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시스템생물학기반의 천연물(한약) 연구위해 4개 기관 공동 MOU 체결
- 대구한의대, KAIST, 생명(연), 한의학(연) 4개 기관 힘모아 시스템생물학 및 한의학연구의 새 장을 연다.
- 학연협력 통해 전통과학과 현대생명공학의 융․복합연구 활성화 기대
국내 한의학 인재양성 및 한방의료의 선두주자인 대구한의대학교 (DHU, 총장 변정환), 우리나라를 대표하는 과학기술인재 양성기관인 KAIST(총장 서남표), 생명공학 전문연구기관인 한국생명공학연구원(KRIBB, 원장 박영훈), 한의학 기반의 기술융합형 원천기술을 개발하는 한국한의학연구원(KIOM, 원장 김기옥) 등 4개기관이 ‘시스템생물학기반의 천연물(한약) 연구’를 위해 한데 뭉쳤다.
관련 4개 기관의 기관장과 주요 보직자, 박종구 교육과학기술부 차관 등 20여명이 참석한 가운데, 지난 15일(수) 11시 50분 서울 웨스틴조선호텔 2층 코스모스룸에서 이 같은 내용을 담은 양해각서(MOU)를 체결했다.
이번 4개 기관간 업무협정은 전통과학과 생명공학의 원천 과학기술을 융․복합화한 시스템생물학기반 천연물(한약)연구를 공동으로 수행하고, 관련분야 핵심인력 확보․교류, 학술연구정보 교류 등 국민의 삶의 질 향상을 위해 적극 협력키로 했다.
이를 위해 전통과학 관련 전문 지식을 기반으로 현대질병과 연관된 한의학, 기능유전체학, 약리학, 독성학, 전산, 수학, 통계학 등 대학 및 연구기관의 융․복합연구를 위한 체계적인 학술정보지식을 상호 공유하고, 시스템생물학 기반 연구개발을 위한 연구센터를 공동으로 유치하여 활용하며,국민건강산업을 육성하기 위한 글로벌 연구기관, 기업과의 네트워크를 형성하여 연구성과 이전 및 사업화 관련 정보교류 등 협력체계를 구축한다.
앞으로 4개 유관 기관이 전통과학과 현대생명공학을 접목한 시스템생물학기반 천연물(한약)연구를 공동으로 수행함으로써 융․복합 연구의 경쟁력 제고와 새로운 천연물 개발 등 시스템생물학 분야의 큰 발전이 기대된다.
<사진설명>앞줄 좌로부터 류근철 KAIST 초빙특훈교수, 서남표 KAIST 총장, 변정환 대구한의대 총장,박종구 교육과학기술부 차관, 박영훈 생명공학연구원장, 김기옥 한의학연구원장
2008.10.15
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이효철 교수팀, 물에 녹은단백질 모양 변화 실시간 관찰 성공
- 관련 논문, 9월 22일(일)자 네이처 메서드(Nature Methods)誌 게재- 단백질의 작동메커니즘 규명에 중요한 도구 역할 및 신약개발에도 큰 도움 줄 것으로 기대
KAIST(총장 서남표) 화학과 이효철(李效澈, 36) 교수팀이 ‘물에서 변하는 단백질 분자구조를 실시간으로 규명’ 하는데 성공했다. 관련 논문은 네이처 자매지인 네이처 메서드(Nature Methods)誌 9월 22일자 온라인 판에 게재됐고 10월호에 출판될 예정이다.
논문의 제목은 “시간분해 엑스선 산란을 이용한 용액상의 단백질의 구조동역학 추적(Tracking the structural dynamics of proteins in solution using time-resolved wide-angle X-ray scattering)”으로 온라인에 게재되는 논문들 중에서도 특히 주목받는 하이라이트 논문으로 소개될 예정이다. 李 교수는 이 논문의 교신저자다.
이번 연구결과는 李 교수팀의 집념의 산물이라 할 수 있다. 李 교수팀은 지난 2005년 5월, 소금처럼 딱딱하게 고체상으로 굳어 있는 상태에서의 단백질의 안정적인 구조만을 볼 수 있는 기존의 방법을 시간분해 엑스선 결정법으로 발전시켜, 정지되어 있는 단백질의 구조뿐 만 아니라 움직이는 단백질의 동영상을 촬영하는데 성공했다. 관련 논문은 미국 국립과학원회보(PNAS, Proceedings of National Academy of Science)에 발표되었으며, 학계의 큰 주목을 받았다.
그러나 이 방법으로도 해결할 수 없는 치명적인 문제는 우리 몸에서 작용하는 일반적인 단백질은 고체상으로 있지 않고 물에 녹아있는 용액상태라는 점이다. 마치 고체 소금이 물에 녹아 소금물이 되는 것과 같은 원리다. 물은 인간의 몸의 약 70% 이상을 차지하고 있고 생명 유지에 필수적인 단백질들은 물에 녹아 있는 상태로 존재한다고 볼 수 있다. 따라서 단백질이 어떻게 기능을 발휘하는 지를 실시간으로 관측하기 위해서는 물에 녹아 있는 단백질 분자의 모양 변화를 실시간으로 추적할 수 있는 기술이 필요하다.
이러한 목표를 향한 첫 열매로 물에 녹아 있는 간단한 유기분자의 구조변화를 실시간 측정하는 데 성공하였으며, 관련 연구논문이 2005년 7월 사이언스(Science)誌에 발표된 바 있다. 당시 이 연구결과는 용액상에서 분자의 움직임을 실시간 추적할 수 있다는 점 때문에 많은 관심을 불러 일으켰는데, 李 교수는 그 기술을 더욱 발전시키면 단백질에도 응용 가능할 것으로 전망했다. 그러나 일반적으로 단백질은 그 당시 성공한 유기분자보다 적어도 1,000배 정도 크고 구조가 훨씬 더 복잡할 뿐 아니라 훨씬 적은 양으로 존재하기 때문에 물에 녹아 있는 단백질에서도 성공할 수 있다는 것에는 많은 과학자들이 회의적으로 생각했다.
이번 네이처 메서드誌에 발표한 연구결과는 그러한 부정적인 생각을 깨고 기존에 성공한 유기분자보다 ‘1,000배 더 큰 단백질 분자가 물에 녹아 있을 때에 이들의 3차원 구조변화를 실시간으로 관측하는데 성공’한 획기적인 연구성과다. 논문에서는 3가지 종류의 단백질에 대한 연구결과를 발표했는데, 우리 몸에서 산소를 이동하는데 중요한 헤모글로빈 단백질과, 근육에서의 산소공급에 관여하는 미오글로빈 단백질 등이다. 이 외에도 단백질은 주로 접혀있어 특정한 구조를 형성하는데 환경이 바뀌면 이 구조가 풀리게 된다. 풀려 있는 단백질은 일반적으로 제 역할을 할 수 없어 이러한 단백질의 접힘-풀림 현상을 이해하는 것은 매우 중요한데 씨토크롬씨라는 단백질이 풀린 상태에서 접히는 과정도 실시간으로 추적하는데 성공하였다.
이 새로운 기술을 사용하면 물에서 움직이는 단백질의 동영상을 촬영할 수도 있어 단백질의 작동메커니즘을 밝히는 데에 중요한 도구가 될 것이며, 앞으로 신약개발을 하는 데에도 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 이 기술은 단백질은 물론이고 나노물질에도 응용이 가능하므로 BT뿐만 아니라 NT분야에도 기여할 수 있을 것으로 전망된다.
이 연구는 교육과학기술부의 창의적연구진흥사업의 연구비 지원으로 진행되었다. 연구결과는 유럽연합방사광가속기센터에서 측정되었으며, 李 교수의 주도하에 이뤄진 국제적인 공동연구의 성과다.
李 교수는 “현재 포항에 있는 제3세대 가속기에 이어 한국에서도 차세대 광원으로 건설이 논의되고 있는 제4세대 방사광가속기(XFEL)가 성공적으로 가동되면, 현재 발표된 데이터보다 적어도 1,000배정도 더 좋은 데이터를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.”고 밝혔다.
<이효철 교수 프로필>
■ 학 력
1990 경남과학고 2년 수료, KAIST 화학과 학사과정 입학
1994 KAIST 화학과 학사과정 졸업
1994 Caltech(California Institute of Technology) 박사과정 입학
2001 Caltech 졸업(박사)
2001 시카고 대학 박사 후 연구원(Post Doc.)
2003.8.1-2007.2.28 KAIST 화학과 조교수 2007.3.1-현재 KAIST 화학과 부교수
■ 수상경력
2006 젊은 과학자상(과학기술부/한국과학기술한림원)
2006 과학기술우수논문상(한국과학기술단체총연합회)
2006 KAIST 학술상 2001-2003 美國 대먼 러년 암재단(Damon Runyon Cancer Research Foundation)펠로우쉽
(설명) 시간분해 엑스선 산란의 개념을 예술적으로 표현한 그림
2008.09.22
조회수 28601
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항우(연)과 겸임교수제 및 공동연구 추진
- 16일, 양 기관 관계자들 참석 관련 MOU 체결- 미래 우주탐사분야 인력양성과 공동연구를 위한 인력교류
우리학교와 한국항공우주연구원(원장 백홍열)은 인공위성 등 항공우주기술 연구를 보다 효율적으로 수행하기 위해 공동연구 및 기술인력의 상호교류를 본격 추진키로 했다.
16일, 양 기관은 항우(연)에서 관련 MOU(양해각서)를 체결했으며, 미래 우주탐사를 선도할 인력양성을 위해 KAIST의 ‘우주탐사공학’ 학제전공 프로그램에 함께 참여하여 학연협력의 대표적인 모델로 발전시킬 것을 약속했다. 또한 이 프로그램의 활성화와 성과 창출을 위해 국제 공동 달탐사 프로그램인 ILN(International Lunar Network) 참여를 통한 공동연구 기회를 마련, 국가적으로 시급한 우주기술 개발을 위해 공동보조를 취하기로 했다.
이번 MOU 체결은 양 기관이 달 탐사 등 전문분야에서 공동연구를 추진함으로써 우리나라가 미래 국제사회의 우주선진국으로 도약하기 위한 계기를 마련케 됐다는 점과 학연협력을 통해 한국최초 우주인인 이소연 박사 등 항우(연)의 연구진을 KAIST의 겸임교수로 활용할 수 있게 됐다는데 의의가 있다.
2008.09.17
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EEWS 국제 학술대회 개최
- 21세기 글로벌 이슈(EEWS) 대비한 신기술 교류의 장- 현시점 연구결과 점검, 다음단계 연구계획 교류
우리학교는 9일(화) 오전 9시 30분 교내 창의학습관 및 대강당에서 21세기 인류가 직면하게 될 글로벌 이슈에 대비하기 위한 ‘2008 EEWS 국제 학술대회’를 개최한다.
EEWS는 21세기 인류의 주요 생존기반자원으로 에너지(Energy), 환경(Environment), 수자원(Water), 자원의 지속가능성(Sustainability) 등을 말한다. 현재 KAIST는 EEWS와 관련한 17개의 연구 프로젝트를 수행하고 있다.
‘위기를 기회로(Challenge as Opportunity)’라는 주제로 열리는 이번 워크샵에서는 매사추세츠공과대학(MIT), 캘리포니아공과대학(CALTECH), 지식경제부 신성장동력기획단, KAIST 연구원(KAIST Institute)과 KAIST EEWS기획단 및 관련 정부출연연구 기획단 등의 EEWS 관련 연구과제와 SK에너지, GS칼텍스, 삼성 등에서 추진하고 있는 프로젝트 등 다양한 연구 분야를 접할 수 있는 기회가 될 것이다.
이재규 KAIST EEWS기획단장(경영공학전공 교수)은 “이번 학술대회가 수소에너지, 태양에너지, 연료전지, CO2 저감, 가스 하이드레이트, 지속성장성, 환경과 수자원의 생물학적 복원 분야 등에 관한 기술의 미래를 알아 볼 수 있는 기회가 되었으면 한다. 또한, EEWS 분야의 선도적 연구자들과의 만남을 통해 향후 협력관계를 증진시키는 계기가 되었으면 한다”고 말했다.
2008.09.09
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김만원교수, 아시아-오세아니아 중성자 산란협회 초대회장 선출
물리학과 김만원(金萬源, 61세, 한국 중성자 빔 이용 전문연구회 회장, 前 고등과학원 원장) 교수가 "아시아-오세아니아 중성자 산란 협회(AONSA, Asia-Oceania Neutron Scattering Association)" 초대 회장에 선출됐다.
이 협회는 아시아-오세아니아 지역 중성자 과학 분야의 교류, 협력, 발전을 위하여 지난 8월에 공식 출범했다. 현재 우리나라를 포함 일본, 호주 등 이 지역 주요 국가들이 회원국으로 참여하고 있다. 초대 회장에 金 교수가 선출된 것은 우리나라 중성자 과학 분야의 높아진 국제적 위상과 한국원자력연구원의 하나로 중성자 연구시설, 현재 건설 중인 하나로 냉 중성자 연구시설 등이 국내는 물론 아시아, 오세아니아 지역 거점 연구시설로서 주도적 역할을 담당하고 있음을 보여준다.
金 교수는 향후 2년 동안 아시아-오세아니아 지역은 물론 미국, 유럽 등 세계 중성자 과학 분야의 국제 교류․협력을 주관하게 된다.
2008.09.04
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류근철박사 578억상당 기부에 각종 사설칼럼 쏟아져
우리나라 한의학계의 원로인 류근철(柳根哲, 82, 모스크바국립공대 교수) 박사가 국내기부사상 최고액수인 578억원 상당의 부동산(빌딩, 아파트, 임야)과 소장 골동품 등을 KAIST(총장 서남표)에 기부했다. 기금약정식이 2008년 8월 14일(목) 오전 11시, 류근철 박사, 서남표 KAIST 총장을 비롯한 주요보직자, KAIST 발전재단 관계자 등이 참석한 가운데 학내 대강당 세미나실에서 열린 이후, 각종 주요언론의 사설과 칼럼 등에서 류근철 박사의 기부를 비중있게 다뤘다. 다음은 각종 사설 칼럼 등 리스트
2008/08/14자
- 동아일보 사람속으로 [스포트라이트] "돈 참 잘 썼어"
- 문화일보 [사설] 류근철 박사의 KAIST 기부 578억
2008/08/15자
- 중앙일보 [사설] 비전있는 대학에 기부금이 모인다
- 세계일보 [사설] 인재양성에 거액 쾌척한 류근철 박사
- 매일경제 [사설] 류근철 박사의 아름다운 기부
- 서울경제 [사설] 기부문화의 새 장 연 류근철 박사
2008/08/19자
- 동아일보 [사설] 류근철 박사, 이 시대의 偉人이다
2008.08.22
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KAIST 정보미디어 경영대학원, USC와 MOU 체결
KAIST 정보미디어 경영대학원, USC와 MOU 체결 엔터테인먼트 매니지먼트와 뉴미디어 분야에서 미국 Top 스쿨과 복수학위 길 열린다.- KAIST 정보미디어 경영대학원, USC와 MOU 체결
■’엔터테인먼트 매니지먼트’와 ’뉴미디어’ 분야에서 각각 최고 수준을 자랑하는 국내ㆍ외 두 경영대학 학위 취득 가능■ GMAT 및 별도 심의 없이 입학
’엔터테인먼트 매니지먼트’와 ’뉴미디어’ 분야에서 각각 최고 수준을 자랑하는 국내외 두 경영대학의 학위 취득이 가능해졌다. KAIST 정보미디어 경영대학원(차동완 경영대학원장 http://ksim.kaist.ac.kr)은 지난 7월 17일, 미국에서 관련 분야 Top MBA 스쿨로 인정받고 있는 Marshall School of Business, USC(마샬 비즈니스 스쿨)과 복수학위 프로그램을 위한 MOU를 체결했다.
본 프로그램은 KAIST 정보미디어 경영대학원에서 MBA(Master of Business Administration) 학위를 취득하고, USC로부터는 경영학 석사(MS in Business Administration) 학위를 취득하도록 디자인되어 있다. 총 2년 과정 동안 1년 차 1월부터 12월까지 KAIST에서 45학점을, 2년 차 1월부터 12월까지는 USC에서 26 units을 취득하게 된다. 특히, USC에서는 개인의 선호에 따라 ‘창조 산업(The Business of Creative Industries)’, ‘엔터테인먼트(The Business of Entertainment)’, ‘제품 혁신과 브랜드 경영(Product Innovation and Brand Management)’ 등의 특화된 집중분야를 선택할 수 있고, 영화 예술과 커뮤니케이션 분야에서 미국 정상급 수준의 학교(School of Cinematic Arts와 Annenberg School of Communication)에서 관련 수업을 들을 수 있다.
미국 정규 MS 프로그램에 입학하기 위해서는 GMAT 점수, 추천서, 레쥬메 등의 서류와 까다로운 절차를 거쳐야 하지만, 본 프로그램은 USC의 별도의 심의 없이 KAIST 정보미디어 경영대학원의 선발절차와 기준을 적용하여 입학을 허가한다는 것이 또 하나의 특징이다.
입학은 기준 학점 이상을 취득한 정보미디어 MBA 재학생 및 졸업생에게 자격이 부여된다.
KAIST 정보미디어 경영대학원 차동완 원장은 “KAIST 정보미디어 MBA가 IT/미디어 분야에 특화되어 국내 최고 MBA로 자리매김하고 있으나, 이번 MOU 체결을 계기로 정보미디어 산업 분야에서 세계에서 인정받는 차세대 리더들을 양성할 수 있을 것으로 자신한다.”며 포부를 밝혔다.
USC는 2006년 ‘Wall Street Journal Ranking’’에서 10위를 차지할 정도로 마샬 비즈니스 스쿨의 MBA 및 MS 프로그램이 우수하며, 특히 미디어 및 엔터테인먼트 분야는 미국 내 최고 수준을 자랑한다.
* KAIST 정보미디어 MBA에 대하여 KAIST 정보미디어 MBA는 IT 혁명으로 인한 유선과 무선, 통신과 방송의 구분이 사라져 가는 거대한 디지털 컨버전스의 패러다임의 변화 속에서 기존의 탁월한 국내 IT 기술 및 산업 기반을 바탕으로 IT 융합기술 패러다임을 이해하는 세계적 수준의 경영전문 인력을 양성하기 위하여 2006년 3월 설립되었으며, 일반 경영교육의 비중이 큰 테크노경영대학원의 MBA 과정과 달리 IT 및 미디어 산업에 특화된 경영교육을 지향합니다. 기존의 MIS MBA와 텔레콤 MBA의 과정을 통합해 전통적인 IT분야는 물론 급부상하고 있는 미디어 및 엔터테인먼트 산업을 아우르는 형태의 경력 5년 차 이상의 전향적 맞춤형 MBA로 일반 경영교육과 함께 정보 미디어 산업 및 기술, 트렌드에 관련된 교과목 위주의 과목들의 비중이 높다는 특징을 가집니다.
2008.08.21
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대학원생 국제 여름 학교 다학제 프로그램으로 열렸다
- 7월 28일부터 8월 16일까지 3주간, 6개국 50명 대학원생 참여
- 한․미․일․중 4개국 5년간 순환 개최, 연구결과는 책으로 펴내 교재로 활용
스마트 구조기술 분야의 국내․외 대학원생을 대상으로 하는 국제 여름학교 (2008 Asia-Pacific Student Summer School on Smart Structures Technology) 프로그램이 지난 7월 28일부터 8월 16일까지 3주에 걸쳐 KAIST(총장 서남표) 창의학습관 등 교내 일원에서 열렸다. 이 프로그램은 스마트 구조기술 분야의 다학제적 성격을 고려하여 전기공학, 기계공학, 컴퓨터 사이언스, 구조공학 등 다양한 분야를 포함했다. 대학원생을 대상으로 하는 국제 여름학교 프로그램에 이와 같은 다학제적 운영방식을 도입한 것은 이 프로그램이 처음이다. KAIST 스마트사회기반시설연구센터(소장 윤정방/尹楨邦, 61세, 건설환경공학과 교수)와 한국표준과학연구원(원장 정광화)이 공동 주관하고 각국 과학재단에서 후원한 이번 행사에는 6개국 50명(미국: 13명, 중국: 8명, 일본: 4명, 대만: 3, 영국: 1, 한국: 21)의 대학원생이 참가했다.
프로그램은 크게 스마트 센서, 모달 분석, 신호 처리, 손상 추정, 구조물 제어, 무선 계측, 유비쿼터스, 생체모방 시스템, 한국의 문화, 역사 및 언어로 구성됐다. 첫째 주에는 모달 분석 및 진동을 이용한 손상 추정, 구조물 제어에 관한 강의와 실습, 주말에는 서울에 있는 창덕궁, 국립박물관, 인사동, 명동 등을 둘러볼 수 있는 서울 투어가 있었다. 둘째 주에는 격자형 센서(FBG), 분포형 센서(BOTDA), 지능형(PZT) 센서 등 스마트 센서와 유비쿼터스, 생체모방시스템에 관한 강의와 실습이 있었다. 또한 새로운 센서의 특성 및 사용법을 습득하고 모형 구조물에 적용해보는 기회도 제공됐다. 주말에는 인천 대교의 모니터링 시스템을 직접 관찰할 수 있는 기회가 주어졌다. 셋째 주에는 2 주간 배운 것들을 최대한 활용, 창의적으로 문제를 제기하고 풀어가는 ‘학생시험(Student Competition)’을 실시했으며, 우수 팀에게 상패를 수여했다. 이 시험은 구조물의 손상 모니터링과 제어 기법에 관한 것으로써 참가학생들을 8개 팀으로 편성하여 팀당 4개의 과제를 부여하고 팀별로 해결․발표하는 방식으로 진행됐다. 평가위원으로는 미국과학재단의 류(S.C. Liu) 박사, KAIST 최창근, 명현, 정형조 교수, 세종대 이종재 교수 등이 참여하고 최우수 1팀과 우수 2팀을 선정했다. 시상식은 지난 13일 저녁 6시 30분 대전 유성 호텔에서 있었으며, 일본 교토대 타티아나 쿠로이와(박사과정), 중국 하얼빈 공과대 춘양(박사과정), 美 버클리대 캐스린 휘트(박사과정), 美 일리노이 공과대 마이클 데비우(석사과정), 서울대 송준남(박사과정)팀이 최우수상을 수상했다.
이번 프로그램은 KAIST 윤정방 교수, 美 일리노이 대학 빌 스펜서(Bill Spencer) 교수, 일본 동경대 요조 후지노(Yozo Fujino) 교수, 중국 동지대 리(G.Q. Li) 교수가 공동 구성하고, KAIST 정형조, 명현, 손훈, 장성주, 김소영 교수, 부경대 김정태 교수, 건국대 박훈철 교수, 경북대 노용래 교수, 세종대 이종재 교수, 홍익대 김기수 교수, 한국표준과학연구원 권일범, 윤동진 박사, 국 마이애미 대학의 구정회 교수, 중국 동지대 수웬 첸 교수, 일본 와세다대 니시타니 교수 등이 강의와 실습지도에 참여했다.
美 일리노이 대학 빌 스펜서(Bill Spencer) 교수는 “전통적 토목공학 커리큘럼에서 ‘스마트 구조기술’를 다룰 때 기계공학, 전기공학, 구조공학, 컴퓨터 사이언스 등은 거의 다루지 않았다. 하지만 이 프로그램은 ‘스마트 구조기술’ 분야의 다학제적 성격을 고려하여 함께 다뤘다는 점에서 진정한 의미의 ‘다학제적 프로그램’이라고 할 수 있다”고 말했다. 또한 美 버클리대 대학원생 캐서린 휘트(Catherine Whyte)씨는 “제가 지금 연구하고 있는 분야에 대한 연구 아이디어를 얻기 위해 참가했다. 다양한 분야의 기술들이 다루어져 시야를 넓히는 데 많은 도움이 됐다”고 말했다. 이 프로그램은 5년간 한․미․일․중 4개국이 순환 개최키로 하고 마지막 해에는 한국에서 다시 열 계획이며, 연구 결과는 책으로 출판, 교재 등으로 활용할 계획이다.
2008.08.20
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생명화학공학과 양승만교수 광자유체 신기술개발
생명화학공학과 양승만(梁承萬, 58세, 교육과학기술부 지정 광자유체집적소자 창의연구단 단장) 교수 연구팀이 다양한 기능을 갖는 나노입자를 제조하고 이들 입자들이 스스로 조립되는 ‘자기조립원리’를 규명하는 연구를 수행하여, 방대한 량의 정보를 처리할 수 있는 프로토타입(prototype)의 광․바이오 기능성 광자결정(photonic crystal)구조체를 개발했다.
자연계에 존재하는 대표적인 광자결정은 오팔보석, 나비의 날개, 공작새의 깃털 등이 있다. 이들 광자결정 물질들이 발산하는 아름다운 색깔은 색소에 의한 것이 아니라 이 물질들을 이루는 구조 자체가 규칙적인 나노구조로 되어 있기 때문이다. 즉, 광자결정은 굴절률이 다른 물질들이 규칙적으로 쌓여 조립된 3차원 구조체로 특정한 영역의 파장에 해당하는 빛만 완전히 반사시킨다. 이 성질을 이용하면 반도체가 전자의 흐름을 제어하듯 빛의 흐름을 제어할 수 있다. 이러한 광자결정의 특수한 기능 때문에 나노레이저, 다중파장의 광 정보를 처리할 수 있는 슈퍼프리즘(superprism), 빛을 원하는 위치로 가이드 할 수 있는 광도파로(waveguide) 등 차세대 광통신 소자와 현재의 컴퓨터 속도를 획기적으로 높일 수 있는 수십 테라급 초고속 정보처리능력을 갖춘 광자컴퓨터의 개발 등에 필요한 소재로 주목 받아왔다. 광자결정은 광자(빛)가 정보를 처리하는 미래에 오늘날의 반도체와 같은 역할을 할 것이므로 ‘빛의 반도체’라 불린다. 지난 20여 년 동안 자연 상태에 존재하는 광자결정의 나노구조를 인공적으로 제조하기 위한 연구가 많은 과학자들에 의하여 시도되어 왔지만 실용적인 구조를 얻는 데에는 한계가 있었다. 梁 교수팀은 2006년부터 교육과학기술부와 한국과학재단의 ‘창의적연구진흥사업’으로부터 지원을 받아 광자결정소재의 실용성을 확보하기 위한 연구를 수행하여 최근 해외 저명학술지로부터 크게 주목 받는 일련의 연구 성과를 거뒀다.
첫 번째 연구 성과로 굴절률 조절이 가능한 미세입자 대량 생산기술을 개발했다. 지금까지 구현된 3차원 광자결정은 결정을 이루는 물질의 굴절률이 1.5-2.0 정도로 낮고, 굴절률을 다양하게 조절할 수 있는 입자를 제조할 수 없어서 광자결정의 실용성에 한계가 있었다. 최근 梁 교수 연구팀은 굴절률을 1.4-2.8까지 마음대로 조절할 수 있는 입자를 대량으로 제조할 수 있는 실용적 방법을 개발했다. 제조된 고 굴절률 입자는 나노레이저, 광 공명기, 마이크로렌즈, 디스플레이 등 각종 광학소자와 광촉매 등으로 활용될 수 있다. 이 연구결과는 최근 어드밴스드 머티리얼스 인터넷판(6. 19)과 제 17호(2008. 9)의 표지논문으로 게재 예정이다. 특히, 이 논문은 저명 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)誌 8월호(8. 1)에 리서치 하이라이트(Research Highlights)로 선정되어 연구의 중요성과 응용성에 대하여 특별기사로 조명했다.
그림 1. 초고굴절률 타이타니아 입자의 전자 현미경 사진
두 번째 연구 성과로 광자유체 기술을 이용한 광결정구 연속생산 기술을 개발했다. 균일한 크기와 모양을 갖는 광자결정구를 빛을 매개로 반응시킴으로써 종래에 수십 시간이 소요되는 공정을 불과 수십 초 만에 연속적으로 제조할 수 있는 기술을 확보했다. 이들 광자결정구는 차세대 반사형디스플레이 색소나, 나노바코드, 생물감지소자 등으로 활용될 수 있다. 특히 주목할 것은 몇 개의 다른 색을 반사하는 야누스 광자결정구슬을 제조하였는데 이들은 전자종이와 같은 접거나 말 수 있는 차세대 디스플레이 소자에 활용될 수 도 있다. 이러한 광자결정 표시소재는 세계굴지의 화학회사인 독일 머크(Merck)社 등에서도 개발 중이며 이번 연구 결과는 이 분야의 국제경쟁에서 우위를 확보하는데 필요한 핵심요소이다. 주요 연구결과는 국제적저명학술지인 미국화학회지(JACS)와 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)誌에 6편의 논문을 최근 4개월(5～8월) 동안 연속 게재하여 광자결정의 실용성을 구현하는데 크게 기여했다고 인정받았다. 특히, 이들 논문들은 해당 학술지 편집인(Editor)과 심사위원들에 의하여 가장 앞선 연구결과로서 주목해야 할 논문(Advances in Advance)으로 선정됐으며, 9호(5. 5) 표지논문에 게재됐다.
그림 2. 3원광 광자결정구와 다색상 야누스 광자결정구의 현미경사진과 휘어지는 기판 위에 픽셀화된 3원광 광자결정.
세 번째 연구 성과로 광자유체 기술을 이용한 광결정 나노레이저를 개발했다. 현재까지 개발된 나노레이저는 발생하는 고열로 인하여 발진하는 레이저의 파장을 변화시키기 어려운 단점이 있었다. 梁 교수 연구팀은 KAIST 물리학과의 이용희 교수 연구팀과 공동으로 연속가변파장 나노레이저를 최초로 개발했다. 레이저를 발진하는 광자결정과 매우 미세한 유량을 도입할 수 있는 미세유체소자를 결합한 후 물과 같은 액체를 흘려줌으로써 온도를 낮추어 연속파 레이저 발진을 가능케 하였다. 또한 굴절률이 다른 액체를 흘려주어 광밴드갭을 조절함으로써 레이저의 파장을 조절 할 수 있었다. 가변파장 나노레이저는 신약개발 등 생명공학에서 요구되는 극미량의 시료로부터 방대한 량의 바이오정보를 광학적으로 신속하게 처리하는데 필요한 광원으로 사용될 수 있다. 이 연구 결과는 광물리 분야의 저명학술지인 옵틱스 익스프레스(Optics Express)에 게재(4. 9) 됐으며 이 논문의 독창성과 실용성은 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 저명학술지 랩온어칩(Lab on a Chip) 8월호(8. 1)에 해설과 함께 “리서치 하이라이트”로 소개됐다.
그림 3. 나노레이저 발진모드
2008.08.19
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이흔 교수팀, 물로 이뤄진 얼음 입자내 수소원자 저장 현상 규명
- 사이언스誌 최근호 에디터스초이스에 선정, 리서치 하이라이트로 소개
물을 얼려 만들어진 얼음 입자 내에 나노 크기의 수많은 빈 공간을 형성시켜 그 안에 수소원자가 저장될 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 새롭게 규명됐다.
우리학교 생명화학공학과 이흔(李琿, 56) 교수팀과 서강대 강영수(46) 교수팀이 공동으로 물로 이뤄진 얼음 입자 내에 크기가 가장 작은 수소 원자가 안정적으로 저장될 수 있음을 최초로 규명, 이 연구결과를 미국화학회지에 발표하였으며, 사이언스(Science) 誌 최신호(7월11일자)의 ‘에디터스 초이스(Editor’s Choice)’에도 선정되어 리서치 하이라이트로 소개됐다.
李 교수는 지난 2005년 4월 7일자 네이처(Nature) 誌에 ‘얼음 형태의 입자 내로 수소저장’이란 제목의 논문으로 이 현상을 처음 발표한 바 있다. 당시에는 수소저장은 분자상태로 이뤄진 것으로 발표하였으나, 이후 3년여의 연구 끝에 수소가 분자 상태가 아니라, 가장 작은 크기의 원자로 얼음 내에 저장될 수 있음을 이번 연구에서 밝혀냈다.
고유가 시대에 석유, 천연가스를 대체할 새로운 에너지원 개발이 매우 시급한 이슈로 떠오르고 있다. 하나의 해결책으로 그동안 모든 국가들이 수소 에너지를 연구해 왔으나, 획기적 저장 원리의 부재로 기술개발에 많은 어려움을 겪고 있다.
따라서 미래의 거의 유일한 청정에너지인 수소에너지를 잘 활용할 수 있느냐의 성공여부는 이를 얼마나 효과적으로 저장시킬 수 있는 기초 원리의 확보에 있다. 그동안 널리 사용된 수소저장 방법으로는 영하 252℃ 극저온의 수소 끓는점에서 수소 기체를 액화시켜 특별히 제작된 단열이 완벽한 용기에 저장하거나 또는 350기압 정도의 매우 높은 압력에서 기체 수소를 저장하는 방법이 있지만 수소가 제일 작고 가벼운 원소여서 어떤 재질의 용기이건 속으로 침투하는 성질이 있다. 따라서 이 방법들은 경제성이나 효율성이 매우 떨어지게 되고 극저온이나 상당히 높은 압력으로 인한 여러 가지 기술적 난제들을 필연적으로 갖게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 그동안 전 세계적으로 수소저장합금, 탄소나노튜브 등을 이용한 차세대 수소 저장 기술 연구가 활발히 이뤄지고 있지만 이러한 특수 물질들의 저장 재료로서의 한계성 때문에 현실적으로 적용하기가 어렵다. 더욱이 이 모든 방법들은 수소를 분자 상태로 저장하고 있다.
그러나 이번에 발표된 李 교수의 연구논문에서는 수소를 저장하기위한 기본물질로 분자대신 원자가 가능하다는 것을 밝혔다. 일단 수소 원자를 잡아두는 저장 창고로 물을 이용하기 때문에 매우 경제적이며, 또한 친환경적인 수소 저장 방법이라 할 수 있다. 순수 물로만 이뤄진 얼음 입자에는 수소를 저장할 수 있는 빈 공간이 존재하지 않는다. 그러나 순수한 물에 미량의 유기물을 첨가하여 얼음 입자를 만들 경우 내부에 수많은 나노공간을 만들게 되며, 바로 이 나노 공간에 수소 원자가 안정적으로 저장되는 특이한 현상이 나타난다. 李 교수는 “수소 분자 대신 원자를 이용하는 경우 반응과 결합성이 뛰어나 새로운 수소저장 원리를 구현할 수 있고 연료 전지를 비롯한 많은 수소 관련 분야에 이 새로운 현상이 적극적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다. 이번 연구로 지구상 가장 보편적이고 풍부한 물질인 물로 이뤄진 얼음입자에 수소원자를 직접 저장할 수 있는 메커니즘이 밝혀짐에 따라 앞으로 미래 수소에너지를 이용하는 수소자동차, 연료전지 개발에 자연현상적 신개념 원리를 마련하게 됐다.
2008.08.04
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이상엽교수, 미 에너지성 산하 바이오에너지연구소 과학자문위원 위촉
- 세계 선도 바이오 에너지연구소의 자문 및 협력연구 추진
우리학교 생명화학공학과 및 바이오융합연구소 이상엽(李相燁, 44세, LG화학 석좌교수) 특훈교수가 미국 에너지성(Department of Energy)산하 바이오에너지연구소(Joint Bioenergy Institute, JBEI)의 과학자문위원(Scientific Advisory Board Member)로 위촉됐다고 밝혔다.
미국 샌프란시스코 인근 에머리빌에 위치한 JEBI는 로렌스버클리 국립연구소를 중심으로 샌디아국립연구소, 버클리와 데이비스 소재 캘리포니아 주립대학 등이 협력하여 다양한 바이오매스로부터 바이오에너지 생산의 제반 기술을 연구하는 연구소다. 지난 6월 미국 에너지성 산하 연구소로 선정되어 최근 새로 문을 연 JBEI는 우선 5년간 1300억원의 연구비를 지원받게 되며, 바이오에너지 관련 연구를 집중적으로 수행하게 된다. JBEI의 CEO인 버클리대학 제이 키슬링(Jay Keasling) 교수는 항말라리아제인 아티미시닌을 대장균으로 대량생산할 수 있는 기술을 개발한 세계적인 바이오엔지이어다.
대사공학, 시스템생물학, 바이오에너지 및 바이오리파이너리 분야에서 탁월한 연구성과를 내고 있는 李 교수는 JBEI의 연구 방향과 과학기술 개발 추진체계를 전반적으로 자문하게 되는 과학자문위원회(Scientific Advisory Board)에 캘리포니아 공대 프란시스 아놀드 교수, MIT의 찰스 쿠니교수, 노바티스 게놈연구소의 스코트 레슬리박사 등과 함께 초대 위원으로 위촉됐다.
첫 번째 과학자문위원회(SAB) 회의를 위해 곧 출국하는 李 교수는 “미 정부로부터 집중적으로 지원을 받아 세계를 선도하는 바이오에너지연구소의 과학자문위원으로서 환경문제, 식량문제 등에 제대로 대처하면서 인류와 지구가 지속할 수 있는 기술개발 방향으로 자문코자 한다”며, “우리나라도 이러한 집중 연구가 가능한 연구집단의 구축이 이뤄졌으면 좋겠다. JBEI 과학자문회의와 협력회의 등을 통해 우리나라와 바이오에너지 및 바이오리파이너리 관련 공동연구 등을 추진하고자 한다”라고 말했다.
李 교수팀은 재생가능한 바이오매스로부터 숙신산 등의 핵심 화학물질들과 바이오부탄올 등의 화학 및 연료 물질 생산 관련 대사공학 연구를 수행 중이며, 이러한 바이오 기반 산업기술 성공의 핵심인 시스템생명공학 연구에서 탁월한 성과를 내고 있다.
2008.08.04
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조광현 교수, 인간프론티어 과학프로그램 연구과제평가위원 선임
우리학교 바이오뇌공학과 조광현(曺光鉉, 37세) 교수가 과학분야 국제기구인 인간프론티어과학프로그램(HFSP, Human Frontier Science Program)의 연구과제평가위원(Research Grant Review Committee Member)에 선임됐다.
인간프론티어과학프로그램은 1989년에 시작된 선진7개국(G7) 국가 간의 유일한 생명과학협력 프로그램으로 뇌과학 및 분자생물학 분야의 국제공동연구, 혁신적이고 다학제적인 기초연구, 펠로우쉽 등을 지원하는 국제프로그램이다. 우리나라는 2004년 이 프로그램에 가입했다. 현재 회원국은 우리나라를 포함 선진7개국(G7), 유럽연합(EU) 등 35개국이다. 이 프로그램의 연구과제평가위원은 이들 회원국 연구자 중 국가별 1명이내로 구성된다. 曺 교수는 앞으로 시스템생물학분야의 연구과제 평가를 맡게 된다.
2008.07.11
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