• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.315-318
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• 2019

본 논문은 화학에서 사용되는 2가지 산, 염기 모델에 대한 이해를 높이고자 각 모델의 핵심 알고리즘가 반영된 단계별 교육용 콘텐츠를 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해 먼저 Arrhenius와 Brønsted-Lowry 모델이 갖는 핵심 알고리즘을 탐색하였으며, 이러한 핵심 알고리즘을 반영된 단계별 교육용 콘텐츠를 JAVA를 이용하여 개발하였다. 개발된 교육용 콘텐츠는 총 5단계로 구성되어 있다. 1단계는 화학에서 다루어지는 입자들이 개별적으로 무작위하게 운동함으로 표현하였으며, 2단계는 화학반응이란 이러한 무작위적 운동 중 입자 간 충돌에 의해 반응이 개시됨을 보여주었다. 3단계에서는 단일입자에 대해 정반응과 역반응을 동시에 고려한 진행되는 상황을, 4단계는 여러 입자가 동시다발적으로 정반응과 역반응에 참여한 상황을 구현하였다. 마지막 5단계는 정반응과 역반응의 공존의 비율이 다른 상황을 통해 평형상수의 의미를 고찰하도록 하였다. 창발적 사고의 핵심은 여러 입자를 생각하는 확률적 사고와 이러한 여러 입자가 개별적으로 움직인다는 사고가 반영되어야 한다. 이 연구에서 개발한 교육콘텐츠를 활용한다면 학생들이 보다 창발적 사고를 하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 미생물과산업
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• 제20권1호
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• pp.23-27
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• 1994

본고에서는 화학적수법으로 다양한 특이한 기질을 제조하여 여기에 입체특이적 성질(stereospecificity)과 입체선택적 성질(steroselectivity)이 높은 생물학적 방법들 중에서 주로 lipase를 이용한 부제가수분해반응(asymmetric hydrolysis)과 그 역반응인 에스테르화반응(esterification)등을 도입한 chiral building block의 제조와 이를 이용한 곤충 생리활성물질인 pheromone의 합성에 대한 최근의 많은 예들중 상품화를 시도하고 있는 매미나방의 pheromne인 (+)-disparlure에 대하여 간단히 소개하고자 한다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제39권1호
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• pp.73-78
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• 1997

분자량 약 7000의 Fcp는 효소분해역반응을 이용하는 것에 의해 분자량 약 17000과 약 24000까지 고분자량화된 PIFcp가 얻어졌다. 또, 효소분해의 역반응에 의해 고분자량화되는 것은 일부의 Fcp이며 Silk II형결정으로부터 Silk I형결정으로 전이하는 것은 대부분의 Fcp에서 나타났다. 이 PIFcp는 X선회절과 시차열분석(DTA)의 결과로부터 어느정도 안정한 Silk I형의 결정구조를 가지는 것이 확인되었다.

• 대한화학회지
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• 제50권3호
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• pp.247-255
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• 2006

이 연구의 목적은 고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념을 조사하여 이들간의 상관관계를 알아보고자 하는 것이었다. 연구대상은 경기도 K시 소재의 인문계 고등학교 자연계열 3학년 학생 120명이었다. 이 연구를 위하여 화학반응속도와 화학평형에 관한 학습내용에서 서로 관련이 있는 것들을 선정하여 개념 검사지를 개발하였고, 문항별 응답 내용을 분석하였다. 연구결과, 화학반응속도에 관한 객관식 문항에 대한 정답률은 높게 나타났으나, 응답 이유를 묻는 문항에 대한 정답률은 상대적으로 낮아서 화학반응속도에 대한 과학적 개념 형성이 잘 되어 있지 않음을 알 수 있었다. 대부분의 고등학생들은 정반응 속도에 관한 문항의 정답률은 높았으나 역반응 속도에 관한 문항의 정답률은 낮았다. 화학평형에 관한 개념의 형성 정도에 있어서는 한쪽 반응만 생각해도 이해할 수 있는 평형개념에 대한 정답률은 높게 나타났으나 정반응과 역반응을 동시에 생각해야 하는 문항에 대한 정답률은 낮게 나타났다. 고등학생들의 화학반응속도 개념과 화학평형 개념간의 상관관계에서 전체적인 상관관계가 다소 높은 것으로 나타났다. 특히, 역반응에 관한 화학반응속도 개념이 부족한 고등학생들은 화학평형이 동적 평형 상태라는 것을 잘 이해하지 못하는 것으로 나타났으며, 화학반응 메커니즘을 충돌론으로 잘 이해하지 못하는 고등학생들은 농도와 촉매가 화학평형 이동에 미치는 영향에 대한 이해도 부족한 것으로 나타났다. 그리고 농도와 촉매에 관련된 화학반응 개념과 화학평형 개념간에 상관관계가 있으나 낮은 것으로 나타났다. 따라서 화학평형의 선개념으로 중요한 부분인 화학반응속도에 관한 과학적 개념형성이 화학평형에 대한 오개념을 줄일 수 있는 방안이 될 수 있다. 그리고 한쪽 반응에만 국한된 화학반응속도에 관한 교수-학습 방법은 동적 평형과 관련된 화학평형 개념 형성에 어려움을 초래하므로, 화학반응속도론에 근거하여 정반응과 역반응을 모두 언급할 수 있도록 하는 교수-학습 방법을 개발하여 학습지도하는 것이 화학평형 개념 형성에 효과적일 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권4호
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• pp.422-429
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• 1992

Maltosy-$\beta$-cyclodextrin는 $\beta$-cyclodextrin에 maltose가 $\Alpha$-1,6 glycosidic bond로 결합된 분지환상결합체로서 pullulanase의 역반응(축합반응)을 이용하여 $\beta$-cyclodextrin과 maltose로부터 합성된다. Maltosyl-$\beta$-cycloextrin의 합성수율을 증가시키기 위하여 각종 water activity depressor인 각종 polyol, sugar 그리고 polyethylene glycol(PEG)등의 첨가의 영향을 검토하였다. 가장 적절한 water activity depressor는 PEG 6000로서, 첨가량 10%(w/w)의 경우 maltosyl-$\beta$-cyclodextrin 생성량과 합성수율은 크게 증가하여 3.02g/100ml 와 55.9%(w/w)로서, 첨가하지 않았을 경우보다 약 1.3배 증가하였다. Water activity는 PEG 6000을 20%(w/w) 첨가할 때 원래의 0.966에서 0.914로 감소하였으며, maltosyl-$\beta$-cyclodextrin 합성수율은 water activity에 반비례하여 증가하였다. Pullulanase의 역반응을 이용한 maltosyl-$\beta$-cyclodextrin 합성반응의 각종 열역학적 상수를 평가하였으며, $\Delta$H는 36.788kJ/mol, $\Delta$S는 0.067kJ/moleK, 그리고 $\Delta$G는 14.433kJ/mole이였다. PEG 6000의 분리회수에 적절한 ultrafiltration membrane의 pore size는 3K dalton이었으며, 여과액과 농축액의 적정 분획비는 1.0 : 9.0였다. Maltosyl-$\beta$-cyclodextrin 합성수율의 증가는 첨가한 PEG가 water activity를 감소시켜 합성된 maltosyl-$\beta$-cyclodextrin이 재분해되는 pullulanase이 정반응인 hydrolysis reaction을 억제하여 equilbrium state에 변화를 주기 때문인 것으로 유추된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.58-67
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• 2013

PBT (polybutylene terephthalate)는 저흡수율, 치수 안정성, 내마모성 등 기계적 특성이 우수하며, 전기전자 부품, 자동차 부품, 각종 정밀 부품에 사용된다. DMT (dimethyl terephthalate)와 BD (1,4-butandiol)를 사용하여 PBT의 원료단량체인 BHBT (bis-hydroxybutyle terephthalate)를 생산하는 에스테르 교환 반응 반응에 대해 연구 하였다. 촉매로는 zinc acetate가 사용되었다. 기존의 연구에서는 반응 중 생성 메탄올이 제거되는 반회분식 반응기를 통한 kinetics 연구가 이루어져 역반응이 고려되지 않음에 따른 모델의 부정확함이 있었다. 본 연구에서는 회분식 반응기를 사용하고 반응 중 DMT와 메탄올 양을 정량하여 생성되는 MHBT (methyl hydroxylbutylene terephthalate)와 BHBT를 추정할 수 있도록 하고, 이 반응들에서 역반응들을 고려할 수 있도록 하여 보다 정확한 모델을 제안하였다. 다양한 반응속도 모델을 제시하였고, 이 모델들이 예측한 값들이 실험 데이터와 잘 일치함을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.144-150
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• 2013

본 연구에서는 촉매로 zinc acetate를 사용하였고 dimethyl terephthalate(DMT)와 ethylene glycol(EG)의 에스테르 교환을 통하여 polyethylene terephthalate(PET)의 단량체인 bishydroxyethyl terephthalate(BHET)를 생성하는 반응에 대하여 알아보았다. 기존의 kinetics 연구는 에스테르 교환 반응에서 생성되는 메탄올이 반응계에서 제거되는 반회분식공정을 바탕으로 하여 이때 제거된 메탄올 양을 측정하여 역반응이 무시된 반응 kinetics 모델을 구성하였다. 본 연구에서는 회분식 반응기를 통하여 DMT와 메탄올의 양을 정량하여, 역반응을 고려한 보다 정확한 kinetics 모델을 제안하였고, 제안된 모델의 예측값들이 실험값들과 잘 일치하는 것을 보였다. 또한 모델과 실험값을 분석하여 여러 공정 변수들이 에스테르 교환 반응에 미치는 영향을 조사하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.253-261
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• 2015

DMT(dimethylterephthalate)와 DEG(diethylene glycol)의 에스테르 교환반응을 통하여 BHEET(bis-hydroxyethoxyethyl-terephthalate)을 생성하는 반응에 대하여 조사하였다. BHEET는 polyurethanr foam의 원료인 폴리에스터 폴리올의 단량체이다. DMT를 이용한 기존의 에스테르 교환 반응은 반응 중 생성 MeOH이 제거되는 반회분식 반응기를 사용하였다. 따라서 이러한 kinetics 연구에서는 역반응이 고려되지 않는다. 본 실험에서는 촉매로는 zinc acetate를 사용하였고, 소형 회분식 반응기를 통하여 DMT와 MeOH의 양을 정량하여 생성되는 MHEET와 BHEET를 추정하였다. 이 반응들에서 역반응을 고려한 보다 정확한 반응 kinetics를 조사하였다. 제안된 모델의 예측 값들이 실험값들과 잘 일치함을 보였다.

• 폴리머
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• 제26권4호
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• pp.422-430
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• 2002

Antimony trioxide 촉매를 사용하여 241 - $260^{\circ}C$ 범위에서 bishydroxyethyl naphthalate (BHEN)의 축중합 반응에 관한 속도론적 연구를 수행하였다. 반응은 회분식 반응기에서 진행되었고 반응물의 농도는 high performance liquid chromatography (HPLC)를 사용하여 측정하였다. 분자종 모델을 적용하여 구한 반응속도상수의 정반응 및 역반응 활성화 에너지 값은 각각 19.7과 31.4 kcal/mole 이었으며, 평형상수는 1.4-2.0으로 PET 축중합 반응의 경우보다 큰 값을 가지며 온도에 따라 어느 정도 변하였다. 말단기인 hydroxyethyl기의 반응속도는 분자의 크기에 관계없이 일정함을 Flory, 모델식으로부터 확인할 수 있었다. 관능기 모델을 적용한 결과 정반응과 역반응 활성화 에너지 길기 큰 차이가 없었으며, 평형상수는 1.4정도의 값을 가졌다. 관능기 모델로부터 구한 속도상수 값은 분자종 모델로부터 구한 값의 3-4배로서 두 모델이 모두 반응계를 잘 설명하였다. 제안된 분자종 모델이 10개의 분자종을 모두 예측해야 하는 어려움에도 불구하고 실험 결과와 잘 맞음을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제8권1호
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• pp.150-158
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• 1999

본 연구는 저온플라즈마를 이용하여 배기가스중의 SOx와 NOx를 동시에 처리하는 공정을 개발하는 것으로서, 최적의 반응제 선정과 효율적인 공정의 구성을 위해 SOx, NOx와 반응제와 반응기구를 밝히고자 하였다. 실험은 1.0 N㎥/h의 모사가스를 이용한 기초실험과 20 N㎥/h의 실제 연소가스를 이용한 실험으로 진행되었으며, 반응제로는 NH3와 파리핀계 및 올레핀계 탄화수소를 사용하였다. NH3를 반응제로 한 SO2 제거반응은 비플라즈마 조건에서는 NH4HSO3, 플라즈마 조건에서는 (NH4)2SO4의 생성반응이었고, 두 조건 모두 높은 제거율을 나타냈다. 반응제를 사용하지 않은 플라즈마 조건에서 SO2는 환원반응이 일어나고 O2 농도의 증가는 역반응을 증가시키는 화학평형에 의해 SO2의 제거율이 감소되었다. 플라즈마 조건에서 NO는 O2농도가 낮은 경우는 NO의 환원반응이 주로 일어나고, O2 농도가 높을 경우는 산화반응이 지배적이었다. 올레핀계 탄화수소는 플라즈마 조건에서 NO 산화 반응에 탁월한 효과를 보였을 뿐만 아니라 SO2 제거에도 효과를 보여 최대 40%의 제거율을 나타냈으며, NH3의 사용을 줄일 수 있음을 확인하였다.