지구온난화 및 유해 환경이 만연한 사회 상황으로부터 탈피하기 위한 친환경적인 에너지로의 패러다임 전환은 더 이상 선택사항이 아니다. 이를 위한 노력의 일환으로, 유해기체 및 온실가스의 선택적 제거를 위한 기술적 연구 및 친환경 에너지의 효율적 생산을 위한 기술적 연구가 활발함에도, 실용화를 위한 수준에 이르지 못한 상황이다. 특히, 안정적 에너지 생산이 담보되지 않은 친환경 에너지 생산 기술을 보완하기 위한 에너지 저장 기술의 확보는 매우 중요한 상황이다. 이러한 상황 속에서, 유해가스의 효율적인 제거 기술 및 효율적인 에너지 저장 기술을 위한 신소재 개발에 있어서 실험적 한계를 극복할 수 있는 이론 기반 연구에 대한 관심은 날로 높아지고 있다. 본 연구 발표에서는, 멀티스케일 계산 및 시뮬레이션에 기반하여 이차전지 및 기체분리막 기반 친환경 응용분야에 적용 가능한 유기 신소재의 개발 연구들을 개괄적으로 소개하고, 이를 통해서 실험/이론 기반 통합 연구의 가능성을 제시하고자 한다.