환경공 화생공 생명공 전공자의 통합과학 생기부 세특 예시, 인공 잎 설계

환경공 화생공 생명공 전공 희망자의 고등학교 생기부 교과목 세특 예시 안내 포스팅입니다. 환경공학, 화생공, 생명공학 전공을 노리고 있는 학생들의 경우, 고등학교 1학년 교과목 세특에서부터 다양한 분야의 주제들을 미리 만들어두는 것이 고등학교 2, 3학년에서 확장하고 심화하기에 유리합니다. 

 

환경공 화생공 생명공 통합과학 생기부 세특 예시

 

 

환경공 화생공 생명공 분야를 전공하기를 희망하는 학생들의 경우, 전공 특성 상 고등학교 1학년부터 다양한 분야의 주제들을 생기부에 기술하는 경우가 많고, 고등학교 1학년 2학기나 고등학교 2학년이 되면 기존 생기부의 주제들을 심화하여 기술하거나, 실험 과정을 연결하여 실험 과정까지 생기부에 기술하는 경우가 많아 고등학교 1학년때부터 다양한 주제가 필요한 것이 일반적입니다.

 

 

환경공 화생공 생명공 전공자의 통합과학 생기부 세특 예시

환경공학, 화생공, 생명공학 분야의 전공을 희망하는 학생들을 대상으로 기술된 생기부 교과목 세특 예시 안내이며, 교과목은 통합과학 교과목의 신소재 단원입니다. 신소재 단원 내 생체모방기술에 대한 내용으로 기존에 알려진 생체 모방 기술 이외의 새로운 생체 모방 기술에 대한 탐구로 생기부 세특 내용을 시작해볼 수 있습니다.

주제로 잡은 내용은 생체모방기술 중 식물의 나뭇잎에서의 광합성 과정을 모방한 인공 잎 설계입니다. 독립영양생물인 식물을 제외하면 자연에서 자발적으로 에너지 생산이 가능한 생명체는 존재하지 않으므로 인간 역시 자연에서 에너지를 얻기 위하여 일반적으로 화석연료를 활용합니다. 

 

화석연료의 활용은 에너지원으로서는 효율도 높고 전환 방법도 다양하여 좋은 선택이지만 석탄과 석유 등의 화석연료 이용을 통해 발생하는 이산화탄소는 대기 중 온실기체로서 지구온난화를 가속화시키고 이는 다시 환경 문제로 사람에게 돌아오는 부작용을 야기합니다. 

 

이에 화석연료의 사용을 통한 이산화탄소 방출량 감소를 위해 다양한 연구들이 진행되고 있으며 국제적 국가적 차원에서의 협약 및 탄소 중립 정책들도 다양하게 진행되고 있어 화석연료 이외의 에너지원 개발은 필수가 되었다고 할 수 있습니다. 

 

이에 연구진들은 여러 방법으로 화석연료 이외의 에너지원 개발을 위해 노력하고 있고, 이 중 환경에 악영향을 끼치는 이산화탄소 발생 대신에 이산화탄소를 활용하여 광합성을 모방하여 새로운 에너지원을 개발하는 화학적 생물학적 연구 방법이 각광을 받고 있습니다. 

 

참고자료 : 

인공나뭇잎, 님도 보고 뽕도 따고, 친환경이고 수소생산하고 | 인사이트리포트 | 삼성SDS

 

 

태양 에너지와 물, 그리고 대기 중의 이산화탄소를 이용하여 포도당을 합성하는 식물을 포함한 독립영양생물의 광합성 경로는 모방만 가능하다면 더할 나위 없이 좋은 에너지원이 될 것입니다. 

 

이에 여러 연구진들은 태양에너지를 이용하여 에너지원을 합성하되 광자를 이용하여 에너지를 모으고 이 에너지를 이용하여 물을 수소 연료로 전환하는 방법에 초점을 맞추고 있습니다.

 

프로토 타입으로는 잎 모양의 인공잎을 만들어 모방하는 기술이 활용되었으며, 이는 안테나 색소와 중심 색소를 나누어 가지고 있으며, 틸라코이드막에서 전자전달을 통해 에너지 효율을 극대화한 나뭇잎의 에너지 생성 과정을 모방할 수 있었습니다. 

 

여기에 나뭇잎의 태양에너지 첫 단계인 안테나 색소와 중심색소를 통합 빛의 집중화를 모방하되 이산화티타늄 기반 인공 무기 잎을 활용하여 이를 수소 생산을 위한 광촉매로 사용하여 수소 생산 효율 증대를 모색하는 것이 기본 아이디어였습니다. 

 

초기 모델인 인공 무기 잎 디자인은 식물의 색소 분포와 전자전달계를 모방한 것이었다면 최근 진행되고 있는 수소 생산 효율 증대를 위한 광촉매는 백금과 이산화티타늄을 반도체에 결합하여 수소 생산 효율을 모방하는 것으로 그 방향성이 전환되었습니다. 

 

참고자료 : 

화공 용기중 교수팀, “햇빛 비추면 수소가 펑펑”…고효율 광촉매 나왔다 | 포항공과대학교

 

 

교과서에서만 볼 수 있는 생체 모방 기술이 아니라 현재에도 실생활에서 새로운 에너지원의 개발이나 새로운 소재 개발을 통한 효율 증대 등을 모색하며 자연 모방 기술이 활용되고 있음을 살펴보며, 통합과학 뿐 아니라 물리학, 화학, 생명과학 등 다양한 분야의 종합적인 지식을 갖는 것이 중요함을 확인하는 계기가 되었음을 작성하여 정리할 수 있습니다. 

 

이상은 환경공학, 화생공, 생명공학 분야의 전공을 희망하는 학생들이 활용할 수 있는 통합과학 교과목의 생기부 세특 예시 안내 포스팅이었습니다. 연관되는 주제나 기타 주제는 아래 카테고리에서도 확인해보실 수 있습니다. 

 

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