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하지만 당대의 인종차별적 분위기로 인하여 이치카와와 야마기와가 아닌 기생충 감염을 기전으로 하는 암을 발견했다고 주장한 요하네스 피비게르에게 1926년 노벨상이 수여되었다. 이후 피비게르의 연구에 오류가 존재함이 밝혀진 후인 1936년, 이치카와는 노벨상 후보에 오르지만 끝내 수상이 불발되었다.
피비게르의 연구에 중대한 오류가 존재함이 판명난 현대 서구권의 암 관련 교과서에서는 피비게르의 이름은 나오지 않지만, 야마기와와 이치카와의 암 발생 연구는 기재되고 있다.
비록 이치카와와 야마기와는 노벨상을 받지 못하였으나, 두 과학자의 실험은 암 연구에 매우 큰 기여를 하였다고 평가받는다.
1877년 이키케 지진은 5월 9일 21시 16분 (협정 세계시(UTC) 기준 5월 10일 0시 59분)에 발생한 지진이다. 표면파 규모 8.5를 기록했다. 다른 규모 추정치는 최대 8.9 및 9.0 (쓰나미 규모 기준)이다. 이 지진은 수정 메르칼리 진도 계급에서 최대 XI 계급을 기록했으며 파괴적인 지진해일을 일으켰다. 총 2,385명이 사망했으며, 주로 피지에서 쓰나미로 인해 사망했다.
당시 볼리비아의 일부였으나 현재 칠레의 안토파가스타주에 속하는 피해 지역은 이 기간 동안 두 나라 간의 아타카마 국경 분쟁의 대상이었다. 볼리비아와 칠레 간의 1874년 국경 조약에 따라 1877년 두 나라의 국경은 남위 24도선을 따랐다. 이 조약의 조건은 볼리비아가 남위 23도선과 남위 24도선 사이(안토파가스타시 포함)에서 칠레 기업이 질산염을 채굴하는 것에 대해 25년 동안 세금을 부과하지 않아야 했으며, 두 나라 간에 공유하기로 합의된 관세는 예외였다.
1877년 지진과 쓰나미로 인한 광범위한 피해 이후, 안토파가스타 시 당국은 도시 재건 기금을 마련하기 위해 수출되는 질산염 퀸탈(약 )당 10 센타보의 세금을 부과하기로 결정했다. 이 지역의 주요 질산염 채굴 회사인 칠레의 안토파가스타-볼리비아 철도 회사는 칠레 정부의 지원을 받아 지불을 거부했다. 이 분쟁은 1879년부터 1884년까지 벌어진 태평양 전쟁으로 이어졌고, 이로 인해 칠레는 타크나까지 북쪽으로 영토를 장악했으며 볼리비아의 전체 해안선도 차지했다.
페루와 칠레의 해안 지역은 나스카판이 페루-칠레 해구를 따라 남아메리카판 아래로 섭입되는 수렴 경계 위에 있다. 이 경계를 가로지르는 수렴 속도는 연간 약 8 cm로 측정된다. 이 경계는 섭입 및 위에 있는 판 내의 단층 활동으로 인한 사건 외에도 많은 거대한 해구형 지진의 현장이다.
지진 흔들림은 타라파카와 안토파가스타주 해안 지역 대부분에 상당한 피해를 입혔다. 쓰나미는 아리카의 성 마르코 대성당까지 도달했다.. 1868년 아리카 지진으로 인한 쓰나미의 마지막 파도에 의해 수백 미터 내륙으로 밀려났던 미국 포함 와터리의 잔해는 해안을 따라 북쪽으로 수 킬로미터 이동하여 해안선에 더 가까워졌다.
칠레에서는 쓰나미로 총 277명이 사망했으며, 주로 타라파카주에서 발생했다. 쓰나미로 인한 사망자의 대부분약 2,000명은 피지에서 발생했으며, 힐로에서는 5명이 사망했다.
이키케에서 남쪽으로 70 km 떨어진 해안 마을인 칼레 파벨론데피카에서는 흔들림이 5분 동안 지속되었다. 수정 메르칼리 진도 계급 VIII 이상의 진동이 느껴진 지역은 아리카 남쪽 약 50 km 지점에서 코비하 남쪽까지 뻗어 있었다. 이는 약 의 단층 파열 길이를 나타낸다.
북쪽의 아리카에서 남쪽의 메히요네스에 이르는 약 의 해안선을 따라 높이의 파도가 관측되었다. 아리카에서는 여덟 개의 별개의 큰 해일이 기록되었다. 쓰나미는 페루와 칠레 북부 해안에 영향을 미쳤으며, 환태평양 전역에서 관측되었다. 쓰나미는 사모아에서 3.6 m, 하와이 힐로에서 5 m, 호주 시드니에서 0.6 m의 높이에 도달했다. 일본 가마이시시에서는 3 m의 파고가 기록되었다.
미래 지진 위험.
1877년 지진의 단층 파열 영역은 판 경계의 주요 지진공백역 중 하나인 "북칠레 지진공백역"으로 인식되어 왔다. = 7.7의 2007년 토코피야 지진은 지진공백역의 남쪽 가장자리에서 발생했지만, 이 지역 내에서 큰 해구형 지진의 위험을 반드시 줄였다고 간주되지는 않는다. 2005년에는 이 판 경계 부분에서 대지진의 재현 주기가 135년으로 추정되었는데, 이는 1877년 사건과 유사한 지진이 21세기 초에 발생할 가능성이 있음을 시사한다. 2014년 이키케 지진은 같은 지진공백역에서 = 8.2의 규모로 발생했다.
카밀 피오트르 코소프스키(, 1977년 8월 30일 ~ )는 폴란드의 축구 평론가이자 공동 해설자이며, 과거 미드필더로 활약했던 축구 선수이다.
비스와 크라쿠프 및 임대.
코소프스키는 2002-03년 UEFA컵 경기에서 비스와 크라쿠프를 위해 활약하며 폴란드에서 명성을 얻었다.
그는 2003년 독일의 1. FC 카이저슬라우테른으로 이적한 뒤, 사우샘프턴로 이동하여 2005-06년 시즌 동안 1년 임대로 뛰었으며 폴란드 국가대표팀에 다시 소집되었다. 사우샘프턴에서는 리그 경기에서 한 골을 기록했는데, 이는 헐 시티와의 1–1 무승부 경기에서였다.
AC 키에보베로나에서 임대로 활약한 뒤, 코소프스키는 비스와 크라쿠프로 복귀하여 시즌 전반기 동안 뛰어난 활약을 펼쳤다. 그는 13경기에서 9개의 도움을 기록하며 리그 전반기 최다 도움 선수로 이름을 올렸다. 그러나 2008년 1월 14일, 비스와 크라쿠프와 코소프스키는 새로운 계약에 합의하지 못함에 따라 남은 계약을 상호 해지하였다.
코소프스키는 2008년 1월 25일, 스페인 2부 리그 팀인 카디스와 2년 반 계약을 체결했다. 2007-08년 시즌 카디스는 세군다 디비시온에서 20위를 기록하며 세군다 디비시온 B로 강등되었다.
2008년 7월 7일, 코소프스키는 카디스에서 APOEL로 이적하며 2년 계약을 체결했다. APOEL에서의 첫 공식 경기인 슈퍼컵 경기에서 코소프스키는 아노르토시스 파마구스타를 상대로 결승골을 기록하며 팀의 승리를 이끌었고, APOEL은 슈퍼컵 타이틀을 획득했다.
클럽에서의 첫 시즌 동안 그는 APOEL이 2008-09년 키프로스 챔피언십에서 우승하도록 기여하며 뛰어난 기량을 선보였고, 클럽의 가장 중요한 선수 중 한 명으로 평가받았다. 다음 시즌에는 슈퍼컵 우승을 다시 차지했으며, 2009-10년 UEFA 챔피언스리그 조별 리그 5경기에도 출전했다. 코소프스키는 UEFA 챔피언스리그에서의 APOEL 출전 경험을 자신의 커리어에서 가장 중요한 순간 중 하나로 꼽았다.
코소프스키는 폴란드 국가대표팀에서 52경기에 출전하며 4골을 기록했다.
2005년 8월에는 발레리 로바노프스키 기념 대회에서 국가대표팀의 우승에 기여했다.
그는 독일에서 열린 2006년 FIFA 월드컵 본선에 참가할 23인 국가대표 명단에 포함되었지만, 에콰도르와의 경기에서 약 15분만 출전했다.
겐키(幻奇、げんき)는 AV 감독 아마노 다이키치가 펼치는 포르노 제작사. 덴키(天奇、てんき), 겐텐(幻天、げんてん), 도조(怒壌、どじょう), 구비시메(首絞め)라는 레아블이 있다. 해외에서는 공식 홈페이지의 도메인명에서 유래돼 'genki-genki'라고도 불렸다.
아마노 다이키치 개인(1인)이 운영하고 있는 것으로 추정되며, 웹사이트의 소재지는 일본에 있다.
회사 등록을 하지 않은 개인 운영의 무허가 사업자로 추정된다. 이전까지는 DVD 발매를 할때 'AVS'(www.avs-video.com, AVS collector's)를 통해 발매한 것으로 추정된다. 그러나 후에 해당 기업이 문제가 발생한 것으로 보이고, 그 후 온라인 쇼핑몰인 'duga.jp'(유한회사 에이펙스(有限会社アペックス))를 통해 개인이 직접 DVD를 제작해 판매한 것으로 보인다. 이전까지는 동영상 발매 명의에서 등록업자였으나, 현재는 전부 무허가 상태인 것이다. 자신의 웹사이트를 통해서도 판매한다.
2007년 10월, 유명한 가수이자 여배우인 리디아 런치(Lydia Lunch)가 에서의 인터뷰에서 '어떤 동영상을 보고 싶은가'라는 질문에 대해 'genki-genki에 매료돼있다. 아마노 다이키치의 포르노 아트에서는 아름다운 여성이 문어, 장어, 거머리 등으로 흥분한다. 그 미학은 놀랍고, 예술과 포르노의 경계를 밀어젖히고 있다'라고 말했다.
레이블 '겐키'.
이전에 냈던 제작사와 동명의 레이블에 대해 기재.
레이블 '겐키'의 작풍.
생물과 여성의 엮임을 테마로 한다. 제1작은 암와의 엮임이었으나, 2작 이후는 장어·미꾸리·문어·해삼 등이 테마로 되어있다. 공식 사이트에서는 DVD 판매나 다운로드 판매를 하고, 해당 홈페이지의 게시판에서는 마니아들이 각각 요청을 작성한다.
장어와 미꾸리가 많이 등장한다. 이 2종 외에도 다양한 생물이 등장하나, 공통되는 것은 등장하는 생물과 여배우가 어떠한 형태로 엮이고, 생물 투성이로 되는 것이다.
어느 작품에서는 팬티 스타킹 안에 장어나 미꾸리를 집어넣어 여배우에게 입히거나, 다른 작품에서는 씹은 지렁이를 뱉어내고 이를 다시 먹이거나, 더욱이 다른 작품에서는 짓밟혀 즙 형태로 된 밀웜을 몸에 바르거나, 대량의 지렁이를 여배우의 국부에 집어넣어 바이브레이터로 휘젓는 등 플레이 내용은 다양하며 하드하다.
제1작만 개가 등장하며, 감독인 아마노 다이키치는 업계 첫 시도로 암캐에게 스트랩온 딜도를 채우거나 하여 숫캐에게는 없는 외설스러움을 보였다. 한편 사용한 것이 친정의 개로, 조명의 열로 촬영 중에 몇 번이고 구토를 했기에 안쓰러워져 두 번 다시 개로 촬영을 하고 싶지 않은 기분이 들었다고 밝혔다.
1687년 페루 지진은 1687년 10월 20일 11:30 UTC에 발생한 지진이다. 이 지진은 규모 8.4~8.7로 추정되며, 리마, 카야오, 이카에 심각한 피해를 입혔다. 이 지진은 지진해일을 일으켰고, 전체적으로 약 5,000명이 사망했다.
이 지진은 나스카판과 남아메리카판 사이의 경계에서 발생했다. 이 지진은 남아메리카판 아래로 나스카판이 섭입하면서 발생한 충상단층의 결과일 가능성이 높다.
페루와 칠레의 해안 지역은 1960년 발디비아 지진과 같이 이 판 경계에서 발생하는 거대한 해구형 지진의 역사를 가지고 있다.
피스코 항구는 지진해일로 완전히 파괴되었고, 최소 3척의 선박이 도시의 잔해 위로 쓸려갔다.
이 지진은 아마도 더 남쪽에서 또 다른 큰 지진이 뒤따랐을 것이라 추정된다. 지진해일의 파고 높이와 1974년 지진과의 비교를 통해 규모 8.7로 추정되었다.
이 지진해일은 일본에서도 보고되었는데, 수십 미터의 파고를 기록했다.
칠레는 페루가 지진과 줄기녹병 유행병으로 타격을 입은 1687년부터 페루에 곡물을 수출해 온 역사를 가지고 있다. 칠레의 토양 및 기후 조건은 페루보다 곡물 생산에 더 좋았고, 칠레 밀은 페루 밀보다 저렴하고 품질이 좋았다. 역사가들에 따르면, 1687년 사건은 수출이 시작되는 촉발 요인일 뿐이었다.
16세기와 17세기에 아메리카 대륙의 주요 포도 재배 지역은 페루 중남부 해안에 있었다. 페루에서 가장 큰 와인 제조 중심지는 이카와 피스코 지역에 있었다. 지진으로 와인셀러와 와인 저장에 사용되던 진흙 용기가 파괴되었다. 이 사건은 페루 와인 붐의 종말을 알렸다.
방향족 고리 전류()는 벤젠 및 나프탈렌과 같은 방향족 분자에서 관찰되는 효과이다. 자기장이 방향족 시스템의 평면에 수직하게 가해지면, 방향족 고리의 비편재화된 π 전자에 고리 전류가 유도된다. 이는 앙페르의 법칙의 직접적인 결과이다. 관련된 전자는 대부분의 비방향족 분자에서처럼 결합에 국한되지 않고 자유롭게 순환할 수 있으므로 자기장에 훨씬 더 강하게 반응한다.
고리 전류는 자체 자기장을 생성한다. 고리 외부에서는 이 장이 외부 인가 자기장과 같은 방향이며, 고리 내부에서는 이 장이 외부 인가 자기장에 반대된다. 결과적으로 고리 외부의 순 자기장은 외부 인가 자기장 단독보다 크고, 고리 내부에서는 작다.
NMR 분광법과의 관련성.
방향족 고리 전류는 NMR 분광법과 관련이 있는데, 방향족 분자의 1H 원자핵("양성자")의 화학적 이동에 극적인 영향을 미치기 때문이다. 이 효과는 이러한 핵 환경을 구별하는 데 도움이 되므로 분자 구조 결정에 매우 유용하다. 벤젠에서 고리 양성자는 유도된 자기장이 고리 외부에서 외부장과 같은 방향을 가지므로 비차폐를 경험하며, 사이클로헥센의 비닐기 양성자의 5.6 Ppm과 비교하여 화학적 이동은 7.3 ppm이다. 반대로 방향족 고리 내부의 양성자는 두 장이 반대 방향이므로 차폐를 경험한다. 이 효과는 6개의 내부 양성자가 −3 ppm인 사이클로옥타데카노나엔 ([18]아눌렌)에서 관찰될 수 있다.
반방향족성 화합물에서는 상황이 반대이다. [18]아눌렌의 다이음이온에서 내부 양성자는 20.8 ppm 및 29.5 ppm에서 강하게 비차폐되고 외부 양성자는 -1.1 ppm에서 상당히 차폐된다(기준에 비해). 따라서 반자성 고리 전류() 또는 반자성적 고리 전류()는 방향족성과 관련이 있는 반면 상자성적 고리 전류()는 반방향족성을 나타낸다.
유사한 효과가 3차원 풀러렌에서도 관찰되는데 이 경우 구 전류()라고 불린다.
상대적 방향족성.
관찰된 고리 전류와 관련하여 방향족성을 정량화하려는 수많은 시도가 있었다. 한 가지 방법은 반자성 자기 감수율 승고() Λ라고 불리는데, 이는 화합물의 측정된 자기 감수율과 그룹 가산성 표를 기반으로 계산된 값 사이의 차이로 정의된다. 큰 음의 값은 방향족성을 나타낸다. 예를 들어 벤젠 (Λ = −13.4)이 있다. 0에 가까운 값은 비방향족성을 나타낸다. 예를 들어 보라진 (Λ = −1.7) 및 사이클로헥세인 (Λ = 1.1)이 있다. 큰 양의 값은 반방향족성을 나타낸다. 예를 들어 사이클로뷰타다이엔 (Λ = +18)이 있다.
다른 측정 가능한 양은 리튬이 방향족 고리의 면에 π-배위 착물로 결합하는 경향이 있기 때문에 방향족 구조를 가진 리튬 착물에서 리튬 이온 Li+의 화학적 이동이다. 따라서 사이클로펜타다이에닐 리튬 (CpLi)의 리튬 원자는 −8.6 ppm (방향족)의 화학적 이동을 가지며, Cp2Li− 착물은 −13.1의 이동을 가진다.
두 가지 방법 모두 값이 고리 크기에 따라 달라진다는 단점이 있다.
핵 독립 화학적 이동.
핵 독립 화학적 이동(, NICS)은 고리 중심의 절대 자기 차폐를 계산하는 계산 방법이다. 값은 NMR 분광법의 화학적 이동 규칙과 호환되도록 부호를 반대로 하여 보고된다. 이 방법에서 음의 NICS 값은 방향족성을 나타내고 양의 값은 반방향족성을 나타낸다. NICS 값을 계산하는 다양한 방법이 있지만, NICS 값을 계산하는 가장 강력한 방법은 NICSzz 스캔에서 분자를 스캔하는 것이다. 이 과정에서 NICS 값은 고리 위에서 계산되며, 이는 각 고리의 방향족성을 평가할 수 있게 해주는데, 이는 다환 화합물에 특히 유용하다.
방향족성의 조화 진동자 모형.
방향족성의 조화 진동자 모형(, HOMA)이라고 불리는 또 다른 방법은 완전히 방향족 시스템에 대해 실현된다고 가정되는 최적 값으로부터 결합 길이의 제곱 편차를 정규화된 합으로 정의한다. 방향족 화합물은 HOMA 값 1을 가지며, 비방향족 화합물은 값 0을 가진다. 모든 탄소 시스템의 경우 HOMA 값은 다음과 같이 정의된다.
여기서 V = 257.7 Å−2는 정규화 값이고, n은 탄소-탄소 결합 수이며, d는 결합 길이이다 (dopt = 1.388 Å는 최적 값이고, di는 관찰되거나 계산된 값이다).
치궈쥔(중국어 간체: 齐国君, 영어: Guo‑Jun Qi)은 중국 출신의 인공지능·멀티모달 컴퓨팅 연구자이자 교육자이다. 웨스트레이크 대학교 공과대학 교수로 재직하며 기계지각·학습(MAPLE) 연구실을 이끈다. 이전에는 IBM T. J. 왓슨 연구소 연구원, 중플로리다대학교(UCF) 조교수, 화웨이 미국 연구소(Futurewei)의 기술 부사장·수석 AI 과학자, 오포 시애틀 연구센터의 설립 디렉터·학장·Chief Scientist로 활동했다.
치궈쥔은 중국 안후이성 합비 출신으로 알려져 있으며, 2005년 중국과학기술대학교(USTC) 자동화학과에서 공학사 학위를, 2009년 같은 대학에서 공학박사 학위를 받았다. 2013년 일리노이 대학교 어바나-샴페인(UIUC) 전기·컴퓨터공학에서 두 번째 박사학위를 취득했다. 학생 시절 멀티미디어·비전 분야에서 성과를 내 ACMMM 2007 최우수논문상을 수상했다.
치궈쥔의 연구는 멀티모달 인공지능, 컴퓨터 비전·멀티미디어 해석, 패턴 인식, 데이터 마이닝을 포괄한다. 초기에는 동시 다라벨 영상 주석(correlative multi‑label)·해시·표현학습 등 멀티미디어 인식에서 두각을 보였고, 이후 대규모 생성 모델(AIGC), 영상·가상환경 생성, 온디바이스·클라우드 협동 추론으로 확장했다. 2007년 ACMMM 최우수논문상 수상 연구는 상호 상관 구조를 활용한 다라벨 주석 모델을 제시해, 비전·멀티미디어의 개념 주석 정확도를 끌어올렸다. 화웨이·오포 재직기에는 스마트시티·비주얼 컴퓨팅·원격감지·차량 네트워킹·자율주행·2D/3D AIGC 등 산업 응용을 총괄했고, 웨스트레이크 대학교에서는 기초·응용을 잇는 MAPLE 파이프라인(데이터·모델·플랫폼)을 조성하고 있다.
치궈쥔은 2021년 말 IEEE 펠로, 2022년 IAPR 펠로 및 AAIA 펠로로 선임되었고, ACM Distinguished Scientist에 선정되었다. 대학·기업 연구 시기에는 마이크로소프트 펠로십, IBM PhD 펠로십, ACMMM 2007 최우수논문상 등을 받았다.
왕환위(중국어 간체: 王寰宇, 영어: Huanyu Wang)는 중국 출신의 반도체·전기전자공학자이다. 2021년 8월부터 2024년 12월까지 애플 미국 본사에서 중앙처리장치(CPU) 구현(implementation) 엔지니어로 재직했고, 2025년 화중과학기술대학교 집적회로학원 교수로 부임하였다. 연구 분야는 CPU 물리 구현·저전력 설계, 하드웨어 보안, 전자설계자동화(VLSI CAD) 등이다.
왕환위는 화중과학기술대학교에서 2014년 학사 학위를 받은 뒤, 2015년 노스웨스턴 대학교에서 전기공학 석사학위를 취득하였다. 2021년 플로리다 대학교에서 Mark M. Tehranipoor 지도를 받아 「물리 공격에 대한 집적회로 보안 평가와 보호를 위한 CAD 프레임워크」(원제: "CAD Frameworks for Security Assessment and Protection of ICs against Physical Attacks")로 공학박사 학위를 받았다.
왕환위의 연구는 칩 물리공격(마이크로프로빙·사이드채널 등)에 대한 방어 설계, 보안 중심 물리설계·검증 흐름, CPU 구현(타이밍·전력·면적 최적화)로 요약된다. 박사과정 동안 하드웨어 보안의 침투 경로인 프로빙 공격에 관한 종설과 평가 프레임워크를 제시했으며, 이후 산업에서 CPU 구현 업무를 수행하였다. 학술적으로는 하드웨어 보안·VLSI CAD 분야에서 인용되는 논문을 발표했고, 보안 설계 흐름과 물리 공격 내성 평가 방법론을 발전시키는 데 기여하였다.
1993년 춘계 천황상은 중앙경마의 G1급 중상경주 천황상의 107번째 대회이자 춘계(봄) 천황상의 54번째 대회로, 1993년 4월 25일에 교토 경마장에서 개최되었다.
라이스 샤워가 우승하여, 메지로 맥퀸의 춘계 천황상 3연패(連覇)를 저지했다.
화학에서 촉매 공명 이론()은 동적 촉매 표면을 사용하여 반응 가속의 반응 속도론을 설명하기 위해 개발되었다. 촉매 반응은 표면 결합 에너지 및 엔트로피가 변하는 표면에서 발생하며, 표면 결합 에너지의 진동수가 표면 반응, 흡착 및 탈착의 고유 진동수와 유사할 때 전체 반응 속도가 증가한다.
촉매 공명 이론은 프랑스 화학자 폴 사바티에가 개발한 촉매 반응의 사바티에 원리에 기초한다. 최대 촉매 성능의 한계에서 촉매 표면은 너무 강하지도 약하지도 않다. 강한 결합은 생성물 탈착으로 인해 전체 촉매 반응 속도를 제한하는 반면, 약한 결합 촉매는 표면 화학 반응 속도가 제한된다. 최적의 촉매 성능은 다른 촉매 물질을 정의하는 화학 반응의 서술자를 사용하여 '화산' 피크로 묘사된다. 사바티에 원리에 대한 실험적 증거는 1960년 발란딘에 의해 처음 입증되었다.
촉매 공명 개념은 사바티에 화산 반응 곡선의 동적 해석을 통해 제안되었다. 설명된 바와 같이, 화산 곡선의 양쪽을 피크 위로 확장하는 것은 표면 반응 또는 탈착과 같은 두 가지 속도 제한 현상의 시간 척도를 정의한다. 화산 피크를 가로지르는 결합 에너지 진폭의 진동의 경우, 진폭 끝점은 독립적인 반응 현상의 일시적으로 접근 가능한 더 빠른 시간 척도와 교차한다. 충분히 빠른 결합 에너지 진동 조건에서, 일시적인 결합 에너지 변화 진동수는 반응의 고유 진동수와 일치하고 전체 반응 속도는 화산 곡선 피크를 훨씬 초과하는 전환 빈도를 달성한다. 선택된 온도 및 진동 진폭에서 반응과 촉매의 단일 공명 진동수(1/s)는 자주색 연결선으로 식별된다. 다른 모든 인가된 진동수는 더 느리거나 덜 효율적이다.
촉매 공명 이론의 기초는 표면 결합 에너지와 표면 전이 상태가 시간과 함께 진동함에 따라 흡착, 표면 반응 및 탈착의 일시적 거동을 활용한다. 단일 종 i의 결합 에너지는 진동수 fi와 진폭 dUi의 사각형 또는 정현파를 포함하는 시간 함수를 통해 설명된다.
다른 표면 화학 종 j는 일정한 선형 매개변수 감마 γi-j에 의해 진동하는 종 i와 관련된다.
두 표면 종은 또한 일반적인 흡착 엔탈피인 델타 δi-j를 공유한다. 종 i의 진동 진동수 및 진폭을 지정하고 다른 모든 표면 종 j에 대해 γi-j와 δi-j를 관련시키면 시간 경과에 따른 모든 화학 표면 종 흡착 엔탈피를 결정할 수 있다. 두 종 i와 j 사이의 표면 반응 전이 상태 에너지는 벨–에반스–폴라니 원리의 선형 스케일링 관계에 의해 예측되며, 이는 표면 반응 엔탈피 ΔHi-j를 전이 상태 에너지 Ea에 매개변수 α 및 β와 함께 다음 관계로 연결한다.
화학 종의 진동하는 표면 및 전이 상태 에너지는 표면 반응, 흡착 및 탈착과 관련된 반응 속도 상수를 변경한다. 표면 종 i가 표면 종 j로 변환되는 표면 반응 속도 상수는 동적 활성화 에너지를 포함한다.
결과적인 표면 화학 반응 속도는 표면 결합 에너지의 진동에 반응하는 동적 속도론적 매개변수를 포함하는 표면 반응 속도 식으로 설명된다.
동적 활성화 에너지를 가진 k개의 반응이 있다. 탈착 속도 상수도 진동하는 표면 결합 에너지에 따라 달라진다.
A의 1% 전환율로 작동하는 연속 흐름 교반 반응기에서 이종 촉매에 대한 가역적인 A-에서-B 반응의 동적 표면 결합 에너지를 구현하면 그림과 같이 종 B에서 정현파 결합 에너지가 생성된다. 표면 결합 에너지 진폭 끝점 사이의 전이에서 순간 반응 속도(즉, 전환 빈도)는 극한 주기 궤도 해로 한 자릿수 이상 진동한다.
화학에 대한 함의.
모든 표면 화학 종의 진동하는 결합 에너지는 촉매 표면에 과도적인 거동의 주기적인 경우를 도입한다. 느린 진동 진동수의 경우, 과도 기간은 진동 시간 척도의 작은 양에 불과하며 표면 반응은 새로운 정상 상태에 도달한다. 그러나 진동 진동수가 증가함에 따라 표면 과도 기간은 진동의 시간 척도에 접근하고 촉매 표면은 일정한 과도 상태를 유지한다. 인가된 진동 진동수에 대한 반응의 유효 촉매 속도 플롯은 촉매 표면의 과도 조건이 인가된 진동수와 일치하는 '공명' 진동수를 식별한다. 공명 진동수에서의 촉매 속도는 정적 시스템의 사바티에 화산 곡선 최대치보다 높으며, 평균 반응 속도는 기존 촉매 반응으로 달성할 수 있는 것보다 최대 5배 더 빠르다.
표면 결합 진동은 또한 γi-j 매개변수에 의해 정의된 다양한 화학 표면 종에 따라 다른 정도로 발생한다. 비단일 γi-j 시스템의 경우, 표면 에너지 프로필의 비대칭성은 반응을 평형에서 벗어난 정상 상태로 편향시키기 위해 작업을 수행하는 결과를 초래한다. 분자 기계의 제어된 방향성과 유사하게, 결과적인 래칫 에너지 메커니즘은 자유 에너지 기울기에 대항하여 촉매 반응을 통해 분자를 선택적으로 이동시킨다.
여러 촉매 반응을 가진 표면에 동적 결합 에너지를 적용하면 각 화학 물질의 고유 진동수의 차이에서 파생된 복잡한 거동을 보인다. 이러한 진동수는 흡착, 탈착 및 표면 속도 상수 매개변수의 역수로 식별된다. 표면에서만 발생하는 A-에서-B 및 A-에서-C의 두 가지 병렬 기본 반응 시스템을 고려할 때, 동적 조건에서의 촉매 성능은 각 반응 생성물(B 또는 C)을 선택하는 데 다양한 능력을 초래한다. 묘사된 시스템의 경우, 두 반응 모두 동일한 전체 열역학을 가지며 화학 평형에서 동일한 양(50% 선택성)으로 B와 C를 생성한다. 일반적인 정적 촉매 작동에서는 제품 B만 50% 이상의 선택성으로 생산될 수 있으며 제품 C는 결코 선호되지 않는다. 그러나 그림과 같이, 다양한 진동수와 고정된 진동 진폭이지만 변화하는 끝점에서 사각파 형태의 표면 결합 역학을 적용하면 가능한 반응물 선택성의 전체 범위가 나타난다. 1-10 헤르츠 범위에는 제품 C가 매우 선택적인 매개변수의 작은 섬이 존재한다. 이 조건은 동역학을 통해서만 접근할 수 있다.
효율적인 동적 촉매의 메커니즘.
촉매 반응 중에 자유 에너지 표면의 강제적인 변화를 겪는 동적 촉매는 '프로그래밍 가능한 촉매'라고 불린다. 변형, 빛 또는 응축 전하로 활성 부위를 교란하면 흡착물 및 전이 상태의 결합 에너지가 변조되어 촉매 반응의 속도, 선택성 및 전환율이 변경된다. 기존의 정적 활성 부위로는 불가능했던 동적 촉매 및 진동하는 자유 에너지 표면으로 새로운 기회가 존재한다. 그러나 이러한 기회는 촉매를 변조하기 위한 에너지 입력을 필요로 하며, 프로그래밍 가능한 촉매의 효율성 문제를 제기한다.
강한 결합 에너지와 약한 결합 에너지 사이를 진동하는 프로그래밍 가능 촉매는 반응 중간체 사이에 양의 스케일링을 보인다. B*와 A*는 동시에 결합 에너지가 약해지고 강해진다. 강한 결합 조건에서 A*는 전이 상태를 통해 쉽게 반응하여 B*를 형성한다. 촉매 결합 조건이 약해지면 B*는 쉽게 탈착하여 B(g)를 형성하고, A(g)는 즉시 A*로 흡착되어 촉매 주기를 다시 시작한다. 효율적인 프로그래밍 가능 촉매는 활성 부위의 결합 에너지 진동마다 분자를 반응물에서 생성물로 변환하여, 촉매 표면의 대부분의 활성 부위가 모든 촉매 진동 주기마다 생성물 분자를 생산한다. 핵심적으로 중요한 것은 약한 결합 촉매 상태에서 전이 상태 장벽의 높이이다. 높은 장벽은 래칫 메커니즘을 생성하여 B*가 A*로 역반응하는 것을 방지한다.
프로그래밍 가능한 촉매의 효율성은 전환 효율(ηTOE)이라는 척도로 결정할 수 있다. 전환 효율은 반응의 시간 평균 동적 전환 빈도(TOFdyn)와 정상 상태 전환 빈도(TOFss)의 차이를 인가된 촉매 진동 진동수 fapp와 비교한다.
고효율 프로그래밍 가능 촉매는 1에 가까운 전환 효율(ηTOE ~ 1)을 보이며, 이는 인가된 진동수와 촉매 전환 진동수 사이에 동등성이 있음을 나타낸다.
효율성 감소로 이어지는 메커니즘은 근본적으로 중요하다. 그러한 촉매 메커니즘 중 하나는 누설성 프로그래밍 가능 촉매 메커니즘이다. 이러한 동적 자유 에너지 표면에서 흡착된 표면 반응물 A*는 강한 결합 촉매 상태에서 표면 생성물 B*를 형성하기 위해 쉽게 반응한다. 그러나 약한 결합 촉매 상태에서 B*는 기상에서 B(g)를 형성하기 위해 탈착하기보다는 A*를 재형성하기 위해 쉽게 역반응한다. 이는 비효율적인 프로그래밍 가능 촉매를 초래하며, 촉매를 상태 간에 변조하기 위한 대부분의 입력 에너지는 분자가 A*와 B* 사이에서 상호 변환됨에 따라 열 발생을 초래한다. 누설성 래칫 현상을 보이는 프로그래밍 가능 촉매는 인가된 촉매 진동 진동수와 동등하지 않은 시간 평균 전환 빈도를 보이며, 낮은 전환 효율을 초래한다.
전환 효율 감소로 이어지는 또 다른 프로그래밍 가능 촉매 메커니즘은 전체 반응에 참여하는 표면의 범위에서 파생된다. 프로그래밍 가능 촉매가 강한 결합 상태로 전환되면 A*는 B*로 반응하여 평형을 이룬다. 그러나 강한 결합 상태에서 A*와 B*의 자유 에너지가 유사한 시스템의 경우, 반응물 A*의 일부만이 B*로 전환된다. 이 경우, 촉매가 약한 결합 상태로 전환될 때 표면 활성 부위의 일부만이 B*를 탈착하여 B(g)를 형성한다. 촉매 상태를 변조하는 동안 결합 에너지가 변하는 A*의 흡착물은 촉매 주기를 완료하지 않고 에너지를 소비하고 열을 방출하여 비효율적인 프로그래밍 가능 촉매를 생성한다.
높은 전환 효율은 프로그래밍 가능 촉매의 효율적인 사용에 매우 중요하다. 효율성 감소로 이어지는 두 가지 주요 메커니즘인 누설성 래칫 및 낮은 참여 표면 메커니즘은 시간 평균 촉매 속도를 크게 줄일 수 있으며, 심지어 인가된 촉매 진동 진동수보다 몇 배 더 낮을 수 있다.
동적 표면 반응의 특성.
표면에서의 촉매 반응은 평형에서 벗어나 반응을 편향시키는 에너지 래칫을 나타낸다. 가장 간단한 형태로, 촉매는 더 강하거나 더 약한 결합의 두 상태 사이를 진동하며, 이 예에서는 각각 '녹색' 또는 '파란색'이라고 한다. 두 상태(녹색 및 파란색) 사이를 진동하는 촉매에 대한 단일 기본 반응의 경우, 각 촉매 상태에 대해 총 4개의 속도 계수(순방향 k1 1개, 역방향 k−1 1개)가 존재한다. 촉매는 주파수 f로 촉매 상태(파란색 또는 녹색의 j) 사이를 전환하며, 각 촉매 상태에서의 시간 τj는 촉매 상태 j에 대한 듀티 사이클 Dj가 촉매가 상태 j에 존재하는 시간의 비율로 정의된다. '파란색' 상태의 촉매의 경우:
동적 조건에서 촉매 래칫의 편향은 속도 계수 ki와 진동의 시간 상수 τi(또는 듀티 사이클)로부터 계산할 수 있는 래칫 방향성 측정항목 λ를 통해 예측할 수 있다. 두 촉매 상태(파란색과 녹색) 사이를 진동하는 촉매의 경우, 래칫 방향성 측정항목은 다음과 같이 계산할 수 있다.
방향성 측정항목이 1보다 크면 반응은 평형보다 높은 전환율에 대한 순방향 편향을 나타낸다. 방향성 측정항목이 1보다 작으면 평형보다 낮은 전환율에 대한 음의 반응 편향을 나타낸다. 여러 촉매 상태 j 사이를 진동하는 더 복잡한 반응의 경우, 래칫 방향성 측정항목은 모든 상태의 속도 상수와 시간 척도를 기반으로 계산할 수 있다.
독립적인 촉매 래칫의 운동학적 편향은 다음으로 계산되는 래칫 차단 진동수 fc보다 충분히 높은 촉매 진동 진동수 f에서 존재한다.
표면에서 반응의 단일 독립적인 촉매 기본 단계(예: A* ↔ B*)의 경우 A* 표면 피복률 θA는 래칫 방향성 측정항목에서 예측할 수 있다.
실험 및 증거.
표면 활성 부위의 동적 교란을 통한 촉매 속도 향상은 동적 전기촉매 및 동적 광촉매를 통해 실험적으로 입증되었다. 이러한 결과는 촉매 공명 이론의 틀에서 설명될 수 있지만 결정적인 증거는 아직 부족하다.
촉매 동역학의 구현은 진동하는 빛, 전위 및 물리적 교란을 사용하는 추가적인 방법으로 제안되었다.
화학에서 사바티에 원리()는 프랑스 화학자 폴 사바티에의 이름을 딴 불균일 촉매에 대한 정성적 개념이다. 이 원리는 촉매와 반응물 사이의 상호작용이 "딱 적절해야" 하며, 너무 강하거나 너무 약해서는 안 된다는 것을 명시한다. 상호작용이 너무 약하면 분자가 촉매에 결합하지 못하고 반응이 일어나지 않는다. 반대로 상호작용이 너무 강하면 생성물이 해리되지 못한다.
이 원리는 반응 속도를 반응물의 흡착열과 같은 속성에 대해 플롯하여 그래픽으로 보여줄 수 있다. 이러한 플롯은 대략 삼각형이나 역포물선처럼 생긴 최대치를 통과하며, 그 모양 때문에 화산 플롯()이라고 불린다. 두 가지 다른 속성에 대해 유사한 3차원 플롯을 구축할 수도 있는데, 예를 들어 두 성분 반응의 두 반응물에 대한 흡착열 등이 있다. 이 경우 플롯은 일반적으로 등고선도로 표시되며 화산 표면()이라고 불린다. 화산 플롯은 발란딘(Balandin)에 의해 도입되었다.
오른쪽 그림은 다양한 전이 금속을 촉매로 사용하여 폼산의 분해에 대한 화산 플롯을 보여준다. 이 경우, 반응 중간체가 표면 포름산염이라는 연구 결과에 따라 x축에는 금속 포름산염 염의 생성열 ()이 사용되었다. y축에는 반응이 특정 속도에 도달하는 온도가 사용되었다 (y축은 전통적인 "화산" 모양을 유지하기 위해 역으로 플롯되었다). 낮은 값에서는 흡착 속도가 느리고 속도 결정 단계가 되므로 반응이 느리다 (즉, 더 높은 온도가 필요하다). 높은 값에서는 탈착이 속도 결정 단계가 된다. 이 경우 백금족 원소에서 관찰되는 최대 속도는 중간 값을 요구하며, 이 속도는 흡착 속도와 탈착 속도의 조합이다. 촉매는 촉매 공명을 통해 사바티에 한계를 초과할 수 있다.
유카와-쓰노 방정식()은 1959년 처음 개발된 물리유기화학의 선형 자유 에너지 관계이다. 이는 파라- 및 메타-치환 유기 화합물의 친전자성 반응에서 향상된 공명 효과를 설명하는 하메트 방정식의 수정된 버전이다. 이 방정식은 전이 상태에서 전하(양 또는 음)를 축적하는 반응 구조에 대한 공명 안정화 정도를 측정하는 새로운 항을 원래의 하메트 관계에 도입하여 이 작업을 수행한다. 유카와-쓰노 방정식은 다음 형태를 취할 수 있다.
여기서 와 는 각각 X-치환 화합물과 비치환 화합물의 속도 상수를 나타낸다. 는 하메트 반응 상수를 나타낸다. 는 하메트 치환기 상수를 나타낸다. 와 는 반응 중심에 양전하 또는 음전하가 축적되는 반응에 대한 하메트 치환기 상수를 각각 나타낸다. 그리고 은 유카와-쓰노 매개변수를 나타낸다.
하메트 치환기 상수 는 두 개의 독립적인 항으로 구성된다: 유도 효과 와 공명 극성 효과 . 이 구성 요소들은 시그마 결합과 파이 결합을 통해 각각 반응성에 대한 특정 치환기의 존재의 결과를 나타낸다. 특정 치환기의 경우 값은 반응의 본질과 관계없이 일반적으로 상수로 가정된다. 그러나 전이 상태가 거의 완전한 전하를 띠는 파라-치환 화합물의 반응에서는 이 상수로 유지되지 않으며, 따라서 합 formula_3 또한 가변적이라는 것이 입증되었다. 다시 말해, 이러한 반응에 표준 하메트 방정식을 적용하면 선형 플롯이 생성되지 않는다. 이러한 비선형성으로부터의 편차를 상관시키기 위해 유카와 야스히데와 쓰노 유호는 이러한 반응 동안 높은 전자 수요로 인한 향상된 공명 효과만을 설명하는 원래 하메트 방정식의 수정을 제안했다.
수정된 하메트 방정식.
1959년 출판물에서 유카와와 쓰노는 친전자성 반응에서 하메트 플롯 선형성에서 관찰된 편차를 화합물의 치환기 그룹의 파이 결합을 통해 발생하는 추가 공명 효과에 기인했다. 이는 하메트 치환기 상수의 유도 구성 요소가 이러한 반응에서 일정하게 유지되는 반면, 공명 구성 요소 은 그렇지 않다는 것을 의미했다. 이 가정을 바탕으로 두 과학자는 다음과 같이 수학적으로 표현되는 새로운 공명 치환기 상수 을 정의했다.
전이 상태에서 반응 중심에 양전하가 축적되는 반응의 경우이다. 관찰된 향상된 공명 효과의 정도를 정량화하기 위해 유카와와 쓰노는 반응 중심에서의 "공명 수요"를 정량화하는 향상된 공명 매개변수 을 도입했다. 따라서 결과적인 유카와-쓰노 유효 치환기 상수는 다음과 같이 주어진다.
그리고 유카와-쓰노 방정식(수정된 하메트 방정식)은 다음 형태를 취한다.
유카와-쓰노 방정식의 빠른 적용을 위해 여러 치환기에 대한 formula_7 값이 결정되고 분류되었다.
향상된 공명 매개변수,.
향상된 공명 매개변수 은 새로운 반응에 대한 공명의 영향을 측정한다. formula_8일 때, 특정 반응에 대한 공명 효과는 비치환 참조 화합물의 반응에 대한 공명 효과와 다르지 않다. 그러나 formula_9일 때, 해당 반응은 표준보다 공명 효과에 더 민감하며, formula_10일 때, 반응은 그러한 효과에 덜 민감하다.
향상된 공명 매개변수는 메타-치환 화합물로부터 수집된 데이터로부터 하메트 반응 상수를 먼저 설정하고, 이후 나머지 데이터를 위에서 설명한 수정된 방정식에 맞게 상관시킴으로써 결정된다.
유카와-쓰노 방정식은 파라- 및 메타-치환기를 모두 처리할 수 있으며, 또한 원래 하메트 방정식보다 높은 전자 수요를 가진 반응의 데이터를 더 잘 상관시킨다. 그러나 이 방정식은 유기 반응에 대한 다양한 용매의 효과를 고려하지 않는다. 또한 유카와와 쓰노는 유사한 반응 그룹 내에서도 전자 유인 치환기에 대한 값은 예측보다 높은 경향이 있으며(유카와-쓰노 플롯에서 기울기가 약간 증가하는 것으로 나타남), 따라서 나머지 데이터와 강하게 상관되지 않는다고 언급한다.
황팅원(중국어 간체: 黄廷文, 영어: Tingwen Huang)은 인공지능·계산지능과 제어·응용수학의 경계를 가로지르는 중국의 과학자이다. 비선형 동역학, 신경망과 뉴로모픽 컴퓨팅, 지능제어, 스마트 그리드 분야의 공헌으로 국제 학술단체의 펠로로 선임되었다. 2024년 말 선전이공대학교(Shenzhen University of Advanced Technology, SUAT)에 강좌교수(Chair Professor)로 합류했고, 이전에는 텍사스 A&amp;M 대학교 카타르캠퍼스에서 20여 년간 교수로 재직했다.2024년 말 선전이공대학교에 부임하여 지능제어·최적화 및 복잡계 동역학 연구를 지속하고, 선전 지역의 산업·학술 파트너십 속에서 응용 연구를 전개하고 있다.
중국에서 태어나 Southwest University에서 1990년 수학 학사, 1993년 Sichuan University에서 수학 석사를 마쳤다. 2002년 텍사스 A&amp;M 대학교(College Station)에서 응용수학 박사학위를 취득했다. 박사학위 취득 후 텍사스 A&amp;M 대학교(College Station)에서 방문조교수를 거쳐, 2003년 텍사스 A&amp;M 대학교 카타르캠퍼스(TAMU-Q)에 부임하여 2013년에 정교수로 승진했다. 대표 연구 주제는 신경망 동역학의 안정성·수렴성 이론, 지능제어·최적화 알고리즘, 다중 에이전트 합의와 협동제어, 스마트 그리드 안정도·에너지 최적화 등이다. 저널·국제회의에 수백 편의 논문을 발표했으며, 일부 저널의 편집위원·강연자로 활동했다.
황팅원의 연구는 비선형 동역학과 신경망의 안정성·수렴성 해석, 지능제어와 최적화, 다중 에이전트 시스템, 스마트 그리드 응용을 축으로 한다. 뉴로모픽 컴퓨팅과 계산지능을 접목하여 복잡계 제어의 안전성·강건성을 향상시키는 방법을 제시했고, 전력망·사이버–물리 시스템과 같은 산업 응용으로 확장했다. 선전이공대학교 부임 이후에는 컴퓨터과학·제어공학부에서 지능제어·최적화·복잡계 동역학을 중심으로 연구·교육 활동을 이어가고 있다. 또한 IEEE 계산지능학회(IEEE CIS) 지정 강연자(Distinguished Lecturer, 2022–2024)로 활동했다.
루도비코 카라치(, 1555년 4월 21일~1619년 11월 13일) 또는 로도비코 카라치()는 볼로냐 출신의 이탈리아 초기 바로크 화가이자 식각 및 판화가이다. 그의 작품은 넓은 제스처와 깜박이는 빛을 통해 영적 감정을 불러일으키는 강렬한 분위기를 특징으로 하며, 특히 형식주의적 매너리즘에 잠식되어 있던 이탈리아 미술, 특히 프레스코화를 되살린 공로가 있다고 평가된다. 그는 1619년 볼로냐에서 세상을 떠났다.
루도비코는 볼로냐에서 프로스페로 폰타나 밑에서 도제 생활을 했고, 피렌체, 파르마, 베네치아를 여행한 뒤 고향으로 돌아왔다. 그는 사촌인 안니발레와 아고스티노 카라치와 함께 볼로냐에서 파바궁(Palazzo Fava)의 《이아손과 메데이아의 이야기》(1584)와 마냐니 궁전의 《로물루스와 레무스의 이야기》(1590–1592)를 그리는 프레스코 연작 작업에 참여했다. 루도비코보다 5살 어린 안니발레가 세 명 중 가장 뛰어난 화가로 명성을 얻었으며, 이러한 명성으로 안니발레는 로마 파르네세궁의 《신들의 사랑》이라는 작업을 맡기도 했다. 아고스티노도 잠시 로마로 가서 안니발레와 함께 작업했다.
루도비코가 볼로냐에 남았다고 해서 그의 영향력이 작았던 것은 아니다. 란치의 전기에 따르면 약 1585년경 루도비코와 사촌들은 소위 ‘절충주의 아카데미’(또는 아카데미아 델리 인캄미나티, Accademia degli Incamminati)라 불리는 회화 학교를 설립했다고 한다. 그러나 최근 연구에 따르면 이 아카데미는 정식 교육 과정을 갖춘 아카데미가 아니라 루도비코가 자신의 화실에서 많은 제자들을 가르쳤다고 보고 있다.
그러나 이 화실은 로마와 그 밖의 지역에서 수많은 에밀리아 출신 화가들이 두각을 나타내도록 했고, 16세기 후반 볼로냐 화파의 형성에 큰 기여를 했다. 여기에 속한 화가로는 알바니, 구에르치노, 사키, 귀도 레니, 란프란코, 도메니키노 등이 있다. 카라치 가문은 제자들에게 자연 관찰과 자연스러운 자세에 집중한 습작을 하게 했으며, 인물을 그릴 때 과감한 비례를 사용하도록 가르쳤다. 루도비코의 주요 제자로는 자코모 카베도네와 프란체스코 카물로가 있다.
2009년, 루도비코 카라치의 작품 《성 제롬》(약 1595)이 나치에 의해 박해받고 약탈당했던 독일계 유대인 미술상 막스 슈테른의 상속인에게 반환되었다.
푸톈판(중국어 간체: 符天凡, 영어: Tianfan Fu)은 AI 기반 신약·재료 발견과 대형 언어 모델 응용을 연구하는 중국의 컴퓨터 과학자이다. 2024년 말 난징대학교(Large Model Innovation Center, 컴퓨터과학과)의 테뉴어트랙 부교수로 임용되었으며, 그 전에 미국 렌슬리어 공과대학교(RPI) 컴퓨터과학과 테뉴어트랙 조교수로 재직했다.
푸톈판은 상하이 교통대학(SJTU)에서 2015년 전자·전기공학(IEEE Honors) 공학사를 취득하고, 2018년 컴퓨터과학 석사를 마쳤다. 2018~2023년 조지아 공과대학교(CSE)에서 지멩 선(Jimeng Sun) 지도 아래 박사학위를 받았고, 2023년에는 일리노이 대학교 어바나-샴페인(UIUC)에서 박사후연구원으로 활동했다. 2024년 초 RPI 조교수로 부임한 뒤, 2024년 말 난징대학교 컴퓨터과학과 테뉴어트랙 부교수 및 박사과정 지도교수로 이동했다. 난징대학교 Large Model Innovation Center 산하 과학대모델(Scientific Large Models) 팀에서 임상시험·약물재창출 에이전트(ClinicalAgent, DrugAgent) 등 LLM 기반 멀티에이전트 연구를 진행했다.
푸톈판의 연구는 AI for Science 가운데 신약·재료 분야에 초점을 둔다. 분자 설계·특성 예측·임상시험 예측과 같은 핵심 과제를 위해 그래프 신경망, 강화학습·확산 모델, 대형 언어 모델과의 멀티모달 결합을 탐구한다. 대표적 성과는 다음과 같다.
이론화학에서, 마커스 이론()은 전자전달 반응의 속도, 즉 전자가 한 화학종 (전자를 전자공여체라 부름)에서 다른 화학종 (전자를 전자수용체라 부름)으로 이동하거나 점프하는 속도를 설명하기 위해 루돌프 마커스가 1956년부터 개발한 이론이다. 이 이론은 원래 두 화학종이 전자가 점프하면서 전하만 변하고 (예: Fe2+/Fe3+와 같은 이온의 산화) 큰 구조적 변화를 겪지 않는 외부권 전자전달 반응을 다루기 위해 정립되었다. 이후 두 화학종의 용해 또는 배위권의 거리나 기하학적 변화가 고려되는 내부권 전자전달 기여를 포함하도록 확장되었다 (Fe(H2O)2+ 및 Fe(H2O)3+에서 Fe-O 거리가 다르다).
결합을 형성하거나 끊지 않는 전자전달 반응의 경우 마커스 이론은 구조적 변화를 수반하는 반응에 대해 유도된 아이링의 전이 상태 이론을 대체한다. 두 이론 모두 동일한 지수 형태의 속도 방정식으로 이어진다. 그러나 아이링 이론에서 반응 동반자는 반응 과정에서 강하게 결합하여 구조적으로 정의된 활성화 착물을 형성하는 반면, 마커스 이론에서는 약하게 결합되어 개별성을 유지한다. 전자가 점프하기 전과 독립적으로 기하학적으로 유리한 상황을 만드는 것은 주변 환경, 즉 용매 (외부권) 및 용매 외피 또는 리간드 (내부권)의 열적으로 유도된 재편성이다.
외부권 전자전달 반응에 대한 원래의 고전적인 마커스 이론은 용매의 중요성을 보여주며, 용매의 편극 특성, 반응물의 크기, 전달 거리 및 산화·환원 반응의 깁스 자유 에너지 formula_1를 사용하여 활성화 깁스 자유 에너지를 계산하는 방법을 제시한다. 마커스 이론의 가장 놀라운 결과는 "역전 영역"이었다. 일반적으로 반응의 발열성이 증가함에 따라 반응 속도가 빨라지는 반면, 마커스 이론에 따르면 매우 음의 formula_1 영역에서는 전자전달이 느려져야 한다. 과학자들은 30년 동안 더 느린 전자전달 속도의 증거를 찾기 위해 역전 영역을 탐색했으며, 1984년에 실험적으로 명확하게 입증되었다.
루돌프 마커스는 이 이론으로 1992년 노벨 화학상을 수상했다. 마커스 이론은 광합성, 부식, 특정 유형의 화학발광, 일부 유형의 태양 전지에서의 전하 분리 등 화학 및 생물학의 여러 중요한 과정을 설명하는 데 사용된다. 내부 및 외부권 적용 외에도 마커스 이론은 불균일 전자전달을 다루기 위해 확장되었다.
외부권 대 내부권 ET.
산화·환원 반응에서 전자공여체 D는 수용체 A로 확산하여 불안정하지만 전자전달을 통해 후속 착물을 생성할 수 있는 전구체 착물을 형성해야 한다. 그런 다음 쌍은 해리된다. 단일 전자 전달의 경우 반응은 다음과 같다.
(D와 A는 이미 전하를 띠고 있을 수 있다). 여기서 k12, k21 및 k30은 확산 상수이고, k23 및 k32는 활성화된 반응의 속도 상수이다. 전체 반응은 확산 지배적일 수 있거나 (전자 전달 단계가 확산보다 빠르며, 모든 충돌이 반응으로 이어진다) 또는 활성화 지배적일 수 있다 ( "결합 평형"에 도달하고, 전자 전달 단계가 느리며, 후속 착물의 분리가 빠르다). A와 D 주변의 리간드 껍질은 유지된다. 이 과정을 외부권 전자전달이라고 한다. 외부권 ET는 전통적인 마커스 이론의 주요 초점이다. 다른 종류의 산화·환원 반응은 내부권 반응이며, 여기서 A와 D는 가교 리간드에 의해 공유 결합으로 연결된다. 이러한 ET 반응의 속도는 리간드 교환 속도에 따라 달라진다.
외부권 산화·환원 반응에서는 결합이 형성되거나 끊어지지 않고, 단지 전자 전달(ET)만 일어난다. 간단한 예로는 아쿠아 착물 [Fe(H2O)6]2+와 [Fe(H2O)6]3+가 포함된 수용액에서 항상 발생하는 것으로 알려진 Fe2+/Fe3+ 산화·환원 반응, 즉 자체 교환 반응이 있다. 이 반응의 깁스 자유 반응 에너지 formula_3이다.
반응 속도의 온도 의존성으로부터 활성화 에너지가 결정되며, 이 활성화 에너지는 반응 다이어그램에서 전이 상태의 에너지로 해석된다. 후자는 아레니우스와 아이링에 따라 반응 좌표를 가로축으로 하는 에너지 다이어그램으로 그려진다. 반응 좌표는 반응물에서 생성물로 가는 최소 에너지 경로를 설명하며, 이 좌표의 지점들은 반응물 간 및 반응물 내에서의 거리와 각도의 조합으로, 결합의 형성 및 분해 과정에서 발생한다. 에너지 다이어그램의 최대점인 전이 상태는 원자의 특정 구성으로 특징지어진다. 더욱이, 아이링의 TST에서 핵 좌표의 특정 변화가 최대 지점을 통과하는 데 책임이 있으며, 이 방향의 진동은 결과적으로 병진으로 처리된다.
외부권 산화·환원 반응의 경우 그러한 반응 경로는 있을 수 없지만, 그럼에도 불구하고 활성화 에너지가 관찰된다. 활성화 제어 반응에 대한 속도 방정식은 아이링 방정식과 동일한 지수 형태를 갖는다.
formula_5는 전이 상태 형성의 깁스 자유 에너지이며, 지수 항은 전이 상태 형성의 확률을 나타내고, A는 전구체 착물에서 후속 착물로 이동할 확률을 포함한다.
마커스 모델.
전자 전달의 결과는 전하 재배열이며, 이는 용매 환경에 크게 영향을 미친다. 쌍극성 용매 분자는 전하장의 방향으로 재배열되고 (이를 배향 분극이라 함), 용매 분자의 원자와 전자도 약간 변위된다 (각각 원자 및 전자 분극). 이 용매 분극이 활성화 자유 에너지와 반응 속도를 결정한다.
치환, 제거 및 이성질체화 반응은 위에서 설명한 구조적 변화뿐만 아니라, 반응 경로에서 핵의 움직임과 전하의 이동(원자가 사이 전하 이동, CT)이 연속적이고 협조적으로 일어난다는 점에서 외부권 산화·환원 반응과 다르다. 즉, 핵 구성과 전하 분포는 항상 "평형" 상태에 있다. 이는 알킬 할라이드의 비누화 반응인 SN2 치환 반응에서 OH− 이온의 후면 공격이 할라이드 이온을 밀어내고 5배위 탄소 원자를 가진 전이 상태가 시각화되어야 하는 것으로 설명된다. 반응물 시스템은 반응 중 너무 강하게 결합되어 활성화 착물을 하나의 통합된 개체로 형성한다. 여기서 용매는 미미한 영향을 미친다.
반대로, 외부권 산화·환원 반응에서는 반응물 내 핵의 변위가 작으며, 여기서 용매가 지배적인 역할을 한다. 공여체-수용체 결합은 약하며, 둘 다 반응 중 정체성을 유지한다. 따라서 전자는 기본 입자이므로 전체적으로만 "점프"할 수 있다 (전자전달, ET). 전자가 점프하면 전달은 큰 용매 분자의 움직임보다 훨씬 빠르므로, 프랑크-콘돈 원리에 따라 전자 점프 전후에 반응 동반자와 용매 분자의 핵 위치가 동일하다는 결과가 나온다. 전자의 점프는 양자 역학적 규칙에 의해 지배되며, 점프 "중"에 ET 시스템의 에너지도 변하지 않는 경우에만 가능하다.
용매 분자의 배열은 반응물의 전하 분포에 따라 달라진다. 용매 구성이 점프 전후에 동일해야 하고 에너지가 변하지 않아야 한다면, 용매는 전구체나 후속 착물의 용매화 상태에 있을 수 없으므로, 그 중간 어딘가에 있어야 한다. 자체 교환 반응의 경우 대칭성 때문에 전구체와 후속 착물 중간에 정확히 위치한 용매 분자 배열이 조건을 충족할 것이다. 이는 공여체와 수용체에 전자가 절반씩 있는 용매 배열이 점프에 적합한 환경이 될 것임을 의미한다. 또한, 이 상태에서는 용매 환경에서 전구체와 후속 착물의 에너지가 동일할 것이다.