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김도경 교수, 탄화규소 세라믹 신소재의 특성 나타나는 근원 밝혀냈다.
- 美 화학회 나노레터스(Nano Letters)온라인판 최근호 발표- 고성능 세라믹 신소재 개발의 새로운 전기 마련
우리학교 신소재공학과 김도경(金渡炅, 49세, 입학본부장) 교수가 美 UC버클리대 리치(R. O. Ritchie) 교수 연구팀과 공동으로 희토류(비금속 미량원소)가 첨가된 탄화규소 세라믹 신소재에서 나노 스케일(수준, 단위) 인성(靭性, 깨지지 않는 성질)이 나타나는 근본 원인을 밝혀냈다.
金 교수 연구팀의 이번 연구 결과는 나노분야 최고 권위 국제학술지인 미국화학회 발행 "나노 레터스(Nano Letters)" 온라인판 최근호(9월호)에 발표됐다.
초고온에서 작동 가능한 터빈날개의 개발을 위해서는 기존의 초합금보다 훨씬 높은 온도에서 작동 가능한 신소재가 필수적이다. 이 신소재는 차세대 고효율 발전 및 초고속 비행체에 적용이 기대되고 있는데, 지난 30년 동안 질화규소 및 탄화규소 세라믹 신소재가 각국의 연구자들에 의해 지속적으로 연구 개발되고 있다. 이들 신소재의 제작에는 희토류 산화물의 첨가가 필수적인 것으로 알려져 있다. 희토류는 일반적으로 깨지기 쉬운 성질을 나타내는 세라믹 소재의 단점을 보완하여 특별히 높은 인성을 나타낼 수 있게 하며, 이는 신소재의 신뢰성을 높이는데 결정적 기여를 했다. 그러나, 희토류의 인성강화에 대한 궁극적인 근본 원리는 최근까지 미지수로 남아있어 고성능 세라믹 신소재의 발전을 가로 막고 있었다.
金 교수와 리치 교수 연구팀은 고성능 전자현미경내에서 세라믹 내에 나노스케일의 균열을 생성시키는데 성공했으며, 그 균열의 주위를 원자레벨의 이미징기법을 이용하여 원자들의 배열과 화학성분의 분포를 찾아냈다. 이 결과들을 바탕으로 서로 다른 특성을 가진 소재간의 경계인 나노계면에서 균열의 전파를 예측함으로써 세라믹 신소재의 인성이 나타나는 근본원인을 밝히는 성과를 거뒀다.
이 연구결과를 통해 인성이 나타나는 근본원인을 밝혀냈음은 물론이고, 희토류의 종류에 따라서 세라믹 신소재의 인성특성이 다르게 나타나는 현상을 정확히 예측할 수 있게 됨으로써 고성능 세라믹 신소재를 이용한 터빈 날개 개발에의 적용을 보다 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
<용어설명>희토류(稀土類, Rare Earth): 지구상에 아주 희귀한 원소로, 화학적으로 매우 안정되면서도 열을 잘 전달하는 성질이 있다. 광학유리·전자제품 등 첨단산업의 소재로 활용된다. 주로 디스플레이 원료와 미사일 유도장치, 화학반응 촉매제에 사용된다.
2008.10.08
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장순흥 교수, 관련 분야 최다인용 논문 선정
- 세계최대 학술논문 출판사인 엘스비어社 선정, 열 및 물질전달 분야에서셀(Cell)誌 등을 발행하는 세계최대 학술논문 출판사인 엘스비어(Elsevier)社는 최근 장순흥(張舜興, 54) KAIST 원자력 및 양자공학과 교수가 저술한 논문이 ‘열 및 물질 전달’ 분야에서 지난 2002년부터 2005년까지 4년간 발표된 논문 중에서 가장 많이 인용된 논문 중 하나로 선정됐다고 발표했다. 지난 2005년, SCI 등록 학술지 중 ‘열 및 물질 전달’ 분야에서 가장 권위 있는 학술지 중 하나인 국제 열 및 물질 전달 학술지(International journal of heat and mass transfer)에 등재된 이 논문의 제목은 “순수한 표면의 수조 비등에서 Al2O3를 이용한 나노 유체의 비등 열전달 성능 및 현상(Boiling heat transfer performance and phenomena of Al2O3-waternano-fluids from a plain surface in a pool)”이다.
張 교수는 이 논문에서 당시 세계적으로 정확히 규명되지 않았던 나노 유체에 의한 임계열유속 증진 현상의 원인을 나노 입자의 침전에 의한 표면의 변화에 기인한다는 내용을 밝혔다. 이는 기존 연구들에서 제시된 임계열유속 증진 원인이 실제 실험과 모순되는 상황에서 적절한 해결 방법을 제시한 것이었다. 최근에는 이 논문의 결과가 향후 관련 연구 분야의 연구 방향을 이끌고 있다. ‘임계열유속’은 원자로 노심과 화력 발전소 보일러의 열원의 열을 제거할 수 있는 한계출력을 의미하며, 발전소 효율 및 안전성에 결정적인 영향을 주는 인자다. 논문에 따르면, 나노 유체는 임계열유속을 최대 150%까지 증진시킬 수 있으며, 발전소의 출력 및 안전성도 크게 증대시킬 수 있다. 또한 임계열유속 증진은 발전소 관련 산업뿐만 아니라, 핵융합로 실용화에도 결정적인 관건이 되며, IT분야와 같은 초소형 열 교환기의 설계에서도 중요한 요소이므로 이 연구의 파급 효과는 앞으로도 지속될 것으로 예상된다. 이 논문을 저술한 張 교수는 지난 26년간 임계열유속 분야와 원자력 안전 및 설계와 관련된 연구를 지속적으로 수행해 왔으며, 지난 2006년 6월에는 국제적인 학술 업적을 인정 받아 국제 원자력계의 최고의 영예인 미국 원자력학회(The American Nuclear Society) 학술상 수상 및 펠로우(Fellow)에 선정되기도 했다. 현재 KAIST 교학부총장을 역임하고 있다.
2008.04.29
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전기전자 신영수 교수, 국제심포지움 최고논문상
우리학교 전자전산학과 신영수(辛英洙.38) 교수가 최근 미국 산호세(San Jose)에서 열린 고품질 전자설계에 관한 국제학회에서 마스크 재사용을 통한 SoC 설계 비용 감소 기법 이라는 제목의 논문으로 "최고논문상"을 수상했다.
"최고 논문상(Best Paper Award)"은 VLSI 설계 분야에서의 뛰어난 업적을 인정하여 국제전기전자기술협회(IEEE) 컴퓨터연구회(Computer Society)가 수여하는 상으로 신 교수는 고성능, 고집적 SoC를 저가에 제작할 수 있는 새로운 설계방법을 제안하여 수상의 영예를 안았다.
고품질 전자설계에 관한 국제심포지움(ISQED, International Symposium on Quality Electronic Design)은 VLSI 설계의 고품질설계(Design for Quality), 신뢰성(Reliability), 설계방법론(Design Methodology) 등을 다루는 학술행사로 2000년에 시작하여 올해로 6번째를 맞이했다. 지난달 21일부터 23일까지 미국 산호세(San Jose)에서 개최된 이번 행사에서는 총 83편의 논문이 발표됐다.
수상 개요
논문제목 : A Mask Reuse Methodology for Reducing System-on-a-Chip Cost (마스크 재사용을 통한 SoC 설계 비용 감소 기법)
논문저자 : 신영수 (전기 및 전자공학 전공 교수)
논문내용 : SoC (System-on-a-Chip)와 같은 고집적 회로의 제작비용은 크게 설계비용, 마스크 제작비용, 공정비용 등으로 나눌 수 있는데 반도체 공정기술의 발달과 함께 이 모든 요소들이 급격히 증가하고 있다.
본 논문의 내용은 SoC의 구성요소(코어 또는 IP)들을 사전에 개별적인 마스크로 제작해 둔 다음 칩의 플로어플랜에 따라 마스크 정렬을 통해 전체 칩을 제작하는 방법으로서 설계시간 감소와 마스크 제작비용 절감을 통해 SoC를 저가에 제작할 수 있는 획기적인 방법이다.
최우수 논문상 선정 이유 : 고성능, 고집적 SOC를 저가에 제작할 수 있는 새로운 설계방법을 제안했기 때문이다.
2005.04.05
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황규영 교수, 최첨단 DBMS 저장시스템 개발
64비트 멀티쓰레드 최첨단 DBMS 저장 시스템 "코스모스/MT-64" 개발
KAIST 첨단정보기술연구센터 소장 황규영(黃奎永, 53, KAIST 전산학과) 교수는 과학재단으로부터 15년간 약 30억원의 연구비를 지원받아 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)의 핵심 모듈인 저장 시스템 "코스모스/MT-64"를 개발했다고 밝혔다.
코스모스/MT-64는 64비트 플랫폼(platform, 응용프로그램이 실행될 수 있는 기초를 이루는 컴퓨터 시스템)과 멀티쓰레드(multi-thread, 한 프로그램이 다수의 작업을 동시에 수행하는 방식)를 지원하는 상용 수준의 최첨단 DBMS 저장 시스템이다.
이번에 개발된 코스모스/MT-64는 64비트 플랫폼을 지원함으로써 32비트 플랫폼이 가지는 저장 용량의 한계를 극복하였다. 64비트 플랫폼은 100GB 하드디스크 3,000억 개의 저장 용량 지원이 가능한데, 이는 현재 전 세계의 모든 웹 문서를 저장하고도 남는 방대한 용량이다. 또한, 코스모스/MT-64는 멀티쓰레드 (multi-thread)를 지원함으로써 수천 개의 응용프로그램을 동시에 처리하는데 탁월한 성능을 발휘한다. 멀티쓰레드는 적은 컴퓨팅 자원으로 동시에 다수의 프로그램을 수행시킬 수 있는 기술이며, 이로 인해 소형워크스테이션에서도 마치 대형서버의 효과를 얻을 수 있다.
오디세우스 객체관계형 DBMS의 개발자이기도 한 黃교수는 상용 수준의 DBMS저장 시스템 기술이 Oracle, IBM, Microsoft와 같은 세계 최고의 DBMS 개발社 들만이 보유하고 있는 최첨단의 고난도 기술이며, 특히 64비트 멀티쓰레드 저장시스템 기술은 國內最初이고 외국 주요 개발사에서도 불과 1~2년 전에서야 개발이 완료된 최신기술이라고 전했다. 또한, 코스모스/MT-64는 10년간의 개발과 5년간의 테스팅을 거친 부단한 노력의 결정체로서 세계 시장에 내놓아도 전혀 손색이 없을 것이라고 확신했다. 2004년도 세계 DBMS 시장 규모는 약 88억 달러로 추정되며, 향후 지속적인 연구 개발을 통해 세계 시장에 진출함으로써 막대한 부가 가치를 창출하겠다는 원대한 포부를 밝혔다.
코스모스/MT-64는 데이터 관리 소프트웨어를 자동차로 비유했을 때 핵심 부품인 엔진에 해당하며, 엔진 중에서도 포뮬러(국제자동차연맹이 매년 발표하는 경주용 자동차의규격) 경주용차를 위해 개발된 최강의 고성능 엔진이라고 보면 된다. 즉, 코스모스/MT-64는 각종 데이터 관리 소프트웨어에 내장되어 그 소프트웨어의 성능을 최고로 끌어올려 줄 수 있다는 것이다. 이와 같은 막강한 기능과 용이한 탑재성으로 코스모스/MT-64는 향후 다양한 데이터 관리 소프트웨어의 개발에 핵심적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
2004.10.27
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