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성형진 교수, 마이크로스케일 액적 내 입자의 세정 및 집속기술 개발
우리 대학 기계공학과 성형진 석좌교수 연구팀(유동제어연구실)이 고주파수 표면탄성파 기반 음향방사현상을 이용해 마이크로스케일 액적 내 입자의 세정 및 집속 기술을 개발했다.
박진수 박사과정이 제 1저자로 참여한 이번 연구는 영국왕립화학회에서 발간하는 미세유체역학 및 마이크로타스 분야의 국제학술지 랩온어칩(Lab on a Chip)지 2018년 19호의 표지논문으로 선정됐다 (논문명: In-droplet microparticle washing and enrichment using surface acoustic wave-driven acoustic radiation force).
이는 같은 학술지 2016년 4호, 17호, 2017년 6호, 2018년 3호에 이은 다섯 번째 표지논문으로 미세유체역학 분야의 선도적 연구 성과이다.
동전 크기의 초소형 미세유체칩 내에 서로 섞이지 않는 두 유체로 조성된 마이크로스케일 액적을 기반으로 하는 액적 기반 미세유체역학 분야에서 액적 내 입자, 세포, 생체분자 등의 샘플을 제어하기 위해 많은 노력이 기울여져 왔다.
하지만 지금까지 개발된 액적 내 샘플 세정 및 집속 기술은 복잡한 시스템이 요구되고 자성 혹은 극성을 띈 샘플만 제어할 수 있다는 한계를 지니고 있었다.
이번 연구에서 성 석좌교수 연구팀은 고주파수 표면탄성파를 이용해 마이크로스케일 액적과 액적 내 입자에 음향방사력을 인가해 입자의 위치를 음향장 내에 고정시켰다.
그리고 액적을 포획, 분할, 병합, 방출함으로써 액적 내 입자의 매개 용액을 교체하고 더 나아가 입자의 개체수를 원하는 수준까지 농축할 수 있음을 증명했다.
개발된 기술은 액적 내 입자를 비접촉·비표지 방식으로 세정할 수 있으며 액적 내 샘플의 개체수를 증가시킬 수 있는 기술이라는 점에서 기존보다 진일보했다는 평을 받았다.
아울러 음파와 탄성 고체 입자의 상호작용 이론을 바탕으로 표면탄성파의 주파수와 액적 내 입자 크기 사이의 관계를 규명해 효율적인 음향영동 현상 유발을 위한 조건을 제시했다.
박진수 박사과정은 “개발된 음향미세유체역학 기술을 통해 마이크로스케일 액적 내 샘플의 매개용액을 자유롭게 교체할 수 있음은 물론 액적 내 샘플을 원하는 수준으로 농축할 수 있다”고 말했다.
성형진 석좌교수는 “이 기술이 다양한 액적 기반 미세유체역학 시스템에서 액적 내 입자, 세포, 생체분자 등 다양한 샘플의 전처리를 위한 핵심 기술로 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
성형진 석좌교수 연구팀은 그동안 광력과 음향력 기반의 미세유체역학, 난류, 고체-유체 상호작용 연구 분야에서 탁월한 연구 성과를 내 SCI급 국제학술지에 320여편의 논문을 게재한 바 있다.
특히 이번 연구는 올해 우리 대학에서 국내 최초로 시행된 초세대 협업연구실(헬스케어 음향미세유체 연구실)의 공동 연구 성과로, 헬스케어 음향미세유체 연구실은 기계공학과 성형진 석좌교수가 책임을 맡고 같은 학과 조연우 교수, 김형수 교수가 참여하고 있다.
이번 연구는 KAIST-KUSTAR, 한국연구재단의 창의연구지원사업과 글로벌박사펠로우십, 극지연구소, KAIST 초세대 협엽연구실(헬스케어 음향미세유체 연구실)의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 논문 대표 이미지
그림2. 표지논문 이미지
2018.10.05
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KAIST 초세대 협업연구실, 총 4개로 늘어
우리 대학이 최근 2개의 ‘초세대 협업연구실’을 추가 선정을 마쳤다. 이로써 올 3월부터 KAIST가 국내 대학 중 사상 처음으로 도입, 운영 중인 ‘초세대 협업연구실’은 모두 4개로 늘어났다.
KAIST는 이번 ‘초세대 협업연구실’ 선정에 1985년 노벨 물리학상을 수상한 클라우스 폰 클리칭 박사(독일 막스 플랑크 고체물리학 연구소)와 2002년 노벨 화학상 수상자인 쿠르트 뷔트리히 박사(스위스 취리히공대 교수) 등 총 6인이 심사위원으로 참여했으며 지난달 19일 장기주 특훈교수(물리학과)와 유룡 특훈교수(화학과)를 제2차 초세대 협업연구실 지원 대상자로 선정했다고 6일 밝혔다.
이번에 2개 연구실이 새로 선정됨에 따라 KAIST가 운영 중인 ‘초세대 협업연구실’은 지난 3월 1차로 선정된 생명화학공학과 이상엽 특훈교 수‘시스템 대사공학 및 시스템 헬스케어’ 연구실과 기계공학과 성형진 교수가 책임을 맡은 ‘헬스케어 음향미세유체’ 연구실 등 모두 4개로 늘게 됐다.
‘초세대 협업연구실’은 학문적 업적이 뛰어난 교수가 퇴직과 동시에 연구실 문을 닫아 그동안 축적한 연구업적과 노하우 등 학문적 유산이 사장(死藏)되는 것을 막고 후배 교수가 선배 교수의 연구를 계승해 발전시키기 위한 제도이다. 특히 이 제도의 특징은 선배 교수가 은퇴 이후에도 연구원 자격으로 후배 교수들과 계속 연구에 참가할 수 있다. 이 제도는 KAIST가 국내 대학 중 최초로 연구혁신의 일환으로 도입, 운영 중인 제도 가운데 하나다.
KAIST는 1차 ‘초세대 협업연구실’을 선정한 이후 추가 선정을 위해 지난 5월부터 △연구의 독창성․혁신성․탁월성을 기반으로 미래의 세계적인 연구를 선도하기 위한 분야 △KAIST가 세계 최초, 세계 유일, 세계 최고 수준의 연구가 가능한 분야 △두 세대 이상의 연속적인 연구가 필요하며, 지속적·장기적 지원이 요구되는 분야의 교내 연구자들을 대상으로 공모를 시행해왔다.
2차 모집에서 ‘초세대 협업연구실’지원 대상자로 선정된 물리학과 장기주 특훈교수는 나노과학기술대학원 김용현 교수, 물리학과 한명준 교수와 함께 ‘응집물질계산물리’연구실을 운영한다. 새로운 양자 현상을 예측 하고 기능성 물질 개발을 목표로 *제1원리 전자구조 계산을 통해 물질의 물리적 특성을 규명하고 신물질을 디자인하는 연구를 수행하게 된다.
* 용어설명
☞ 제1원리 전자구조 계산: 원자의 위치와 종류만을 기초정보로 이용하는 양자역학계산으로 원자, 분자, 고체, 표면, 경계면, 나노 구조 등 여러 가지 응집물질의 특성을 연구하는 분야
이와 함께 화학과 유룡 특훈교수는 생명화학공학과 최민기 교수와 공동으로 ‘분자촉매 디자인 및 반응 공학’ 연구실을 운영할 계획이다. 분자 레벨 및 나노 영역에 첨단 화학기법을 접목해 촉매를 설계하는 연구 분야다. 에너지 및 환경 문제에서 핵심적인 역할을 수행하는 각종 화학반응의 반응 효율을 극대화하는 연구를 수행할 예정이다.
KAIST는 이번에 선정된 연구실에는 향후 5년간 운영비와 협업 연구 공간 등 각종 편의시설을 제공할 계획이다. 연구실 운영 5년 후 평가 결과에 따라 계속 지원이 가능하다.
신성철 총장은 “시니어 교원은 축적된 학문적 유산을 후세대에 기부하고 주니어 교원은 학문적 연속성을 바탕으로 세계적인 성과를 만들어 낼 수 있을 것으로 기대한다”며 “지난 3월 KAIST 비전 2031을 통해 발표한 내용과 같이 오는 2031년까지‘초세대 협업연구실’을 60개 이상 점진적으로 확대할 방침”이라고 강조했다.
2018.08.06
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우운택 교수, 스마트 클라우드 쇼 기술 시연
우 운 택 교수
우리 대학 문화기술대학원(CT) 증강휴먼 연구센터의 우운택 교수 연구팀이 16, 17 양일간 진행되는 스마트 클라우드 쇼에 참가해 연구 성과를 발표한다.
그랑서울 나인트리 컨벤션에서 열리는 이번 행사에서 우운택 교수 연구팀은 아바타와 손을 기반으로 원격협업 작업을 지원하는 ‘안경형 증강현실 플랫폼’ 기술을 시연한다.
또한 손 동작 추적 및 인식 관련 기술논문을 유비쿼터스 지능로봇 국제학술대회(URAI) 2015에서 발표하고, 원격협업 기술논문을 원격존재 및 가상현실 관련 국제학술대회 ICAT-EGVE 2015에서 각각 발표할 예정이다.
기존의 원격협업 시스템은 2차원 스크린을 활용하고 복잡한 가상현실 시스템을 이용했기 때문에 일반사용자의 환경에 도입하기 어려웠다.
개발된 기술은 증강현실 안경에 부착된 카메라가 착용자의 손을 인식하고 추적해 협업할 수 있는 플랫폼이다. 원격에 있는 상대의 아바타와 현실 공간에 있는 착용자의 손이 증강된 콘텐츠가 상호작용하는 방식이다.
증강현실 안경에 부착된 카메라를 활용해 일반사용자들도 원격의 사용자와 동일한 공간에서 같이 작업하는 것과 같은 공존감을 느끼면서 자연스러운 상호작용을 가능하게 한다.
이번 기술의 핵심은 자가가림 상황에서도 손가락의 위치와 움직임을 실시간에 추적해 안정적이고 연속적인 손 기반 상호작용을 가능하게 하는 손동작 인식 추적기술이다.
이 방법을 통해 안경 착용자는 증강된 콘텐츠를 실제 물체처럼 손으로 직접 만지거나 조작할 수 있다. 또한 물리적으로 떨어져 있는 상대방의 움직임을 아바타와 연동하면 상대방과 증강된 콘텐츠를 같이 만지거나 조작하며 협업할 수 있다.
이 기술이 활발해진다면 물리적 이동비용 감소를 통한 생산성의 증대, 교통수단 이용 감소로 인한 사회간접비용 절감과 같은 경제적 효과 등이 기대된다.
우 교수는 “이 기술을 통해 물리적 이동비용 감소와 몰입감 높은 협업 환경의 실현이 가능해진다” 며 “의료, 교육, 훈련, 오락, 관광 등 다양한 분야에서 새로운 응용의 개발과 활용이 기대된다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림 1. 안경형 증강현실 플랫폼 및 원격협업 개념도
2015.09.14
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KAIST에 코오롱 문화예술 나눔 공간 ‘스페이스K’ 오픈!!
- 코오롱-카이스트 KI빌딩 로비에 문화예술 경험 공간 상시 운영 -
- ‘스페이스K", 코오롱-KAIST LSI센터에 이은 메세나 협업 공간
- ‘스페이스K",그룹 본사 비롯한 강남, 대구, 광주 BMW 전시장에서 상시 운영, 3월 9일 대전 확대 오픈
- 첫 전시 ‘멜팅 포인트(Melting point)‘로 최신 미디어 아트 선보여
- 장영혜 중공업, 홍성철, 뮌, 류호열 등 역량 있는 미디어 작가 참여
우리 학교는 9일 대전 본원 KI빌딩 1층에 코오롱그룹과 함께 학생들을 위한 문화예술나눔공간 ‘스페이스K"를 오픈했다.
깊이 있는 문화예술 지원과 지역민을 위한 문화예술 나눔을 목표로 운영되는 코오롱의 ’스페이스 K‘는 지난해 과천그룹 본사를 시작으로 서울 강남, 대구, 광주 BMW 전시장에 마련돼 상시 운영되고 있으며 이번에 대전으로 확대 오픈했다.
6월 9일까지 열리는 첫 전시는 ‘멜팅 포인트(Melting point)展’이다. 미디어 아트를 소재로 예술과 기술의 접점을 탐색하는 이번 전시는 KAIST 학생들에게 최근 화두인 기술과 감성의 결합을 소재로 창의적 사고를 경험할 수 있도록 기획됐다. 특히 장영혜 중공업을 비롯해 홍성철, 뮌, 류호열 등 역량있는 미디어 작가가 참여해 다양한 스펙트럼을 확인 할 수 있다.
"스페이스 K"는 무료 오픈공간으로 전시, 공연, 이벤트, 강연, 체험학습 등 다양한 문화예술행사가 연중 마련돼 KAIST 학생들에게는 아이디어를 얻을 수 있는 창의적인 공간으로 활용될 예정이다.
코오롱-KAIST는 다양한 형태로 산학협력을 추진해왔다. 2011년 9월 ‘코오롱-KAIST 라이프스타일 이노베이션센터(KOLON-KAIST LifeStyle Innovation Center)’를 개소하고 KAIST와 그룹 미래 신수종사업 발굴과 육성을 위한 상호협력 MOU를 체결했다.
이후 KAIST 학생과 교직원을 대상으로 인류의 미래 생활을 바꿀 아이디어 공모를 진행했으며 코오롱인더스트리는 11월 KBS2 "개그콘서트"의 애정남 팀과 함께 KAIST를 방문, 코오롱 스타일링 클래스(KOLON Styling Class)를 개최한 바 있다.
코오롱의 메세나 프로그램 시작은 1998년부터 매년 여름 진행해온 ‘코오롱분수문화마당’으로 거슬러 올라간다. 지역민을 위해 클래식, 뮤지컬, 마술쇼 등 다양한 장르의 공연 중심의 메세나를 약 10여 년간 진행해오다가 2009년부터는 ‘코오롱여름문화축제’로 개칭, 미술 중심의 전시 행사로 거듭났다. 2개월의 전시기간 중 8천여 명이 방문해 전시를 관람하는 등 호응이 높아 같은 공간을 활용한 더욱 심도 있는 문화예술공간 ‘스페이스K"를 오픈하기에 이른 것이다.
2012.03.12
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