신소재·나노·금속·고분자. 2D 재료·MOF·배터리 등.
인용 속도·영향력 기준 큐레이션
CCDC 1472288: Experimental Crystal Structure Determination
본 연구는 소분자 결정 구조 데이터베이스인 캠브리지 구조 데이터베이스(CSD)에 등재된 CCDC 1472288 항목에 대한 실험적 결정 구조 분석 결과를 제시한다. 이 데이터는 결정 회절 연구를 통해 얻어졌으며, 소분자 물질의 3차원 구조를 이해하는 데 필수적인 정보를 제공한다. 결정 구조 분석은 X선 회절 기법을 활용하여 수행되었다. 이 방법은 결정화된 물질에 X선을 조사하고 회절 패턴을 분석함으로써 원자 배열과 결합 특성을 파악하는 표준적인 접근 방식이다. 실험은 특정 조건 하에서 진행되었으며, 데이터의 품질과 신뢰성을 보장하…
CCDC 2180322: Experimental Crystal Structure Determination
본 연구는 소분자 결정 구조 데이터베이스인 캠브리지 구조 데이터베이스(CSD)에 등재된 CCDC 2180322 항목에 대한 실험적 결정 구조 결정 과정을 다룬다. 이 데이터는 결정 회절 연구를 통해 얻어진 실험 데이터를 포함하며, 재료 과학 및 결정학 분야의 기초 연구에 중요한 기여를 한다. 결정 구조 결정은 X선 회절 분석을 기반으로 수행되었다. 이 방법은 결정질 고체에 X선을 조사하여 얻은 회절 패턴을 분석함으로써 원자의 3차원 배열을 정확하게 파악하는 데 활용된다. 실험은 정밀한 조건 제어 하에 이루어졌으며, 데이터의 신뢰성…
CCDC 1972992: Experimental Crystal Structure Determination
본 연구는 소분자 결정 구조 데이터의 세계적 저장소인 캠브리지 구조 데이터베이스(CSD)에 등록된 CCDC 1972992 항목에 대한 실험적 결정 구조 분석 결과를 제시한다. 이 데이터는 결정 회절 연구를 통해 얻어졌으며, 재료공학 분야에서 물질의 미시적 구조 이해에 필수적인 정보를 제공한다. 결정 회절 연구는 X선 또는 중성자 회절과 같은 기술을 활용하여 결정 내 원자의 3차원 배열을 정밀하게 결정하는 방법이다. 이 연구에서는 해당 결정의 회절 패턴을 분석하여 구조 정보를 추출하였다. 제공된 데이터셋은 3차원 원자 좌표, 단위…
CCDC 2314164: Experimental Crystal Structure Determination
본 연구는 소분자 결정 구조를 위한 세계적인 저장소인 캠브리지 구조 데이터베이스(CSD)에 등록된 CCDC 2314164 항목에 대한 상세 내용을 다룬다. 이 항목은 결정 회절 연구를 통해 얻어진 실험 데이터를 포함하며, 재료공학 분야에서 결정 구조 분석의 중요성을 강조한다. 데이터는 결정 회절 실험을 통해 수집되었으며, 이는 물질의 3차원 원자 배열을 정확하게 파악하는 데 필수적인 방법론이다. 일반적으로 X선 회절을 활용하여 결정 격자의 주기성과 원자 간 거리를 측정한다. 제공되는 데이터셋은 3D 좌표, 단위 세포 매개변수, …
CCDC 2474242: Experimental Crystal Structure Determination
본 연구는 소분자 결정 구조 데이터베이스인 캠브리지 구조 데이터베이스(CSD)에 등록된 CCDC 2474242 항목을 상세히 분석한다. 이 항목은 결정 회절 연구를 통해 얻어진 실험 데이터를 포함하며, 재료공학 분야에서 물질의 미시적 구조를 이해하는 데 필수적인 정보를 제공한다. 연구 방법론은 결정 회절 실험을 기반으로 한다. 이 실험을 통해 얻어진 데이터는 CSD를 통해 자유롭게 접근 가능하며, 3차원 좌표, 단위 세포 매개변수, 공간군, 실험 조건 및 데이터 품질 측정치와 같은 핵심 정보를 포함한다. 분석 결과, CCDC 2…
CCDC 2123680: Experimental Crystal Structure Determination
본 연구는 소분자 결정 구조의 실험적 규명을 다루며, 캠브리지 구조 데이터베이스(CSD)에 등재된 CCDC 2123680 항목을 중심으로 진행되었습니다. CSD는 전 세계 소분자 결정 구조 정보를 집대성한 핵심 저장소로, 재료공학 분야 연구자들에게 필수적인 자원입니다. 결정 회절 연구를 통해 얻은 실험 데이터를 활용하여 해당 결정 구조를 분석했습니다. 이 데이터셋은 CCDC에서 자유롭게 접근 가능하며, 3D 좌표, 단위 세포 상수, 공간군, 실험 조건 및 품질 측정치 등 결정 구조 분석에 필요한 핵심 정보를 포함합니다. 이러한 …
Power and particle exhaust in the ST-E1 fusion power plant
본 연구는 주요 반지름 5m, 저종횡비 토카막 핵융합 발전소인 ST-E1에서 발생하는 출력 배기 문제를 해결하고 잠재적 해법을 모색했습니다. 1D 에지 플라즈마 모델을 활용하여 이중 및 단일 널(null) 구성에서 짧고 긴 외부 다이버터 레그를 사용하여 아르곤을 주 불순물로, 텅스텐을 플라즈마 대면 부품(PFC)으로 가정하여 플라즈마 분리(detachment) 가능성을 스크리닝했습니다. 그 결과, 가장 보수적인 SOL(scrape-off layer) 폭 및 출력 가정을 제외하고는 모든 시나리오에서 분리가 가능함을 확인했습니다. 다만…
Tritium production and processing systems for ST-E1
본 연구는 저종횡비 고출력 핵융합 발전소인 ST-E1을 위한 통합 삼중수소 연료 주기 아키텍처를 개발했습니다. 이 아키텍처는 헬륨 냉각 액체 리튬 증식 블랭킷과 삼중수소 추출, 열 제거, 재고 제어를 통합한 전용 순환 루프를 결합합니다. 블랭킷 하류의 삼중수소 처리 시스템은 발전소의 동적인 삼중수소 생산 및 소비율을 수용하도록 설계된 추출, 정제, 동위원소 분리 및 저장 하위 시스템으로 구성됩니다. 재고 모델링을 통해 추출 방식을 평가하고, 삼중수소 체류 및 보유량을 분석하며, 수소 제어 및 중간 재고와 관련된 민감도를 정량화했습…
Maintenance strategy, structural design, and site layout of the ST-E1 fusion power plant
핵융합 발전소의 상업적 성공을 위해서는 안전한 운영과 짧은 가동 중단 시간을 보장하는 효과적인 유지보수 전략이 필수적입니다. 특히 토카막 기반 발전소에서는 유지보수 방식이 토카막 및 주변 인프라의 공간 설계에 지대한 영향을 미치므로, 초기 단계부터 이를 고려해야 합니다. Tokamak Energy는 핵융합 발전소 ST-E1의 사전 개념 설계를 개발했습니다. 본 연구는 ST-E1 설계 시 고려된 주요 동인과 제약 조건을 설명하고, 토카막 아키텍처 및 선택된 유지보수 체계를 제시합니다. 핵심 방법론은 원자로 코어의 토로이드형 세그먼트…
The Python simulations of chemistry framework: 10 years of an open-source quantum chemistry project
지난 10년간 파이썬 기반의 화학 시뮬레이션 프레임워크(PySCF)는 전자 구조 이론 및 양자 화학 방법론 개발을 위한 핵심 오픈소스 플랫폼으로 자리매김했습니다. 이 프레임워크는 학계와 산업계에서 폭넓게 활용되며 양자 화학 연구의 발전에 크게 기여해왔습니다. 본 논문은 2020년 이전의 개요 이후 PySCF의 주요 발전 사항을 중점적으로 다룹니다. 특히, 새로 추가된 모듈과 방법론, 인프라 개선 사항, 그리고 성능 벤치마크 결과를 상세히 검토합니다. 이를 통해 PySCF가 지난 몇 년간 어떻게 진화해왔는지 명확히 보여줍니다. 새…
Vimentin promotes collective cell migration through collagen networks via increased matrix remodeling and spheroid fluidity
중간 섬유(IF) 단백질인 비멘틴은 세포 유형에 따라 다양하게 발현되며, 섬유성 조직을 통한 세포 이동과 밀접하게 연관되어 있습니다. 비멘틴은 세포 이동에 필요한 세포 신장을 증가시키지만, 동시에 세포가 좁은 공간을 통과하는 것을 방해하는 세포골격 케이지 역할도 합니다. 본 연구는 비멘틴이 세포외 기질(ECM)과 주변 세포를 통해 세포 이동을 촉진하는 메커니즘을 규명하고자 했습니다. 연구팀은 콜라겐 네트워크에 내장된 세포 스페로이드의 집단 침윤을 분석했습니다. 단일 세포 이동과 달리, 비멘틴은 생쥐 배아 섬유아세포(MEF)와 유방…
Facility power balance, thermodynamic cycle, and fuel cycle analysis for the Helios fusion power plant
본 연구는 헬리오스 핵융합 발전소의 핵심 시스템인 전력 균형, 열역학, 연료 주기를 분석합니다. 이 세 가지 시스템 수준의 주기를 모델링하고 검토함으로써, 발전소 내 에너지, 작동 유체, 핵융합 연료 수송을 제어하는 시스템을 심층적으로 연구했습니다. 이를 통해 발전소 설계의 전력 생산 및 에너지 변환 효율이 충분한 순 전력 마진을 확보하며, 삼중수소 연료 자급자족이 가능함을 확인했습니다. 발전소 전력 균형 분석 결과, 준점화(near-ignited) 운전 시 플라즈마 및 블랭킷에서 1094 MW의 열에너지가 발생하며, 이 중 70…
Selective Blood Cell Hitchhiking in Whole Blood With Ionic Liquid‐Coated PLGA Nanoparticles to Redirect Biodistribution After Intravenous Injection
전신 약물 전달에 유용한 나노입자(NP)는 생체 내에서 빠르게 제거되어 표적 조직 도달률이 5% 미만입니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 나노입자가 혈액 세포에 부착(히치하이킹)하여 순환 시간을 연장하고 생체 분포를 재조정하는 전략이 연구되고 있으나, 세포 선택성 제어에는 어려움이 있었습니다. 본 연구는 콜린 카르복실레이트 이온성 액체(IL)로 폴리(젖산-코-글리콜산)(PLGA) 나노입자를 코팅하는 모듈형 플랫폼을 제시합니다. 이 IL-PLGA 나노입자는 림프구, 단핵구, 과립구, 혈소판, 적혈구 등 특정 혈액 세포 집단과 선택적…
Observation of mirror-odd and mirror-even spin texture in ultrathin epitaxially strained RuO <sub>2</sub> films
루타일 이산화루테늄(RuO₂)은 알터마그네틱 스핀 분할 가능성으로 인해 최근 주목받고 있습니다. 그러나 벌크 및 후막 형태에서는 자기 질서가 관찰되지 않아, 기판에 의해 유도되는 에피택시 변형이 상당할 수 있는 초박막 영역에서의 스핀 구조는 미개척 상태였습니다. 본 연구에서는 스핀 분해 각도 분해 광전자 분광법과 제일원리 계산을 활용하여 2나노미터 두께의 에피택시 RuO₂ 이종 구조의 전자 구조를 분석했습니다. 그 결과, 거울 대칭 짝수(mirror-even) 및 홀수(mirror-odd) 운동량 의존성 성분이 공존하는 비정형적인…
Scalable and Systematical Conversions of Domestic Wastes to Core–Sheath Nanofibers for Photocatalytic Degradation of Antibiotics
복잡한 나노구조의 대량 나노제조는 실험실 설계에서 산업 응용으로의 전환을 제한하는 중요한 과제입니다. 본 연구는 새로운 “니들-제한 영역 자유 표면” 삼축 전기방사 공정을 개발하여 개념적 및 방법론적 진보를 보고합니다. 폐 PET 음료병을 다유체 방사구로 혁신적으로 전환하는 독특한 폐기물-자원 개념을 제시합니다. 이 확장 가능한 장치는 폐 PS 폼을 주 매트릭스로 사용하여 표면 다공성 코어-쉘 나노섬유를 대량 제조하는 데 활용되었습니다. 이 나노섬유는 촉매 노출을 극대화하기 위한 다공성 PS/TiO2 외피와 견고한 기계적 특성을 부…
Bioinspired Layered-Gradient Nanocomposites for Intelligent Electromagnetic Skins with GHz-THz Wave Absorption, Shielding, and Solvent-Driven Actuation
지능형 전자기 스킨은 기가헤르츠(GHz)-테라헤르츠(THz) 대역 전파 흡수, 전자파 간섭(EMI) 차폐 및 프로그래밍 가능한 구동을 통합하는 확장 가능한 필름 개발을 요구합니다. 본 연구에서는 진공 여과를 통해 생체모방 대나무형 계층-경사형 나노복합체를 제작했습니다. 이는 저 PEDOT 함량 필름으로 마이크로파 흡수를, 고 PEDOT 함량 필름으로 전도성 네트워크 기반 EMI 차폐를 제공합니다. 이 필름은 Al-Fe3O4 나노시트, 아라미드 나노섬유, PEDOT를 비대칭 구조로 정밀하게 조립합니다. 두께 방향으로 단조로운 조성 …
Rapidly Diversifying Hydrogen‐Bonded Organic Frameworks With Permanent Porosity
다공성 분자 결정(PMC)의 오랜 역사 속에서 수소결합 유기 골격체(HOF)는 지난 20년간 비약적인 발전을 이루며 재조명받고 있습니다. HOF는 가역적인 결합 및 해리 과정을 통해 결함이 적은 대형 단결정을 형성할 수 있어, 구조-특성 관계에 대한 정밀한 분석을 가능하게 합니다. 또한, 지속 가능한 재료로서도 큰 주목을 받고 있습니다. 본 논문은 지난 15년간 구성 분자(텍톤)의 분자 구조를 기반으로 한 HOF, 특히 영구 다공성 HOF의 진화를 검토합니다. 단순한 치환 벤젠 유도체부터 다양한 π-공액 다환 방향족 코어, 그리고…
Atomically chemical heterogeneity endowing dielectric ceramics with ultrahigh energy storage
유전체 세라믹에서 국부적인 구조 및 화학적 복잡성을 활용하여 높은 분극, 낮은 이력 손실, 그리고 높은 절연 파괴 강도를 동시에 달성하는 것은 펄스 전력 및 고전압 전자 장치용 유전체 커패시터 발전에 필수적입니다. 본 연구는 강유전성 페로브스카이트 모체에 의도적으로 원자 단위의 화학적 이종성을 도입하여 벌크 무연 세라믹에서 에너지 밀도와 효율을 동시에 향상시키는 효과적인 방법을 제시합니다. 정준 (Bi0.5Na0.5)TiO3 기반 릴랙서 강유전체를 호스트로 사용하여, 평균적인 유사 입방 페로브스카이트 골격을 유지하면서 A/B-아격…
Strain‐Tuned d‐Band Center Coupling Dual‐Plasmon Effect in CuIn Alloy for Driving CO 2 Photoreduction
이산화탄소(CO2)를 액체 연료로 전환하는 광환원 기술은 탄소 중립 달성에 중요하지만, 기존 플라즈몬 촉매의 낮은 효율이 한계로 지적됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 접근 방식을 제시합니다. 연구팀은 인듐(In) 원자층을 새로운 플라즈몬 물질로 활용하고, 구리(Cu)를 In 격자에 통합하여 CuIn 합금을 형성함으로써 이중 플라즈몬 광촉매를 개발했습니다. Cu와 In의 합금화는 상당한 격자 압축 변형을 유도하고 원자 간 전자 전달 거리를 단축시킵니다. 이러한 전자 재분배는 Cu-In 부위에 전자 풍부 구조를…
A Survey of AI for Materials Science: Foundation Models, LLM Agents, Datasets, and Tools
파운데이션 모델(FM)은 재료 과학(MatSci) 분야에서 확장 가능하고 다목적이며 다중 모드 AI 시스템을 구현하여 과학적 발견의 변혁을 주도하고 있습니다. 기존의 좁은 범위의 머신러닝 모델과 달리, FM은 도메인 간 일반화 및 새로운 기능을 제공하여 다양한 데이터 유형과 스케일을 다루는 재료 과학 연구에 특히 적합합니다. 본 조사는 이 성장하는 분야를 지원하는 파운데이션 모델, 에이전트 시스템, 데이터셋 및 계산 도구에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다. 데이터 추출, 해석 및 Q&A, 원자 시뮬레이션, 특성 예측, 재료 구조,…
Competing surface and geometric effects in the size-dependent vibrational response of hollow silicon nanobeams
고표면적-대-부피비(SVR) 나노구조의 기계적 거동은 표면 효과에 크게 좌우되지만, 기존 연속체 이론은 이를 간과합니다. 본 연구는 분자 동역학 시뮬레이션을 통해 고체 및 속 빈 실리콘 나노빔의 자유 횡진동을 분석하여, 속 빈 구조에서 공동 크기에 따른 고유 진동수의 비단조적 변화를 확인했습니다. 이는 고체 나노빔에서 나타나는 단조적인 표면 연화 현상과 대조적입니다. 작은 공동의 경우, 중립축에서 재료가 재분배되면서 발생하는 기하학적 강성 증가가 표면 연화 효과를 상쇄하여 SVR 증가에도 불구하고 진동수가 증가합니다. 그러나 공동…
Assembly-based computations through contextual dendritic gating of plasticity
뇌에서 특정 개념을 인코딩하는 신경 어셈블리(강하게 연결된 뉴런 그룹)는 지각과 기억의 기본 구성 요소로 간주됩니다. 이러한 어셈블리의 존재와 형성의 생물학적 근거가 최근 밝혀졌음에도 불구하고, 기존 계산 모델들은 어셈블리가 실제 세계 연산을 수행하기 위해 유연하게 학습되고 결합되는 방식을 설명하는 데 한계가 있었습니다. 특히, 새로운 어셈블리 학습이 기존 연결 구조를 방해하여 이전에 학습된 어셈블리를 잊게 만드는 '파국적 망각' 문제가 두드러졌습니다. 본 연구는 생물학적으로 타당한 계산 모델을 제안합니다. 이 모델에서는 뉴런 대…
Fast Dissolving Resveratrol–Polyvinylpyrrolidone Nanofibrous Films Fabricated in Bulk Using a Special Hole Electrospinning Technique
나노제품 상용화를 위해 나노소재의 대량 생산은 필수적입니다. 본 연구에서는 약물 탑재 고분자 나노섬유의 대량 생산을 위한 새로운 전기방사 기법인 '홀 전기방사'를 개발했습니다. 모델 약물인 레스베라트롤과 고분자 매트릭스인 폴리비닐피롤리돈을 사용하여 홀 전기방사와 단일 바늘 전기방사를 진행하고, 두 공정으로 제조된 나노섬유 필름의 특성을 비교 분석했습니다. 형태, 직경, 다공성, 인장 강도, 비정질 상태, 고속 용해 성능 및 항산화 활성 측면에서 두 공정의 나노섬유는 유의미한 차이를 보이지 않았습니다. 이는 홀 전기방사가 기존 단일…
Streamlined montage cryo-electron tomography for exploring the ultrastructure of cells and tissues
극저온 전자 단층 촬영(cryo-ET)은 생체 시료의 분자 수준 구조를 밝히지만, 시야가 제한적이라는 한계가 있습니다. 몽타주 단층 촬영은 이 한계를 극복할 수 있으나, 기존 방식은 복잡한 선량 분포 이미징 계획이나 하드웨어 수정이 필요하여 널리 채택되기 어려웠습니다. 이 연구는 이러한 진입 장벽을 낮추기 위해 MOSAIC(montaging via streamlined acquisition and integration of cryotomograms)이라는 간소화된 워크플로우를 개발했습니다. 이 방법은 기존 이미지 획득 방식에서 최…
Metal Oxide Nanoparticles: A Comprehensive Review of Recent Advances in Synthesis Strategies, Characterization and Multifunctional Applications
금속 산화물 나노입자는 높은 표면적, 입자 크기 조절성, 우수한 화학적 안정성, 광학 활성, 촉매 효율 및 항균 특성 등 뛰어난 물리화학적 특성으로 인해 환경, 생의학, 에너지, 센서, 농업 및 산업 분야에서 광범위하게 활용됩니다. 이러한 특성은 합성 방법에 따라 크게 달라지므로, 형태, 결정성, 표면 전하, 밴드갭 및 전반적인 성능을 제어하는 것이 중요합니다. 본 연구는 졸-겔, 공침법, 수열/용매열, 마이크로파 보조, 초음파 화학, 연소 및 친환경 합성 등 다양한 물리적, 화학적, 생물학적 합성 방법을 종합적으로 검토합니다. …
Recent Advances in Ferrite‐Based Materials for Biomedical Applications: A Comprehensive Review
페라이트 기반 나노물질은 단순한 자기 조영제에서 생체 미세 환경을 능동적으로 조절하는 다기능 플랫폼으로 발전했습니다. 본 종합 리뷰는 스피넬 및 육방정계 페라이트의 합리적인 설계에 대한 최근 발전을 비판적으로 검토하고, 생체 의료 성능을 좌우하는 근본적인 구조-특성-생체 활성 관계를 규명합니다. 원자 수준 공학, 특히 양이온 분포, 결함 변조 및 형태학적 이방성을 조작하여 자기 감수성, 촉매 활성(나노자임), 고열 치료를 위한 비흡수율(SAR)을 맞춤화하는 방법을 탐구합니다. MRI 및 약물 전달의 전통적인 응용 분야를 넘어, 점…
Digital hydrogen platform (DigHyd): a rigorously curated database for hydrogen storage materials empowered by AI-assisted literature mining
고체 수소 저장 재료는 안전하고 효율적인 수소 저장의 유망한 대안이지만, 대규모의 잘 정제된 데이터셋 부족으로 데이터 기반 연구에 한계가 있었습니다. 본 연구는 AI 기반 문헌 마이닝과 전문가 검증을 통해 구축된 엄선된 데이터베이스인 Digital Hydrogen Platform (DigHyd)를 소개합니다. DigHyd는 4,000개 이상의 실험 문헌과 30,000개 이상의 수소 저장 재료 데이터를 포함하며, 중량 수소 저장 밀도(w) 외에 수소화 반응과 관련된 엔탈피(∆H) 및 엔트로피(∆S) 변화와 같은 열역학적 매개변수를 …
The EPR effect in human tumors: a critical re-evaluation of a nanomedicine dogma and a call for new targeting paradigms
지난 40년간 EPR(강화된 투과 및 체류) 효과는 암 나노의학에서 수동적 표적화의 핵심 원리였습니다. 전임상 연구에서는 나노입자의 유망한 축적과 치료 효과가 보고되었지만, 임상에서는 환자 생존율 및 결과 개선이 미미하여 성공이 제한적이었습니다. 주된 문제는 동물 모델과 인체 종양 간의 상당한 생물학적 차이입니다. 이종이식 연구에서는 주입량의 5~10% 이상 나노입자가 축적되지만, 임상 연구에서는 약 0.7%만이 보고되어 전임상 결과의 낮은 임상 번역률을 보여줍니다. 또한, 나노입자 전달이 종양 혈관을 통한 수동적 누출뿐만 아니…
Lenacapavir-induced lattice hyperstabilization is central to HIV-1 capsid failure at the nuclear pore complex and in the cytoplasm
레나카파비르(LEN)는 최초의 HIV-1 캡시드 억제제로, 바이러스 생애 주기의 여러 단계를 저해하지만, 캡시드 구조에 미치는 분자적 영향과 저해 기전은 불분명했습니다. 본 연구는 LEN이 처리된 캡시드가 핵공복합체(NPC)에 도킹하는 단계별 메커니즘을 규명하고자 했습니다. 대규모 조립 분자 동역학 시뮬레이션과 생체 세포 이미징 기법을 결합하여 LEN 처리 캡시드의 NPC 도킹 과정을 분석했습니다. LEN이 아화학량론적 농도로 결합된 캡시드는 NPC 중앙 채널에 도달할 수 있음을 확인했습니다. 그러나 캡시드가 핵 쪽으로 진행함에…
Inertial Interface Cavitation Creates Complex, Flow-Like Structures Within a Soft Solid
연성 재료 계면 근처에서 발생하는 관성 공동 현상은 비대칭적인 기포 동역학, 강렬한 응력 집중, 복잡한 유체-구조 상호작용을 유발합니다. 그러나 초고속 전장 측정 기술의 한계로 인해 연성 고체 내부의 변형장은 명확히 규명되지 못했습니다. 본 연구는 젤-물 계면 근처에서 레이저 유도 관성 공동 현상 중 연성 하이드로젤의 시공간적 변형을 정량화하는 것을 목표로 합니다. 단일 펄스 레이저 유도 관성 공동 현상과 내장형 내부 디지털 이미지 상관(DIC) 스페클 패터닝 방법을 DIC와 통합하여 초당 100만~200만 프레임 속도로 현장 전…
Machine learning interatomic potentials for solid-state precipitation
머신러닝 원자간 포텐셜(MLIP)은 다양한 원자 현상 모델링에 활용되지만, 고체상 변태를 정확히 포착하도록 매개변수화하는 데는 어려움이 있습니다. 본 연구는 다성분 합금의 석출 모델링을 위한 MLIP 매개변수화를 효율화하고자 오류 측정 기준과 데이터 생성 방안을 제시합니다. 우리는 서로 다른 모결정 구조의 화학적 배열을 연결하는 대칭적으로 구별되는 변태 경로를 열거하는 알고리즘을 개발했습니다. 또한, 저온 열역학 예측에서 MLIP의 정확도를 정량화하기 위한 지표로 가중 켄달-타우 계수와 그 준-준정준 앙상블 일반화를 도입했습니다.…
Oleic Acid Binding and Exchange Dynamics on NaYF4 Nanocrystals
란타넘 도핑 NaYF4 나노결정(NC)은 뛰어난 광발광 특성으로 널리 활용되지만, 그 성능과 가공성은 올레산과 같은 표면 결합 리간드에 크게 좌우됩니다. 이 리간드들은 합성 및 비극성 용매에서 NC를 안정화하지만, 실제 응용에서는 합성 후 리간드 교환이 필수적입니다. 본 연구는 NaYF4 NC 표면에서 올레산의 양성자화 상태, 표면 이온 결합, 그리고 교환 동역학을 종합적으로 조사했습니다. 적외선 분광법(IR), 핵자기공명 분광법(NMR), 열중량 분석(TGA) 등 다양한 분석 기법을 활용하여 결합된 리간드와 자유 리간드 집단을 …
AutoPot: Automated and massively parallelized construction of machine-learning potentials
머신러닝 포텐셜(MLIP)은 양자 역학 수준의 정확도를 원자 모델링에 구현하여 계산 물리학 분야에 혁신을 가져왔습니다. 그러나 MLIP가 양자 수준의 정확도를 달성하려면 훈련 세트의 원자 환경이 시뮬레이션 중 마주치는 환경과 매우 유사해야 합니다. 모든 응용 분야에 적합한 단일 훈련 세트를 구축하는 것은 현재로서는 불가능하며, 이는 MLIP 훈련 프로토콜에 능동 학습이나 미세 조정과 같은 추가 학습 방법을 보완하는 복잡한 전략으로 이어집니다. 이러한 복잡한 프로토콜은 효율적인 구현이 어렵고, 해석, 분석, 재현에 많은 어려움이 따릅…
Quality-controlled active learning via Gaussian processes for robust structure–property learning in autonomous microscopy
자율 실험 시스템은 재료 연구에서 과학적 발견을 가속화하지만, 저품질의 노이즈 데이터로 인해 성능이 저하되는 문제가 있습니다. 특히 이미지-스펙트럼(Im2Spec) 및 스펙트럼-이미지(Spec2Im) 변환과 같은 데이터 집약적인 구조-물성 학습 작업에서는 표준 능동 학습 전략이 품질이 낮은 측정을 우선시하여 문제를 악화시킬 수 있습니다. 본 연구는 호기심 기반 샘플링과 물리 정보 기반 품질 제어 필터를 결합한 게이티드 능동 학습 프레임워크를 제안합니다. 이 프레임워크는 단순 조화 진동자 모델 피팅을 기반으로 하여 데이터 수집 중 …
Photorefractive tuning seeded by third-harmonic light in a diamond photonic crystal cavity
단결정 다이아몬드 나노공동은 양자 및 비선형 광학 기술에 막대한 잠재력을 지니고 있으며, 공진 주파수를 정밀하게 제어하는 능력은 다양한 응용 분야에 필수적입니다. 특히 현장(in situ) 튜닝은 매우 중요합니다. 본 연구는 다이아몬드 나노공동의 결정론적 공진 튜닝을 시연합니다. 연구팀은 소자 내에서 3차 고조파(third-harmonic) 빛의 발생과 동시에 광굴절 효과를 관찰했습니다. 이 효과는 공동 공진 주파수를 20.2(2) GHz만큼 청색 편이시켰으며, 이는 공동 선폭을 초과하는 값입니다. 이러한 변화는 굴절률의 $-1.…
Formation of a silica scaffold with a hyperbolic surface structure as a time-frozen glimpse by ultraviolet curing
삼중 주기 쌍곡면(TPHS)은 자연 및 인공 자기조립 시스템에서 광범위하게 연구되어 왔으며, 그 복잡성과 기하학적 아름다움으로 인해 큰 주목을 받았습니다. 그러나 구조적 중간체의 짧은 수명과 양친매성 시스템의 부드러운 특성 때문에 상향식(bottom-up) 형성 과정 이해에는 어려움이 따랐습니다. 본 연구에서는 최종 구조에 영향을 주지 않으면서 반응 중간체를 신속하게 고형화하는 UV 경화 기술을 도입했습니다. 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS)와 미크토암 블록 공중합체(poly(ethylene oxide)-s-(polystyre…
Entanglement by design: symmetry-guided periodic helical assemblies
본 논문은 높은 대칭성을 지닌 우아한 삼중 주기 얽힘 망상 및 필라멘트의 사례들을 제시한다. 이 구조들은 친숙한 결정 망상을 기반으로 하며, 망상의 모서리를 n겹 나선형 감기의 기하학적 지지대로 활용하여 구축된다. 연구는 완전한 분류를 제공하기보다는, 반복적으로 나타나는 기하학적 모티프들을 강조한다. 이를 통해 결정질, 분자 및 생물학적 시스템에서 주기적인 얽힘이 어떻게 조직되는지에 대한 통찰을 제공한다. 제시된 예시들은 재료 시스템 내에서 복잡한 얽힘 구조를 설계하고 이해하는 데 중요한 기반을 마련한다. 이는 기하학적 원리가 …
Hyperbolic confinement: self-assembly of asymmetric diblock co-polymers on triply periodic minimal surfaces
본 연구는 원시(primitive), 다이아몬드(diamond), 자이로이드(gyroid) 등 세 가지 입방형 주기적 최소 곡면 위에 형성된 얇은 쌍곡 필름 내에서 조성 비대칭 AB 이중 블록 공중합체의 자기조립을 탐구합니다. 곡면 위 조립체를 분석하고 정량화하기 위해, 평면 3차원 공간의 곡면 장식을 쌍곡 평면의 푸앵카레 원판 모델을 사용하여 곡면 2차원 공간에서 시각화하는 계산 파이프라인을 활용했습니다. 이를 통해 필름의 내재적 기하학과 가우스 곡률이 결과적인 조립체에 미치는 영향을 규명했습니다. 필름의 평균 가우스 곡률 특정…
An orbifold framework for classifying layer groups with an application to knitted fabrics
섬유 및 건축 자재와 같은 얽힌 구조물은 종종 이중 주기성을 가지며, 유한한 횡단 두께로 인해 결정학적 레이어 군(layer group)에 의해 대칭성이 기술됩니다. 평면 벽지 군(wallpaper group)의 경우 오비폴드 표기법이 간결한 위상학적 설명과 분류를 제공했지만, 공간 레이어 군에 대한 유사한 프레임워크는 부재했습니다. 본 연구에서는 3차원 오비폴드 이론을 개발하고, 모든 레이어 군에 대한 완전한 콘웨이(Conway) 유형 기호 집합을 도입합니다. 이는 평면 설정을 넘어 이중 주기 구조의 위상학적 분류를 위한 토대를…
Inducing Room Temperature Ferromagnetism in Phyllosilicates via Iron Implantation
스핀트로닉스 및 자기장 감지 분야에서 2차원 강자성 변조는 큰 주목을 받고 있습니다. 그러나 본질적으로 자기성을 띠는 2차원 물질의 제한된 가용성으로 인해 화학적 도핑, 근접 효과, 결함 공학, 변형 등 외부 접근법을 통한 자기 질서 유도 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 현재 주요 과제는 주변 환경에서의 안정성 부족과 조절 가능한 제조 방법을 통해 견고한 상온 자기 질서를 달성하는 것입니다. 본 연구에서는 광폭 빔 조사를 통해 층상 규산염에 철(Fe) 이온을 통합하여 상온 강자성을 유도하는 확장 가능한 접근법을 제안합니다. 활석…
Combustion-assisted synthesis of molybdenum trioxide (α-MoO3) and their photocatalytic activity
본 연구는 과산화물 보조 열분해법을 활용하여 정방정계 α-MoO3 미세판을 합성하고, 이를 광분해 응용에 적용했습니다. X선 회절(XRD) 및 X선 광전자 분광법(XPS) 분석을 통해 순수한 정방정계 MoO3 결정 구조가 형성되었음을 확인했으며, Mo+6 산화 상태가 지배적이고 소량의 Mo+5가 존재하여 산소 결함의 가능성을 시사했습니다. 주사전자현미경(SEM) 및 에너지 분산 X선(EDX) 분석 결과, Mo와 O로 구성된 판상 형태가 관찰되었습니다. BET 분석을 통해 8.54 m2/g의 비표면적과 중간기공 특성을 확인했으며, …
Evanescent Absorption Spectroscopy of Transition Metal Dichalcogenide Materials Using Guided Photoluminescence in Si3N4 Photonic Waveguides
2차원 전이금속 디칼코게나이드(TMD)와 포토닉 도파로의 온칩 통합은 소형 광전자 및 센서 장치 개발의 핵심이며, 그 성능은 통합 환경에서 2D 물질의 광 흡수 특성에 의해 결정됩니다. 기존 방식은 외부 광원을 필요로 했으나, 본 연구는 Si3N4 도파로 자체의 광대역 결함 관련 광발광을 내부 프로브로 활용하는 소스-프리 온칩 소멸 흡수 분광법을 제시합니다. 이 방법은 Si3N4 코어 내부에서 생성된 빛이 TMD 플레이크 아래를 전파하며 2D 물질과의 소멸 상호작용을 통해 스펙트럼적으로 감쇠되는 원리를 이용합니다. TMD가 없는 …
Dispersion Polymerization in an Elastomeric Solvent
중합 유도 상 분리(PIPS)는 화학적 변환과 열역학적 비혼합을 결합하여 구조화된 고분자 재료를 생성하는 강력한 방법입니다. 액상 시스템에서의 PIPS는 미립자 생산의 핵심 기술인 분산 중합의 기반을 형성하지만, 용매 호환성 및 제한된 형태 범위라는 제약이 있었습니다. 본 연구에서는 변형 가능한 탄성 네트워크 내에서 제어된 중합을 수행함으로써 탄성 매개 PIPS를 확립했습니다. 이 접근법은 '탄성 용매 내 분산 중합(DiPolES)'으로 명명되었으며, 탄성 네트워크가 용매이자 물리적 안정제 역할을 하는 고체 상태 분산 중합의 아날…
Regulating d-band center and d-p orbital alignment to enhance K 2 NiF 4 -type cathode performance for protonic ceramic fuel cells
양성자 세라믹 연료전지(PCFC)의 산소 환원 반응(ORR) 속도 개선을 위해 전이 금속 d-밴드 중심 및 금속-산소 오비탈 정렬 조절이 유망한 접근법으로 제시됩니다. 본 연구에서는 K₂NiF₄형 La₀.₅Sr₁.₅MnO₄₊δ(LSMO) 및 La₀.₅Sr₁.₅FeO₄₊δ(LSFO) 음극을 비교 분석하여 전자 구조 조절이 산소 결함 화학, 산소/양성자 수송, 그리고 양성자 관련 ORR 활성에 미치는 영향을 규명했습니다. 밀도범함수 이론(DFT) 계산 결과, LSFO는 LSMO와 유사한 일함수를 가지지만, Fe 3d-O 2p 오비탈의…
QuantumCanvas: a multimodal benchmark for learning two-body quantum interactions
대부분의 분자 및 재료 기계 학습 모델은 원자 간 양자 상호작용보다는 분자나 결정 전체의 상관관계를 학습합니다. 그러나 결합, 전하 재분배, 궤도 혼성화 및 전자 결합은 모두 이러한 2체 상호작용에서 비롯됩니다. 본 연구는 2체 양자 시스템을 최소 단위의 원자 간 상호작용으로 취급하는 다중 모드 벤치마크인 QuantumCanvas를 소개합니다. QuantumCanvas는 2,850개의 원소-원소 쌍을 최적화된 단일 기하학적 구조로 다루며, 전자, 열역학, 쌍극자 및 전하 유도 특성을 포함한 17가지 벤치마크 목표량을 평가합니다. …
Direct Growth of BODIPY‐Based Conjugated Porous Polymer Shell on Upconversion Nanoparticles for NIR‐Driven Photocatalysis
업컨버전 나노입자(UCNP)는 다양한 응용 분야를 가지지만, 공액 다공성 고분자(CPP)로 캡슐화된 단분산 코어@쉘 나노하이브리드 합성은 여전히 어렵습니다. 본 연구에서는 UCNP의 중합성 단위 전처리, 단량체 공급 제어, 원심분리 기반 후처리 과정을 결합한 간단하고 일반적인 전략을 제시합니다. 이 방법은 조절 가능한 두께와 낮은 다분산성을 가진 CPP 쉘의 공유 결합 성장을 가능하게 합니다. 이를 통해 BODIPY 기반 CPP 쉘을 코어(NaYF4: Yb3+, Er3+) 및 코어-쉘(NaYF4: Yb3+, Er3+@NaYF4) …
Trion Hall effect in electron–hole double layers
쿨롱 결합된 전자-정공 이중층은 자기장 없이도 평형 엑시톤(전자-정공 쌍) 연구를 가능하게 했습니다. 엑시톤 유체에 추가 전자나 정공을 도핑하면 트라이온(두 전자와 한 정공 또는 그 반대의 결합 상태)의 평형 유체가 형성됩니다. 따라서 자기장 하에서 트라이온 홀 효과가 예상되지만, 아직 입증된 바는 없습니다. 본 연구에서는 연속적으로 밀도 조절이 가능한 쿨롱 결합 전자 및 정공층을 지지하는 MoSe2/WSe2 이종구조에서 트라이온 홀 효과를 관찰했습니다. 이 효과는 수직 자기장에 노출된 트라이온에 작용하는 로렌츠 힘에서 비롯됩니다…
Atomistic framework for glassy polymer viscoelasticity across twenty frequency decades
유리 고분자는 공학 응용 분야에서 핵심적인 재료이나, 넓은 주파수 및 온도 범위에서의 점탄성 거동 특성화는 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구는 원자 단위의 비아핀(non-affine) 운동에 대한 일반화된 랑주뱅 방정식에 시간 의존적 메모리 커널을 통합하여 비아핀 변형 이론을 확장하고, 주파수 의존적 기계적 응답을 도출했습니다. 개발된 방법론을 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)에 적용한 결과, 수백 테라헤르츠에서 밀리헤르츠에 이르는 20여 개 이상의 주파수 범위에서 전단 탄성률과 이완 스펙트럼을 성공적으로 포착했습니다. 이는 일반…
Approximate additivity in the solvent-mediated potential of mean force for ultrasoft particle systems
최근 초연질 입자계의 분자 화학 전위에 근사적 가산성 원리가 성공적으로 적용된 바 있다. 본 연구는 이 가산성 원리를 두 가지 가설 중 하나로 명확히 하고, 이를 무한 희석 한계 내 이합체에 적용했다. 이 한계에서, 우리는 Ornstein-Zernike 방정식의 하이퍼네티드-체인 근사를 통해 추출된 용질 간 용매 매개 평균 힘 전위(PMF)가 용질별 일반화된 배제 부피 함수의 컨볼루션으로 표현될 수 있음을 보였다. 점 입자로 구성된 구조 없는 용매와 경질 핵 용질의 한계에서는, 이는 배제 부피 구의 중첩으로 정확한 Asakura…
Convergence Analysis of Controlled Particle Systems Arising in Deep Learning: From Finite to Infinite Sample Size
본 연구는 딥러닝에서 활용되는 신경 확률 미분 방정식(neural SDE)의 샘플 크기가 무한대로 증가할 때, 관련 최적 제어 문제의 극한 거동을 분석합니다. N개 샘플을 갖는 신경 SDE는 중앙 집중식 제어를 포함하는 N-입자 시스템과 연관될 수 있습니다. 저자들은 N-입자 시스템에 해당하는 해밀턴-야코비-벨만(Hamilton–Jacobi–Bellman) 방정식을 분석하고, N에 대해 균일한 규칙성 결과를 확립했습니다. 이러한 균일한 규칙성 추정치는 확률적 최대 원리(stochastic maximum principle)와 역방향…
Reconfigurable structural color generation in multicolor pixels using phase-change materials
본 연구는 상변화 물질 기반의 다층 구조를 활용하여 재구성 가능한 구조색을 구현하는 기술을 소개한다. 단일 픽셀 내에서 여러 개의 뚜렷한 색상을 생성할 수 있는 구조를 설계했으며, 특히 두 가지 또는 네 가지의 최대 분리도를 갖는 구조색을 생성하는 데 초점을 맞췄다. 색상 분리도를 극대화하는 최적의 재료 조합과 층 두께를 찾기 위해 임피던스 방법과 결합된 밈 최적화 알고리즘을 사용했다. 이 설계 접근 방식이 생성된 색상 간에 강력한 색상 대비를 달성함을 입증했다. 관찰된 강력한 색상 대비의 물리적 메커니즘을 설명하기 위해 최적화…
Surface Reconstruction-Driven Insulating Behavior in Metallic Charge-Density-Wave 1T-TaSe2
벌크 1T-TaSe2는 금속성을 띠지만, 그 표면은 일관되게 절연 밴드갭을 보여왔습니다. 이는 오랫동안 강화된 전자 상관관계에 의한 표면 모트 절연체로 설명되어 왔습니다. 본 연구는 이러한 표면 절연 특성의 근본 원인을 규명하고자 했습니다. 밀도범함수 이론 계산을 통해, 본 연구는 1T-TaSe2 표면의 절연 특성이 전하밀도파(CDW) 스태킹 재구성에서 비롯됨을 밝혀냈습니다. 벌크는 금속 전도를 지지하는 단일층 CDW 스태킹을 안정화하는 반면, 표면은 이중층 스태킹을 에너지적으로 선호합니다. 이 이중층 스태킹에서 Ta 5dz2 …
Albumin surface and interface engineering of non-albumin nanoparticles in cancer nanomedicine: A critical review
암 나노의학에서 비알부민 나노입자의 생체 내 특성을 조절하기 위해 알부민 계면 공학이 활용되지만, 다성분 설계로 인해 알부민의 독립적인 기여가 모호해지는 경우가 많습니다. 본 비판적 고찰은 생체 노출 전 알부민 또는 알부민 유래 구조체가 비알부민 나노입자 또는 약물 나노결정의 외부 계면에 의도적으로 배치된 연구들을 평가했습니다. 연구 아키텍처는 흡착층, 공유결합 또는 가교 코팅, 알부민 안정화 나노결정 계면, 하이브리드 또는 변형된 구조를 포함했습니다. 35개 주요 연구에서 알부민은 주로 안정화, 화물 결합, 방출 조절, 리간드 …
Physics-Informed Machine Learning Correction of Variational Quantum Eigensolver Energies for Molecular Ground States
변분 양자 고유값 분석기(VQE)는 근미래 양자 하드웨어에서 분자 바닥 상태 에너지를 계산하는 확장성 있는 방법을 제공하지만, 시스템 규모가 커질수록 정확도가 급격히 저하됩니다. 이는 하드웨어 효율적인 안자츠(ansatz)가 전체 상관관계 부분 공간을 포괄하지 못하기 때문입니다. 본 연구에서는 VQE와 Hartree-Fock(HF) 에너지 간의 차이에 기반하여 훈련된 물리 정보 릿지 회귀 보정 모델을 제안합니다. 이 모델은 추가 양자 자원 없이 후처리 단계로 적용됩니다. VQE-HF 에너지 차이(ΔE), 그 제곱(ΔE²), 활성 …
Numerical Modeling of Microstructure Evolution in Nanocrystalline Alloys—Grain Boundary Segregation, Solute Drag, and Mechanics
나노결정(NC) 합금은 기존 미세결정 합금보다 우수한 기계적 특성으로 인해 구조용 합금으로서 큰 잠재력을 지닌다. 그러나 최적의 강도를 위한 평균 결정립 크기를 안정화하는 것이 주요 합성 과제다. NC 합금 미세구조의 상당 부분을 차지하는 결정립계(GB)는 시스템의 내부 표면 에너지를 증가시켜 결정립 조대화를 유발한다. 하지만 NC 합금에서는 GB-용질 편석 및 용질 석출 현상이 활발히 일어나 결정립 성장을 억제하고 작은 결정립을 안정화한다. 본 연구는 이러한 GB-용질 상호작용과 기계적 하중 하에서 안정화된 GB의 진화를 수치적…
Rheological Behavior and Processing of High-Performance Engineering Polymers
첨단 엔지니어링 분야에서 고성능 폴리머에 대한 수요가 증가하고 있지만, 복잡한 유변학적 거동과 통합된 실험-시뮬레이션 프레임워크의 부재로 인해 가공 거동 예측이 어렵습니다. 본 연구는 항공기 베어링용 PEEK(Polyether Ether Ketone)의 가공 능력을 평가하기 위해 포괄적인 유변학적 특성 분석, 다중 모델 피팅, 사출 성형 시뮬레이션 및 다중 물리 유한 요소 해석(FEA)을 결합한 새로운 통합 실험-계산 방법론을 제시합니다. 기존의 개별적인 접근 방식과 달리, 본 프레임워크는 재료-공정-성능 간의 연계 관계를 확립합…
Chiral Alanine Functionalized Perylene Diimides: Supramolecular Self-Assembly and Optical Properties
본 연구는 페릴렌 다이이미드(PDI) 골격에 알라닌 단위를 도입하여 수용성 알라닌 기능화 PDI 유도체(PDI-Ala)를 합성하고, 이들의 광발광 특성 및 초분자 응집 거동을 다양한 극성의 용매에서 조사했습니다. 특히 카이랄 L-PDI-Ala는 용매에 따라 뚜렷한 발광 색상과 강도 변화를 보였으나, 비카이랄 PDI-Ala는 동일 조건에서 미미한 발광을 나타냈습니다. 아세톤, 에틸 아세테이트와 같은 비극성 용매에서는 청색 편이된 발광과 함께 비교적 효율적인 발광이 관찰되었습니다. 반면, N,N-다이메틸폼아마이드, 다이메틸 설폭사이드…
Accelerated stable structure prediction of Li-intercalated bilayer graphene using a data-efficient deep learning framework
리튬 이온 배터리의 저장 용량과 충방전 속도를 개선하기 위해 벌크 흑연을 다층 그래핀으로 대체하는 연구가 활발합니다. 이중층 그래핀(BLG)은 가장 간단한 층상 그래핀 시스템으로, 이러한 성능 향상의 구조적 원인을 규명하는 데 이상적인 모델입니다. 그러나 안정적인 Li 삽입 구조를 예측하려면 밀도범함수이론(DFT)을 사용하여 방대한 구성 공간을 탐색해야 하므로, 대규모 초격자에서는 계산 비용이 엄청나게 증가하는 문제가 있습니다. 본 연구에서는 Li 삽입 이중층 그래핀의 안정 구조 예측을 가속화하기 위한 데이터 효율적인 딥러닝 프레…
Transformation of Ibuprofen- and Diclofenac-Loaded Organobentonites to Doped Carbons for Peroxide Production and Energy Storage
본 연구는 이부프로펜 및 디클로페낙이 담지된 유기벤토나이트를 열처리하여 탄소 장식 벤토나이트로 변환하고, 이를 슈퍼커패시터 및 과산화물 생산 소재로 평가했습니다. 열중량 분석 결과, 불활성 분위기에서 약 40%의 질량 손실이 관찰되었으며, 디클로페낙 담지 시료에서 표면 그룹의 불안정성으로 인해 약간 더 큰 손실이 나타났습니다. 푸리에 변환 적외선 및 라만 분광법 분석 결과, 최종 물질들은 유사한 표면 그룹과 결함 밀도를 보였으며, 이는 유사한 전기화학적 반응으로 이어졌습니다. 전체 질량(벤토나이트 및 탄소)을 고려했을 때 약 20…
Kinetic Monte Carlo–Ising Machine Optimization for Atomistic Inverse Design of Solid Electrolytes
이 연구는 고체 전해질의 이온 전도도를 극대화하기 위한 원자 단위 설계의 근본적인 문제에 도전합니다. 대규모 조합 최적화 문제를 해결하기 위해 키네틱 몬테카를로(KMC) 시뮬레이션과 이징 머신 기반의 블랙박스 최적화 알고리즘인 이차 최적화 어닐링을 이용한 인자분해 머신(FMQA)을 결합한 프레임워크를 제안합니다. 제안된 KMC-FMQA 프레임워크는 KMC를 통해 특정 도펀트 배열에 대한 이온 전도도를 평가하고, FMQA는 소규모 구성-전도도 데이터셋으로부터 대리 모델을 반복적으로 학습하여 전도도를 최대화할 것으로 예상되는 배열을 …
Ultrahigh-sensitivity adaptive solar-blind organic neuromorphic sensors for robust corona discharge monitoring
고전압 송전 시스템의 안전한 운영을 위해 저비용 고효율 코로나 방전 감지 기술은 필수적입니다. 그러나 기존의 태양광 불감 자외선(SBUV) 광검출기는 낮은 민감도, 불안정한 성능, 그리고 약한 간섭 방지 능력이라는 한계를 가지고 있습니다. 본 연구에서는 저비용 용액 전단 방식을 통해 고감도 적응형 유기 뉴로모픽 SBUV 센서를 개발했습니다. 이 센서는 60 nW cm⁻²의 초미약 신호까지 감지하며, 광민감도(1.1×10⁷), 광응답도(4.6×10⁷ A W⁻¹), 비검출능(2.9×10¹⁸ Jones), 외부 양자 효율(2.2×10⁸ …
Predicting grain growth in polycrystalline materials using deep learning time series models
결정립 성장은 재료의 기계적 거동에 큰 영향을 미치므로, 미세구조 공학에서 결정립 성장을 예측하는 것은 핵심 목표입니다. 본 연구에서는 결정립 성장 중 결정립 크기 분포를 예측하기 위해 순환 신경망(RNN), 장단기 기억(LSTM), 시간 컨볼루션 네트워크(TCN), 트랜스포머를 포함한 여러 딥러닝 접근법을 평가했습니다. 계산 비용이 높은 전장 시뮬레이션 대신, 검증된 고정밀 시뮬레이션에서 추출한 정규화된 평균장 통계 기술자를 활용했습니다. 112개의 결정립 성장 시퀀스 데이터셋을 다변량 시계열로 처리하여, 짧은 시간 이력으로부터…
Reasoning-Driven Design of Single-Atom Catalysts via a Multiagent Large Language Model Framework
대규모 언어 모델(LLM)은 자연어 처리 외에도 복잡한 과학 문제 해결에 활용되며, 기존 기계 학습 방식과 달리 추론 및 맥락 학습 능력을 통해 재료 발견 분야에 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 본 연구는 산소 환원 반응을 위한 고성능 단일 원자 촉매를 발견하기 위해 다중 에이전트 기반 추론 및 최적화를 통한 전기 촉매 탐색(MAESTRO) 프레임워크를 제안합니다. MAESTRO는 전문화된 역할을 가진 여러 LLM이 협력하여 자율적인 설계 루프 내에서 작동합니다. 각 에이전트는 반복적으로 추론하고, 촉매 수정안을 제안하며, …
Feature Selection in Multivariate Linear Regression Models for Data-Efficient Reaction Optimization
본 연구는 데이터 효율적인 반응 최적화를 위해 다변량 선형 회귀 모델을 지원하는 NaviCat ReaFS 프레임워크를 제안한다. ReaFS는 데이터가 적고 이질적이며 과적합 위험이 높은 소규모 데이터셋에서 반응 최적화 모델의 성능을 평가하고 개선하는 데 중점을 둔다. 이는 추가 실험 비용이 높은 촉매 반응 연구 분야에서 특히 중요하다. ReaFS는 특징 선택 방법론에 대한 체계적인 벤치마킹과 데이터, 특징 부분집합, 예측을 아우르는 진단 기능을 결합한다. 또한, 외삽 성능의 상호 보완적인 측면인 후보 복구율, 예측 정확도, 순위 …
From global optimization to transition state search: an automated workflow for surface reaction barriers
이종 촉매 반응 네트워크 탐색에서 반응 장벽 계산은 주요 병목 현상으로 작용합니다. 각 전이 상태 탐색은 초기 및 최종 상태 조합의 고차원 구성 공간을 탐색하여 최저 활성화 장벽을 갖는 최소 에너지 경로를 식별해야 합니다. 이는 일반적으로 인간의 화학적 직관에 의존하며, nudged elastic band (NEB) 계산 등에 사용자 입력으로 활용되는데, 그 자동화는 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구에서는 인간의 개입 없이 전이 상태 탐색을 수행하는 완전 자동화 워크플로우인 NEBscape를 소개합니다. 전역 최적화를 통해 초기…
Complexity of disconnection dynamics during grain boundary migration
기존 이론과 달리, 결정립계 이동은 매끄러운 글라이딩 대신 복잡한 불연속성 네트워크의 활발한 반응을 통해 진행됩니다. 본 연구는 알루미늄의 Σ 5(210)[001] 대칭 경사 결정립계 이동을 지배하는 시간 변화 불연속성 네트워크를 ILDA(Interfacial Line Defect Analysis) 방법으로 완전히 규명했습니다. 연구 결과, 계면 이동은 작은 루프들이 반복적으로 핵 생성, 요동, 소멸하는 '깜빡임(flickering)' 메커니즘을 통해 발생하며, 이는 순수한 스텝 증착을 통한 경계 이동으로 이어집니다. 이러한 깜빡…
Hierarchical chirality transfer and thermally induced supramolecular chirality inversion in cholesteryl schiff-base liquid crystal dimers
본 연구는 유연한 알킬렌 스페이서로 콜레스테롤 단위와 쉬프 염기 메조젠 코어를 연결한 새로운 비대칭 콜레스테롤 기반 쉬프 염기 액정 이합체를 설계하여 스페이서 구조와 말단 카이랄성이 메조상 진화 및 초분자 조직에 미치는 복합적인 영향을 탐구했습니다. 시트로넬록시(CSBC) 및 옥탄-2-일록시(CSBO) 두 가지 카이랄 말단 계열에 걸쳐 16개의 이합체를 합성했으며, 각 계열은 체계적으로 스페이서 길이가 다른 R- 및 S-거울상 이성질체 쌍을 포함합니다. 합성된 화합물은 분광학 및 미세 분석 기술로 특성화되었으며, 편광 현미경(PO…
Weak Cross-Assemblage Concordance of Survey-Round Community Dissimilarity in Korean Lotic Waters: A Matched National Biomonitoring Analysis
국가 생물 모니터링 프로그램은 여러 생물군집을 조사하지만, 반복 조사에서 한 생물 요소가 군집 구성 변화의 규모나 순위를 대체할 수 있는지에 대한 문제는 엄격한 현장-연도-조사 시기 매칭 조건에서 미해결 상태였습니다. 본 연구는 2011년부터 2023년까지 한국 국가 수생태계 모니터링 프로그램 기록 중 3,016개 하천 지점에서 규조류, 저서성 대형무척추동물, 어류가 두 차례 모두 기록된 13,386개 현장-연도 데이터를 분석했습니다. 각 군집별로 1차와 2차 조사 간 상대 풍부도 벡터의 헬링거 비유사도를 계산하고, 스피어만 순위…
Dissymmetrical planar gratings enabled actively chiral perfect absorber
카이랄 완전 흡수체(CPA)는 한 종류의 원형 편광 빛을 완전히 흡수하고 다른 종류는 반사하는 특성을 지녀, 카이랄 패브리-페로 공동, 카이랄 발광, 카이랄 바이오센서 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 본 연구에서는 비대칭 평면 카이랄 격자(DPCG), 유전체 갭 층, 금속 필름으로 구성된 고성능 카이랄 완전 흡수체를 제안합니다. DPCG의 이방성 카이랄성에 의해 유도되는 원형 편광 변환은 공동 내에서 다중 반사된 빔들 간의 상쇄 간섭을 유발하여 원형 편광 빛의 선택적 완전 흡수를 가능하게 합니다. 이러한 선택성은 DPCG의…
Orchestrating Anion–π + Interactions to Accelerate Metal‐Free Room‐Temperature Phosphorescence
금속-무함유 인광에서 효율과 복사율 간의 상충 관계를 극복하는 것은 분자 광물리학의 주요 과제이자 차세대 광전자 기술의 핵심입니다. 본 연구는 피리디늄 기반 접촉 이온쌍(CIP)에서 음이온-π+ 상호작용 강도를 조절함으로써 540~605 nm 범위의 매우 빠른 상온 인광(RTP)을 구현했습니다. 복사율은 5.2×10^5 s^-1에 달하여, 이 결정질 물질은 가장 빠른 유기 인광체 중 하나로 자리매김합니다. 단일 및 이카르복시에스터 기능화된 피리디늄 요오드화물을 통해 전자 결핍, 입체적 구속, CIP 조직을 체계적으로 조절하여 3.…
Moiré‐Induced Symmetry Breaking of Charge Order in van der Waals Heterostructures
서로 다른 격자 대칭성을 갖는 적층 재료는 자연계에서 드물게 발견됩니다. 본 연구는 암염형 단일 칼코겐화물과 전이 금속 이칼코겐화물의 사각 및 육각 격자를 결합한 부적합 적층 칼코겐화물(misfit layered chalcogenides)을 활용하여, 비공통성과 명시적 대칭성 붕괴가 집단 전자상에 미치는 영향을 탐구합니다. 저온 주사 터널링 현미경/분광법(STM/STS)을 사용하여 (MS)1+δTaS2 (M = Pb, Sn) 부적합 화합물을 분석하고, 부적합 계면이 내장된 1H-TaS2 단층의 전자 기저 상태를 어떻게 재구성하는지…
Pickering emulsions: emulsion polymerization and systems stabilized with carbon allotropes or carbon-rich materials
피커링 에멀젼(PE)은 제조 용이성, 뛰어난 안정성, 다양한 응용성 덕분에 학계와 산업계에서 활용이 크게 증가하고 있습니다. 본 리뷰는 특히 기능화된 그래핀 및 그래핀 옥사이드(GO)와 같은 탄소 풍부 입자로 안정화된 PE에 초점을 맞춥니다. 일반적인 PE 생산 및 응용과 더불어, 에멀젼 중합을 통해 최종 응용에 핵심적인 역할을 하는 고분자를 생성하는 에멀젼 안정화 과정을 다룹니다. 이 연구는 탄소 풍부 안정제에 대한 집중과 에멀젼 중합 응용을 포함한다는 점에서 기존 연구들과 차별화됩니다. 이러한 재료로 안정적인 PE를 얻기 위한…
Study of sensor behavior of functionalised cellulose
재료의 전기화학적 감지는 생의학 분석 분야에서 지속적인 도전 과제이며, 효율적이고 지속 가능한 접근 방식이 매우 중요합니다. 본 연구에서는 마이크로파 보조 아세틸화를 통해 셀룰로오스 아세테이트를 합성하고, 이를 요산 검출을 위한 전기화학 센서로 평가했습니다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트-폴리피롤(CAPP) 복합체도 함께 분석했습니다. 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)과 주사 전자 현미경(SEM) 분석을 통해 효율적인 기능화와 신뢰할 수 있는 복합체 형성을 확인했습니다. 센서의 감지 거동은 순환 전압 전류법을 사용하여 조사되었습…
Multistate manipulation of charge-spin conversion in two-dimensional ferroelectric bilayers
고밀도 스핀트로닉스 메모리 구현을 위해 에델슈타인 효과(EE) 및 스핀 홀 효과(SHE)를 포함한 전하-스핀 변환의 비휘발성 및 다중 상태 조작 기술이 필수적입니다. 본 연구는 층간 평행 및 층간 반평행 분극 구성이 공존하는 2차원 강유전체 이중층에서 EE와 SHE를 동시에 제어하는 메커니즘을 제안합니다. 대칭성 분석 결과, 층간 평행 상태에서는 총 분극 반전이 EE의 부호를 전환시키고, 층간 반평행 구성으로 전환 시 EE가 0으로 억제되어 3가지 상태 간 전기적으로 전환 가능한 전류 유도 스핀 축적을 가능하게 합니다. 이는 3진…
Ergothioneine-Derived Carbon Dot Nanozymes Alleviate the Oxidative Stress Microenvironment to Delay Intervertebral Disc Degeneration
수핵 세포(NPC) 노화는 주로 활성산소종(ROS)의 과도한 축적과 관련 있으며, 이는 추간판 퇴행(IVDD)의 주요 원인입니다. 본 연구는 이러한 산화 스트레스 환경을 완화하고 IVDD 진행을 지연시킬 수 있는 새로운 치료 전략을 모색했습니다. 연구팀은 에르고티오네인 유래 탄소점(EGT-Fe-CDs)을 항산화 나노자임으로 개발했습니다. EGT-Fe-CDs는 우수한 생체 적합성을 보였으며, 슈퍼옥사이드 디스뮤타제 및 카탈라아제 유사 활성을 통해 높은 총 항산화 능력을 나타냈습니다. H2O2로 처리된 NPC에서 EGT-Fe-CDs…
Cell-inspired dual-tandem catalytic nanoreactors drive targeted hearing protection
감각신경성 난청은 달팽이관 항상성 교란으로 발생하며, 산화환원, 이온, 대사 인자 불균형이 유모세포 변성 및 시냅스 손상을 초래한다. 기존 치료법은 활성산소종 효소적 제거 능력이 부족하고 혈액-미로 장벽을 통과하지 못하는 한계가 있다. 본 연구는 세포 모방 이중 촉매 나노반응기(HSC@Se)를 개발했다. 이는 GPx 모방 이셀레나이드와 superoxide dismutase, catalase를 통합하여 해독 과정을 재구성한다. 알부민 지지체는 나노구조를 안정화하고, 호중구 부착 수송 및 메갈린 매개 흡수를 통해 혈액-미로 장벽을 능…
Convenient implementation of rung-3.5 density functionals in standard Gaussian-basis codes
밀도 범함수 근사(DFA)의 정확도를 높이는 방법은 기존 재료의 새로운 매개변수화뿐만 아니라, 정적 상관관계와 전자 비편재화의 균형을 개선하고 정적 상관관계를 명시적으로 처리하는 rung-3.5 에너지 밀도와 같은 새로운 물리적 개념을 도입하는 것입니다. 본 연구는 새로운 밀도 범함수 개발을 위한 재료로서 rung-3.5 에너지 밀도의 편리한 구현 방법을 제시합니다. 이 구현을 통해, 중첩-투영된(overlap-projected) rung-3.5 범함수는 가우시안 기저 함수를 사용하는 모든 코드에서 적용될 수 있습니다. 이는 가우…
Single-step fabrication of a large-scale broadband sunlight absorber based on multiple directional grating structures
광대역 흡수체는 빛을 열로 효율적으로 변환하는 능력으로 인해 전 세계적으로 큰 관심을 받고 있습니다. 그러나 대부분의 흡수체는 가시광선 스펙트럼에서만 강한 흡수율을 보이며, 근적외선 영역에서는 성능이 급격히 저하되는 한계가 있습니다. 본 연구는 뽕잎의 미세 평행 격자 구조에 금(Au) 박막을 스퍼터링하여 대면적 광대역 흡수체를 개발했습니다. 뽕잎의 격자 구조는 서로 다른 축을 가진 여러 격자 도메인으로 구성되어 기존에 보고된 격자 구조와 차별화됩니다. 10~20nm 두께의 금 코팅된 뽕잎은 300~700nm 파장 범위에서 입사광의…
Amino-Functionalized DWCNTs Tailor Curing Kinetics and Multifunctional Performance of Epoxy Nanocomposites
본 연구는 아미노 기능화된 이중벽 탄소나노튜브(DWCNTNH2)가 에폭시 수지의 경화 거동 및 다기능적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 조사했습니다. 등온 FTIR 분석과 Kamal의 자가촉매 모델 및 모델-자유 등변환 DSC 분석 결과, 아미노 기능화 나노튜브가 초기 에폭시 경화 반응을 가속화하고, 1차 반응 속도 상수를 증가시키며, 활성화 에너지를 감소시켜 나노튜브 표면 아미노기의 촉매 역할을 확인했습니다. 열-기계 분석을 통해 기능화된 나노튜브와 에폭시 전구체 간의 반응으로 인해 국부적으로 가교 밀도가 감소한 계면이 형성됨을…
Dynamic Bending Stress Sensing Using NV Centers in a Single-Crystal Diamond MEMS Cantilever
본 연구는 매립된 흑연 희생층 공정을 이용해 단결정 다이아몬드(SCD) MEMS 캔틸레버를 제작했습니다. 이온 주입으로 형성된 결함층 근처의 질소-공극(NV) 중심 영역을 직접 응력 감지 영역으로 활용하여 외부 나노다이아몬드 없이 동적 응력 감지를 가능하게 했습니다. 캔틸레버 진동으로 유도된 응력과 광학적으로 검출된 자기 공명(ODMR) 스펙트럼의 형광 강도 피크 변화 사이의 관계를 조사했습니다. 정적 자기장을 네 개의 NV 중심 결정축 중 하나에 정렬하여 피크 변화의 응력 의존성을 평가했습니다. 연구 결과, 피크 변화가 수직 …
Machine learning framework for predicting ESDD on high-voltage glass insulators with SHAP-based feature optimization
본 연구는 고전압 옥외 유리 절연체의 오염 심각도를 등가염분퇴적밀도(ESDD)를 이용해 예측하는 머신러닝(ML) 모델을 제안한다. Support Vector Machines(SVM), Neural Networks(NN), Extremely Randomized Trees(ERT), Gaussian Process Regression(GPR) 네 가지 ML 모델을 환경 및 작동 관련 15가지 특징을 포함하는 362개 데이터 포인트에 적용하여 훈련시켰다. 모델 성능 향상을 위해 베이지안 최적화(BO)와 랜덤 탐색을 활용한 하이퍼파라미터 최…
Smart Mesoporous Silica Nanoparticle-Based Drug Delivery Systems: Recent Advances in Biomedical Applications, Wound Healing and Therapeutic Perspectives
메조다공성 실리카 나노입자(MSN)는 높은 표면적, 큰 기공 부피, 우수한 약물 적재 능력, 생체 분해 조절 및 용이한 표면 기능화 등 고유한 물리화학적 특성으로 인해 생체 의학 분야에서 다재다능한 나노 운반체로 주목받고 있습니다. 이러한 특성은 치료 효능 증대, 표적 전달, 생체 이용률 개선 및 전신 독성 감소를 통해 첨단 약물 전달 시스템 개발을 가능하게 합니다. MSN 합성, 물리화학적 특성, 표면 공학 및 기능화 전략의 최근 발전은 생물학적 성능과 치료 잠재력을 크게 향상시켰습니다. 특히, 폴리머, 지질 및 리포솜을 MSN …
Beyond solution corrosion inhibitors tests: Evaluating the smart ion-exchange performance of CaAl LDH pigments within organic coatings
본 연구는 유기 코팅 내 이온 교환 안료의 현장 방출 동역학 및 장벽 특성을 정량적으로 분석하는 새로운 방법론을 제시한다. 수열 합성된 Ca-Al 층상 이중 수산화물(LDH) 나노 컨테이너에 세바케이트(SB) 억제제를 삽입하여 50wt%의 억제제 적재량을 갖는 육각형 혈소판을 제조했다. 이는 700°C까지 탁월한 열 안정성을 보였으며, 수용액에서 염화물 포획은 Langmuir 화학 흡착 등온선을 따르며 확산 제한적 교환 동역학을 나타냈다. 맞춤형 확산 셀을 사용하여 독립형 아크릴 필름에 통합했을 때, 하이브리드 LDH/Seb2- …
Gradient microcellular materials for broadband microwave absorption and multifunctional integration
복잡한 환경에서 작동하는 첨단 민군 응용 분야에서는 다기능성이 통합된 경량 전자기파 흡수 소재가 필수적입니다. 본 연구는 두께 방향으로 경사 미세 셀 구조를 갖는 플레이크형 카르보닐 철 분말(FCIP)/그래핀(GP)/스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SEBS) 복합재를 개발했습니다. 초임계 질소 발포 공정을 통해 발포 매개변수와 셀 크기를 정밀하게 조절하여 이러한 경사 미세 셀 구조를 성공적으로 구현했습니다. 이 독특한 경사 구조는 임피던스 불일치를 효과적으로 완화하는 동시에 유전 손실, 자기 손실, 다중 반사 및 산란을…
EBSD-Derived Misorientation Analysis of Stage-Dependent Grain Refinement in High-Pressure-Torsion-Processed AA1050 Aluminium
고적층결함에너지 금속의 고압 비틀림(HPT) 공정 중 결정립 미세화는 전위 활동 및 결정립계 진화에 의해 좌우됩니다. 그러나 결정립 미세화의 단계별 국부 방위차 진화 과정은 아직 명확히 규명되지 않았습니다. 본 연구는 AA1050 알루미늄을 HPT 처리하여 선택된 변형률에서 결정립 형태, 결정립계 분율 및 EBSD 기반 방위차 매개변수를 분석했습니다. EBSD 분석 결과, HPT 중 결정립 미세화는 강하게 단계 의존적임을 확인했습니다. 평균 결정립 크기는 초기 12.63 μm에서 ε = 0.90에서 3.29 μm, ε = 2.69…
Comparison of vacuum assisted resin infusion and resin transfer moulding on thickness uniformity, surface quality and mechanical properties of flax fibre bio-epoxy composites
식물 섬유와 바이오 기반 수지를 활용한 복합재는 경량화 분야에서 지속 가능한 소재의 가능성을 넓히고 있습니다. 그러나 천연 섬유는 친수성이 높아 제조 과정에서 특별한 취급이 필요하며, 최종 품질과 특성은 적용되는 제조 공정에 크게 좌우됩니다. 본 연구는 단방향 및 직조 아마 섬유와 바이오 기반 에폭시 수지(Sicomin GreenPoxy® 56)로 구성된 복합재를 대상으로 했습니다. 최종 복합재 내 기포 형성을 줄이기 위해 섬유를 진공 및 질소 가스를 사용하여 사전 건조했습니다. 또한, 진공 보조 수지 주입(VARI)과 수지 이송…
Upcycling waste streams into high-performance nanofibers: A global analysis
순환 바이오 경제로의 전환에 따라 농업, 산업 및 합성 폐기물을 고성능 나노섬유로 변환하는 연구가 활발합니다. 본 연구는 다양한 폐기물을 기능성 나노구조로 업사이클링하는 최신 기술을 종합적으로 평가합니다. 정량적 데이터 분석 결과, 폐기물 유래 나노섬유는 여러 산업 분야에서 기존 산업 표준을 충족하거나 능가하는 성능을 보였습니다. 농업 폐기물에서 추출한 섬유는 60~85%의 결정화 지수와 100 MPa 이상의 인장 강도를 나타냈습니다. 합성 폐기물 통합 시 복합재의 굴곡 탄성률은 350% 이상 향상되었습니다. 에너지 및 환경 분야…
Heat‐to‐Electricity Conversion Using Barium Strontium Titanate Multilayer Capacitors
열에너지를 전기로 변환하는 데 초전 재료가 유망하지만, 기존의 고성능 재료는 납을 함유하여 환경 문제가 컸습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 납이 없는 바륨 스트론튬 티탄산염 다층 커패시터(Ba0.65Sr0.35Ti0.998Mn0.002O3 MLCs)를 개발했습니다. 연구팀은 Olsen 열역학 사이클을 통해 170K 온도 범위와 300kV cm-1의 인가 전계 하에서 최대 3.7 J cm-3의 에너지 밀도를 달성했습니다. 전기 변위-전기장(D-E) 루프와 단계별 온도 및 전압 제어 방식을 모두 사용하여 일관된 결과를 얻었…
Thermodynamic Stability of the Icosahedral Quasicrystal i-ScZn: A Reassessment of the Sc–Zn Phase Diagram
준결정(QC)의 열역학적 안정성과 금속간 화합물 상평형도 내 인접상과의 관계는 아직 불완전하게 이해되고 있습니다. 본 연구는 입방정 1/1 근사 결정(AC)상인 ScZn6(Sc14.3Zn85.7)과 정방정 ThMn12 구조를 갖는 ScZn12(Sc7.7Zn92.3) 사이에 존재하는 20면체 준결정 i-ScZn(Sc12Zn88)을 Sc-Zn 계에서 조사했습니다. 적절한 조성 및 온도 조건에서 ScxZn100-x 용융액으로부터 ScZn6, Sc12Zn88, ScZn12의 단결정 샘플을 성장시켰습니다. 가변 온도 분말 X선 회절 및 열…
Thermal, Spectroscopic and Luminescence Properties of Lanthanide/PMMA Hybrid Materials
본 연구는 새로운 란타넘족(Ln(III)) 쉬프 염기(SB) 착물([LnL(hfac)3], Ln = Tb, Eu, Sm, Gd)을 합성하고, 이를 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 결합한 하이브리드 소재의 열적, 분광학적, 발광 특성을 분석했습니다. X선 회절 분석을 통해 착물의 분자 구조를 확인했으며, 적외선(IR) 스펙트럼에서는 순수 PMMA 대비 LnL-PMMA 하이브리드 소재에서 C=O 신축 진동이 이동하여 LnL 물질이 PMMA 골격에 성공적으로 삽입되었음을 확인했습니다. 합성된 Ln(III) SB 착물은 가시광선 영역에…
Biotemplate-assisted medium-entropy spinel ferrite: structure-property correlation of magnetic, electrical, and dielectric behaviour
중간 엔트로피 페라이트는 구성 무질서로 인해 조절 가능한 다기능 특성을 지닌 다재다능한 재료로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 지속 가능한 안정화제로 난백(albumen)을 활용하여 생체 주형 보조 방식으로 중간 엔트로피 스피넬 페라이트([Mg 0.25 Co 0.25 Ni 0.25 Zn 0.25 ]Fe 2 O 4 )를 합성했습니다. 구조 분석 결과 균일한 양이온 분포를 가진 단일 상 입방 스피넬 구조가 확인되었으며, X선 광전자 분광법을 통해 혼합 원자가 상태가 전하 수송 및 자기 상호작용에 기여함을 밝혔습니다. 자기적 특성으…
Novel Cellulose Films Obtained by the Combination of High-Pressure and Cellulase Treatments
본 연구는 유칼립투스 펄프에 고압 처리(400 MPa, 15분)와 셀룰레이스 효소 가수분해를 적용한 후 카복시메틸화를 통해 셀룰로스 필름을 제조하고 그 특성을 평가했습니다. 이 기술 조합은 기존 방식 대비 필름의 특성을 크게 개선하는 새로운 가능성을 제시합니다. 고압 및 효소 처리 병용 시 부분적으로 투명하고 매끄러운 셀룰로스 필름을 얻을 수 있었습니다. 기계적 특성 면에서 인장 강도는 2.7배, 파단 신율은 35.5배 증가했으며, 수분 함량도 1.4배 높아졌습니다. 결정화 지수는 6.6배 증가했고, 접촉각은 필름 양면에서 유사…
Amphiphilic Covalent Organic Framework for Efficient DHT Adsorption and Androgenetic Alopecia Treatment via Spectral Technology
안드로겐성 탈모(AGA)는 흔한 질환으로, 모피지선 단위의 디하이드로테스토스테론(DHT)이 주요 원인입니다. 기존 치료법은 부작용이 있어 더 안전하고 효과적인 대안이 시급합니다. 본 연구에서는 새로운 양친성 공유 유기 골격체(amCOF)를 설계 및 합성했습니다. 이 물질은 친수성 작용기와 소수성 알킬 사슬을 동시에 포함하여 우수한 양친매성, 높은 비표면적, 그리고 잘 정돈된 다공성 구조를 가집니다. amCOF는 양친매성 덕분에 수성 생리 매질에 균일하게 분산되며, 모낭 내 소수성 미세 환경에도 잘 적응합니다. 또한, 정돈된 다공…
Preparation and Characterization of PCL/PEO-PVP ECM-Mimicking Coaxial Electrospun Membranes Loaded with Ciprofloxacin and Curcumin for Sequential Dual-Drug Release
혈관 스텐트 시술은 혈관 질환의 주요 치료법이지만, 수술 후 감염 및 염증은 스텐트 내 재협착 위험을 높입니다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 시프로플록사신(CIP)과 커큐민(CUR)을 동시에 탑재한 코어-쉘 구조의 PCL/PEO-PVP 섬유막을 동축 전기방사법으로 제작했습니다. 직교 실험을 통해 최적의 방사 매개변수를 도출하고, 섬유막의 온전한 코어-쉘 구조와 안정적인 고분자 골격 구조를 확인했습니다. 생체 외 약물 방출 시험 결과, 친수성 CIP의 빠른 초기 방출과 소수성 CUR의 지연된 지속 방출이 관찰되어 순차…
Chemically InterpretableExplanations for MolecularProperty Prediction via Fragment-Level Shapley Values
분자 특성 예측 및 신약 개발에서 머신러닝의 활용이 증가하고 있지만, 많은 모델의 블랙박스 특성은 해석 가능성, 신뢰성 및 학제 간 연구에서의 채택을 제한합니다. 특히 분자 머신러닝 분야에서는 모델 예측에 대한 설명이 정보에 입각한 의사 결정과 후속 작업에 필수적입니다. 협력 게임 이론에서 유래한 Shapley 값은 모델 예측을 개별 입력 특성에 귀속시키는 원칙적인 프레임워크를 제공하지만, 기존 방법은 샘플링 기반 근사치에 의존하거나 추상적인 특성 수준에서 작동하여 귀속 안정성을 저하시키고 화학적 해석 가능성 및 실행 가능성을 제한…
Ensemble-Based PID Gain Learning Framework for Adaptive Temperature Control in Micro-Thermoelectric Systems
마이크로 열전 냉각기(Micro-TEC) 시스템에서 정밀한 온도 조절은 PCR 열 순환기, 생체 의료 기기, 마이크로 전자 냉각 플랫폼 등 다양한 응용 분야에 필수적입니다. 비례-적분-미분(PID) 제어기는 구조적 단순성으로 널리 사용되지만, 성능은 게인 선택에 크게 좌우됩니다. 기존의 휴리스틱 튜닝은 비선형 열역학 환경에서 적응성이 제한적이며, 유전 알고리즘(GA)이나 입자 군집 최적화(PSO) 같은 최적화 기반 기법은 반복적이고 계산 집약적인 탐색이 필요합니다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 앙상블 기반 PID 게…
Rheology-Guided Material Extrusion of Highly Filled Sm2Fe17N3 and SrFe12O19 Magnetic Filaments Using a Polyolefin-Based Binder
고충전 자성 필라멘트의 재료 압출(MEX) 공정에는 분말 함량, 용융 유동성, 필라멘트 강도 및 가닥 안정성을 균형 있게 유지하는 바인더 시스템이 필수적입니다. 본 연구에서는 열가소성 엘라스토머와 그래프트 폴리올레핀(TPE + gPO) 기반의 폴리올레핀 바인더를 사용하여 Sm2Fe17N3 및 SrFe12O19 자성 필라멘트를 제조했습니다. 원료는 단일 스크류 압출 라인에서 컴파운딩 및 압출되어 2.85 mm 필라멘트로 자동 권취되었으며, MEX 방식으로 링 형태의 시편으로 프린팅되었습니다. 열중량 분석 결과, Sm2Fe17N3는 …
Development of low-carbon biocomposite from rice husk waste fiber for thermal insulation in climate-adaptive buildings
기후 변화가 실내 환경에 미치는 영향이 커지면서 열 저항성과 에너지 효율을 높이는 저탄소 건축 자재의 필요성이 증대되고 있습니다. 기존 단열재는 비재생 자원에 의존하며, 역동적인 열 부하와 지속가능성 목표에 대응하는 데 한계가 있습니다. 본 연구는 건축물 단열 및 기계적 성능 향상을 위해 폴리비닐알코올(PVOH)을 바인더로 활용한 왕겨(RH) 기반 바이오복합재 패널을 개발하고 최적화하는 것을 목표로 합니다. 왕겨-PVOH 바이오복합재는 0.8 g/cm³의 밀도로 조절하고 바인더 함량(0–15 wt%)을 달리하여 열압 성형 방식으로…
Production of biodegradable film based on beta-glucan/polycaprolactone modified with extract of oak fruit pair, apricot kernel and gold nanoparticles: Investigation of physicochemical and antioxidant properties
본 연구는 생분해성 폴리카프로락톤(PCL) 및 베타글루칸(BG) 복합 필름의 물리화학적, 구조적, 항산화 특성을 개선하고자 했다. 이를 위해 참나무 열매 추출물(OFPE), 살구 씨 추출물(AKE), 금 나노입자(AuNPs)를 필름 제조에 도입하여 그 영향을 분석했다. 실험 결과, 금 나노입자는 필름 두께와 수분 함량에 가장 큰 영향을 미쳤으며, OFPE와 AuNPs는 용해도에 유의미한 변화를 주었다. 기계적 특성 분석에서는 모든 첨가제가 인장 강도를 크게 향상시켰고, 특히 AKE는 유연성을 49.38% 증가시키는 핵심 요소로 작…
Potential of Egg White Protein-Based Films for Maintaining the Quality of Fresh-Peeled Garlic
편리한 조리용 제품인 깐마늘은 쉽게 상하기 때문에 지속 가능한 포장재를 활용하여 품질을 유지하는 시스템이 필요합니다. 본 연구는 냉장 보관(5°C) 중 깐마늘의 품질 변화를 난백 단백질(EWP) 기반 필름(코팅되지 않은 EWP-U 및 밀랍 코팅 EWP-BW)으로 밀봉된 미세 천공 개질 분위기 포장(MAP) 시스템에서 평가했습니다. 상업용 PLA 및 OPP 필름과 성능을 비교했습니다. EWP 기반 포장은 내부 분위기를 약 7% O2와 15% CO2로 조성했으며, 이 환경에서 깐마늘은 다른 포장 시스템(공기에 가까운 분위기 유지)에 …
Research progress on the effect of sericin on bone regeneration
세리신은 비단 생산 공정의 부산물로, 우수한 생체 활성을 지녀 조직 공학 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 본 논문은 골 조직 공학 분야에서 세리신의 생물학적 응용과 관련 연구 진행 상황을 종합적으로 정리합니다. 문헌 검색은 MEDLINE, PubMed, Google Scholar 데이터베이스를 활용했으며, 무작위 대조군 연구, 전향적 또는 후향적 임상 연구, 증례 시리즈 및 보고서, 체계적 문헌 고찰 등 다양한 유형의 연구를 포함했습니다. 세리신은 세포 증식 및 혈관 신생을 촉진하는 능력이 있으며, 조골세포 분화를 촉진하는 …
Recapitulating In Vivo Pharmacokinetics and Size‐Dependent Nanomedicine Delivery in a Microfluidic Platform
나노의약품의 전신 약동학은 약물 전달에 결정적인 영향을 미치지만, 기존의 체외 모델은 순환, 청소 및 종양 수송 간의 동적 상호작용을 포착하지 못해 치료 성능 예측에 한계가 있었습니다. 본 연구는 생체 내 약동학적 거동과 크기 의존적 나노입자 전달을 재현하는 미세유체 종양 플랫폼을 개발했습니다. 이 플랫폼은 시간 분해능 농도 제어, 막 기반 혈관 장벽, 3D 종양 스페로이드를 통합하여 전신 노출과 종양 미세 환경을 동시에 모사합니다. 비소세포폐암 모델에서 파클리탁셀이 탑재된 고분자 미셀을 사용하여 생체 내와 유사한 농도-시간 프로…
A Comprehensive Review of Polyurethane Composites: From Macro to Nano and Beyond
폴리우레탄은 1937년 오토 바이어에 의해 처음 소개된 이래 탁월한 다용성으로 꾸준히 주목받아왔습니다. 그러나 극한 산업 환경에서의 적용 한계를 극복하고 잠재력을 확장하기 위해, 순수 폴리우레탄의 성능은 적절한 충전재를 통합하여 향상되는 경우가 많습니다. 본 총설은 폴리우레탄 복합재 분야의 최신 발전을 종합적으로 분석하며, 기능성 충전재가 폴리우레탄 매트릭스의 특성 개선에 미치는 역할에 초점을 맞춥니다. 특히 가장 일반적으로 적용되고 유망한 충전재들의 유형과 크기에 따른 분류 및 효과를 상세히 다룹니다. 개별 충전재 시스템뿐만 …
Insight Notes: Considerations in the XPS Analysis of O1s Spectra for Metal Oxides
금속 산화물 연구에서 산소(O1s) 코어 레벨은 수산화물, 탄산염 및 기타 산소 함유 종의 형성을 밝혀내는 데 중요한 진단 도구로 활용됩니다. X선 광전자 분광법(XPS) 분석 시 O1s 스펙트럼은 다양한 화학적 상태를 나타내지만, 그 복잡성으로 인해 해석 과정에서 종종 간과되는 측면들이 존재합니다. 본 연구는 금속 산화물의 산소 코어 레벨 스펙트럼 분석에서 발생할 수 있는 복잡성을 심층적으로 검토합니다. 특히, XPS 분석 실무자들이 산소 종을 정확하게 할당하는 데 필요한 합리적인 접근 방식을 제시하는 데 중점을 둡니다. 이를…
Tick-inspired, self-healing, and strongly-adhesive coatings with biodegradability and phosphorus-free fire retardancy
기존 난연 코팅은 접착력과 난연 성능이 미흡하고, 인 함유 및 비재활용성으로 환경 문제를 야기합니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 진드기의 다중 비공유 결합 접착 메커니즘에서 영감을 받아 새로운 고성능 난연 코팅(DCNC/40PEN)을 개발했습니다. 수소 결합, π-π 스태킹, 양이온-π 상호작용을 동적 공유 결합 네트워크에 통합하여 강력한 접착력과 자가 치유 기능을 구현했습니다. 이 설계는 코팅에 폐쇄 루프 재활용성과 생분해성을 부여하여 환경적 지속가능성을 높였습니다. DCNC/40PEN은 다양한 기판에 강력하게 접착되…
2D materials-based next-generation multidimensional photodetectors
정보화 시대의 급속한 발전으로 다차원 광 정보 검출에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다. 기존의 부피가 큰 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광기 및 편광계는 의료 진단, 보안 통신, 자율 주행과 같은 신흥 분야에 더 이상 적합하지 않아, 소형 온칩 장치 개발의 필요성이 대두되고 있습니다. 풍부한 2차원(2D) 소재는 고유한 빛-물질 상호작용을 통해 입사광의 고차원 공간 매핑을 가능하게 하여, 초소형 다차원 심층 광 감지 기술 개발의 길을 열고 있습니다. 본 연구에서는 다차원 정보의 상호 연결성과 2D 소재와의 관계를 검토합니다. …
Chitosan nanoparticles: Green synthesis, biological activities, and sustainable frontiers in targeted drug delivery and cancer nanomedicine – A comprehensive review
키틴에서 유래한 생체 고분자인 키토산은 친수성, 생체 적합성, 생분해성, 낮은 독성 및 고유한 양이온성으로 인해 생의학 혁신의 핵심 소재로 부상하고 있습니다. 특히 키토산 나노입자(CNP)는 나노 스케일 크기와 향상된 물리화학적 특성을 바탕으로 진단 영상 및 약물, 유전자, 생체 분자의 표적 전달 시스템으로서 생의학 분야에서 큰 이점을 제공합니다. CNP는 마이크로에멀젼, 고분자 전해질 복합화, 이온 겔화, 유화-용매 확산, 역 미셀화와 같은 친환경적인 방법을 통해 합성됩니다. 미국 식품의약국(FDA)으로부터 GRAS(Genera…
Recent Advances in Dielectric and Ferroelectric Behavior of Ceramic Nanocomposites: Structure Property Relationships and Processing Strategies
차세대 전자 및 에너지 시스템 개발 경쟁에서 세라믹 나노복합재는 탁월한 유전 및 강유전 기능성으로 주목받고 있습니다. 최근 연구들은 나노 스케일 엔지니어링을 통해 미세구조 제어 및 계면 설계를 최적화하여 분극, 유전율, 주파수 안정성 등에서 전례 없는 성능 향상을 달성했습니다. 본 총설은 지난 10년간 세라믹 기반 나노복합재의 발전을 구조-특성-공정 간의 연관성에 초점을 맞춰 비판적으로 분석합니다. 기존의 소결 방식부터 스파크 플라즈마 소결, 습식 화학 합성법 등 다양한 공정 기술이 상 순도, 결정립계 거동, 계면 분극에 미치는 …
