• 제목/요약/키워드: 에너지보존

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3차원(次元) 탱크내에서의 액체(液體) 슬로싱의 수치(數値) 해석(解析) (Numerical Simulation of Liquid Sloshing in Three- Dimensional Tanks)

  • 황종흘;김일수;설영수;이세창;전영기
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.12-18
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    • 1991
  • 3차원(次元) 탱크내에서의 유체(流體)의 슬로싱 현상(現象)에 관하여 경계적분법(境界積分法)의 패널 방법(方法)을 이용한 경계치(境界値) 문제해법(問題解法)으로 수치계산(數値計算)하였다. Shinkai는 경계요소(境界要素)의 소오스의 세기가 절점(節点) 사이에서 선형변화(線型變化)하도록 계산하였음에 반하여 본 연구에서는 삼각형(三角形)패널마다 일정(一定)한 세기의 소오스를 분포(分布)시켰다. 각(各) 시간(時間)단계에서의 소오스의 세기는 Green 정리(定理)에 의한 제2종(第2種) Fredbolm적분(積分) 방정식(方程式)을 풀어서 구하며, 시간(時間)이 경과함에 따른 수치 계산과 이에 따른 오차(誤差)의 누적을 피하기 위하여 Adam-Bashforth-Moulton 방법(方法)을 이용하였다. 강제조화(强制調和)동요하는 선박의 구형(球形)탱크가 부분적재(部分積載)된 경우에 대하여 수치(數値)계산한 결과, 자유표면(自由表面)의 높이 계산치(計算値)는 Shinkai의 결과와 비교한 바 비교적 적은 시간동안에는 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 본 수치 계산방법(方法)의 정도(精度)를 검토하기 위하여 입력(入力) 및 출력(出力) 에너지가 보존(保存)되는지를 확인하여 보았는데, 시간이 경과되면서 약간의 오차가 있지만 문제의 비선형성(非線型性), 모델의 패널수가 작음을 감안할때는 인정할 만한 정확도(正確度)로 판단된다.

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Vortex Hybrid 로켓 난류연소과정의 모델링 해석 (Numerical Modeling for Turbulent Combustion Processes of Vortex Hybrid Rocket)

  • 조웅호;김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.244-245
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    • 2003
  • 고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

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느타리버섯 통조림의 전열특성 (Heat Penetration of Canned Oyster Mushroom)

  • 이동선;박노현;신동화;민병용
    • 한국식품과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.206-210
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    • 1984
  • 느타리버섯 통조림의 관형별 및 살균온도에 따른 충전고형량별 열침투특성을 측정하고 이에 따른 제반 살균조건을 검토하였다. 고형량비가 감소함에 따라 $f_h$값은 급격히 감소하다가 관형에 따른 특정 고형량비, 즉, 4호관의 경우 고형량비3/5, 버섯 4온스관의 경우 고형량비 2/5, 휴대관의 경우 고형량비 1/5 이하부터 안정된 값을 나타냈고 온도의 영향으로는 높은 가열온도에서 낮은 $f_h$값으로 열전달이 약간 빠른 경향을 보여 주고 있었다. $f_h$값으로 본 경향으로는 관형의 L/D 값이 클수록 높은 고형량비에서 전도에서 대류로 열전달형태가 바뀌어지고 있었고 $j_h$값은 고형량비가 감소함에 따라 1.0에 가까와 지고 있었다. 열침투특성에 의해 결정되는 살균시간면에서는 품질보존을 고려하여 고형량비는 3/5이하로 관리되어야 하는 것으로 나타났다. 단위고형물당 살균시간으로 비교할 때 큰 관형일수록 작은 값을 보여 주고 고형량비 2/5이상에서 안정된 작은 값을 나타내고 고형량비 3/5에서 가장 작은 값을 나타내었다. 단위고형물당 살균에너지소비 측면에서는 고형량비 3/5이상이 경제적이었다. 위의 제반 살균조건면에서 전체적으로 고려할 때 관형에 관계없이 고형량비 3/5으로 조정하여 살균 가공함이 최적조건이었다.

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니켈티타늄 파일의 부식에 영향을 미치는 다양한 환경 조건 비교 (Comparative analysis of various corrosive environmental conditions for NiTi rotary files)

  • 염지완;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권4호
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    • pp.377-388
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    • 2008
  • 이 연구에서는 다양한 부식 환경하에서 니켈티타늄 파일에 대한 부식 경향을 전기화학적 검사와 시각적 검사를 이용해 비교 평가하였다. 각 45개의 21 mm ProTaper Universal 52와 21 mm #25/0.06의 Hero642 file을 기계적 하중 여부, 저장 용액(증류수 및 차아염소산나트륨), 저장 온도(22$^{\circ}C$ 및 55$^{\circ}C$), 파일 종류에 따라 18개의 그룹(n = 5)으로 나누었다. 40개의 발거 치아 근관을 성형한 후 18시간 동안 저장 용액에 조건에 따라 보관하였다. 부식 산물의 생성 여부나 변색 등을 관찰하고 주사전자현미경을 이용해 각 시편을 다양한 배율에서 관찰하였으며 에너지 분산형 X선 분광기로 성분 분석을 하였다 전기화학적분극시험을 통하여 새 파일과 근관 성형에 사용한 파일의 부식저항성을 검사하였다. 본 실험 조건하에서는 저장 용액의 종류와 보관 온도가 니켈 티타늄 파일의 부식에 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 이종 금속이 존재하는 경우 갈바닉 부식의 영향으로 인해니켈 티타늄 파일의 부식 경향이 증가할 수도 있음을 보였다.

환경기술과 정보기술 관점에서 바라본 세계 스마트시티의 형태적 진화 (Morphological Evolution of World Smart City in View of Environment Technology and Information Technology)

  • 한주형;이상호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.201-209
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    • 2019
  • 본 연구는 세계 스마트시티의 미래상을 위해 형태적 진화과정을 파악하는데 목적을 두고 있다. 주요 연구내용과 방법은 스마트시티에 융합 된 환경기술과 정보기술을 4개 대륙과 우리나라로 나누어 비교하였다. 이를 통해 연관성 분석과 시기별 디바이스/기술의 융합개수 분석을 하였다. 분석 자료는 우리나라를 포함한 세계 32개 스마트시티 사례이고, 시기는 4개의 범위 이다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 1기의 스마트시티는 환경의 보존, 기존도시의 고유형태 고수, 필요한 디바이스/기술을 충족하는 형태적 진화였다. 둘째, 2기의 스마트시티는 정보기술 중심 개발을 통한 형태적 진화였다. 셋째, 3기의 스마트시티는 정보기술의 고도화와 환경기술의 에너지생산 그리고 관련된 디바이스/기술이 융합된 형태적 진화였다. 넷째, 4기에는 모든 기술의 고도화 과정을 통해 융합, 소멸, 그리고 새로운 환경기술과 정보기술이 창조되는 형태적 진화였다. 결과적으로, 스마트시티의 형태적 진화는 환경기술과 정보기술 간의 차별적 개발이 아닌, 융합형태의 유기적인 도시구조로 변화될 것이다. 더불어, 이러한 반복적인 기술의 융합과정을 통해 스마트시티의 형태는 계속해서 진화될 것이다.

전통주거공간의 환경친화적 설계기법 추출 및 현대적 적용 - 경상북도 독락당을 사례로 - (A Study on the Environmentally-friendly Design Techniques Extract and Applying Modern of Traditional Residential Area - The Case of Dokrakdang in Kyungbuk Province -)

  • 허준;송병화
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.63-72
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    • 2011
  • 본 연구는 전통주거공간 속에서 환경친화적인 설계기법과 원칙을 파악하여 그 원리를 재정립하고자 수행되었다. 이를 위해서 문헌연구를 통해 전통주거공간에 반영된 환경친화성을 자원보전적 측면, 입지적 측면, 공간구성적 측면으로 구분하고, 사례지를 선정하여 현대적 적용방안을 모색하였다. 사례지는 조선시대에 조영된 상류주택 중 비교적 원형이 잘 보존되고 있으며, 양호한 건축년도가 명확한 주택인 독락당을 선정하였다. 입지적 측면에서는 지형의 변경을 최소화하는 건물축조기법을 하고 있었으며, 환경보전적 측면에서는 열환경조절을 위해 실내 온도를 조절한 기법을 볼 수 있었다. 물질순환 측면에서는 자연재료의 재활용을 하고 있었으며, 수순환기법 및 조절을 통해 물을 적극적으로 활용하였다. 또한, 경관조망을 중요시 하여 내부에서 외부로 바라보는 경관의 다양한 조절을 통하여 내부공간을 외부로 확장시키고 끌어들이는 기법을 활용하였다. 현대적 공간에서의 전통성 추구는 단순히 단절된 전통의 복원이나 회복에 있기 보다는 전통 공간 속에 내재하는 구성원리 등을 추출하여 현대의 사회적, 문화적 환경공간에 대한 이해의 바탕위에서 수용 가능하다. 전통주거공간에 있어서 환경친화적 설계기법은 오랜 시간동안 경험에 의해 발전된 것으로 이의 현대적 적용은 지구환경과 에너지 문제를 해결하고 쾌적한 인간의 생활환경을 창출해 낸다는 점에서 중요한 의미를 내포하고 있다.

무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기반 Sleep Deprivation Attack 탐지 모델 (Sleep Deprivation Attack Detection Based on Clustering in Wireless Sensor Network)

  • 김숙영;문종섭
    • 정보보호학회논문지
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    • 제31권1호
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    • pp.83-97
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    • 2021
  • 무선 센서 네트워크를 구성하는 무선 센서는 일반적으로 전력 및 자원이 극히 제한적이다. 무선 센서는 전력을 보존하기 위해 일정 주기마다 sleep 상태로 진입한다. Sleep deprivation attack은 무선 센서의 sleep 상태 진입을 막음으로써 전력을 소진 시키는 치명적인 공격이지만 이에 대한 뚜렷한 대응책이 없다. 이에 본 논문에서는 클러스터링 기반 이진 탐색 트리 구조의 Sleep deprivation attack 탐지 모델을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 sleep deprivation attack 탐지 모델은 기계학습을 통해 분류한 공격 센서 노드와 정상 센서 노드의 특징을 사용한다. 이때 탐지 모델에 사용한 특징은 Long Short-Term Memory(LSTM), Decision Tree(DT), Support Vector Machine(SVM), K-Nearest Neighbor(K-NN)을 이용하여 결정하였다. 결정된 특징은 본 논문에서 제안한 알고리즘에 사용하여 공격 탐지를 위한 값들을 계산하였으며, 계산한 값을 판정하기 위한 임계값은 SVM을 적용하여 도출하였다. 본 논문에서 제안하는 탐지 모델은 기계학습으로 도출된 특징과 임계값을 본 논문에서 제안한 탐지 알고리즘에 적용하여 구성하였으며, 실험을 통해 전체 센서 노드 20개 중 공격 센서 노드의 비율이 0.35일 때 94%의 탐지율을 갖고 평균 에너지 잔량은 기존 연구보다 최대 26% 향상된 결과를 보였다.

문헌분석을 통한 동아시아 습지 변화 요인 및 영향 분석 연구 (A Study on the Changing and Influence Factors in East Asia Wetland through Literature Analysis)

  • 유영훈;;이하늘;김경훈;이준형;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.260-276
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    • 2021
  • 습지는 습지를 구성하는 내·외부적 환경으로부터 끊임없이 영향을 받으면서 크고 작은 변화를 겪는다. 람사르 등록 습지의 약 15%가 위치하고 있는 동아시아 지역은 다양한 습지 유형, 생물 다양성 등으로 매우 보존가치가 높은 지역이지만, 기후변화 등의 요인으로 습지 면적의 감소, 생물 다양성 훼손 등의 문제가 제기되고 있다. 이를 완화하고 습지의 지속적인 관리를 위해서는 습지의 변화 요인을 파악하고, 각 요인이 어떤 영향을 미치는지 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 동아시아 지역의 습지관련 문헌분석을 통해 습지의 변화에 영향을 주는 요인을 도출하고, 영향 요인별 관계를 분석하여 향후 습지 변화요인을 고려한 연구방향을 제시하였다. 대부분의 동아시아 지역 국가는 직접적인 요인 내 추출 요인과 간접적인 요인 내 물-에너지 인프라, 관광/레저 요인에 대한 연구가 부족하였다. 또한 각 요인 간 연결성 및 관계 분석 결과와 Ramsar에서 제시한 요인 간 관계표를 통해 추가적인 연구에 대한 방향을 제시하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과들은 동아시아 지역의 연구개발 협력체계 구축, 습지 관리 역량 강화 등에 기여할 것으로 판단된다.

순환경제 관점에서 본 플라스틱 식품포장재 재활용의 안전성에 관한 고찰 (A Study on the Safety of Food Packaging Materials from the Perspective of the Circular Economy)

  • 김미경
    • 한국포장학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.149-158
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    • 2021
  • 식품포장의 발전은 식품 제조 및 식품 공급을 안전하게 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 식품포장은 식품의 보관, 취급, 운송 및 보존을 용이하게 하며 음식물 쓰레기를 최소화하는데도 기여하고 있다. 반면에 식품포장재는 생산량이 많고 사용 시간이 짧고 폐기물 관리 및 쓰레기와 관련된 환경문제 발생을 가속시키고 있으므로, 포장 기술은 식품 보호와 에너지 및 재료 비용, 환경사회적 의식 고양, 그리고 오염물질 및 도시고형폐기물 처리에 대한 엄격한 규제 등의 문제와 균형을 이루며 발전되어야 한다. 자원의 절약과 재활용을 통해 지속가능성을 추구하며 폐기물 생성 및 탄소배출을 줄이는 순환경제(Circular Economy)가 이미 도입되었다. 자원고갈과 환경오염을 최대한으로 줄이는 친환경 경제시스템을 활성화하여 감량, 재사용, 재활용, 재설계로 순환경제의 목표를 실천하면 식품포장이 환경에 미치는 영향도 줄일 수 있을 것이다. 이 고찰에서는, 재활용이 현재 포장 폐기물을 관리하는 중요한 수단으로 여겨지기 때문에 재활용 식품포장의 안전성 측면에 중점을 두어 설명하였다. 재활용은 잠재적으로 위험한 화학물질이 포장재에서 또는 식품으로 이행된 후의 그 수준을 증가시킬 수 있으므로 재활용 포장재의 안전성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 플라스틱, 종이 및 판지, 알루미늄, 강철 및 다중재료 다층 포장 등 다양한 식품포장 재료가 일반적으로 사용되나 여기서는 가장 사용 비중이 크고 사용 후 문제가 심각하게 증가되고 있는 플라스틱 식품포장재의 재활용 안전성에 대해서만 고찰하였다.

소성 처리된 굴 패각을 활용한 PLA/PBAT 복합필름의 항균 포장재 적용 연구 (Application of PLA/PBAT Composite Films Containing Calcined Oyster Shell Powder for Antimicrobial Packaging)

  • 오예나;박기태;서종철
    • 한국포장학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.79-86
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    • 2023
  • 최근 플라스틱 포장 폐기물 및 굴 패각이 야기하는 환경문제와 장기간 식품의 품질 보존을 위한 액티브 패키징이 주목받고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 PLA/PBAT 복합필름에 OSP의 함량을 서로 달리하여 이축 압출기로 PLA/PBAT-OSP 복합필름을 제조하였고 항균 포장재로써 적용가능성을 확인하였다. 이를 위해 화학적 특성, 표면 특성, 열적 특성, 기계적 특성 및 항균성을 평가하여 분석하였다. PLA/PBAT-OSP 복합필름의 고분자 매트릭스 내에서 OSP의 물리적 분산을 확인하였으며, OSP의 함량이 증가함에 따라 항균성이 증가하였다. 특히 OSP 5%, OSP 10% 필름에서는 99% 이상의 항균성을 나타내어 제조된 필름이 우수한 항균성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 OSP의 함량의 증가는 PLA/PBAT-OSP 매트릭스 내의 OSP 응집을 일으켜 기계적 물성의 저하 및 표면의 거칠기 증가가 나타났으며, 이는 필름의 표면 에너지 증가로 이어졌다. 결론적으로 PLA/PBAT-OSP 복합필름은 미생물로 인한 식품의 부패를 막기 위한 포장재로 적용될 수 있지만, 이를 위해 OSP의 분산성과 필름의 기계적 물성을 향상시키기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.