수소이온 교환막(PEM; Proton Exchange Membrane)은 연료전지 막-전극 복합체(MEA; Membrane-electrode Assembly)를 구성하는 핵심 소재 중 하나로서, 촉매와 함께 연료전지 성능을 결정하는 중요한 역할을 한다. 이러한 수소이온교환막의 성능은 내부에 존재하는 수소이온 전달 통로인 수화 채널의 구조에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 분자 동역학(MD; Molecular Dynamics) 전산모사 기술은 이러한 소재 내부의 분자 및 원자구조를 파악하기 위한 유용한 도구로서, 수소이온 교환막의 구조 및 특성에 관한 많은 관련 연구가 진행되고 있다. 본 총설에서는 분자동역학 전산모사 관련 연구에 대한 동향을 정리하고, 이를 통해 어떤 구조적 특징들을 분석할 수 있는지 제시하여, 수소이온 교환막 연구자들과 분리막 연구자들에게 분자동역학 전산모사 기술의 유용성에 대하여 소개하고자 한다.
메조포러스 실리카는 강한 친수성과 구조적인 특성으로 인하여 저습환경에서도 이온교환막에 적절한 수화가 일어나도록 할 것이다. 그러므로 메조포러스 실리카와 나피온을 합성한 이온교환막은 낮은 상대습도에서도 우수한 양성자 전도도를 보일 것이다. 메조포러스 실리카와 나피온 합성이온교환막의 이온채널형성 그리고 네트워크를 통한 양성자 이동에 대한 이해는 합성이온교환막을 개발하고 최적화하기 위해 필수적이라 할 수 있다. 이 연구에서는 메조포러스 구조 (mesoporous cellular foam) $SiO_2/Nafion$ 합성이온교환막을 제작하고 양성자 전도도 및 성능을 평가하였다. 또한, 정전기력 현미경(electrostatic force microscopy, EFM)을 사용하여 메조포러스 구조 $SiO_2/Nafion$ 합성 이온교환막의 표면 전하 밀도 측정을 통한 이온 채널의 분포 및 밀도를 분석하였다. 연구는 몇 가지 주목할 만한 결과를 보여주었다. 첫째, 합성이온교환막은 저습환경에서 우수한 양성자 전도도 및 성능을 나타내었다. 둘째, 합성이온교환막은 국부적으로 이온채널의 밀도가 주목할 만하게 높은 지역이 형성되며 동시에 양성자 전도도가 극단적으로 낮은 지역 또한 동시에 형성됨을 확인하였다.
나노구조 교환결합 삼층박막의 열적안정성을 예측하기 위한 최근의 연구진전에 대하여 리뷰한다. 새로운 해석적/수치적 방법을 이용하여 나노구조 교환결합 삼층박막의 에너지 배리어, 나아가서 열적안정성을 예측한다. 이 방법의 특징은 수치적인 방법을 이용하여 얻은 magnetostatic 자기장을 포함하는 해석적인 전체 에너지 방정식을 이용함에 있다. 단자구라는 가정하에, 모든 magnetostatic 자기장은 자성층 전체 부피에 대해 그 값을 평균함으로써 유효 값을 취할 수 있다. 그러나, 평형상태에서는 자구의 구조가 복잡하며, 또한 불안정한 saddle point에서의 자구 구조를 알 수 있는 직접적인 방법이 없기 때문에, saddle point에서의 magnetostatic 자기장 역시 얻을 수 없다. 이러한 어려움은 micromagnetic simulation을 통해 얻을 수 있는 critical 자기장과 saddle point에서의 magnetostatic 자기장을 연결하는 방정식을 사용함으로써 극복되었다. 이 방법은 신뢰성이 확보된 micromagnetic simulation에 기반을 두고 있기 때문에 열적안정성을 정확하게 예측하는 것이 가능하다.
DREAM-S는 ATM 네트워크용 교환 시스템에서 응용 프로그램들의 교환기 운용 데이터에 대한 실시간 처리 요구를 지원하기 위한 분산 주기억장치 상주 데이터베이스 시스템(Main Memory Database Systems)이다. DREAM-S는 클라이언트-서버 구조를 가지면서 서버 프로세서에만 디스크가 연결되어 있으며, 대량의 데이터로부터 원하는 데이터를 신속히 검색하기 위하여 T- Tree 색인 구조를 제공한다. 본 논문에서논 DREAM-S에서 T- Tree 색인 구조에 대한 회복 기법를 제안한다. 주기억장치 상주 데이터베이스는 디스크 상주 데이터베이스 보다 뛰어난 성능을 제공하지만 시스템 고장 시(정전 등과 같은 오류) 주기억장치에 저장된 모든 데이터(릴레이션과 색인 구조)가 파손될 수 있다. 따라서 고장 후 파손된 주기억장치 데이터베이스를 신속히 정상 데이터베이스 상태로 회복하는 회복 기법이 필수적이다. 제안된 회복 기법에서는 T-Tree 색인 구조를 각 프로세서의 주기억장치에만 유지하도록 함으로서 ATM 교환기 시스템의 성능에서 병복 현상을 일으킬 수 있는 서버 프로세서의 디스크 출입 오버헤드를 줄인다. 또한, 시스템 고장 후 서버와 모든 클라이언트 시스템들이 병렬 처리 방식으로 각자의 T- Tree(들)를 회복하도룩 함으로서 클라이언트 개수가 많은 경우에도 신속한 회복이 가능하도록 하였다.
최근 하드웨어와 컴퓨터 기술의 발전으로 인하여 전기통신망에서의 전송/교환 및 서비스 능력은 급속도로 증가하고 있다. 이러한 변화는 전송 및 교환기술에서 분명하게 나타나고 있다. 이러한 정보전달능력의 증가와 더불어 늘어나는 고객의 요구, 그리고 가속화되는 통신시장의 경쟁 등의 환경변화는 다양한 형태의 서비스를 단기간에 생성, 제공할 수 있으며 필요한 경우 최소한의 노력으로 기능의 추가 및 변경이 가능한 형태의 망관리 시스팀을 필요로 하게 되었다.이 경우 망관리 시스팀은 망 자원 관리기능 및 망 서비스 기능을 통합적으로 지원하는 형태를 갖는다. 본 논문에서는 위의 특성을 지닌 B-ISDN 통합 망관리 시스팀의 구조 및 기능에 관하여 기술한다. 먼저 목표 통합 망관리 시스팀의 구조를 명시하고 목표 시스팀으로의 진화를 지원하는 초기 단계 B-ISDN 관리 시스팀의 기능적 능력과 구조를 기술한다. 또한 이러한 구조에 근거한 ATM-Highway I의 구조를 설명한다. ATM-Highway I의 구조와 기능은 제안된 초기 망관리 시스팀구조에 근거하고 있으며, 목표 통합망관리 시스팀으로의 진화가 쉽게 이루어지도록 설계되어 있다.
이형 데이터 간의 정보 전송과 교환을 가능하게 하는 유연한 트리 구조의 특성은 인터넷 및 IoT 환경에서의 대량 데이터 저장·전송·교환 등에 있어서 XML이나 JSON에서 주요하게 사용된다. 사용성에 있어서는 수월한 반면에, 감추어져 있는 가치있는 정보들을 트리 구조의 대량 데이터들로부터 찾아내는 것은 일반 단순 구조의 데이터에 비해서 훨씬 어려우며 복잡하고 난해한 문제들을 발생시킨다. 이는 트리가 갖는 계층 구조 때문이다. 본 논문에서는 계층 구조를 갖는 대량 트리 데이터들을 보다 단순한 리스트 구조로 변형한 후 해당 구조로부터 가장 자주 발생하는 유용한 정보들을 추출하는 방법을 제시한다.
임상문서는 의료기관간의 정보의 공유 및 교환을 위해 HL7-CDA와 같은 표준 프로토콜로 구축되어야 한다. 하지만 전자의무기록과 같이 텍스트와 이미지 정보를 포함한 임상문서는 의료기관마다 그 구조 및 표현 형태가 상이하여 정보를 교환하고자 할 때에 상당한 어려움이 초래된다. 따라서 의료기관간 효율적인 임상정보 교환을 위해 전자의무기록은 생성 및 관리가 쉽고 통일된 형태의 문서구조를 가져야 할 뿐 아니라 문서의 참조 및 교환 시간을 최소화하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 의료기관간의 임상정보 교환을 위해 경과기록지의 필수 항목을 규정하여 템플릿을 정의한 후 스키마를 설계함으로써, 정보를 공유하고자 하는 외부기관과의 자료 교환 및 관리가 가능한 HL7-CDA 기반 전자의무기록 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 다양한 혼합요소를 가진 전자의무기록 서식을 base64 인코딩으로 변환, XML 문서 안에 통합함으로써 의료기관간 문서의 참조나 교환시 통합과정이나 파싱시간을 최소화할 수 있다.
정사면체 구조를 갖는 $SpCuCl_2$와 수은(II) 이온 및 수은 금속간의 금속 교환반응의 속도론적인 연구를 순환 전압전류법과 자외 가시선 분광법을 사용하여 실험하였다. 수은(II) 이온 및 수은 금속과$SpCuCl_2$와의 교환 반응은 유사일차속도식을 따른다. 교환반응의 속도상수와 활성화 계수들의 값을 구하고 이들을 정리하여 나타내었다. 이러한 실험결과들로부터 Sp 배위자에 동시에 결합되어 있는 구리와 수은의 이핵 착물에서 구리와 질소간의 결합이 끊어지는 과정이 교환반응의 속도결정단계임을 알 수 있다.
전자구조의 계산에서 교환과 상관 효과에 대한 기술을 개선하기 위해서는 교환-상관범함수에 대한 개념을 명확히 하는 것이 바람직하다. 이 목적을 성취하기 위해서는 많은 그룹의 물질에 대하여 다른 이론 방법을 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브의 고리와 바구니 내원자들의 밀도전하를 연구하기 위하여 혼성 밀도함수 이론(DFT) 계산을 수행하였다. 핵-핵 에너지, 전자-핵 에너지와 운동에너지에 대한 교환 및 상호작용을 관찰하였으며, B3P86, B3PW91, B1B96, BLYP와 B3LYP 수준에서 계산하였다.
통합 플랫폼의 연계모듈은 구조시스템 대안생성, 구조해석, 구조설계를 수행하는 여러 프로그램들의 자료교환을 지원하는 모듈로서, buildingSMART International에서 개발한 표준자료모델을 기반으로 한다. 이 표준자료모델은 다양한 건축물의 기획부터 유지관리 단계까지를 대상으로 하므로 많은 자료들이 복잡하게 얽혀있어 그 전체적인 구조와 상세한 내용을 파악하기 곤란하다. 그러므로 통합 플랫폼의 여러 프로그램들에 표준자료모델 기반의 자료교환 기능 추가에는 많은 시간과 노력이 소요된다. 이에 본 연구에서는 이러한 시간과 노력을 절감할 수 있는 연계모듈 구조를 제안하고 이를 일부 구현하였으며, 간단한 적용사례를 통하여 타당성을 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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