, 접착력, 팽윤율이 더 좋아질 것이다.

특히 탄닌산 1.0%~1.5% 군에서 가장 균형 잡힌 물성을 보일 것이다. 탄닌산 1.0% 수준에서 방출 속도와 물성의 가장 안정적인 균형점이 발견될 것으로 예상되며, 탄닌산이 너무 적으면 겔이 약하고 방출이 빠르지만, 너무 많으면 겔이 너무 단단하고 방출이 매우 느릴 것이다. 이를 통해 pH 감응성 하이드로겔이 위에서는 빨리, 장에서는 천천히 방출하는 원리를 성공적으로 모사할 수 있고, 실제 경구 투여 약물전달 시스템의 기초 원리를 검증할 수 있을 것으로 기대된다.

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주제

전류의 세기에 따라 전기분해로 생성되는 수소의 양은 어떻게 변하는가?

동기

최근 수소가 친환경 에너지원으로 주목받고 있어 수소를 생산하는 대표적인 방법인 전기분해에 관심을 갖게 되었다. 전기분해 과정에서 전압의 변화가 수소 발생량에 어떤 영향을 미치는지 직접 실험하고, 화학의 산화, 환원 반응과 물리의 전기 회로 개념을 함께 이해하고자 이 주제를 선정하였다.

팀원 및 역할

30502 권현기 - 실험 과정 주도

30512 양희태 - 실험 준비물 준비, 실험 진행

30230 최태영 - 문헌 조사, 실험 진행

탐구 방법

1. 물에 탄산수소나트륨을 녹여 전해질 용액을 만든다.

2. 건전지 홀더에 AA 건전지를넣고 흑연심에 연결한다.

3. 전극을 용액에 담가 일정 시간 동안 전기분해를 진행한다.

4. 건전지 개수를 다르게 하여 각각 같은 조건에서 실험을 반복한다.

5. 발생한 수소 기체의 양을 측정하여 비교한다.

기대 결과

본 탐구를 통해 건전지의 개수를 늘려 전압을 높일수록 전기분해가 더욱 활발하게 일어나 음극에서 생성되는 수소 기체의 양이 증가할 것으로 예상한다. 또한 탄산수소나트륨을 녹인 전해질 용액이 이온을 제공하여 전류가 원활하게 흐르도록 함으로써 전기분해 반응이 효과적으로 진행되는 것을 확인할 수 있을 것이다. 실험을 통해 얻은 수소 발생량을 비교, 분석하여 전압 변화가 전기분해 반응에 미치는 영향을 확인하고, 물리에서 학습한 전압과 전류의 개념이 화학에서 학습한 전기분해 및 산화, 환원 반응과 밀접하게 연관되어 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 실험 결과를 그래프와 표로 정리하여 전압과 수소 발생량의 관계를 시각적으로 분석하고, 이론과 실제 실험 결과를 비교함으로써 오차가 발생한 원인을 분석하고 실험의 정확성을 높이는 방법에 대해서도 생각해 볼 수 있다.

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(민호, 병준 )배움너머 탐구 계획서

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(서윤) 배움너머 탐구 계획서

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(혜나 효진) 배움너머 탐구 계획서

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탐구 주제

화학전지와 농도차전지

탐구 동기

최근 기후변화와 탄소 배출 증가로 인해 화석연료를 대체할 친환경 에너지 기술의 중요성이 커지고 있습니다. 특히 해수와 담수의 염분 농도 차이를 이용해 전기를 생산하는 ’농도차 전지‘는 유망한 친환경 기술로 활발히 연구되고 있습니다. 이에 화학전지와 농도차 전지의 원리 및 특성을 비교 실험하여 두 전지의 장단점을 파악하고, 나아가 세계적인 에너지 문제와 탄소중립이라는 미래사회의 과제를 해결하는 데 이러한 전지 기술이 어떤 역할을 할 수 있을지 알아보고자 본 주제를 선정하였습니다.

선정하였습니다.

팀원 및 역할

양희태 : 산화·환원 반응, 전극의 전위 차, 이온 농도 차 등 실험으로 얻은 전압 데이터 비교·분석

권현기 : 실험 결과를 실제 염분차 발전 기술과 연결하여 조사, 기후변화 및 에너지 문제 해결 기여도 분석

실험 방법

1. 전극 표면 처리: 금속판(구리판, 아연판 등)의 표면을 사포로 가볍게 문질러 반응을 방해하는 산화막과 불순물을 깨끗이 제거합니다.

2. 화학전지 용액 배치: 비커 두 개를 준비하여 한쪽에는 1.0M 황산 아연 수용액을, 다른 쪽에는 1.0M 황산 구리 수용액을 같은 부피로 담습니다.

3. 화학전지 전극 삽입 및 연결: 아연판은 황산 아연 수용액에, 구리판은 황산 구리 수용액에 각각 담그고, 두 비커를 염다리로 연결하여 회로를 구성합니다.

4. 화학전지 전압 측정: 집게 전선으로 아연판을 전압계의 (-)극에, 구리판을 (+)극에 연결한 후 발생하는 초기 전압을 측정하고 기록합니다.

5. 농도차 전지 용액 배치: 새로운 비커 두 개를 준비하여 한쪽에는 저농도인 0.1M 황산 구리 수용액(담수 역할)을, 다른 쪽에는 고농도인 1.0M 황산 구리 수용액(해수 역할)을 같은 부피로 담습니다.

6. 농도차 전지 전극 삽입 및 연결: 두 비커에 동일한 종류인 구리판을 각각 하나씩 담그고, 두 비커를 새로운 염다리로 연결합니다.

7. 농도차 전지 전압 측정: 두 구리판을 전압계에 연결하여 전압을 측정하고, 저농도 쪽이 (-)극, 고농도 쪽이 (+)극 역할을 하는지 확인하며 전압 값을 기록합니다.

8. 수용액 농도 변화 실험: 농도차 전지에서 한쪽 농도를 0.1M로 고정하고, 반대쪽 농도를 0.5M, 1.0M, 2.0M로 점진적으로 변화시키며 농도 차이가 커질 때의 전압 변화 경향성을 측정합니다.

9. 전극 종류 변화 실험: 화학전지 실험에서 아연판 대신 이온화 경향이 더 큰 마그네슘판을 사용하여, 두 금속의 표준 환원 전위 차이가 커질 때 기전력(전압)이 어떻게 변하는지 비교합니다.

기대하는 결과

화학전지와 농도차 전지의 전기 에너지 생성 원리를 화학적 관점에서 깊이 있게 이해할 수 있을 것입니다. 또한, 실험 결과를 바탕으로 농도차 전지의 원리를 실제 발전 기술과 연결해 봄으로써, 이 기술이 미래 사회의 에너지 부족 현상과 기후변화 문제를 해결하고 지속가능한 탄소중립 실현에 어떻게 구체적으로 기여할 수 있는지 확인할 수 있을 것으로 기대됩니다.

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(유빈) 배움너머 탐구 계획서

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(유빈) 배움너머 탐구 계획서

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(서희) 배움너머 탐구 계획서

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(은혁) 배움너머 탐구 계획서

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탐구 보고서 및 자기 평가서 양식

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탐구 보고서 및 자기 평가서 양식

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(민호)

https://docs.google.com/document/d/16S3oij9AW-M08Q1o8MgEAj-E8LaRxA98mPxdJtKts5k/edit?tab=t.0

(병준)

https://docs.google.com/document/d/11A5YGbtJeCZkqbq5jJghP9HCxwY7NTyeltRibHygWEs/edit?tab=t.0

(희태)

https://docs.google.com/document/d/11A5YGbtJeCZkqbq5jJghP9HCxwY7NTyeltRibHygWEs/edit?tab=t.0

(태영)

https://docs.google.com/document/d/10kRK-vCSGu2DdXJeYlHp_9tT4HEy27AcW5gB5CUxPng/edit?tab=t.0

(현기)

https://docs.google.com/document/d/1wY-C1mHQSXQqKZYVip71uDs8Bb5ZviytDEHmO4SgPyU/edit?tab=t.0

(유빈)

https://docs.google.com/document/d/1wY-C1mHQSXQqKZYVip71uDs8Bb5ZviytDEHmO4SgPyU/edit?tab=t.0

(서희)

https://docs.google.com/document/d/1ewnSAvup410AoyKiuhkVz51WRIbZbPFm5PDbcaD17Jc/edit?tab=t.0

(서윤)

https://docs.google.com/document/d/1i2idy1d4CarikygTq29PqWvhWGdWZODUJo_B_bEe3iY/edit?tab=t.0

(은혁)

https://docs.google.com/document/d/1mvH56nK0fos992LS5t8EWLAfNZJ4UiNb5FdXRinn_mc/edit?tab=t.0

(혜나)

https://docs.google.com/document/d/1RTZrikY-vRx5KkBeZrGxjL1E5CHQQurQuhB1njGfKzE/edit?tab=t.0

(효진)

https://docs.google.com/document/d/1X7TxvHgg_S_j-v7iiLO4V7pbS_BHd5BNFzn-d4WdHmc/edit?tab=t.0

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(민호) 배움너머 탐구 보고서

# data[].attributes.body
1. 함께 논의한 내용

젤라틴 하이드로겔을 이용해 모의약물(식용색소)의 확산과 방출 특성을 탐구하는 실험을 어떻게 수행할지에 대한 구체적으로 논의했다. 확산 실험과 관련해서 몰드 용량에 맞춰 젤라틴 농도 계산, 색소 용액의 농도와 투입량 그리고 확산이 잘 보이지 않을 때 관찰을 어떻게 조정을 해야하는지에 대해 논의했다.방출 실험에서는 젤라틴 용액애 색소를 미리 섞어 겔을 만든 뒤 물에 넣어 색소가 밖으로 방출되는 과정을 관찰하는 방법, 관찰 시 수돗물을 사용해도 되는지에 대해 의견을 나누었다.

2. 역할 분담 현황

조혜나 - 확산 실험에서 반응이 거의 보이지 않을때 원인이 무엇이고 어떻게 조건을 바꿔야 하는지애 대해 찾아봤다. 또한 예상 실험 결과와 실제 실험 결과를 비교하고 보고서 작성 했다.

지효진 - 실험 결과를 비교하고 보고서 작성 했다.

3. 조사•탐구 진행 상황 현재까지 파악한 내용 요약, 참고 한 자료 링크

젤라틴은 물 속에서 3차원 그물망 구조를 이루며 갤 상태가 되는 단백질로 이 안에는 물과 용질이 함께 채워진다. 이 구조로 인해 갤 내부로 물질이 스며드는 확산 과정과 내부에 있던 물질이 밖으로 빠져나가는 방출 과정을 이해하였다.

확산 실험에서는 젤라틴 농도를 다르게 하여 준비를 하고 겔 표면 중앙에 0.5mL의 식용색소를 떨어뜨려 시간에 따라 흡수되는 정도를 확인하였다. 이론적으로는 젤라틴 농도가 낮을수록 겔 구조가 느슨하고 구멍이 크기 때문에 색소가 더빠르게 확산되고 농도가 높을 수록 구조가 촘촘하므로 확산 속도가 감소하는 음의 상관관계가 나타난다는 것을 정리했다.

방출실험에서는 젤라틴 용액에 식용색소를 미리 섞어 젤라틴 하이드로겔을 만들고 물에 넣고 시간이 지남에 따라 물 색이 얼마만큼 진해지는지에 대해 관찰했다.

온도는 확산과 방출속도에 직접적인 영향을 주는 요인이므로 온도를 최대한 일정하게 유지하였다. 하지만 확산 실험 과정에서 일정시간 이상 관찰을 하였지만 반응이 눈에 띄게 보이지 않았기 때문에 그 원인(잴라틴 농도 계산이 잘못되어 농도가 너무 높아진 경우, 색소 용액 농도가 너무 낮은 경우, 갤이 차가운 상태에서 실험을 진행한 경우 등)을 찾아보고 재실험하였다.

https://blog.naver.com/premeduab/221309282113

https://youtu.be/0mC6ZfojnGY?si=CQjoosbkXVTbh3IS

4. 막히는 부분 또는 해결해야 할 과제 아직 답을 못 찾은 것, 내일 해야 할 것

확산 실험 과정에서 젤라틴 농도를 5%,10%,15%로 각각 다르게 해서 실험을 진행했지만 색소가 겔 안으로 퍼지는 모습이 거의 보이지 않았고 이 현상이 실제로 확산 속도가 매우 느리기 때문인지 아니면 젤라틴 농도가 실험 설계 했을 때와 다르게 너무 높아 겔이 단단해져서 그런 것 인지 아니면 색소 용액이 너무 묽어서 눈으로는 변화를 구분하기 어려운 것인지의 원인을 찾지 못했다.

실제 실험과정과 실험 설계에서 설정해 두었던 조건들을 비교하고 실제 실험과정에서 달라졌던 부분들을 정리해야한다

5. 내일 계획

실험을 진행하기 위해 필요했던 개념들을 정리하고 실제 실험에서 진행된 실험과정과 결과를 분석하고 구체적으로 정리하여 보고서를 작성해야한다.

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① 함께 논의한 내용 (3~5줄)

폴리아닐린 합성 이후 전도도 측정에서 저항값이 예상과 같게 나온건지, 다르게 나온건지 논의했다. 이론과 큰 차이가 없는지, 어떤 점이 많이 다른지 논의하며 실험 결과값 추출에 대한 내용을 고민하였다. 또한 데이터 시각화는 구체적으로 어떻게 진행 할 것인지에 대해서도 이야기했다.

② 역할 분담 현황

김민호 / 전체적인 탐구 흐름 및 실험 설계

최병준/ 문헌 조사 및 구체적 실험 설계 / 데이터 시각화

③ 조사·탐구 진행 상황

폴리아닐린 합성 이후 전도도 측정까지 다 마친 상태이다. 이제 진행한 실험을 분석하며 어떤 점이 예상과 다르게 나왔고 그 원인이 무엇인지 조사해봐야 한다.

④ 막히는 부분 또는 해결해야 할 과제

최종적인 데이터 시각화 이후 그래프(회귀분석)제작

⑤ 내일(목) 계획

보다 완성도 높은 보고서 제작을 위해 각자 추가적인 문헌 조사를 진행해야 한다.

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조사탐구 진행 상황

염료감응형 태양전지는 염료 분자가 빛을 흡수하여 전자를 들뜨게 하고 이 전자가 TiO₂ 반도체층을 통해 이동하면서 전류를 발생시키는 태양전지이다. 여기에 쓰이는 천연염료에는 안토시아닌, 베타레인, 엽록소 등이 있다.

이번 실험에서는 블루베리 껍질의 안토시아닌 염료를 이용해 염료감응형 태양전지를 만들어 직접 빛을 받았을 때 전압이 커지는 것을 확인하고자 한다. 현재는 제작과정에서 블루베리 염료로 TiO2 막을 염색해 전지를 만들고 전압을 측정하는 단계가 남아있다. 전도성 유리 위에 TiO₂ 페이스트를 바르고 가열하여 광전극을 만들었으나, 염색 과정에서 TiO₂ 막이 전도성 유리에서 떨어지거나 뽀개지는 문제가 발생하였다. 이는 TiO₂ 막이 너무 두껍거나 막 내부의 수분이 충분히 제거되지 않은 상태에서 가열되어 막이 수축·균열되었기 때문으로 해석할 수 있다.

https://parangsolar.tistory.com/m/888

막히는 부분 또는 해결해야할 과제

왜 이산화타이타늄과 아세트산을 섞은 혼합물에 블루베리를 염색하는 과정이 잘 진행되지 않았다. 페트리접시에 블루베리 염료를 놓고 혼합물을 담구어 염색하려 했지만 담굴때마다 혼합물이 깨졌다. 그래서 혼합물을 그대로 두고 스포이드를 이용해 블루베리 염료를 올렸는데 올리면서 혼합물이 염료와 섞였다. 그래서 이산화타이타늄과 아세트산을 섞을 때 블루베리를 첨가해 함께 섞어 전지를 만들었다. 하지만 원래 설계한 실험을 성공시키기 위해서 염료의 문제인지, 이산화타이타늄과 아세트산 혼합물의 문제인지 찾아봐야 한다.

내일 계획

다른 방법으로 블루베리 염색의 실패 원인을 찾아보고 보고서를 작성한다.

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1.함께 논의한 내용

탄닌산 첨가 알긴산 하이드로겔의 pH 감응성 식용색소 방출 속도 조절을 주제로 실험 방향을 논의하였다. pH 1과 pH 6.8 완충용액을 사용하는 이유와 하이드로겔의 방출 원리를 조사하고 탄닌산 농도가 증가할수록 가교밀도가 증가하여 식용색소의 방출 속도가 감소할 것이라는 가설을 세웠다. 또한 탄닌산의 양을 과도하게 사용할 시 알긴산과 너무 강하게 결합해서 하이드로겔이 너무 단단해져 비드 모양이 안 만들어질 수도 있고 약물 방출이 거의 안 되어 결과 비교가 어려워 질 수 있다고 예상하고 있다.

2 역할 분담 현황

팀원 이름 /맡은 역할오늘 한일

김유빈/ 이론조사, 실험설계 등 역할을 맡았고 오늘 실험과정 조사한다, 탄닌산이 다른 실험에서 어떻게 쓰였고 어느정도로 쓰였는지 조사한다, 탄닌산의 농도 설정에 대해 조사한다.

3.조사,탐구 진행 상황

현재까지 파악한 내용 요약, 참고 한 자료 링크

알긴산과 칼슘 이온의 이온성 가교결합, 탄닌산의 수소결합 형성 원리를 조사하였다. 또한 pH 1은 위 환경, pH 6.8은 장 환경을 모사하기 위한 조건이고 pH에 따라 식용색소 방출 속도가 달라진다는 점을 확인하였다. 탄닌산의 농도가 증가할수록 가교 구조가 치밀해져 방출 속도가 감소할 것으로 예상하였다. 따라서 농도를 1%, 2% 등 적은 양을 사용하고 10%의 많은 양을 사용하여서 탄닌산의 농도가 과도하면 비드 생성 자체가 안 된다는 것을 확인해야한다.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37562481/?utm_source=chatgpt.com

4.막히는 부분 또는 해결해야 할 과제 아직 답을 못 찾은 것, 내일 해야 할것

탄닌산의 농도, 탄닌산의 양이 과도하다는 양의 기준을 아직 찾지 못하였고 과도할수록 비드 생성이 안된다는 것에 대한것도 아직 답을 찾지 못하였다. 또한 탄닌산 용액과 알긴산 용액을 혼합하는 것이기 때문에 탄닌산의 농도가 바뀌게 되는데 그렇다면 탄닌산과 알긴산 혼합 용액의 탄닌산 농도를 1%로 맞추고 싶다면 알긴산과 혼합했을 때 탄닌산의 농도가 변화되는 것에 대해 혼합하기 전 탄닌산 용액을 만들 때 1%용액으로 맞춰야하지 않아야 한다고 생각하여 탄닌산용액의 탄닌산 농도를 다시 설정해야한다. 조사결과 혼합 용액이 1%여야 하기 때문에 탄닌산 용액을 만들때 원래는 0.5g이 들어갔지만 0.5g을 더 추가해 1g으로 만들어야한다. 내일 오늘 한 실험설계를 바탕으로 실험을 진행한다.

5 내일(목) 계획

보고서 작성을 위해 오늘 밤~내일

각자 할 일

오늘 탄닌산 농도를 어떻게 설정해야 하는지 정하고 내일 오늘 실험설계 한 것을 바탕으로 실험을 진행한다.