• Journal of Information Display
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• 제12권3호
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• pp.145-152
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• 2011

Since the discovery of fullerenes as a class of nanostructure compounds, many potential applications have been suggested for their unusual structures and properties. The isolated pentagon rule (IPR) states that all pentagonal carbon rings are isolated in the most stable fullerene. Fullerenes $C_n$ are a class of spherical carbon allotrope group with unique properties. Electron transfer between fullerenes and other molecules is thought to involve the transfer of electrons between the molecules surrounding the fullerene cage. One class of electron transfer molecules is the methanofullerene derivatives ([6,6]-phenyl $C_{61}$-butyric acid methyl ester (PCBM), 4-(2-ethylhexyloxy)-[6,6]-phenyl $C_{61}$-butyric acid methyl ester (p-EHO-PCBM), and 4-(2-ethylhexyloxy)-[6,6]-phenyl $C_{61}$-butyric acid (p-EHO-PCBA), 10-12). It has been determined that $C_{60}$ does not obey IPR. Supramolecular complexes 1-9 and 10-12 are shown to possess a previously unreported host.guest interaction for electron transfer processes. The unsaturated, cis-geometry, thiocrown ethers, (1-9) (described as [X-UT-Y], where X and Y indicate the numbers of carbon and sulfur atoms, respectively), are a group of crown ethers that display interesting physiochemical properties in the light of their conformational restriction compared with a corresponding saturated system, as well as the sizes of their cavities. Topological indices have been successfully used to construct mathematical methods that relate structural data to various chemical and physical properties. To establish a good relationship between the structures of 1-9 with 10-12, a new index is introduced, ${\mu}_{cs}$. This index is the ratio of the sum of the number of carbon atoms ($n_c$) and the number of sulfur atoms ($n_s$) to the product of these two numbers for 1-9. In this study, the relationships between this index and oxidation potential ($^{ox}E_1$) of 1-9, as well as the first to third free energies of electron transfer (${\Delta}G_{et(n)}$, for n = 1-3, which is given by the Rehm-Weller equation) between 1-9 and PCBM, p-EHO-PCBM, and p-EHO-PCBA (10-12) as [X-UT-Y]@R(where R is the adduct PCBM, p-EHO-PCBM, and p-EHO-PCBA group) (13-15) supramolecular complexes are presented and investigated.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.890-893
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• 2012

가스 하이드레이트란 물이 형성하는 수소 결합의 격자 구조 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되며 형성하는 결정성 화합물이다. 가스 하이드레이트는 작은 고체 부피 내에 막대한 양의 기체 분자를 저장할 수 있다는 특징으로 인해 에너지 가스의 수송/저장 매체로 주목받고 있다. 또한 심해저와 영구 동토지역에 천연적으로 형성되어 부존되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트를 미래 청정 에너지원으로 활용하기 위한 연구도 진행 중에 있다. 본 연구에서는 천연가스의 수송/저장 매체로 가스 하이드레이트의 활용 가능성을 확인하기 위하여, 메탄, 에탄, 프로판이 각각 90.0, 7.0, 3.0 mol% 포함된 합성 천연가스를 사용하여 가스 하이드레이트 형성과 형성시의 거동 변화를 측정하였다. 268 K 및 50 bar의 조건에서 형성된 천연가스 하이드레이트 시료에 대해 고체상 NMR 및 고분해능 분말 XRD 분석을 통하여 시료의 결정 구조 확인 및 미세 분자 거동을 확인하였다. 실험 결과를 통해 형성된 천연가스 하이드레이트는 구조-II인 것을 확인하였으며, 구조-II의 두 가지 동공 중 작은 동공은 메탄이, 그리고 큰 동공은 메탄, 에탄, 프로판 모든 성분들이 포집되어 있음을 알 수 있었다. 또한 NMR 분광 분석법과 기체 크로마토그래피를 사용하여 기체 및 고체 조성을 분석한 결과, 천연가스의 성분별 포집도에 차이가 있는 것을 알 수 있었는데, 순수한 기체를 기준으로 하였을 때 가스 하이드레이트를 더 잘 형성할 수 있는 프로판, 에탄, 메탄의 순으로 포집 경향이 나타남을 알 수 있었다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제18권3호
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• pp.113-123
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• 1988

A series of water-soluble polyparacyclophanes bearing two diphenylmethane or two diphenyl ether skeletons were investigated to develop useful host compounds by using 1-anilinonaphthalene-6-sulfonate (ANS) and 2-p-toluidinylnaphthalene-6-sulfonate (TNS) as fluorescent hydrophobic substrates in aqueous solution. It was noteworthy that remarkable fluorescent enhancements and blue shifts of ANS and TNS were observed only in the presence of 1,6,20,25-tetraaza[6.1.6.1] paracyclophane (CPM 44) and 1,6,21,27-tetraaza [7.1.7.1] paracyclophane (CPM 55) for diphenylmethane skeleton, and 1,7,21,27-tetraaza-14,34-dioxa [7.1.7.1] paracyclophane (CPE 55) and 1,8,22,29-tetraaza-15,36-dioxa [8.1.8.1] paracyclophane (CPE 66) for diphenyl ether skeleton, comparing with ${\alpha}-\;and\;{\beta}-cyclodextrins$. However, their acyclic analogues such as 4,4'-dimethylaminodiphenylmethane and 4,4'-dimethylaminodiphenyl ether, and paracyclophanes whose cavities were smaller showed only small effects under the same conditions. These facts suggested that hosts and substrates were in an intimate contact which would not occur without larger structures, and thus that guest molecules were strongly incorporated in the hydrophobic cavities of these larger paracyclophanes. The effects of pH on the fluorescent intensity of ANS-CPM 44, ANS-CPM 55, ANS-CPE 55, ANS-CPE 66, TNS-CPM 44, TNS-CPM 55, TNS-CPE 55 and TNS-CPE 66 systems were not significant below pH 2.0, but their fluorescent intensities were markedly reduced with increasing ionic strength.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.81-93
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• 2007

낮은 온도와 높은 압력에서 저분자량의 가스가 물분자들에 의해 만들어지는 격자 속으로 포집되면서 형성되는 가스하이드레이트에 대한 존재가 알려진 것은 비교적 오래 되었으나, 물과 가스에 의해 형성되어 진다는 점에서 최근 관심이 증가되고 있다. 포집되는 가스의 종류에 따라 독특한 특성을 가지고 각각의 구조 결정을 형성하는 하이드레이트는 최근 지구 온난화가스인 이산화탄소 문제와 다양한 에너지원, 특히 천연가스와 수소 에너지에 대한 연구로 크게 주목받고 있다. 따라서 본 고에서는 가스 하이드레이트 활용 분야 중에서 활발히 진행되고 있는 분야, 즉 대표적 지구온난화 가스인 이산화탄소의 심해저장과 동시에 메탄 하이드레이트 층으로부터의 천연 가스의 포집연구와 수소 저장량을 극대화시킨 수소하이드레이트에 관한 전반적인 연구동향을 소개하도록 한다.

• 분석과학
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• 제15권2호
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• pp.115-119
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• 2002

$\alpha$ 및 $\beta$-Cyclodextrin(CD)과 Congo red간의 복합체 형성에 관한 연구를 분광학적 방법으로 조사하였다. 이 결과 cavity 크기가 작은 $\alpha$-CD는 Congo red의 입체적 장애 때문에 복합체를 형성하지 못하였다. 한편 가시광선 영역의 S-형 흡광도 증가 현상으로 볼 때 두 분자의 $\beta$-CD가 한 분자의 Congo red와 equatorial 형태로 복합체를 형성하는 것 같다. 등 흡수점은 346 nm과 478 nm 두 곳에서 나타났다. 온도에 따른 형성상수의 값으로부터 온도가 올라가면 binding energy의 감소로 형성상수가 감소하였다. 열역학적 parameter의 계산 결과 $\Delta$H, $\Delta$S 및 $\Delta$G는 각각 -50.73 kJ/mol, $-108.96J/K{\cdot}mol$ 및 -18.24 kJ/mol 이었다. 따라서 큰 엔트로피 감소를 동반한 자발적 반응임을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.476-480
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• 2013

라만 분광학과 분자 모델링을 이용하여 메탄과 육불화황의 혼합 기체 가스 하이드레이트의 성장거동을 연구하였다. 라만 분광학 결과에 의하면 메탄을 객체 가스로 사용할 경우 메탄이 물 분자로 이루어지는 가스 하이드레이트 호스트 구조 내의 큰 동공을 채우고 차례로 작은 동공이 채워지게 되는데 반하여 육불화황을 혼합한 경우 육불화황과 메탄이 경쟁적으로 큰 동공을 채우고 이어 작은 동공에는 메탄만 채워지는 방식으로 전체 가스 하이드레이트 구조가 안정화됨을 관찰하였다. 분자 모델링에 의한 결합에너지 계산 결과 큰 동공의 경우 육불화황은 -26.9 kcal/mol, 메탄은 -24.2 kcal/mol의 결합에너지를 보여 육불화황이 채워지는 것이 약간 더 안정함을 알 수 있었고 작은 동공의 경우 육불화황은 1.2 kcal/mol, 메탄은 -22.0 kcal/mol로 큰 크기의 육불화황이 작은 동공에는 채워질 수 없음을 보여주었다. 이와 같은 접근법은 향후 다양한 객체 기체 가스 하이드레이트의 성장거동을 예측하는데 적용될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.666-671
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• 2012

가스 하이드레이트는 고압 및 저온의 조건에서 주체 분자인 물의 수소 결합에 의해 형성된 격자 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되어 있는 고체의 함유 화합물이다. 심해저 퇴적층과 영구 동토지역에 매장되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트는 미래 청정 에너지원으로 주목받고 있다. 우리나라의 경우에도 동해안 울릉분지 부근 심해저에 천연가스 하이드레이트의 부존 가능성을 확인하였다. 이러한 심해저 천연가스 하이드레이트의 개발/생산을 위해서는 천연가스 하이드레이트의 상평형, 생성/해리 속도 등의 물리적 특성 뿐만 아니라 해리와 관련된 열물성에 대한 정보가 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 천연가스 하이드레이트의 주성분인 메탄, 에탄, 프로판 하이드레이트의 해리 엔탈피를 측정하였다. 메탄 하이드레이트의 경우 92.3 bar의 압력 조건에서 502.1 J/g-water, 437.3 J/g-hydrate, 54.2 kJ/mol-gas의 해리 엔탈피 값을 가졌으며, 해리 온도는 285.66 K이었다. 에탄 하이드레이트의 경우 18.7 bar에서 해리 엔탈피는 534.5 J/g-water, 438.8 J/g-hydrate, 73.8 kJ/mol-gas이었으며, 이때 해리 온도는 283.85 K이었다. 마지막으로 프로판 하이드레이트의 경우 압력이 3.2 bar일 때 해리 엔탈피는 417.2 J/g-water, 363.8 J/g-hydrate, 127.7 kJ/mol-gas 임을 알 수 있었고, 276.30 K에서 해리되는 것을 확인하였다. 또한, 해당 압력에서 각 기체의 가스 하이드레이트의 해리 엔탈피 측정과정에서 얻은 해리 온도를 문헌상의 가스 하이드레이트 3상(하이드레이트상(H)-물상(Lw)-기상(V)) 평형 데이터와 비교해 보면 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 가스 하이드레이트의 정확한 해리 엔탈피 측정 뿐만 아니라 가스 하이드레이트의 3상 평형도 함께 측정 가능함을 확인하였다.