• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.15-22
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• 2016

분자의 진동(특히, 뒤틀림 운동)은 분자의 반응성과 동역학적 특성을 결정하는 중요한 요인이다. 특히, 분자내 메틸기의 뒤틀림 운동은 매우 흔히 관찰되지만, 이 운동을 분광학 실험으로 관찰하고 이론적으로 설명하는 것은 여전히 어려운 과제이다. 여러 양자화학 소프트웨어가 상용화되어 있지만, 뒤틀림 운동과 같은 주기적인 퍼텐셜 에너지를 갖는 운동을 기술하기 위해서는 뒤틀림 운동을 위한 양자화학 솔버가 필요하다. 따라서, 우리는 EDISON의 양자화학 솔버(1차원 슈레딩거 방정식(LagChem), 작은 유기 분자의 분광스펙트럼 분석을 위한 양자 소프트웨어(SGU-QASSO))들을 이용하여 $2-C_3H_5Br$의 ZEKE/MATI (J.Chem.Phys.119,12351(2003),Zero kinetic energy/mass-analyzed threshold ionization)스펙트럼을 이해하고 해석해보았다. $2-C_3H_5Br$ 분자는 메틸기의 강한 뒤틀림 운동을 관찰 할 수 있는 비교적 간단한 분자이기 때문에 뒤틀림 운동 분석을 위한 실험대상으로 적절하다(J.Chem.Phys.119,12352(2003)). $2-C_3H_5Br$ 분자의ZEKE/MATI스펙트럼의 결과는 EDISON양자화학 솔버를 통해 성공적으로 재현되었다. 각 진동 전이의 진동수와 세기는 실험 결과와 일치했으며, 진동 상태에 따른 파동 함수도 구할수 있었다. 이를 바탕으로 thietane 분자와 같은 고리분자의 ring-puckering운동에 대해 이해하려 한다.

• 대한화학회지
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• 제54권6호
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• pp.799-808
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• 2010

이 연구에서는 기체 분자의 운동 방식에 관한 예비 화학 교사들의 오개념을 조사하기 위해 교재 분석 및 개념 검사를 실시하였다. 연구 결과, 일반화학 교재는 간단한 모형과 기본적인 개념 설명을 통해 기체 분자 운동을 다루고 접근 방식에서 차이를 보일 뿐 아니라 회전 운동에서 무게 중심에 대한 언급이 없는 교재가 상당 수 있었다. 이에 비해 물리화학 교재는 주로 분광학적인 측면에서 접근하였고 심화된 내용을 다양한 모형을 통해 제시하였으며 조사한 모든 교재에서 회전 운동의 무게 중심을 언급했다. 한편, 예비 교사들은 기체 분자의 운동 방식에 대한 이해 정도 및 자신감이 상당히 낮았으며, 많은 오개념을 지니고 있었다. 이는 예비 화학 교사들이 자신의 선개념에 근거한 직관 및 교재에서 제시한 시각 자료에 의존하는 경향이 크기 때문으로 생각된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 춘계학술대회논문집; 영남대학교, 20 May 1994
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• pp.5-8
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• 1994

고분자 물질은 저분자량의 유기 단량체들이 화학 공유 결합으로 연속적으로 연결된 거대 분자 구조를 갖는다. 고분자 사슬로 연결된 단량체들은 힘의 장 의 지배하에 열에너지에 따라 지속적으로 운동을 한다. 이와같은 단량체들의 운동은 국부적으로 제한되나 온도가 증가되어 유리 전이온도 이상이 되면 분자전체에 상당하는 운동으로 발전하게 된다. 이때 소음 및 진동 에너지는 효과적으로 흡수되어 열에너지로 발산된다. 본고에서는 유리 전이온도에서의 고분자 재료의 특성가 실제 소음 및 진도제어시 고려해야할 고분자 재료의 특성에 관해 알아본다.

• 대한화학회지
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• 제28권1호
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• pp.34-40
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• 1984

라만 분광법을 사용하여 순수한 액체 상태의 $C_6F_6$의 재배치 운동을 연구하였다. 라만 스펙트럼 중 ${\nu}_2$와 ${\nu}_16$ 밴드를 선정하여 그 모습을 293~333K온도 범위에서 측정하였다. 분자의 주대칭축($C_{6-}$축)의 회전 및 스핀운동에 관한 회전 확산 상수 ($D_{\bo}$, $D_{\parallel}$)가 온도의 함수로써 결정되었으며 이로부터 $C-6F_6$의 재배치운동은 명백히 비등방적임을 알게 되었다. 실험 결과를 유체역학적 모델로 분석하여 본 결과 주대칭축의 회전운동은 확산적이며 스핀운동은 관성적이라는 것이 밝혀졌다.

• 고무기술
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• 제11권1호
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• pp.12-26
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• 2010

각종 산업제품의 주요 부품으로 사용되고 있는 고무재료는 사용 중 온도변화에 의해 체적 또는 길이 변화를 수반할 수 있어 결과적으로 고무제품의 성능이나 효율이 영향을 받게 된다. 특히 고온에서 고무제품의 치수변화를 제한하거나 일정치수를 강제할 경우 열수축이나 열팽창에 의해 응력이 발생하게 된다. 따라서 온도 변화에 따른 열응력의 측정은 고무제품의 정밀성과 성능을 평가하는 중요한 수단을 제공한다. 본 연구에서는 고무소재의 열응력 측정을 위한 새로운 측정방법을 개발하였고 이와 관련 새로운 시험장치를 설계, 제작하였다. 고무시편에 일정 변형의 인장을 준 상태에서 가열하면 열응력이 발생한다. 이 때의 열응력은 고무분자 사슬들의 운동성에 기인하며 배향된 고무분자 사슬들이 열역학적으로 랜덤 사슬형태로 돌아가려는 엔트로피적 힘이다. 따라서 온도가 높을수록 그 수축력은 증가하게 된다. 또한 고무분자 사슬의 사전 변형이 증가하면 그 열응력은 증가한다. 이때 열응력은 측정시간이 지남에 따라 최대치에 도달한 후 완화되며 그 완화속도는 설정온도에 의해 영향을 받는다. 여기서는 온도변화에 따른 고무시편의 열응력 측정결과를 소개하고, 고무분자 사슬의 엔트로피 변화와 점탄성적 흐름, 그리고 가열에 따른 고무 시편의 팽창 또는 수축이 열응력에 미치는 영향 등을 논의하였다. 특히 천연고무와 SBR 고무시편의 열응력 차이를 분자사슬의 운동과 연관하여 검토하였고, 가교밀도와 가교시스템이 각각 다른 고무시편에 대해 열응력 발생과에 따른 상관관계를 고찰하였다. 또한 시편의 형태와 두께가 열응력 발생에 미치는 영향도 검토하였다. 충전 배합고무의 경우 열응력에 영향을 미치는 인자로 고무분자 사슬의 운동성과 가교밀도 외에 고무재료와 충전제 사이의 물리 화학적 상호작용도 매우 중요한 요소가 된다. 배합고무에서 충전제의 영향을 검토하기 위해 실리카와 카본블랙을 선택하였고 배합고무의 열응력을 각각 측정하여 이들의 보강효과가 열응력에 미치는 영향에 대해 논하였다.

• 과학교육연구지
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• 제35권1호
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• pp.68-79
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• 2011

이 연구에서는 형식적 사고를 요구하는 '기체 분자운동'의 개념 이해에 형식적 조작기로의 인지가속을 목적으로 하는 '생각하는 과학' 활동을 사전에 적용했을 때 어떠한 효과가 있는지 알아보았으며 이 활동에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 교과서 내용 분석을 통하여, 기체 분자 운동의 개념 이해에 필요한 논리적 요소로 변인, 비례, 보상, 형식적 모형 등의 4가지 논리를 추출하였다. 실험 집단 학생들에게 4가지 논리와 관련된 9개의 '생각하는 과학' 활동을 처치한 후에 기체 분자 운동의 수업을 실시하고, 기체 분자 운동의 개념 이해에 대한 성취도 평가를 하였다. 기체 분자 운동 개념에 대한 실험 집단과 통제 집단간의 성취도는 t-검증 결과 유의미한 차이가 없었다. 성 별 분석에서는 사전 인지 수준을 공변인으로 한 공변량 분석 결과 실험 집단의 여학생이 유의미하게 성취도가 향상된 것으로 나타났다. 과학 성취도 평가의 논리 별 정답률에서는 변인 통제, 보상, 형식적 모형논리의 정답률이 통제 집단에 비해 높게 나타났으나 비례 논리는 거의 비슷하게 나타났다. 실험 집단의 '생각하는 과학' 활동에 대한 인식 조사 결과, 활동에 대한 인식이 긍정적일수록 성취도가 높게 나타났으며 과학적 사고력과 태도 영역이 기체 분자 운동의 성취도 사이에 상관관계가 있었다. 특히 구체적 조작기 후기(2B)의 학생들이 가장 긍정적 인식을 가지고 있었으며 성취도도 높았다. 학생들은 교과서에 나와 있지 않는 실험 소재를 다루게 되어 흥미로웠으며 실험 후 토론 시간을 가지면서 연구자가 된 듯한 느낌을 갖게 되어 '생각하는 과학' 활동을 통해 자신의 과학적 사고력이 향상된 것 같다고 답변하였다.

• 대한화학회지
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• 제43권4호
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• pp.469-474
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• 1999

본 연구에서는 Randomwalk 이론을 이용하여 동영상 프로그램을 개발하였다. 보통 화학 교과는 원자, 분자와 같은 입자의 행동을 이해하는데 어려움이 많아 이에 관한 학생들의 오개념이 많이 나타나고 있다. Randomwalk 이론을 도입한 동영상으로 분자 운동을 표현한 본 프로그램은 실제 분자 운동의 과정을 제대로 이해하는데 도움을 줄 것이다. 본 연구에서는 특히 JAVA 언어를 사용하여 Web 상에 프로그램을 구현함으로써 누구나 쉽게 이용할 수 있게 하였다. 이들 프로그램은 두가지의 프로그램으로 짜여져 있다. 하나는'Diffusion' 프로그램이며, 입자의 확산 과정을 실제와 같이 동영상으로 구현되도록 하였다. 또 다른 하나는 'Randomwalk' 프로그램으로 입자의 운동 과정에 대한 궤적을 표현함으로써 분자 운동에 대한 분명한 이해를 가능하게 하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권3호
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• pp.813-820
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• 2019

Oleic acid의 분자분절 운동에 대한 cholesterol 유도체들의 영향을 보다 잘 이해하기 위해 소량의 첨가물들이 포함된 oleic acid 시료에 대해 밀도, 점성도, IR, $^1H$ NMR, self-diffusion coefficient를 측정하였다. 이 측정을 통하여 cholesterol, cholestanol, cholestane, cholesteryl oleate, benzene, ethanol 등의 첨가물이 포함된 oleic acid 시료에 이들의 효과가 어떻게 나타나는지 알 수 있었다. OH기와 하나의 이중결합을 갖고 있는 cholesterol은 oleic acid의 점성도는 크게 증가시켰으나, 자체 확산계수, 분자내 운동은 감소시켰다. 다른 첨가물들을 시험한 결과 OH기의 유무, 이중결합의 정도에 따라 영향이 변화하였다. 벤젠과 에탄올의 경우 점성도는 감소하였으나 자체 확산계수와 분자내 운동은 증가하는 현상를 보여주었다. 이들 실험을 바탕으로 oleic acid는 에탄올 뿐 아니라 cholesterol과도 착물을 형성하고 또 착물이 이뤄지는 메카니즘에 대해서도 이해할 수 있었다. 이들 착물 형성과 oleic acid 이합체로 이루어진 집합체의 성질 조사를 바탕으로 oleic acid의 분자분절 운동에 대한 cholesterol의 영향을 알 수 있었다.

• 전기기술인
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• 제253권9호
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• pp.27-33
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• 2003

기체분자는 보통상태에서는 전기적으로 중성이다. 그러나 기체 분자가 운동에너지를 가지고 있는 다른 원자나 전자 등과 충돌하게 되면 기체 분자내의 전자가 에너지를 흡수하여 여기나 전리하게 된다. 여기나 전리의 상태는 불안정한 상태이므로 순간적으로 안정상태로 복귀하는데 이 때의 에너지차가 빛으로 방출된다. 이와 같이 온도방사와는 달리 냉광으로 발광하는 현상을 루우미네슨스라고 한다

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.147-154
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• 2019

이 연구에서는 분자들이 노즐과 터빈내부에서 운동하는 거동을 모사하기 위해 분자동력학 시뮬레이션 시스템의 모델을 설계하고 개발하였다. Lennard-Jones Potential 모델을 이용하여 분자들간에 상호 작용을 계산하고, Verlet 알고리듬을 뉴턴의 운동 방정식을 적산하기 위한 수치해석 방법으로 사용하였다. Lennard-Jones Potential 함수를 계산하기 위해, 분자 개수 N에 대해 $O(N^2)$ 계산량을 cutoff $r_c$를 이용하여 O(N)으로 줄여서 계산하여 CPU 시간을 절약할 수 있도록 구현하였다.