Cloud droplet activation process is well described by $K{\ddot{o}}hler$ theory and several parameterizations based on $K{\ddot{o}}hler$ theory are used in a wide range of models to represent this process. Here, we test the two different method of calculating the solute effect in the $K{\ddot{o}}hler$ equation, i.e., osmotic coefficient method (OSM) and ${\kappa}-K{\ddot{o}}hler$ method (KK). To do that, each method is implemented in the cloud droplet activation parameterization module of WRF-CHEM (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry) model. It is assumed that aerosols are composed of five major components (i.e., sulfate, organic matter, black carbon, mineral dust, and sea salt). Both methods calculate similar representative hygroscopicity parameter values of 0.2~0.3 over the land, and 0.6~0.7 over the ocean, which are close to estimated values in previous studies. Simulated precipitation, and meteorological variables (i.e., specific heat and temperature) show good agreement with reanalysis. Spatial patterns of precipitation and liquid water path from model results and satellite data show similarity in general, but on regional scale spatial patterns and intensity show some discrepancy. However, meteorological variables, precipitation, and liquid water path do not show significant differences between OSM and KK simulations. So we suggest that the relatively simple KK method can be a good alternative to the OSM method that requires various information of density, molecular weight and dissociation number of each individual species in calculating the solute effect.
The features of the capture reaction of $CO_2$ by ammonia solution have been investigated along with the effect of temperature on the reaction based upon computer program-utilizing calculation and thermodynamic estimation. The stable region of $CO{_3}^{2-}$ was observed to increase with temperature and the change of the stable region of $CO{_3}^{2-}$ with temperature was greater than the temperature variation of the stable region of other carbonate species. The distribution diagram for $NH_4{^+}-NH_3$ system was constructed and the rise of temperature resulted in the decrease of the stability of $NH_4{^+}$ ion, which was thought to be due to the endothermic nature of its acidic dissociation. Considering the introduction of $Ca^{2+}$ ion in the carbon capture reaction by $NH_4{^+}$, the temperature was observed to be important in the determination of the order of reaction between carbonate ion and these cations. The removal process of $CO_2$ gas by ammonia solution was presumed to occur in open system and the temperature variations of the concentration of carbonate system species along with their total concentration were calculated for the proper control and design of the real process.
수용액에서 탄산계 이온종들은 알칼리도, 완충 용량, 생물학적 생산지수 등과 같은 물의 여러 화학적 성질들을 결정하는데 있어 중요한 역할을 하고 있다. 이러한 화학종들은 또한 수계에서 고체, 액체, 그리고 기체 상태 등으로 변화하며 반응을 하는 특성을 지니고 있다. 고체상이 없는 상황에서 탄산계 이온종들의 총량과 각 이온종들의 상대량은 대기에서의 이산화탄소의 분압에 의해 결정되며 이는 또한 수계의 제반 성질에 직접적인 영향을 미치게 된다. 수환경에서 진행되는 정수, 혹은 폐수 처리 공정, 폐기물 처리공정, 그리고 폐기물의 재활용과 관련된 공정들에 있어 공정의 최적화를 위해서는 수환경의 특성을 파악하는 것이 매우 중요하며 이러한 수환경의 특성에 가장 크게 영향을 미치는 요소들 가운데 하나가 탄산계 이온종들이다. 대기에서의 이산화탄소의 분압과 물의 화학적 성질, 특히 pH와의 근본적인 연관성을 이해하기 위해 물과 접촉한 상태의 드라이아이스로부터 발생하는 순수한 이산화탄소의 활성 분압을 수계에서의 평형론에 근거하여 계산하였다. 탄산의 해리와 관련된 평형상수들을 van't Hoff식에 의해 결정하였으며 평형계산의 결과를 입증하기 위해 pH 에 따른 탄산계 이온종들의 분배 곡선을 작성하였다. 계산된 이산화탄소 기체의 활성 분압은 수용액에서의 탄산계 이온종들의 농도의 함수인 것으로 나타났으며 수용액에서 일어나는 반응들의 체계적 이해를 위해서는 수용액과 접해있는 이산화탄소 등과 같은 기체의 활성 분압에 대한 선행 계산이 필요한 것으로 파악되었다.
기-액 계면에서 Palmitic acid(PA) 단분자막의 ${\pi}$-A(surface pressure-area) 등온선 변화는 pH가 높을수록 가용화로 인하여 단위분자면적(${\AA}^2$/molecule)이 낮은 쪽으로 이동되었다. 바탕용액속에 Mg$^{2+}$, Ca$^{2+}$ 및 Ba$^{2+}$ 이온들을 각각 첨가했을 때 PA 분자는 압축되는 현상을 보였으며 이 효과는 이온의 농도 증가와 더불어 증가하였다. Langmuir-blodgett(LB) 다층막으로 IR 분광분석을 한 결과, PA는 이들이온과 각각 Mg, Ca, Ba-Palmitate 착물을 형성한다는 것을 알 수 있었다. 알칼리토금속 이온들에 의한 PA의 압축효과는 pH 8에서 Ca$^{2+}$ > Ba$^{2+}$ > Mg$^{2+}$ 순으로 나타났으며 Mg$^{2+}$ 을 제외하고는 원자번호 증가에 따라 감소되었다. 반면, 중성인 초순수 물에서는 Ba$^{2+}$ > Ca$^{2+}$ > Mg$^{2+}$ 순으로 나타났으며 이 현상은 원자번호가 낮아짐에 따라 감소하였다. 단분자막 상에서 PA와 HD(hexadecanol), 2성분계의 섞임성은 초순수 물인 계인 경우는 섞임성이 좋았으며 pH 8인 계의 경우는 섞임성이 나쁨을 알 수 있었다.
DNA 모델 화합물인 bis(p-nitrophenyl)phosphate(BNPP)에 대한 2핵 닉켈(II) 착 화합물, ${\mu}-aquapentaaqua[{\mu}-3,6-bis(6'-methyl-2'-pyridyl)pyridazine]chlorodinickel(II)$ trichloride trihydrate(APNT)의 촉매 가수분해 반응성을 검토하였다. APNT의 산 해리 상수는 각각 $pKa_1=7.9$ 및 $pKa_2=9.6$이었으며 BNPP의 가수분해반응 결과, pH 7.0과 $50^{\circ}C$에서 무 촉매인 경우에 비하여 가수분해 속도를 약 37만 배 가량 촉진시킴을 확인하였다. 그리고 pH-rate profile로부터 실험 사실을 합리적으로 설명할 수 있는 APNT에 의한 BNPP의 촉매 가수분해 반응에 대한 일련의 catalytic cycle을 제안하였다. 따라서 반응의 각 단계에서 2핵 닉켈(II) 착 화합물의 금속 이온들은 phosphoryl group의 전달 속도를 촉진하였고 물 분자는 친핵체와 양성자 전달체로 작용하였다.
이 연구는 산·염기 반응의 준미시적 표상화 과정에서 학생들이 부딪치는 문제점을 파악하는 것이다. 이를 위하여 다양한 산·염기 모델을 학습한 고등학교 3학년 이과 학생들 30명을 선정하였다. 학생들의 준미시적 표상화 능력을 파악하기 위하여 한 종류의 용질과 용매 상황, 두 종류의 용질과 용매 상황, 용매가 물인 경우와 물이 아닌 경우 등 다양한 맥락의 9 문항을 개발하였다. 모든 문항에서 화학변화 개념의 결여가 지속적으로 나타났다. 수용액 상황과 비수용액 맥락에서, 암모니아를 용질이나 용매로 제시한 문항에서 화학결합 개념의 결여 빈도는 높았다. 그리고 이온화도 개념 결여의 비율도 매우 높았다. 따라서 화학 교사들은 다양한 산·염기 문제를 푸는 상황에서 학생들이 부딪치는 어려움을 분석함으로써 학생들의 준미시적 표상화 능력을 높여줄 수 있다는 것을 알아야 한다.
A conductimetric study of foam formed from mixture of the protein, ${\beta}-lactoglobulin$, and the nonioinc surfactant, SML, revealed that their stability was reduced at concentrations of SML in the range $3{\sim}10mM$. The interaction of SML with ${\beta}-lactoglobulin$ was investigated by fluorimetry and a dissociation constant of $0.2{\mu}M$ was calculated for the complex. Surface tension studies confirmed the presence of interaction between the two components and provided evidence for the progressive displacement of ${\beta}-lactogloblin$ from the air/water interface with increasing SML concentration. Experiments using air-suspended microscopic thin liquid films revealed transitions in the chainage characteristics and thickness of the film at SML concentrations below that which resulted in destabilization of the foam. However, measurements of surface mobility of fluorescent-labeled ${\beta}-lactoglobulin$ by a photobleaching method identified that a transition to a mobile system occurred at a SML concentration which correlated with the onset of instability in the disperse phase. The results would indicate that maintenance of the viscoelastic properties of the surface is paramount importance in determining the stability of interfaces comprising mixtures of protein and surfactant.
하이드레이트의 존재가 밝혀진 이후 계속적인 실험연구를 통해 평형조건, 열역학적 특성, 구조 kinetics 등 하이드레이트의 기본적 물성에 대한 연구가 지속되어 왔다. 자연 상태에 존재하는 하이드레이트가 미래의 주요한 비재래형 에너지원으로 주목되면서 다공질 저류암 내에서의 하이드레이트 형성 및 해리 메커니즘 규명의 필요성이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 다공질 암석코어를 사용하여 실험을 수행할 수 있는 실험장비를 제작하여 하이드레이트 형성실험을 수행하였다. 우선, 다공질암 공극 내에서의 하이드레이트 평형조건을 산출하고 기존의 실험결과와 비교함으로써 연구에 사용된 실험장비 및 실험방법의 타당성을 검증하였다. 또한 하이드레이트의 형성실험을 수행하여 압력 및 전기저항의 변화를 통해 다공질암 공각 내에서의 하이드레이트 형성현상을 관찰하였으며, 초기 물포화도가 하이드레이트 형성과정에 미치는 영향을 분석하였다.
We studied the transfer of oxygen vacancy and proton in Y-doped BaZr$O_3$ (BYZ) using density functional theory (DFT). An oxygen vacancy was generated in the $2{\times}2{\times}2$ BYZ superstructure by replacing two Zr atoms with two Y atoms to satisfy the charge neutrality condition. The O vacancy transfer between the first and second nearest O atom sites from a Y atom showed the lowest activation energy barrier of 0.42 eV, compared to the other transfers between first and first, and second and second in the superstructure. Two protons were inserted in the structure by adding a proton and hydroxyl that were supplied by the dissociation of a water molecule. The two protons bonded to the first and second nearest O atoms were energetically the most favorable. The activation energy barrier for a proton transfer in the structure was 0.51 eV, when either proton transferred to its neighbor O atom. This value was well matched with the experimentally determined one.
It is well known that Src Homology 2(SH2) domain in many intracellular signal transduction proteins is very important. The domain has about 100 amino acid residues and bind phosphotyrosine-containing peptide with high affinity and specificity. Lck SH2 domain is a Src-like, lymphocyte-specific tyrosine kinase. An 11-residue phosphopeptide derived from the hamster polvoma middle-T antigen, EPQp YEEIPIYL, binds with an 1 nM dissociation constant to Lck SH2 domain. And it is known that the phosphotyrosine and isoleucine residues of the peptide are tightly bound by two well-defined pockets on Lck SH2 domain's surface. To investigate the conformational changes during complexation of SH2 domain with phosphopeptide we have performed the molecular dynamics simulation for Lck SH2 domain with peptide and peptide-free form at look in aqueous solution. More than 3000 water molecules were incorporated to solvate Lck SH2 domain and peptide. Periodic boundary condition has been applied in molecular dynamics simulation. Data analysis with the results of that simulation shows that the phosphopeptide makes primary interaction with the Lck SH2 domain at six central residues, The comparison of the complexed and uncomplexed SH2 domain structures in solution has revealed only relatively small change. But the hydrophilic and hydrophobic pockets in the protein surface show the conformational changes in spite of the small structural difference between the complex and peptide-free forms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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