• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제10권3호
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• pp.49-52
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• 2011

This paper shows the results of classical molecular dynamics modeling for the interaction between spherical nano abrasive and substrate in chemical mechanical polishing processes. Atomistic modeling was achieved from 3-dimensional molecular dynamics simulations using the Morse potential functions for chemical mechanical polishing. The abrasive dynamics was modeled by three cases, such as slipping, rolling, and rotating. Simulation results showed that the different dynamics of the abrasive results the different features of surfaces. The simulation concerning polishing pad, abrasive particles and the substrate has same results.

• 기계와재료
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• 제23권4호
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• pp.6-15
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• 2011

자연은 인간이 만들어낸 기술적 해결책들보다 현저히 적은 양의 에너지를 소비하며, 적은 물질로 다양한 구조를 창출해 내는 고효율 최적화 시스템이며, 스스로 정화작용과 선순환을 유지하는 환경 친화적 시스템이다. 이러한 자연에서 영감을 얻어 활용하고 응용하는 기술은 최근 나노-바이오기술의 급속한 발전과 더불어 새롭게 각광받는 융합기술 분야로 부각되고 있다. 나노스케일의 생체물질을 관찰하고 특성을 평가할 수 있는 고성능의 장비가 개발되고, 생체 물질을 분자 단위로 조합하고 합성하는 등의 첨단기술이 발전됨에 따라 자연모사기술도 새로운 전기를 마련하고 있다. 자연 생명체/생태계가 지닌 혁신적인 해결 가능성(Innovation Potentials)을 구현하기 위해서는 자연모사기술 분야에 좀 더 체계적이고 지속적인 관심과 지원을 기울여야 할 것이며, 이를 바탕으로 인류가 당면한 에너지 자원 기후변화 환경 문제 등의 글로벌 이슈를 극복하고 선순환의 개념의 자연모사 에코 기술과 지속가능한 혁신 기술 달성이 가능할 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제30권5호
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• pp.323-330
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• 2017

본 연구에서는 폴리프로필렌 내에 투입된 탄화규소 나노 입자들의 군집현상이 나노복합재의 역학적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위해 분자동역학 전산모사를 통해 얻은 정보를 연속체 역학 수준에 적용시키는 멀티스케일 해석을 수행하였다. 입자 간의 거리에 따른 계면 물성의 하락을 반영하는 모델을 이용하여, 다양한 군집 상황에 따른 고분자 나노복합재의 탄성거동 변화를 관찰하였다. 또한, 나노복합재의 기계적 거동에 영향을 미치는 주요 요인을 파악하여 군집밀도라는 새로운 지표를 정의하였다. 나노 입자의 군집밀도와 나노복합재의 탄성거동 간의 상관관계를 파악한 결과, 군집밀도의 값이 증가할수록 계면효과가 저하되어 최종적으로 나노복합재의 기계적 물성 상승이 억제되었다. 나노 입자의 랜덤분포를 고려한 해석을 통해, 동일한 군집밀도의 수치에 대해 나노복합재가 가질 수 있는 탄성계수의 범위를 파악할 수 있었다. 상관관계는 지수 함수형태로 표현될 수 있었으며, 이를 통해 나노 입자의 군집밀도를 이용하여 고분자 나노복합재의 기계적 거동을 효과적으로 예측 가능하다.

• 멤브레인
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• 제27권5호
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• pp.389-398
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• 2017

연료전지용 고분자 전해질막에 있어서 가장 중요한 특성인 수소이온 전달 능력은 내부에서 형성되는 수화채널의 분포 및 형상에 큰 영향을 받게 된다. 비과불화탄소계인 탄화수소계 전해질막의 경우, 과불화탄소계 전해질막인 나피온에 비하여 이러한 수화채널이 약하게 형성되는 것으로 알려져 있으며 따라서 상대적으로 낮은 이온전달 성능을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 컴퓨터를 이용한 전산모사 기술의 하나인 메조스케일 전산모사 기술을 이용하여 탄화수소계 연료전지용 전해질막인 술폰화 폴리이미드의 가습조건에서의 수화채널 형성 및 상분리 현상을 관찰하였다. 이를 통하여 술폰화 폴리이미드 내부에서 물분자 비드는 친수성 영역 전체에 걸쳐서 고르게 분포되며 명확한 수화 클러스터는 높은 술폰화도에서만 형성되는 것이 관찰되었다. 또한, 술폰화 폴리이미드 모델은 저가습 상태에서 수화 채널을 형성하는데에 나피온 모델에 비하여 더 어렵다는 것이 관찰되었다. 이러한 결과들은 비과불화불소계인 탄화수소계 전해질막의 수화채널 형성에 대한 기존 이론을 명확하게 뒷받침하고 있으며, 술폰화 폴리이미드의 전도도 경향도 잘 설명을 하고 있다. 따라서 메조스케일 전산 모사 기술은 연료전지용 전해질막의 상분리 현상 및 수화채널을 분석하고 이온전도 특성을 규명하는 데에 있어서 매우 효과적인 기술이 될 수 있다는 것을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.415-423
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• 2010

고검화도(98%이상)의 폴리(비닐 알코올)(PVA)를 디메틸설폭사이드(DMSO) 용매에 녹인 뒤 PVA 준희박 용액 대에서 농도 $C{\simeq}0.14\;g/mL$까지 점성도를 측정하였으며, 이 시스템을 매트릭스로 하여 폴리스티렌(PS) 라텍스 입자의 확산운동 지연을 동적 광산란법으로 조사하였다. PVA/DMSO계의 점성도를 고유점성도 $[{\eta}]$로 스케일된 환산농도 $C[{\eta}]$에 대하여 도시하였을 때 C$[{\eta}]$ >2에서는 분자량 의존성이 강하게 나타났으며, 그 원인은 PVA 용액 내에 존재하는 불균일 영역때문인 것으로 추정하였다. 그러나 매트릭스 내에서 탐침입자의 확산운동은 모든 측정농도에서 단일모드로 관찰되었고, 용액상 및 용매상에서의 확산계수의 비인 D/Do를 $C[{\eta}]$로 도시할 때 전체 농도 범위에서 분자량 의존성은 전혀 나타나지 않았으나 신장지수함수의 적용 한계는 C$[{\eta}]$ >2.5인 것으로 관찰되었다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.271-281
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• 2014

점토광물의 물리화학적 특성에 대한 분자 또는 원자 스케일의 연구 중요성이 강조되고 있다. 그러나 실험만으로는 광물의 미시적 현상을 이해하기 어려운 경우가 많다. 특히 2:1 점토광물 팔면체에 존재하는 수산기(hydroxyl)가 금속 양이온 흡착과정에 큰 역할을 한다는 가정은 X-ray를 이용하는 실험만으로는 명확하게 테스트하기 어렵다. 이번 논문에서는 점토광물 내의 수산기 연구에 대한 전산광물학(computational mineralogy) 이용 가능성에 대하여 조사하였다. 점토광물의 기본구조인 팔면체 층만으로 구성된 광물, 1:1 구조를 갖는 광물, 2:1 구조를 갖는 광물 중 대표적인 이팔면체 및 삼팔면체 층상규산염 광물을 선별하여 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적(molecular mechanics) 계산과 양자역학적(quantum mechanical) 계산 모두 실험값의 격자상수(lattice parameters)를 잘 재현할 수 있었다. 그러나, 사면체층과 팔면체의 구조적 뒤틀림(structural distortion) 등 광물 내부구조를 기존 실험결과와 비교했을 때, 양자역학적 계산결과가 분자역학적 방법을 이용한 결과 보다 더 낮은 오차를 보였다. 파이로필라이트(pyrophyllite) 수산기가 (001)면과 이루는 각은, 수산기의 H(proton)과 사면체의 Si 양이온 간의 척력으로 결정되는데, 양자역학적 방법은 약 $25-26^{\circ}$로 예측하였고, 분자역학적 방법은 약 $35^{\circ}$ 정도로 양자역학계산 결과와 무려 $10^{\circ}$의 큰 차이를 보였다. 전산광물학은 점토광물 구조연구에 신뢰성이 매우 높은 연구방법으로 양이온 흡착과정 중 수산기의 역할 규명에 사용될 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권3호
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• pp.115-122
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• 2004

다공성 물질이 건조될 때 입자는 겔 상태의 그물망 구조를 갖는다. 따라서 건조공정 중 발생하는 잔류응력을 정확하게 해석하기 위해서는 공극률과 공극형상에 따른 물성을 알아야 한다. 본 연구에서는 균질화법으로 원형과 십자형의 공극을 갖는 미시적인 겔구조로부터 공극률에 따른 재료의 탄성특성을 예측하고. 다공성 세라믹 애자의 건조공정을 유한요소 해석하였다. 해석 결과, 변형 형상과 온도, 습도 분포는 공극을 고려하지 않은 해석과 유사하지만 잔류응력 값은 큰 차이가 있음을 알 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권4호
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• pp.421-427
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• 2015

In this paper, a description is given of finite element method (FEM) simulations of the elastic bending modulus of multi-layered graphene sheets that were carried out to investigate the mechanical behavior of graphene sheets with different gap thicknesses through molecular mechanics theory. The interaction forces between layers with various gap thicknesses were considered based on the van der Waals interaction. A finite element (FE) model of a multi-layered rectangular graphene sheet was proposed with beam elements representing bonded interactions and spring elements representing non-bonded interactions between layers and between diagonally adjacent atoms. As a result, the average elastic bending modulus was predicted to be 1.13 TPa in the armchair direction and 1.18 TPa in the zigzag direction. The simulation results from this work are comparable to both experimental tests and numerical studies from the literature.

• 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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• 한국환경성돌연변이발암원학회 2005년도 춘계 국제심포지엄 및 학술대회
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• pp.27-39
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• 2005

나노기술은 21세기 초반 첨단산업을 이끌어갈 핵심기술 중의 하나로 여러 나라들이 국가적인 차원에서 전략적으로 개발하고 있다 나노기술은 초정밀 가공기술, 원자 혹은 분자 단위의 조립(조합)기술, 소재공정기술 등의 기술 분야를 포함하며 나노스케일 영역에서 나노소재를 이용(제조 및 가공)하여 새로운 응용분야를 창출해 내거나 기존 산업을 더욱 고도화하는데 기여하는 기술이다. 나노소재는 금속, 세라믹, 고분자, 생체물질 등의 특정 물질 영역에 국한되지 않고 다양한 형태, 다양한 물성을 갖고 있으며 나노기술 구현에 있어서 직접적인 대상 혹은 중간매체에 해당한다. 따라서 나노소재 기술은 대단히 광범위한 영역을 포함하는 나노기술의 바탕을 이루는 기반기술 또는 원천기술이라고 할 수 있다. 여러 형태의 나노소재 중에서 가장 저차원(0차원)의 물질에 해당하는 나노분말은 기술적으로 가장 실용화에 근접해 있으며 이미 많은 상용화 사례들이 나타나고 있다. 나노분말 기술은 기술 성숙도 측면에서뿐만 아니라 확장성(유용성), 신규성(혁신성) 측면에서 대단한 가능성을 갖고 있기 때문에 향후 대단히 빠른 속도로 시장이 확대될 전망이다. 본 발표에서는 나노분말 기술의 개발 현황 및 전망에 대하여 언급하고자 한다.

• 한국독성학회:학술대회논문집
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• 한국독성학회 2005년도 춘계 국제심포지엄 및 학술대회
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• pp.27-39
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• 2005

나노기술은 21세기 초반 첨단산업을 이끌어갈 핵심기술 중의 하나로 여러 나라들이 국가적인차원에서 전략적으로 개발하고 있다. 나노기술은 초정밀 가공기술, 원자 혹은 분자 단위의 조립(조합)기술, 소재공정기술 등의 기술 분야를 포함하며 나노스케일 영역에서 나노소재를 이용(제조 및 가공)하여 새로운 응용분야를 창출해내 거나 기존 산업을 더욱 고도화하는데 기여하는 기술이다. 나노소재는 금속, 세라믹, 고분자, 생체물질 등의 특정 물질 영역에 국한되지 않고 다양한 형태, 다양한 물성을 갖고 있으며 나노기술 구현에 있어서 직접적인 대상 혹은 중간매체에 해당한다. 따라서 나노소재기술은 대단히 광범위한 영역을 포함하는 나노기술의 바탕을 이루는 기반기술 또는 원천기술이라고 할 수 있다. 여러 형태의 나노소재 중에서 가장 저차원(0차원)의 물질에 해당하는 나노분말은 기술적으로 가장 실용화에 근접해 있으며 이미 많은 상용화 사례들이 나타나고 있다. 나노분말 기술은 기술 성숙도 측면에서 뿐만 아니라 확장성(유용성), 신규성(혁신성) 측면에서 대단한 가능성을 갖고 있기 때문에 향후 대단히 빠른 속도로 시장이 확대될 전망이다. 본 발표에서는 나노분말 기술의 개발 현황 및 전망에 대하여 언급하고자 한다.