• 공업화학
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• 제18권6호
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• pp.643-649
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• 2007

부탄올의 구조이성질체(n-, iso-, sec-, tert-butanol) 와 n-부티르산에 대한 리파아제 효소.촉매 에스테르화 반응이 초임계 이산화탄소 조건 하에서 수행되었다. 본 실험은 교반속도 150 rpm, 반응 온도 323.15 K, 반응 압력 150 bar의 조건으로 고압반응기에서 5 h 동안 수행하였다. 실험에 사용된 리파아제는 Candida Antarctica lipase B (CALB)이다. 실험 결과는 HP-INNOWax 컬럼을 이용하여 FID (Flame Ionization detector)가 장착된 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)를 이용하여 분석하였다. 반응 후 생성물의 전환률과 반응의 경향성을 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 예측된 결과와 정성적으로 비교하였다. 경쟁적인 저해반응이 포함된 Ping-Pong Bi-Bi 메커니즘을 기초로 하여, 반응의 각 단계를 적용하여 구조 최적화를 하였고 이를 이용해 전이상태의 에너지를 구하여 반응의 경향성을 예측하였다. 생성되는 에스테르 이성질체의 구조적 선호도는 분자동역학 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 이러한 방법의 개발은 앞으로 컴퓨터를 이용한 효소 반응의 설계에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.397-402
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• 2020

타입 1 콜라겐 단백질은 인체 내에서 가장 많이 존재하는 단백질이다. 이 단백질은 점탄성 거동을 보이며 이는 힘줄에서도 찾아볼 수 있다. 분자동역학 시뮬레이션 방법에는 rescaling 방법과 reassignment 방법으로 온도를 조절할 수 있다. rescaling 방법은 온도를 주어진 온도로 책정하는 방법이고, reassignment 방법은 원하는 온도로 맥스웰 분포를 이용하여서 온도를 책정하는 방법이다. 우리는 reassignment 방법에서 콜라겐 단백질의 거동이 시간에 따라서 변화하는 현상을 찾아내었다. 반면에 rescaling 방법에서는 시간에 무관하게 거동하였다. 콜라겐에 다른 속도로 인장을 가하였을 경우, 예를 들어 0.5, 1, 2, 5 Å/ps의 속도로 40 Å까지 힘을 가했을 경우, rescaling 방법에서는 속도에 따른 변화가 거의 없었던 반면, reassignment 방법의 경우 대략 80nm, 100nm, 130nm, 180nm까지 인장이 되었음을 보여준다. 이 현상에 대한 물리학적 의미를 명확하게 규명하지는 못하였지만, 단백질에 관한 시뮬레이션을 실행하는데 있어서 주의를 기울여 수행하여야 한다는 점에서 이 논문의 가치가 있다고 생각한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.67-67
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• 2004

다공성 물질을 건조하거나 습한 환경에 노출시키면 열과 수분이 외부로 전달된다. 열 및 수분 전달로 인한 은도 및 습도의 변화는 물질 체적을 변화시켜 습열 응력을 유발시킨다 즉 다공성 제품의 품질은 외양뿐만 아니라 건조 공정 시의 온도, 수분함유량, 응력, 변형률 등의 공정변수에 크게 영향을 받는다. 최근까지도 다공성 물질의 생산 공정은 다수의 공정변수를 갖는 복합공정이기 때문에 이들의 영향을 정량적으로 평가하는 것은 매우 까다로워 현장 경험에 기초한 기술자의 노하우에 의존해 왔다.(중략)

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.203-206
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• 2007

연속 전자 모델과 결합된 종래의 분자 동역학 방법은 원자 사이의 힘과 원자의 전기용량에 의해 야기되는 탄소 나노튜브의 구부러지는 성질의 특성을 해석하였다. 탄소 원자의 전기 용량은 탄소 원자의 길이에 따라 변하였다. 본 연구는 11.567nm($L_{CNT}$)의 길이와 $0.9{\sim}1.5nm(H)$의 안쪽 깊이를 가진 (5,5) 탄소 나노튜브 브리지로 MD 시뮬레이션을 수행하였다. 탄소 나노튜브는 금 표면에 부딪힌 후 탄소 나노튜브 브리지는 약 ${\sim}1{\AA}$의 크기로 금 표면에서 진동하며, 크기는 차츰 감소하였다. $H{\leq}1.3nm$일 때, 탄소 나노튜브 브리지는 첫 번째 충돌 후에 금 표면과 계속 접촉해 있었고, $H{\leq}1.4nm$일 때, 탄소 나노튜브 브리지는 몇 번의 충돌 후에 금 표면과 안정한 접촉상태가 되었다. $H/L_{CNT}$가 0.13보다 작을 때, 탄소 나노튜브 초소형 전자기기 메모리는 반영구적인 비활성의 메모리 장치가 되는 반면에 $H/L_{CNT}$가 0.14보다 클 때 탄소 나노튜브 초소형 전자기기 메모리는 휘발성이거나 스위치 장치로 동작할 수 있다.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권1호
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• pp.9-17
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• 2016

Contact between solid surfaces is one of the most important factors that influence dynamic behavior in micro/nanoscale. Although numerous theories and experimental results on contact behavior have been proposed, a thorough investigation for nanomaterials is still not available owing to technical difficulties. Therefore, molecular dynamics simulation was performed to investigate the contact behavior of nanomaterials, and the application of conventional contact theories to nanoscale was assessed in this work. Particularly, the contact characteristics of cylindrical nanowires were examined via simulation and contact theories. For theoretical analysis, various contact models were utilized and work of adhesion, Hamaker constant and elastic modulus those are required for calculation of the models were obtained from both indentation simulation and tensile simulation. The contact area of the cylindrical nanowire was assessed directly through molecular dynamics simulation and compared with the results obtained from the theories. Determination of the contact area of the nanowires was carried out via simulation by counting each atom, which is within the equilibrium length. The results of the simulation and theoretical calculations were compared, and it was estimated that the discrepancy in the results calculated between the simulation and the theories was less than 10 except in the case of the smallest nanowires. As the result, it was revealed that contact models can be effectively utilized to assess the contact area of nanomaterials.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.120-125
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• 2016

용매화 된 이온들간의 상호작용은 화학을 비롯한 여러 분야에서 중요하게 다뤄지고 있다. 계산화학에 있어 다양한 용매에 용매화 된 이온들간의 상호작용은 분자동력학 시뮬레이션(MD)을 이용한 PMF 계산을 통해 많이 연구되어 왔는데, 본 그룹에서는 물을 표현할 수 있는 다양한 모델과 Salt solution 하에 Na+ 이온과 Cl- 이온 사이 상호작용을 PMF 계산을 통해 알아보았다. 첫 번째로 Polarizable water model인 Tip4p-fq를 사용한 PMF 계산 결과는 아직 진행 중에 있으며 결과적으로는 기본적으로 CHARMM water force field에서 제공해주는 Tip3p 모델 및 양자계산 방법 중 하나인 Ab initio를 이용한 결과와 비교, 분석 할 예정이다. 두 번째로 1M/2M/5M Salt solution의 서로 다른 농도를 사용하여 시뮬레이션 한 결과 1M과 2M에서는 물 속에서 시뮬레이션 한 결과와 큰 차이가 없었으나 농도가 짙은 5M 용매 내에선 $Na^+$이온과 $Cl^-$이온 사이 거리가 멀어질수록 주변 Salt에 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었다. 결론적으로 본 연구를 진행함으로써 우리는 서로 다른 전하를 갖는 이온 사이 상호작용에 대한 이해를 더 높일 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.121-126
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• 2003

A study of argon droplet vaporization is conducted using molecular dynamics, instead of using traditional methods such as the Navier-Stokes equation. Molecular dynamics uses Lagrangian frame to describe molecular behavior in a system and uses only momentum and position data of all molecules in the system. So every property is not a hypothetical input but a statistical result calculated from the momentum and position data. This work performed a simulation of the complete vaporization of a three dimensional submicron argon droplet within quiescent environment. Lennard-Jones 12-6 potential function is used as a intermolecular potential function. The molecular configuration is examined while an initially non-spherical droplet is changed into the spherical shape and droplet evaporates. And the droplet radius versus time is calculated with temperature and pressure profile.

• 대한화학회지
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• 제65권3호
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• pp.179-184
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• 2021

본 연구에서는 용매 특성에 따른 인지질 내 글리세롤 골격 구조 변화를 알아보기 위해서 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) 단분자에 대한 분자동역학 시뮬레이션을 용매 특성을 변화시켜가며 진행하였다. DOPC 골격구조는 인지질 내 글리세롤 C1-C2 결합의 비틀림각에 따라 A(θ3 = trans, θ4 = gauche), B(θ3 = gauche, θ4 = gauche-), C(θ3 = gauche-, θ4 = trans) 세가지 형태로 구분된다. 용매의 유전상수와 표면장력을 변수로 하여 DOPC의 골격 구조 변화를 살펴본 결과, 유전상수가 증가할수록, 표면장력이 클수록 B 구조의 빈도가 증가하였으며 그 이유는 B 구조의 solvation 에너지가 A에 비해서 더 크고, 표면적이 A에 비해서 작기 때문이다. 이러한 연구 결과는 추후 인지질 구조 연구에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.678-684
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• 1998

정압분자동역학 시뮬레이션에 의하여 주기경계조건을 지닌 L-J 입자들로 구성된 계의 액체-유리-결정 전이를 연구하였다. 원자체적과 엔탈피는 가열 및 냉각과정에서 온도의 함수로 계산되었다. 반경분포함수로부터 유도된 Wendt-Abraham비와 단거리규칙도를 나타내는 각도분포함수를 분석하여 액체, 유리 및 결정상태를 구분하였다. 초기 fcc 결정을 가열하여 얻은 액체상은 급냉시에 비정질화하나 서냉시엔 결정화하였다. 급냉으로 생긴 유리는 다시 서서히 가열하면 fcc로 결정화하였다. 자유표면을 지닌결정은 표면에서부터 용해가 시작되어 벌크에 비하여 낮은 온도에서 녹고 냉각시에는 빠른 냉각속도에서도 결정화가 쉽게 일어나는 경향을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권9호
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• pp.1306-1313
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• 2004

This paper addresses a theoretical approach to calculate the amount of the stored energy during high strain-rate deformations using atomistic level simulation. The dynamic behavior of materials at high strain-rate deformation are of great interest. At high strain-rates deformations, materials generate heat due to plastic work and the temperature rise can be significant, affecting various properties of the material. It is well known that a small percent of the energy input is stored in the material, and most of input energy is converted into heat. However, microscopic analysis has not been completed without construction of a material model, which can simulate the movement of dislocations and vacancies. A major cause of the temperature rise within materials is traditionally credited to dislocations, vacancies and other defects. In this study, an atomistic material model for FCC such as copper is used to calculate the stored energy.