• 제목/요약/키워드: 자유분자

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자유분자 Monte Carlo 유동해석에 의한 터보분자펌프 성능 평가

  • 김인찬
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.105.2-105.2
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    • 2013
  • 배기속도 2500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar의 구현을 목표로 하는 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102 이상이 되어러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct simulation Monte Carlo 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 다양한 변수의 조합에 대한 수치적 해석에서, 복합분자펌프의 성능에 영향을 미치는 중요한 설계변수는 rotor-stator의 날개각, 유동방향 회전축의 두께 변화 등, 진행방향 분자의 모멘텀에 직접적인 영향을 미치는 변수들임이 확인되었다.

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자유 부피 확산 이론 (Free-Volume Theory for Diffusion)

  • 홍성욱
    • 멤브레인
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    • 제8권1호
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    • pp.1-10
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    • 1998
  • 액체 상태에서 물질이 확산되는 현상을 자유 부피의 개념으로 해석하고자 하는 노력은 1959년에 Cohen과 Turnbull에 의해서 시작되었다. 그들은 액체의 부피를 두 부분으로 나누었는데, 하나는 분자가 차지하고 있는 점유 부피(Occupied volume)이고, 다른 하나는 자유 부피(Free-volume)로서 무작정한 열적 유동에 의해서 재분배된다. 온도의 변화에 의해 부피가 변하는 것은 이 자유 부피의 변화때문이며, 점유 부피는 온도에는 무관함 것으로 갖주하였다. 분자가 액체 상태에서 이동하려면 이웃에 충분한 크기의 자유 부피 공간이 존재해야한다. 따라서, 분자의 확산은 분자가 이들 자유 부피 공간들로 도약하는 것이다. Cohen-Turnbull의 이론에서는 순수한 액체의 자기 확산 계수(Self-diffusion conefficient)는 자유 부피의 무작정한 유동에 의하여 임계 크기의 공간이 생성되는 확률과 관련이 있다. Cohen-Turnbull 자유 부피 이론은 그 후 많은 사람들에 의해서 수정되었고, 그중에서 현재 가장 널리 사용되는 것은 Fujita의 이론과 Vrentas-Duda의 이론이다. 두 이론 모두 확산 데이터를 correlation하는데는 문제가 없으나, Vrentas-Duda의 이론만이 확산계수를 예측할 수 있는 능력이 있다. 또한, 고분자와 용매의 도약 단위의 몰 질량이 같을때에 Vrentas-Duda의 이론은 Fujita의 이론과 같아지므로, Fujita의 이론은 Vrentas-Duda의 이론의 특수한 경우라고 할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 Vrentas-Duda 자유 부피 이론만을 다루기로 하겠다.

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분자동역학 모의실험을 이용한 Lennard-Jones 이성분 혼합물의 섞임 자유에너지 및 섞임 엔트로피 계산

  • 이아영;정유진
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제3회(2014년)
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    • pp.311-323
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    • 2014
  • 분자동역학 모의실험을 이용하여 간단한 van der Waals 상호작용하는 이성분 혼합물 계의 섞임 자유에너지 및 섞임 엔트로피 등 섞임과 관련된 열역학 함수들을 계산하는 방법을 소개한다. 각 혼합물의 과잉 자유에너지는 열역학 적분 (thermodynamic integration)방법을 이용하여 계산하고, 이성분 혼합물의 섞임 관련 열역학 함수들은 Hess의 법칙을 확장함으로써 구한다. 계산 결과로부터 온도가 증가할수록 계의 섞임 Helmholtz 자유에너지는 감소하며, 섞임 내부에너지도 감소함을 알 수 있다. 섞임 엔트로피는 온도가 증가할수록 이상기체의 섞임 엔트로피에 접근함을 알 수 있다. 섞임 Helmholtz 자유에너지에 대한 섞임 내부에너지와 섞임 엔트로피 기여도를 조사한 결과 이 계의 섞임 과정을 주도하는 추진력은 엔트로피에 의한 것임을 알 수 있다. 본 연구 방법과 결과를 이용함으로써 학부생들이 혼합물의 열역학 성질을 이해하는데 도움을 주리라 기대한다.

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연안해역의 적조방제와 해조류 사멸 처리 (Coastal Sea Red-tide Prevention and Killing Treatment of Seaweed and Algae)

  • 소대화;백민동;백희요;선우택
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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    • pp.285-288
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    • 2004
  • 자유수산기는 단분자 제조공정으로 분자, 원자 충에서 가공되어 기타 활성입자와 함께 얻어지며, 20% 이상의 고 밀도 질량비는 양산공정에 중요한 의미를 부여한다. 자유수산기가 선박안정수의 외래침입생물과 적조처리 및 양식수체 정화에도 효과적인 새로운 처리기술로 선박 안정수에 포함되어 타 지역으로부터 옮겨지는 외래침입생물 처리 방안의 하나로, 강 전리방전 기술을 적용하여 고 밀집산소와 물분자로부터 고농도 수산자유기(OH: hydroxyl radical)를 전리, 발생시켜서 활성입자를 신속히 확산시켜 비교적 낮은 수산기농도 하에서 유해성침입생물을 사멸 처리하는 환경 친화적 녹색 청정처리방법을 제안하였다.

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액체의 표면장력과 점도에 관한 이론 (Theory of Surface Tension and Viscosity of Liquid)

  • 박형석
    • 대한화학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.18-25
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    • 1968
  • 액체 분자는 고체, 천이상태 및 기체와 같은 자유도를 갖는다는 액체구조에 관한 천이상태이론을 적용하여 액체의 표면장력과 점도를 계산하여 측정 치와 좋은 일치를 얻었다. 표면장력을 계산함에 있어서 표면 각층의 밀도는 이웃 층 사이의 밀도를 주는 관계식으로부터 쉽게 얻었다. 그리고 액체가 점성 흐름을 할때 활성화된 분자는 흐르는 방향으로는 기체와 같은 자유도를 가지나, 이에 직교한 평면상에서는 천이상태 및 기체와 같은 자유도를 갖는다고 가정하였다.

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무정형 열가소성 고분자의 자유 라디칼 중합 분자동역학 시뮬레이션 알고리즘 (Free Radical Polymerization Algorithm for a Thermoplastic Polymer Matrix : A Molecular Dynamics Study)

  • 정지원;박찬욱;윤군진
    • Composites Research
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    • 제32권3호
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    • pp.163-169
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    • 2019
  • 본 연구에서 우리는 자유 라디칼 중합에 기반한 열가소성 고분자의 동적 분자동역학 중합 알고리즘을 이용하여 95%의 변환률을 갖는 PMMA의 고분자 모델을 구성하였다. 본 알고리즘에서는 계산 수행에 필요한 시간을 줄이기 위해 PCFF 포텐셜 함수의 결합 항들 TraPPE-UA 포텐셜 함수의 비결합 항을 조합한 united-atom level의 coarse-grained 포텐셜 함수를 도입하였다. 자유 라디칼 중합 시뮬레이션을 통해 생성된 각 사슬을 분석하여 고분자의 분자량 분포와 평균 분자량을 계산하였고, 고분자의 분자량은 초기 상태에 존재하는 개시제 라디칼의 수를 이용하여 조절하였으며, 유리전이온도, 기계적 물성에 미치는 분자량의 효과에 대해 연구되었다.

높은 자유부피를 가지는 Disulfonated poly(arylene ether sulfone) 랜덤 공중합체의 수투과도 향상에 관한 연구 (The Study on Water Permeation Improvement of Disulfonated Poly(Arylene Ether Sulfone) Random Copolymers with High Free Volume)

  • 강승규;황경호
    • 멤브레인
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    • 제22권5호
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    • pp.352-358
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    • 2012
  • 본 연구는 pressure retarded osmosis (PRO) 분리막의 구조적 특성이 미치는 영향에 대하여 수행되었다. 이를 위해, 유사 분자구조를 가지며 자유부피는 차이가 나는 BPS-XX, BisA-XX가 선택되었다. BPS-XX와 BisA-XX는 축중합 반응을 통해 합성되었으며, 또한 더 세분화된 결과를 위해서 20~60 mol.%로 술폰화되었다. 자유부피의 변화에 따른 분리막의 특성을 입증하기 위해서 몇 가지 특성평가가 진행되었다. 연구 결과에서 동일 분자구조에서 자유부피가 증가하면 막의 투과도가 증가하였고, 선택도는 감소하였다. 본 연구의 투과도-선택도 결과에서, 분자의 기본 구조와 자유부피 조절에 따라서, 고 투과도와 선택도를 가진 막을 제조 가능함을 알 수 있었다.

적조방재와 해조류 사멸 처리 (Red-tide Prevention and Killing Treatment of Seaweed and Algae)

  • 소대화;백민동;백희요
    • 동굴
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    • 제75호
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    • pp.9-13
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    • 2006
  • 자유수산기는 단분자 제조공정으로 분자, 원자 층에서 가공되어 기타 활성입자와 함께 얻어지며, 20% 이상의 고 밀도 질량 비는 양산공정에 중요한 의미를 부여한다. 자유수산기가 선박안정수의 외래침입 생물과 적조처리 및 양식수체 정화에도 효과적인 새로운 처리기술로 선박 안정수에 포함되어 타 지역으로부터 옮겨지는 외래침입생물 처리 방안의 하나로, 강 전리방전 기술을 적용하여 고 밀집 산소와 물분자로부터 고농도 수사자유기(OH: hydroxyl radical)를 전리, 발생시켜서 활성입자를 신속히 확산시켜 비교적 낮은 수산기농도 하에서 유해성침입생물을 사멸 처리하는 환경 친화적 녹색 청정처리방법을 제안하였다.

고지방식이 섭취 마우스를 이용한 복분자종자유의 혈행 개선 효과 (Blood Flow Improvement Effect of Bokbunja (Rubus coreanus) Seed Oil in High-Fat Diet-Fed Mouse Model)

  • 전혜린;곽성민;오수진;남현수;한두원;송윤석;송진우;최경철
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권8호
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    • pp.1105-1113
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    • 2015
  • 혈행 개선 기능성을 평가하기 위하여 8주 동안 일반식이와 고지방식이를 제공하는 그룹에 오메가-3 지방산과 복분자종자유를 일정량 제공하는 실험을 실시하였다. 실험군은 일반식이 그룹과 고지방식이 그룹으로 나누어 각 그룹 내에 음성대조군, 양성대조군(오메가-3 지방산), 복분자종자유(2 g, 4 g/2,000 kcal) 급이군으로 구성하였다. 양성대조군과 복분자종자유는 매일 경구 투여되었고 실험기간 종료 후 동물을 희생시켜 혈액과 장기를 얻어 혈중중성지방 및 콜레스테롤, 혈행 개선에 관련된 바이오마커(coagulation factor7, 12, serotonin과 TXB2)를 측정하였는데, 그 결과 복분자종자유는 혈중지질의 농도 개선을 통해 혈액의 점도를 감소시키고 혈액의 응고를 억제하여 혈행을 개선하는 기능성이 있는 것을 확인하게 되었다. 따라서 복분자종자유를 이용한 건강기능식품 개발은 혈관질환 환자들에게 혈행 개선을 통한 건강증진 효과를 보여줄 것으로 판단된다.

오메가-3 지방산 함유 복분자종자유에 의한 고지방식이 유도 고지혈증 마우스의 혈중 중성지방 및 콜레스테롤 감소 효과 (Reduction of Plasma Triglycerides and Cholesterol in High Fat Diet-Induced Hyper-Lipidemic Mice by n-3 Fatty Acid from Bokbunja (Rubus coreanus Miquel) Seed Oil)

  • 전혜린;오수진;남현수;송윤석;최경철
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권7호
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    • pp.961-969
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    • 2015
  • 본 실험의 복분자종자유는 리놀렌산 238.3 mg/g, 리놀레산과 감마리놀렌산 427.1 mg/g을 포함하며 이는 고시된 범위내의 섭취량이므로 독성시험 없이 4주 동안 매일 경구 투여로 암컷과 수컷 쥐 모두에게 섭취하도록 하였다. 또한 성인 정상체중을 약 60 kg으로 설정하고 60 kg의 성인이 하루 1 g, 2 g을 각각 섭취할 때의 혈중 지방의 감소 효과를 알아보기 위해 급이군의 설정을 1 g/60 kg BW/d(BSO 1 g), 2 g/60 kg BW/d(BSO 2 g)로 정하였다. 양성대조군의 경우에 판매되는 연어유 1,000 mg 캡슐을 2정 섭취하는 것을 권장하였고, 이에 맞추어 2 g/60 kg BW/d로 설정하게 되었다. 실험기간 종료 후 마우스를 희생시켜 혈액을 얻었으며, 복분자종자유(BSO 2 g)를 섭취한 마우스에서 총콜레스테롤 및 HDL, LDL/VLDL-콜레스테롤과 혈중 중성지방이 유의적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다(P<0.05). 이를 종합해 보았을 때 복분자종자유는 고지혈증 상태를 개선하고 미약하지만 항응고 활성을 통해 혈액의 항상성을 유지하도록 돕는 작용을 한다고 할 수 있다. 따라서 앞으로 동물 유래가 아닌 식물유래 복분자종자유를 이용한다면 고지혈증 개선 효과와 혈액 항응고 활성을 조절할 수 있을 것이며, 더욱 다양한 표적 인자 분석을 통하여 복분자종자유의 고지혈, 항응고 및 혈행개선 기전연구가 가능할 것이라 판단된다.