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문제 정의
- Kwon et al.(9)은 분자동역학을 이용하여 평판에 세워진 이종의 사각 기둥 위에서 수액적의 정적과 동적 상태를 알아보기 위한 연구를 진행했다. Sun et al.
- 본 연구에서는 사각 기둥과 이중 구조 기둥에 대해서 정적 상태와 동적 상태 일 때 수액적 거둥의 특성에 대해서 관찰하였다. 그 결과 정적 상태에서는 두 구조물 모두 표면의 소수성을 크게 하는 결과를 보여주었다.
- 또한, 정적 상태일 때 다양한 미세 구조 위의 수액적의 접촉각을 측정 하여 친수성 또는 소수성을 구분하였다. 본 연구에서는 앞선 연구들과 비교하여 보다 복잡한 구조를 갖는 표면을 구현하기 위하여 기존 사각 기둥의 구조물에 작은 정사각형 돌기들을 추가하여 이중 구조 기둥을 모사하고 그 구조물 위의 수액적의 정적 및 동적 거동 특성에 대한 연구를 진행하였다. 또한, 표면 특성에너지를 3가지로 변수를 설정하여서 표면의 성질을 바꾸면서 그 위의 수액적의정적 및 동적 거동 특성에 대해 연구를 진행하였다.
- 앞선 선행연구의 평판 위의 수액적의 형태 변화의 검증을 바탕으로 본 연구에서는 사각 기둥 혹은 이중구조 기둥을 갖는 표면에서 표면 특성 에너지의 변화에 따른 수액적의 변화를 관찰 하였다. Fig.
가설 설정
- 5 ns 동안 레나드-존스 포텐셜 식(2)를 통해 물 분자와 고체 분자간의 힘의 작용에 의해서 수액적의 형태는 Fig. 2(b)와 같이 형태가 정육면체에서 반구의 형태로 변형되어진다.
- 해석에 사용된 앙상블은 NVT 앙상블(정적, 등온 조건)이며, 운동 방정식 계산에는 시간 간격을 2.0 fs로 가정한 Verlet velocity algorithm을 사용하였다. 시스템의 온도는 상온인 298 K로 고정하였으며, 정적 평형상태에 도달시키기 위해서 5 ns 동안 계산을 수행하였다.
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