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소랄렌의 광화학 반응에 대한 Ab initio 계산 (Ab initio Calculation for Photochemistry of Psoralens)

  • 김자홍;권오형
    • 대한화학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.244-256
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    • 2009
  • 소랄렌과 피리디민 염기와의 $C_4$-고리화 부가반응을 통한 가닥내 교차 결합(interstrand crosslinking) 에 의해 만들어진 소랄렌 복합체를 ab initio 방법인 HF와 DFT 6-31G 방법을 이용하여 연구하였다. 소랄렌과 피리디민 염기에 의해 만들어진 광생성물인 8-MOP< >Thy, Ps< >Cyt, Ps< >Thy, Ps< >Ps, Thy< >(3, 4)Ps(12, 13)< >Thy의 최적화된(optimized) 구조를 알 수 있으며, 8-MOP< >Thy은 (trans-syn) 구조, Ps(3, 4)< >Cyt은 (trans-anti) 구조, Ps(12, 13)< >Cyt은 (trans-anti) 구조, Ps(3, 4)< >Thy은 (trans-syn) 구조, Ps(12, 13)< >Thy은 (trans-syn) 구조가 가장 유리하다. Ps(3, 4)< >Thy과 Ps(12, 13)< >Thy의 Gibbs 자유 에너지 변화(${\Delta}{G^{\circ}}$)를 비교하면 Ps(12, 13)< >Thy의 광생성물(단일부가 생성물)이 이루어진 뒤에 Ps(3, 4)< >Thy의 광고리화 부가반응 생성물(이중부가 생성물)을 형성한다는 사실을 알 수 있다. Bispsoralen(psoralen dimer)에서는 Ps(12, 13)< >Ps(12, 13)(trans-anti) 구조가 가장 유리하며, Thy< >(3, 4)Ps(12, 13)< >Thy에서는 (cis syn)(cis anti) 형태가 가장 유리하다.

하이브리드 자동차의 주행 모드 변환에 따른 실시간 모니터링 교육용 콘텐츠 개발 (Development of educational contents for the real time monitoring by changing of hybrid vehicle driving mode)

  • 이중순;손일문
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.1575-1580
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    • 2011
  • Toyota사의 PRIUS THS 시스템을 이용하여 HEV 알고리즘 분석을 통한 THS의 주행 모드 변환에 따른 실시간 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 병렬형 하이브리드 시스템의 경우에 엔진과 전동기를 주행 상태 최적인 상태로 운행하기 위해서는 다양한 제어전략이 필요하다. 본 연구를 통하여 주행 가능한 THS 차량의 주행에 필요한 입 출력 정보를 실시간적으로 모니터링할 수 있는 시스템을 개발한 결과, 하이브리드 자동차의 동력 분할 및 에너지 활용을 극대화시키기 위한 수단의 하나로 차량의 주행모드 변화에 따른 각 구성요소의 동작 상태를 모니터링 가능하게 되었다. 개발된 시스템은 제어전략의 체계적인 수립과 실시간 데이터 분석이 가능하기 때문에 HEV자동차의 알고리즘 분석해석을 통해 HEV자동차의 개발 기반에 유용하게 활용될 것이다.

휜 타입 내부열교환기 적용에 따른 차량용 냉방시스템 성능 특성 (Performance Characteristics of Vehicle Air Conditioning System Using Internal Heat Exchanger with Inner Fin)

  • 김성철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.69-73
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    • 2013
  • 내부열교환기를 이용한 에어컨 시스템은 작동유체인 R134a의 고압측 액상냉매와 저압측 기상냉매의 상호 열교환을 통해 시스템의 응축 효율을 증가시켜 에너지 효율을 개선시킨다. 이는 에어컨 시스템의 성능 향상 및 경량화를 가능하게 하여 차량 연비 향상과 냉매 누출을 최소화할 수 있으며, 또한 현 R134a 대비 대체냉매 (R1234yf 등)의 동등 냉방성능 확보를 가능하게 하는 기술이다. 본 연구에서는 내측 압출 파이프 및 외측 사이 고효율 냉각 휜 (fin)이 삽입된 이중관 형태의 내부열교환기 상세 설계를 위해, 냉각 휜의 높이 및 내측 압출 파이프 내부형상 등의 다양한 형상 설계인자 변경에 따른 열전달 성능 및 압력강하 특성을 살펴보았다. 가장 우수한 내부열교환기 성능은 난류형성을 위한 내측관 형상이 라이너 및 세레이션 겸용 타입이었으며, 이는 내부열교환기가 장착되지 않은 경우보다 냉방시스템 성능이 약 6.4%, 시스템 COP는 약 9.2% 향상된 결과를 나타내었다.

혼합 활물질 (활성탄소 + $LiCoO_2$) 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performance of Composite Active Materials (Activated Carbon + $LiCoO_2$) Electrode)

  • 김익준;전민제;양선혜;문성인;김현수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.497-497
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    • 2007
  • 활성탄소를 양쪽 전극에 사용하는 전기이중층 커패시터는 고출력 특성과 반영구적인 cycle 수명인 장점을 가지고 있는 반면, 단위 중랑 또는 부피 당 용량이 작아 메모리 백업용 보조전원으로서의 활용에 그치고 있다. 이를 보완하기 위하여 최근에는 앙쪽의 전극에 충방전 메카니즘을 달리하는 비대칭 전극 설계기술을 기반으로 하는 하이브리드 커패시터가 개발되었고, 에너지밀도로서는 유기계 전해액에서 약 15-20 Wh/kg를 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구메서는 양극의 활성탄소에 비용량이 상대적으로 큰 LiCo02 분말을 혼합한 하이브리드 전극의 제조 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 이때 $LiCoO_2$ 분말의 혼합 종량비의 영향에 의한 전극 부피 당 용량(mAh/cc)의 변화와 $LiCoO_2$ 분말의 입자 크기에 의한 하이브리드 전극의 출력 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$ 분말은 불밀을 이용하여 입자크기를 조절하였고, 각각의 입자크기를 가지는 LiCoO2 분말을 활성탄소와 함께 혼합하여 혼합 활물질 : Carbon black : PTFE의 중량비가 90 : 5 : 5가 되도록 sheet 전극을 제조하였다. 제조한 전극을 양극에, Li foil을 음극에, 전해액을 LiPF6 in EC DMC를 사용하여 코인셀을 제조하고 전기화학적 특성은 MACCOR 충방전기를, AC 저항은 AC impedance를 각각 사용하여 평가하였다. 활성탄소에 $LiCoO_2$ 분말의 첨가 중량비가 증가할수록 전극 부피 당 용량은 증가하였으나, 원료 상태의 $LiCoO_2$ 분말의 첨가에서는 코인셀의 전극 저항은 첨가 중량에 따라 단순 증가하였다. 그러나 미세 $LiCoO_2$ 분말을 첨가할 경우, 20%의 첨가에서 전극 저항은 활성탄소 만을 사용한 전극과 동등한 전극저항을 나타내고 충방전 cycle 특성도 개선되는 것을 확인하였다.

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해양의 미소현탁물질(종설) (Suspended Material in the Ocean(Review))

  • 최상
    • 한국해양학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.63-72
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    • 1968
  • 해양에 있어서의 생물체의 에너지 순환, 즉 해양에 있어서의 생산체계에서 이중 먼저 기초생산체계만이라도 그 전상을 파악하자는 일은 먼 옛날부터 해양생물학자들의 진지하고도 끊임없는 추구대상이었다. 해양에는 막대한 양의 바닷물이 잠겨있고, 이곳에는 엄청난 양의 생명체가 함양되어 있으며, 이것들은 피포식자-포식자의 계열에서 어떠한 균형상태를 이루고 있는가하는 문제는 극히 흥미가 진진한 문제이다. 해양에 함양되는 무수한 생명체들은 간단없이 명멸, 소장만을 거듭하고 있다는 시적인 형용과 연상은 한층 더 구체화되어야 한다. 이러한 경향은 또한 근래의 세계인구의 격증에 대비하는 인간의 식량조달의 필요상, 해양이 지닌 잠재적인 식량생산의 여력을 재평가하자는 기운에서 한층 더 박차가 가해졌었다. 식량생산의 보고로서 해양에 주어진 책무는 크기만 하다. 해양에 잠겨있는 막대한 양의 바닷물은 긴 년월에 걸쳐 자연이 조제한 훌륭한 하나의 배양액이라고 불수 있고, 이것의 다각적인 이용개발은 지금부터 시작되었다고 해도 과언이 아니다. 근래에 이르러 각종기구 및 측기의 발달에 따라 해양의 물리, 화학 및 생물학적인 미세구조가 점차적으로 해명됨에 따라 해양학에 있어서의 고전적이고 전통적인 개념에 수정을 강요하는 사태가 적지않게 일어나고 있다. 해양의 기초생산체계에 대한 개념도 크게 비약하고 있으며, 해양에 있어서의 식물플랭크톤->동물플랭크톤->소형동물->어류를 연결하는 일방통행적인 식물연쇄개념을 크게 확대하고 비약시키지 아니하면 안될 여러 가지 사실이 들어나고 있다. 해양의 생물생산계의 기초적인 역할을 하는 것은 식물플랭크톤, 데트리타스 (detritus)등을 포함한 미소현탁물이라는 것은 틀림이 없으나, 이것들이 생명물질 기워니 아니드라도 물리현상으로 일어나는 기포를 매개로 하여 생성할수 있는 가능성이 제시되었다. 여기서는 이러한 해양의 미소현탁물에 관한 연구에 대해서 그 의의와 연구결과를 요약 소개하여 해양학도들의 참고로 한다. 이 종설을 꾸미는데 Jorgensen(1962), riley(1963), Parsons(1963), 서택(1966)등의 같은 토픽스에 관한 종설을 많이 참고로 한 것을 부기한다.

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형광단이 붙어 있는 인산결합 단백질에 의한 인산 배출의 실시간 측정 (Real Time Scale Measurement of Inorganic Phosphate Release by Fluorophore Labeled Phosphate Binding Protein)

  • 정용주
    • 생명과학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.935-940
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    • 2005
  • Coumarine이 부착된 인산결합 단백질 (PBP-MDCC)의 형광변화가 뉴클레오사이드 삼인산 가수분해과정에서 배출된 무기 인산의 양을 측정하기 위해 관찰되었다. PBP-MDCC 정제후, 형광 방출 스펙트럼은 형광세기가 PBP-MDCC의 몰비을로 약 $70\%$까지 직선형태로 증가하는 것을 보였다. 형광 신호와 인산 기준물질과의 상호관계 측정이 인산 농도-형광세기 표준곡선을 구하기 위하여 stopped-flow 기구에서 행하여졌다. dTTP 가수분해로 부터 나오는 에너지를 이용하여 이중나선 DNA를 풀어주는 단백질인 T7박테리오파지 나선효소를 dPTT라 반응 시켰을 때, 형광변화를 배출된 인산의 양으로 전환할 수 있었다. 인산 배출 결과는 단일가닥 Ml3 DNA가 T7나선 효소에 의한 dTTP가수분해반응을 여러배 증가시키는 것을 보인다. 뉴클레오타이드 삼인산 가수분해 반응에 있어서 종말점 분석 대신에, PBP-MDCC에 의한 연속적인 인산 배출 분석이 배출된 인산을 측정하는데 있어서 쉽고 편리한 방법임을 보였다.

블록체인 기반 합의 알고리즘 연구 (A Study on Consensus Algorithm based on Blockchain)

  • 유순덕
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.25-32
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    • 2019
  • 블록체인 기술 핵심은 이중지불에 대한 합의 문제를 해결하는 것이며 이를 위해 이용되고 있는 알고리즘인 PoW, PoS 및 DPoS에 대하여 살펴보았다. PoW인 작업증명은 스팸 전자 메일을 보내거나 서비스 거부(Denial of service, DoS) 공격을 시작하는 등 컴퓨팅 능력의 사소하거나 악의적인 사용을 막기 위해 실현 가능한 노력을 필요로 하는 합의 시스템이다. PoS인 지분증명은 작업증명(PoW) 알고리즘의 에너지 낭비뿐만 아니라 Nothing at stake 문제를 해결하기 위해 만들어졌으며, 계산능력이 아닌 화폐 보유량에 따라 각 노드의 합의 결정권이 정해진다. DPoS는 분산 네트워크를 통해 소수의 권한을 가진 사용자들이 거래 합의를 유지하는 것으로, PoS는 모든 사용자에게 합의 권한을 가지는 것과 달리 DPos는 합의 권한을 소수의 대표자에게 제공 한다는 것이다. 즉 PoS가 직접 민주주의라면 DPoS는 간접민주주의이다. 본 내용은 블록체인 합의 알고리즘에 대한 연구를 통하여 관련 분야의 지속적인 발달에 기여하고자 한다.

전자충격반응을 포함하는 플라즈마 화학반응을 고려한 용량결합형 산소플라즈마의 전산모사 연구 (Simulation Study of Capacitively Coupled Oxygen Plasma with Plasma Chemistry including Detailed Electron Impact Reactions)

  • 김헌창
    • 공업화학
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    • 제22권6호
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    • pp.711-717
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    • 2011
  • 전자충격반응을 고려한 three moment 플라즈마 모델과 전기적 중성성분의 반응을 고려한 유체 유동 모델을 결합하여 용량결합형 산소플라즈마에 대한 2차원적 전산모사 연구를 수행하였다. 전자의 에너지에 의하여 좌우되는 전자충격반응에 대한 반응속도는 전자와 $O_2$ 및 O 사이의 전자충돌단면적으로부터 계산되었다. 플라즈마 모델과 유체 유동 모델을 결합하고 상세한 반응메커니즘을 포함시킴으로써 전하를 띠는 전자와 이온($O_2{^+}$, $O^+$, $O_2{^-}$, and $O^-$) 그리고 기저상태의 산소($O_2$ and O)뿐만 아니라 $O_2(a^1{\Delta}_g)$, $O_2(b^1{{\Sigma}_g}^+)$, $O(^1D)$, $O(^1S)$ 등과 같이 산소플라즈마 특성에 중요한 역할을 하는 준안정상태 성분들의 시공간적 분포를 예측할 수 있었다. 또한 산소플라즈마의 전산모사로부터 sheath 경계에 이중층이 존재함을 확인할 수 있었다.

광활성층 모폴로지 제어를 통한 실내광 유기태양전지의 효율 향상 연구 (Morphology Control of Active Layers for Efficient Organic Indoor Photovoltaics)

  • 장용찬;김소영;김정아;김종복;이원호
    • 접착 및 계면
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    • 제23권4호
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    • pp.130-136
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    • 2022
  • 실내광 유기태양전지는 기존 실리콘 태양전지 대비 광전변환효율이 높은 특성 때문에 저 전력의 전자기기나 사물 인터넷의 전력원으로 각광받고 있다. 본 논문은 높은 효율을 나타내는 실내광 유기태양전지를 만들기 위해 미디움-밴드갭을 지니는 광활성층(PTBT:PC71BM)을 합성하고 이의 모폴로지를 제어하고자 하였다. 그 중 하나의 방법으로 용액 첨가제의 종류와 양(0, 1.5, 3.0 vol% DIO, 0.5 vol% CN, 1.5 vol% DIO + 0.5 vol% CN)을 달리해 실험을 진행하여 유기태양전지에 대한 특성을 조사하였다. 그 결과 1.5 vol% DIO + 0.5 vol% CN의 이중 첨가제 시스템에서 최고 효율인 11.31%이 관찰되었다.

고체수소저장용 나노튜브 소재의 분자동역학 해석 기반 성능 평가 (Evaluation of Hydrogen Storage Performance of Nanotube Materials Using Molecular Dynamics)

  • 박진우;박형범
    • Composites Research
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    • 제37권1호
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    • pp.32-39
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    • 2024
  • 고체수소저장은 수소 기반 경제 발전과 에너지 저장 기술 혁신의 핵심 주제로 부각되고 있다. 이러한 저장 방식은 압축 및 액화수소 저장 등 기존 방식에 비해 안전성과 저장 및 운용 효율성 측면에서 우수한 특성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 다양한 구조적 설계 요소 별로 나노튜브 표면에서의 고체수소저장 성능을 평가하고자 한다. 본 연구는 나노튜브의 저장 메커니즘을 밝히고자 분자 역학 시뮬레이션(MD)을 도입하여 수행되었다. 본 연구의 시뮬레이션에는 다양한 직경, 다중벽 구조(MWNT), 단일벽 구조(SWNT)의 탄소나노튜브(CNT) 및 붕소-질소 나노튜브(BNNT)가 도입되어 진행되었다. 방사형 밀도 함수(RDF)를 통해 다양한 조건에서 수소의 저장 및 효과적인 방출을 분석한 결과, 반경 감소와 이중벽 구조가 고체 수소 저장을 높이는 데 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 붕소-질소 나노튜브의 수소 저장 용량은 탄소 나노튜브에 비해 낮게 측정되었지만, 유효 수소 저장 측면에서는 탄소 나노튜브를 훨씬 능가하는 것으로 나타났다.