• 한국자기공명학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.1-9
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• 2022

There are two distinct approaches to improving the quality of protein NMR structures during refinement: all-atom force fields and accumulated knowledge-assisted methods that include Rosetta. Mao et al. reported that, for 40 proteins, Rosetta increased the accuracies of their NMR-determined structures with respect to the X-ray crystal structures (Mao et al., J. Am. Chem. Soc. 136, 1893 (2014)). In this study, we calculated 32 structures of those studied by Mao et al. using all-atom force field and implicit solvent model, and we compared the results with those obtained from Rosetta. For a single protein, using only the experimental NOE-derived distances and backbone torsion angle restraints, 20 of the lowest energy structures were extracted as an ensemble from 100 generated structures. Restrained simulated annealing by molecular dynamics simulation searched conformational spaces with a total time step of 1-ns. The use of GPU-accelerated AMBER code allowed the calculations to be completed in hours using a single GPU computer-even for proteins larger than 20 kDa. Remarkably, statistical analyses indicated that the structures determined in this way showed overall higher accuracies to their X-ray structures compared to those refined by Rosetta (p-value < 0.01). Our data demonstrate the capability of sophisticated atomistic force fields in refining NMR structures, particularly when they are coupled with the latest GPU-based calculations. The straightforwardness of the protocol allows its use to be extended to all NMR structures.

• Advances in nano research
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• 제12권3호
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• pp.253-261
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• 2022

Numerical modelling of an integrated Carbon NanoTube (CNT) membrane is only achievable if probable deformations and realistic alterations from a perfect CNT membrane are taken into account. Considering the possible forms of CNTs, bending is one of the most probable deformations in these high aspect ratio nanostructures. Hence, investigation of effect associated with bent CNTs are of great interest. In the present study, molecular dynamics simulation is utilized to investigate fluid flow dynamics in deformed CNT membranes, specifically when the tube cross section is not affected. Bending in armchair (5,5) CNT was simulated using Tersoff potential, prior to flow rate investigation. Also, to study effect of inclined entry of the CNT to the membrane wall, argon flow through generated inclined CNT membranes is examined. The results show significant variation in both cases, which can be interpreted as counter-intuitive, since the cross section of the CNT was not deformed in either case. The distribution of fluid-fluid and fluid-wall interaction potential is investigated to explain the anomalous behavior of the flow rate versus bending angle.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2298-2304
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• 2023

Titanium alloys are expected to become one of the candidate materials for nuclear-powered spacecraft due to their excellent overall performance. Nevertheless, atomistic mechanisms of the defect accumulation and evolution of the materials due to long-term exposure to irradiation remain scarcely understood by far. Here we investigate the heavy irradiation damage in a-titanium with a dose as high as 4.0 canonical displacements per atom (cDPA) using atomistic simulations of Frenkel pair accumulation. Results show that the content of surviving defects increases sharply before 0.04 cDPA and then decreases slowly to stabilize, exhibiting a strong correlation with the system energy. Under the current simulation conditions, the defect clustering fraction may be not directly dependent on the irradiation dose. Compared to vacancies, interstitials are more likely to form clusters, which may further cause the formation of 1/3<1210> interstitial-type dislocation loops extended along the (1010) plane. This study provides an important insight into the understanding of the irradiation damage behaviors for titanium.

• 천문학회보
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• 제45권1호
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• pp.65.3-66
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• 2020

We use the IllustrisTNG cosmological hydrodynamical simulation to study the evolution of star formation rate (SFR)-density relation over cosmic time. We construct several samples of galaxies at different redshifts from z=2.0 to z=0.0, which have the same comoving number density. The SFR of galaxies decreases with local density at z=0.0, but its dependence on local density becomes weaker with redshift. At z≳1.0, the SFR of galaxies increases with local density (reversal of the SFR-density relation), and its dependence becomes stronger with redshift. This change of SFR-density relation with redshift still remains even when fixing the stellar masses of galaxies. The dependence of SFR on the distance to a galaxy cluster also shows a change with redshift in a way similar to the case based on local density, but the reversal happens at a higher redshift, z~1.5, in clusters. On the other hand, the molecular gas fraction always decreases with local density regardless of redshift at z=0.0-2.0 even though the dependence becomes weaker when we fix the stellar mass. Our study demonstrates that the observed reversal of the SFR-density relation at z≳1.0 can be successfully reproduced in cosmological simulations. Our results are consistent with the idea that massive, star-forming galaxies are strongly clustered at high redshifts, forming larger structures. These galaxies then consume their gas faster than those in low-density regions through frequent interactions with other galaxies, ending up being quiescent in the local universe.

• Genomics & Informatics
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• 제21권3호
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• pp.41.1-41.11
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• 2023

The Dengue virus M protein is a 75 amino acid polypeptide with two helical transmembranes (TM). The TM domain oligomerizes to form an ion channel, facilitating viral release from the host cells. The M protein has a critical role in the virus entry and life cycle, making it a potent drug target. The oligomerization of the monomeric protein was studied using ab initio modeling and molecular dynamics simulation in an implicit membrane environment. The representative structures obtained showed pentamer as the most stable oligomeric state, resembling an ion channel. Glutamic acid, threonine, serine, tryptophan, alanine, isoleucine form the pore-lining residues of the pentameric channel, conferring an overall negative charge to the channel with approximate length of 51.9 Å. Residue interaction analysis for M protein shows that Ala94, Leu95, Ser112, Glu124, and Phe155 are the central hub residues representing the physicochemical interactions between domains. The virtual screening with 165 different ion channel inhibitors from the ion channel library shows monovalent ion channel blockers, namely lumacaftor, glipizide, gliquidone, glisoxepide, and azelnidipine to be the inhibitors with high docking scores. Understanding the three-dimensional structure of M protein will help design therapeutics and vaccines for Dengue infection.

• 전기화학회지
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• 제4권2호
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• pp.53-57
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• 2001

전기자동차 운용시 빈번히 발생되는 차량의 주정차기간에 축전지는 자기방전을 일으켜 용량의 손실이 발생하게 된다. 따라서 전기자동차의 잔존용량을 정확히 측정하기 위해서는 자기방전에 의한 용량손실을 고려하여야 한다. 이 논문에서는 전기자동차 운용시 빈번히 발생할 것으로 예상되는 주정차기간에 대해 포괄적으로 적용할 수 있는 Ni/MH Battery의 자기방전율을 나타내는 일반식을 전산모사 방법 중 하나인 실험계획법을 이용하여 구하였으며 이를 시험데이터와 비교하였다. 실험계획법을 위한 온도영역으로는 전기자동차가 운용되는 $-20\~30^{\circ}C$의 온도구간을 선정하였으며, 축전지의 방치시간으로는 자기방전이 상대적으로 크게 일어나며 빈번히 발생할 것으로 예상되는 영역인 1일$\~$15일 범위를 선택하였다. 이와 같은 방법으로 실험계획법에 의해 구해진 축전지 자기방전율에 대한 일반식의 타당성을 검증하기 위해 축전지에 대한 자기방전시험을 수행하여 비교하였으며, 그 결과 실험계획법으로 예측한 축전지의 자기방전율은 시험데이터와 우수한 일치를 나타내었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권2호
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• pp.112-117
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• 2015

미국의학물리학회(AAPM) TG-100 위원회에서 제시하고 있는 가이드 라인에 준하여 환자 안전에 대한 정도관리를 수립하기 위하여 영남대학교병원 방사선종양학과에서 환자를 치료하는 중에 발생한 오류들을 중심으로 오류 유형을 분석하여, 환자중심의 방사선치료를 시행할 때 환자 안전을 위한 정도관리의 가이드 라인을 정립하고자 한다. 방사선종양학과에서 방사선 치료를 하는데 있어서 일으킬 수 있는 오류들을 분석하여 오류를 일으키는 빈도와 오류가 일어날 때 환자 에게 미치는 심각성과 오류가 일어났을 때 감지하지 못하고 지나치는 확률을 점수로 평가하고자 한다. 오류를 일으킬 수 있는 곳으로는 CT 모의치료실, 치료계획실, 치료실로 나누어 조사하였다. CT 모의치료실에서는 고정기구 사용의 오류가 위험중요지수의 값이 60으로 가장 높았고, 모의치료 정보입력의 오류가 6으로 가장 낮게 나타났다. 치료계획실에서는 선량계산 모델 선택의 오류가 위험중요지수의 값이 168로 가장 높았고, 환자의 치료 시작일 오류가 36으로 가장 낮게 나타났다. 치료실에서는 테이블 Bar 오류가 위험중요지수의 값이 252으로 가장 높았고, 체중변화 오류가 190을 나타내었으며, 배게 오류가 24로 가장 낮게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.317-324
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• 2010

고체산화물연료전지의 상용화를 위해서 금속지지체형 고체산화물연료전지가 개발되었다. 이 연료전지는 기계적강도를 향상시킨 새로운 개념의 연료전지지만 접합층으로 인해 물질전달률이 감소한다. 본 논문에서는 전산해석을 이용하여 연료극지지체형 고체산화물연료전지와 금속지지체형 고체산화물연료전지의 물질전달율을 비교하고자 한다. 지배방정식, 전기화학반응, 세라믹 물성치 모델이 동시에 해석된다. 그리고 다공성 매질 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산이 함께 고려된다. 전산해석의 검증을 위해서 실험결과와 해석결과를 비교한다. 금속 지지체형 고체산화물 연료전지의 평균 전류밀도가 연료극지지체형 고체산화물연료전지에 비해 약 23% 감소한다. 그러나 접합층으로 인해 금속지지체형 고체산화물연료전지가 더 균일한 전류밀도 분포를 가진다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.475-483
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• 2019

화학적 무기 중 혈액작용제는 전자전달계 내 효소의 철 이온과 반응하고 세포호흡을 정지시켜 사망을 초래한다. 혈액작용제는 활성탄의 미세공보다 분자크기가 작아 화학적 흡착이 유일한 제독방법이다. 본 연구는 SG 생활안전에서 개발한 SG-1 가스 여과기를 이용하여 혈액작용제 시아노겐 클로라이드(CK) 가스의 유입에 따른 유동해석을 수행하였다. 구리, 은, 아연 및 몰리브데늄 이온이 첨착된 ASZM TEDA 활성탄을 적용하여 가스 여과기 제작 시험 규정에 따라 화학적 흡착 모사를 수행하였으며 흡착 Kinetic을 적용하기 위해 선 수행된 흡착 베드에서 CK 가스 흡착 실험 결과를 분석하였다. 화학적 흡착을 통해 발생되는 가스 여과기 내부 압력강하 및 가스 흡착 질량 등 주요 변수의 동적거동을 예측하였다. CFD에서 다공성 물질을 적용할 때 사용하는 Ergun 방정식 대신 Granular와 Packed bed를 사용하여 활성탄 적용 가능 결과를 확인하였으며 시간에 따른 흡착 및 유속에 따른 흡착의 유동 해석에 대한 동적 모사를 수행하였다.

• 원예과학기술지
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• 제31권2호
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• pp.186-193
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• 2013

큰느타리버섯 수출과정에서의 운송 포장방법으로서 현지 판매에 바로 적용할 수 있는 소포장 기술의 적용 가능성을 조사하였다. 5월 하순에 수확하여 $4^{\circ}C$로 예냉한 버섯을 2kg 단위 PE 필름봉지 대포장과 판매용 소포장 3개 방식을 적용한 후 4주 및 5주 모의운송 기간을 거쳤다. 기존의 2kg 대포장 버섯은 운송 후 소포장을 하였고 운송 단계에서부터 소포장을 적용한 버섯은 그 상태로 각각 7일간 저온유통 후 품질을 비교하였다. 소포장 방법은 400g 폴리프로필렌 봉지(PPB), 200g 스티로폼 트레이 + 랩핑(STW) 및 200g PET용기(PETC) 포장으로 구분하였다. 운송 조건은 $0.5^{\circ}C$로 설정한 소형 저장실에서 수행하였고 현지 저온유통은 $7^{\circ}C$로 설정한 저온 챔버를 활용하여 모의하였다. 모의 운송 중 포장 내부 MA 환경은 2kg 봉지 대포장의 경우 $O_2$ 2% 이하 + $CO_2$ 10% 이상으로써 장해 발생이 우려되는 수준까지 조성된 반면, PPB, PETC 소포장 운송 시에는 $O_2$ 농도가 상대적으로 높은 경향이었고 STW 소포장에서는 MA 조성 효과가 미미하였다. 유통 7일간 적용한 소포장의 내부 MA 환경은 짧은 기간임에도 불구하고 PPB, PETC 포장에서 $CO_2$ 농도가 매우 높은 수준으로 상승하는 경향을 보였다. 이취, 갈변 정도를 반영한 전반적인 상품성은 2kg 대포장 운송 후 현지에서 재선별을 거쳐 소포장을 하는 방식과 운송초기부터 PPB, PETC 소포장 방식을 적용한 경우 모두에서 우수 수준 이상의 품질이 유지되었고 처리 간 뚜렷한 차이는 없었다. 다만, MA 조성 효과가 낮았던 STW 포장에서는 품질 저하가 빠르게 진행되어 운송 포장으로는 부적합한 것으로 판단되었다. 현장 적용 시 작업 효율과 안정적인 품질유지를 고려할 때, 큰느타리버섯의 5주 운송 + 현지유통 7일로 설정한 수출과정에서 운송에 적합한 포장방법으로는 기존 방식인 $30{\mu}m$ PE 2kg 대포장 방식보다는 $30{\mu}m$ PP 필름 백이나 PET 용기 소포장 방식이 보다 실용적인 것으로 판단되었다.