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컴퓨터로 ‘새로운 소재’를 설계한다고? 신소재 youtube
컴퓨터로 ‘새로운 소재’를 설계한다고? 신소재공학부 차필령 교수

계산으로 설계하는 미래 소재 국민대학교 신소재공학부 차필령 교수는 계산재료과학실험실(Computational Material Science Lab)을 이끌며, 컴퓨터 시뮬레이션을 기반으로 차세대 소재 설계 연구를 수행하고 있다. 계산재료과학은 소재 내부에서 일어나는 다양한 물리·화학적 현상을 컴퓨터 상에서 해석하고, 이를 바탕으로 새로운 소재를 예측·설계하는 연구 분야다. 차 교수 연구실은 특히 재료의 미세구조를 예측하는 페이즈 필드(Phase Field) 모델 개발에 집중하고 있다. 미세구조는 소재의 성능을 결정하는 핵심 요소로, 연구실은 이를 정밀하게 예측할 수 있는 계산 모델을 구축해 구조재료, 반도체, 에너지 소재 등 다양한 산업 분야로의 응용을 지향하고 있다. 공정–미세구조–물성을 잇는 통합 설계 기술 계산재료과학실험실의 대표 연구는 구조·안전소재 공정조합설계 통합모듈 개발이다. 소재의 제조 공정(Process)은 내부 미세구조(Microstructure)를 변화시키고, 이는 곧 물성(Property)을 결정한다. 연구실은 이 PSP 상관관계를 컴퓨터 시뮬레이션과 AI 기술로 구현해, 원하는 물성을 얻기 위한 최적의 공정 조건과 미세구조를 예측하는 기술을 개발하고 있다. 이를 통해 소재 설계부터 상용화까지 소요되는 시간을 단축하고, 연구개발 비용을 획기적으로 줄이는 것을 목표로 한다. 내부식 소재와 차세대 반도체 연구 연구실은 산업적 파급력이 큰 응용 연구도 활발히 수행 중이다. 컴퓨터 시뮬레이션 기반 내부식 소재 설계 기술을 개발해, 생분해성 마그네슘 합금 설계에 적용하고 한국과학기술연구원(KIST)과의 협업을 통해 상용화 성과를 거두었다. 또한 강유전체 기반 비휘발성 반도체 메모리 연구를 통해, 강유전체 소재의 미세구조와 분극 특성을 해석하는 시뮬레이션 모듈을 개발하며 차세대 반도체 기술을 준비하고 있다. 국가 연구과제로 추진하는 소재 개발 가속화 차 교수는 과학기술정보통신부 지원으로 출범한 구조·안전소재 공정조합설계 연구단을 운영하며, 소재 설계부터 스케일업 공정까지의 개발 기간을 단축하는 연구를 수행하고 있다. 연구 성과로 개발된 시뮬레이션 모듈은 향후 일반 연구자들에게 공개되어 소재 설계 플랫폼으로 확장될 예정이다. 이와 함께 AI 기반 소재 개발 가속화를 위한 국가 사업에도 참여해, 강유전체 소재 분야의 공정·미세구조·물성 데이터를 계산과학 기반으로 구축하고 있다. AI 시대를 준비하는 신소재 연구 차 교수는 AI가 앞으로 신소재 연구자에게 필수적인 기본 도구가 될 것으로 전망하며, 자동화 실험과 AI가 결합된 오토노머스 랩(Autonomous Lab)이 미래 연구 환경의 핵심이 될 것으로 내다보고 있다. 즐거운 몰입이 만드는 연구실 차 교수는 “즐기면서 깊이 몰입할 수 있는 환경”을 가장 중요한 연구 철학으로 꼽는다. 학생들이 연구에 자부심을 가지고 성장할 수 있도록 지도하며, 계산과학 기반 소재 설계를 통해 미래 산업을 이끌 연구 인재 양성에 힘쓰고 있다. 차필령 교수 연구실 소개 페이지 국민대학교 신소재공학부 바로가기 컴퓨터로 ‘새로운 소재’를 설계한다고? | 계산재료과학의 세계. 신소재공학부 차필령 교수 계산재료과학실험실 계산재료과학(Computational Materials Science)이란 소재에서 일어나는 다양한 현상을 컴퓨터상에서 해석하고 새로운 소재를 설계하는 연구를 통칭하여 부르는 명칭입니다. 특히 재료의 미세 구조를 예측하는 페이지 필드 모델(phase field mocdel)의 개발에 집중하고 있으며 이를 기반으로 다양한 소재 산업 분야의 응용을 지향하고 있습니다. 이번 영상에서는 00:08 ✅연구실 소개 01:07 ✅주로 수행하고 있는 연구 03:56 ✅수행중인 국가 연구과제 및 산업,사회에 기대하는 변화 06:22 ✅글로벌 시장에서 경쟁력을 갖추기 위해 필요한 요소 07:26 ✅AI 및 첨단 기술이 신소재 분야에 미칠 변화에 대한 전망 08:27 ✅연구를 진행하며 가장 중요하게 생각하는 연구 철학이나 신념 09:12 ✅새롭게 도전하고 싶은 연구 주제나 최종적으로 이루고 싶은 연구 목표 09:47 ✅국민대학교 신소재공학부와 계산재료과학실험실만의 차별점이나 강점 10:07 ✅학생들이 미래를 준비하기 위해 주목해야 할 분야와 조언 에 대해 만나보실 수 있습니다.

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