고려대학교 연구팀이 신소재의 색과 밝기가 변하는 원인을 설명할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다. 해당 기술은 스마트폰 화면에 쓰이는 유기발광다이오드(OLED)와 암 진단용 형광 물질, 태양전지에 쓰이는 소재 개발에 활용될 전망이다.

고려대는 화학과 박성남 교수 연구팀이 분자와 용매의 상호작용을 분석해 색 변화 원인을 제시하는 AI 모델을 개발했다고 4일 밝혔다.

OLED 소재나 형광 진단 물질은 액체인 용매 속에서 빛을 내는데, 같은 물질도 어떤 용매에 넣느냐에 따라 색과 밝기가 달라진다. 기존 AI는 특정 분자와 용매를 조합했을 때 나타날 색을 예측할 수는 있었지만, 색이 변하는 원인까지 설명하지는 못했다.

연구팀은 분자를 작용기(분자의 성질을 좌우하는 원자단)별로 나눠 색 변화 영향을 계산하는 AI 기술을 개발했다. 이 기술은 'SSC(Solvatochromic Subgroup Contribution)'로 이름 붙였다.

해당 기술로 분석한 결과 아민 작용기는 용매 종류에 따라 색 변화에 큰 영향을 준 반면, 메틸 작용기는 영향이 거의 없었다. 작용기별 영향을 수치로 제시해 AI 예측의 이유를 확인할 수 있다는 설명이다.

이번에 개발된 AI 모델은 존 AI 모델보다 예측 정확도가 높았고, 분석 결과도 과학계에서 검증된 화학 법칙과 들어맞았다. 이에 연구팀은 물질을 합성하기 전 원하는 색을 내는 분자 구조를 찾는 데 이 기술을 활용해 형광 진단 물질과 OLED·태양전지 소재 개발 속도를 높일 수 있을 것으로 기대한다.

다만 현재는 일반적인 유기 분자에 적용할 수 있으며, 고분자나 나노입자처럼 구조가 복잡한 물질에는 적용하기 어려운 단계다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science)에 지난달 27일 온라인 게재됐다.

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