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분자 시뮬레이션을 통한 고분자 연구개발(R&D)의 혁신 주도 및 머신러닝

항공우주에서 전자에 이르기까지 다양한 산업 분야의 연구개발(R&D) 과학자들은 고성능과 다기능성을 갖추고, 동시에 소형화와 환경적 지속가능성에 대한 사회의 요구를 충족시키는 차세대 고분자 및 복합재 개발에 어려움을 겪고 있다.

솔루션 개요

화학적 반응성, 물리적 형태, 고분자 물리학은 고분자 및 연성 물질의 거동을 좌우합니다. Schrödinger의 재료과학 플랫폼은 고분자의 설계 및 최적화를 위한 다음과 같은 독보적인 역량을 결합하여 제공합니다:

  • 차별화된 모델 구축 도구
  • GPU 기반의 매우 효율적인 ‘ 분자동역학 (MD)’ 엔진
  • 열물리적 및 기계적 반응에 대한 자동화 워크플로우
  • 화학적 유연성을 갖춘 가교 형성 워크플로우
  • 선형 고분자, 가교 고분자, 엘라스토머, 덴드리머 및 공중합체를 포함한 새로운 고분자의 시뮬레이션, 최적화 및 탐색을 위한 분석 도구

Schrödinger이 회사가 제공하는 고분자, 혼합물 및 복합재의 분자모델링 를 위한 맞춤형 솔루션은 비용을 절감하고 위험을 줄이며, 소요 시간을 단축하고, 다양한 산업 분야에서 혁신을 주도할 수 있습니다.

 

산업 분야 및 적용 분야

자동차 및 항공우주

  • 고분자 배합물의 물성 최적화:다상태 시뮬레이션을 이용한 고분자 복합재 내 수분 이동, 흡수 및 형태학적 변화 안정성 의 모델링
  • 제품 및 공정 제약 조건에 있어 핵심적인 특성에 맞춰 화학 설계 과정을 가속화합니다:고처리량 스크리닝을 활용하여 목표 특성에 부합하는 에폭시-아민 반응의 고유한 조합을 규명합니다.
  • 제조 공정 파이프라인 가속화:제조 공정 중 폴리머 겔화 예측
  • 환경적으로 더욱 지속 가능한 친환경 제품을 설계하세요:바이오 기반 소재를 활용한 고성능 수지의 물성을 시뮬레이션하고 예측하며, 새로운 바이오 소재의 발굴 과정을 자동화하세요

 

CPG 포장 및 제형

  • 환경적으로 지속 가능한 포장재 개발:포장재와 소비재 간의 계면 상호작용을 연구하고, 차단층 설계 및 성능 향상을 위해 수분 흡수 과정을 시뮬레이션한다
  • 폴리머 배합 최적화:폴리머 포장재 내 첨가제의 확산 정도 정량화
  • 생산 폐기물 최소화:폴리머 생산 편차의 잠재적 원인과 영향을 파악하기
  • 천연 소재를 활용한 혁신:분자 시뮬레이션을 통해 활성 소재, 재활용 가능 소재, 바이오 기반 소재를 탐구해 보세요
  • 가공 비용 절감:잠재적인 제조상의 문제점을 파악하기 위해 새로운 배합을 평가한다

 

특수 폴리머

  • 원자재 생산을 위한 촉매 선정에 대한 의사결정 속도 향상:에폭시 아민, 우레탄 및 기타 반응의 촉매 작용 메커니즘, 선택성 및 반응성을 시뮬레이션하고이해합니다.
  • 고성능 폴리머의 설계 최적화:신개발 폴리머를 통해 유리전이 온도, 열 안정성, 열팽창을 예측
  • 고분자 반응의 혁신 주도:경화 동역학 및 가공 특성 예측

 

전자 패키징

  • 설계 초기 단계에서 열적·기계적 성능 문제를 파악하세요:패키징용 폴리머의 열팽창 계수를 시뮬레이션하세요
  • 화학 공정 최적화 안정성:포장용 폴리머와 가공용 용매 및 물 간의 상호작용을 시뮬레이션하여사용 시 발생할 수 있는 안정성 을 예측합니다.
  • 성능 향상을 위한 새로운 단량체 설계:물리 기반 시뮬레이션과 머신러닝 모델을 활용하여 Dk, Df, 굴절률과 같은 설계 결정 요인을 예측합니다.

 

배터리

  • 분자 수준에서 메커니즘 이해:전해질의 열화 반응 메커니즘을 예측하고에너지 동역학을 제어하여 양극(SEI) 및 음극(CEI)에서 기능성 고체 전해질 계면층(SEI/CEI)의 형성을 이해한다.
  • 최적의 배터리 소재 파악:음극, 양극, 전해질 및 첨가제 소재에 대한 고처리량 스크리닝을 수행하여 차세대 배터리 개발에 가장 적합한 화학 물질을 파악한다.
  • 전해질 설계 최적화:액체 및 고분자 전해질 내의 원자간 상호작용 및 이온 수송 시뮬레이션

 

의약품 제형

  • 약물 전달체 설계 최적화:다양한 고분자 전달체 또는 장벽을 사용한 약물의 약동학적 특성( 용해도) 및 약력학적 특성(혼화성 ) 평가
  • 약제 제형 최적화:용액 내 pH에 따른 고분자 계면활성제와 약물의 상호작용 및 침전 억제 거동을 시각화하고특성 분석
  • 효과적인 약물 전달 촉진:무정형 고체 분산체에서 용액으로의 약물 방출 프로파일 시뮬레이션

 

팀 협업 및 디지털 데이터 관리

  • 협업 강화:실험 및 예측 모델을 원활하게 공유하기 위해 웹 기반 기업 정보학 도구를 활용하십시오
  • 연구 역량 강화: 머신러닝 모델을 신속하게 배포하여 예측을 주도하고 새로운 설계 접근 방식을 지원합니다.
  • 프로젝트 관리 개선:중앙 집중식 플랫폼에서 새로운 아이디어와 데이터를 수집, 분석 및 검증함으로써 프로젝트 내 의사소통과 집단적 학습을 가속화합니다.

 

제품

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참고 문헌

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    Moore L. M. J. 외. Macromolecules 2021, 54, 13, 6275–6284.

  5. 고체 상태 및 PMMA 박막 내 사이클로메탈화 백금(II) 디포스핀 화합물의 광물리적 특성.

    Anderson C. M. 외. ACS Omega 2021, 6, 42, 28316–28325. 고처리량 분자동역학.

  6. 다양한 응용 분야를 위한 고분자 열물리적 특성의 시뮬레이션 및 검증.

    Afzal. A 외. ACS Appl. Polym. Mater. 2021, 3, 2, 620–630 유전체의 전기화학 임피던스 안정성 에 대한 근본적 한계.

  7. 바이오전자공학 분야의 엘라스토머.

    Floch P. L. 외. Nano Lett. 2020, 20, 1, 224–233.

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연구 지원 서비스

Schrödinger의 전문 전산 과학자 팀을 활용하여 신약 개발 과정의 주요 단계를 거쳐 프로젝트를 발전시켜 나가십시오.

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