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Radboud University에서 실험을 담당한 Emil Sierda는 다음과 같이 말했습니다. '몇 년 전 우리는 양자 시뮬레이터를 구축하려는 미친 아이디어를 가지고 있었습니다. 우리는 실제 분자와 유사한 인공 분자를 만들고 싶었습니다. 그래서 우리는 전자를 가둘 수 있는 시스템을 개발했습니다. 전자는 구름처럼 분자를 둘러싸고 있으며 우리는 그 갇힌 전자를 사용하여 인공 분자를 만들었습니다.' 팀이 발견한 결과는 놀라웠습니다. 시에르다: '우리가 만든 것과 실제 분자 사이의 유사성은 정말 놀랍습니다.'
분자 변화
Radboud University의 분자 및 재료 연구소의 주사 탐침 현미경(SPM) 부서 책임자인 Alex Khajetoorians는 다음과 같이 말했습니다. '분자를 만드는 것은 충분히 어렵습니다. 종종 더 어려운 것은 특정 분자가 어떻게 반응하는지, 예를 들어 비틀리거나 변경될 때 어떻게 변하는지 이해하는 것입니다.' 분자가 변화하고 반응하는 방식은 화학의 기초이며, 수소와 산소가 물을 생성하는 것과 같은 화학 반응으로 이어집니다. '우리는 분자를 시뮬레이션하고 싶었기 때문에 실제 분자로는 거의 불가능한 방식으로 분자를 구부리고 조정할 수 있는 최고의 툴킷을 가질 수 있었습니다. 그런 식으로 우리는 실제 분자를 만들지 않고도, 끊임없이 변화하는 모양과 같이 분자가 제시하는 문제를 다루지 않고도 실제 분자에 관해 뭔가를 말할 수 있습니다.'
벤젠
이 시뮬레이터를 사용하여 연구원들은 화학의 기본 유기 분자 중 하나인 벤젠의 인공 버전을 만들었습니다. 벤젠은 폴리스티렌을 만드는 데 사용되는 스티렌과 같은 방대한 양의 화학 물질의 시작 성분입니다. Khajetoorians: '벤젠을 만들어 교과서적인 유기 분자를 시뮬레이션하고 유기가 아닌 원소로 구성된 분자를 만들었습니다.' 게다가 분자는 실제 분자보다 10배 더 커서 작업하기가 더 쉽습니다.
실용적인 용도
이 새로운 기술의 용도는 끝이 없습니다. SPM 부서 조교수 Daniel Wegner: '우리는 이것을 무엇에 사용할 수 있는지 상상하기 시작했을 뿐입니다. 아이디어가 너무 많아서 어디서부터 시작해야 할지 결정하기가 어렵습니다.' 시뮬레이터를 사용함으로써 과학자들은 분자와 그 반응을 훨씬 더 잘 이해할 수 있으며, 이는 상상할 수 있는 모든 과학 분야에 도움이 될 것입니다. Wegner: '예를 들어 미래의 컴퓨터 하드웨어를 위한 새로운 재료는 만들기가 정말 어렵습니다. 시뮬레이션 버전을 만들어 특정 분자의 새로운 특성과 기능을 찾아보고 실제 물질을 만들 가치가 있는지 평가할 수 있습니다.' 먼 미래에는 슬로우 모션 비디오처럼 화학 반응을 단계별로 이해하는 것, 컴퓨터 칩의 트랜지스터 크기를 줄이는 것과 같은 인공 단일 분자 전자 장치를 만드는 것 등 모든 종류의 일이 가능할 수 있습니다. 양자 시뮬레이터는 양자 컴퓨터로 작동하도록 제안되기도 합니다. Sierda: '하지만 아직 갈 길이 멀습니다. 지금으로서는 이전에 결코 이해하지 못했던 방식으로 분자를 이해하는 것부터 시작할 수 있습니다.'
