Computational Nano-Bio Chemistry

화학부 정연준

Computational Nano-Bio Chemistry 연구실은 이론 및 계산화학, 통계역학, 그리고 첨단 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 바탕으로 복잡한 화학 및 생물물리 시스템의 구조와 동역학을 심층적으로 연구하는 연구실입니다. 본 연구실은 분자 수준에서의 상호작용과 집합적 현상을 이해하기 위해 다양한 통계역학 이론과 분자동역학, 몬테카를로 시뮬레이션, 자유에너지 샘플링 등 최신 계산 방법론을 적극적으로 활용하고 있습니다. 주요 연구 분야로는 이온성 액체, 고분자, 나노소재, 단일 분자 시스템 등에서 나타나는 동적 이질성, 비평형 현상, 집단적 상전이, 그리고 자유에너지 표면 분석 등이 있습니다. 특히, 단일 분자 분광학, 동적 상전이, 분자 집합체의 집단적 거동 등 실험적으로 관찰하기 어려운 미시적 현상을 이론적 모델링과 시뮬레이션을 통해 해석함으로써, 새로운 과학적 통찰과 응용 가능성을 제시하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 기계학습과 데이터 과학을 융합한 혁신적 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 신경망 기반의 분자 특성 예측, 자유에너지 및 용해도 예측, 액체 및 고분자 시스템의 물성 분석 등 다양한 분야에 기계학습 기법을 적용하여, 실험 데이터가 부족한 상황에서도 높은 예측 정확도를 달성하고 있습니다. 이를 통해 신약 개발, 에너지 저장 소재, OLED 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 분자 설계 및 최적화에 실질적으로 기여하고 있습니다. 연구실은 이론, 계산, 데이터 과학을 유기적으로 결합하여, 복잡계의 구조-동역학 상관관계에 대한 근본적 이해를 추구합니다. 이러한 연구는 차세대 기능성 소재 개발, 바이오-나노 융합기술, 에너지 및 환경 분야 등 다양한 응용 분야와도 밀접하게 연계되어 있습니다. 궁극적으로, 본 연구실은 복잡한 화학 및 생물물리 시스템의 근본 원리를 밝히고, 이를 실질적 응용으로 연결하는 데 중점을 두고 있습니다. 다양한 국내외 연구 프로젝트, 산학협력, 특허 및 논문 발표를 통해 연구 성과를 지속적으로 축적하고 있으며, 학생 및 연구원들에게 첨단 계산화학 및 데이터 과학 역량을 함양할 수 있는 교육 및 연구 환경을 제공하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 계산화학, 이론화학, 데이터 기반 과학의 융합을 통해 화학 및 소재 과학의 미래를 선도할 것입니다.