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김용훈 교수, 페로브스카이트 나노선 기반 소자 구현방안 제시
〈 이주호 박사과정, 무하메드 칸 박사후 연구원, 김용훈 교수 〉
우리 대학 전기및전자공학부 김용훈 교수 연구팀이 저차원 페로브스카이트 나노소재의 새 물성을 밝히고 이를 이용한 새로운 비선형 소자 구현 방법을 제시했다.
연구팀은 최근 태양전지, 발광다이오드(LED) 등 광소자 응용의 핵심 요소로 주목받는 페로브스카이트 나노소재가 차세대 전자 소자 구현에도 유망함을 증명했다. 또한 초절전, 다진법 전자 소자 구현에 필요한 부성 미분 저항 소자를 구현하는 새로운 이론적 청사진을 제시했다.
무하메드 칸(Muhammad Ejaz Khan) 박사후연구원과 이주호 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 1월 7일자 온라인판에 게재됐고, 표지논문으로 선정돼 출간될 예정이다.(논문명 : Semimetallicity and negative differential resistance from hybrid halide perovskite nanowires, 하이브리드 할로겐화 페로브스카이트 나노선에서의 준금속성과 부성미분저항 발현)
유무기 하이브리드 할로겐화 페로브스카이트 물질은 우수한 광학적 성능뿐만 아니라 저비용의 간편한 공정으로 제작할 수 있어 최근 태양전지 및 LED 등 다양한 광소자 응용 분야에서 주목받고 있다. 그러나 할로겐화 페로브스카이트의 전자 소자 응용에 관한 연구는 세계적으로도 아직 부족한 상황이다.
김 교수 연구팀은 최근 새롭게 제조 기술이 개발되고 양자효과가 극대화되는 특성을 가진 저차원 유무기 할로겐화 페로브스카이트 물질에 주목했다.
연구팀은 슈퍼컴퓨터를 활용해 우선 1차원 페로브스카이트 나노선의 유기물을 벗겨내면 기존에 보고되지 않은 준 금속성 특성을 발현할 수 있다는 것을 발견했다.
이 1차원 무기 틀을 전극으로 활용해 단일 페로브스카이트 나노선 기반의 터널링 접합 소자를 제작하면 매우 우수한 비선형 부성미분저항(negative differential resistance, NDR) 소자를 구현할 수 있음을 확인했다.
부성미분저항은 일반적인 특성과는 반대로 특정 구간에서 전압이 증가할 때 전류는 오히려 감소해 전류-전압 특성 곡성이 마치 알파벳 ‘N’모양처럼 비선형적으로 나타나는 현상을 말한다. 차세대 소자 개발의 원천기술 이 되는 매우 중요한 특성이다.
연구팀은 나아가 이 부성미분저항 특성은 기존에 보고된 바 없는 양자 역학적 혼성화(quantum-mechanical hybridization)에 기반을 둔 새로운 부성미분저항 원리에 기반함을 밝혀냈다.
연구팀은 저차원 할로겐화 페로브스카이트의 새로운 구조적, 전기적 특성을 규명했을 뿐 아니라 페로브스카이트 기반의 터널링 소자를 이용하면 획기적으로 향상된 부성미분저항 소자 특성을 유도할 수 있음을 증명했다.
김 교수는 “양자역학에 기반한 전산모사가 첨단 나노소재 및 나노소자의 개발을 선도할 수 있음을 보여준 연구이다”라며 “특히 1973년 일본의 에사키(Esaki) 박사의 노벨상 수상 주제였던 양자역학적 터널링 소자 개발의 새로운 방향을 제시한 연구이다”라고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 중견연구자지원사업, 나노소재원천기술개발사업, 기초연구실지원사업, 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 표지
그림2. 연구개요
2019.02.21 조회수 27791 -
김용훈 교수, 차세대 탄소섬유 개발 위한 이론 규명
우리 대학 EEWS대학원 김용훈 교수 연구팀이 고품질 탄소섬유 개발에 필요한 고분자 전구체와 저차원 탄소 나노소재 간 계면의 원자구조 및 전자구조적 특성을 규명했다.
이번 연구로 차세대 탄소섬유 개발의 이론적 청사진을 제시할 것으로 기대된다.
이주호 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구 성과는 국제 과학 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 4월 11일자에 속표지(Inside Back Cover) 논문으로 게재됐다.
탄소섬유는 매우 가벼우면서도 뛰어난 기계적, 열적 특성을 갖고 있기 때문에 초경량 자전거, 골프 클럽 등 스포츠 용품부터 자동차, 항공우주, 원자력 등 다양한 첨단 기술 분야에 활발히 활용되고 있는 신소재이다.
탄소섬유는 전구체(precursor) 고분자를 방사, 안정화 및 탄화 등의 작업을 통해 얻어지며 현재 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN)이 탄소섬유의 주 전구체로 사용되고 있다.
고품질 차세대 탄소섬유를 얻는 방법으로 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 탄소섬유 전구체 고분자 매트릭스에 분산시켜 고분자의 결정성을 높이는 연구가 대표적이다. 탄소나노튜브와 전구체 고분자의 조합이 탄소섬유의 물성을 향상시킬 수 있다는 것도 실험을 통해 확인된 바 있다.
그러나 20년 이상의 연구에도 탄소나노튜브와 전구체 고분자 간 상호작용에 대한 이해는 실험적 접근법의 어려움으로 인해 부족한 상황이다. 따라서 탄소나노튜브를 활용한 고품질 탄소섬유 제작 기술은 한계가 있었다.
김 교수 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 활용해 양자역학적 제1원리 기반 멀티스케일 시뮬레이션을 수행해 대표적인 탄소섬유 전구체인 폴리아크릴로나이트릴 고분자가 탄소나노튜브 계면에서 배열되는 과정을 원자 수준에서 체계적으로 재현했다. 또한 탄소나노튜브-폴리아크릴로나이트릴 고분자 계면이 특히 좋은 특성을 보일 수 있는 이유를 연구했다.
폴리아크릴로나이트릴 고분자의 단위체가 누워있는 형태의 특정 원자구조를 선호하고, 이 때 양전하와 음전하가 균형 있게 이동하는 계면 특유의 특성이 발현되므로 이 계면 구조를 최대화 시키는 것이 최적의 대규모 폴리아크릴로나이트릴 고분자 정렬을 유도할 수 있음을 밝혔다.
또한 폴리아크릴로나이트릴 고분자의 정렬도가 그래핀 나노리본과의 계면에서 극대화되는 것을 확인해 최근 각광을 받고 있는 그래핀을 이용해 탄소 섬유의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다는 가능성도 제시했다.
“김 교수는 양자역학에 기반한 전산모사가 첨단 소재·소자의 개발을 위한 기본원리를 제공해 줄 수 있음을 보여준 연구의 예다”며 “이러한 전산모사 연구의 중요성은 컴퓨터 성능 및 전산모사 이론체계의 비약적인 발전과 더불어 더욱 커질 것이다”라고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 중견연구자지원사업, 나노소재원천기술개발사업, 기초연구실지원사업, 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 표지
그림2. 연구 개요 모식도
2018.04.26 조회수 29645 -
장호종 교수, 2018 ISIITA 최우수 논문 발표상 수상
〈 장 호 종 연구교수 〉
우리 대학 IT융합연구소 장호종 연구교수가 ‘2018 정보기술 및 응용분야 혁신 국제 심포지엄(ISIITA : The International Symposium on Innovation in Information Technology Application)에서 최우수 논문 발표상을 수상했다.
국제 심포지엄 ISIITA는 고도의 정보기술 응용 분야의 선도적 연구자들이 모여 기술의 융합에 대해 교류하는 국제적 네트워킹 심포지엄이다.
장 교수는 이번 심포지엄에서 최우수 논문 발표상을 수상했다. (논문명 : A Study on the Measurement of Aptamer in Urine Using SiPM)
이 논문은 질병의 조기 진단을 위해 소변의 나트륨 및 칼륨 농도를 압타머의 발광량을 통해 실시간 측정하고 분석하는 시스템 개발에 관한 내용이다.
소자 내부증폭으로 저조도의 빛 양을 100만 배 증폭시킬 수 있어 단일광자도 측정이 가능한 실리콘 광증배관을 활용했다.
장 교수는 “추후 원심분리 등의 별도 과정 없이 신속한 진단이 가능한 ‘포인트 오브 케어 테스트(Point-of-care test)’ 시스템이 개발되면 질병의 조기진단 및 감염 여부를 실시간으로 확인 가능할 것이다”며 “추후 핵심 기술 보편화를 통해 삶의 질을 높이는 적정기술로의 발전을 꾀할 예정이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 선행공정·플랫폼기술연구개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2018.02.12 조회수 20046 -
창업융합 전문석사 첫 졸업생 3명 배출
KAIST가 오는 18일 창업융합 전문석사과정 첫 졸업생 3명을 배출한다. 창업석사과정 첫 졸업생이란 영예를 차지한 졸업생 3명이 교내에서 기념사진을 찍고 있다. 사진 왼쪽부터 김동완 졸업생, 이한별 졸업생, 차창배 졸업생.
우리대학이 창업융합 전문석사 첫 졸업생 3명을 배출한다. 2016년 9월 창업융합 전문석사과정(이하 창업석사과정)을 도입한지 1년 만에 첫 졸업생 3명이 탄생한 것이다. 우리대학은 국내대학 중 최초로 창업노하우를 전문으로 가르치는 창업석사과정을 개설한 후 지난 1년간 이 과정을 이수한 이한별(전산학부)·김동완(전기및전자공학부)·차창배(화학과)씨 등 3명에게 18일 창업석사 학위를 수여할 예정이다. 첫 입학생 4명 중 1명인 김건희(26세·연세대 경제학과 졸업)씨는 딥 러닝을 심층적으로 더 배우기 위해 한 학기 졸업을 늦춘 것으로 알려졌다. KAIST 창업석사과정은 2016년 9월 개설 후 4명의 신입생이 첫 입학한데 이어 2017년 봄 학기 현재까지 총 13명이 입학했다.
창업석사과정은 우리대학이 故 스티브 잡스(애플 공동 창업자) 및 저커버그(페이스북 창업자)와 같이 21C 창의융합 인재양성을 통한 창업활성화를 목표로 2016년 9월 국내대학 중 맨 처음 개설했는데 학위논문을 창업교과목 이수로 대체할 수 있는 1년짜리 집중과정이다. 2016년 당시 미래창조과학부(現 과학기술정보통신부)로부터 지원을 받아 설립한 K-School과 건설및환경공학과·기계공학과·전기및전자공학부·전산학부·물리학과·화학과 등 18개 학과가 공동으로 학생을 모집하는 등 운영을 같이하고 있다.
졸업이수학점 33학점 가운데 전공과목(12학점)을 제외하고는 창업가의 리더십 등 공통필수과목(3학점)과 산학협력 교육프로그램인 고급융합캡스톤디자인 등 전공필수과목(4학점), 그리고 K-School에서 제공하는 재무와 마케팅 등 선택과목(8학점) 및 스타트업 현장실습과 같은 연구학점(6학점) 등 21학점 이상의 창업전문 과목을 이수하면 학위취득이 가능하다. 지원 자격은 학사이상의 학위취득자나 학위취득예정자 등이며 기존 석·박사 학위 취득자도 지원할 수 있다. 물론 일정기준의 영어능력도 갖춰야 한다.
입학생들은 KAIST 장학생으로 선정돼 1년간 납입수업료의 90%를 정규학기별로 지원받으며 매달 소정의 학자금도 지급을 받는다. K-School은 올해부터 매 학년도 봄·가을학기 신입생을 모집하는데 지난달 7일부터 18일까지 2018년도 봄 학기 창업석사 신입생을 모집한 결과 총 23명이 지원했다고 밝혔다.
오는 18일 창업석사과정 첫 졸업생이라는 영예를 얻은 3명의 졸업생 중 이한별 (27세·서울과학기술대 산업정보시스템공학과 졸업)씨는 학사과정 재학 중 다양한 애플리케이션 및 서버를 개발한 경험을 지녔다. 이를 기반으로 창업석사과정 재학 중 초기 스타트업인 ㈜제니스 헬스케어에 합류해서 현재까지 스타트업의 CTO(최고기술책임자)로서 개발관련 업무를 총괄하고 있다. 이한별 씨는 “KAIST에서 제공하는 다양하고 체계적이며 창업에 필요한 현장중심의 교육과정이 스타트업 활동에 많은 도움이 됐다”고 소감을 밝혔다. 졸업 후 계획에 대해서는 “현재 재직 중인 ㈜제니스 헬스케어에 더 많은 시간을 집중해서 기업의 성장을 이루는데 기여하고 싶다”고 말했다. 그는 또 “소프트웨어 개발을 배우기 원하는 KAIST 학생들을 대상으로 유용한 지식을 공유하고 싶은 바램이다”라고 덧붙였다. 이를 위해 학교내에 ‘런큐’라는 지식공유 컨소시엄을 설립해 우리대학 학생들을 대상으로 소프트웨어 개발에 대한 강의를 하고 있다. 이한별 씨는 또 다양한 창업아이템을 발굴하기 위해 새로운 비트코인(가상화폐) 개발에도 관심을 갖고 공부중이다. 이밖에도 온라인 전문코딩 교육콘텐츠를 개발 중이며 오프라인 리얼 코딩 영재학원과 연구소도 함께 운영하고 있다.
우리대학 학부출신인 김동완 씨(27세·전기및전자공학부 졸업)는 입학 전 모바일 앱 기반의 서비스 창업을 시도했다가 실패한 경험의 소유자다. 그는 “기술기반 스타트업이야말로 4차 산업혁명을 주도할 핵심자원으로서 빠른 변화가 요구되는 오늘날의 특성에 적합한 형태이기에 새로운 기술을 개발해 미래를 바꿀 수 있는 기술기반의 스타트업을 창업하고 싶다”고 장래 포부를 밝혔다.
차창배(26세·경북대 응용화학과 졸업)씨는 “1년의 재학기간 중 솔직히 미래에 대한 걱정과 고민으로 슬럼프에 빠진 적도 있었지만 하고 싶은 일을 찾고 그와 관련된 지식을 넓힐 수 있는 소중한 시간으로 기억하고 싶다”고 지난 1년을 회고했다. 차 씨는 1년 전 입학면접에서 “기업가 정신은 무엇인가”라고 묻는 면접관의 질문에 명확한 답을 하지 못했지만 지금은 말할 수 있다고 자신했다. 그는 기업가 정신에 대한 의미를 “끊임없는 도전과 실패를 극복하는 열정”이라고 설명하고 “지나칠 정도로 결과만을 중요시하는 현재의 교육체계에 대한 새로운 대안이 될 수 있는 교육프로그램을 기획·제작하는 회사를 창업하고 싶다”며 졸업 후 활동계획에 관한 포부를 밝혔다.
2017.08.11 조회수 21254 -
최인성 교수, 농산물 장기보존 가능한 나노코팅기술 개발
〈 최 인 성 교수 〉
우리 대학 화학과 최인성 교수 연구팀이 친환경 나노코팅 기법을 이용해 과일의 부패 기간을 늦출 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술은 식물 기반의 폴리페놀 물질을 이용해 코팅 시료의 종류에 관계없이 사용할 수 있는 범용 스프레이 나노코팅기술이다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 8월 1일자 온라인 판에 게재됐다.
폴리페놀 물질은 다량의 수산기(-OH)를 갖는 식물의 광합성 대사산물 중 하나로 뛰어난 항산화 작용을 수행하는 식물 기반의 천연물질이다. 잠재적 항암효과와 높은 항균성을 가져 식품 첨가물 등에 사용되고 있다.
폴리페놀은 철 이온과 화학적으로 강하게 결합해 복합체를 형성한다는 특성도 갖는다. 연구팀은 폴리페놀-철이온 복합체의 형성반응과 분사 기술을 접목해 나노코팅기술을 개발했다.
이 스프레이 코팅 기술은 코팅물질을 코팅용액에 담가 코팅하는 침지법에 비해 코팅 시간이 짧고(5초 이내) 원하는 영역에만 선택적 코팅이 가능하다. 또한 침지법에서 발생하는 시료의 변형과 코팅용액의 상호 오염을 막을 수 있다.
연구팀은 개발된 기술을 과일 표면에 적용해 가식성(edible) 항균 코팅으로의 응용이 가능함을 입증했다.
코팅된 귤과 딸기를 각각 28일, 58시간 이후에 상태를 측정했고 코팅되지 않은 과일에 비해 상당수가 모양과 품질을 유지했다.
반면 코딩되지 않은 귤과 딸기는 박테리아 및 곰팡이 균의 번식으로 부패 및 변형이 발생했다.
연구팀은 과일 뿐 아니라 금속표면, 플라스틱, 유리, 섬유시료에도 손쉽게 코팅할 수 있음을 확인했다. 특히 안경알, 신발 밑창 등 생활용품 표면에도 코팅이 가능해 각각 흐림방지, 무좀균 생장을 억제하는 항균 기능도 가능함을 증명했다.
개발된 나노코팅기술은 국내 특허로 등록됐고 현재 과일 신선도 유지 코팅법의 상용화를 진행 중이다.
최 교수는 “나노코팅기술은 큰 잠재력과 응용성을 가진 첨단기술이다”며 “개발된 나노코팅기술은 다양한 목적으로 쉽게 적용가능하고 기존 코팅 기술 및 나노물질과 결합돼 더 큰 시너지를 일으킬 것이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업의 일환으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. (a-I, II) 나노코팅된 귤과 코팅되지 않은 귤을 14일, 28일 동안 상온에서 보관하였을 때 비교사진. (b-I, b-II) 나노코팅된 딸기와 코팅되지 않은 딸기를 58시간 동안 상온에서 보관하였을 때 비교사진 및 식품 변질 검사결과
2017.08.10 조회수 24622 -
(재)유전자동의보감사업단, 제2회 바이오시너지 기업파트너스 심포지엄 개최
인공지능 시스템을 이용한 천연물 소재 개발기술 발표와 사업단 및 관련기업 간 상호협력 방안 논의를 위한 ‘바이오시너지 기업파트너스 심포지엄’이 17일 열린다.
우리대학과 미래창조과학부 산하 (재)유전자동의보감사업단(단장 이도헌 교수·바이오및뇌공학과)은 한국건강기능식품협회 후원으로 17일 오후 2시30분부터 이화여자대학교 LG컨벤션센터에서 ‘바이오시너지 기업파트너스 심포지엄’을 개최한다.
올 심포지엄은 작년 5월에 열린 ‘바이오시너지 워크숍’행사에 이어 (재)유전자동의보감사업단이 두 번째로 주관, 개최하는 행사다. 이 심포지엄에는 미래부와 식약처·사업단 연구책임자들은 물론 바이오헬스케어 분야의 국내·외 학자와 관련 기업인·전문가들이 대거 참가해서 향후 기술개발 방향과 시장수요 예측·시장중심의 맞춤형 기술이전과 사업화 유망기술 발굴 등에 관해 심도 있게 논의한다.
이번 심포지엄에서는 특히 사업단과 공동연구를 수행 중인 네덜란드의 대표적인 식품연구소인 니조(NIZO)의 엘스 반 호펜(Els Van Hoffen) 실장(Senior Project Manager), 네덜란드 국립응용과학연구소 TNO의 수잔 워페리스(Suzan Wopereis) 책임연구원(Senior Scientist)이 참석해 각각 니조(NIZO)와 TNO의 최신 연구내용과 지난 5년 동안의 기술개발 내용 등에 관해 중점 소개한다.
OECD 발표자료에 따르면 2014년 글로벌 식품산업의 규모는 약 5.5조 달러(약 6,152조원)이며 매년 4.4% 성장하고 있는데 이는 세계 식품시장의 트렌드가 음식을 소비하는 차원에서 유기농 등 안전식품, 기능성 건강식품 위주로 변화하고 있기 때문이다. 농·식품 R&D로 경제성장을 견인한 대표적인 네덜란드는 니조(NIZO)와 TNO 등 시장 친화적인 식품관련 연구소를 중심으로 연구가 이뤄지고 있는데 1948년 낙농업체들이 공동 설립한 니조(NIZO)와 약 30년 전 네덜란드 정부가 세운 TNO는 전체 운영비의 70% 이상을 민간업체들과의 협력이나 개인투자자들과 프로젝트를 진행해서 벌어들이고 있다.
두 전문가의 발표가 끝난 후에는 권오란 이화여대 교수가 사업단이 개발한 기술과 천연물 분야 관련기업 등 산업계와의 상호 연계방안을 모색하는 등 기업인들과 연구 책임자들 간의 관심방안에 대한 토론을 주관, 진행한다. 이밖에 강연 홀 복도에는 발표와 토론이 끝난 후 참석자들이 사업단이 보유중인 기술을 한 눈에 볼 수 있도록 전시관을 꾸며놨으며 기업인들 간에 자연스럽게 상담을 할 수 있는 자리도 함께 마련했다.
이도헌 사업단장은 “2013년 11월 출범이후 사업단은 5개 연구 분야인 모델·소재·표적 마커·인체 연구에 역량을 집중한 결과, 성분기반의 바이오 헬스케어와 관련한 방대한 규모의 DB를 구축하고 이를 기반으로 천연물 성분의 인체작용을 분석할 수 있는 세계 최대 규모의 가상인체(인공지능) 시스템을 구축했다” 며 “이번 심포지엄에서 사업단과 관련기업들 간에 공동연구 및 연구 성과에 대한 공동 활용방안에 대한 심층적인 논의가 이뤄졌으면 한다”고 말했다. 참가 문의 042-350-8651.
2017.07.14 조회수 18537 -
김호민 교수, 뇌의 시냅스 구조 및 기능 조절 단백질 구조 규명
< 김 호 민 교수 〉
우리 대학 의과학대학원 김호민 교수와 DGIST 고재원 교수 공동 연구팀이 신경세포 연결을 조절하는 핵심단백질인 MDGA1의 3차원 구조를 최초로 규명해 시냅스 발달을 조절하는 원리를 제시했다.
이번 연구 내용은 신경생물학 분야 국제학술지 ‘뉴런(Neuron)’ 6월 21일자 Issue Highlight에 게재됐다.
뇌는 많은 신경세포로 이뤄져 있고 두 신경세포가 연접하면서 형성되는 시냅스라는 구조를 통해 신호를 전달하면서 그 기능을 수행한다.
대표적인 시냅스 접착 단백질로 알려진 뉴롤리진(Neuroligin)과 뉴렉신(Neurexin)은 상호작용을 통해 흥분성 시냅스(excitatory synapse)와 억제성 시냅스(inhibitory synapse)의 발달 및 기능을 유지한다.
연구팀은 뉴롤리진(Neuroligin)과 뉴렉신(Neurexin)의 결합을 조절하는 MDGA1의 3차원 구조와 억제성시냅스(inhibitory synapse)의 형성을 저해하는 원리를 최초로 규명했다.
김 교수는 “단백질 구조생물학과 신경생물학의 유기적인 협력 연구를 통해 시냅스 발달 조절에 핵심적인 MDGA1의 구조와 작용 메커니즘을 규명했다는데 의미가 있다”며 “시냅스 단백질들의 기능 이상으로 나타나는 다양한 뇌정신질환의 발병 메커니즘을 폭넓게 이해하는 밑거름이 될 것이다. 향후 뇌신경·뇌정신질환 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 시냅스 조절하는 핵심단백질 구조 최초 규명
그림2. 시냅스 단백질 MDGA1에 의해 조절되는 억제성 시냅스 형성 분자 메커니즘
2017.07.11 조회수 25324 -
제2회 전국 고등학교 동아리 SW 경진대회 개최
우리대학과 충남대학교(총장 오덕성)가 ‘전국 고등학교 동아리 소프트웨어(SW) 경진대회’ 참가자를 모집한다. 지난해에 이어 두 번째 개최되는 이 경진대회는 우리대학 SW교육센터와 충남대 SW중심대학사업단이 공동으로 주관하고 미래창조과학부와 정보통신기술진흥센터(IITP)가 주최한다. 두 대학은 SW를 통한 창의적 문제해결 능력 및 협업 능력제고 등 전국 고교생을 대상으로 우수 SW 인재발굴과 SW 동아리 활성화를 위해 작년 11월 이 대회를 처음 개최했다.
이 대회에는 일반고·특성화고·자율고(자사고, 자공고)·특목고(외고, 마이스터고, 과학고, 영재고, 체육고 등 포함) 등 모든 유형의 전국 고등학교 교내 SW관련 동아리에 소속된 학생이면 누구나 3~5명 단위로 프로젝트팀을 구성해 참여할 수 있다. 이번 대회의 프로젝트 주제는 ‘SW를 통한 일상생활 속의 아이디어 실현’이지만 관심 있는 분야에 대한 어떠한 아이디어든 사실상 제한이 없다. 지난 대회에서는 전국에서 120여 개 팀이 예선에 참여하는 등 높은 참여율을 보였는데 본선에 진출한 24개 팀 가운데 ‘SWAG팀(인천청라고)’이 금상을 받았다.
경진대회에 참가를 희망하는 고등학생은 우리대학 SW교육센터 홈페이지( http://swe.kaist.ac.kr )에서 신청서와 프로젝트 개발 계획서를 다운받아 작성한 후 접수하면 된다. 예선 신청 접수기간은 17일부터 21일까지 5일간 이다. 신청자들은 1차 예선을 거치게 되는데 우리대학과 충남대는 참가 신청자들이 제출한 프로젝트 개발 계획서에 대한 심사를 한 다음 본선에 진출할 25개 팀을 선정, 8월 1일 홈페이지를 통해 예선결과를 발표할 계획이다.
10월 28일 우리대학 문지캠퍼스 슈펙스홀에서 치러질 예정인 본선대회에서는 팀별 전시부스에서 구현된 프로젝트 결과물(포스터 발표·데모) 발표를 통해 수상 팀을 최종 선정해 우리대학 신성철 총장과 오덕성 충남대 총장이 공동으로 시상한다. 수상자들에게는 상장과 함께 금상 1개 팀에는 200만원, 은상 2개 팀에게는 각 100만원, 그리고 동상 3개 팀에는 각 50만원의 상금이 수여되는 등 장려상까지 모든 수상 팀에게 상장과 함께 부상이 순위별로 차등 지급된다.
두 대학은 이밖에 본선 당일 참가자 및 참관학생 전원을 대상으로 전시부스 관람은 물론 고교생들의 SW에 대한 관심 제고를 위해 다양한 프로그램도 마련해 함께 진행할 방침이다. 문의 042-350-6022(KAIST SW교육센터), 042-821-8672(충남대 SW중심대학사업단).
2017.07.10 조회수 23607 -
김용훈 교수, 단일 분자 소자의 전극 계면 특성 규명
〈 김 용 훈 교수와 김후성 박사과정, 김한슬 박사 〉
우리 대학 EEWS 대학원 김용훈 교수 연구팀이 10년 이상 나노 분야 주요 난제로 남아있던 단일분자 전자소자의 금속전극-분자 계면 원자구조와 소자특성 간 상관관계를 규명했다.
이번 연구 성과는 국제 과학 학술지인 ‘미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society)’ 6월 21일자에 게재됐다.
단일분자 전자소자는 OLED 등을 통해 알려진 유기소자로서 2003년 미국에서 처음 구현됐다. 분자전자소자(molecular electronics)는 차세대 반도체 소자의 후보군으로 관련 연구들이 활발히 수행되고 있다.
분자를 전자소자로 활용하기 위해선 분자-전극 형태의 원자구조가 구체적으로 어떻게 형성되는지 이해하는 것이 중요하다. 분자 전자소자는 크게 분자, 전극, 둘을 잇는 연결자로 구성된다.
2006년 미국 애리조나 대학의 타오(Nongjian Tao) 교수를 포함한 연구팀은 한 종류의 분자에서 여러 개의 전류 값이 나올 수 있음을 규명했으나 그 전류 값의 크기와 개수, 원인 등은 명확히 밝혀지지 않았다.
특히 그 원인에 대해서는 관련된 분자와 금속전극 간 계면의 원자구조가 여러 가지 형태를 띠고 있기 때문이라는 추측만 있었고 명확히 밝혀지지는 않았다.
김 교수 연구팀은 주사탐침현미경 등을 이용해 단분자 소자가 구현되는 과정을 슈퍼컴퓨터를 활용해 재현했다.
접합 구조의 여러 가지 형태를 찾는 것은 결국 황(S) 원자 주변의 금(Au) 원자 몇 개가 어떤 형태로 배열되는지 확인하는 것인데 이것을 배위수(coordination number)라고 부른다.
〈 김 용 훈 교수와 연구팀 〉
연구팀은 분자와 금속 전극 간 결합의 원자구조 배위수에 따라 금속전극 사이에서 전류 값이 변화하는 것을 확인했다. 또한 분자가 당겨질 때 단순히 금속과 분자 사이 결합이 끊어지는 게 아니라 금속전극의 원자구조가 쉽게 변형돼 결국은 금속과 금속 사이의 결합의 끊어지는 것을 규명했다.
일본 오사카 대학의 카와이(T, Kawai) 교수는 위와 같은 김 교수의 이론을 뒷받침하기 위해 소자 인장에 따른 전류의 증가를 포함하는 실험을 수행했다.
한, 일 공동연구팀은 슈퍼컴퓨터를 이용한 제1원리 계산과 첨단 나노소자 제조 및 측정을 통해 유기 소자의 계면 특성을 원자 수준에서 성공적으로 규명했다. 연구팀은 나노과학-나노기술 분야에서 10년 이상 풀리지 않던 난제를 해결했다.
이번 성과는 향후 OLED, 바이오센서, 유기태양전지 등 다양한 유기소자 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다.
김 교수는 “이번 연구는 나노 분야에서 이론 연구가 실험을 선도하는 역할을 성공적으로 수행함을 보여주는 예가 될 것이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부의 중견연구자지원사업, 글로벌프론티어사업, 나노소재기술사업과 KISTI 슈퍼컴퓨터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 분자 전기전도도 실험 측정방법의 개념도
그림2. 대표적인 세 가지 분자-금속전극 접합 원자구조와 이에 상응하는 외력에 따른 전도도 변화 패턴
2017.07.04 조회수 28085 -
4개 과기특성화대학 도서관 통합포털시스템 빅스타 라이브러리, 일반인에 오픈
우리대학을 비롯해 광주과학기술원(GIST, 총장 문승현)·대구경북과학기술원(DGIST, 총장 손상혁)·울산과학기술원(UNIST, 총장 정무영) 등 4개 과학기술특성화대학이 공동 구축한 ‘빅스타 라이브러리(BIC STAR Library, http://starlibrary.org)’ 연간 이용건수가 과거 각 대학이 자체적으로 제공할 때와는 달리 매년 큰 폭으로 증가하는 등 연착륙하고 있는 모습이다. '빅스타 라이브러리(BIC STAR Library: Big Inter-connected Science & Technology Advanced Research Library )’는 줄여서 ‘비에스엘(BSL)’이라고도 불리는 도서관 통합포털시스템이다.
미래창조과학부의 지원을 받아 KAIST 등 4개 과학기술특성화대학이 소장정보와 연구정보 등 각종 콘텐츠 공유를 위해 공동 구축해 지난 2015년 12월부터 운영을 시작했는데 “작년 한해 전체 이용건수가 60여만 건에 달하며 이용률은 현재의 활성화 추세를 감안할 때 매년 더욱 높아질 전망”이라고 우리대학 관계자는 설명했다. 2015년 말 구축된 통합포털시스템을 기반으로 2016년 11월부터는 공개콘텐츠 서비스를 제공 중이다. 공개콘텐츠(Open Contents)란 오픈 액세스 저널 및 강의 동영상, 연구동향, 분야별 연구 과제에 대해 통합 검색 뿐 아니라 동 자료를 활용할 수 있는 서비스를 의미한다.
3일 우리대학 학술문화원 학술정보운영팀 실무자에 따르면 KAIST와 GIST·DIGIST·UNIST 등 4개 과학기술특성화 대학 도서관이 공동구축한 ‘빅스타 라이브러리’가 보유 중인 공개콘텐츠는 논문 318만 여건을 포함, 강의 동영상 1만 여건과 연구동향에 관한 정보 6만 여건, 연구 과제 5만 여건 등 총 330만 여건에 달하는 방대한 규모의 DB로 구성돼 있다. ‘빅스타 라이브러리’의 연간 이용률이 매년 급증하는 주된 이유로는 공개콘텐츠 서비스 제공이 한 몫을 하고 있는 것으로 꼽히고 있다. 그동안 이용에 어려움이 많았던 학술·교육·연구정보에 대한 접근성이 용이해지고 또 4개 대학이 상호 협력을 통해 신뢰성이 높은 양질의 콘텐츠를 선별, 제공하고 있기 때문이다.
특히 연구과제의 경우 국내는 물론 미국과 유럽의 연구과제 정보를 한 번에 확인할 수 있기 때문에 교수와 연구원 등 연구자들 사이에 큰 인기를 끌고 있다. 미래창조과학부를 비롯해 KAIST 등 4개 과학기술특성화대학들은 매월 신규 공개콘텐츠의 수집을 확대하고 노후 콘텐츠는 삭제하는 등 지속적인 품질관리를 통해 양질의 서비스를 계속해 제공할 방침이다. 이와 함께 4개 특성화대학들은 기존 구성원들에게만 제공해 오던 도서관 통합포털시스템 ‘빅스타 라이브러리’의 공개 콘텐츠서비스를 7월 10일부터 일반국민에게도 문호를 개방키로 했다.
일반 국민들이 4개 과학기술특성화대학이 제공하는 ‘빅스타 라이브러리’ 공개 콘텐츠를 이용하기 위해서는 카카오톡·네이버·페이스북·구글 등 소셜네트워크서비스(SNS)의 로그인 ID로 간편하게 가입할 수 있다. 가입절차에 궁금한 사항이 있다면 우리대학 학술정보운영팀(TEL: 042-350-2236)에 직접 문의하면 된다.
박종철 우리대학 학술문화원장은 “글로벌 과학기술 연구 패러다임 변화에 적극적으로 대응하기 위해 ‘빅스타 라이브러리’의 대국민 서비스 확대를 계기로 4개 대학 간 과학기술 관련정보의 유통과 공유·협력을 더욱 강화하는 한편 사용자 니즈 분석을 통해 이용 편의성 향상을 위해서도 시스템을 꾸준히 개선, 보완해 나갈 것”이라고 강조했다.
2017.07.03 조회수 17085 -
이상엽, 황규영 특훈교수, 2017 대한민국 최고과학기술인상 수상
우리대학 이상엽(53) 생명화학공학과 특훈교수와 황규영(66) 전산학부 특훈교수가 미래창조과학부와 한국과학기술단체총연합회에 의해 '2017 대한민국 최고과학기술인상' 수상자로 선정됐다.
대한민국 최고과학기술인상은 우리나라를 대표할 수 있는 업적이 뛰어난 과학기술인을 발굴해 명예와 자긍심을 높이고 연구개발에 전념할 수 있는 환경을 조성하기 위한 목적으로 2003년 제정됐다. 그동안 자연(이학) 14명(36.8%), 생명(의약학, 농수산) 13명(34.2%), 공학 11명(28.9%) 등 38명이 수상했다. 미래부는 올해 초부터 후보자 공모와 추천을 통해 모두 24명의 후보를 접수하고 3단계 심사과정(전공자심사/분야심사/종합심사)을 거쳐 우리대학 이상엽 생명화학공학과 특훈교수와 황규영 전산학부 특훈교수 등 2명을 최종 선정했다.
이상엽 특훈교수는 미생물을 활용해 유용한 화학물질을 생산하는 ‘시스템대사공학’을 창시하고 세계 최초/최고의 원천기술을 다수 개발한 공로가 인정됐다. 이 교수는 미생물을 이용한 휘발유 생산, 바이오 부탄올 생산 공정, 나일론과 플라스틱 원료를 생산하는 균주, 강철보다 강한 거미줄 등 세계적으로 인정받는 원천 생산기술을 다수 개발했다. ‘시스템대사공학’은 세계경제포럼의 ‘2016년 세계 10대 유망 기술’에 선정되기도 했다. 이상엽 특훈교수는 2014년 '네이처 바이오테크놀로지'의 세계 최고응용생명과학자 20인에 뽑히고 제임스 베일리 상(2016년), 마빈 존슨 상(2012년) 등을 아시아인 최초로 수상했다.
황규영 특훈교수는 데이터베이스 시스템 분야에서 세계적 수준의 획기적인 이론을 제시하고 혁신적인 기술을 개발해 우리나라 컴퓨터공학은 물론 소프트웨어 산업의 발전과 정보문화 확산에 기여한 공로를 인정받았다. 황 특훈교수는 그동안 확률적 집계, 다차원 색인, 질의, 데이터베이스와 정보검색의 밀결합 등 혁신적 이론과 기술을 개발해 데이터베이스 시스템 분야의 새로운 연구방향을 제시했을 뿐 아니라 후속 연구 및 기술개발에도 활발하게 인용, 활용돼 정보기술의 학문적, 기술적 발전에 꾸준히 기여해온 것으로 평가받고 있다. 황규영 특훈교수는 국내 전산학 분야 최초로 국제전기전자공학회(IEEE) 종신석학회원(2016년), 미국컴퓨터학회(ACM) 석학회원(2009)에 각각 선임되고, 국제 최고권위의 데이터베이스 분야 저널의 수석편집장 등을 역임했다.
두분의 특훈교수에 대한 시상식은 오는 7일 한국과학기술단체총연합회(회장 김명자)가 주최하는 2017년 대한민국과학기술 연차대회 개회식에서 열리는데 각각 대통령 상장과 부상(상금)이 수여될 예정이다
2017.07.03 조회수 14754 -
이의진 교수, 스마트폰으로 문서 촬영 시 발생하는 회전 오류 문제 해결
〈 이의진 교수(좌)와 오정민 박사과정(우) 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 이의진 교수 연구팀이 스마트폰 카메라로 문서를 촬영할 때 자동으로 발생하는 불규칙적인 회전 오류 현상의 원인을 밝히고 해결책을 개발했다.
연구팀은 스마트폰의 방위 추적 알고리즘의 한계가 회전 오류의 원인임을 규명했다.
이번 연구 결과는 인간-컴퓨터 상호작용 학회의 국제 학술지인 ‘인터내셔널 저널 오브 휴먼 컴퓨터 스터디(International Journal of Human-Computer Studies)’ 4월 4일자 온라인 판에 게재됐고 8월호 저널에 게재될 예정이다.
스마트폰을 통해 책자, 문서 등을 촬영해 업무에 활용하는 것은 자연스러운 일상이 됐다. 하지만 촬영한 문서가 자동으로 90도 회전하는 현상으로 인해 불편을 겪는 사람들이 많다.
특히 여러 장의 사진을 찍었을 때 각기 다른 방향으로 회전돼 일일이 스마트폰을 돌리거나 파일을 편집해야 하는 현상이 발생한다.
스마트폰으로 문서를 촬영할 때는 대부분 스마트폰과 책상 위 문서가 평행 상태이다.
이 때 스마트폰을 회전시키면 스마트폰의 방위 추적 알고리즘이 작동하지 않는다. 방위 추적 알고리즘은 기본적으로 사용자가 스마트폰을 세워서 사용한다는 가정 하에 한 방향으로 가해지는 중력가속도를 측정해 현재 방위를 추정하는 방식으로 설계됐기 때문이다.
연구팀은 실험을 통해 오류 발생 수치를 측정했다. 실험 결과 문서를 가로로 촬영 시 방위 추적 오류가 93%의 높은 확률로 발생함을 확인했다.
일반 사용자는 오류의 원인을 파악하기 어렵다. 대부분의 카메라 앱은 셔터 버튼에 있는 카메라 모양의 아이콘 방향을 통해 실시간 방위를 표시하고 있지만 이러한 기능에 대해서도 사용자들은 인지하지 못한 것으로 파악됐다.
연구팀은 스마트폰의 모션센서 데이터를 활용해 문서 촬영 중에 방위를 정확하게 추적해 문제를 해결했다.
모션센서 데이터의 핵심 기술은 두 가지로 구분할 수 있다. 일반적으로 스마트폰으로 문서를 촬영할 때는 스마트폰이 지면과 평행을 이루기 때문에 스마트폰에 장착된 중력 가속도 센서를 관측해 이러한 문서 촬영 의도를 쉽게 알 수 있다.
두 번째로 문서 촬영 중에 발생하는 스마트폰 회전은 회전 각속도를 측정하는 센서를 활용해 추적할 수 있다. 카메라 앱 실행 후에 문서 촬영을 위해 스마트폰을 회전시키기 때문에 이를 측정해 회전각이 일정 임계치를 넘으면 방위를 변경하는 것으로 파악할 수 있고 이를 통해 방향을 알 수 있는 것이다.
또한 연구팀은 문서 촬영 시 촬영자 쪽으로 스마트폰이 미세하게 기울어지는 마이크로 틸트(micro-tilt) 현상을 발견했다.
이 현상으로 인해 스마트폰으로 가해지는 중력가속도가 스마트폰 측면으로 분산된다. 눈에는 잘 보이지 않을 정도로 작은 기울기지만 모션센서 데이터를 활용해 마이크로 틸트 행동 패턴의 기계학습 알고리즘을 훈련시킬 수 있다. 이를 통해 정확한 방위 추적이 가능하다.
연구 팀의 실험 결과에 따르면 모션센서 데이터를 활용한 방위 추적 방식의 정확도는 93%로 매우 높아 안드로이드 및 iOS등 상용 스마트폰에도 적용 가능하다.
이 기술들은 기존 방위 추적 알고리즘의 사각지대였던 수평 촬영 상황에서 작동하기 때문에 기존 방위 추적 알고리즘과 겹치는 부분 없이 상호 보완적으로 작동할 수 있다.
이 교수는 “스마트폰을 활용한 문서 촬영은 필수가 됐지만 회전 오류의 원인 규명과 해결책이 어려워 불편함이 많았다”며 “모션센서 데이터를 통해 촬영의 의도를 파악하고 자동으로 오류를 바로잡는 기술은 사용자의 불편을 해결하고 문서 촬영에 특화된 다양한 응용서비스 개발의 기초가 될 것이다”고 말했다.
미래창조과학부의 지원을 통해 수행된 이번 기술 중 국내 특허 2건이 등록이 완료됐고 미국 특허가 3월 1일에 수락됐다.
□ 그림 설명
그림1. 방위 오류 발생으로 인해 생기는 불편함
그림2. 평면촬영시 발생하는 방위 오류 상태
그림3. 자이로스코프를 활용한 스마트폰 회전 추적 모식도
그림4. 마이크로틸트현상
2017.06.27 조회수 19577