• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.330-337
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• 2015

본 연구는 제 1원리 계산을 기반으로 여러 BN-그래핀 하이브리드 구조들의 결합 에너지와 밴드갭을 계산하여 그 경향성을 분석했다. 그 결과 하이브리드 구조의 에너지 안정성은 BN영역과 C영역의 결합 개수에 반비례한다는 것을 확인하였으며 결합에너지와 밴드갭이 유사한 서로 다른 두 구조에 대해서는 BN의 비율이 더 높은 구조가 더 안정한 구조라는 것을 보였다. 태양전지에 사용되기 가장 적합한 구조는 육각형의 BN 테두리를 기반으로 한 구조인 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.242-242
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• 2011

현재 반도체 및 디스플레이 장비들이 공정 매개변수 및 플라즈마 변수를 독립적으로 제어하기 위하여 전원 주파수를 다양하게 사용된다. 플라즈마의 상태나 에너지 전달 효율은 반도체 및 디스플레이 공정에 중요한 요소이다. 따라서 플라즈마 발생장치의 전원 주파수를 바꾸었을 때의 플라즈마 밀도와 에너지 전달 효율에 관하여 연구하였다. 공정용 유도 결합 플라즈마(ICP)를 발생시키기 위하여 신호 발생기에서 전력 증폭기와 임피던스 정합회로(Matcher)를 거쳐 반응 용기에서 플라즈마를 발생시켰다. 6 mTorr의 압력에서 주파수는 13.56 MHz에서부터 80 MHz까지, 15~60 W의 전력을 인가하였다. 플라즈마의 에너지 효율을 측정은 제작한 로고스키코일(Rogowski Coil)을 이용하여 시스템 전반을 등가회로로 계산하였으며, 플라즈마 밀도는 반응용기 중앙에서 부유 탐침법을 적용하여 도출하였다. 같은 전력 조건에서 주파수가 증가함에 따라 플라즈마 밀도가 증가함을 볼 수 있었다. 그러나 플라즈마 에너지 효율은 주파수가 높아짐에 따라 점점 커지다 작아지는 경향을 볼 수 있었다. 에너지 전달 효율의 변화는 정합회로의 표피효과(Skin effect)에 기인하며 플라즈마 밀도의 변화는 이온의 에너지 손실에 기인한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (2)
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• pp.256-258
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• 2005

분자모델링 시뮬레이션 도구는 신 물질과 신약개발을 위한 가상 실험을 하는데 사용되는 중요한 도구이다. 이 도구는 분자 물질간의 결합을 통하여 에너지 계산을 하여 가장 낮은 에너지 준위를 보여주는 위치를 탐색한다. 에너지 결과를 빠르게 제공하면 사용자가 분자 물질을 결합하여 안정된 위치를 찾는데 많은 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 에너지 계산을 고성능으로 처리 할 수 있는 분산처리시스템과 실시간 응답성 보장 스케줄링 알고리즘을 적용한 환경에 사용자 입력 예측 시스템을 추가하여 에너지 계산을 기존 시스템 보다. 빠르게 요청하였으며, 에너지 계산 결과의 응답성을 향상 시켰다. 또한 사용자 입력 예측시스템에서 발생하는 오차의 문제를 예측 시스템의 운영 방식을 통해 해결 방법을 제시하고 있다. 본 연구는 에너지 결과의 응답성 보장을 통하여 사용자가 좀 더 빠르게 안정된 결합 위치를 찾도록 도와준다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.147-150
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• 2015

Polynitrogen Compounds (PNC)는 질소만으로 이루어진 물질을 칭하며, 주로 질소간의 단일 결합과 이중결합으로 이루어져 있다. 질소 간 단일결합에너지 38.4kcal/mole에 비해 유난히 큰 229kcal/mole의 삼중결합 에너지 덕택에 PNC는 고에너지 물질로 큰 각광을 받고 있다. PNC는 합성과정이 큰 흡열반응으로 실험이 까다로워 이론적인 연구가 많이 진행되어왔다. 그 중에서 고리형태의 $N_5{^-}$가 안정할 것으로 예측되며, 실험적으로도 발견되었다. $N_5{^-}$를 안정화시키기 위해 많은 연구가 진행되었으며 그 중 하나가 금속과의 결합을 통한 화합물의 안정화이다. 본 연구에서는 $N_5{^-}$와 Cyclopentadienyl($C_5H_5{^-}$)이 전자구조나 기하학적 구조가 매우 유사함에 착안하여 이미 상대적으로 많은 합성이 보고되어 있는 $M(C_5H_5)_3$, $M(C_5H_5)_4$의 전이금속 M구조에 대하여 아직 발견되지 않은 $M(N_5)_3$, $M(N_5)_4$ 화합물의 구조와 열역학적 안정성을 알아보도록 한다. 본 연구에서 찾아진 $Zr(C_5H_5)_4$은 현재까지 실험적으로 보고된 $M(C_7H_7)(C_5H_5)$ 클러스터 구조에 비해 질소함유량이 약 67% 더 높다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.141-141
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• 2010

과학기술은 기술영역간의 관계를 통해 고유한 연구영역을 그리며 발달하며, 이는 학제의 다양성을 바탕으로 기존 기술들이 독특한 결합과정의 형성을 의미한다. 기술의 결합과정은 지식의 결합과정 관점으로 이해할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 에너지산업과 다른 특성을 갖는 신 재생에너지의 기술발전경로를 '지식흐름'의 관점에서 탐색하여 신 재생에너지 연구의 학제 구조 및 다양성을 살펴보고자 한다. 계량서지학적 분석은 데이터 수집의 간편성 및 초기 연구결과물 분석에 적용할 수 있다는 장점에 의해 여러 분야에서 폭넓게 응용되어 왔다. 특히, A.L Porter(1984)에 의해 'citation'을 이용한 학제간관계 측정에 적용하여 계량서지학적 방법을 바탕으로 지식흐름을 관찰하는데 선구적인 방법을 제시하였다. 또한 Tijsen(1992)은 동시분류분석방법을 적용하여 네덜란드 에너지 연구분야의 학제구조를 분석하였고, Kajikawa(2007)은 에너지분야의 신기술인 태양전지와 연료전지에 한정하여 인용네트워크 분석을 수행하여 연구발전의 경향을 알아보았다. 이에 본 연구에서는 계량 서지학적 방법의 하나인 co-classification 방법론을 적용하여 태양광 분야 중 태양전지에 초점을 맞추어 학제 간 다양성 분석 연구를 수행 하였다. 태양광은 신 재생에너지 중 전후방연관 파급효과가 가장 큰 분야이며, 반도체 기반기술을 바탕으로 그 기술을 전개할 수 있기에 국내 산업과의 연관도가 높은 산업이다. 태양전지의 연구 동향 파악 및 고유의 연구영역을 도출을 분석하기 위한 기본 자료는 ISI의 'Web of Science'를 기반하여 수집하였다. 또한 태양광 연구의 연구구조 파악을 위하여 계량서지학분석의 하나인 'co-classification' 방법론을 추가적으로 적용하여 학제간의 분석을 수행하였다. 분석결과 1979-2009년까지의 태양전지 연구 논문 2,602개를 바탕으로 동시에 2개 이상의 SC를 포함한 논문은 총 논문의 51.8%이며, 출현한 SC는 65개로 분석되었다. 이 중 2개 이상의 SC가 동시에 출연한 횟수는 증가하는 경향을 가짐을 알 수 있었다. 이는 과학기술의 발전이 기술의 결합과정 또는 지식의 결합과정 관점으로 이해할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.200-201
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• 2017

무선전력전송 시스템의 전력 수신부는 많은 경우 송신부에 비해 크기가 작으므로 자계결합 에너지링크 코일의 권선을 비대칭으로 설계할 필요가 있다. 본 논문은 직렬 공진 보상 구조의 자계결합 무선전력전송에서 에너지링크 전압이득과 전력전송효율을 동시에 고려해 전력변환회로 관점에서의 비대칭 코일의 도식적인 분석 및 설계 방법을 제안한다. 제안하는 설계평면을 통해 에너지링크 코일의 정렬이 어긋날 때 혹은 부하요구가 변할 때 에너지링크의 전압이득과 전력전송효율 변화를 직관적으로 예측할 수 있으며 주어진 설계조건에 따라 에너지 링크를 간단히 설계할 수 있다. 본 제안방법은 회로 시뮬레이션을 통해 검증 되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.697-698
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• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.174-174
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• 2006

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.89-100
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• 2013

생물정보학의 다양한 이론적 내용과 계산적 방법들이 갈수록 전문화 되어짐에 따라 신약 개발, 신 물질 합성, 단백질의 구조 예측 등 다양한 분야에서 필요성이 커져가고 있다. 이 중 molecular docking 기술은 단백질과 특정 분자간의 결합 형태를 분자 모델링 기법을 통해 알아내는 방법이며 신약개발 연구에 큰 영향을 미치고 있다. Molecular docking을 통하여 분자간의 결합 형태를 예측하는 과정에서 Protein-ligand complex의 정확한 에너지 측정을 가능하게 하는 scoring function이 필요하다. 그런데 본 연구에서 사용한 B-Raf kinase protein 은 active site 부분에서 ligand와 receptor 간에 aromatic ring로 인한 ${\pi}-{\pi}$ interaction이 정확한 에너지 계산을 어렵게 한다. 이러한 ${\pi}-{\pi}$ interaction 부분의 에너지를 정확하게 계산하기 위해 양자역학 계산을 실시하였다. Active site 부분에서 ligand와 receptor에서 발생하는 각각 다른 5개의 ${\pi}-{\pi}$ interaction 구조를 준비하여 Gaussian을 통해 양자역학 에너지를 계산하였다. 그리고 이러한 결과 값들이 ligand의 활성 값과 어떤 상관관계를 갖는지 살펴보았다. 그 결과 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 양자역학으로 계산한 값이 그렇지 않은 것보다 더 좋은 상관관계를 보여주었다. 이는 특별한 구조의 영향으로 ligand와 receptor 간의 결합에너지를 정확하게 계산하기 어려운 문제에서 양자역학을 적용할 경우 더욱 좋은 결과값을 얻을 수 있었다. 또한 이러한 데이터가 신 물질 개발이나 신약 개발 등의 다양한 분야에서 계산화학 방법이 신뢰성을 얻는데 도움 될 수 있다고 생각된다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2000년도 추계학술발표논문집
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• pp.139-139
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• 2000

종이는 제조 후 시간의 경과에 따라 노화가 야기되기 시작하며 이에 수반되는 현상으로서 종이의 기계적 강도 손실 및 종이의 색 변화를 들 수 있다. 종이의 노화 현상은 주로 빛, 열, 대기 오염물질, 미생물, 곤충 및 화학약품 등의 외부 인자들에 의해 종이 내에서의 가수 분해 또는 산화작용을 발생시키며 이는 종이의 폭넓은 이용올 제한하는 중요한 원인이 되고 있다. 종이의 노화기작은 주로 산 가수분해 및 산화작용 그리고 가교결합 둥으로 해석되고 있다. 이는 종이의 주 구성요소인 셀룰로오스의 수산기가 반웅하여 카르보닐기를 형성하면 서 저분자화 되거나 산소에 의해 산화되면서 저분자화 되어 종이의 강도적 손실이 일어난다 고 보고되고 있으며 종이의 황색화(Yellowing) 현상은 주원인이 종이에 잔존하고 있는 리그 년이 빛과 열에 의해 반응하여 산화됨으로써 야기된다고 설명되고 있다. 즉, 열이나 자외선 및 가시광션의 조사로 인한 셀룰로오스 및 기타 종이 구성물의 산화에 의해 종이가 퇴색되 거나 강도가 저하되는 현상이 일어나게 된다. 특히 이러한 노화 거동은 상온의 경우에서는 펄프와 종이의 황색화가 천천히 일어나지만 옹도가 점차 올라갈수록 그 속도는 빨라진다. 종이가 노화되면서 일어나는 산화반용은 주로 대기 중의 산소와 접촉하기 쉬운 표변에서부 터 발생하기 쉽다. 열처리를 통해 표면에서의 산화 작용은 촉진되고 종이의 구성원소의 결 합에 화학적 변화가 야기된다. 이를 분석하기 위해서 모든 원소가 독특한 결합에너지를 가 지고 있다는 것에 착안 시료 표면에 특정 x-선 및 전자빔을 입사하여 방출하는 광전자의 에너지를 측정함으로써 시료 표면의 조성 및 화학적인 결합상태를 알 수 있는 ESCA ( (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)를 이용하였다 .. ESCA는 주로 표면 원소의 규 명 및 정량분석과 화학결합 상태의 정성, 정량 분석, 깊이에 따른 원소의 농도 분포 분석, 고분자화합물의 특성 조사, 표면 원소의 화학결합에 따른 전자상태 연구 둥에 활용되 고 있 다. 즉, 종이가 노화되면서 원소들 사이에 변화되는 결합을 이러한 에너지 분석에 의해 원소 정성분석 또는 정량분석을 하고자 하였으며, 이를 분석하여 열처리 시 종이 표면에서 일어 나는 변화를 구명하고자 하였다. 이에 따라 본 연구에서는 종이의 노화를 가속화시키는 빛, 대기오염물질, 및 기타 다른 인 자들은 배제하고 열 만을 가해 노화의 진행속도를 높인 후, 노화 진행 시 종이 표변에 일어 나는 산화작용 및 가수분해를 표면 분석 장치인 ESCA를 이용하여 종이의 주 구성원소인 탄소와 산소가 열처리 시 변하는 에너지를 측정하였다. 또한 카르복실기 정량과 종이의 pH 측정 및 X -ray Diffractometer를 이용하여 결정화도를 측정하였다. 본 연구의 결과, 시간의 경과에 따라서 탄소의 결합에너지는 분포가 C-H에서 COO-, 또는 C=O로 달라짐으로써 종 이가 산화되고 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 이 결합에너지 분포의 변화가 펄프의 종류 에 따라서 다르게 이동함으로써 제조된 시트의 표면 산화반응이 서로 다르게 일어나고 있음 을 알 수 있었으며, 이는 사용한 펄프의 화학 조성분의 차이에 기인한 것이라 사료된다.