정전기적 상호작용은 대전(帶電) 물질 시스템에서 지배적인 역할을 한다. 거시적 물성들이 미시적 구조와 보이는 복잡한 상관관계를 이해하는 것은 고급 물질을 위한 합리적 설계 전략을 개발하는 데 있어 매우 중요하다. 그러나 전극-전해질 계면 또는 생체막과 같은 대전 물질 시스템에 존재하는 계면은 이러한 어려운 과제의 복잡성을 더욱 가중시킨다. 지난 수십 년 동안, 근본 물리학에 기반하고 대전 계면 시스템에 최적화된 예측 분자 시뮬레이션은 다양한 물질에 대해 물리화학적 특성과 기능 메커니즘의 분자적 이해를 제공하는 데 있어 그 가치를 입증해 왔다. 예측 모델을 활용한 새로운 설계 전략은 원하는 물성을 갖는 물질의 합리적 설계를 위한 유망한 경로로 제안되어 왔다. 본 글에서는 예측 분자 시뮬레이션을 통해 이루어진 대전 계면 시스템의 이해에 관한 최근 성과들을 개관한다. 에너지 물질과 생체 고분자에서 관찰되는 세 가지 유형의 대전 계면에 초점을 맞추어, 분자 모델이 이온 구조, 전하 수송, 환경과의 관계 속 형태(morphology), 그리고 계면에서의 분자 결합에 대한 열역학/동역학을 어떻게 특성화하는지 논의한다. 이러한 비판적 분석은 에너지 물질 분야와 생물학 분야를 공통의 관점으로 연결하여, 오랫동안 서로 분리되어 있던 두 연구 분야 간의 교차연구를 촉진하고자 한다.

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