센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법
SCREENING METHOD OF CANDIDATE MATERIALS FOR SENSOR MODIFICATION
특허 요약
본 발명은 밀도범함수이론(Density Function Theory, DFT)을 이용하여 개질 후보 기능기들의 형성 에너지(formation energy)를 계산하는 제1 단계; 상기 형성 에너지가 음의 값일 경우, 개질 후보 기능기 각각으로 개질된 센서 표면과 감지 대상 기체와의 결합 에너지(binding energy)를 밀도범함수이론을 이용하여 계산하는 제2 단계; 및 상기 결합 에너지가 음의 값일 경우, 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션을 이용하여 감지 대상 기체에 대한 개질 후보 기능기의 선택능을 평가하는 제3 단계;를 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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전자 장치에 의해 수행되는 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법에 있어서,밀도범함수이론(Density Function Theory, DFT)을 이용하여 개질 후보 기능기들의 형성 에너지(formation energy)를 계산하는 제1 단계;상기 형성 에너지가 음의 값일 경우, 개질 후보 기능기 각각으로 개질된 센서 표면과 감지 대상 기체와의 결합 에너지(binding energy)를 밀도범함수이론을 이용하여 계산하는 제2 단계; 및상기 결합 에너지가 음의 값일 경우, 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션을 이용하여 감지 대상 기체에 대한 개질 후보 기능기의 선택능을 평가하는 제3 단계;를 포함하고,상기 형성 에너지는 하기 수학식 1로 계산되는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법:[수학식 1]DEbond = EF - (ES + EG)수학식 1에서,DEbond는 개질 후보 기능기의 형성 에너지이며,EF은 개질 후보 기능기로 개질된 센서 표면의 에너지이고,ES는 개질전 센서 표면의 에너지이며,EG는 개질 후보 기능기의 에너지이다.

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청구항 1에 있어서,상기 결합 에너지는 하기 수학식 2로 계산되는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법:[수학식 2]Ebinding = EA - EF - ED수학식 2에서,Ebinding는 개질 후보 기능기로 개질된 센서 표면과 감지 대상 기체와의 결합 에너지이고,EA는 개질 후보 기능기로 개질된 센서 표면에 감지 대상 기체가 흡착된 상태에서의 에너지이며,EF는 개질 후보 기능기로 개질된 센서 표면의 에너지이고,ED는 감지 대상 기체의 에너지이다.

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청구항 1에 있어서,제2 단계 이후 및 제3 단계 이전에 상기 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션 내에 센서가 작동하는 환경에 따라 주변 유체로서 혼합기체를 모델링하는 단계를 더 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.

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청구항 1에 있어서,제2 단계 이후 및 제3 단계 이전에 상기 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션을 이용하여 개질 후보 기능기로 개질된 센서 표면과 감지 대상 기체와의 결합 에너지(binding energy)를 계산하는 단계를 더 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.

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청구항 5에 있어서,상기 결합 에너지는 반데르발스 힘(van der Waals force) 및 쿨롱힘(Coulomb force)를 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.

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청구항 1에 있어서,상기 제3 단계에서의 선택능은 분자동역학(molecular dynamics) 시뮬레이션을 이용하여 개질 후보 기능기 각각에 대한 감지 대상 기체의 동경분포함수(Radial Distribution Function, RDF)를 도출하는 단계 (3-1); 및각 개질 후보 기능기에 대하여 도출된 동경분포함수를 비교하여 감지 대상 기체에 대한 개질 후보 기능기의 선택능을 평가하는 단계 (3-2);를 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.

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청구항 7에 있어서,상기 단계 (3-2)에서 선택능 평가는 도출된 동경분포함수의 최대 피크가 가장 높은 개질 후보 기능기를 감지 대상 기체에 대한 선택능이 가장 높은 것으로 판단하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.

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청구항 1에 있어서,상기 제1 단계에서 계산된 형성 에너지가 양의 값인 개질 후보 기능기는 센서 표면을 개질 가능하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.

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청구항 1에 있어서,상기 제2 단계에서 계산된 결합 에너지가 양의 값인 개질 후보 기능기는 감지 대상 기체가 흡착되지 않는 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는, 센서 개질 후보 물질의 스크리닝 방법.