• 대한화학회지
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• 제48권2호
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• pp.123-128
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• 2004

폴리아민과 이미다졸 유도체에 대해서 AM1, PM3, ZINDO/1법으로 형성엔탈피(${\Delta}H_f$), HOMO, LUMO에너지 및 쌍극자힘(${\mu}_D$) 값을 얻었다. 이들 리간드를 Ni(II)에 배위시킨 Ni(II)착물의 저해활성효과를 ZINDO/1(Zerner''s Intermediate Neglect of Differential Overlap No.1)법으로 조사하였다. Ni(II)착물의 중심금속의 알짜전하 값이 0.03 이상과 형성엔탈피가 음의 값으로 300 eV이상에서 실험적인 저해활성 값이 나타남을 보였다. 그 결과 Ni(II)착물은 불안정한 5배위 사각피라미드형인 [Ni(dpt)(tn)]$^{2+}$(dpt=3,3''-diaminodipropylamine)(tn=1,3-diaminopropane)와 일그러진 사면체인 [Ni(N-PropIm)$_2$(NCS))$_2$](N-PropIm=N-Propylimidazole)를 제외한 착물에서는 저해활성 값이 나타남을 알 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권2호
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• pp.510-514
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• 2011

Photodissociation dynamics of allyl alcohol ($H_2C$=CH-$CH_2OH$) has been investigated at 205 - 213 nm along the UV absorption band by measuring rotationally-resolved laser-induced fluorescence spectra of OH radicals. Observed energy partitioning of the available energy among products at all photon energies investigated was similar and the barrier energy for OH production is about 574.7 kJ/mol from the OH yield measurements. The potential energy surfaces for the $S_0$, $T_1$, and $S_1$ excited states along the dissociation coordinate were obtained by ab initio quantum chemical calculations. The observed energy partitioning was successfully modeled by the "barrier-impulsive model" with the reverse barrier and the geometry obtained by the calculated potential energy surfaces. The dissociation takes place on the $T_1$ excited state potential energy surface with an energy barrier in the exit channel and a large portion of the photon energy is distributed in the internal degrees of freedom of the polyatomic products.

• 대한화학회지
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• 제64권6호
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• pp.350-353
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• 2020

물 분자내의 OH 신축진동(stretching vibration) 운동을 나타내는 정규모드(normal mode)와 국소모드(local mode) 진동수들을 비교하여 수소결합한 물 분자에 대한 국소모드에 기반한 계산의 타당성을 조사하였다. 물 분자의 단량체, 이합체, 삼량체에 대한 계산을 수행하여 분자 클러스터 크기가 커짐에 따라 국소모드 진동수, 국소모드의 비조화성, 그리고 국소모드와 정규모드 진동수들의 유사성이 어떤 경향성을 보이는지 순이론적 양자화학 계산 방법으로 연구하였다. 단량체에서 삼량체로 분자의 갯수가 증가할수록 OH 결합의 비조화성은 증가하며 국소모드와 정규모드 진동수 간의 차이는 줄어드는 것으로 나타났다. 따라서, 응축상에 존재하는 물 분자들의 OH 신축 진동수의 이론적 계산은 비조화성을 쉽게 다룰 수 있는 국소모드에 기반한 방식이 적절할 수 있음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3285-3292
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• 2012

The interaction of thiazole drug with (6,0) zigzag single-walled boron nitride nanotube of finite length in gas and solvent phases was studied by means of density functional theory (DFT) calculations. In both phases, the binding energy is negative and presenting characterizes an exothermic process. Also, the binding energy in solvent phase is more than that the gas phase. Binding energy corresponding to adsorption of thiazole on the BNNT model in the gas and solvent phases was calculated to be -0.34 and -0.56 eV, and about 0.04 and 0.06 electrons is transferred from the thiazole to the nanotube in the phases. The significantly changes in binding energies and energy gap values by the thiazole adsorption, shows the high sensitivity of the electronic properties of BNNT towards the adsorption of the thiazole molecule. Frontier molecular orbital theory (FMO) and structural analyses show that the low energy level of LUMO, electron density, and length of the surrounding bonds of adsorbing atoms help to the thiazole adsorption on the nanotube. Decrease in global hardness, energy gap and ionization potential is due to the adsorption of the thiazole, and consequently, in the both phases, stability of the thiazole-attached (6,0) BNNT model is decreased and its reactivity increased. Presence of polar solvent increases the electron donor of the thiazole and the electrophilicity of the complex. This study may provide new insight to the development of functionalized boron nitride nanotubes as drug delivery systems for virtual applications.

• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.9-17
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• 2015

풀러렌(fullerene)의 내부에 캡슐화될 수 있는 물 분자의 수와 물 분자들이 증가함에 따라 풀러렌의 안정적인 구조에 미치는 영향을 조사하기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory, DFT)을 이용하여 풀러렌-물 클러스터$(H_2O)_n@C_{60}$, (n=1-10)의 구조 변화에 따른 열역학적 안정성 및 결합에너지를 계산하였다. 각각의 구조들에 대해서 여러 이론 수준에서 최적화하였으며 진동주파수를 계산하여 가장 안정한 구조를 조사하고 IR 스펙트럼을 예측하였다. 또한 풀러렌 내의 물 분자 수가 증가함에 따른 수소결합의 세기 변화를 순수한 물 클러스터$(H_2O)_n$, (n=1-6)의 수소결합과 비교 분석하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권3호
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• pp.988-992
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• 2011

$CO_2$ adsorption on mineral sorbents has a potential to sequester $CO_2$. This study used a density functional theory (DFT) study of $CO_2$ adsorption on barium oxide (BaO) in the presence of $H_2O$ to determine the role of $H_2O$ on the $CO_2$ adsorption properties on the ($2{\times}2$; $11.05\;{\AA}{\times}11.05\;{\AA}$) BaO (100) surface because BaO shows a high reactivity for $CO_2$ adsorption and the gas mixture of power plants generally contains $CO_2$ and $H_2O$. We investigated the adsorption properties (e.g., adsorption energies and geometries) of a single $CO_2$ molecule, a single $H_2O$ molecule on the surface to achieve molecular structures and molecular reaction mechanisms. In order to evaluate the coordinative effect of $H_2O$ molecules, this study also carried out the adsorption of a pair of $H_2O$ molecules, which was strongly bounded to neighboring (-1.91 eV) oxygen sites and distant sites (-1.86 eV), and two molecules ($CO_2$ and $H_2O$), which were also firmly bounded to neighboring sites (-2.32 eV) and distant sites (-2.23 eV). The quantum mechanical calculations show that $H_2O$ molecule does not influence on the chemisorption of $CO_2$ on the BaO surface, producing a stable carbonate due to the strong interaction between the $CO_2$ molecule and the BaO surface, resulting from the high charge transfer (-0.76 e).

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.51-54
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• 2002

We propose a novel mechanism (Twist Sharing Mechanism) for the cis-trans photoisomerization of rhodopsin, based on the molecular dynamics (MD) simulation study. New things devised in our simulations are (1) the adoption of Mt. Fuji potentials in the excited state for twisting of the three bonds C9=C10, C11=C12 and C13=14 which are modeled using the detailed ab initio quantum chemical calculations and (2) to use the rhodopsin structure which was resolved recently by the X-ray crystallographic study. As a result, we found the followings: Due to the intramolecular steric hindrance between 20-methyl and 10-H in the retinal chromophore, the C12-C13 and C10-C11 bonds are considerably twisted counterclockwise in rhodopsin, allowing only counterclockwise rotation of the C11 =C12 in the excited state. The movement of 19-methyl in rhodopsin is blocked by the surrounding three amino acids, Thr 118, Met 207 and Tyr 268, prohibiting the rotation of C9=C10. As a result only all-trans form of the chromophore is obtainable as a photoproduct. At the 90$^{\circ}$ twisting of C11=C12 in the course of photoisomerization, twisting energies of the other bonds amount to about 20 kcal/mol. If the transition state for the thermal isomerization is assumed to be similar to this structure, the activation energy for the thermal isomerization around C11=C12'in rhodopsin is elevated by about 20 kcal/mol and the thermal isomerization rate is decelerated by 10$\^$-14/ times than that of the retinal chromophore in solution, protecting photosignal from the thermal noise.

• ALGAE
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• 제32권1호
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• pp.75-86
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• 2017

Polysaccharides of marine algae exhibit different structural characteristics and interesting biological functions. In this study, crude polysaccharides (CP) of eleven Sri Lankan marine algae obtained through hot water extraction and ethanol precipitation were investigated for DPPH, alkyl, and hydroxyl radical scavenging activities using electron spin resonance spectrometry and for intracellular reactive oxygen species scavenging activity in the Chang liver cell line. Characterization of CPs was done by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and by analysis of the monosaccharide composition. Time-dependent density functional theory quantum-chemical calculations at the RB3LYP/6-31G(d,p) level for constructed dimeric units of the corresponding polysaccharides were used to resolve the FTIR spectra. CPs from Chnoospora minima showed the highest DPPH and alkyl radical scavenging activities and higher intracellular reactive oxygen species scavenging effects for both AAPH and $H_2O_2$ induced ROS production in "Chang" cells. The major polysaccharide constituent in C. minima CP was identified as fucoidan and it displayed a higher sulfate content. The degree of sulfation of these polysaccharides suggests a positive correlation with the observed antioxidant properties.

• 한국광물학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-15
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• 2014

지구시스템 이해에 중요한 지구 내부 맨틀 물질의 거시적인 성질을 이해하기 위해서는 고압상태의 Mg-규산염 결정질 및 비정질 물질에 대한 원자구조와 그에 수반하는 전자구조에 대한 이해가 필요하다. 근래에 in-situ 고압 실험의 어려움을 피하여 고압환경에 존재하는 지구물질의 원자구조와 그 전자구조를 규명하기 위한 방법론으로서 밀도 범함수 이론에 기반을 둔 양자화학계산이 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 FP-LAPW (full-potential linearized augmented plane wave) 방법론을 이용하는 WIEN2k 프로그램을 통하여 25 GPa와 120 GPa의 $MgSiO_3$ 페로브스카이트(Pv)의 전자 오비탈의 PDOS (partial density of states)와 O원자 K-전자껍질 ELNES (energy-loss near-edge structure) 스펙트럼을 계산하였다. 두 압력 조건의 $MgSiO_3$ Pv에 대하여 계산된 전자 오비탈의 PDOS와 O원자 K-전자껍질 ELNES 스펙트럼은 뚜렷한 차이를 보이고 있었다. 이와 같은 결과는 $MgSiO_3$ Pv에서 압력 증가에 의한 Si 원자 배위수의 변화가 나타나지 않더라도 Si-O 결합거리, O-O거리, Mg-O거리와 같은 O원자 주변 국소 원자구조의 변화가 O원자 주변 전자구조에 뚜렷한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 $MgSiO_3$ 결정질 및 비정질 물질의 압력에 의한 전자구조 변화의 미시적 기원을 이해하고 더욱 나아가 다양한 지구물질의 압력에 의한 원자구조 변화와 그에 수반되는 전자구조 변화의 관계를 이해하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권6호
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• pp.442-450
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• 2014

본 연구에서는 상수원에서 문제시 되고 있는 미량오염물질의 처리에 대한 연구를 하기 위해선 많은 시간과 비용이 소요되는데, 이를 절감하기 위한 대안으로 양자화학적 기반의 범밀도함수이론(Density Functional Theory, DFT)을 활용하여 물질간의 상호 반응성 및 분해과정을 해석하였다. 본 연구에서 다루고 있는 물질은, 최근 낙동강 수계에서 빈번히 검출되고 있는 Sulfonamide 물질 3종(sulfamethazine, sulfathiazole, sulfamethoxazol)을 선정하였으며, 이론적인 연구로는 DFT모델링, 실험적 연구로는 UV-VIS 및 FT-IR 등의 분광분석을 하여 비교 및 검증을 하였다. DFT모델링을 실시한 결과 Sulfonamide물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 오존의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 사이에서 반응이 가장 유리하며, Sulfonamide 물질의 HOMO를 가시화 한 결과 Sulfanilamide기에서 전자밀도가 높게 나타나므로 Sulfanilamide기에서 반응이 활발할 것이라 예측되었다. UV-VIS 실험결과 260 nm에서 Sulfanilamide기가 검출되었으며, 오존산화시 검출된 Sulfanilamide기가 빠르게 사라짐을 알 수 있었다. FT-IR분석결과로써 Sulfanilamide기에서도 그 한 부분인 아민기(N-H)에서 가장 활발한 제거반응이 일어남을 알 수 있었으며 이러한 결과로부터 DFT모델링 방법을 통해서 정수처리 공정에 대해서 반응을 예측할 수 있음을 확인하였다.