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최근 들어 컴퓨터 및 소프트웨어 기술의 발달로 전산모사 관련 연구가 급격하게 늘어나고 있는데, 특히 원자의 개수 및 모델 크기의 문제로 기존에는 많은 제약을 받던 고분자 관련 다양한 전산모사 결과들이 발표되고 있다. 본 연구에서 는 고분자 소재를 필름형태의 분리막으로 활용하기 위한 중요한 특성 중 하나인 기계적 특성을 분자동역학 전산모사를 이용 하여 분석하고자 하는 연구를 진행하였다. 이를 위하여 이미 관련 물성이 널리 보고되어 있는 상용 고분자 소재인 polyethylene (PE)과 polystyrene (PS)을 대상으로 선정하여 주쇄길이 차이를 통한 각 고분자들의 인장특성을 비교하였고, 최종적 으로 분자동역학 전산모사의 기계적 특성 분석이 적합한지 확인하고자 하였다. 밀도, radius of gyration, scattering 분석을 통 해 본 연구에서 제작된 모델이 실제 실험에서 얻어진 기계적 특성 경향과 잘 일치함을 알 수 있었고, 따라서 분자동역학 전 산모사를 이용한 기계적 특성 분석이 다양한 고분자 소재들의 분자 구조에 따른 기계적 특성을 예측할 수 있게 해주며, 실제 실험에서는 적용하기 어려운 다양한 변수들을 반영한 기계적 특성 해석도 가능하게 해 줄 것으로 기대된다.
Recently, computer simulation research has been rapidly increasing due to the development of computer and software technology. In particular, various computational simulation results related to polymers, which were previously limited by problems of the number of atoms and model size, are being published. In this study, a study was conducted to analyze the mechanical properties, one of the important properties for using a polymer material as a membrane, using molecular dynamics (MD) simulation. To this end, polyethylene (PE) and polystyrene (PS), which are commercial polymer materials with widely reported related properties, were selected as polymer models and the tensile properties of each polymer were compared through the difference in main chain length. Through the density, radius of gyration, and scattering analysis, it was found that the model produced in this study was in good agreement with the mechanical property trends obtained in the actual experiment. It is expected to enable the prediction of mechanical properties of various polymer materials for membrane fabrication.
Abstract
1. 서 론
2. 전산모사
2.1. 3D 모델 제작
2.2. Radius of gyration
2.3. X-ray scattering analysis
3. 결과 및 고찰
3.1. 모델 검증
3.2. 기계적 특성 전산모사
4. 결 론
Reference
