초록 ▼

지난 5년간 본 연구과제와 관련하여 SCI잡지에 12편의 논문을 출판하였으며, 3번에 걸쳐 한국물리학회에서 논문발표를 하였다. 세부별 주요 연구결과는 다음과 같다. (i) 고분자유체는 그들의 다양한 구조적 특정 때문에 기존 단원자 상호간 퍼텐셜과는 달리 다양한 퍼텐셜 특성을 나타낸다. 특히 고분자유체 사이의 겹침현상으로 인하여 기존 분자들 사이의 상호작용 이외에 장거리에서 유가와 형태로 주어지는 반발력이 생긴다. 본 연구에서는 고분자유체의 체적상태의 열역학적 특성을 사용하여 평면, 원형형태의 구속계내 이들 고분자유체의 열적, 구조적

지난 5년간 본 연구과제와 관련하여 SCI잡지에 12편의 논문을 출판하였으며, 3번에 걸쳐 한국물리학회에서 논문발표를 하였다. 세부별 주요 연구결과는 다음과 같다. (i) 고분자유체는 그들의 다양한 구조적 특정 때문에 기존 단원자 상호간 퍼텐셜과는 달리 다양한 퍼텐셜 특성을 나타낸다. 특히 고분자유체 사이의 겹침현상으로 인하여 기존 분자들 사이의 상호작용 이외에 장거리에서 유가와 형태로 주어지는 반발력이 생긴다. 본 연구에서는 고분자유체의 체적상태의 열역학적 특성을 사용하여 평면, 원형형태의 구속계내 이들 고분자유체의 열적, 구조적 특성 연구를 위한 이론을 개발 구속계내, 즉 비균일한 고분자유체의 기체-액체, 액체-뭉치 상전이현상과 이들의 열적, 구조적 현상등을 연구하였고, 이들 결과를 전자계산기에 의한 컴퓨터시늉결과와 비교, 논의하였으며, 개발된 이론이 실험치를 잘 설명하여 줌을 확인하였다. 이와 아울러 체적상태에서와 같이 구속계내 고분자유체의 다양한 상전이 현상이 일어날 열역학적 그리고 구속계의 조건등을 조사, 연구하였다. (ii) 이원 고분자유체의 경우 겹침현상에 의하여 이들 분자들간 퍼텐셜이 중심에서 유한한 크기를 가지며 서로 다른 분자들간 퍼텐셜이 비부가적으로 주어지는 경우가 있는데, 일반적으로 퍼텐셜이 중심에서 유한하고 비부가적으로 주어지는 이원 고분자유체의 경우 체적상태에서 같은 분자들이 모여있는 비섞임현상을 나타내는 것으로 알려져 있다. 다양한 형태의 고분자유체의 특성을 잘 설명하여주는 평균장이론에 기초하여 체적상태에서의 비섞임현상 원인을 구명하고자 하였으며, 이원 고분자유체의 경우 평면, 원형내 고분자수 역전현상, 즉 한종류의 분자만이 구속계에 존재하는 현상이 일어나는 기하학적, 열역학적 조건을 구하였다. 컴퓨터시늉실험과의 비교를 통하여 구속계내 이원 고분자유체의 역전현상은 체적상태의 비섞임현상의 연장임을 보였다. 더 나아가 중력하에 비부가적 고분자유체의 비섞임현상 및 분리현상을 연구하였으며, 중력하의 분리현상이 체적상태의 비섞임현상과 많은 관련이 있음을 보였다. (iii) 일반적으로 유체계의 정확한 해를 구하기는 쉽지 않다. 그러나 특수한 조건하에서 정확한 해를 구할 수 있다. 예로서 직사각형내 두,세개입자 강체계, 직육면체 또는 강체구형내 구속된 두입자 강체계에 대한 정확한 해는 알려져 있다. 그러나 일반적으로 중심에서 유한하며 인력, 반발력을 가지며 투과할 수 있는 퍼텐셜을 가지는 두입자계에 대한 정확한 해는 알려져 있지 않다. 비록 두입자계이지만 체적상태에서 볼 수 있는 여러 가지 상전이 특성을 보이고 있다. 입자가 제한되는 정준앙상불에 기초하여 원형형태의 강체구속계내 투과퍼텐셜을 가진 두입자계에 대한 정확한 분배함수, 한입자 밀도분포 그리고 상태방정식을 푸리에 변환방법을 사용 계산하였으며, 정확한 상태방정식을 사용 강체구내 두입자계의 구형에 크기, 인력 반발력 그리고 퍼텐셜의 강도 대한 기체-액체, 액체-고체 상전이 특성과 구형내 이들의 구조적 특성변화에 대한 메카니즘을 연구하였다. 마지막으로 (iv) 세포막내 이온들의 이동, 고분자 이온들의 전기적 특성을 이용한 진단용 생물센서등 이온들의 전기적 특성을 이용한 다양한 장치들이 많이 개발, 응용되고 있으나, 이들의 전기적 현상을 잘 설명하여 주는 이론은 아직 미미한 수준이다. 본 연구에서는 기존의 선형 또는 비선형 파손-볼쯔만 방정식으로 기술할 수 없는 이온성유체의 전기적 특성을 기술하기 위하여 이온들간 상호작용을 고려한 밀도범함수이론을 개발, 평면형태의 전기이중막, 전하를 띤 구형 형태의 콜로이드 가까이에서의 이온들의 열역학적, 전기적 특성을 계산, 컴퓨터시늉실험 결과와 비교, 논의 하였으며, 개발된 이론이 이들의 구조적 특성 뿐만 아니라 전하반전, 전하역전, 전하증폭등 이온들의 재분포에 의하여 일어날 수 있는 전기적특성을 정량적으로 잘 설명하여 줌을 확인하였다. 전기이중막의 특성 연구를 위해 개발된 밀도범함수이론을 확장하여 최근 세포막내 이온들의 이동등 많은 연구 대상이 되고 있는 투과형 슬릿형 세포막내 이온의 재분포에 대한 전기적 특성, 세포막내 이온들의 투과에 의한 세포막에 가해진 삽투압 현상을, 즉 Donan 평형, 연구하였으며, 더 나아가 투과형 구형형태의 캡슐내 이온들의 전기적특성 및 세포막의 존재로 인한 이온들의 재분포로 인한 캡슐에 가해지는 삽투압현상을 연구하였으며, 이들 결과를 컴퓨터시늉실험과 비교 논의함으로써 구속계내 이온성유체의 열역학적, 전기적 특성에 대한 메카니즘을 연구하였다.

(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4 1. 연구과제의 개요 ... 4 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6 5. 연구결과의 활용계획 ... 6 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6Ⅲ. 연구성과 ... 7끝페이지 ... 10