• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.410-415
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• 2004

Molecular dynamics simulations of nanoimprint lithography in which a stamp with patterns is pressed onto amorphous poly-(methylmethacrylate) (PMMA) surface are performed to study the deformation of polymer. Force fields including bond, angle, torsion, inversion, van der Waals and electrostatic potential are used to describe the intermolecular and intramolecular force of PMMA molecules and stamp. Periodic boundary condition is used in horizontal direction and $Nos\acute{e}$-Hoover thermostat is used to control the system temperature. As the simulation results, the adhesion forces between stamp and polymer are calculated and the mechanism of deformation are investigated. The effects of the adhesion force and friction force on the polymer deformation are also studied to analyze the pattern transfer in nanoimprint lithography. The mechanism of polymer deformation is investigated by means of inspecting the indentation process, molecular configurational properties, and molecular configurational energies.

• 한국표면공학회지
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• 제39권2호
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• pp.64-69
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• 2006

Nanoscale task such as nanolithography and nanoindenting is a challenging work that is beyond the capabilities of human sensing and precision. Since surface forces and intermolecular forces dominate over gravitational and other more intuitive forces of the macro world at the nanoscale, a user is not familiar with these novel nanoforce effects. In order to overcome this scaling barrier, haptic interfaces that consist of visual and force feedback at the macro world have been used with an Atomic Force Microscope (AFM) as a manipulator at the nanoscale. In this paper, a nanoscale virtual coupling (NSVC) concept is introduced and the relationship between performance and impedance scaling factors of velocity (or position) and force are explicitly represented. Experiments have been performed for nanoindenting and nanolithography with different materials in the nanoscale virtual surface. The interaction forces (non contact and contact nanoforces) between the AFM tip and the nano sample are transmitted to the operator through the haptic interface.

• Tribology and Lubricants
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• 제19권4호
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• pp.230-236
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• 2003

In applications such as MEMS and NEMS devices, the adhesion force and contact load may be of the same order of magnitude and the static friction coefficient can be very large. Such large coefficient may result in unacceptable and possibly catastrophic adhesion, stiction, friction and wear. To obtain the static friction coefficient of contacting real surfaces without the assumption of an empirical coefficient value, numerical simulations of the contact load, tangential force, and adhesion force are preformed. The surfaces in dry contact are statistically modeled by a collection of spherical asperities with Gaussian height distribution. The asperity micro-contact model utilized in calculation (the ZMC model), considers the transition from elastic deformation to fully plastic flow of the contacting asperity. The force approach of the modified DMT model using the Lennard-Jones attractive potential is applied to characterize the intermolecular forces. The effect of the surface topography on the static friction coefficient is investigated for cases rough, intermediate, smooth, and very smooth, respectively. Results of the static friction coefficient versus the external force are presented for a wide range of plasticity index and surface energy, respectively. Compared with those obtained by the GW and CEB models, the ZMC model is more complete in calculating the static friction coefficient of rough surfaces.

• Elastomers and Composites
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• 제49권2호
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• pp.134-143
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• 2014

자가치유형 아스팔트를 구현하기 위하여 분자간결합력이 큰 고분자를 아스팔트에 투입시켰다. 사용된 고분자는 셜린, 나일론 및 폴리에스터이다. 이 고분자들은 가공온도가 $200^{\circ}C$를 넘어 고체상태로는 투입이 어려워 용액상태로 첨가하였다. 고분자가 첨가된 아스팔트들은 우수한 개질효과와 치유효과를 나타내었다. 인장강도에서 고분자개질아스팔트들은 고분자가 5% 투입되었으나 강도는 18%이상 증가하였다. 고분자와 아스팔트분자 간에 상호작용이 있는 것으로 보인다. 특히 셜린과의 분자간결합력이 가장 큰 것으로 보인다. 셜린은 아스팔트와 수소결합 및 아스팔트내에 존재하는 금속들과 이온결합을 할 것이다. 치유성에 있어서는 인장강도 면에서 셜린이 가장 높은 138%의 치유능을 나타내었으며 복합모듈러스 면에서는 폴리에스터가 141%의 치유능을, 충격강도 면에서는 나일론이 131%의 치유능을 보였다. 이는 치유능 해석에서 고분자의 분자간결합력도 중요 사항이지만 고분자와 아스팔트간의 상호작용 또한 중요한 고려 사항이 되어야함을 의미한다.

• 대한화학회지
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• 제40권1호
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• pp.20-27
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• 1996

분광학적 실험 자료들로부터 안정하고 정확한 위치에너지를 역으로 얻어내는 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 역과정 방법은 비선형 역과정 문제에서 야기되는 불안정성을 위치에너지가 유연하게 연속적이라는 제한 조건을 사용하여 최적의 해를 얻어내는 Tikhonov의 규칙화에 기초를 두고 있다. 이 방법의 장점은 특정한 형태의 위치에너지 변수를 맞추는 보통의 방법과는 달리 위치에너지를 분자간 거리의 연속함수로 다루었다. 이 방법을 실험적으로 얻은 Ar-Ar계의 분광학적 자료에 적용하여 전 구간에서 정확한 위치에너지를 찾아가는 것을 보여주었고, Morse나 RKR 방법으로 얻은 위치에너지의 부정확한 먼거리 인력 부분을 보정할 수 있음을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권6호
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• pp.852-859
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• 2005

Molecular dynamics simulations of nanoimprint lithography in which a stamp with patterns is pressed onto amorphous poly-(methylmethacrylate) (PMMA) surface are performed to study the deformation of polymer. Force fields including bond, angle, torsion, inversion, van der Waals and electrostatic potential are used to describe the intermolecular and intramolecular force of PMMA molecules and stamp. Periodic boundary condition is used in horizontal direction and Nose-Hoover thermostat is used to control the system temperature. As the simulation results, the adhesion forces between stamp and polymer are calculated and the mechanism of deformation are investigated. The effects of the adhesion and friction forces on the polymer deformation are also studied to analyze the pattern transfer in nanoimprint lithography. The mechanism of polymer deformation is investigated by means of inspecting the indentation process, molecular configurational properties, and molecular configurational energies.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권3호
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• pp.123-128
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• 2013

The 'Dielectrophoretic Tweezers(DEP Tweezers)' can be used as a facile, economical toolkit for quantitative measurement of chemical and biological binding forces related to many biological interactions within a microfluidic device. Our experimental setup can probe the interaction between a single receptor molecule and its specific ligand. Immunoglobulin G(IgG) functionalized on polystyrene microspheres has been used to detect individual surface linked Staphylococcus protein A(SpA) molecules and to characterize the strength of the noncovalent IgG-SpA bond. It was measured and compared with the existing measurements. Measured single binding force of between Goat, Rabbit IgG and SpA were $17{\pm}7pN$, $74{\pm}16pN$. This work can be used to investigate several different ligand-receptor interactions and antigen-antibody interactions.

• Tribology and Lubricants
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• 제21권4호
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• pp.177-184
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• 2005

The molecular dynamics simulation of nanoimprint lithography (NIL) using $SiO_2$ stamp and amorphous poly-(methylmethacrylate) (PNMA) film is performed to study pattern transfer in NIL. Force fields including bond, angle, torsion, van der Waals and electrostatic potential are used to describe the intermolecular and intramolecular force of PMMA molecules and $SiO_2$ stamp. Nose-Hoover thermostat is used to control the system temperature and cell multipole method is adopted to treat long range interactions. The deformation of PMMA film is observed during pattern transfer in the NIL process. For the detail analysis of deformation characteristics, the distributions of density and stress in PMHA film are calculated. The adhesion and friction forces are obtained by dividing the PMMA film into subregions and calculating the interacting force between subregion and stamp. Their effects on the pattern transfer are also discussed as varying the indentation depth and speed.

• 한국진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.52-57
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• 2007

생명현상 발현에 중요한 역할을 하는 생체 분자간 특이적 상호작용을 단분자 수준에서 이해하려는 연구는 매우 중요한 일이다. 나노 바이오 측정기술을 이용하여 여러 복잡한 생명현상을 그 기본 단위인 단일 세포 차원에서 직접 측정하여 응용하려는 시도가 이루어지고 있다. 이런 시도로써, 원자힘 현미경을 이용한 생체분자간의 결합력 측정은 생명현상과 가장 유사한 환경에서 단일 생체 분자간 또는 분자 내 힘을 직접 측정함으로써, 단일 생체분자의 현상을 관찰 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 특히 단분자 힘 분광학을 이용한 단일 생체분자내의 세부 단위체간 상호작용에 대한 연구와 단백질-단백질, 단백질-리간드, DNA-DNA의 분자인지 상호작용에 대한 연구는 많은 생명과학 분야 연구자들의 관심을 끌고 있을 뿐만 아니라 더 나아가 새로운 관련 기술의 개발을 촉진시키고 있다.

• 폴리머
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• 제25권5호
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• pp.671-678
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• 2001

Sodium 또는 zinc로 중화된 poly(ethylene-co-methacrylic acid)의 아이오노머는 ethylene 사슬 부분들로만 이루어진 결정상, acid 그룹이 존재하는 amorphous 영역, 그리고 ionic aggregate의 세 가지 상으로 나누어진다. Soaking에 의하여 흡수된 nonionic dye 분자들은 결정상을 제외한 amorphous 부분이나 ionic aggregate 분근에 존재하는데, 주위 사슬의 극성에 따라 dispersion force (ethylene 사슬 부분), polar force (acid 부분), ionic dipole (ionic aggregate 부분)의 세 가지 다른 힘의 영향 아래 놓이게 된다. 극성이 적은 ethylene 사슬부분의 dispersion force 영향 아래에 존재하는 Nile Red의 UV/Vis 흡수피크는 500nm 부근에서, polar한 acid 그룹의 영향을 받는 dye 피크는 525 nm, 그리고 ionic aggregate의 영향에 의한 dye는 Na+-아이오노머의 경우 550 nm, divalent이어서 더 큰 ionic dipole을 가지는 $Zn^{2+}$-아이오노머의 경우 610nm에서 각각 피크가 나타났다.