• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.203-204
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• 2013

Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL)는 phenylalanine의 산성도가 더 큰 ammonium hydrogen 과는 반응하지 않고 그것의 nonacidic ${\beta}$ proton을 제거하는 역할을 한다. Phenylalanine은 electrophilic 그룹을 갖고 있으며 지난 30 여년 동안 phenylalanine의 electrophilic 그룹이 PAL의 반응 기작에 중요한 역할을 한다고 믿어왔다. 그러나 최근 X-ray와 UV spectroscopy를 통하여 상당히 electrophilic 한 5-methylene-3,5-dihydroimidazol-4-one (MIO) 그룹이 발견되었다. 이전의 연구들은 실험을 통하여 MIO와 관련된 electrophile에 의한 Friedel-Crafts Attack 메커니즘과 electrophile에 대한 nucleophilic addition 메커니즘을 제시하였으며, 본 연구진은 양자계산을 통하여 두 가지 메커니즘의 에너지 차이를 살펴봄으로써 더욱 합리적인 메커니즘을 제시, 규명하고자 한다. 본 연구에서는 특히 electrophile에 대한 nucleophilic addition 메커니즘에 대하여 양자계산을 이용하여 반응물, 생성물, 전이상태의 분자 구조를 제시하고 반응이 일어나는데 필요한 에너지를 계산하고자 한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제28권7호
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• pp.467-477
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• 2001

반응적 타부 탐색은 단순한 타부 탐색과 비교해서 중장기 메모리를 이용한 학습을 통하여 타부리스트의 크기를 반응적으로 변화시킴으로써 NP-hard 문제에 속하는 다양한 조합 최적해 문제에 대해서 좋은 해를 효율적으로 찾는다. 본 논문에서는 반응적 타부 탐색에 있어서 중장기 메모리를 이용한 탈출 메커니즘으로 이웃 해 전략 전환 메커니즘이라는 개념을 제시한다. 제시된 이웃 해 전략 전환 메커니즘을 이용한 반응적 타부 탐색을 특정 공과 대학의 강의 시간표 작성 문제와 외판원문제 (traveling salesman problem)에 적용하여 기존의 반응적 타부 탐색과 비교 분석을 하였다. 전산 실험 결과 제시된 알고리즘은 기존의 반응적 타부 탐색 알고리즘에 비교하여 더 좋은 해를 더 짧은 시간에 찾아주었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.67-75
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• 2013

최근 이상기후의 원인으로 손꼽히는 물질의 중심에는 이산화탄소가 있으며 이를 제거하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 최근에는 전극이 있는 수조에 미생물을 넣고 이산화탄소를 화학적 에너지로 사용할 수 있도록 알코올로 변환시켜주는 시스템이 발표되었다. 이에 따라 본 연구진에서는 이러한 전극 시스템에서 이용될 수 있는 효소를 찾고 효소촉매화 반응의 메커니즘을 자세히 연구하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 효소인 Formate dehydrogenase (FDH)는 formate를 조효소인 nicotinamide adenine dinucleotide ($NAD^+$)를 사용하여 이산화탄소로 산화시키는 반응을 촉진시키는 효소이다. 본 연구에서는 이러한 FDH의 산화반응의 역반응을 이용하여 이산화탄소를 효과적으로 분해하는 메커니즘을 연구하기에 앞서 wild type의 반응 메커니즘에 대해 깊이 연구하고자 B3LYP 방법의 양자계산을 하여 반응의 transition state와 potential energy를 조사하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.103-104
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• 2002

가스상 물질만을 대상으로 하여도 대기 중에서 일어나는 화학반응은 20,000개를 넘고 관여하는 물질도 수천을 넘는다. 대기화학 반응이 대기질 모델링에 포함되기 시작한 이래 지난 20-30년간 이들 반응들의 특성을 보전하면서 모델링에서 취급이 가능한 형태로 축약하기 위한 노력이 계속되고 있다. 그러나 축약 자체가 불완전을 감수하면서 전체적인 효율을 추구하는 과정이기 때문에 관점에 따라 방법이 다를 수밖에 없고, 또한 실측 자료로써 메커니즘의 개발과 검증에 주로 이용되는 스모그 챔버 실험도 결국은 실제 대기 현상의 일부분을 대표한 것이기 때문에 메커니즘들은 각각 다른 특성을 지니게 되고 일정 부분 불완전함을 내포하고 있다. (중략)

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.153-165
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• 2013

카이랄 ${\alpha},{\beta}$-불포화 N-Acyloxazolidinone은 Diels-Alder 반응의 친다이엔체로서 dialkylaluminium chloride 촉매하에서 높은 반응성과 부분입체선택성을 가지는 것이 이미 실험적으로 알려져 왔다. 제안된 Diels-Alder 반응의 메커니즘을 토대로 진행한 DFT 계산에서 dimethylaluminium chloride(이하 DMAC)는 $TiCl_4$에 비해 높은 endo 선택성을 띄는 반면, $TiCl_4$는 부분입체선택성에서 우세했다. 특히 DMAC는 현저히 낮은 활성화 에너지를 나타내어 이론적으로 반응속도의 측면에서 상당한 이득이 있음을 예측할 수 있다. 또한 chiral auxiliary로서 phenyl과 isopropyl은 구조적인 차이로 인해 선택성에서 역시 차이를 보였다. 계산화학적인 방법을 통한 입체선택적 Diels-Alder 반응의 분석은 알려진 메커니즘에 대한 명확한 증거를 제시할 뿐만 아니라 다른 유기합성 반응에 있어서 새로운 반응을 개발하는 데 이론적인 근거를 뒷받침 한다.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.427-434
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• 2019

단백질 폴딩 연구에 유용하도록 유비퀴틴 단백질의 페닐알라닌 45를 트립토판으로, 발린 26을 알라닌으로 변이시킨 HubWA 단백질을 모델로 삼아 소수성 상호작용이 단백질 폴딩 반응에 끼치는 영향을 탐구하였다. HubWA의 소수성 아미노산 중 14 개를 알라닌으로 치환한 변이 단백질을 제조하였고 이들 중 폴딩 연구에 적절한 4 개의 변이 단백질(V5A, I13A, V17A, I36A)을 얻어서 폴딩 반응의 진행 과정을 stopped-flow 장치로 측정하였다. 변이 단백질 V17A의 폴딩 반응은 HubWA와 마찬가지로 three-state 메커니즘을 따르며, V5A, I13A, I36A의 반응은 two-state 폴딩 메커니즘을 따르는 것으로 관찰되었다. 이는 HubWA 단백질의 폴딩 반응은 지엽적으로 구조적인 안정성을 지닌 부분이 존재하는 중간 단계가 먼저 형성된 다음 이들이 서로 퍼즐을 맞추는 것과 같은 방식으로 폴딩이 일어나는 collision-diffusion 메커니즘을 따르다가 소수성이 약한 아미노산으로 치환하였을 때 구조적인 안정성을 지닌 중간 단계가 관찰되지 않지만 폴딩 핵의 형성과 핵 주위로 native 구조가 형성되는 반응이 짝지어서 일어나는 nucleation-condensation 메커니즘으로 전환되는 것으로 해석되었다. 이러한 관찰은 단백질의 폴딩 경로는 지엽적인 구조의 안정성에 따라 서로 다른 메커니즘을 띨 수 있음을 시사한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.172-174
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• 2017

메탄올 용매 내에서 1,2-dichloroethane ($C_2H_4Cl_2$)의 photo-induced halogen elimination 과정을 계산화학적 방법으로 분석하였다. 특히 실험적 방법으로 분석이 까다로운 중간체 및 반응 메커니즘 분석에 집중하였다. DFT(${\omega}B97XD$ / aug-cc-pVTZ) 계산을 기반으로 진행하였으며, 추가적인 분석을 위해 중간체 샘플링 프로그램이 사용되었다. 그 결과 $C_2H_4Cl_2$ 반응계와 유사하게 bridged 형태의 중간체가 생성되는 것을 확인하였다. 또한 반응물, 생성물, 중간체 2개 및 transition states 2개로 구성된 반응 메커니즘을 밝혀내었다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.87-90
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• 2009

사람들은 같은 상황에서도 감정적 경험에 따라 다르게 반응한다. 상황에 따른 감정을 나타내고자 하는 인공감정에 대한 많은 연구가 이루어지고 있지만, 기존의 인공감정들은 같은 상황에서 같은 반응을 하도록 설계되었다. 하지만 현재 느끼는 감정이 과거에 경험했던 감정적 경험에 영향을 받기 때문에 같은 상황에서 다른 반응을 유발한다. 본 논문은 감정적 경험을 기억해서 현재의 감정에 영향을 주는 메커니즘을 제안한다. 감정적 기억은 연관성이 있는 기억끼리 연상되는데 이 과정은 SOM의 연관성이 있는 것끼리 뭉치면서 스스로 학습하는 자기조직화의 특성과 유사하다. 이러한 유사점을 이응해서 감정적 경험을 기억하는 과정을 설계했다. 제안된 방법을 가위바위보로 승자가 패자를 뿅망치로 때리는 게임에 적용하여 같은 상황에서도 감정적 경험에 의해 다르게 반응하는 모습을 나타낸다. 게임을 진행하면서 가위바위보 승패에 따라 분노, 공포, 쾌락 등의 감정을 경험하게 되는데 이러한 감정적 경험이 SOM을 이용한 감정기억메커니즘에 의해 기억된다. 그 결과 감정적 경험에 대한 기억이 가위바위보에 이겼을 때의 느끼는 감정에 영향을 주어 현재 느끼는 감정 상태에 따라 뿅망치 파워가 달라지도록 했다.

• 아시안잔디학회지
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• 제25권2호
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• pp.125-132
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• 2011

잔디가 건조 스트레스를 받은 상태에서 잔디의 생리학적 메커니즘과 건조 상태에서 식물이 회복하는 생리학적 메커니즘을 보다 깊이 이해하고자 한다. 증산작용과 Stomatal Conductance의 상호 관계로 인한 광합성량의 변화, 식물 세포 내부의 변화, 삼투압 조절능력의 변화, 호르몬의 변화, 단백질 변성 등의 생리학적 반응들을 이해하고 건조 스트레스 상태에서 회복하는데 세포내부의 적응 과정, 뿌리의 반응과 같은 생리학적인 측면에 대해 이해하고 건조 스트레스 상태에서 엽록소가 흡수하고 반사하는 Spectral Reflectance의 변화를 이해하고자 한다. 하지만 건조스트레스로 인한 식물의 생리학적 메커니즘에는 아직 많은 의문점을 가지고 있으며 향 후 외부환경 스트레스에 의한 식물의 Self-defense 메커니즘을 더욱 깊게 이해하여 보다 수준 높은 관리기법들을 연구하는데 초점을 맞추어야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

본 연구에서는 바이오가스 기반 예혼합 압축착화(Homogeneous charged compression ignition, HCCI) 엔진에 수소를 첨가하였을 때, 연소실 내부 압력, 온도 배출가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 자세히는 수소 첨가량과 과다공기량(${\lambda}$) 변화에 따른 연소실 압력 온도, 그리고 생성물로서의 NO, $CO_2$ 배출 특성을 화학 반응 해석 프로그램을 사용하여 고찰하였다. 대상의 엔진은 2300cc 바이오가스 엔진 발전기로서 압축비 13:1, 발전량 15kW 급이다. 과급압은 1.2bar 고정 조건이며, rpm은 1800rpm의 정속 조건이다. 엔진 연소 방식은 예혼합 압축 착화를 모사하였다. 본 연구를 진행하기에 앞서 바이오가스의 주요 조성인 메탄의 연소 및 산화 메커니즘에 대한 선행 연구에 대한 고찰을 통하여 연소반응 메커니즘을 규명하기 위한 반응 메커니즘 연구 기술의 경향을 살펴보고, 본 연구에 적용 가능한 반응 메커니즘을 선정하여 해석을 진행하였다. 수소를 첨가할 때 NO는 증가하는 반면, $CO_2$등의 배출량은 감소하였고 실린더 내부 압력이 상승하며, 상승 구간이 진각 됨을 알 수 있었다. 또한, 희박영역에서 수소 첨가가 가연 한계를 증가시켰다.