• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.311-323
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• 2014

분자동역학 모의실험을 이용하여 간단한 van der Waals 상호작용하는 이성분 혼합물 계의 섞임 자유에너지 및 섞임 엔트로피 등 섞임과 관련된 열역학 함수들을 계산하는 방법을 소개한다. 각 혼합물의 과잉 자유에너지는 열역학 적분 (thermodynamic integration)방법을 이용하여 계산하고, 이성분 혼합물의 섞임 관련 열역학 함수들은 Hess의 법칙을 확장함으로써 구한다. 계산 결과로부터 온도가 증가할수록 계의 섞임 Helmholtz 자유에너지는 감소하며, 섞임 내부에너지도 감소함을 알 수 있다. 섞임 엔트로피는 온도가 증가할수록 이상기체의 섞임 엔트로피에 접근함을 알 수 있다. 섞임 Helmholtz 자유에너지에 대한 섞임 내부에너지와 섞임 엔트로피 기여도를 조사한 결과 이 계의 섞임 과정을 주도하는 추진력은 엔트로피에 의한 것임을 알 수 있다. 본 연구 방법과 결과를 이용함으로써 학부생들이 혼합물의 열역학 성질을 이해하는데 도움을 주리라 기대한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2017.03a
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• pp.95-99
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• 2017

Protein contact map은 단백질 삼차구조에 대한 정보를 이차원의 이미지로 표현하는 방법의 하나로, 비교적 간략하지만 단백질 구조에 대한 핵심적 정보를 함축하고 있다. 이러한 단백질 구조를 바탕으로 단백질의 internal energy, solvation free energy, free energy 와 같은 열역학 함수를 도출할 수 있다. 본 연구에서는 이미지 인식에 대한 머신러닝 기법을 사용하여 단백질 구조를 함축하는 단백질의 contact map으로부터 단백질의 열역학적 함수를 예측하는 연구를 진행하였다. 단백질의 main-chain 간의 contact map, side-chain 간의 contact map, main-chain과 side-chain 간의 contact map 들로부터 단백질의 여러 가지 열역학적 함수를 예측하고자 했으며 최종적으로 Convolution Neural Network (CNN) 기법을 사용하여 단백질의 free energy를 ~18 kcal/mol의 범위에서 예측 가능함을 보였다. 본 연구를 바탕으로 단백질의 contact map과 열역학 함수 사이의 상관관계가 있으며, 머신러닝 기법을 사용하여 단백질 contact map으로부터 열역학적 함수를 예측하는 것이 가능함을 보였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.3 no.2
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• pp.198-202
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• 1994

Zn0.5Mg0.5Te 및 Zn0.5Mg0.5Te:Co 단결정을 온도진동법을 응용한 화학수송법으로 성장시켰고, 광 학적 energy gap의 온도의존성은 Varshni의형식에 잘 적용되었다. 광학적 energy gap의 온도의존성으 로부터 열역학 기본함수인 entropy, enthalpy, heat capacity를 구했다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.213-214
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• 2015

용융 합금의 표면 장력은 도금, 용접등 금속 제조 공정중 큰 영향을 미치는 재료의 물성 중 하나이다. 표면 장력의 측정을 위해 다양한 방법이 개발 되었으며 많은 합금계에 대해 표면 장력값이 온도와 조성의 변화에 대해 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 실험 측정의 어려움, 실용적인 다원계 합금에서의 표면 장력 측정치의 부족으로 인해 전술한 금속 제조 공정에서 나타나는 현상에 대한 해석에 사용하기에 아직 해결해야 할 부분들이 많이 있다. 본 연구에서는 표면 장력이 합금의 Gibbs free energy의 한 부분으로 기술되는 열역학 원리 및 표면 장력이 Gibbs energy 수식 내 표면적에 대응하는 포텐셜 함수로 얻을수 있다는 Pajarre등의 제안에 근거하여 용융합금의 표면 장력을 계산하는 방법을 제시한다. 다양한 열역학 성질과 상태도를 계산하기 위해 개발된 열역학 소프트웨어 및 데이터베이스를 활용하여 2원계-다원계 용융 합금의 표면장력을 계산하고 이를 알려진 실험 자료와 비교하였다. 철강 제품의 표면 도금에 사용되는 용융 아연 합금의 표면 장력을 전술한 방법을 통해 예측하고 그 결과를 토의한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2017.03a
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• pp.100-109
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• 2017

이번 연구에서 우리는 궤적 앙상블을 이용해 1 차원 Ising 모형의 동역학적 상전이를 관측했다. s 앙상블이라고도 불리는 궤적 앙상블은 활성도의 켤레 변수를 도입해 활성도에 편중을 두어 궤적을 추출한 앙상블이다. 평형상태에 있는 1 차원 Ising 모델에서는 외부 자기장이 존재하지 않을 때 상전이가 나타나지 않는다. 하지만 s 앙상블을 통해서 우리는 1 차원 Ising 모형에서 동역학적 상전이가 존재한다는 사실을 발견할 수 있었다. 이동역학적 상전이는 유한 크기 조정 법칙이 잘 적용되며 2 차원 Ising 모형과 같은 보편성 등급을 가진 것을 통해 두 상전이가 서로 연관되어 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 열역학적 함수인 에너지와 동역학적 함수인 활성도 사이에 선형관계가 존재하는 점을 통해 동역학적 함수와 열역학적 함수 사이의 관계가 존재하는 것을 확인했다. 마지막으로 또 다른 열역학적인 함수인 자화도에 편중을 두었을 때 동역학적 상전이가 일어나는 임계점이 이동하는 것을 통해 에너지 외의 다른 열역학적 함수도 동역학적 함수와 연관된다는 것을 알아냈다.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.9B no.3
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• pp.277-286
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• 2002

Genetic programming (GP) has been combined with quantum mechanical perturbation theory to make a new algorithm to construct mathematical models and perform predictions for chaotic time series from real world. Procedural similarities between time series modeling and perturbation theory to solve quantum mechanical wave equations are discussed, and the exemplary GP approach for implementing them is proposed. The approach is based on multiple populations and uses orthogonal functions for GP function set. GP is applied to original time series to get the first mathematical model. Numerical values of the model are subtracted from the original time series data to form a residual time series which is again subject to GP modeling procedure. The process is repeated until predetermined terminating conditions are met. The algorithm has been successfully applied to construct highly effective mathematical models for many real world chaotic time series. Comparisons with other methodologies and topics for further study are also introduced.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.17 no.5
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• pp.324-331
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• 1973

We study a mixture of ideal gases by use of recently developed methods in continuum thermodynamics of irreversible processes. A complete form of the free energy function and the gas law for each component are derived directly from an entropy production inequality by assuming that: (1) Constitutive functions depend on the mass densities, the diffusion velocities, the temperature and its gradient only. (2) Phenomenological coefficients appearing in an extra entropy flux are material constants. (3) The internal energy density per unit mass is independent of the total mass density (Joule).

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.116-122
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• 2023

We study the relationship of entropy with the properties of molecules and also with the macroscopic specifications of the system, i.e., component and phase. Understanding different viewpoints of classical mechanics and quantum mechanics for the indistinguishability of molecules belonging to the same component, we discuss a few thermodynamic systems in which the properties of molecules are to be consistent with the component as a macroscopic term of classifying the molecules. With a clear definition of thermodynamic microstate, the drawback of the Boltzmann statistics caused by the distinguishability of molecules is avoided, and the Gibbs paradox of entropy consequently disappears. Corresponding to the characteristics of fluid and solid phases, we investigated the effects of the indistinguishability and the symmetry number of molecules and the number of microstates realized in time on the partition function and the entropy. In particular, we show that crystalline solid can be regarded as a system which does not satisfy the ergodic hypothesis.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.38 no.4
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• pp.994-1002
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• 2021

The solubilization constants (K_s) of 4-halogenated aniline derivatives by cationic surfactants (DTAB, TTAB, and CTAB) were measured by the UV-Vis method. As a result, the K_s values decreased as the temperature increased for all the aniline derivatives and showed a tendency to increase as the radius of the halogen substituent and the hydrophobic length of surfactant increased. The calculated values of ΔG^o and ΔH^o for these solubilizations all showed negative values within the measured range, but all the ΔS^o values showed positive values. For all the 4-halogenated anilines, the ΔG^o values all tended to decrease as the temperature increased, but both values of ΔH^o and ΔS^o showed a tendency to increase. In addition, as the radius of the halogen substituent increased, the values of ΔH^o and ΔS^o tended to decrease in general. However, when the hydrophobic group length of the surfactant was increased, the values of these thermodynamic functions showed a tendency to increase in general, although it differed depending on the type of aniline derivative. From the changes of such functions, it was possible to estimate the type and strength of interactions between 4-halogenated aniline and micelle, and the location at which they were solubilized in the micelle.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.3
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• pp.361-366
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• 2011

By using Monte Carlo simulation method we developed a new molecular simulation software which can be used to predict the thermodynamic properties of organic compounds. Starting from molecular structure and intermolecular potential function, rigorous statistical mechanical principles give a probability distribution for the behavior of a system containing many molecules, which enables us to calculate macroscopic thermodynamic properties of the system. The software developed in this work, cheMC, is based on Windows platform providing with easy access. One can efficiently administrate simulations by using an intuitive interface equipped with visualization tool and chart generation. It is expected that molecular simulations supplement the equation of state approach and will play a more important role in the study of thermodynamic properties.