본 논문에서는 단백질 분자로부터 표면 원자를 효율적으로 발견하는 알고리즘을 제안한다. 표면 원자란, 주어진 probe solvent $P$가 단백질 분자와 충돌하지 않고 접한다고 가정할 때, $P$와 접할 수 있는 원자의 집합을 의미한다. 단백질 분자를 구성하는 원자들은 반데르바스 반경을 갖는 구의 집합으로 표현되며, probe solvent 역시 구로 대응된다. $P$의 반경에 대해 분자의 오프셋 곡면을 구하여 표면 원자를 발견하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 각 구의 오프셋 곡면에 대해 복셀 맵(voxel map)을 구성하여 효율적으로 분자의 오프셋 곡면을 구하며, GPU (graphic processor unit)를 활용한 병렬처리를 수행하여 최대 6,412개의 원자를 갖는 분자에 대해 42.87 millisecond 내에 표면 원자를 발견한다.
본 논문에서는 단백질 복합체에서 단백질 사이의 접촉 영역이 갖는 기하학적 특징을 가시화하는 방법을 제안한다. 단백질 또는 리간드가 요철이 있는 곡면으로 표현될 때, 두 곡면이 서로 접하면서 교차하지 않는 성질을 형태 상보성이라 한다. 단백질-단백질 또는 단백질-리간드 도킹 연구에서 형태 상보성과 화학적인 성질, 엔트로피 등이 접촉 영역의 발견에 중요한 역할을 한다는 것을 볼 수 있다. 일반적으로 형태 상보성이 높은 영역을 발견한 뒤, 이 영역에 속한 아미노산들의 잔기 극성 및 소수성 등을 이용하여 접촉 영역을 예측한다. 접촉 영역을 예측하기 위한 연구에서는 기존에 알려진 복합체에서 접촉 영역이 갖는 기하학적인 특징을 조사하는 작업이 필요하며, 이를 위해 기하학적인 특징을 가시화하는 작업은 필수적이다. 본 논문에서는 단백질 복합체에서 접촉 영역을 발견하고, 두 개의 단백질 각각의 접촉 면에 속한 근거리의 정점들의 기하학적인 특징을 법선 벡터 및 평균 곡률로써 가시화하는 방법을 제안한다.
뉴턴의 중력이론의 성공은 수학물리학을 태동시키는 바, 최초로 19세기 초의 분자력의 모델성립에 중요한 요소로 등장하였다. 라플라스는 여기서 회전타원체의 작용이라는 모델을 이용하였고 회전타원체의 작용은 이계편미분방정식으로 표현이 되었다. 이것을 풀어서 유체를 담은 용기의 기하학적 모습과 와 유체와 고체의 접촉각에 대응시켰다. 알 수 없는 분자간거리는 추상적이고 미지의 힘 함수 $\varphi(f)$를 써서 표현하여, 분자 작용반경이라는 개념을 도입하여 이론적인 포텐셜 함수의 이론적인 토대를 구축하였다. 뉴턴의 중력이론은 라플라스이론에서 완성을 이루었고, 이후 분자력의 모델로서 작용을 하였다. 라플라스-영의 모세관이론은 수학적으로는 극소 곡면론에서 물리학적으로는 표면장력현상으로 설명이 된다.
본 연구는 자동차, 건축, 디스플레이 부품 접합 등에 사용되는 다층구조형 양면 점착테이프에 대한 것으로 UV 경화에 의해 제조된 아크릴폼 기재에 용제 건조형 점착제(AD)를 양면에 붙이고 피착제 종류에 따른 박리강도와 전단접착강도를 고찰하였다. AD 종류와 기재 조성에 따른 접착력 변화 및 피착재로 사용한 플라스틱에 대한 접착력을 고찰한 결과, AD의 분자량(MW)이 증가할수록 박리강도 및 전단접착강도가 증가하였으나 약 65만 이상의 MW를 가진 AD는 접착력이 감소하는 거동을 보였다. 양면 점착테이프에 사용된 AD층 두께가 얇을수록 온도감소와 함께 높은 물성 값을 보였다. 기재와 AD와의 계면접합 특성은 MW 615000(AD-4)을 사용한 것이 가장 우수하였으며, MW가 615000보다 낮으면 기재인 아크릴 폼과의 계면이 분리되는 결과를 보였다. 따라서 본 연구에서 검토한 다층구조형 양면 점착테이프는 표면에너지가 낮은 플라스틱 부품 및 곡면 부위에 적용가능한 산업분야에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
반경험적 분자궤도함수법인 MNDO방법을 사용하여 $SH^-,\;CN^-$ 그리고 $OH^-$와 메틸티오시아네이트(MTC)의 친핵성치환반응을 연구하였다. 각 친핵체에 대해 MTC세반응중심의 계산된 포텐샬에너지곡면(Intrinsic term)과 전이상태에서의 친핵체의 음전하크기(Solvent term)을 고려하여 가스상과 용액상에 대한 선택성을 논의하였다. 결과로써$SH^-$에 대해서는 선택성의 두 성분 모두 4-methylbenzylthiocyanate (4-MBTC)에 대해 얻어진 실험결과와 일치한반면 $CN^-$의 경우에는 고유항(Intrinsic term)의 선택성만이 일치하였고 $OH^-$의 경우에는 두 항중 어느것도 실험결과로 얻은 선택성과 일치하지 않았다. 정류점에서 모든 종에 대한 MNDO최적화된 구조들을 밝혔다.
디지틸워터마킹은 디지털콘텐츠의 저작권보호 솔루션으로서 현재 주로 이미지, 오디오, 비디오, 텍스트 등을 대상으로 연구되고 있다. 컴퓨터 하드웨어, 네트워크, 그리고, 응용 소프트웨어의 빠른 발전과 함께 국가 차원의 초고속 통신망의 인프라 구축에 힘입어, 3차원 폴리곤과 곡선 및 곡면에 대한 디지털워터마킹에 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 유리 베지에곡선에 대한 디지털워터마킹에 대한 하나의 방법을 제시한다. 기존의 베지에곡선의 차수를 증가시키는 일반적인 방법이 아닌 유리항의 분모와 분자에 공통의 다항식을 곱하여 차수를 증가시킨다. 이때 공통으로 칠하는 다항식의 관들의 복비(cross ratio) 값에 우리가 숨기고자하는 마크를 삽입하고, 추출해내는 방법을 제시한다. 본 논문에서 제시된 알고리듬은 워터마크를 삽입하는 과정에서 곡선의 형태를 전혀 변화시키지 않는 형태 유지성(shape preserving property)을 갖는다. 또한. 본 알고리듬의 다른 중요한 특징은 곡선이 CAD 시스템에 의해 이용되는 과정에서 흔히 일어나는 재매개화 방법 중 뫼비우스 변환을 이용한 재매개화에 저항성이 있는 알고리듬이라는 것이다. 마지막으로 본 연구에서 제시한 방범에 의한 예제의 결과를 보여준다.
중공사 고분자 분리막을 이용한 SF6를 분리 농축을 위한 운전조건을 결정하기 위해서는, 온도와 압력이 투과특성에 미치는 영향에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 온도와 압력이 부과된 조건에서 단일기체 투과실험을 수행하여, 중공사 고분자 분리막(PSF, PC, PI)을 통한 기체($N_2$, $O_2$, $SF_6$, $CF_4$)의 투과특성을 연구하였다. 실험결과, 기체의 투과플럭스는 온도와 압력의 증가에 따라 일반적으로 증가하는 것으로 나타났으나, 분리막에 따른 투과플럭스의 차이가 관찰되었으며, 온도, 압력에 따른 투과플럭스 변화율은 기체의 특성(분자크기)에 따라 다른 것으로 나타났다. 온도 압력에 대한 투과플럭스를 3차원적으로 표현했을 때, 투과플럭스는 근사적인 평면 위에서 변화하는 것으로 관측되었다. 온도와 압력에 의한 투과플럭스 변화를 열역학적으로 분석하였으며, 투과플럭스 예측을 위한 경험적 모델로 평면특성의 1차 다항식 모델과 곡면 특성을 가진 2차 다항식 모델을 제안하였다. 그 결과 두 경험적 모델 모두 관측자료에 대한 높은 적합도를 보여 적용가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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