• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.375-380
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• 2008

Dipyrromethene 유도체 분자 중 하나인 삼각형 모양의 Co-DPM 거대분자 (Co-DPM-trimer, Fig. 1)를 이용하여 흑연 표면에서 다양한 저차원 분자 나노구조를 형성할 수 있었으며, 이를 주사 터널링 현미경(scanning tunneling microscope)으로 관찰하였다. Co-DPM-trimer 분자를 $CH_2Cl_2$ 용매에 녹여 흑연 표면에 뿌리면, 용매가 증발되며 그 동안 표면에 분자 나노구조가 형성된다. 본 연구에서는 다양한 두께의 긴 1차원 분자선과 2차원 구조인 육각형 패턴을 관찰하였다. 1차원 분자선과 2차원 육각형 패턴의 높낮이 및 구조를 분석한 결과, 1차원 분자선의 경우 흑연 표면에 'edge-on'정렬로 연속된 $\pi-\pi$ stacking 상호작용에 의해서, 그리고 육각형 패턴 구조는 'face-on'정렬을 통해서 형성된 것으로 보인다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권6호
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• pp.264-271
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• 2015

Adhesion force of nanomaterials such as nanoparticle, nanowire, and nanorods should be significantly considered for its mechanical applications. However, examination of the adhesion force is limited since it is technically challenging to carry out experiments with such small objects. Therefore, in this work, molecular dynamics simulation (MDS) was conducted to determine the adhesion force between a nanowire and a flat surface, which could not be readily assessed through experiments. The adhesion force of a cylindrical-shaped nanowire was assessed by performing MDS and applying an equation of Van der Waals interaction. Simulation was conducted in two steps: indentation of a spherical tip on the flat surface and indentation of a cylinder on the flat surface, because the purpose of the simulation was comparing the results of the simulation and calculation of the Van der Waals interaction equation. From the simulation, Hamaker constant used for the equation of Van der Waals interaction was determined to be 2.93 °ø 10?18 J. Using this constant, the adhesion force of the nanowire on the flat surface was readily estimated by calculating Van der Waals equation to be approximately 65~89 nN with respect to the diameter of the nanowire. Moreover, the adhesion force of the nanowire was determined to be 52~77 nN from the simulation It was observed that there was a slight discrepancy (approximately 15~25%) between the results of the simulation and the theoretical calculation. Thus, it was confirmed that the calculation of Van der Waals interaction could be utilized to assess the adhesion force of the nanowire.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.369-376
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• 2023

본 연구에서는 복합소재의 기지재로 활용되고 있는 에폭시 고분자의 가교율이 항복표면에 미치는 영향을 분자동역학 해석을 통해 평가하고자 한다. 분자동역학 해석을 활용하여 가교율에 따른 에폭시 모델을 형성한 후, 상온-대기압 조건하에서 단축 변형 해석 및 평면응력 조건을 고려한 다축 변형 해석을 수행하였으며, 해석 데이터를 통하여 가교율에 따른 영률, 항복점, 항복표면, 그리고 경화지수를 도출하였다. 해석 결과, 영률 및 응력은 기존 선행 연구들에서 조사되었듯이, 가교율에 따라 증가하는 경향을 확인하였다. 다축 변형 시에는, 이러한 가교율과 도출된 응력간의 관계가 하중의 방향에 따라 의존적임을 확인하였는데, 가교율이 증가할수록 단축 인장 영역에 비해, 이축 압축 영역의 항복표면은 빠른 속도 팽창하였으며, 이로 인한 항복표면의 상이함을 관측하였다. 이를 통해, 고분자 소재의 항복 표면의 압력의존성은 소재의 가교 정도에 의존적이며, 항복이 진행될수록, 압력의 존성은 동일 소재 하에서도 변할 수 있음을 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제29권4호
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• pp.209-220
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• 2016

점토광물은 대기부터 지하수에 이르는 크리티컬존(critical zone) 영역에서 금속과 탄소 순환을 결정짓는 역할을 한다. 계산광물학 연구방법 중에 하나인 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션은 지구물질을 원자단위로 계산하기 때문에, 점토광물의 물리화학적 현상들에 대해 원자수준의 자세한 정보를 제공할 수 있다. 이번 연구에서는 clayFF 힘 장(force field)을 사용한 분자동역학 시뮬레이션을 이팔면체 점토광물인 깁사이트(gibbsite, $Al(OH)_3$), 카올리나이트(kaolinite, $Al_2Si_2O_5(OH)_4$), 파이로필라이트(pyrophyllite, $Al_2Si_4O_{10}(OH)_2$)에 적용하여 300 K, 1기압조건에서 각 광물이 가지는 격자상수와 원자간 거리를 계산하고 실험결과와 비교하였다. 더불어 수산기의 방향성 및 수소결합의 양상 그리고 파워스펙트럼(power spectrum)을 추가적으로 계산하였다. 계산 결과, 격자상수는 기존의 실험결과와 약 0.1~3.7% 미만의 오차율을 보였으며, 원자간 거리는 실험결과와 약 5% 미만의 차이를 가졌다. 깁사이트나 카올리나이트의 팔면체층 표면에 존재하는 수산기가 가지는 신축진동파수(stretching vibrational wavenumber)는 실험값 보다 약 $200-300cm^{-1}$ 높게 계산되었지만, 팔면체층 표면에 존재하는 수산기들의 상대적 크기의 경향은 기존 실험 결과와 일치하였다. 팔면체층 표면의 수산기가 (001)면과 이루는 각도도 기존 실험결과와 상당부분 일치한 반면에 내부 수산기의 경우는 다소 차이를 보였다. ClayFF를 사용한 분자동역학 시뮬레이션 연구 방법은 이팔면체 점토광물 표면 내(층간) 금속이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하는데 유용한 연구방법이 될 수 있음을 시사한다.

• 한국광물학회지
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• 제26권2호
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• pp.119-127
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• 2013

핵폐기물을 고화시키는 재료로 사용하는 붕규산염(borosilicate) 유리의 용해는 지층 처분장에 처리된 고준위 방사성 폐기물의 생태계 유출을 결정할 수 있는 중요한 화학반응이다. 습식 실험에서 유리의 용해속도(dissolution rate)는 유리 화학조성에 의해 크게 좌우되는 것이 관찰된다. 유리의 bulk 구조를 규명한 분광분석 실험에 의하면 유리의 화학조성과 분자수준(molecular-level) 구조(예: $SiO_4$ 사면체의 연결구조와 B 원소의 배위구조) 사이의 상관관계가 존재한다. 따라서 화학조성에 따른 유리 용해도의 차이는 조성에 따른 bulk 내부구조의 변화로 이해되어 왔다. 그런데 유리 표면은 수용액과 계면을 이루면서 용해 과정에서 가장 직접적으로 반응하는 부분이기 때문에, 화학조성에 따른 표면구조 변화에 대한 지식 또한 필요하다. 본 논문에서는 분자 동역학(molecular dynamics, MD) 시뮬레이션을 사용하여 4가지의 다른 화학조성을 가지는 소듐붕규산염 유리($xNa_2O{\cdot}B_2O_3{\cdot}ySiO_2$ 화학조성)에 대하여 bulk 구조와 실험으로 얻기 어려운 표면(surface) 구조를 연구하였다. MD 시뮬레이션은 유리 표면의 화학조성과 분자수준 구조가 bulk의 것과 매우 상이한 결과를 보여준다. 본 연구의 MD 시뮬레이션 결과는 화학조성에 따른 유리 용해도(특히 초기 용해과정)는 bulk 구조의 변화보다 유리 표면구조의 변화에 의해 크게 좌우될 수 있다는 표면구조에 대한 이해의 중요성을 역설한다.

• 폴리머
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• 제30권1호
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• pp.50-55
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• 2006

분산중합으로 제조된 폴리스티렌(PS) 시드 고분자 미립자에 가교단량체인 HDDA(1,6-hexanedioldiacrylate)를 one-step으로 흡수시키고 이를 중합하여 단분산 가교고분자 미립자를 제조할 시 1) 시드 고분자의 분자량, 2) 흡수된 가교단량체와 시드의 중량비, 3) 중합반응속도 등의 변화에 따른 가교고분자 입자의 표면 모폴로지 변화 등을 관찰하였다. 이번 연구를 통해 PS/HDDA계에서는 시드 고분자의 분자량 및 가교단량체 흡수비에 관계없이 가교고분자 입자표면에 분화구 형태의 모폴로지가 관찰되었으며, 이와 같은 표면 모폴로지는 중합반응속도를 조절함으로써 조절이 가능함을 알 수 있었다.

• 천문학회지
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• 제48권2호
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• pp.139-154
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• 2015

We carry out three-dimensional hydrodynamic simulations of the supernova remnants (SNRs) produced inside molecular clouds (MCs) near their surface using the HLL code (Harten et al. 1983). We explore the dynamical evolution and the X-ray morphology of SNRs after breaking through the MC surface for ranges of the explosion depths below the surface and the density ratios of the clouds to the intercloud media (ICM). We find that if an SNR breaks out through an MC surface in its Sedov stage, the outermost dense shell of the remnant is divided into several layers. The divided layers are subject to the Rayleigh-Taylor instability and fragmented. On the other hand, if an SNR breaks through an MC after the remnant enters the snowplow phase, the radiative shell is not divided to layers. We also compare the predictions of previous analytic solutions for the expansion of SNRs in stratified media with our onedimensional simulations. Moreover, we produce synthetic X-ray surface brightness in order to research the center-bright X-ray morphology shown in thermal composite SNRs. In the late stages, a breakout SNR shows the center-bright X-ray morphology inside an MC in our results. We apply our model to the observational results of the X-ray morphology of the thermal composite SNR 3C 391.

• 한국표면공학회지
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• 제43권4호
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• pp.170-175
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• 2010

The GaAs epitaxial layers were grown on Si(100) substrates by molecular beam epitaxy(MBE) using the two-step method. The Si(100) substrates were cleaned with different surface cleaning method of vacuum heating, As-beam, and Ga-beam at the substrate temperature of $800^{\circ}C$. Growth temperature and thickness of the GaAs epitaxial layer were $800^{\circ}C$ and 1 ${\mu}m$, respectively. The surface structure and epitaxial growth were observed by reflection high-energy electron diffraction(RHEED) and scanning electron microscope(SEM). Just surface structure of the Si(100) substrate cleaned by Ga-beam at $800^{\circ}C$ shows double domain ($2{\times}1$). RHEED patterns of the GaAs epitaxial layers grown on Si(100) substrates with cleaning method of vacuum heating, As-beam, and Ga-beam show spot-like, ($2{\times}4$) with spot, and clear ($2{\times}4$). From SEM, it is found that the GaAs epitaxial layers grown on Si(100) substrates with Ga-beam cleaning has a high quality.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권7호
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• pp.1207-1215
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• 2008

To investigate the occurrence and species diversity of mycobacteria in waters, surface water samples were collected monthly from the Han River and tap water samples at the terminal sites of the distribution system. Mycobacteria in each water sample were isolated by decontamination using cetylpyridinium chloride (CPC) and cultivation on Middlebrook 7H10 agar, and then identified by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism analysis (PRA) and sequencing of the 65-kDa heat-shock protein gene (hsp65 gene). Mycobacteria were detected in 59% of the surface water samples and 26% of the tap water samples. Over half of the 158 isolates could not be identified by hsp65 PRA and gene sequencing, and several identification discrepancies were observed between the two methods. The most frequently isolated species was Mycobacterium gordonae in surface water and M. lentiflavum in tap water. M. avium complex (MAC), the most important pathogen among environmental mycobacteria, was detected in the surface water samples but not found in the tap water samples. The result demonstrated that water is an important environmental source of mycobacteria and the combined application of hsp65 PRA and sequencing was more reliable than hsp65 PRA alone to accurately identify mycobacteria present in water.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.150-150
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• 2000

The adsorption geometry and the electronic property of Mg grown at room temperature on the Si(111)-7$\times$7 surface with various coverages have been studied by scanning tunneling microscopy (STM) and low energy electron diffraction (LEED). At low Mg coverage, the Mg atoms preferentially adsorb at the center adatom sites of the faulted half of the Si(111)-7$\times$7 surface. The adsorbed Mg atom acts as nucleophile with respect to Si atoms thus forms a stable ionic bond with the substrate Si atoms. Above 1 Ml, the 7$\times$7 surface starts to be disrupted and an amorphous Mg overlayer is formed. The LEED shows either $\delta$7$\times$7 or 1$\times$1 pattern at this coverage. When more Mg atoms were exposed, a flat and broad {{{{ { 2} over {3 } }}}}{{{{ SQRT { 3} }}}}$\times${{{{ { 2} over {3 } }}}}{{{{ SQRT { 3} }}}}R30$^{\circ}$region evolves. A flat silicide is formed at first and multi-level Mg islands having hexagonal step edges develop with increasing coverage. The scanning tunneling spectroscopy (STS) confirms the electronic properties of these Mg films on the si(111) 7$\times$7 surface at various coverages.