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유리와 융체의 분자동력학 계산

전문가 제언: ○ 유리재료는 도자기와 함께 가장 오래된 재료중의 하나이다. 많이 사용되는 것으로 창유리, 병유리, 식기유리와 같이 일상생활에 사용되는 제품과 산업용에 이용되는 제품 등 그 종류가 많다. 최근에 전자산업이나 정보통신산업의 발달에 따라 전자재료, 광통신 재료에 많이 이용되는 재료가 되었다.

○ 유리의 물리적 상태를 실험하는 것은 기기의 발달에 따라 여러 방법이 사용되고 있다. 분석대상에는 표면분석, 구조해석, 상태분석 등이 있으며 각기 적당한 기기가 조합되어 이용된다. 특히 구조에는 X-선 해석, 중성자 구조해석, NMR, ESR, 라만분석 등의 기기를 이용하여 실험을 하고 있다. MD법은 유리의 내부구조를 가정하고 그 원자배열에서 얻은 유리의 물성이나 유리화 범위, 결정화에 대하여 계산을 하여 미리 예측하는 것이다.

○ 재료의 기능에 대한 요구가 높아져서 고도화, 고정밀화 되고 있으며 유리재료의 경우도 예외는 아니다. 새로운 기능을 발현시키기 위하여서는 우선 많은 물성을 동시에 만족하는 유리조성의 필요하며, 이는 하나하나를 실험으로 찾아내는 것보다 우선 설계를 하여 컴퓨터로 시뮬레이션 하는 방법이 빠른 방법이다.

○ MD법은 유리의 물성과 구조를 동시에 검토할 수 있어 재료설계에 적합하며, 미세한 구조나 메커니즘의 정보를 시간 변화와 동시에 볼 수 있다. 또한 실험실에서 어려운 고온, 고압, 저온 등의 상태의 물성을 얻을 수 있는 장점이 있어 많은 활용이 요구되는 기구이다.

○ 유리조성에는 주기율표상 90여 종류의 원소가 관여하며 이를 조합하면 조성은 무한하다. 향후 유리전문가들은 새로운 기능의 유리나 첨단관련 유리 제조를 사전에 검토하기 위한 도구로서 MD 활용에 많은 관심과 연구가 있기를 기대한다.

저자: KAWAMURA, Katsuyuki
자료유형: 학술정보