• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.79-82
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• 2002

단백질 3차 구조 정보는 PDB에서 플랫화일 형태로 제공되고 있으며 이러한 플랫화일 각각의 엔트리들은 단백질 3차 분자 구조를 구성하는 원자들의 공간좌표정보, 서열정보, 실험정보 및 참조정보 등으로 구성된다. 이러한 정보들을 포함하고 있는 플랫파일로부터 필수적인 구조정보 및 서열정보 등의 효율적 검색을 위해서는 플랫파일을 데이터베이스로 구축함과 동시에, 구축된 데이터베이스를 위한 유사성 검색시스템 구축이 요구된다. 따라서, 이 논문에서는 Protein DataBank에서 제공하는 플랫파일을 공간객체 모델링기법에 기반한 관계형 데이터베이스로 구축하고 PSI-BLAST를 적용하여 단백질 서열 유사성 검색 시스템을 구축한다. 이렇게 함으로써 단백질 3자 구조 분자를 구성하는 원자에 대한 검색과 구조에 대한 서열 유사성 검색을 통하여 단백질 3차 구조 분류 및 구조 예측 시스템 구축에 활용할 수 있다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.287-292
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• 2004

In order to understand the relationship between molecular structure of Metal-Organic Framework(MOF) and capacity of hydrogen absorption, quantum mechanical calculations and grand canonical Monte Carlo simulations have been carried out on a series of MOF-5 having various organic linkers. The calculation results about specific surface area and electron density for various frameworks indicated that the capacity of the hydrogen storage is largely dependent on effective surface area rather than the free volume. Based on the iso-electrostatic potential surface from density functional calculation and the amount of adsorbed hydrogens from grand canonical Monte Carlo calculation, it was also found that the electron localization ground organic linker plays an important role in hydrogen capacity of MOFs.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.89-100
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• 2013

생물정보학의 다양한 이론적 내용과 계산적 방법들이 갈수록 전문화 되어짐에 따라 신약 개발, 신 물질 합성, 단백질의 구조 예측 등 다양한 분야에서 필요성이 커져가고 있다. 이 중 molecular docking 기술은 단백질과 특정 분자간의 결합 형태를 분자 모델링 기법을 통해 알아내는 방법이며 신약개발 연구에 큰 영향을 미치고 있다. Molecular docking을 통하여 분자간의 결합 형태를 예측하는 과정에서 Protein-ligand complex의 정확한 에너지 측정을 가능하게 하는 scoring function이 필요하다. 그런데 본 연구에서 사용한 B-Raf kinase protein 은 active site 부분에서 ligand와 receptor 간에 aromatic ring로 인한 ${\pi}-{\pi}$ interaction이 정확한 에너지 계산을 어렵게 한다. 이러한 ${\pi}-{\pi}$ interaction 부분의 에너지를 정확하게 계산하기 위해 양자역학 계산을 실시하였다. Active site 부분에서 ligand와 receptor에서 발생하는 각각 다른 5개의 ${\pi}-{\pi}$ interaction 구조를 준비하여 Gaussian을 통해 양자역학 에너지를 계산하였다. 그리고 이러한 결과 값들이 ligand의 활성 값과 어떤 상관관계를 갖는지 살펴보았다. 그 결과 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 양자역학으로 계산한 값이 그렇지 않은 것보다 더 좋은 상관관계를 보여주었다. 이는 특별한 구조의 영향으로 ligand와 receptor 간의 결합에너지를 정확하게 계산하기 어려운 문제에서 양자역학을 적용할 경우 더욱 좋은 결과값을 얻을 수 있었다. 또한 이러한 데이터가 신 물질 개발이나 신약 개발 등의 다양한 분야에서 계산화학 방법이 신뢰성을 얻는데 도움 될 수 있다고 생각된다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.54 no.4
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• pp.363-373
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• 2010

Computational studies were carried out on the opiates morphine, heroin, codeine, pentazocine, and buprenorphine, under the density functional theory. The geometric parameters of the pharmacophore and substituents were evaluated at the B3LYP/6-31+G(d) level of theory. The electronic structure calculations were performed using the same hybrid functional at the B3LYP/6-311++G (d,p) level of theory. The atomic charges were obtained by Mulliken population analysis. Given the reported biological activity, calculated partition coefficients, and electronic and geometric analysis, pentazocine and buprenorphine were chosen as models for proposed analogues. These analogues were then studied and compared with the model molecules. The study reveals that the geometry and electronic structure of the pharmacophore remains consistent in the presence of different substituents. Because the proposed analogues preserve the studied properties of the model molecules, it is likely that these analogues display biological activity.

• Membrane Journal
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• v.30 no.4
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• pp.242-251
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• 2020

Computer simulation tools mainly used for polymer materials and polymeric membranes are divided into various fields depending on the size of the object to be simulated and the time to be simulated. The computer simulations introduced in this review are classified into three categories: Quantum mechanics (QM), molecular dynamics (MD), and mesoscale modeling, which are mainly used in computational material chemistry. The computer simulation used in polymer research has different research target for each kind of computational simulation. Quantum mechanics deals with microscopic phenomena such as molecules, atoms, and electrons to study small-sized phenomena, molecular dynamics calculates the movement of atoms and molecules calculated by Newton's equation of motion when a potential or force of is given, and mesoscale simulation is a study to determine macroscopically by reducing the computation time with large molecules by forming beads by grouping atoms together. In this review, various computer simulation programs mainly used for polymers and polymeric membranes divided into the three types classified above will be introduced according to each feature and field of use.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11a
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• pp.32-34
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• 2001

본 연구에서는 액정디스플레이의 전기광학특성 분석에 사용되고 있는 두 가지 모델링 방법인 벡터접근법과 텐서접근법에서, 각각의 지배방정식을 시뮬레이션 함으로써 두 접근법의 결과를 비교 및 분석하였다. 이를 위하여 1차원적 시뮬레이션과 함께 측면전장효과 및 disclination line등의 영향을 모두 고려하기 위해 3차원적 액정분자배열 분포를 동일한 조건에 대하여 시뮬레이션 하였다. 두 접근방법에 대한 동적 특성은 단위화소 내의 국부 점에서 많은 차이를 보임을 확인하였으며, 이에 따라 네마틱액정의 방향자에 대한 네마틱 대칭성이 고려된 텐서접근법이 물리적으로 의미가 있으며 실제 현상도 명확하게 설명할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07d
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• pp.2658-2661
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• 2004

압전 구동기는 전기적 에너지를 직접 동역학적 에너지로 변환하는 세라믹 구동기이다. 특히 압전 구동기의 개방 회로 시스템은 분자 구조 특성에 의해 비선형적인 히스테리시스 특성과 크리프 특성을 가진다. 이러한 비선형적 시스템을 작은 분해능으로 제어하는 경우 이에 따른 외란, 모델링의 불확실성 둥의 오차가 발생하게 된다. 따라서, 현재 이러한 비선형적 오차를 기존의 PID 및 최적제어를 사용하여 보상하는 방법에 대해서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 압전 구동기 위치 결정 시스템 전체에 대해 LQG 제어 및 $H_{\infty}$ 제어를 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 또한 본 논문은 시뮬레이션 결과를 바탕으로 실제 압전 구동기 위치 결정 시스템에 $H_{\infty}$ 제어를 적용하여 제안된 $H_{\infty}$ 제어기가 시스템 성능에 영향을 주는 외란, 모델링의 불확실성 등을 효과적으로 제거함을 보여준다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.412-414
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• 2015

유기 반도체의 전하 이동 특성은 그 구조적 특성에 매우 민감하다. 따라서 재료의 특성을 정확히 예측하기 위해서는 정확하게 구조를 모델링할 필요가 있다. 본 연구에서는 OLED에 널리 쓰이는 ${\alpha}$-NPD의 구조를 분자동역학을 통해 예측하기 위하여 OPLS-AA force field를 기반으로 하여 dihedral coefficient를 최적화하였다. DFT 계산을 기준으로 이를 근사하는 dihedral coefficient를 계산하였으며 ${\alpha}$-NPD의 중앙에 위치한 biphenyl dihedral의 경우, $K_2=2.74kcal/mol$, $K_4=-0.12kcal/mol$을 얻었다. 또한 이를 이용하여 melt-quench 방법을 통해 ${\alpha}$-NPD의 비정질 구조를 모델링하였다. 계산으로 얻어진 밀도는 $1.11g/cm^3$이며 실험값은 $1.12g/cm^3$이다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.04b
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• pp.73-75
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• 2002

PDB에서 제공하는 단백질 3차원 고분자결정 구조에 대한 플랫파일은 인자들의 좌표, 서열정보, 실험정보 및 참조 정보가 포함된다. 이러한 정보를 포함하고 있는 플랫파일로부터 필수적인 구조정보 및 서열정보 등의 효율적인 검색을 위해서는 이러한 데이터를 추출하여 데이터베이스 구축이 요구되며 이 때 단백질 구조 및 서열 정보와 실험 및 탐조 정보의 관계에 대한 모델링이 중요하다. 따라서 이 논문에서는 PDB에서 제공하는 플랫파일들의 엔트리들을 분석하고 3차원 공간 객체의 기하적 특성을 갖는 단백질 3차 구조를 공간객체로 표현하고 공간객체 모델을 적용하여 모델링한다. 이렇게 함으로써 단백질 3차 구조 분자를 구성하는 인자 및 구조 정보 검색이 가능하며 위상 및 기하 연산자글 이용하여 단백질 구조 분석에 활용할 수 있다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.3
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• pp.1-13
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• 2021

유리 소재는 뛰어난 기계적, 화학적, 광학 특성으로 인해 다양한 영역에서 광범위하게 활용되어 왔으며, 최근에는 특정 물성이 강화된 기능성 유리 수요가 다양한 산업 영역에서 급속히 증가하고 있다. 유리 소재 분야에서의 연구 개발은 유리 특유의 비정질 구조 및 다원소 조성 특성에 의한 복합성 때문에 전통적으로 경험에 기반한 실험 기법에 의존하여 왔다. 그러나 적용 분야에 따른 맞춤형 물성 강화에 대한 필요성이 증대됨에 따라, 핵심 물성 발현 원리 등을 원자 단위에서 이해하고 이를 바탕으로 기능성 유리 소재를 설계하는 접근법이 주목받고 있다. 원자단위 시뮬레이션 및 이론 기반 모델링은 유리 소재의 다양한 물성과 조성 변화에 따른 원자 구조의 상관관계를 매우 효율적으로 분석할 수 있는 기법이다. 본 기고문 에서는 밀도범함수이론, 분자동역학 및 위상속박이론을 활용한 기능성 유리 소재 개발 및 연구 동향에 대해서 소개하고자 한다.