초록 ▼

많은 물리 화학적 변화가 분자로 이루어진 고체 물질에서 일어남에도 불구하고 분자 고체의 동역학에 관한 미시적 관점의 이해는 크게 부족한 편이다. 이에 관한 연구는 기초과학적 측면에서 흥미로울 뿐만아니라 고분자 물질과 같은 분자 고체 물질의 가공, 고에너지 물질의 폭발과 같은 응용기술의 개선에도 기여할 수 있다. 본 연구과제에서는 고체 상태 고에너지 물질의 광화학 반응에 대한 실험 및 관련된 이론적 연구를 통해 고체 상태의 동역학에 관한 분자 수준의 지식을 얻고자 하였다. 이러한 연구결과는 화학 반응으로 동요된 고체계에 놓여진

많은 물리 화학적 변화가 분자로 이루어진 고체 물질에서 일어남에도 불구하고 분자 고체의 동역학에 관한 미시적 관점의 이해는 크게 부족한 편이다. 이에 관한 연구는 기초과학적 측면에서 흥미로울 뿐만아니라 고분자 물질과 같은 분자 고체 물질의 가공, 고에너지 물질의 폭발과 같은 응용기술의 개선에도 기여할 수 있다. 본 연구과제에서는 고체 상태 고에너지 물질의 광화학 반응에 대한 실험 및 관련된 이론적 연구를 통해 고체 상태의 동역학에 관한 분자 수준의 지식을 얻고자 하였다. 이러한 연구결과는 화학 반응으로 동요된 고체계에 놓여진 분자의 주변환경, 분자내, 분자간 여러가지 에너지 전이현상, 나아가 고체상에서의 화학 반응 전파에 곤한 지식을 제공한다. 액체 질소 온도, 진공 상태에서 단결정 고에너지 물질 [RDX, hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine]의 광화학 반응을 자외선을 이용하여 일으키고, 반응의 진행정도, 생성물을 적외선 분광기를 사용하여 관찰하였다. 적외선 스펙트럼은 주로 분자의 진동 운동과 관계가 있으며, 스펙트럼의 변화로부터 고체 상태 분자의 주변환경에 관한 정보, 특히 시료의 크기, 매질에 따른 미시적 환경의 차이를 관찰할 수 있었다. 아울러 슈퍼컴퓨터를 사용하는 분자동학 방법을 통해 화학 반응과 깊은 관계가 있는 진동 운동에너지의 분자내, 분자간 전이현상에 관한 연구도 수행하였다. 고체의 온도가 낮은 경우에는 진동 운동에너지 구조가 같은 분자간의 에너지 전달이 활발하지만 높은 온도에서는 이러한 공명현상이 관찰되지 않는데, 이는 고체 상태 특유의 격자운동으로 설명된다.

Abstract ▼

Microscopic knowledge on the dynamics of molecular solids is lacking although many physical and chemical processes occur in the solid state. The dynamics of the molecular solids, which is an interesting topic in the basic scientific research field, is also important in the practical applications su

Microscopic knowledge on the dynamics of molecular solids is lacking although many physical and chemical processes occur in the solid state. The dynamics of the molecular solids, which is an interesting topic in the basic scientific research field, is also important in the practical applications such as manipulation of polymer materials, explosion of solid energetic materials. In this project, it is intended to obtain information of molecular level about the solid state dynamics through experimental investigations of photochemical reactions of solid energetic materials and related theoretical works. Results of such studies provide knowledge about the local environments and the inter- and intramolecular energy transfer in the solid systems perturbed by chemical reactions, and the spatial propagation of chemical reactions in solid phase. Crystalline RDX (hexahydro-1,3,5-triazine) in the dewar cooled with liquid nitrogen is irradiated with the uv light and the progress of reaction is monitored with FT-IR spectroscopic technique. The IR spectrum related with the molecular vibrations gives information about the local environments of the photochemical products. Mechanical energy transfer in molecular clusters is also investigated through molecular dynamics simulations. Intermolecular vibrational energy transfer is greatly affected bya the vibrational energy structure. Resonant vibrational energy transfer is an important precess especially at low temperature. At high temperature, lattice vibrations are excited and play a crucial role in the mechanical energy transfer.

목차 Contents

• 1. INTRODUCTION...10
• 2. EXPERIMENTAL...11
• 3. RESULTS AND DISCUSSION...12
• REFERENCES...17