미래 사회를 지탱할 나노 소재 기술

문서 내 토픽

1. 슈퍼컴퓨터와 계산과학을 활용한 신소재 개발

연구팀은 슈퍼컴퓨터를 활용한 초고속, 대량 계산을 통해 원소의 종류와 조성비만을 입력한 상태에서 2차원의 전자화물이 되는 6개의 물질을 찾아냈다. 이를 바탕으로 연구팀은 자성이 없는 원소들만을 이용해 세계 최초로 자성을 보이는 전자화물을 합성하는 데 성공했다. 이 전자화물은 격자 간 전자가 2차원 공간에서도 완전히 퍼지지 않고 자발적으로 모여있는 새로운 배열 상태를 보였다.
2. 4차 산업혁명을 이끌 차세대 메모리 소재 개발

2017년 KAIST 신소재공학과 박병국 교수와 고려대학교 신소재공학과 이경진 교수 공동 연구팀은 차세대 메모리로 꼽히는 '자성 메모리'의 동작 속도를 높이고 동시에 집적도도 높일 수 있는 소재를 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 전자의 스핀과 궤도 간의 상호작용을 이용하는 스핀궤도토크 기반 자성 메모리에 이리듐-망간 합금을 새로운 소재로 도입했다.

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1. 슈퍼컴퓨터와 계산과학을 활용한 신소재 개발

슈퍼컴퓨터와 계산과학은 신소재 개발에 있어 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 슈퍼컴퓨터를 활용하면 실험실에서 실제로 합성하기 어려운 새로운 물질들의 특성을 빠르고 정확하게 예측할 수 있습니다. 또한 계산과학을 통해 물질의 구조와 성질 간의 상관관계를 심도 있게 분석할 수 있어, 목적에 맞는 최적의 신소재를 개발하는 데 큰 도움이 됩니다. 최근에는 인공지능 기술이 발달하면서 슈퍼컴퓨터와 계산과학을 더욱 효과적으로 활용할 수 있게 되었습니다. 인공지능 알고리즘을 통해 방대한 양의 데이터를 분석하고 새로운 물질 후보를 신속하게 발굴할 수 있습니다. 또한 실험 결과와 계산 결과를 상호 보완적으로 활용하여 신소재 개발 과정을 최적화할 수 있습니다. 이러한 기술적 진보를 통해 우리는 에너지 효율성이 높고, 내구성이 뛰어나며, 환경친화적인 신소재를 개발할 수 있게 되었습니다. 이는 우리 사회가 직면한 다양한 과제들, 예를 들어 기후변화 대응, 지속가능한 에너지 생산, 첨단 의료기기 개발 등을 해결하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 앞으로도 슈퍼컴퓨터와 계산과학을 활용한 신소재 개발 연구가 지속적으로 이루어져 우리 삶의 질을 향상시키는 데 기여할 것으로 기대됩니다.
2. 4차 산업혁명을 이끌 차세대 메모리 소재 개발

4차 산업혁명의 핵심 기술들, 예를 들어 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 분석 등은 고성능 메모리 소재의 개발을 필요로 합니다. 기존의 실리콘 기반 메모리 소재로는 이러한 기술들의 급격한 발전을 뒷받침하기 어려워, 새로운 차세대 메모리 소재 개발이 시급한 상황입니다. 최근 연구자들은 다양한 신소재, 예를 들어 페로브스카이트, 2차원 물질, 스핀트로닉스 물질 등을 차세대 메모리 소재로 주목하고 있습니다. 이러한 신소재들은 기존 실리콘 메모리에 비해 더 빠른 데이터 처리 속도, 더 높은 저장 밀

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