CMSE

신소재공학과
이병주

전산재료과학 연구실(CMSE)은 신소재공학 분야에서 원자 단위 시뮬레이션, 열역학 계산, 그리고 인공지능 기반의 재료 및 공정 설계에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 반경험적 원자 포텐셜(특히 2NN MEAM) 개발과 대규모 원자 단위 시뮬레이션을 통해 다양한 금속, 합금, 세라믹, 나노소재의 구조적·기계적 특성을 예측하고, 신소재 설계의 이론적 기반을 마련하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업 현장에서 요구되는 고성능 소재 개발에 직접적으로 활용되고 있습니다. CALPHAD 기반의 상평형 계산, 다상/다성분 합금의 미세조직 진화 시뮬레이션, 계면 반응 예측 등은 본 연구실의 또 다른 핵심 연구 분야입니다. ThermoCalc, KissMD&MC 등 첨단 전산 도구를 활용하여, 복잡한 합금계의 상변태, 확산 반응, 계면 반응 생성물 등을 정밀하게 예측하고, 실제 용접, 접합, 적층제조 등 다양한 공정에서 발생하는 문제를 해결하는 데 기여하고 있습니다. 또한, 다중 스케일 시뮬레이션을 통해 원자에서 마이크로 구조까지 재료의 거동을 체계적으로 분석합니다. 최근에는 인공지능 및 머신러닝 기술을 접목한 재료 및 공정 설계 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 머신러닝 기반 합금 분말 설계, 유전 알고리즘을 활용한 역예측, 데이터 기반 소재 최적화 등 혁신적인 방법론을 통해, 기존의 경험적/이론적 한계를 극복하고 있습니다. 금속 3D 프린팅, 첨단 적층제조, 나노소재, 에너지 소재 등 다양한 첨단 산업 분야에서 AI와 전산모사 기법을 융합하여, 신속하고 정확한 소재 개발 및 공정 최적화를 실현하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 고엔트로피 합금, 경량강, 내열강, 배터리 소재, 나노 촉매 등 다양한 신소재 개발에 직접적으로 활용되고 있으며, 실제 산업 현장에서 요구되는 내구성, 기계적 특성, 내식성, 가공성 등 다양한 요구 조건을 만족시키는 최적의 재료 설계 및 공정 개발에 큰 기여를 하고 있습니다. 또한, 대규모 데이터베이스 구축과 시뮬레이션 플랫폼 개발을 통해, 산업계와 학계 모두에서 신뢰받는 연구실로 자리매김하고 있습니다. 전산재료과학 연구실은 앞으로도 원자 단위 시뮬레이션, 열역학 계산, 인공지능 융합 등 첨단 연구를 지속적으로 추진하여, 미래형 소재산업의 혁신과 경쟁력 확보에 핵심적인 역할을 할 것입니다. 신속한 신소재 개발, 공정 혁신, 품질 향상 등 다양한 산업적 효과를 창출하며, 세계적인 선도 연구실로서의 위상을 더욱 강화해 나갈 계획입니다.