KR102041289B1 - Apparatus and method for calculating gas adsorption on graphene and record media recorded program for realizing the same - Google Patents
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Abstract
그래핀의 가스 흡착량 계산 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 개시된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 그래핀의 원자 모델을 생성하고, 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하고, 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하여, 흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력한다.
본 발명에 따르면, 별도의 직접적인 시험 없이도 쉽게 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있고, 또한, 다양한 형태로 구현되는 그래핀을 별도의 직접적인 시험없이도 쉽게 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있어 실제 시험 과정 등에서 시간과 노력을 줄일 수 있다.An apparatus and method for calculating gas adsorption amount of graphene and a recording medium recording a program for implementing the same are disclosed. According to a preferred embodiment of the present invention, by generating an atomic model of graphene, by calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene to determine the carbon atoms adsorbable carbon atoms among the carbon atoms, the carbon atoms that can be adsorbed The order and position of adsorption of the gas atoms are determined at, and information on possible adsorption atoms is output.
According to the present invention, the gas adsorption force of the graphene can be easily calculated without a separate direct test, and the graphene gas adsorption force of the graphene implemented in various forms can be easily calculated without a separate direct test. Save time and effort.
Description
본 발명은 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그래핀의 표면에 흡착 가능한 가스 원자의 수량을 계산할 수 있게 하는 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for calculating gas adsorption amount of graphene and a recording medium recording a program for implementing the same, and more particularly, to an apparatus and method for calculating the number of gas atoms adsorbable on the surface of graphene And it relates to a recording medium recording a program for implementing this.
그래핀은 탄소 원자로 만들어진 원자 크기의 벌집 형태의 2차원 평면을 이루고 있는 구조를 가진 소재이다. 이러한 그래핀은 현존하는 소재 중 소재 특성이 가장 뛰어난 소재로 평가 받는다.Graphene is a material with a two-dimensional planar structure in the form of an atomic size honeycomb made of carbon atoms. Such graphene is regarded as the most excellent material among existing materials.
한편, 가스 센서는 가스 원자가 특정 물질의 표면에 흡착되고 흡착된 원자를 이용하여 가스를 감지하는 방법이 널리 사용되고 있다. 따라서 가스 원자들이 흡착되는 표면은 표면적이 넓을수록 많은 가스 원자가 흡착되어 센서의 성능이 우수하게 된다. On the other hand, the gas sensor is widely used to detect the gas by using the atoms adsorbed on the surface of the gas atom and the specific material. Therefore, as the surface area on which gas atoms are adsorbed increases, more gas atoms are adsorbed, thereby improving the performance of the sensor.
그리고 이러한 특성을 이용하여 다양한 가스의 종류에 따라 다양한 물질을 이용하여 가스의 흡착력의 정도 즉 가스 센서의 성능을 시험하고 있다. In addition, the characteristics of the gas adsorption force, that is, the performance of the gas sensor, are tested by using various materials according to various kinds of gases.
그리고 최근에는 그래핀을 가스 센서의 흡착 물질로 이용하려는 다양한 시도와 시험이 이루어지고 있다.Recently, various attempts and tests have been made to use graphene as an adsorption material for gas sensors.
그래핀을 가스 센서로 이용하기 위해 그래핀의 형상의 변형이나 다른 모제(substrate)d와의 결합 그리고 흡착력이 우수한 가스의 종류 등 다양한 시험이 이루어지고 있는 실정이다.In order to use graphene as a gas sensor, various tests such as deformation of graphene, bonding with other substrates, and kinds of gas having good adsorption force are being conducted.
그러나 이러한 그래핀을 가스 센서로 이용하고자 하는 경우 수많은 가스의 종류에 따라 실제 시험을 통해 흡착력을 일일이 확인하여야만 하는 문제점이 있다.However, when using such graphene as a gas sensor, there is a problem in that the adsorption force must be checked through actual tests according to a large number of gases.
이러한 문제점을 해결하기 위해 원자 모델을 만들고 이를 통한 시뮬레이션을 통해 흡착력을 확인하려는 시도가 이루어지고 있다.In order to solve this problem, attempts have been made to verify the adsorption force through the creation of an atomic model and simulation.
그러나 그래핀이 다결정을 이루거나 다른 모제(substrate)와 결합하는 경우, 또한 그래핀과 모제를 또는 그래핀끼리 겹치는 경우 포함될 수 있는 계면 불순물 등 고려하여야 할 요소들이 많아 그래핀 원자 모델을 이용하여 가스 흡착력을 시뮬레이션하기가 어려운 문제점이 있다.However, there are many factors to consider, such as interfacial impurities that may be included when graphene forms polycrystals or bonds with other substrates, or when graphene and the matrix or graphenes overlap with each other. There is a problem that it is difficult to simulate the adsorption force.
따라서 실제 시험을 수행하지 않고도 그래핀의 가스의 흡착력을 계산하는 것이 어려운 문제점이 있다.Therefore, it is difficult to calculate the adsorption force of the gas of graphene without performing the actual test.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 별도의 직접적인 시험 없이도 쉽게 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있게 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제안하는 것이다.In order to solve the conventional problems as described above, the present invention records the gas adsorption amount calculation device and method of graphene that can easily calculate the gas adsorption force of the graphene without a separate direct test, and records the program for implementing the same It is to propose a medium.
또한, 다양한 형태로 구현되는 그래핀에 대해 별도의 직접적인 시험없이도 쉽게 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있어 실제 시험 과정 등에서 시간과 노력을 줄일 수 있는 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있게 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제안하는 것이다.In addition, it is possible to easily calculate the gas adsorption power of graphene without a separate direct test for the graphene implemented in various forms of graphene that can calculate the gas adsorption power of graphene, which can reduce the time and effort in the actual test process, etc. An apparatus and method for calculating a gas adsorption amount and a recording medium recording a program for implementing the same are proposed.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Still other objects of the present invention will be readily understood through the following description of the embodiments.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention there is provided a gas adsorption amount calculation method of graphene.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 그래핀(graphene)의 가스 흡착량 계산 방법에 있어서, 상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계; 상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계; 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계; 및 흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, a method for calculating the gas adsorption amount of graphene (graphene), comprising: generating an atomic model of the graphene; Determining a carbon atom to which gas atoms of the carbon atoms can be adsorbed by calculating a vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene; Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms; And outputting information on possible adsorptive atoms, wherein the method for calculating gas adsorption amount of graphene is provided.
상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계에서, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델, 다결정 그래핀 원자 모델, 변형 그래핀 원자 모델 및 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델 중 적어도 하나일 수 있다.In the generating of the atomic model of graphene, the atomic model of the generated graphene is at least one of a graphene atomic model including a single crystal graphene atomic model, a polycrystalline graphene atomic model, a modified graphene atomic model and interfacial impurities It can be one.
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서, 상기 그래핀이 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하는 것은 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 판단하여 수행될 수 있다.In the calculating of the vertical direction at each carbon atom of the graphene to determine a carbon atom adsorbable gas atoms among the carbon atoms, the graphene is to calculate the vertical direction at each carbon atom is one carbon atom The determination may be performed by determining neighboring three carbon atoms.
또한, 상기 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 하나의 탄소원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단할 수 있다.In addition, judging three carbon atoms neighboring based on the one carbon atom may be determined as a neighboring carbon atom when the distance to another carbon atom based on the one carbon atom is smaller than 1.45A (Angstrom). .
그리고 상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서, 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은, 상기 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단할 수 있다.And in the step of determining the carbon atoms adsorbable gas atoms among the carbon atoms by calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene, determining the carbon atoms adsorbable gas atoms among the carbon atoms, the one carbon When there are less than three neighboring carbon atoms on the basis of the atom, it may be determined that the gas atom is not adsorbable.
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서, 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 가스 원자의 크기를 이용하여 판단할 수 있다.In the determining of the carbon atoms adsorbable by the gas atoms of the carbon atoms by calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene, determining the carbon atoms adsorbable by the gas atoms of the carbon atoms is the size of the gas atoms It can be judged by using.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계에서, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델의 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치는 상기 탄소 원자의 번호 순서에 따라 결정될 수 있다.In the determining of the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms, the order and position of adsorption of the gas atoms in the case of the atomic model of the graphene produced is a single crystal graphene atomic model Can be determined according to the number order.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계에서, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용하여 결정될 수 있다.In the determining of the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms, if the atomic model of the graphene is not a single crystal graphene atomic model, at least one of the order and positions of adsorption of the gas atoms It can be determined using a random number.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계는, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하여 다음 순서에 결합되는 가스 원자의 결합 가능 여부를 더 판단하여 결정될 수 있다.Determining the order and position of the adsorption of the gas atoms to the adsorbable carbon atoms, it is possible to combine the gas atoms bonded in the next order by further using information about the space after the gas atoms bonded to the carbon atoms of the graphene It can be determined by further judging.
또한, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은, 가장 먼저 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반경보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.Further, further using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene, the first adsorbed gas atom calculates the distance between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms, and the calculation If even one distance is smaller than the radius of the gas atom, it can be determined that adsorption is impossible at this adsorption position.
그리고, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은, 상기 가장 먼저 흡착되는 가스 원자를 제외하고 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반지름보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.Further, using more information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene, except that the first gas atom to be adsorbed, the gas atom to be adsorbed is between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms When the distance is calculated, even if the calculated distance is smaller than the radius of the gas atom, it may be determined that adsorption is impossible at this adsorption position.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for calculating gas adsorption amount of graphene.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 그래핀(graphene)의 가스 흡착량 계산 장치에 있어서, 상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 그래핀 원자 모델 생성부; 상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 판단부; 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 흡착 결정부; 및 흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치가 제공된다.According to one preferred embodiment of the present invention, a graphene gas adsorption amount calculation device, Graphene atomic model generation unit for generating an atomic model of the graphene; A determination unit which calculates a vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene to determine a carbon atom to which gas atoms can be adsorbed among the carbon atoms; An adsorption determining unit determining an order and a position of adsorbing a gas atom to the adsorbable carbon atoms; And an output unit for outputting information on possible adsorptive atoms, wherein the gas adsorption amount calculation device for graphene is provided.
상기 그래핀 원자 모델 생성부에서 생성되는 상기 그래핀의 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델, 다결정 그래핀 원자 모델, 변형 그래핀 원자 모델 및 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델 중 적어도 하나일 수 있다. The atomic model of the graphene generated by the graphene atomic model generator may be at least one of a single crystal graphene atomic model, a polycrystalline graphene atomic model, a modified graphene atomic model, and a graphene atomic model including interfacial impurities. .
상기 판단부에서 상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하는 것은 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 판단하여 수행될 수 있다.Calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene in the determination unit may be performed by determining three carbon atoms neighboring based on one carbon atom.
그리고, 상기 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 하나의 탄소원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단할 수 있다.The three carbon atoms that are adjacent to each other based on the one carbon atom may be determined as the neighboring carbon atoms when the distance to the other carbon atoms based on the one carbon atom is smaller than 1.45A (Angstrom). .
또한, 상기 판단부에서 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은, 상기 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단할 수 있다.In addition, the determining unit may determine that the carbon atoms adsorbable by the gas atoms among the carbon atoms may be determined as the carbon atoms which are not adsorbable when the neighboring carbon atoms are less than three carbon atoms based on the one carbon atom.
상기 판단부에서 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 가스 원자의 크기를 이용하여 판단할 수 있다.The determining unit may determine a carbon atom that can be adsorbed by a gas atom among the carbon atoms using the size of the gas atom.
상기 흡착 결정부에서 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 것은, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델의 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치는 상기 탄소 원자의 번호 순서에 따라 결정될 수 있다.The order and position of adsorbing the gas atoms to the adsorptive carbon atoms in the adsorption determining unit, the order and position of the gas atoms in the case of the single crystal graphene atomic model of the generated graphene is It may be determined according to the numerical order of the carbon atoms.
상기 흡착 위치 결정부에서 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 것은, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용하여 결정될 수 있다.Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms in the adsorption positioning unit, the order of adsorption of the gas atoms when the atomic model of the graphene is not a single crystal graphene atomic model and At least one of the locations may be determined using a random number.
상기 흡착 위치 결정부에서 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 것은, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하여 다음 순서에 결합되는 가스 원자의 결합 가능 여부를 더 판단하여 결정할 수 있다.Determining the order and position of adsorbing the gas atoms to the adsorptive carbon atoms in the adsorption positioning unit is further combined using the information about the space after the gas atoms are bonded to the carbon atoms of the graphene in the next order It can be determined by further determining whether the gas atom can be bonded.
그리고, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은, 가장 먼저 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반경보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.Further, using more information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene, the first gas atom to be adsorbed calculates the distance between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms, If even one distance is smaller than the radius of the gas atom, it can be determined that adsorption is impossible at this adsorption position.
또한, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은, 상기 가장 먼저 흡착되는 가스 원자를 제외하고 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반지름보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.Further, using more information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene, the gas atom to be adsorbed except for the first gas atom to be adsorbed is located between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms. When the distance is calculated, even if the calculated distance is smaller than the radius of the gas atom, it may be determined that adsorption is impossible at this adsorption position.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.According to another aspect of the invention, there is provided a recording medium recording a program for implementing a method for calculating the gas adsorption amount of graphene.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 그래핀(graphene)의 가스 흡착량 계산 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계; 상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계; 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계; 및 흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, a recording medium recording a program for implementing a method of calculating the gas adsorption amount of graphene (graphene), comprising: generating an atomic model of the graphene; Determining a carbon atom to which gas atoms of the carbon atoms can be adsorbed by calculating a vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene; Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms; And outputting information on possible adsorptive atoms, the recording medium having recorded thereon a program for implementing the method for calculating the gas adsorption amount of graphene.
상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계에서, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델, 다결정 그래핀 원자 모델, 변형 그래핀 원자 모델 및 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델 중 적어도 하나일 수 있다.In the generating of the atomic model of graphene, the atomic model of the generated graphene is at least one of a graphene atomic model including a single crystal graphene atomic model, a polycrystalline graphene atomic model, a modified graphene atomic model and interfacial impurities It can be one.
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서, 상기 그래핀이 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하는 것은 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 판단하여 수행될 수 있다.In the calculating of the vertical direction at each carbon atom of the graphene to determine a carbon atom adsorbable gas atoms among the carbon atoms, the graphene is to calculate the vertical direction at each carbon atom is one carbon atom The determination may be performed by determining neighboring three carbon atoms.
또한, 상기 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 하나의 탄소원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단할 수 있다.In addition, judging three carbon atoms neighboring based on the one carbon atom may be determined as a neighboring carbon atom when the distance to another carbon atom based on the one carbon atom is smaller than 1.45A (Angstrom). .
그리고 상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서, 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은, 상기 하나의 탄소 원자를 기준으로 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단할 수 있다.And in the step of determining the carbon atoms adsorbable gas atoms among the carbon atoms by calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene, determining the carbon atoms adsorbable gas atoms among the carbon atoms, the one carbon When there are less than three neighboring carbon atoms on the basis of the atom, it may be determined that the gas atom is not adsorbable.
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서, 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 가스 원자의 크기를 이용하여 판단할 수 있다.In the determining of the carbon atoms adsorbable by the gas atoms of the carbon atoms by calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene, determining the carbon atoms adsorbable by the gas atoms of the carbon atoms is the size of the gas atoms It can be judged by using.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계에서, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델의 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치는 상기 탄소 원자의 번호 순서에 따라 결정될 수 있다.In the determining of the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms, the order and position of adsorption of the gas atoms in the case of the atomic model of the graphene produced is a single crystal graphene atomic model Can be determined according to the number order.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계에서, 상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용하여 결정될 수 있다.In the determining of the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms, if the atomic model of the graphene is not a single crystal graphene atomic model, at least one of the order and positions of adsorption of the gas atoms It can be determined using a random number.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계는, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하여 다음 순서에 결합되는 가스 원자의 결합 가능 여부를 더 판단하여 결정될 수 있다.Determining the order and position of the adsorption of the gas atoms to the adsorbable carbon atoms, it is possible to combine the gas atoms bonded in the next order by further using information about the space after the gas atoms bonded to the carbon atoms of the graphene It can be determined by further judging.
또한, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은, 가장 먼저 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반경보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.Further, further using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene, the first adsorbed gas atom calculates the distance between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms, and the calculation If even one distance is smaller than the radius of the gas atom, it can be determined that adsorption is impossible at this adsorption position.
그리고, 상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은, 상기 가장 먼저 흡착되는 가스 원자를 제외하고 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반지름보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.Further, using more information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene, except that the first gas atom to be adsorbed, the gas atom to be adsorbed is between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms When the distance is calculated, even if the calculated distance is smaller than the radius of the gas atom, it may be determined that adsorption is impossible at this adsorption position.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 의하면, 별도의 직접적인 시험 없이도 쉽게 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있게 되는 장점이 있다.As described above, the graphene gas adsorption amount calculation device and method according to the present invention and a recording medium recording a program for implementing the same, the advantage that can easily calculate the gas adsorption power of graphene without a separate direct test There is this.
또한, 다양한 형태로 구현되는 그래핀을 별도의 직접적인 시험없이도 쉽게 그래핀의 가스 흡착력을 계산할 수 있어 실제 시험 과정 등에서 시간과 노력을 줄일 수 있는 장점이 있다.In addition, the graphene implemented in various forms can easily calculate the gas adsorption force of the graphene without a separate direct test has the advantage of reducing the time and effort in the actual test process.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법이 구현되는 순서를 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법 또는 장치에 의해 생성된 그래핀의 가스 흡착 모델의 예시를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법 또는 장치에 의해 생성된 그래핀의 가스 흡착 모델의 다른 예시를 도시한 도면.1 is a flow chart showing the order that the method for calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of the graphene gas adsorption amount calculation device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an example of a gas adsorption model of graphene produced by the method or apparatus for calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing another example of a gas adsorption model of graphene produced by the method or apparatus for calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals and redundant description thereof will be omitted.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법이 구현되는 순서를 살펴보기로 한다.First, with reference to Figure 1 will be described the order in which the method of calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법이 구현되는 순서를 도시한 순서도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of calculating a gas adsorption amount of graphene according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법을 구현하기 위해서는 먼저 그래핀 원자 모델을 생성한다(S100).As shown in Figure 1, in order to implement the method for calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention first generates a graphene atomic model (S100).
생성되는 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델부터 다결정 그래핀 원자 모델뿐만 아니라 모제(substrate)와 결합되는 그래핀 원자 모델, 그리고 모제의 결합이나 외부 압력 등에 의해 변형된 변형 그래핀 원자 모델, 그래핀과 모제 또는 그래핀과 그래핀 사이에 계면 불순물이 포함된 그래핀 원자 모델 등 다양한 원자 모델이 생성될 수 있다.The generated atomic model is not only a single crystal graphene atomic model, but also a polycrystalline graphene atomic model, a graphene atomic model bonded to a substrate, and a modified graphene atomic model, graphene and Various atomic models may be generated, such as a matrix or graphene atomic model containing interfacial impurities between graphene and graphene.
먼저 단결정 그래핀 원자 모델의 경우 그래핀의 특성상 탄소 원자들로만 구성된 2차원 구조의 물질이므로 단결정 그래핀 원자 모델을 생성하는 것은 비교적 용이하다.First, in the case of a single crystal graphene atomic model, it is relatively easy to generate a single crystal graphene atomic model because the graphene has a two-dimensional structure composed of carbon atoms only.
다결정 그래핀 원자 모델의 경우 다결정의 특성상 결정의 크기가 달라질 수 있는 점을 고려하여 다결정 그래핀 원자 모델을 생성하여야 한다.In the case of the polycrystalline graphene atomic model, the polycrystalline graphene atomic model should be generated in consideration of the fact that the crystal size may vary due to the nature of the polycrystal.
이를 위해 다결정들의 중심 좌표와 격자 방향을 설정하고, 각각의 결정들에 대한 크기에 따른 결정 구조를 형성하여, 형성된 결정 구조가 각각의 결정들에 포함되는지 여부를 판단하여 다결정 원자 모델을 생성 할 수 있다.To this end, it is possible to generate a polycrystalline atomic model by setting the center coordinates and lattice directions of the polycrystals and forming a crystal structure according to the size of each crystal to determine whether the formed crystal structure is included in each crystal. have.
변형 다결정 그래핀 원자 모델의 경우 먼저 다결정 그래핀 원자 모델을 생성하고, 생성된 다결정 그래핀 원자 모델에 모제(substrate)에 대한 정보를 이용하여 분자 동력학 계산을 수행하여, 계산된 분자 동력학의 결과를 생성된 다결정 그래핀 원자 모델에 적용하여 변형 다결정 그래핀 원자 모델을 생성할 수 있다.In the case of the modified polycrystalline graphene atomic model, first, a polycrystalline graphene atomic model is generated, and the molecular dynamics calculation is performed on the generated polycrystalline graphene atomic model using information about the substrate, and the calculated molecular dynamics results are obtained. The modified polycrystalline graphene atomic model may be applied to the generated polycrystalline graphene atomic model.
계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델의 경우, 단결정 그래핀 원자 모델을 생성하고, 생성된 단결정 그래핀 원자 모델에서 반구형을 생성하여, 생성된 반구형에 따른 원자들의 변위를 계산하여 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델을 생성할 수 있다.In the case of the graphene atomic model including interfacial impurities, a single crystal graphene atomic model is generated, a hemispherical shape is generated from the generated single crystal graphene atomic model, and the displacement of atoms according to the generated hemispherical shape is calculated to include the interfacial impurities. Graphene atomic models can be generated.
물론 이상의 그래핀 원자 모델의 생성은 예시에 불과하며, 다른 방법이나 장치 등으로 구현된 그래핀 원자 모델에 본 발명이 적용될 수 있음은 자명하다.Of course, the generation of the graphene atomic model is merely an example, and it is apparent that the present invention may be applied to the graphene atomic model implemented by another method or apparatus.
한편, 그래핀 원자 모델이 생성되면, 생성된 그래핀 원자 모델의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 원자를 판단한다(S102).On the other hand, when the graphene atomic model is generated, by calculating the vertical direction in each of the carbon atoms of the generated graphene atomic model to determine the atoms that can be adsorbed gas atoms of the carbon atoms (S102).
먼저 수직 방향을 계산하는 것은 그래핀이 탄소 원자들의 2차원 구조이므로 가스 원자가 탄소 원자의 수직 방향으로 결합되기 때문이다.First, the vertical direction is calculated because the graphene is a two-dimensional structure of carbon atoms, so the gas atoms are bonded in the vertical direction of the carbon atoms.
한편, 단결정 그래핀 원자 모델이라면 탄소 원자들의 수직 방향을 별도로 계산할 필요가 없을 것이다.On the other hand, the single crystal graphene atomic model would not need to calculate the vertical direction of the carbon atoms separately.
그러나 다결정 그래핀 원자 모델, 변형 그래핀 원자 모델, 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델의 경우 원자 모델의 구조가 복잡해지므로 탄소 원자들의 수직 방향 즉 가스 원자들이 흡착할 수 있는 방향에 대해 정하는 것이 중요하다.However, in the case of a polycrystalline graphene model, a modified graphene atomic model, and a graphene atomic model including interfacial impurities, the structure of the atomic model is complicated. Therefore, it is important to determine the vertical direction of carbon atoms, that is, the direction in which gas atoms can adsorb. Do.
그래핀 원자 모델의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하는 것은 보다 상세하게는, 하나의 탄소원자를 기준으로 이웃하는 3개의 탄소 원자를 계산하여 수행될 수 있다. 즉 하나 특정 탄소 원자의 위치 좌표 (xa, ya, za)에 대하여 다른 모든 원자(i)들과의 거리를 다음 식을 이용하여 계산한다.Calculating the vertical direction at each carbon atom of the graphene atomic model may be performed in more detail by calculating three carbon atoms neighboring based on one carbon atom. That is, with respect to the position coordinates (xa, ya, za) of one specific carbon atom, the distance from all other atoms (i) is calculated using the following equation.
[식 1][Equation 1]
해당 계산의 결과 계산된 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 원자 i 는 이웃 원자로 판단한다. If the calculated distance is less than 1.45A (Angstrom), the atom i is considered to be a neighboring atom.
이러한 계산을 이용한 결과를 통해 결정된 3개의 이웃원자들의 좌표들이 포함된 평면의 수직 (normal) 방향 계산한다.The result of this calculation is used to calculate the normal direction of the plane containing the coordinates of three neighboring atoms.
한편, 하나의 특정 탄소 원자를 기준으로 이웃 원자가 2개 이하일 때는 수직 방향에 대해 계산하지 않는다. 즉, 하나의 특정 탄소 원자를 기준으로 이웃 원자가 3개 미만인 경우는 가스 원자가 결합될 수 없는 탄소 원자로 판단을 하는 것이다.On the other hand, when there are two or less neighboring atoms based on one specific carbon atom, the calculation is not performed in the vertical direction. That is, when there are less than three neighboring atoms on the basis of one specific carbon atom, it is determined as a carbon atom to which a gas atom cannot be bonded.
이렇게 탄소 원자에서의 수직 방향이 계산되는 탄소 원자들만이 일단 가스 원자들이 흡착 가능한 탄소 원자들일 것이다. Only those carbon atoms whose vertical orientation at the carbon atoms are calculated will be carbon atoms once gas atoms are adsorbable.
그러나 전술한 바와 같이 단결정 그래핀 원자 모델만이 존재하는 것이 아니라 다양한 형태의 그래핀 원자 모델이 존재하므로 단결정 그래핀 원자 모델이 아니라면 가스 원자의 크기를 고려하여 탄소 원자에 가스 원자가 흡착 가능한지 다시 한번 더 판단하여야 할 것이다.However, as described above, not only the single crystal graphene atomic model exists but also various types of graphene atomic models, so if the single crystal graphene atomic model is not considered, the gas atom can be adsorbed to the carbon atom once again considering the size of the gas atom. You will have to judge.
탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 원자를 판단하는 것은 보다 상세하게는 먼저 특정 하나의 탄소 원자로부터 흡착 원자의 반경(R이라 함)만큼 떨어진 두 개의 흡착 가능한 위치를 계산한다. 그리고 앞서 탄소 원자를 기준으로 계산된 수직 방향을 (Nx, Ny, Nz)라 하면 두 개의 흡착 가능한 위치는 각각 다음 [식 2]와 같다Determining which of the carbon atoms the gas atom can adsorb is more specifically first calculating two adsorbable positions away from a specific carbon atom by the radius of the adsorption atom (referred to as R). If the vertical direction calculated based on the carbon atom is (Nx, Ny, Nz), the two adsorptive positions are as follows.
[식 2][Equation 2]
두 개의 흡착 위치가 가능한 것은 그래핀이 2차원 구조를 가지므로 양면으로 모두 가스 원자가 부착 가능한 점을 고려한 것이며, 이렇게 흡착 가능한 위치는 이하의 설명의 편의를 위해 a1, a2라고 한다.The two adsorption positions are possible in consideration of the fact that graphene has a two-dimensional structure, so that gas atoms can be attached to both sides, and the positions of adsorption are referred to as a1 and a2 for the convenience of the following description.
이렇게 생성된 그래핀 원자 모델의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 원자를 판단하면, 해당 탄소 원자들에 가스 원자의 흡착 순서와 흡착 위치를 결정한다(S130).When the vertical direction in each of the carbon atoms of the graphene atomic model generated as described above is determined to determine the atoms that can be adsorbed by the gas atoms among the carbon atoms, the adsorption order and the adsorption positions of the gas atoms are determined (S130).
단결정 그래핀 원자 모델의 경우 흡착의 순서 및 위치는 원자의 번호 순서에 따라 이루어진다.In the case of a single crystal graphene atomic model, the order and location of adsorption is based on the number order of the atoms.
그러나 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 흡착의 순서와 흡착 위치는 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용한 결정된다.However, in the case of a single crystal graphene atomic model, at least one of the order of adsorption and the location of adsorption is determined using a random number.
물론 난수에 의한 임의의 선정 방식 뿐만 아니라 사용자가 흡착 순서와 흡착 위치 등을 설정하는 것도 가능할 것이며 임의의 선정 방식과 사용자 설정에 의한 방식을 혼합하여 사용하는 것도 가능할 것이다.Of course, it is also possible that the user can set the adsorption order and the adsorption position as well as the random selection method by random numbers, and it is also possible to mix the random selection method and the method by the user setting.
예를 들어,하나의 탄소 원자에 대해서는 표면의 양면 즉 앞서 계산된 a1, a2를 모두 각각 하는 번갈아서 흡착시키는 경우나, 앞면을 먼저 모두 흡착한 후 뒷면을 흡착하도록 하는 등의 다양한 방식이 가능할 수 있으며, 이러한 방법은 랜덤하게 또는 사용자에 의해 미리 설정된 순서로 모두 가능하다.For example, a single carbon atom may be variously adsorbed on both sides of the surface, that is, the previously calculated a1 and a2, respectively, or adsorbing the front side first and then the back side. However, these methods can be both random or in a preset order by the user.
한편, 그래핀의 탄소 원자의 결합수는 4 이내로 제한되므로 2개의 가스 원자가 동일한 탄소 원자에 흡착할 수 없다. 또한, 다결정 그래핀, 그래핀의 변형이나 중복 임계의 발생, 그래핀에 불순물 결합 등의 다양한 변수를 함께 고려하여 그래핀 원자 모델을 생성하는 경우 이로 인하여 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합하기 위한 공간이 부족할 수 있다.On the other hand, since the bond number of carbon atoms of graphene is limited to 4 or less, two gas atoms cannot be adsorbed to the same carbon atom. In addition, when a graphene atomic model is generated in consideration of various variables such as polycrystalline graphene, deformation of graphene, occurrence of overlapping thresholds, and impurity bonding to graphene, a gas atom is required to bind to carbon atoms of graphene. You may run out of space.
특히, 앞선 단계 102에서는 탄소 원자와 가스 원자들의 크기와 거리만을 고려하여 가스 원자가 결합이 가능한 탄소 원자 여부를 판단하였다. 그러나 실제 가스 원자들이 결합되면 가스 원자들과 탄소 원자들의 결합으로 인한 간섭 등이 발생하여 가스 원자들이 결합하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.In particular, in the previous step 102, it is determined whether the gas atom is capable of bonding by considering only the size and distance of the carbon atom and the gas atom. However, when the actual gas atoms are combined, interference due to the combination of the gas atoms and the carbon atoms may occur, and thus the gas atoms may not be bonded.
따라서 흡착 순서와 흡착 위치를 결정할 때에는 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하여 다음 가스 원자의 결합 가능 여부를 한번 더 판단하는 것이 필요하다.Therefore, when determining the order of adsorption and the location of adsorption, it is necessary to determine whether the next gas atom can be bonded once more by using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene.
이에 대해 보다 상세하게 살펴보면, 첫 번째 흡착 원자의 그래핀 표면에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 거리가 하나라도 R보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능하고, 모두 R 보다 크면 흡착이 가능한 것으로 판단한다.Looking more closely at this, we calculate the distance between the position on the graphene surface of the first adsorption atom and all other carbon atoms, and if any distance is less than R, adsorption at this adsorption site is impossible, and all If large, adsorption is considered possible.
앞서 결정된 순서에 따라 두번째 흡착 원자의 위치와 모든 탄소원자 사이의 거리를 계산하여 거리가 하나라도 R 보다 작으면 이 위치는 흡착이 불가능한 것으로 판단한다. 그리고 흡착 원자의 위치와 이미 흡착이 되어있는 원자 위치와의 거리를 계산하여 계산된 거리가 2R 보다 작으면 흡착이 불가능한 것으로 판단한다.By calculating the distance between the position of the second adsorption atom and all carbon atoms in the order determined above, if the distance is less than R, it is determined that the position is impossible. The distance between the positions of the adsorption atoms and the positions of the atoms already adsorbed is calculated to determine that adsorption is impossible if the calculated distance is less than 2R.
흡착 순서에 따른 세번째 또는 그 이후의 부속 위치에 대해서는 이상의 과정들을 그대로 수행하여 가스 원자가 실제로 흡착 가능여부를 판단한다.For the third or subsequent appended positions in the adsorption order, the above processes are performed as is to determine whether the gas atoms are actually adsorbable.
이러한 과정을 통해 최종적으로 그래핀의 탄소 원자들에 탄소 원자와 가스 원자들의 흡착에 따른 공간까지 고려하여 흡착 가능한 가스 원자들만이 모두 흡착 순서와 위치에 따라 흡착되면, 그래핀의 원자수로부터 계산되는 표면적과 흡착 가능한 가스의 원자 수, 및 흡착 면적 계산을 계산하여 출력한다.Through this process, when all the gas atoms that can be adsorbed in consideration of the adsorption of carbon atoms and gas atoms to the carbon atoms of graphene are adsorbed according to the order and location of adsorption, it is calculated from the number of atoms of graphene. The surface area, the number of atoms of the gas that can be adsorbed, and the adsorption area are calculated and output.
여기서의 출력이라 함은 계산된 값을 단순히 결과값만 보여주거나 혹은 표로 보여주거나, 그래픽으로 시각화하여 보여주는 등의 다양한 방법이 가능하므로 이를 모두 포함하는 것이다. 그리고 계산된 값들은 출력을 위해 그리고 출력된 이후를 위해 일시 또는 계속하여 저장될 수 있음은 자명하다.The output here includes all of them because various methods such as simply displaying the calculated values, showing them in a table, or visualizing them graphically are possible. And it is obvious that the calculated values can be stored temporarily or continuously for output and after output.
한편, 전술한 본 발명에 따른 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치 및 방법은 컴퓨터와 같은 장치로 구현되어 본 발명에 의한 그래핀의 가스 흡착량을 계산할 수 있다. 또한, 각각의 기능을 수행하는 부분들을 모듈로 구성하고 그 모듈들을 결합하여 하나의 장치로 구현할 수 있다.On the other hand, the above-described gas adsorption amount calculation device and method of the graphene according to the present invention can be implemented by a device such as a computer can calculate the gas adsorption amount of the graphene according to the present invention. In addition, parts that perform each function may be configured as modules, and the modules may be combined to be implemented as a single device.
이렇게 본 발명에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산을 장치로 구현하는 경우를 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.Thus, the case of implementing the calculation of the gas adsorption amount of the graphene according to the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the configuration of the graphene gas adsorption amount calculation device according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치(200)는 그래핀 원자 모델 생성부(210), 판단부(220), 흡착 결정부(230) 및 출력부(240)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the graphene gas adsorption
먼저 그래핀 원자 모델 생성부(210)는 그래핀 원자 모델을 생성한다.First, the graphene
생성되는 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델부터 다결정 그래핀 원자 모델뿐만 아니라 모제(substrate)와 결합되는 그래핀 원자 모델, 그리고 모제의 결합이나 외부 압력 등에 의해 변형된 변형 그래핀 원자 모델, 그래핀과 모제 또는 그래핀과 그래핀 사이에 계면 불순물이 포함된 그래핀 원자 모델 등 다양한 원자 모델이 생성될 수 있음은 전술한 바와 같다.The generated atomic model is not only a single crystal graphene atomic model, but also a polycrystalline graphene atomic model, a graphene atomic model bonded to a substrate, and a modified graphene atomic model, graphene and As described above, various atomic models, such as a graphene atomic model including an interfacial impurity between the mother agent or graphene and graphene, may be generated.
판단부(220)는 그래핀 원자 모델 생성부(210)에서 생성된 그래핀 원자 모델의 탄소 원자 각각에서의 수직 방향을 계산하여 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 원자를 판단한다.The
판단부(220)에서 흡착 가능한 원자를 판단하면, 흡착 결정부(230)는 해당 탄소 원자들에 가스 원자의 흡착 순서와 흡착 위치를 결정한다.When the
단결정 그래핀 원자 모델의 경우 흡착의 순서 및 위치는 원자의 번호 순서에 따라 이루어지고, 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 흡착의 순서와 흡착 위치는 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용한 결정된다.In the case of a single crystal graphene atomic model, the order and position of adsorption are made according to the number order of atoms, and in the case of non-single graphene atomic model, at least one of the order and the position of adsorption is determined using a random number. .
물론 난수에 의한 임의의 선정 방식 뿐만 아니라 사용자가 흡착 순서와 흡착 위치 등을 설정하는 것도 가능할 것이며 임의의 선정 방식과 사용자 설정에 의한 방식을 혼합하여 사용하는 것도 가능한 점은 전술한 바와 같다.Of course, the user can set the adsorption order and the adsorption position as well as the arbitrary selection method by random numbers, and the arbitrary selection method and the user setting method can be used as described above.
또한, 판단부(220)에서는 탄소 원자와 가스 원자들의 크기와 거리만을 고려하여 가스 원자가 결합이 가능한 탄소 원자 여부를 판단하였으므로 실제 가스 원자들이 결합되면 가스 원자들과 탄소 원자들의 결합으로 인한 공간 부족이 발생하여 가스 원자들이 결합하지 못하는 경우가 발생할 수 있는 점을 고려하여 흡착 결정부(230)에서 흡착의 순서와 흡착의 위치뿐만 아니라 흡착 여부까지 결정하게 된다.In addition, the
이하에서는 도 3과 도 4의 본 발명의 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법 또는 장치에 의해 수행되는 그래핀 원자 모델의 예시를 통해 본 발명을 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described through an example of a graphene atomic model performed by the method or apparatus for calculating a gas adsorption amount of graphene according to the present invention of FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법 또는 장치에 의해 생성된 그래핀의 가스 흡착 모델의 예시를 도시한 도면이다. 도 3은 특히 복잡한 표면을 가지는 구겨진 형태의 그래핀에서 가스 원자들이 결합하는 것을 시각적으로 도시한 것이다. 물론 이를 통해 그래핀의 가스 흡착량의 계산할 수 있음은 자명하다.3 is a view showing an example of a gas adsorption model of graphene produced by the method or apparatus for calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention. 3 is a visual representation of the bonding of gas atoms in crumpled graphene with a particularly complex surface. Of course, it is obvious that the gas adsorption amount of graphene can be calculated through this.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법 또는 장치에 의해 생성된 그래핀의 가스 흡착 모델의 다른 예시를 도시한 도면이다. 도 4에 도신된 바와 같이 그래핀이 변형된 경우 가스 원자들의 크기에 의해 먼저 흡착된 가스 원자에 의해 다른 가스 원자가 흡착하지 못하는 경우까지 고려하여 가스 원자의 흡착 여부를 결정하여야 한다.4 is a view showing another example of the gas adsorption model of graphene produced by the method or apparatus for calculating the gas adsorption amount of graphene according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, when graphene is deformed, adsorption of gas atoms should be determined in consideration of the case where other gas atoms cannot be adsorbed by the gas atoms adsorbed first by the size of the gas atoms.
이러한 본 발명에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법 또는 장치에 의해 생성된 그래핀의 가스 흡착 모델은 실제 시험을 하지 않고도 시뮬레이션 등을 통해 가스 센서로 이용하는 경우 그 성능 등을 예측할 수 있게 한다.The gas adsorption model of graphene generated by the method or apparatus for calculating the gas adsorption amount of graphene according to the present invention enables to predict the performance and the like when used as a gas sensor through simulation or the like without performing an actual test.
한편, 이상에서 살펴본 본 발명에 의한 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터나 서버 등과 같은 디지털 처리 장치에 설치되어 본 발명을 구현될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 컴퓨터 장치나 별도의 장치 등으로 구현되는 것도 가능할 것이다.Meanwhile, the method for calculating gas adsorption amount of graphene according to the present invention described above may be implemented as a program and installed in a digital processing device such as a computer or a server to implement the present invention. In addition, as described above, it may be implemented as a computer device or a separate device.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.
Claims (23)
상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계;
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서 하나의 탄소 원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단하여 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단하고, 3개 이상인 경우 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자로 판단하여 상기 그래핀의 탄소 원자들 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계;
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계; 및
흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
In the method for calculating the gas adsorption amount of graphene (graphene) performed by a computing device,
Generating an atomic model of the graphene;
When the distance from each carbon atom of graphene to another carbon atom based on one carbon atom is less than 1.45A (Angstrom), it is determined that the neighboring carbon atoms are less than three neighboring carbon atoms. Judging the carbon atoms, and in the case of three or more, determining the carbon atoms that can be adsorbed from the carbon atoms of the graphene by determining the carbon atoms that can be adsorbed;
Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms; And
Method for calculating the gas adsorption amount of graphene comprising the step of outputting information on the possible adsorption atoms.
상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계에서,
상기 생성되는 그래핀의 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델, 다결정 그래핀 원자 모델, 변형 그래핀 원자 모델 및 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 1,
In generating the atomic model of the graphene,
The atomic model of the resulting graphene is at least one of a graphene atomic model including a single crystal graphene atomic model, a polycrystalline graphene atomic model, a modified graphene atomic model, and interfacial impurities. Calculation method.
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서 하나의 탄소 원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단하여 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단하고, 3개 이상인 경우 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자로 판단하여 상기 그래핀의 탄소 원자들 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계에서,
상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 가스 원자의 크기를 이용하여 판단되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 1,
When the distance from each carbon atom of graphene to another carbon atom based on one carbon atom is less than 1.45A (Angstrom), it is determined that the neighboring carbon atoms are less than three neighboring carbon atoms. In the step of determining the carbon atoms, and in the case of three or more carbon atoms that can be adsorbed by the gas atoms to determine the carbon atoms that can be adsorbed among the carbon atoms of the graphene,
The method for calculating the gas adsorption amount of graphene, wherein the determining of the carbon atoms that can be adsorbed among the carbon atoms is determined using the size of the gas atoms.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계에서,
상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델의 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치는 상기 탄소 원자의 번호 순서에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 1,
In the step of determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms,
In the case where the generated atomic model of graphene is a single crystal graphene atomic model, the adsorption order and position of the gas atoms are determined according to the numerical order of the carbon atoms.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계에서,
상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 1,
In the step of determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms,
When the atomic model of the graphene is not a single crystal graphene atomic model, at least one of the adsorption order and positions of the gas atoms is determined by using a random number. Way.
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계는,
상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하여 다음 순서에 결합되는 가스 원자의 결합 가능 여부를 더 판단하여 결정되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 1,
Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms,
The method of calculating the gas adsorption amount of graphene, characterized in that further determined by using the information on the space after the gas atom is bonded to the carbon atoms of the graphene further determine whether the gas atoms are bonded in the next order.
상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은,
가장 먼저 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반경보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 9,
Further using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene,
The first gas atom to be adsorbed calculates the distance between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms, and if at least one of the calculated distances is smaller than the radius of the gas atom, it is determined that adsorption at this adsorption position is impossible. Method for calculating the gas adsorption amount of graphene, characterized in that.
상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은,
상기 가장 먼저 흡착되는 가스 원자를 제외하고 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반지름보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법.
The method of claim 10,
Further using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene,
Except for the first adsorbed gas atom, the adsorbed gas atom calculates the distance between the position at the adsorbed carbon atom and all other carbon atoms, and if any of the calculated distances is less than the radius of the gas atom, Method for calculating the gas adsorption amount of graphene, characterized in that it is determined that the adsorption at the adsorption position is impossible.
상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 그래핀 원자 모델 생성부;
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서 하나의 탄소 원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단하여 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단하고, 3개 이상인 경우 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자로 판단하여 상기 그래핀의 탄소 원자들 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 판단부;
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 흡착 결정부; 및
흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
In the graphene gas adsorption amount calculation device,
A graphene atomic model generator configured to generate an atomic model of the graphene;
When the distance from each carbon atom of graphene to another carbon atom based on one carbon atom is less than 1.45A (Angstrom), it is determined that the neighboring carbon atoms are less than three neighboring carbon atoms. Judgment unit for determining the carbon atoms, and if there are three or more of the carbon atoms of the graphene to determine the carbon atoms that can be adsorbed by determining the carbon atoms that can be adsorbed gas atoms;
An adsorption determining unit determining an order and a position of adsorbing a gas atom to the adsorbable carbon atoms; And
Graphene gas adsorption amount calculation device characterized in that it comprises an output unit for outputting information on the possible adsorption atoms.
상기 그래핀 원자 모델 생성부에서 생성되는 상기 그래핀의 원자 모델은 단결정 그래핀 원자 모델, 다결정 그래핀 원자 모델, 변형 그래핀 원자 모델 및 계면 불순물을 포함하는 그래핀 원자 모델 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 12,
The atomic model of the graphene generated by the graphene atomic model generator is at least one of a single crystal graphene atomic model, a polycrystalline graphene atomic model, a modified graphene atomic model and a graphene atomic model including interfacial impurities. Graphene gas adsorption amount calculation device.
상기 판단부에서 상기 탄소 원자 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 것은 상기 가스 원자의 크기를 더 이용하여 판단되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 12,
In the determining unit, the gas adsorption amount calculation device of graphene, wherein the determining of the carbon atoms adsorbable by the gas atoms among the carbon atoms is further determined using the size of the gas atoms.
상기 흡착 결정부에서 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 것은,
상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델의 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치는 상기 탄소 원자의 번호 순서에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 12,
Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms in the adsorption determining unit,
In the case where the atomic model of the generated graphene is a single crystal graphene atomic model, the adsorption order and position of the gas atoms are determined according to the number order of the carbon atoms, wherein the gas adsorption amount calculation device for graphene is determined.
상기 흡착 결정부에서 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 것은,
상기 생성되는 그래핀의 원자 모델이 단결정 그래핀 원자 모델이 아닌 경우 상기 가스 원자의 흡착 순서 및 위치 중 적어도 하나는 난수(random number)를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 12,
Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms in the adsorption determining unit,
When the atomic model of the generated graphene is not a single crystal graphene atomic model, at least one of the adsorption order and positions of the gas atoms is determined by using a random number. Device.
상기 흡착 결정부에서 상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 것은,
상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하여 다음 순서에 결합되는 가스 원자의 결합 가능 여부를 더 판단하여 결정하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 12,
Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms in the adsorption determining unit,
The apparatus for calculating the gas adsorption amount of graphene, wherein the gas atom is further determined by determining whether or not the gas atoms bonded in the next sequence can be combined by further using information about the space after the gas atoms are bonded to the carbon atoms of the graphene.
상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은,
가장 먼저 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반경보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 20,
Further using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene,
The first gas atom to be adsorbed calculates the distance between the position at the carbon atom to be adsorbed and all other carbon atoms, and if at least one of the calculated distances is smaller than the radius of the gas atom, it is determined that adsorption at this adsorption position is impossible. Graphene gas adsorption amount calculation device, characterized in that.
상기 가스 원자가 그래핀의 탄소 원자에 결합한 후의 공간에 대한 정보를 더 이용하는 것은,
상기 가장 먼저 흡착되는 가스 원자를 제외하고 흡착되는 가스 원자는 흡착되는 탄소 원자에서의 위치와 다른 모든 탄소 원자 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리가 하나라도 상기 가스 원자의 반지름보다 작으면 이 흡착 위치에 흡착이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 장치.
The method of claim 21,
Further using information about the space after the gas atom is bonded to the carbon atom of graphene,
Except for the first adsorbed gas atom, the adsorbed gas atom calculates the distance between the position at the adsorbed carbon atom and all other carbon atoms, and if any of the calculated distances is less than the radius of the gas atom, Graphene gas adsorption amount calculation device characterized in that it is determined that the adsorption at the adsorption position is impossible.
상기 그래핀의 원자 모델을 생성하는 단계;
상기 그래핀의 탄소 원자 각각에서 하나의 탄소 원자를 기준으로 다른 탄소 원자까지의 거리가 1.45A(Angstrom)보다 작으면 이웃하는 탄소 원자로 판단하여 이웃하는 탄소 원자가 3개 미만인 경우 가스 원자가 흡착 가능하지 않은 탄소 원자로 판단하고, 3개 이상인 경우 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자로 판단하여 상기 그래핀의 탄소 원자들 중 가스 원자가 흡착 가능한 탄소 원자를 판단하는 단계;
상기 흡착 가능한 탄소 원자들에 가스 원자를 흡착하는 순서 및 위치를 결정하는 단계; 및
흡착 가능한 가능한 원자들에 대한 정보를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 가스 흡착량 계산 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.In the recording medium recording a program for implementing a method of calculating the gas adsorption amount of graphene (graphene) performed by a computing device,
Generating an atomic model of the graphene;
When the distance from each carbon atom of graphene to another carbon atom based on one carbon atom is less than 1.45A (Angstrom), it is determined that the neighboring carbon atoms are less than three neighboring carbon atoms. Judging the carbon atoms, and in the case of three or more, determining the carbon atoms that can be adsorbed from the carbon atoms of the graphene by determining the carbon atoms that can be adsorbed;
Determining the order and position of adsorbing gas atoms to the adsorbable carbon atoms; And
And a program for implementing a method for calculating a gas adsorption amount of graphene, comprising outputting information on possible adsorptive atoms.
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