The halide-acetylene anions, X^--HCCH (X = F, Cl, and Br) have been studied by using several different ab initio and DFT methods to determine structures, hydrogen-bond energies, vibrational frequencies of the anion complexes. Although the halide-acetylene complexes all have linear equilibrium structures, it is found that the fluoride complex is characterized with distinctively different structure and interactions compared to those of the chloride and bromide complexes. The performance of various density functionals on describing ionic hydrogen-bonded complexes is assessed by examining statistical deviations with respect to high level ab initio CCSD(T) results as reference. The density functionals employed in the present work show considerably varying degrees of performance depending on the properties computed. The performances of each density functional on geometrical parameters related with the hydrogen bond, hydrogen-bond energies, and scaled harmonic frequencies of the anion complexes are examined and discussed based on the statistical deviations.

A sulfonic acid-water-silanol system in SO₃H-functionalized MCM-41 was investigated using solid-state nuclear magnetic resonance techniques. The proton exchange rate between a water molecule and a silanol group in the S-PE-MCM-41 was determined by analyzing the 1D proton spectra, the proton EXSY spectrum, and ²H spin-lattice relaxation data under various hydration levels. Two kinds of water-bounding sites were found in the S-PE-MCM-41: weakly and strongly bound sites. Over several hours, water molecules bound to the weakly bound sites at the low hydration level migrated to the strongly bound sites. At high temperature, the S-PE-MCM-41 easily lost water molecules weakly bound to the silanol, while the strongly bound water molecules survived. Water molecules that participated in the hydration of the phenethyl sulfonate were involved in the hydrogenbonded silanol mechanism of proton conductivity. This phenomenon contributes higher proton conductivity to the S-PE-MCM-41 by the cooperation of sulfonyl and silanol groups in the proton transfer process, even at higher temperature.

This paper presents the solid-state synthesis of insoluble Prussian blue (Fe₄[Fe(CN)₆]₃·xH₂O, PB) in a ball mill, utilizing the fundamental components of PB. Solid-state synthesis offers several advantages, such as being solvent-free, quantitative, and easily scalable for industrial production. Traditionally, the solid-state synthesis of PB has been limited to the reaction between iron(II/III) ions and hexacyanoferrate(II/III) complex ions, essentially an extension of the solution-based coprecipitation method to solid-state reaction. Taking a bottom-up approach, a reaction is designed where the reactants consist of the basic building blocks of PB: Fe²⁺ ions and CN^- ions. The reaction, with a molar ratio of Fe²⁺ and CN^- corresponding to 1:2.8, yields PB, while a ratio of 1:6.6 results in a mixture of potassium hexacyanoferrate(II) (K₄Fe(CN)₆), potassium chloride (KCl), and potassium cyanide (KCN). This synthetic approach holds promise for environmentally friendly methods to synthesize multimetallic PB with maximum entropy in nearly quantitative yield.

The commercialization of rechargeable metal-air batteries is extremely desirable but designing stable oxygen reduction reaction (ORR) catalysts with non-noble metal still has faced challenges to replace platinum-based catalysts. The nonnoble metal catalysts for ORR were prepared to improve the catalytic performance and stability by the thermal decomposition of ZIF-8 with optimum cobalt loading. The porous carbon was obtained by the calcination of ZIF-8 and different loading amounts of Co nanoparticles were anchored onto porous carbon forming a Co/PC catalyst. Co/PC composite shows a significant increase in the ORR value of current and stability (500 h) due to the good electronic conductive PCN support and optimum cobalt metal loading. The significantly improved catalytic performance is ascribed to the chemical structure, synergistic effects, porous carbon networks, and rich active sites. This method develops a new pathway for a highly active and advantageous catalyst for electrochemical devices.

이 연구에서는 증강현실을 활용한 소집단 학습에서 도구 공유 정도에 따른 학생들의 현존감, 몰입, 상황흥미의 차이를 조사하였다. 중학교 2학년 학생 84명이 각각 4명씩 소집단을 구성하여 연구에 참여하였다. 각 소집단을 마커와 스마트폰의 공유 여부에 따라 공유 환경(마커와 스마트폰 공유 사용), 혼합 환경(마커 공유 및 스마트폰 개별 사용), 개별 환경(마커와 스마트폰 개별 사용)으로 무선 배치하였다. '물질의 특성' 단원에서 증강현실을 활용한 소집단 학습을 3차시 동안 실시하였다. 종속 변인에 대한 일원 분산 분석 결과, 공유 환경 대비 혼합 환경에서는 현존감과 상황흥미가, 개별 환경에서는 몰입과 상황흥미가 각각 통계적으로 유의하게 더 높았다. 각 종속 변인의 하위요소에 대한 다변량 분산 분석 결과, 현존감에서는 실제성, 몰입에서는 선행요소와 경험요소, 상황흥미에서는 순간적 즐거움, 새로움, 전체 흥미에서 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 면담 및 수업 관찰 결과, 공유 환경과 개별 환경의 학생들은 증강현실을 활용할 때 개별적으로 스마트폰을 사용하는 경향이 있었지만 혼합 환경의 학생들은 스마트폰을 협력적으로 사용하며 더 활발하게 상호작용하는 경향이 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 도구 사용 환경의 측면에서 증강현실을 활용한 소집단 학습의 효과를 높이기 위한 방안을 제안하였다.

본 연구의 목적은 테크놀로지를 활용한 모델의 평가와 수정 과정에서 나타난 예비화학교사들의 모델의 본성에 대한 인식 변화를 분석하는 것이다. 모델의 본성에 대한 인식 변화는 선행연구에서 예비화학교사들에게 부족하다고 판단된 표상적 측면의 함축화와 간단화, 설명적 측면의 해석, 추론, 설명, 정량화를 중심으로 분석하였다. 이를 위하여 충청북도에 있는 사범대학의 3학년 예비화학교사 19명을 대상으로 테크놀로지를 활용하여 개발한 보일 법칙 관련 모델을 평가하고, 평가 결과를 바탕으로 모델을 수정하여 최종 평가하도록 요구하였다. 연구 결과, 표상적 측면의 간단화, 설명적 측면의 해석, 설명, 정량화에 대한 예비화학교사들의 인식이 모델의 평가와 수정 과정을 통해 긍정적으로 변화되었음을 확인할 수 있었다. 따라서 모델의 본성에 대한 인식이 변화하기 위해서는 모델의 평가와 수정 과정이 핵심적인 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 하지만 표상적 측면의 함축화와 설명적 측면의 추론에 대한 인식 변화는 거의 나타나지 않았다. 이러한 요소들에 대한 인식은 다른 요소들의 인식보다 변화하기 어려운 것으로 볼 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 예비화학교사들을 위한 보다 정교한 교육 설계가 필요하다.