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고분자 소재 및 이를 이용하여 제조된 분리막에 주로 활용되는 전산모사 도구들은 모사대상의 크기 및 모사하고자 하는 시간에 따라 여러 가지 분야로 나뉘어진다. 본 총설에 소개되는 전산모사는 그 중에서 전산재료화학에 주로 사용되는 양자역학(quantum mechanics; QM), 분자동역학(molecular dynamics; MD), 메조스케일 전산모사(mesoscale modelling), 이 렇게 3가지로 분류된다. 고분자 연구에서 사용되는 전산모사는 각각의 전산모사의 종류마다 연구내용이 달라지는데, 양자역학은 분자, 원자, 전자 등 미시적인 계의 현상을 다루어 작은 크기의 현상을 연구하고, 분자동역학은 원자들 사이의 퍼텐셜 또는 힘이 주어졌을 때 뉴턴의 운동방정식에 따른 원지 및 분자의 움직임을 수치적으로 풀어내고, 메조스케일 모델링은 원자 들을 묶어서 그룹형태로 만들어 비드를 형성해 비교적 큰 분자량에서 계산시간을 줄여 거시적으로 판단하는 연구가 된다. 본 총설에서는 고분자 및 고분자 분리막에 주로 활용되는 다양한 전산모사 프로그램을 위에서 분류한 3가지 종류로 나누어 각각의 특징과 사용분야 등을 소개하고자 한다.
Computer simulation tools mainly used for polymer materials and polymeric membranes are divided into various fields depending on the size of the object to be simulated and the time to be simulated. The computer simulations introduced in this review are classified into three categories: Quantum mechanics (QM), molecular dynamics (MD), and mesoscale modeling, which are mainly used in computational material chemistry. The computer simulation used in polymer research has different research target for each kind of computational simulation. Quantum mechanics deals with microscopic phenomena such as molecules, atoms, and electrons to study small-sized phenomena, molecular dynamics calculates the movement of atoms and molecules calculated by Newton’s equation of motion when a potential or force of is given, and mesoscale simulation is a study to determine macroscopically by reducing the computation time with large molecules by forming beads by grouping atoms together. In this review, various computer simulation programs mainly used for polymers and polymeric membranes divided into the three types classified above will be introduced according to each feature and field of use.
Abstract
1. 서 론
2. 양자역학 전산모사
2.1. 양자역학 전산모사의 기본개념
2.2 양자역학 전산모사 도구
3. 분자동역학 전산모사
3.1. 분자동역학 전산모사의 기본개념
3.2. 분자동역학 전산모사 프로그램
4. 메조스케일 전산모사
4.1. 메조스케일 모델링의 기본개념
4.2. 메조스케일 전산모사 도구
5. 결 론
References
