재생 가능 에너지부터 첨단 나노기술까지, 미래의 많은 발전은 아직 발견되거나 생성되지 않은 물질에 달려 있습니다.
퀸즈랜드 대학교의 칼라 베르디(Carla Verdi) 박사는 첨단 컴퓨터 시뮬레이션과 양자역학을 사용하여 새로운 물질을 찾고 물질이 물리적 현실이 되기 오래 전에 어떻게 작용할지 예측하고 있습니다.
Verdi는 “기술을 발전시키는 데 있어 우리가 겪는 많은 한계는 특정 응용 분야에 대한 특정 재료의 가용성 때문입니다.”라고 말했습니다.
“우리는 원자 수준에서 물질과 에너지를 설명하는 물리학의 한 분야인 양자역학을 사용하여 물질이 어떻게 행동하는지 시뮬레이션하고 있습니다.
“이것은 우리가 그들의 속성을 이해하고 설계하는 데 도움이 됩니다.
“이것은 단지 추상적인 양자물리학 이론이 아니라, 가시적인 결과를 볼 수 있습니다.”
UQ 수학 및 물리학 대학에서 근무하는 Verdi 박사는 이 연구가 기술의 미래를 알려줄 것이라고 말했습니다.
“지난 2세기 동안의 기술 발전을 생각해보면, 그것은 항상 신소재 개발과 관련되어 있었습니다.”라고 Verdi 박사는 말했습니다.
“도구가 있으면 새로운 나노 기술, 태양 전지, 초전도체, 저전력 전자 장치, 배터리 및 촉매와 같은 개발을 시작할 수 있습니다.
“내 연구에서는 원자 결함을 이용해 양자 통신을 위한 단일 광자 소스를 만들거나 초전도 반도체를 만들고 있습니다.
“또 다른 예는 실리콘 태양전지인데 단단하다는 제약이 있는데, 무엇이든 부착할 수 있는 유연한 태양전지는 어떨까요?
“이러한 아이디어가 우리가 집중하고 있으며 모두가 혜택을 누릴 것입니다.”
Verdi 박사는 재료 시뮬레이션을 통해 연구자의 시간과 비용이 절약되었다고 말했습니다.
Verdi 박사는 “첨단 고성능 재료를 개발하려면 뛰어난 정밀도가 필요하며 연구자들은 테스트를 시작할 때까지 최선의 접근 방식을 알지 못하는 경우가 많습니다.”라고 말했습니다.
“그래서 실험실에서는 비용이 많이 드는 시행착오가 많이 있을 수 있습니다.
“컴퓨터 시뮬레이션을 통해 특정 속성을 정확하게 재현하고 이전에 알려지지 않았던 방식으로 해당 속성이 어떻게 작동하는지 확인할 수 있습니다.”
Verdi 박사는 자신의 연구를 확장할 수 있는 UQ 재단 연구 우수상(FREA)을 받았습니다.
“이 상을 통해 나는 내 그룹을 확장하여 해당 분야의 선도적인 연구자들과 협력하고 활동을 조직할 수 있을 것입니다”라고 Verdi 박사는 말했습니다.
“내 꿈은 언젠가 실험실에서 작업을 수행하기 전에 먼저 디자인한 다음 우리가 직면한 모든 과제를 해결하는 데 도움이 되는 가장 적합한 재료를 만드는 ‘설계별 재료’ 경로를 갖는 것입니다.”
