보고서 정보
주관연구기관 |
한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
이태규
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참여연구자 |
전승호
,
장춘학
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발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 1987-05 |
주관부처 |
과학기술부 |
연구관리전문기관 |
한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology |
등록번호 |
TRKO200200012743 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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초록
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용액상태의 n-알칸 (n-Alkane)사슬의 동적 및 평형 성질의 molecular dynamics (MD) 방법에 의해 연구되었다. n-알칼 사슬은 결합 길이와 결합각이 고정되고, 사슬의 각 결합이 부자유 회전 가능한 사슬로 가정되었다. 먼저 계의 평형 성질에 대한 사슬 구성 인자(CH?)의 길이 효과 (N(sub)(c)=10, 15, 20)를 조사하였다. 즉 사슬 구성인자와 용매분자 사이의 짝 상관관계 함수(pair correlation functions), g(sub)(cs)(r), 사슬 구성인자 사이의 짝 상관관계 함수, g
용액상태의 n-알칸 (n-Alkane)사슬의 동적 및 평형 성질의 molecular dynamics (MD) 방법에 의해 연구되었다. n-알칼 사슬은 결합 길이와 결합각이 고정되고, 사슬의 각 결합이 부자유 회전 가능한 사슬로 가정되었다. 먼저 계의 평형 성질에 대한 사슬 구성 인자(CH?)의 길이 효과 (N(sub)(c)=10, 15, 20)를 조사하였다. 즉 사슬 구성인자와 용매분자 사이의 짝 상관관계 함수(pair correlation functions), g(sub)(cs)(r), 사슬 구성인자 사이의 짝 상관관계 함수, g(sub)(cc)(r), mean-square radius of gyration / (i=1, 2, 3)와 같은 사슬배위 성질을 구하였다. 또한 우리는 R?(t), S?(t) 그리고 질량 중심속도 V(t)에 대한 자동 상관관계 함수 (autocorrelation function) C(A:t)와 확산 계스 D와 같은 계의 동적 성질을 구하였다. g(sub)(cs)(r)은 거의 사슬 길이 N(sub)(c)의 변화에 상관없이 거의 같은 반면, g(sub)(∝)(r)은 N(sub)(c)의 증가에 따라 크게 변한다. MD에 의해 계산된 과 값은 통계 역학에 의해 이론적으로 계산된 값과 약간 차이를 보이는데, 이는 본 MD simulation 에 대한 모델이 long-range Volume 효과를 포함하기 때문으로 생각된다. / 값으로 부터 사슬분자는 N(sub)(c) 의 변화에 상관없이 거의 구형을 이루고 있음이 밝혀졌다. 동적 성질에 있어서, 낮은 N(sub)(c)에 대한 C(R?;t)와 C(S?;t)은 높은 N(sub)(n) 에 대한 것보다 빨리 감소하는 반면, 사슬의 질량 중심에 대한 C(V;t)는 Nc에 약하게 의존한다. 질량 중심의 확산 계수 De는 Nc증가에 따라 감소하는 반면, 사슬 끝의 확산계수 De는 Nc 변화에 상관없이 거의 같다. 또한 우리는 고리형성 반응과 같은 분자내 반응 동력학에 MD 방법을 응용하였다. enc-to-end distance 와 end-to-end vector R(top)(→)에 대한 상관관계 시간 τ(sub)(R?) 은 τ(sub)(R)보다 작으며, Nc증가에 따라 감소하며, τ(sub)(R)(top)(-)은 Nc에 무관함이 밝혀졌다. 고리형성 반응속도가 성질뿐 아니라 평형 성질과도 관계된다는 사실로 부터, sink 함수 S(r)의 자동상관관계 함수 C(t)와 상관관계 시간 τ(sub)(s)와 같은 평형 성질을 계산했다. 값은 Nc가 감소하거나 또는 반응 거리가 증가함에 따라 증가하지만, 평형상수 K(sub)(eq)값은 반대 현상을 보인다. C(t)는 작은 Nc와 작은 반응 거리에서 빨리 감소함이 밝혀졌다. 그리고 상관관계 시간은 C(t)와 비슷한 경향을 가진다.
Abstract
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Dynamic and equilibrium properties of n-Alkane Chains immersed in solvent molecules have been investigated by a molecular dynamics method. The n-alkane chain is assumed to be a chain of elements (CH?) interconnected by bonds having a fixed bond len8th and bond angle, but each bond of the chain is al
Dynamic and equilibrium properties of n-Alkane Chains immersed in solvent molecules have been investigated by a molecular dynamics method. The n-alkane chain is assumed to be a chain of elements (CH?) interconnected by bonds having a fixed bond len8th and bond angle, but each bond of the chain is allowed to excute hindered internal rotation. We studied the effect of the chain elements (Nc=10,15 and 20) on the equilibrium properties of the system, e.g., the pair correlaltion functions between a chain element and solvent molecules, g(sub)(cs)(r), and between the chain elements, g(sub)(∝) (r), and the configurational properties such as the mean-sguare end-to-end distance , the mean-square radius of gyration , and the eigen-ralues of the moment-of-inertia tensor / (i = 1, 2 and 3). We also studied the dynamic properties of the system, e.g., the auto-correlation function C(A;t) where A=R?(t), = S?(t), or =V(t)(V=velocity of the center of mass), and the diffusion coefficient D. The g(sub)(cs)(r)'s are almost equalirrespective of the change of Nc while g∝ (r) becomes larger as Nc increases; The MD computed configurational properties and were found to be a little different from the values calculated from the statistical equations of and , it'may be due to the fact that our model for the MD simulations includes a long-range volume effect. From the /, it is found that the chain molecule has a nearly spherical shape irrespective of the variation of Nc. For the dynamic properties we found that the C(R?;t) and C(S?;t) of lower Nc decay faster than those of higher Nc, while the C(V;t) of the center of mass in the chains weakly dependent on the Nc. The center of mass diffus- sion coefficient Dc decrease as Nc increases while the end point diffusion coefficient De is nearly equal irrespective of the change of Nc. We applied the MD method to the intramolecular reaction dynamics such as ring closure reaction. We calculated ihe correlation time of the end-to-end distance τ(sub)(R)2 and of the end-to-end vector τ(sub)(R)(top)(→). It is found that τ(sub)(R)(sup)(2) is smaller than τ(sub)(R), τ(sub)(R)2 is decreased as Nc increases and τ(sub)(R)(top)(→) is invariant with Nc. From the fact that the rate of the ring closure reaction is related with the dynamic properties as well as the equilibrium properties, we calculated the equilibrium proper- ties such as the autocorrelation function of the sink function S(r) and the correlation time (sub)(s). The value of are inreased as Nc decreses or the reactive distance increases, however, those of Keq are reverse. The correlation function of the sink function decays fast as the Nc decreases and the resctive distance is small. And the correlation time has a similar tendency with the correlation function
목차 Contents
- 1. 연구목적...8
- 2. 연구내용 및 방법...10
- 3. 연구계획 대 진도...12
- 4. 중요 연구내용 및 결과...13
- 4.1 사슬 길이 변화에 따른 용액에서의 고분자 사슬의 거동...13
- 4.1.1 실험방법...13
- 4.1.2 결과 및 고찰...15
- 4.1.2.1 짝 상관관계 함수 (pair correlation function)...15
- 4.1.2.2 배치성질 (configurational properties)...17
- 4.1.2.3 사슬관리 현상 (Chain Relaxation Phenomena)...27
- 4.2 용액에서의 고분자 사슬의 고리형성...35
- 4.2.1 서론...35
- 4.2.2 분자내 반응 (Internolecular Reaction)의 이론...36
- 4.2.3 결과 및 고찰...38
- 4.3 참고문헌...46
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