• 제목/요약/키워드: 분자 설계

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BSR의 원인, 플라스틱을 이해하자

  • 김영국
    • 기계저널
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    • 제52권1호
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    • pp.45-49
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    • 2012
  • 플라스틱과 같은 고분자 재료는 특유의 부정형 분자 구조 때문에 기온의 변화 등의 외부적 요인에 의하여 초기 설계에 사용된 고유의 기계적 물성이 변화함에 따라 형태의 변형이 발생하여 부품으로 쓰였을 때 체결부가 느슨해지거나 마찰을 유발하여 이음, 즉 BSR을 발생시킨다. 이 글에서는 고분자 재료의 물리적 거동 특성 및 BSR 발생메커니즘에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 기술하고자 한다.

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부부과학자-서정헌 ㆍ백명현박사부부

  • 한국과학기술단체총연합회
    • 과학과기술
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    • 제31권6호통권349호
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    • pp.82-83
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    • 1998
  • 서울대 화학과 서정헌 교수와 화학교육과 백명현 교수부부는 서울대 화학과 동기생이자 실험실 짝으로 인연을 맺었다. 서교수는 요즈음 인공효소와 바닷물에서 우라늄을 추출해 내는 연구에 빠져 있으며 백교수는 무기재료에 이용될 수 있는 기능성 초분자 및 거대고리분자의 설계, 합성연구로 학문적 성과를 인정받고 있다.

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그래핀 기반 3단자 NEMS 스위칭 소자 설계 및 동작 시뮬레이션 연구 (Design and Simulation Study on Three-terminal Graphene-based NEMS Switching Device)

  • 권오근;강정원;이규영
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.939-946
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    • 2018
  • 본 논문에서는 그래핀의 우수한 전기적 기계적 특성을 이용하여 정전기 인력에 의하여 휘어지는 그래핀이 수직 팁 게이트에 접촉 여부에 따라서 스위칭이 이루어지도록 조절할 수 있는 3단자 그래핀 NEMS 스위칭 소자에 대하여 연구하였다. 전형적인 MEMS 제작 공정을 이용하여 3단가 그래핀 NEMS 스위칭 소자 제작을 위한 공정을 설계하였고, 그 동작의 핵심 역학은 그래핀에 작용하는 정전기력과 그래핀 자체의 탄성력에 의하여 스우칭의 기계적인 동작이 설명될 수 있었다. 전기적인 동작에서는 그래핀과 핀 전극 사이의 접촉에 의한 접촉 전류와 그래핀이 전극에 접촉하지 않았음에도 그래핀과 핀 전극 사이의 강한 전기장으로 인한 방출전류가 흐를 수 있을 것으로 예상되었다. 실제 기계적인 동작에서 원자단위에서의 움직임을 분석하기 위하여 분자동력학 시뮬레이션 방법을 사용하여 수직 팁 게이트를 가지는 그래핀 기반 3단자 NEMS 스위치 동작에 관하여 연구하여, 기계적인 동작에 따라서 발생되는 다양한 현상들을 분자동력학 시뮬레이션을 통하여 연구함으로써 원자단위에서 이루어지는 다양한 역학들을 살펴보았다.

식품연포장용 라미네이트 수성 감압점착제의 친환경적 적용에 대한 연구 (Design and Properties of Laminating Waterborne PSA for Eco-friendly Flexible Food Packaging)

  • 이진경;심명식;진인주
    • 접착 및 계면
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    • 제17권2호
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    • pp.49-55
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    • 2016
  • 본 연구는 식품연포장 적층 라미네이트에 주로 사용되는 유성접착제를 대체하기 위해 아크릴 수성화방법을 활용하여 친환경적인 수성 점착제를 설계하였다. 방법으로는 음이온/비이온 그리고 인산에스테르 계면활성제들의 조합과 분자량조절제(chain transfer agent, CTA)의 양을 달리하고, 기능성단량체(functional monomer)의 종류를 달리하였다. 합성된 점착제의 가교 정도와 분자량의 영향을 각각 실험군 8종으로 점착제를 설계 합성하고 조사하였다. 그리고 별도로 분자량이 서로 다른 styrene/alpha-methyl styrene/acrylic acid (SAA) semipolymer 분산제(Mw = 13,000과 Mw = 8,600)를 기존의 계면활성제를 대신하여 사용해 감압점착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)의 물성을 조사하였다. 합성된 10종의 감압점착제가 유연포장용 기본 물성 규격에 적합한지를 DSC, 입자크기, adhesion, 분자량의 물성 분석으로 평가하였다. 실험 결과 계면활성제는 음이온/비이온 조합으로, CTA는 0.2%로 기능성 단량체는 HEA, GMA를 사용한 점착제 2개의 실험군에서 유연포장에 적용 가능한 분자량과 유연성, 낮은 접착력, 작은 입자의 물성을 확인하였다.

복합재료 전극을 가진 전기활성고분자 구동기의 설계 (Design of an Actuator Using Electro-active Polymer (EAP) Actuator with Composite Electrodes)

  • 김동욱;장승환
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.211-215
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    • 2019
  • 정적인 상태인 체외 환경(in vitro)에서의 세포배양 과정은 실제 생체 내 환경에서의 세포발달과정과는 많은 차이가 존재한다. 따라서, 체내 환경의 정밀한 모사를 위해서는, 기계적인 자극을 세포에 전달하여 줄 수 있는 동적 세포배양장치가 필수적이다. 하지만 기존의 동적 세포배양장치에는 튜브, 펌프, 모터 등의 비교적 복잡한 장치들을 필요로 하였으며, 전달되는 기계적 자극도 단순한 형태였다. 본 연구에서는 단순한 장치로 구동되는 동적 세포배양장치를 위하여 전기활성고분자(EAP) 구동기를 동력원으로 하는 소형 동적 세포배양장치를 설계하였다. 이 장치는 다양한 기계적 자극을 세포에 전달하는 것이 가능하다.

고분자 전해질막 연료전지 전극층에서의 분자동역학 연구 (Molecular Dynamics Simulations on Catalyst Layers of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 강혜수;권성현;이승걸
    • 공업화학전망
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    • 제24권3호
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    • pp.14-27
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    • 2021
  • 수소 에너지는 환경 문제를 최소화하고 고갈되는 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원으로 각광을 받고 있다. 수소연료전지는 이러한 수소를 에너지원으로 사용하고 수소를 전기에너지로 전환하여 그 부산물로 물을 만드는 대표적인 친환경 전기화학 장치이다. 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로 막전극집합체의 전극층은 촉매가 포함된 고분자 전해질막 연료전지의 주요 요소 중의 하나이다. 소재개발 측면에서 고분자 전해질막 연료전지 전극층 핵심 소재의 물성 발현 원리 등을 이해하고 최적화된 소재 설계를 위해서는 원자레벨에서의 소재 설계 접근법이 필요하다. 따라서 실험적인 연구가 어려운 부분과 원자단위에서의 물질 현상에 대한 이해 그리고 연구 개발의 효율성 증진을 위해 전산재료과학(computational materials science) 기술이 광범위하게 활용될 수 있다. 본 기고문에서는 고분자 전해질막 연료전지에서의 전극층 소재에 대한 분자동역학 기반의 전산모사 활용과 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

나노튜브 임베디드 비휘발성 메모리 소자 특성 연구

  • 강정원;변기량;황호정
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.199-202
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    • 2007
  • 본 논문에서는 탄소나노튜브 기반 비휘발성 메모리 소자를 설계하고 분자동력학 방법을 이용하여 이중벽 탄소나노튜브 구성된 소자에 대하여 동작 특성을 분석하였다. 탄소나노튜브는 탄소-탄소 반데르발스 힘과 탄소나노튜브-금속 결합력 간의 균형점에서 국부적으로 안정화 되도록 하는 방법으로, 탄소나노튜브와 양쪽에서 간격을 두고 마주대하는 소스 및 드레인 전위를 조절함으로써 탄소나노튜브에 유도된 정전기인력으로 내부 탄소나노튜브의 움직임을 제어한다. 본 나노메모리 소자는 테라급 재기록 비휘발성 나노메모리(Rewritable Non-Volatile Nano-Memory)로 활용될 수 있으며, 2bit 뿐만 아니라 3bit 정보저장 소자로 활용될 수 있다. 분자동력학 결과는 정보저장 동안에 발생되는 탄소나노튜브와 금속전극 사이의 충돌은 메모리 소자의 동작 속도 및 비휘발성 특성에 매우 중대한 영향을 미치게 될 것을 알 수 있었다.

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분자 동역학 방식을 사용한 전역 최적화 기법에 관한 연구 (A Study on the Global Optimization Technique Based upon Molecular Dynamics)

  • 최덕기;김재윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권7호
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    • pp.1223-1230
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    • 1999
  • This paper addresses a novel optimization technique based on molecular dynamics simulation which has been utilized for physical model simulation at various disciplines. In this study, objective functions are considered to be potential functions, which depict molecular interactions. Comparisons of typical optimization method such as the steepest descent and the present method for several test functions are made. The present method shows applicability and stability in finding a global optimum.