비평형 열역학, 단백질 결합, 전이금속 칼코겐화물 성장의 계산 기반 메커니즘 규명 연구

Computational Mechanism Studies in Nonequilibrium Thermodynamics, Protein Binding, and MoS2 Growth

연구 내용

Langevin dynamics와 well-tempered metadynamics, kinetic Monte Carlo로 비평형 열역학과 결합/성장 메커니즘을 규명하는 연구

복잡한 에너지 표면과 동역학적 경로가 관여하는 현상을 계산적으로 해석합니다. 고전적 분자 모델에서 Langevin dynamics를 수행하고, end-to-end distance 같은 메조스코픽 변수에 대해 conformational free energy, lost information, nonequilibrium free energy를 시간과 상태에 따라 정량화합니다. 또한 well-tempered metadynamics로 CEP55-ALIX 및 CEP55-TEX14 복합체의 결합 자유에너지 지형을 평가해 결합 잔기를 도출하고, 기존 실험 결과와의 정합성을 확인합니다. 더 나아가 MoS2 CVD 공정의 성장과 종료 단계가 edge configuration에 미치는 영향을 kinetic Monte Carlo로 추적하여 전자적 특성과 화학적 기능화에 연결되는 성장 제어 인자를 분석합니다.

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1건

연구 흐름

초기에는 비평형 과정에서 국소 열역학량을 어떻게 정의하고 해석할지에 대한 이론적 틀에 기반해, 폴리머 collapse 동역학을 메조스코픽 자유에너지 관점에서 관찰하는 연구를 수행했습니다. 이후 단백질-단백질 상호작용 문제로 확장하여 well-tempered metadynamics 기반 자유에너지 평가를 통해 결합 잔기와 반응성 차이를 구체화하는 흐름을 형성했습니다. 최근에는 전이금속 칼코겐화물의 CVD 성장 모델로 확장해 성장 단계와 종료 단계의 제어가 edge configuration에 미치는 영향을 시뮬레이션으로 예측하며, 결과를 기능화 및 전자 특성과 연결하려는 방향으로 연구를 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

비평형 열역학량 산출을 위한 시뮬레이션 프로토콜
단백질 결합 억제/활성화 후보 서열 탐색
TEX14 모방 펩타이드 설계 입력값 도출
메조스코픽 변수 기반 공정/반응 모델 구축
MoS2 edge configuration 제어 전략 수립
CVD 성장 시뮬레이션 기반 기능화 조건 설계
복잡 에너지 표면에서의 샘플링 효율 향상
결합 경로별 자유에너지 비교 프레임
동역학 기반 열화 또는 안정성 예측
계산 결과 검증을 위한 실험 연계 지표