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분자동력학법과 응용

전문가 제언: ○ 나노소재, IT 소재, BT 소재, ET 소재 등 차세대용 고기능소재의 복합구조를 해석하고 새로운 제품의 모델링을 설계하는 연구개발에 전산모사 프로그램, 분자동력학을 포함한 전산재료기술이 핵심기술로 이용되고 있다. 현재 전산재료기술은 컴퓨터의 성능이 획기적으로 개선되면서 원자단위 거동을 이해하기 위한 연구에 광범위하게 사용되고 있으며, 소재/소자의 규모가 nano-scale로 작아지면서 그 연구 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.

○ 재료의 형상이 가공전이나 가공후에도 동일하게 유지되는 형상불변형 가공법인 ECAP법, ARB법, HTP법 등은 변형량을 무한대로 할 수 있는 가공법으로서, 강소성가공에 의한 초미세립조직은 다수의 대각입계에 의한 결정립의 분단으로 생성된다. 본고의 분자동력학법을 활용하여 초미세립 결정조직의 형성기구를 효과적으로 규명할 수 있다.

○ 회위는 쐐기형의 미세입자가 결정에 깊이 찔려 발생하는 입체적인 구조결함으로서 액정, 고분자재료 등에서는 결함이 크게 관찰되고 있다. 금속재료 분야의 연구에서는 금속재료에 강한 힘이 걸려 발생하는 특수한 구조결함인 회위를 직접 관찰하는 것이 어렵기 때문에 전위와 달리 회위에 관한 연구가 부진한 편이다.

○ 분자동력학/전산모사/전산재료기술은 21세기 신소재?부품산업분야의 발전전략에 필요한 핵심요소기술로서, 향후 우리나라 소재산업의 경쟁력을 강화하는데 중요한 위치를 차지하고 미래 수요가 큰 첨단기술이다. 한국원자력연구소에서 ‘Application of Molecular Dynamics Simulation in Characterizing Primary Defects Under Irradiation', POSTECH에서 ’비정질합금의 중주기배열구조 및 이 구조가 소성에 미치는 역할: 분자동력학적 연구‘ 등의 연구결과를 발표하였으나 현재까지 연구실적이 미진한 상태로서 국내 학계와 연구계에서 전산모사/전산재료과학의 개발을 위해 많은 연구를 할 수 있도록 국가적인 지원이 요청된다.

저자: Shimokawa Tomotsugu
자료유형: 학술정보