• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.476-480
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• 2013

라만 분광학과 분자 모델링을 이용하여 메탄과 육불화황의 혼합 기체 가스 하이드레이트의 성장거동을 연구하였다. 라만 분광학 결과에 의하면 메탄을 객체 가스로 사용할 경우 메탄이 물 분자로 이루어지는 가스 하이드레이트 호스트 구조 내의 큰 동공을 채우고 차례로 작은 동공이 채워지게 되는데 반하여 육불화황을 혼합한 경우 육불화황과 메탄이 경쟁적으로 큰 동공을 채우고 이어 작은 동공에는 메탄만 채워지는 방식으로 전체 가스 하이드레이트 구조가 안정화됨을 관찰하였다. 분자 모델링에 의한 결합에너지 계산 결과 큰 동공의 경우 육불화황은 -26.9 kcal/mol, 메탄은 -24.2 kcal/mol의 결합에너지를 보여 육불화황이 채워지는 것이 약간 더 안정함을 알 수 있었고 작은 동공의 경우 육불화황은 1.2 kcal/mol, 메탄은 -22.0 kcal/mol로 큰 크기의 육불화황이 작은 동공에는 채워질 수 없음을 보여주었다. 이와 같은 접근법은 향후 다양한 객체 기체 가스 하이드레이트의 성장거동을 예측하는데 적용될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제37회 하계학술대회 초록집
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• pp.407-407
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• 2009

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1996년도 추계 학술발표회
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• pp.92-97
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• 1996

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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• pp.200-203
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• 2012

슈퍼 컴퓨터 시스템의 가용 계산 자원이 증가하면서 시뮬레이션 대상의 길이와 시뮬레이션 시간의 스케일을 확장할 수 있는 멀티스케일 모델링에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 분자동역학과 전산 유체 역학을 결합하는 멀티스케일 모델링을 대상으로 두 분야의 대표적인 시뮬레이션 소프트웨어를 하나로 조합한 프로토타입의 개발 과정과 고려 사항을 소개한다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권12호
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• pp.700-705
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• 2014

애너그램은 주어진 문자들을 재배열하여 숨겨진 단어를 찾아내는 철자바꾸기 놀이로, 문제를 빨리 풀어내는 사람들은 제약 만족 네트워크의 병렬적 탐색에 의해 문제를 해결한다. 본 연구에서는 이러한 인지적 현상을 모델링한 분자 애너그램 풀이 알고리즘을 제시하였다. 문자를 DNA 서열로 인코딩하고, 문자 DNA 가닥을 연결하여 바이그램과 단어 서열을 만들었다. DNA 혼성화, 연결, 젤 전기영동, 추출 연산을 수행해 문자와 바이그램 집합으로부터 답을 찾는 데 필요한 바이그램을 추출한 후, 추출한 바이그램과 단어 집합으로부터 다시 네 가지 DNA 연산을 반복하여 답을 찾는다. 분자 실험 결과 분자 컴퓨터는 정답인 단어와 오답인 단어를 구분해낼 수 있었다. 이를 통해 인간의 병렬적 사고과정을 분자 컴퓨터로 모델링할 수 있는 가능성을 보였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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• pp.21-22
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• 2009

최근, 헵타메틴 시아닌색소(heptamethinecyanine)는 그 적용 범위가 넓기 때문에 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 특히, photo-sensitizers, dye lasers, optical recordings와 storage media 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 헵타메틴 시아닌색소의 주된 특징은 polymethine 사슬에 연결된 cyclohexene 고리에 의하여 근적외선 부근에서 흡수가 이뤄진다는 것이다. 근적외선 색소의 흡수 특성을 HOMO와 LUMO 에너지 전위를 사용하여, 수치화 함으로써 분자간, 분자내 상호작용을 분석 할 수 있다. 따라서, 본 실험은 헵타메틴 시아닌 색소의 치환체에 따른 전기화학적 특성을 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)과 분자 모델링을 통하여 HOMO와 LUMO의 에너지 준위를 구하고, 치환체 효과가 헵타메틴 시아닌색소에 미치는 전기화학적 특성을 UV-Vis와 계산으로부터 얻어진 에너지준위를 분석하고자 한다. 본 실험에 사용된 Uv-Vis 스펙트럼 측정은 Agilent 8453 UV-Vis spectrophotometer를 사용하였고, 전기화학적 분석 방법인 순환 전압-전류법은 Versa STAT 3 (Princeton allied research in USA)를 사용하였다. 순환전압-전류법의 측정은 Acetonitrile 용액에 $TBAPF_6$ (Tetrabutylammonium hexafluorophosphate)를 전해질로 하고, Ag/$Ag^+$을 기준전극으로 사용하여 주사 속도를 50mV/s로 하여 측정 하였다. 치환체에 의한 영향을 알아보기 위하여 분자구조 최적화 모델링을 사용하였다. 3차원 분자입체 특성 및 에너지 준위 상태는 Materials studio 4.2를 사용하여 특성을 예측 하였다. 본 연구에서는, 헵타메틴 시아닌 색소의 기본 골격에 각기 다른 치환체를 치환 시켜 치환체에 의한 영향을 전기화학적인 방법인 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)와 분자 모델링 방법을 사용하여, HOMO와 LUMO에너지 준위 값을 구함으로써 치환체에 의한 영향을 알아보았다. 치환체로는 Dye 1과 Dye 2로 치환된 헵타메틴 시아닌 색소를 사용하였다. 이렇게 얻어진 HOMO/LUMO 에너지 준위 값으로부터 이온화 에너지($I_p$)와 전자 친화도($E_a$) 또한 구할 수 있는데, $I_p$와 $E_a$는 분자 오비탈과 전자전이에 관련된 값들이고, 이는 계산을 통하여 얻을 수 있다. 순환 전압-전류법의 계산 방법은 봉우리 전위(peak postential)와 (onset potential)방법이 있는데, 이 계산을 통한 전위 값들이 봉우리 전위 계산 방법이 onset potential 방법에 비하여 작은 전위 값으로 나타난다. 하지만 이 두 가지 방법 모두 현재 순환 전압-전류법을 사용하여 HOMO/LUMO 에너지 준위를 측정하는 방법에 쓰이고 있으며, 어떠한 계산 방법이 더 정확하다고는 말 할 수 없지만, 본 실험 결과를 통하여 비교 분석한 결과 onset potential 계산 방법이 봉우리 전위 계산 방법에 비하여 정확하다고 판단된다. Dye 1과 Dye 2를 순환 전압-전류법으로 측정한 결과 각기 다른 전위를 나타내고 이것을 계산을 통하여 정량화하면 Dye 2가 Dye 1에 비하여 높은 전위 값을 갖음을 알 수 있는데, 이것은 ethyl 에 비하여 surful 원자의 전자공여성이 더 크다고 할 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.151-157
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• 2017

암으로 인해 사망하는 인류를 위해 많은 연구자들이 노력하고 있다. 하지만 아직까지도 암세포를 선택적으로 파괴하여 완치하는 것은 힘든 일이다. 우리는 암세포에만 특이적으로 작용하는 항암제를 연구하고자 계획하였고, 암세포에만 선택적으로 약물 분자를 전달하는 캡슐을 만들기 위해서 컴퓨터를 이용한 계산화학 기법을 사용하기로 하였다. 3차원 캡슐은 고려할 변수가 너무 많기 때문에 2차원 캡슐을 모델링하여 어떤 조건에서 캡슐이 열리고 닫히는지 확인하였다. 고리의 길이와 고리 말단끼리 서로 끌어당기는 힘이 캡슐이 열리고 닫히는지 주요한 요인으로 작용하였고 이 결과를 통해 실제 항암제로의 적용가능성을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.61-69
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• 2015

나노과학에 대한 다양한 실험적 연구와 이론적 연구가 활발해지고 전문화 되어감에 따라 나노물질에 대해 연구하는 것은 더욱 중요해지고 있는 추세이다. 현재 고분자 나노물질들은 코팅, 광전자 부품, 자기 매체, 세라믹 등에 활발하게 이용되고 있으며 그 활용 범위가 더 커질 것으로 전망된다. 지난 몇 년간 사각기둥 형태의 구조체 내부에서 존재하는 고분자의 움직임에 대한 연구는 다양하게 진행되어왔다. 그러나 고분자들을 더욱 유용하게 응용하여 이용하기 위해서는 나노입자 기술과 연결시켜 보다 다양한 환경에서의 고분자의 상태를 자세하게 이해해야 할 필요가 있다. 고분자 물질에 대한 이론적 연구는 주로 계산이 용이한 거시적인 모델인 코스그레인(Coarse-grained) 모델을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이루어져왔다. 본 연구에서도 에디슨 서버에 탑재된 코스그레인 모델을 이용한 분자 모델링 시뮬레이션을 통해 제한된 공간 안에서 다양한 구조체들의 내부에서 고분자의 구조를 계산하고, 시뮬레이션의 결과값과 Flory의 공식을 이용한 이론적인 계산값이 얼마나 잘 맞아 떨어지는지에 대해 알아보고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2295-2297
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• 2003

본 논문에서는 발생모델인 DNA 코딩 기법과 진화 모델인 유전자 알고리즘을 이용한 비선형 시스템의 퍼지 모델 링에 대한 새로운 방법을 제안한다. DNA 코딩 기법은 실제 생체 분자 (bio-molecule)를 계산의 도구로 사용하는 새로운 계산 방법으로, 진화 연산과 결합하여 인공지능의 새로운 분야로 부각되고 있다. 그러나, 실제 생체 분자를 계산의 도구로 사용하기 때문에 기존의 컴퓨터에 적용하기 어렵고, 단순히 합성과 분리라는 간단한 방법으로 해를 구하기 때문에 보다 효과적인 알고리즘을 개발하여야 할 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 DNA 코드 유전자 알고리즘을 제안하며, 제안된 방법은 비선형 시스템의 퍼지 모델링에 적용하였으며, 기존의 유전자 알고리즘과 비교를 통하여 그 우수성을 입증하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.441-448
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• 2008

분자 도킹 실험은 일반적으로 계산 량이 매우 많아 슈퍼 컴퓨팅 파워를 요구하는 실험이다. 따라서 시간이 많이 소요되기 때문에 일반적으로 CPU가 탑재된 컴퓨터를 여러 대 묶어서 사용하는 분산 환경 혹은 그리드 환경에서 실험을 수행하고 있다. 이와 같은 실험 환경은 시간적, 공간적 제약성이 많아 일반적으로 과학자들이 접근하기가 어렵다. 그래서 근래에는 많은 CPU를 사용하기 보다는 월등히 성능이 높은 GPU를 병렬 화하여 과학 분야에 계산하는 연구가 매우 활발히 이루어지고 있는 추세이다. CUDA는 병렬 GPU 프로그래밍을 가능하게 하는 공개 기술이다. 본 논문에서는 이러한 CUDA 기술을 사용하여 분자 도킹 실험을 할 수 있는 시스템을 제안한다. 또한, 분자 도킹 실험에 있어서 중요한 에너지 최소화 계산을 병렬 화하는 알고리즘을 제안한다. 이와 같은 실험을 검증하기 위해 본 논문에서는 일반적인 CPU에서 분자 도킹 실험 시간과 본 논문에서 제안한 병렬 CPU 기반의 분자 도킹 시간을 비교 분석 하였다.