• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.120-125
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• 2016

용매화 된 이온들간의 상호작용은 화학을 비롯한 여러 분야에서 중요하게 다뤄지고 있다. 계산화학에 있어 다양한 용매에 용매화 된 이온들간의 상호작용은 분자동력학 시뮬레이션(MD)을 이용한 PMF 계산을 통해 많이 연구되어 왔는데, 본 그룹에서는 물을 표현할 수 있는 다양한 모델과 Salt solution 하에 Na+ 이온과 Cl- 이온 사이 상호작용을 PMF 계산을 통해 알아보았다. 첫 번째로 Polarizable water model인 Tip4p-fq를 사용한 PMF 계산 결과는 아직 진행 중에 있으며 결과적으로는 기본적으로 CHARMM water force field에서 제공해주는 Tip3p 모델 및 양자계산 방법 중 하나인 Ab initio를 이용한 결과와 비교, 분석 할 예정이다. 두 번째로 1M/2M/5M Salt solution의 서로 다른 농도를 사용하여 시뮬레이션 한 결과 1M과 2M에서는 물 속에서 시뮬레이션 한 결과와 큰 차이가 없었으나 농도가 짙은 5M 용매 내에선 $Na^+$이온과 $Cl^-$이온 사이 거리가 멀어질수록 주변 Salt에 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었다. 결론적으로 본 연구를 진행함으로써 우리는 서로 다른 전하를 갖는 이온 사이 상호작용에 대한 이해를 더 높일 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제52권6호
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• pp.608-613
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• 2008

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권3호
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• pp.20-26
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• 2004

2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD)로 오염된 토양의 현장 광분해 정화 과정에서 가장 중요한 이동 메커니즘인 지표에서의 증발 및 광분해에 의한 유기 용매의 이류 상방향 이동에 대한 수식화와 모델 개발을 수행하였다. 각 유체 분포에 대한 다상 유동 효과, 구동력으로서의 중력, k-S-p 관계의 정확한 묘사를 위한 van Genutchen 방정식을 포함한 유한요소법 기반의 수치 모델을 제안하였다. 실험실 규모의 비포화 토양 컬럼 내 용매 이동에 중요한 영향을 미치는 인자들을 조사하기 위하여 수행한 계산의 결과들을 제시하였다. 중력은 고투수성 토양의 유체 분포와 증발에 상당한 영향을 미쳤다. 토양의 종류 또한 증발 과정 중 유체 포화도 분포에 큰 영향을 미친다. 용매의 이류 이동량은 증발량이 증가할수록 초기 물 포화도가 감소할수록 증가하였다. 본 연구에서 수행한 시뮬레이션은 개발된 모델이 토양 환경 내에서 유기 용매의 이류 이동에 영향을 미치는 다양한 인자들의 영향을 분석하는데 유용함을 보여준다.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.226-239
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• 2002

유기용매의 탈수화 공정의 거동을 예측할 수 있는 투과증발 판틀형 모듈에 대한 전산모사 모델을 확립하였는데 이는 공정의 분석 및 최적화의 도구로 사용할 수 있다. 확립한 모델은 물질, 열 및 농도 수지식으로 이루어졌으며 유한요소법의 수치해석을 사용하여 각 투과 특성들은 계산하였다. 본 전산모사에서는 모듈내 각 두개의 막 사이에 있는 단일 공급유로를 기본 미분단위부피로 사용함으로써 계산과정을 단순화하초 계산시간을 단축할 수가 있었다. 또한 모델식에 각 파라메타들을 실제 공정에서 직접 구하여 사용함으로써 공정모사의 정확성을 얻을 수가 있었다. 모사모델의 타당성을 화인하기 위해서 에탄올/물 혼합물을 모델 혼합물로 선정하여 상업 투과막인 $AzeoSep^{TM}$-2002를 통한 투과실험을 행하여 각 투과 특성들을 얻었으며 얻은 이들 값들과 모사 모델식으로부터 계산된 값들과 비교한 결과 서로 잘 일치함을 보여 본 모사모델의 타당성을 입증하였다. 또한 모사모델을 사용하여 연속식 및 회분식 투과공정에서의 에탄을 탈수 공정을 모사하였는데 모사 결과들은 공정 분석 및 최적화를 위한 기본자료로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 모사결과를 토대로 회분식 공정과 연속식 공정을 비교 분석하였다.

• 대한화학회지
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• 제64권1호
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• pp.30-37
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• 2020

이 연구는 산·염기 반응의 준미시적 표상화 과정에서 학생들이 부딪치는 문제점을 파악하는 것이다. 이를 위하여 다양한 산·염기 모델을 학습한 고등학교 3학년 이과 학생들 30명을 선정하였다. 학생들의 준미시적 표상화 능력을 파악하기 위하여 한 종류의 용질과 용매 상황, 두 종류의 용질과 용매 상황, 용매가 물인 경우와 물이 아닌 경우 등 다양한 맥락의 9 문항을 개발하였다. 모든 문항에서 화학변화 개념의 결여가 지속적으로 나타났다. 수용액 상황과 비수용액 맥락에서, 암모니아를 용질이나 용매로 제시한 문항에서 화학결합 개념의 결여 빈도는 높았다. 그리고 이온화도 개념 결여의 비율도 매우 높았다. 따라서 화학 교사들은 다양한 산·염기 문제를 푸는 상황에서 학생들이 부딪치는 어려움을 분석함으로써 학생들의 준미시적 표상화 능력을 높여줄 수 있다는 것을 알아야 한다.

• 대한화학회지
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• 제35권5호
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• pp.580-585
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• 1991

본 연구는 퀴놀론 중간체 합성을 위한 모델 연구로서 3,4-디클로로아세토페논의 C-, O-아실화의 경쟁반응에 대해 조사하였다. 3,4-디클로로아세토페논의 C-, O-아실화 비율에 대한 염기, 용매, 아실화물의 이탈기 효과에 대해 논하였으며, 이 때 아실화물로는 클로로포름산에틸, 에틸페닐탄산, 그리고 디에틸탄산을 사용하였다. 비극성 용매에서, 사용된 염기의 금속이온 크기가 작으면 작을수록 C-아실화 반응이 지배적으로 일어났다. 이탈기 영향에 있어서는 아실화물의 이탈기 능력이 감소할수록 C-아실화 생성물이 증가함을 볼 수 있었다. 또한 용매의 극성이 감소할수록 C/O-아실화 비율이 증가함을 관찰하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.263-274
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• 2014

펩타이드 중합체의 이차 구조는 화학적, 생물학적 기능을 갖는 단백질 삼차 구조를 결정하는 중요한 구성요소이다. 이러한 단백질의 이차구조에 대한 정보는 치매, 광우병과 같은 단백질 응집관련 질병에서 응집유발 단백질의 형성과정 및 안정도와 밀접한 연관이 있다. 본 연구는 폴리알라닌을 모델 펩타이드로 선택하여, 이들의 가능한 7가지 이차구조들에 대한 구조적, 열역학적 특성을 계산화학방법을 통해 비교 분석하였다. 우선 기체상에서 7가지 구조들의 구조최적화를 통해 상대적 안정도를 비교하였고, 나아가 EDISON의 용매화 자유 에너지의 열역학적 계산방법을 통해 수용액상에서의 상대적인 안정도와 그 원인을 비교, 분석하였다. 특히, 기체상에서와 수용액상애서 폴리알라닌 이차구조들의 상대적 안정도가 바뀌는 원인에 대해, 폴리알라닌의 구조적 특징과 수소결합과의 상관관계를 통해 규명하였다. 본 연구에서 밝힌 단백질 이차 구조의 상대적 안정도 및 물과의 상관관계에 미치는 구조적, 열역학적 원인은 응집 유발 단백질에서 제시된 특정 이차 구조의 선택적 안정성에 대한 근거를 제시하며, 그 기작을 이해하는 중요한 단서를 제공한다.

• 공업화학
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• 제35권1호
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• pp.48-53
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• 2024

전기화학 기반의 SEI 성장 모델을 이용하여 리튬이온 배터리의 캘린더 노화 및 장기 수명을 예측하였다. 네 가지 유형의 장기 SEI 성장 모델(용매 확산 제한 모델, 전자 이동 제한 모델, 리튬-간극 확산 제한 모델, 반응 제한 모델)을 적용하여 수치해석이 이루어졌고, 캘린더 에이징 동안의 용량 감소와 리튬 재고 손실을 계산하였다. 수치해석 결과, 전자 이동 제한 모델과 리튬-간극 확산 제한 모델이 낮은 용량 감소를 보였으며, 용매 확산 제한 모델과 반응 제한 모델은 10년이내에 80%의 용량 감소를 보였다. 캘린더 노화 중 저온 보관 시 SEI의 성장을 저하시켜 용량 감소가 적었다. 사이클링 중 C-rate가 증가할수록 SEI 두께 증가로 수명 하락이 크게 나타났으나 그 차이는 크지 않았다.

• 공업화학
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• 제26권6호
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• pp.730-736
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• 2015

Cyclotrimethylene trinitramine (RDX)은 대표적인 니트라민 계열 고폭 화약으로 충격, 마찰, 열, 정전기 등 비의도적인 자극에 대한 둔감화를 위해 서브마이크론 크기 RDX 입자 제조가 요구되고 있다. 본 연구에서는 drowning-out 결정화에 의한 서브마이크론 RDX 입자 제조 조건을 최적화하기 위하여 RDX 농도, 반용매 온도, 반용매 질량을 독립변수로 설정하였으며 반응 표면 분석법의 일종인 중심합성회전설계에 의한 실험 계획이 수립되었다. 도출된 회귀 모델의 수정 결정계수(adjusted determination coefficient, adj. $R^2$)는 0.9984이며 p 값은 0.01 이하로 유의했다. 회귀 분석에 의해 독립 변수간 자기상관성은 없으며 교호작용 효과가 확인되었다. 중심합성회전설계에 의한 최적화로부터 도출된 최소 평균 입경의 RDX 입자 제조 조건은 RDX 농도 3 wt%, 반용매 온도 $0.2^{\circ}C$, 반용매 질량 266 g이었다. 회귀 모델에서 예측된 RDX 입자의 평균 입경은 $0.53{\mu}m$이며 실제 제조된 RDX 입자의 평균 입경도 $0.53{\mu}m$이었다. X선 회절 분석과 FT-IR 분석으로부터 RDX 입자의 결정형은 ${\alpha}$형이었다.

• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.234-238
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• 2015

모델 콜타르 유분 중에 함유된 질소고리화합물(NHC)의 분리를 메탄올과 포름아마이드 추출에 의해 비교했다. 원료로서는 4종류의 NHC (NHCs : 퀴놀린, 이소퀴놀린, 인돌, 퀴날딘), 3종류의 2환 방향족 화합물(BACs : 1-메틸나프탈렌, 2-메틸나프탈렌, 디메틸나프탈렌), 비페닐과 페닐에테르로 제조한 모델 콜타르 유분을 사용했다. 용매로서는 메탄올과 포름아마이드 수용액을 사용했다. 원료와 용매의 접촉 장치로서는 회분 교반기를 사용했다. 사용한 용매와 무관하게, 초기 용매 함수율의 감소와 평형조작 온도의 상승은 NHCs의 분배계수를 급격히 증가시켰으나, 역으로 BACs를 기준한 NHCs의 선택도를 감소시켰다. 초기 용매/원료의 체적비가 감소함에 따라 NHCs의 분배계수는 감소했으나, BACs를 기준한 NHCs의 선택도는 거의 일정했다. 동일한 실험조건에서, NHCs의 분배계수는 메탄올 추출이 포름아마이드 추출에 비해 약 3~5배 높았으나, BACs를 기준한 NHCs의 선택도는 역으로 포름아마이드 추출이 메탄올 추출에 비해 3~7배 높았다. 또한, NHCs의 용해력과 선택도의 밸런스에 NHCs의 추출처리속도를 부가하여 두 용매 추출법을 비교했다.