• 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.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권9호
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• pp.2581-2587
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• 2010

Nitration of tyrosine and tryptophan residues is common in cells under nitrative stress. However, physiological consequences of protein nitration are not well characterized on a molecular level due to limited availability of the 3D structures of nitrated proteins. Molecular dynamics (MD) simulation can be an alternative tool to probe the structural perturbations induced by nitration. In this study we developed molecular mechanics parameters for 3-nitrotyrosine (NIY) and 6-nitrotryptophan (NIW) that are compatible with the AMBER-99 force field. Partial atomic charges were derived by using a multi-conformational restrained electrostatic potential (RESP) methodology that included the geometry optimized structures of both $\alpha$- and $\beta$-conformers of a capped tripeptide ACE-NIY-NME or ACE-NIW-NME. Force constants for bonds and angles were adopted from the generalized AMBER force field. Torsional force constants for the proper dihedral C-C-N-O and improper dihedral C-O-N-O of the nitro group in NIY were determined by fitting the torsional energy profiles obtained from quantum mechanical (QM) geometry optimization with those from molecular mechanical (MM) energy minimization. Force field parameters obtained for NIY were transferable to NIW so that they reproduced the QM torsional energy profiles of ACE-NIW-NME accurately. Moreover, the QM optimized structures of the tripeptides containing NIY and NIW were almost identical to the corresponding structures obtained from MM energy minimization, attesting the validity of the current parameter set. Molecular dynamics simulations of thioredoxin nitrated at the single tyrosine and tryptophan yielded well-behaved trajectories suggesting that the parameters are suitable for molecular dynamics simulations of a nitrated protein.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권11호
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• pp.2723-2728
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• 2009

The conformational properties of oligosaccharides are important to understand carbohydrate-protein interactions. A trimannoside, methyl 3,6-di-O-($\alpha$-D-Man)-$\alpha$-D-Man (TRIMAN) is a basic unit of N-linked oligosaccharides. This TRIMAN moiety was further modified by GlcNAc (BISECT), which is important to biological activity of N-glycan. To characterize the trimannoside and its bisecting one we performed a molecular dynamics simulation in water. The resulting models show the conformational transition with two major and minor conformations. The major conformational transition results from the $\omega$ angle transition; another minor transition is due to the $\psi$ angle transition of $\alpha$ (1 $\rightarrow$ 6) linkage. The introduction of bisecting GlcNAc on TRIMAN made the different population of the major and minor conformations of the TRIMAN moiety. Omega ($\omega$) angle distribution is largely changed and the population of gt conformation is increased in BISECT oligosaccharide. The inter-residue hydrogen bonds and water bridges via bisecting GlcNAc residue make alterations on the local and overall conformation of TRIMAN moiety. These changes of conformational distribution for TRIMAN moiety can affect the overall conformation of N-glycan and the biological activity of glycoprotein.

• 천문학논총
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• 제30권2호
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• pp.113-114
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• 2015

Recent high-resolution, high-sensitivity observations of protostellar jets have shown many to possess an underlying 'wiggle' structure. HH 211 is one such example where recent sub-mm observations revealed a clear reflection-symmetric wiggle. An explanation for this is that the HH211 jet source is moving as part of a protobinary system. Here we test this assumption by simulating HH211 through 3D hydrodynamic simulations using the pluto code with a molecular chemistry and cooling module, and initial conditions based on an analytical model derived from SMA observations. Molecular chemistry allows us to accurately plot synthetic molecular emission maps and position-velocity diagrams for direct comparison to observations, enabling us to test the observational assumptions and put constraints on the physical parameters of HH211. Our preliminary results show that the reflection-symmetric wiggle can be recreated through the assumption of a jet source being part of a binary system.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제17권8호
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• pp.700-706
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• 1996

We present the results of molecular dynamics simulations of monolayers of long-chain alkyl thiol [S(CH2)15CH3] molecules on an air-solid interface using the extended collapsed atom model for the chain-molecule and a gold surface for the solid surface. Several molecular dynamics simulations have been performed on monolayers with areas per molecule ranging from 18.30 to 32.10 Å2/molecule. It is found that there exist three possible transitions: a continuous transition characterized by a change in molecular configuration without change in lattice structure, a sudden transition characterized by the distinct lattice defects and perfect islands, and a third transition characterized by the appearance of a random, liquid-like state. The analysis of probability distributions of the segments shows that the structure of the chain-molecules at the air-solid interface is completely different from that at the air-water interface in the view of the degree of overlap of the probability distributions of the neighbor segments. The calculated diffusion coefficients of the chain-molecules on the monolayers seem to be not directly related to any one of the three transitions. However, the large diffusion of the molecules enhanced by the increment of the area per molecule may induce the second transition.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.325-331
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• 2022

금속의 취성화는 수소와 접촉하는 구조물을 안정적으로 설계하는데 있어서 큰 문제가 되어왔다. 본 논문에서는 분자동역학 해석을 통해 균열선단 주변에 모인 수소원자들이 전위 이동 현상을 억제하고, 이로 인해 벽개 파괴 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 다양한 수소 농도, 하중 속도, 수소 확산 속도 등을 바꾸어가며 분자동역학 해석을 수행하였고, 이에 따른 수소 취성화를 최소화시킬 수 있는 조건들을 조사하였다. 분자동역학 해석 결과는 기존의 실험결과와 잘 일치하였으며 이를 바탕으로 수소 취성화 현상을 정량화하여 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2002년도 제23회 학술발표회 초록집
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• pp.106-106
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• 2002

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제21권2호
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• pp.200-206
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• 2000

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.15-23
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• 2002

분자 동역학 기법을 사용한 재료 파괴 시뮬레이션은 계산량의 방대함으로 인하여 극히 최근까지 활발한 연구가 진행되지 못하였으나 최근 컴퓨터의 성능향상으로 인하여 새로운 연구분야로 떠오르고 있다. 분자 동역학은 그 특성상 계산 집약적인 환경을 요구함으로 대규모의 연산을 위해서는 슈퍼컴퓨터나 클러스터(cluster)의 사용이 필수적이나 고가의 장비와 사용료로 인하여 많은 제한을 받아왔다. 본 연구에서는 PC를 사용하여 클러스터를 제작하고, 균열이 있는 시편을 사용하여 파괴현상에 대한 분자 수준의 거동을 시뮬레이션 하였으며, 클러스터의 노드(node) 수, 효율, 분자 수, 노드간의 통신시간 등의 상호관계를 파악하여 최적의 성능을 가진 클러스터를 구성하는 데 필요한 요소들을 분석하였다. 제작된 PC 클러스터를 사용하여 약 50,000개의 분자를 사용한 재료 파괴 시뮬레이션을 수행하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권1호
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• pp.887-894
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• 2018

최근 그래핀을 이용한 나노전자소자에 대한 많은 연구들이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 분자동력학 시뮬레이션 방법을 사용하여 그래핀 나노리본 트렌치 구조를 이용한 풀러렌 분자 셔틀 소자로의 활용 가능성에 대하여 연구하였다. 그래핀 나노리본 트렌치 구조는 그 나노미터 규모의 분자 저장이 가능한 공간을 만들 수 있어, 이 공간을 활용하여 나노전기전자소자를 제작할 수 있는 가능성을 열어준다. 그래핀 나노리본 트렌치로 흡수된 풀러렌 분자는 외부 작용력의 방향에 따라서 그 위치를 그래핀 나노리본 트렌치 내부에서 조정할 수 있게 되기 때문에, 이를 이용하여 그래핀 나노리본 트랜체 내부에서 플러렌의 위치 조정으로 디지털 정보를 저장할 수 있다. 풀러렌 분자가 그래핀 나노리본 트렌치 내부에서 고랑을 따라서 이동과정에서 다양한 운동에너지 역학이 작용되는 것을 살펴보았다. 본 연구에서는 그래핀 나노리본 트렌치에 흡수된 풀러렌 분자는 나노전지전자소자의 오실레이터, 정보저장소자, 센서 등 다양한 첨단 분야에서 활용가능하다는 것을 연구하였다.