분자 구조별 영향 분석 … OLED·형광소재 개발 활용 기대
고려대학교는 화학과 박성남 교수 연구팀이 신소재의 색 변화를 예측하고 그 원인까지 설명하는 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.
OLED 발광소재나 암 진단용 형광물질 등은 어떤 액체에 들어 있느냐에 따라 같은 물질이라도 빛의 색과 밝기가 달라질 수 있다. 기존 인공지능은 이런 결과를 예측할 수 있었지만 왜 그런 변화가 나타나는지 설명하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 분자를 하나의 덩어리로 분석하는 대신 성질을 결정하는 여러 부분으로 나눠 각각이 색 변화에 얼마나 영향을 주는지를 계산하도록 인공지능을 설계했다. 연구팀은 이 기술을 ‘SSC(Solvatochromic Subgroup Contribution)’라고 이름 붙였다.
연구팀에 따르면 새 모델은 기존 인공지능 모델보다 높은 예측 정확도를 보였고, 인공지능
AI가 제시한 색 변화 원인도 기존 화학 법칙과 일치했다.
이를 활용하면 연구자가 새로운 물질을 실제로 합성하기 전에 컴퓨터상에서 분자 구조를 바꿔가며 원하는 색을 내는 후보를 먼저 찾을 수 있다. 연구팀은 OLED 발광소재와 형광 진단물질, 태양전지 소재 등의 개발 과정에서 시행착오를 줄이는 데 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.
다만 현재 기술은 일반적인 유기분자에 적용할 수 있으며 고분자나 나노입자처럼 구조가 복잡한 물질까지 분석하기에는 한계가 있다고 연구팀은 설명했다.
박 교수는 “AI의 높은 예측 정확도와 함께 왜 그런 결과가 나오는지를 설명할 수 있도록 한 것이 이번 연구의 특징”이라며 “앞으로 원하는 성질을 갖는 새로운 분자와 소재를 설계하는 데 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 지난달 27일 온라인 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
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