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Date 2010/05/20 15:20:34
Name Ublisto
Subject 결정 구조에 대해 질문 하나 드립니다.
어떻게 표현해야 할지 모르겠지만 사실 결정구조는 아닙니다.
비정질의 복합체인데요. 이론적 뒷받침을 위해서 몇가지 가정을 통해 최밀구조를 상정해 보려고 합니다.
예를들어
두 종류의 입자는 모두 동일한 크기(평균 입자량)의 완전한 구형이다.
복합재료 내 에서 두 입자는 가능한 동일한 구조로 존재. 즉 균일하게 섞여 있습니다.
그리고 가능한 한 입자사이의 틈이 적도록 밀집해 있습니다.

일반적으로 결정성 분자의 구조를 구할 때는 크기가 큰 쪽(음이온)이 작은 쪽을 감싸는 형태로, 이 때의 구조는 각 이온간의 반경비와 배위수에 따라 모델이 달라지게 되죠.(배위수가 이온반경비에 어느정도 종속적이기도 하다고 이해했습니다만..)
이 것을 적용해서 구상해 보려고 했지만 몇가지 문제가 있네요.

우선 크기가 큰 쪽이 입자 수가 훨씬 적습니다. 그것도 1:3.3 이라는 애매한 비율로요. 이렇게 될 경우 애초에 격자구조를 상정하는 것 자체가 불가능한데, 우선은 3.3이란 비율은 3정도로 소수점 이하를 버려볼까 생각중입니다. 뭐 어차피 공대니까....(-.-)
여러 종류의 혼합 비율에서 각각 구해야 하는데 사실 최대 1:274 정도까지도 나옵니다. 뭐 이 경우에는 구조 따위는 무시하고 그저 큰 입자 주위에 다닥다닥 붙이는 데까지 붙여봐야겠지요.

조금 추상적인 것 같아서 덧붙이자면 큰 쪽의 입자크기는 25미크론 정도이고 작은 쪽이 8미크론 입니다. 네모난 상자안에 큰 입자를 2x2로 네개 배치했을 경우 그 사이 공간에 작은 입자가 하나 겨우 들어갈 정도로 남네요.
그래서 역으로 큰 입자를 가운데에 배치하고, 작은 입자 여럿이 감싸는 형태를 생각할 수 밖에 없습니다만 문제는 가짓수가 꽤 많고, 그 중에서도 '이것이 최고로 밀집된 형태이다!'라고 말하기가 힘든 점입니다. 충진률 계산이야 어떻게 하다보면 되겠습니다만 제가 생각한 것 보다 더 밀집 된 형태가 있을지도 모른다는 불안감이랄까요..

기본적으로 어떠한 형태를 떠올릴 수 있을까요?
25센티미터의 큰 공과 8센티미터의 작은 공. 큰 공은 10개가 있고 작은 공이 30개가 있을 때 가능한 작은 부피와 규칙성을 가지고 꽉꽉 눌러 담는 방법은? 개수 자체는 어차피 꽤나 많기에;; 무한대로 생각하시고 비율에 중시하셔도 됩니다.
너무 막연하게 질문드린 것 같아 죄송합니다.
시간도 없으니 필요한 부분만 보자 해서 대충대충 넘겨 읽었더니 더 모르는 것 같기도 하고 그러네요 ㅠㅠ

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10/05/20 15:28
수정 아이콘
학부 과정이냐 대학원 과정이냐, 교재의 exercise 문제냐 과제/프로젝트 관련 질문이냐 등등에 따라서 답변이 달라질 것 같습니다.

뭐 저 같으면 전공이 전공이다 보니 그냥 양자역학 시뮬레이션으로 구조최적화를 해보겠습니다;;

...라고 썼더니 미크론 단위군요... 결정질에 낚였...

그렇다면 coarse-graining model이나 mesoscale simulation인데 이건 너무 나간것 같고...

Crystal Structure Database 같은데 뒤져보면 나오지 않을까요?
10/05/20 15:50
수정 아이콘
본의아니게 낚아서 죄송합니다 (__ 제목 정하기도 고민 좀 했어요.
제 졸업연구(석사)에서 조금 이론적인 부분도 첨가해 볼까 하는 일이에요.
괜히 건드렸다는 생각이 절로...

coarse-graining은 잠깐 찾아보니 말하자면 연속적인 것을 대충 끊어서 단순화 시키는 것 같군요..근데 이걸 어..어떻게!? 요건 논문 좀 읽어보겠습니다^^
비정질이라 결정구조 데이터베이스는 찾아볼 생각을 안했는데, 물질명으로 구조를 찾는 것이 아니라 배위수나 결정모양이나 반경비 등으로 검색도 가능한가요? 아니 애초에 저런 반경비와 배위수의 결정구조가 있는지도 의문이네요.ㅠㅠ
답변 감사드립니다. 머리 싸매면서 애꿎은 공책만 이리저리 연필로 그어대다가 다른 방법도 알려주시니 희망이 생기네요 흐흐;
10/05/20 17:25
수정 아이콘
답변 감사드립니다. 아몰퍼스가 맞고요;;
단지 몇가지 가정으로 규칙성을 세워두고 실제 결과물 분석으로 상관관계를 보일 수 있지 않을까 싶어서 생각해 봤었습니다.
분자 단위의 시뮬레이션은 가능한지 조차 모르겠습니다만 입자들을 적당히 배치 구성해서 표면에서의 분포를 나타내 보고자 우선 단위격자로 나눠 보려고 한건데..좀 멀리 간 듯 싶네요.
접근 방법을 달리 해 봐야겠습니다^^
랩 선배분들이나 교수님께도 몇차례 물어보긴 했었는데 일단 해보자 정도였기에..
조언 감사드립니다^^ ⓑ
소인배
10/05/20 21:42
수정 아이콘
몬테 카를로는 어떤가요.
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