Computational Chemistry

계산화학 전문센터

  • sw개발 sw개발

    102

    SW 개발

  • 콘텐츠 개발 콘텐츠 개발

    229

    콘텐츠 개발

  • 교육 강좌 교육 강좌

    1233

    교육 강좌

  • 교육 활동 교육 활동

    33,339

    교육 활동

  • 학술지 논문 게재 학술지 논문 게재

    97

    학술지
    논문 게재

EDISON 계산과학 전문센터
계산화학은 실험이 아닌 컴퓨터 계산을 이용해 물질의 조성과 성질을 연구하는 화학 분야입니다. 20세기 초 양자역학이 등장한 이후 이론을 기반으로 분자들의 움직임을 설명하는 물리화학이 발전해 왔습니다.

계산화학은 그간 이론과 가설에 머물러 있던 분자의 복잡한 문제들을 컴퓨터로 계산해 구체적인 결과를 도출함으로써 연구의 새로운 패러다임을 가져왔습니다. 특히 복잡한 분자 구조를 컴퓨터로 계산·구현함으로써 신약과 소재 개발에 중요한 역할을 하고 있습니다.
연구목적

화학 분야 분자 모델링의 최신 연구
성과를 활용한 교육·연구용 시뮬레이션
SW 개발 및 융합 교육 콘텐츠 개발

화학 분야 대학(원)생의 최신 과학기술
적응력 제고 및 교육·연구 수준 향상

계산화학 분야 교육·연구용
시뮬레이션 SW의 국산화

연구 분야 및 연구진

다중척도 모의실험을 통한 분자모델링 개발 및 활용

서울대학교 신석민 교수 (센터장) 경북대학교 최철호 교수 강원대학교 황현석 교수

동역학 계산을 통한 분자 모델링 개발 및 활용

세종대학교 장순민 교수 연세대학교 심은지 교수 서울대학교 정연준 교수

양자계산을 통한 분자모델링 개발 및 활용

한국과학기술원 김우연 교수 성균관대학교 이진용 교수 한국과학기술원 정유성 교수

생체시스템에 대한 분자모델링 개발 및 활용

고려대학교 조은성 교수 숙명여자대학교 함시현 교수 서울대학교 석차옥 교수

복잡계에 대한 분자모델링 개발 및 활용

부산대학교 장준경 교수 광운대학교 장락우 교수 서강대학교 성봉준 교수
History
  • 2012~2013
  • 2014~2015
  • 2016~2018
2012~2013
2012

개발 로드맵 수립 양자화학, 분자동력학, 복잡계모델, 생체고분자

2013

범용 & 교육용 양자계산 SW 탑재 대표적인 양자계산 오픈소스 SW(GAMESS)와 국내기술로 개발된 SW(uChem) 동시 탑재하여 EDISON 플랫폼에 맞게 튜닝, 탑재 및 수업활용

생체시스템 분자모델링 SW Galaxy 탑재(Ver. 1.0): 주형 기반 단백질 구조 예측SW → 신약개발용

2014~2015
2014

DFT 기반 양자계산 SW KDFT 탑재(Ver. 0.8): 밀도범함수 이론 기반 분자구조 시뮬레이션

생체시스템 분자모델링 SW Galaxy 국제 단백질 경진대회 CASP 구조예측 부문 1위

2015

DFT 기반 양자계산 SW KDFT(Ver.0.8) ACE-Molecule(ver.1):명칭 변경. 바닥/들뜬 상태 정확도 향상

2016~2018
2016

DFT 기반 양자계산 SW ACE-Molecule(ver.2):고성능 컴퓨팅 병렬계산 성능 대폭 향상

생체시스템 분자모델링 SW Galaxy_TBM SW 모듈 산업체 기술이전: ㈜테라젠이텍스

2017

범용&교육용 양자계산 SW 탑재 GAMESS & uChem 강의 활용 21,000명, 18만회 실행 달성

2018

융합연구 GAMESS 기능별 모듈화: WorkFlow 기반 연구용 SW 네트워크 멀티스케일(Multiscale) 모색

코로나19 바이러스의
단백질 구조를
완성하다
석차옥 교수가 개발한 갤럭시 SW는 단백질 구조 예측 및 생체 시스템 분자 모델링 SW입니다. 석 교수는 최근 갤럭시 SW를 활용해 코로나19 바이러스가 인체 세포에 침투하는 첫 관문 역할을 하는 스파이크 단백질의 가장 정밀한 구조를 밝혀냈습니다. 기존에 극저온 전자현미경을 활용해 이 단백질 구조를 밝힌 연구가 있었지만, 여전히 분석하지 못한 영역을 석 교수가 개발한 시뮬레이션 SW를 통해 정교하게 복원한 것입니다.

“우리 몸에 있는 단백질의 모양은 질병이 생기는 이유를 밝히는 중요한 열쇠입니다. 갤럭시는 기존의 시뮬레이션 SW로 계산할 수 없었던 새로운 문제를 다룰 수 있다는 점에서 신약 개발에 유용하게 활용될 수 있습니다.”
코로나19를 극복하는 수준 높은 교육 대안
석차옥 교수는 올해 코로나19 사태를 겪으며 EDISON 플랫폼의 가치를 확인할 수 있었다. 학생들이 각자 집에서 자유롭게 주제를 선정해 시뮬레이션하는, 코로나19의 영향을 전혀 받지 않는 수준 높은 수업이 이뤄진 것입니다. 특히 한 학생이 코로나19 치료제를 직접 개발하겠다는 목표 아래 정보를 수집하고 갤럭시를 이용해 가능성을 계산해본 프로젝트가 인상적이었습니다.

석차옥 교수는 갈수록 계산화학의 비중이 확대되는 상황에서 EDISON 플랫폼을 활용한 교육을 대학뿐 아니라 고등학교까지 확대할 것을 제안했습니다. 이는 청소년들이 기초과학에관심을 두고 이공계에 진학하도록 하는 데에도 기여할 것으로 전망했습니다.
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