• Clean Technology
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.476-480
• /
• 2013

The growth behavior of $CH_4$ and $SF_6$ mixture gas hydrate has been investigated by a combined approach of Raman spectroscopy and molecular modeling. Raman spectroscopy results presented that when $CH_4$ is used only, $CH_4$ guest molecule is inserted first into the large cavity of the host structure built by $H_2O$ molecules and then into the small cavity to stabilize the whole gas hydrate structure. In the other hand, when $SF_6$ is mixed together, $SF_6$ is favored over (or competing with) $CH_4$ in being inserted into the large cavity and the small cavity still prefers $CH_4$ insertion. The calculations of binding energies clearly supported this. While $SF_6$ has a binding energy of -26.9 kcal/mol a little lower than -24.2 kcal/mol of $CH_4$ in the large cavity, $SF_6$ and $CH_4$ has 1.2 kcal/mol and -22.0 kcal/mol, respectively, in the small cavity. It indicates that the sizable $SF_6$ is not preferred in the small cavity but has a relative energetic advantage over $CH_4$ in the large cavity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2009.08a
• /
• pp.407-407
• /
• 2009

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
• /
• 1996.10a
• /
• pp.92-97
• /
• 1996

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2012.11a
• /
• pp.200-203
• /
• 2012

슈퍼 컴퓨터 시스템의 가용 계산 자원이 증가하면서 시뮬레이션 대상의 길이와 시뮬레이션 시간의 스케일을 확장할 수 있는 멀티스케일 모델링에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 분자동역학과 전산 유체 역학을 결합하는 멀티스케일 모델링을 대상으로 두 분야의 대표적인 시뮬레이션 소프트웨어를 하나로 조합한 프로토타입의 개발 과정과 고려 사항을 소개한다.

• KIISE Transactions on Computing Practices
• /
• v.20 no.12
• /
• pp.700-705
• /
• 2014

An anagram is a form of word play to find a new word from a set of given alphabet letters. Good human anagram solvers use the strategy of bigrams. They explore a constraint satisfaction network in parallel and answers consequently pop out quickly. In this paper, we propose a molecular computational algorithm using the same process as this. We encoded letters into DNA sequences and made bigrams and then words by connecting the letter sequences. From letters and bigrams, we performed DNA hybridization, ligation, gel electrophoresis and finally, extraction and separation to extract bigrams. From the matched bigrams and words, we performed the four molecular operations again to distinguish between right and wrong results. Experimental results show that our molecular computer can identify cor rect answers and incorrect answers. Our work shows a new possibility for modeling the cognitive and parallel thinking process of a human.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.21-22
• /
• 2009

최근, 헵타메틴 시아닌색소(heptamethinecyanine)는 그 적용 범위가 넓기 때문에 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 특히, photo-sensitizers, dye lasers, optical recordings와 storage media 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 헵타메틴 시아닌색소의 주된 특징은 polymethine 사슬에 연결된 cyclohexene 고리에 의하여 근적외선 부근에서 흡수가 이뤄진다는 것이다. 근적외선 색소의 흡수 특성을 HOMO와 LUMO 에너지 전위를 사용하여, 수치화 함으로써 분자간, 분자내 상호작용을 분석 할 수 있다. 따라서, 본 실험은 헵타메틴 시아닌 색소의 치환체에 따른 전기화학적 특성을 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)과 분자 모델링을 통하여 HOMO와 LUMO의 에너지 준위를 구하고, 치환체 효과가 헵타메틴 시아닌색소에 미치는 전기화학적 특성을 UV-Vis와 계산으로부터 얻어진 에너지준위를 분석하고자 한다. 본 실험에 사용된 Uv-Vis 스펙트럼 측정은 Agilent 8453 UV-Vis spectrophotometer를 사용하였고, 전기화학적 분석 방법인 순환 전압-전류법은 Versa STAT 3 (Princeton allied research in USA)를 사용하였다. 순환전압-전류법의 측정은 Acetonitrile 용액에 $TBAPF_6$ (Tetrabutylammonium hexafluorophosphate)를 전해질로 하고, Ag/$Ag^+$을 기준전극으로 사용하여 주사 속도를 50mV/s로 하여 측정 하였다. 치환체에 의한 영향을 알아보기 위하여 분자구조 최적화 모델링을 사용하였다. 3차원 분자입체 특성 및 에너지 준위 상태는 Materials studio 4.2를 사용하여 특성을 예측 하였다. 본 연구에서는, 헵타메틴 시아닌 색소의 기본 골격에 각기 다른 치환체를 치환 시켜 치환체에 의한 영향을 전기화학적인 방법인 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)와 분자 모델링 방법을 사용하여, HOMO와 LUMO에너지 준위 값을 구함으로써 치환체에 의한 영향을 알아보았다. 치환체로는 Dye 1과 Dye 2로 치환된 헵타메틴 시아닌 색소를 사용하였다. 이렇게 얻어진 HOMO/LUMO 에너지 준위 값으로부터 이온화 에너지($I_p$)와 전자 친화도($E_a$) 또한 구할 수 있는데, $I_p$와 $E_a$는 분자 오비탈과 전자전이에 관련된 값들이고, 이는 계산을 통하여 얻을 수 있다. 순환 전압-전류법의 계산 방법은 봉우리 전위(peak postential)와 (onset potential)방법이 있는데, 이 계산을 통한 전위 값들이 봉우리 전위 계산 방법이 onset potential 방법에 비하여 작은 전위 값으로 나타난다. 하지만 이 두 가지 방법 모두 현재 순환 전압-전류법을 사용하여 HOMO/LUMO 에너지 준위를 측정하는 방법에 쓰이고 있으며, 어떠한 계산 방법이 더 정확하다고는 말 할 수 없지만, 본 실험 결과를 통하여 비교 분석한 결과 onset potential 계산 방법이 봉우리 전위 계산 방법에 비하여 정확하다고 판단된다. Dye 1과 Dye 2를 순환 전압-전류법으로 측정한 결과 각기 다른 전위를 나타내고 이것을 계산을 통하여 정량화하면 Dye 2가 Dye 1에 비하여 높은 전위 값을 갖음을 알 수 있는데, 이것은 ethyl 에 비하여 surful 원자의 전자공여성이 더 크다고 할 수 있다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2017.03a
• /
• pp.151-157
• /
• 2017

암으로 인해 사망하는 인류를 위해 많은 연구자들이 노력하고 있다. 하지만 아직까지도 암세포를 선택적으로 파괴하여 완치하는 것은 힘든 일이다. 우리는 암세포에만 특이적으로 작용하는 항암제를 연구하고자 계획하였고, 암세포에만 선택적으로 약물 분자를 전달하는 캡슐을 만들기 위해서 컴퓨터를 이용한 계산화학 기법을 사용하기로 하였다. 3차원 캡슐은 고려할 변수가 너무 많기 때문에 2차원 캡슐을 모델링하여 어떤 조건에서 캡슐이 열리고 닫히는지 확인하였다. 고리의 길이와 고리 말단끼리 서로 끌어당기는 힘이 캡슐이 열리고 닫히는지 주요한 요인으로 작용하였고 이 결과를 통해 실제 항암제로의 적용가능성을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2015.03a
• /
• pp.61-69
• /
• 2015

나노과학에 대한 다양한 실험적 연구와 이론적 연구가 활발해지고 전문화 되어감에 따라 나노물질에 대해 연구하는 것은 더욱 중요해지고 있는 추세이다. 현재 고분자 나노물질들은 코팅, 광전자 부품, 자기 매체, 세라믹 등에 활발하게 이용되고 있으며 그 활용 범위가 더 커질 것으로 전망된다. 지난 몇 년간 사각기둥 형태의 구조체 내부에서 존재하는 고분자의 움직임에 대한 연구는 다양하게 진행되어왔다. 그러나 고분자들을 더욱 유용하게 응용하여 이용하기 위해서는 나노입자 기술과 연결시켜 보다 다양한 환경에서의 고분자의 상태를 자세하게 이해해야 할 필요가 있다. 고분자 물질에 대한 이론적 연구는 주로 계산이 용이한 거시적인 모델인 코스그레인(Coarse-grained) 모델을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이루어져왔다. 본 연구에서도 에디슨 서버에 탑재된 코스그레인 모델을 이용한 분자 모델링 시뮬레이션을 통해 제한된 공간 안에서 다양한 구조체들의 내부에서 고분자의 구조를 계산하고, 시뮬레이션의 결과값과 Flory의 공식을 이용한 이론적인 계산값이 얼마나 잘 맞아 떨어지는지에 대해 알아보고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2003.07d
• /
• pp.2295-2297
• /
• 2003

본 논문에서는 발생모델인 DNA 코딩 기법과 진화 모델인 유전자 알고리즘을 이용한 비선형 시스템의 퍼지 모델 링에 대한 새로운 방법을 제안한다. DNA 코딩 기법은 실제 생체 분자 (bio-molecule)를 계산의 도구로 사용하는 새로운 계산 방법으로, 진화 연산과 결합하여 인공지능의 새로운 분야로 부각되고 있다. 그러나, 실제 생체 분자를 계산의 도구로 사용하기 때문에 기존의 컴퓨터에 적용하기 어렵고, 단순히 합성과 분리라는 간단한 방법으로 해를 구하기 때문에 보다 효과적인 알고리즘을 개발하여야 할 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 DNA 코드 유전자 알고리즘을 제안하며, 제안된 방법은 비선형 시스템의 퍼지 모델링에 적용하였으며, 기존의 유전자 알고리즘과 비교를 통하여 그 우수성을 입증하였다.

• The Journal of the Korea Contents Association
• /
• v.8 no.12
• /
• pp.441-448
• /
• 2008

The molecular docking system needs a large amount of computation and requires super-computing power. Since the experiment requires a large amount of time, the experiment is conducted in the distributed environment or in the grid environment. Recently, researches on using parallel GPU of far higher performance than that of CPU in scientific computing have been very actively conducted. CUDA is an open technique by which a parallel GPU programming is made possible. This study proposes the molecular docking system using CUDA. It also proposes algorithm that parallels energy-minimizing-computation. To verify such experiments, this study conducted a comparative analysis on the time required for experimenting molecular docking in general CPU and the time and performance of the parallel GPU-based molecular docking which is proposed in this study.