Quantum Chemical Simulation Laboratory

화학과 김현우

Quantum Chemical Simulation Laboratory(양자화학 시뮬레이션 연구실)은 인공지능(AI), 분자동역학(MD), 양자화학 계산 등 첨단 계산화학 기법을 활용하여 다양한 화학 시스템의 미시적 메커니즘을 규명하고, 신소재 및 촉매 개발, 반응 최적화 등 실질적 응용 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 실험적 한계를 극복하기 위해 데이터 기반의 AI 모델과 시뮬레이션을 결합하여, 화학 반응의 효율적 최적화와 신소재 탐색을 가속화하고 있습니다. 특히, 그래프 기반 머신러닝, 능동학습, 메타휴리스틱 최적화 등 다양한 AI 기법을 화학 연구에 접목하여, 촉매 반응 조건의 최적화, 신약 후보물질 예측, 소재의 물성 예측 등에서 탁월한 성과를 내고 있습니다. 이러한 연구는 실험 비용과 시간을 크게 절감하면서도, 기존 방법으로는 접근이 어려웠던 복잡한 화학 시스템의 해석과 예측을 가능하게 합니다. 분자동역학 및 양자화학 계산을 통해, 광합성 에너지 전달, 전기촉매 반응, 이종 촉매의 활성 부위 분석 등 다양한 화학 현상의 미시적 거동을 정밀하게 연구하고 있습니다. 또한, 자체 개발한 계산 방법론과 AI 기반 데이터 분석을 결합하여, 대규모 계산 데이터의 효율적 활용과 예측 정확도 향상에도 주력하고 있습니다. 생물리화학 및 나노소재 연구 분야에서도, 단백질-물 상호작용, DNA 구조 안정성, 나노입자의 광학적/촉매적 특성 등 생명과학 및 재료과학과의 융합 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 실험적 연구와 계산화학적 분석을 병행하여, 바이오센서, 신약 개발, 에너지 변환 시스템 등 다양한 응용 분야에 실질적인 기여를 하고 있습니다. 이처럼 Quantum Chemical Simulation Laboratory는 AI와 계산화학의 융합을 통해, 화학, 생명과학, 재료과학 등 다양한 분야의 혁신적 연구를 이끌고 있으며, 미래 친환경 에너지, 신소재, 바이오산업 등 사회적 요구에 부응하는 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다.