최근 들어 컴퓨터 및 소프트웨어 기술의 발달로 전산모사 관련 연구가 급격하게 늘어나고 있는데, 특히 원자의 개수 및 모델 크기의 문제로 기존에는 많은 제약을 받던 고분자 관련 다양한 전산모사 결과들이 발표되고 있다. 본 연구에서는 고분자 소재를 필름형태의 분리막으로 활용하기 위한 중요한 특성 중 하나인 기계적 특성을 분자동역학 전산모사를 이용하여 분석하고자 하는 연구를 진행하였다. 이를 위하여 이미 관련 물성이 널리 보고되어 있는 상용 고분자 소재인 polyethylene (PE)과 polystyrene (PS)을 대상으로 선정하여 주쇄길이 차이를 통한 각 고분자들의 인장특성을 비교하였고, 최종적으로 분자동역학 전산모사의 기계적 특성 분석이 적합한지 확인하고자 하였다. 밀도, radius of gyration, scattering 분석을 통해 본 연구에서 제작된 모델이 실제 실험에서 얻어진 기계적 특성 경향과 잘 일치함을 알 수 있었고, 따라서 분자동역학 전산모사를 이용한 기계적 특성 분석이 다양한 고분자 소재들의 분자 구조에 따른 기계적 특성을 예측할 수 있게 해주며, 실제 실험에서는 적용하기 어려운 다양한 변수들을 반영한 기계적 특성 해석도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다.
다양한 신경성 퇴행 질병을 유발하는 아밀로이드 섬유의 기계적 특징에 대한 이해는 아밀로이드 성장 메커니즘에 직접 관련되어 있기 때문에 질병 역학적 관점에서 많은 연구 진행 되어 왔다. 최근 아밀로이드 섬유의 높은 물성 값과 자가 결합능력을 통해 새로운 재료로 이용 하려는 시도가 진행되고 있다. 본 연구에서는 심혈관 질환을 유발하는 transthyretin($TTR_{105-115}$)의 핵심 영역의 기계적 특성을 분자 동역학 전산 역학을 통해 평가했다. 특히 end-terminal capping의 효과가 $TTR_{105-115}$의 구조적 안정성에 미치는 영향을 평가했다. 인장모사 분자 동역학을 통해(steered molecular dynamics, SMD) 기계적 거동과 물성을 측정하였다. 재료의 기계적 특성에 영향을 주는 인자를 밝히고 자연 모사 재료로써의 활용 가능성에 대한 제시를 하였다.
고준위폐기물처분장에서 벤토나이트완충재는 공학적방벽의 중요한 구성요소 중 하나이다. 벤토나이트완충재는 방사성폐기물로부터의 붕괴열, 주위 암반으로부터의 지하수 유입, 고밀도로 압축된 벤토나이트 자체의 높은 팽윤압에 의해 큰 영향을 받는다. 그러므로 벤토나이트완충재의 열-수리-역학적 특성 이해와 평가모델의 입력데이터 확보는 고준위폐기물처분장의 성능 및 안전성 평가를 위해서 선행되어야 할 중요한 과제이다. 본 논문에서는 우리나라 고준위폐기물처분장 완충재 후보물질을 대상으로 지금까지 수행된 열-수리-역학적 특성을 분석하고, 기준벤토나이트완충재 조건을 설정하여, 이 조건에 부합되는 벤토나이트완충재의 열-수리-역학적 특성치를 제시하였다.
본 연구에서는 국내의 107개 터널 설계 과정에서 수행한 현장 및 실내시험 자료 4,280개를 이용하여 암반 및 무결암의 역학적 특성을 암종 및 강도별로 분석하였다. 분석된 물리 및 역학적 특성은 단위중량, 점착력, 내부마찰각, 변형계수, 탄성계수, 포아송비, 일축압축강도, 인장강도, 투수계수, 비중이다. 평균값의 분석 결과에 의하면 편마암은 비중, 화강암은 투수계수, 퇴적암은 단위중량과 점착력, 내부마찰각, 화산암은 변형계수와 탄성계수, 일축압축강도, 인장강도, 변성암은 포아송비에서 가장 높은 값을 보인다. 역학적 특성의 분포 범위는 암종 및 강도를 고려한 분석에도 불구하고 넓게 분포하며, 이는 암반의 불균질성과 이방성에 기인하는 것으로 판단된다.
암반은 여러 가지 지질학적 요인들에 의해 형성된 수많은 절리면들을 경계로 하는 다양한 크기와 형상의 암석블럭들이 맞물려 평행상태를 이루고 있는 불연속체이다. 불연속 암반의 거동은 암석블럭을 이루는 무결암의 역학적 특성뿐만 아니라 암석블럭의 경계를 이루는 절리면들의 공간적 분포특성과 역학적 특성에도 큰 영향을 받는다. 불연속 암반의 거동해석을 목적으로 개발되고 있는 최근의 수치해석 기법들도 대부분 절리면의 영향을 효과적으로 해석에 반영시킬 수 있는 방법을 찾는데 집중하고 있다.(중략)
탄소나노튜브는 역학적 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 전기적 특성도 우수하여 현재 매우 많은 연구와 응용개발이 시도되고 있다 일반적으로 전기전도성 고분자 복합체를 얻기 위한 방법으로 카본블랙이나 전도성 섬유, 금속섬유, 전도성 분말 등을 고분자에 혼입하는 방법을 주로 이용하지만, 복합체 내에서 나노구조 형성이 가능한 탄소나노튜브를 이용하면 나노물질의 특성상 매우 유리한 점이 많다. 예를 들면, 우수한 전기특성, 낮은 임계농도, 우수한 역학적 성질 둥이다. (중략)
이 연구의 목적은 S/S 티셔츠 소재의 기본태 및 역학적 특성이 소재에 대한 주관적 감성에 미치는 영향을 밝혀 티셔츠 소재의 감성 이미지를 확립하고 소비자 감성에 적합한 S/S용 티셔츠 소재를 개발하기 위함이다. 이 연구를 위해 2003 봄, 여름에 시판된 5개의 티셔츠 소재가 사용되었고, 티셔츠 소재에 대한 감성 이미지를 도출하기 위해 티셔츠 소재와 관련된 20개의 감성형용어로 설문지를 작성하였다. 설문조사는 총 75명의 성인 남녀를 대상으로 실시하였으며 평가자는 각 문항에 대해서 7점 리커트형 척도를 사용하여 평가하였다. 5개의 시료 각각에 대한 19개의 역학적 특성치를 측정하여 태의 값을 산출하였으며, 각 특성치들과 주관적 감성 이미지와의 관계는 SPSS_Win 10.1을 사용하여 분석하였다. 본 연구결과는 다음과 같다. S/S 티셔츠 소재의 감성이미지는 ‘유연감’, ‘청결감’, ‘매력성’, ‘건조감’, ‘강성’으로 분류되었으며, 소재의 감성 이미지가 소재의 기본 태에 의해 영향을 받는 정도는 다르게 나타났다. 감성이미지에 가장 많은 영향을 미치는 기본태는 Shari였다. 또한 편성구조 및 섬유조성과 같은 티셔츠 소재의 기본적 특성이 소재에 대한 주관적 감성이미지에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.
본 연구에서는 견직물의 스치는 소리가 감각 또는 감성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 7가지 견직물의 소리를 녹음한 후, 역학적 특성과 소리특성을 측정하였다 또한 소리의 주관적 감각과 감성평가를 통하여 역학적 특성, 소리특성과의 관계를 분석한 후 역학적 특성으로부터 감성을 예측하기 위한 모델을 세우고자 하였다. 견직물의 스치는 소리에 대한 감성차원은 Elegant, Active, Tough, 그리고 Modern의 4가지의 요인으로 도출되었다 매끄럽고 유연하면서 가벼운 직물일수록 LPT는 낮아졌으며 Elegant한 감성을 유발하였다. 또한 매끄러우면서 전단방향으로의 변형이 적은 직물일수록 LPT와 Δf는 높아졌으며 Active한 감성을 유발했다. 거칠고 부피가 크며 두껍고 무거운 직물일수록 ARC는 높아졌으며 Tough한 감성을 유발했다. 그리고 거칠고 부피가 큰 직물일수록 Δf는 높아졌으며 Modern한 감성을 나타냈다. 직물별 감성은 수자직이 가장 Elegant하게, 견방사와의 교직물이 가장 Active하게, 그리고 능직과 노일사와의 교직물이 가장 Tough하게 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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