• 제목/요약/키워드: entropic effect

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Diffusion-Selectivity Analysis of Permanent Gases through Carbon Molecular Sieve Membranes

  • Kang, Jong-Seok;Park, Ho-Bum;Lee, Young-Moo
    • Korean Membrane Journal
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    • 제5권1호
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    • pp.43-53
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    • 2003
  • The selectivity of a gas in the carbon molecular sieve membrane (CMSM) can be expressed as the ratio of the product of the diffusivity and the solubility of two different gases. The diffusivity is also expressed as the product of the entropy and the total energy (kinetic and potential energy) in the nano-sized pore of the membrane. The present study calculates the entropic-energy and selectivity of penetrant gases such as H$_2$, O$_2$, N$_2$, and CO$_2$ from the gas-in-a box theory to physically analyze the diffusivity of penetrant gas in slit-shaped pore of CMSM focusing on the restriction of gas motion based on the size difference between penetrant gas pairs. The contribution of each energy term is converted to entropic term separately. By the conjugated calculation for each entropic-energy, the entropic effects on diffusivity-selectivity for gas pairs such as H$_2$/N$_2$, CO$_2$/N$_2$, and O$_2$/N$_2$ were analyzed within active pore of CMSM. In the activated diffusion domain, the calculated value of entropic-selectivity lies between 9.25 and 111.6 for H$_2$/N$_2$, between 3.36 and 6.0 for CO$_2$/N$_2$, and between 1.25 and 16.94 for O$_2$/N$_2$, respectively. The size decrement of active pore in CMSM had the direct effect on the reduction of translational entropic-energy and the contribution of vibrational entropic-energy for N$_2$, O$_2$, and H$_2$ was almost negligible. However, the vibrational entropic term of CO$_2$ might extravagantly affect on the entropic-selectivity.

콜로니 에너지를 이용한 단백질-리간드 결합 문제에서의 엔트로피 효과 계산 (Consideration of the entropic effect in protein-ligand docking using colony energy)

  • 이주용;석차옥
    • Bioinformatics and Biosystems
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    • 제1권2호
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    • pp.103-108
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    • 2006
  • 단백질-리간드 결합 예측은 새로운 신약 선도 물질을 발견하고 최적화 하는데 있어서 중요한 도구로 널리 사용되고 있다. 결합의 정확도는 일반적으로 각 결합 계산에서 사용되는 평가 함수(scoring function)에 따라 결정된다. 평가 함수는 그 함수가 가지고 있는 기력 가정에 따라 force-field based, empirical, knowledge-based의 세 가지로 분류할 수 있다. 이 중에서 force-field based 함수는 물리적인 상호작용을 가장 구체적으로 기술한다. 그러나 현재 제시된 대부분의 force-field based 함수들은 분산력과 정전기적인 힘 등의 에너지만을 고려할 뿐 엔트로피의 영향을 포함하지 않는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 force-field based 평가 함수를 이용하는 경우 기존의 도킹 프로그램이 생성해 내는 구조 정보를 활용하여, 엔트로피를 고려할 수 있는 방법을 제시한다. 또한 이 방법을 DOCK 평가 함수에 적용시켰을 때 decoy discrimination에서 향상된 결과를 얻어낼 수 있음을 보였다. 이는 더 정확한 도킹 계산이 가능함을 의미한다.

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고무의 기초 연구로써 표면에 위치한 고분자 시스템 거동에 관한 수치모사 연구 (Computer Simulation Studies of the Conformations of Polymeric Systems Near Surfaces as a Basic Research of the Elastomer)

  • 김명렬;박영훈
    • Elastomers and Composites
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    • 제35권1호
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    • pp.29-37
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    • 2000
  • 본 연구에서는 elastomer의 기초 연구로써 두개의 침투할 수 없는 평판사이로 국한시킨 용융상태에서 두개의 다른 사슬 길이를 가진 고분자의 거동에 대한 결과를 보여 주었다. 입방 격자시뮬레이션은 reptation과 crankshaft bond flip 이동의 조합에 따른 방법으로 유도되었다. 10개의 구슬로 엮어진 544개의 짧은 사슬과 160개의 구슬로 엮어진 136개의 긴 사슬로 구성된 전체 680개의 사슬은 20개의 격자 충에 투입되었다. 공유결합으로 연결된 구슬사이의 energetic 상호인력은 없고 반면에 모든 다른 이웃들은 truncated 6-12 Lennard-Jones 포텐셜로서 상호작용하고 있다고 가정하였다. 수치모사 결과의 분석으로부터 순수한 entropic 효과로 인하여 짧은 사슬이 우선적으로 표면에 도달하는 것을 보여 주었다 또한 짧은 사슬의 질량밀도중심은 표면근처에서 최고값을 보여주었다. 이것은 긴 사슬의 경우와 상반되는 현상이다. 그러나 짧은 사슬과 긴 사슬의 segment는 결합 정렬에 있어서는 큰 변화를 주지 않았다.

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Direct Transfer Printing of Nanomaterials for Future Flexible Electronics

  • 이태윤
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.3.1-3.1
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    • 2011
  • Over the past decade, the major efforts for lowering the cost of electronics has been devoted to increasing the packaging efficiency of the integrated circuits (ICs), which is defined by the ratio of all devices on system-level board compared to the area of the board, and to working on a larger but cheaper substrates. Especially, in flexible electronics, the latter has been the favorable way along with using novel nanomaterials that have excellent mechanical flexibility and electrical properties as active channel materials and conductive films. Here, the tool for achieving large area patterning is by printing methods. Although diverse printing methods have been investigated to produce highly-aligned structures of the nanomaterials with desired patterns, many require laborious processes that need to be further optimized for practical applications, showing a clear limit to the design of the nanomaterial patterns in a large scale assembly. Here, we demonstrate the alignment of highly ordered and dense silicon (Si) NW arrays to anisotropically etched micro-engraved structures using a simple evaporation process. During evaporation, entropic attraction combined with the internal flow of the NW solution induced the alignment of NWs at the corners of pre-defined structures. The assembly characteristics of the NWs were highly dependent on the polarity of the NW solutions. After complete evaporation, the aligned NW arrays were subsequently transferred onto a flexible substrate with 95% selectivity using a direct gravure printing technique. As proof-of-concept, flexible back-gated NW field effect transistors (FETs) were fabricated. The fabricated FETs had an effective hole mobility of 0.17 $cm2/V{\cdot}s$ and an on/off ratio of ${\sim}1.4{\times}104$. These results demonstrate that our NW gravure printing technique is a simple and effective method that can be used to fabricate high-performance flexible electronics based on inorganic materials.

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Synthesis of Lactide from Oligomeric PLA: Effects of Temperature, Pressure, and Catalyst

  • Yoo, Dong-Keun;Kim, Duk-Joon;Lee, Doo-Sung
    • Macromolecular Research
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    • 제14권5호
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    • pp.510-516
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    • 2006
  • Lactide was produced from oligomeric PLA by back-biting reaction of the OH end groups. For optimization of the reaction conditions, the effects of temperature, pressure, PLA molecular weight, and catalyst type on the lactide synthesis were examined. The fraction of D,L-lactide decreased with increasing temperature. Among the various Sn-based catalysts, the D,L-lactide fraction was maximized when SnO was used. A higher yield with lower racemization was observed at lower pressure. The conversion of PLA was maximized at an oligomeric PLA molecular weight of ca. 1380. The yield of lactide increased but the fraction of D,L-lactide decreased with increasing molecular weight. The highest conversion with the lowest racemization degree was obtained at a catalyst concentration of 0.1 wt%. The lactide was more sensitive to racemization because of the entropic effect.

A Study of the Retention Behavior of Proteins in High-Performance Liquid Chromatography(Ⅰ): The Effect of Solvent and Temperature on Retention Behavior of Proteins in Reversed-Phase Chromatography

  • Dai Woon Lee;Byung Yun Cho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제14권4호
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    • pp.510-514
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    • 1993
  • The retention behavior of proteins was investigated by using reversed-phase chromatography (RPC), comparing to the retention behavior of small molecules in RPC. The evaluation was carried out on a SynChropak RP-P($C_{18}$) column with 0.1% aq. TFA-organic solvent modifier such as acetonitrile, isopropanol, and ethanol. The Z value (the number of solvent molecules required to displace the solute from the surface) was a general index for the characterization of protein retention as a function of organic concentration over a range of temperature between 5 and 70$^{\circ}C$. Van't Hoff plots provided the basis for evaluating the enthalpic and entropic changes associated with the interaction between protein and the stationary phase. Z values did not change significantly at the range of temperature showing the consistent ${\Delta}H^{\circ}$ and ${\Delta}S^{\circ}$ values. From these investigation, it was concluded that the retention behavior of proteins in RPC was able to be predicted by the retention parameters applied to small molecules. Furthermore, myoglobin and hemoglobin in RPC as stated above showed a similar retention behavior regardless of their molecular weights.

엔트로피 기반 인과관계 네트워크의 모듈성을 활용한 상품 선물 시장의 EDaR 변동 예측 모형 개발 (Developing an Entropic Drawdown-at-Risk (EDaR) Fluctuation Forecasting Model for Commodity Futures Market Using Entropy-Based Dependency and Causality Network Modularity)

  • 최인수;김우창
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 춘계학술발표대회
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    • pp.370-373
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    • 2022
  • 본 연구에서는 전이 엔트로피 개념을 활용하여 주요 상품 선물의 하방 리스크 지수의 정보 흐름을 바탕으로 한 인과관계 네트워크를 구성하였다. 그리고 구성된 네트워크를 활용하여 금융 시장을 분석하였으며, 또한 정보 흐름의 존재 여부를 바탕으로 상품 선물의 하방 리스크 지수의 예측력이 개선될 수 있는지 확인하고자 하였다. 이를 위하여 정보 불확실성의 감소량을 측정하는 전이 엔트로피를 인과관계의 측정 지표로 상정하였으며, 전이 엔트로피 측정 시 발생할 수 있는 유한크기효과(finite size effect)를 조정하는 데 있어서 효과적인 지표인 효율적 전이 엔트로피를 활용하여 정보 흐름 네트워크를 구성하였으며 이를 이용하여 금융 지수 간의 인과관계를 분석하고 EDaR 의 등락 예측에 활용하였다. 그 결과, 금융 시장 지수를 효율적 전이 엔트로피를 이용한 인과관계 네트워크를 활용하여 금융 시장의 복잡계 네트워크 분석이 가능함을 확인하였고, 구성된 네트워크를 활용하여 국내 금융 시장 등락 예측에 있어 더 적은 데이터 열을 활용하여 거의 유사한 예측 결과를 냄으로써 상품 선물 시장 관련 예측의 데이터 열 선택에 활용할 수 있음을 확인하였다.

폴리[1-{4-(4'-니트로페닐아조)페녹시카보닐알카노일옥시}에틸렌]들의 열방성 액정 거동 (Thermotropic Liquid Crystalline Behavior of Poly[1-{4-(4'-nitrophenylazo)phenoxycarbonylalkanoyloxy}ethylene]s)

  • 정승용;마영대
    • 폴리머
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    • 제32권5호
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    • pp.489-496
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    • 2008
  • 폴리 [1-{4-(4'-니트로페닐아조)페녹시카보널알카노일옥시}에틸렌]들(NAPEn, n=$2{\sim}8$,10, 유연격자 중의 메틸렌 단위들의 수)의 동족체들의 열방성 액정 거동을 검토하였다. 모든 동족체들은 단방성 네마틱 상들을 형성하였다. 유리전이온도들은 n이 증가함에 따라 낮아졌다. 이러한 사실은 곁사슬 그룹들에 의한 주사슬의 가소화에 의해 초래되는 것으로 생각된다. 액체 상에서 네마틱 상으로의 전이온도들은 n이 7까지는 낮아지며 홀수-짝수 효과를 나타냈다. 그러나 n>7인 동족체들의 전이온도는 거의 일정하게 되었다. 이러한 거동은 유연격자의 홀수-짝수의 변화에 기인한 곁사슬의 평균적인 형태변화의 견지에서 합리적으로 설명된다. 전이온도에서 관찰되는 엔트로피 증가의 변화도 동일한 관점에서 설명된다. NAPEn이 나타내는 액정 특성들은 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 그리고 폴리스틸렌에 아조벤젠 그룹들을 폴리메틸렌 유연격자들을 통하여 연결시켜 얻은 고분자들에 대해 보고된 결과와 전혀 달랐다. 이러한 결과들은 주사슬과 곁사슬의 화학적 결합양식이 액정상의 형성능, 안정성 그리고 구조에 중요한 역할을 함을 시사한다.