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오준호, 강석중 교수, KAIST특훈교수로 임명!
우리학교는 KAIST 최고의 영예를 갖게 되는 특훈교수(Distinguished Professor)에 기계공학과 오준호(56세, 좌측사진) 교수, 신소재공학과 강석중(60세) 교수 등 2명을 지난 3월 1일 추가로 임명했다. 이로써 우리학교는 2007년 3명, 2008년 2명, 2010년 2명 등 총 7명을 특훈교수로 임명하게 됐다.
오 교수는 2004년 12월에 한국 최초의 휴머노이드 로봇인 ‘휴보(HUBO)‘를 개발했다. 적은 연구비로 3년이라는 단기간에 휴보를 개발해 국민에게 자부심과 긍지를 심어줬다. 2009년 10월에는 휴보의 성능개선작업을 통해 달리는 휴보를 탄생시켜 한국을 로봇강국으로 이끌고 있다. 또한 휴보(Hubo)를 미국 휴머노이드 로봇연구의 플랫폼으로 제공하는 성과를 거뒀다.이러한 그의 연구 성과는 국.내외 각종 언론 및 다큐멘터리 프로그램에 소개됐다. 이외에도 초정밀 가속도계 기술을 국산화 했고, 모바일하버 개발에 참여해 탁월한 연구개발 성과를 냈다.이러한 공로를 인정받아 2005년에는 ‘올해의 KAIST인 상’, 2010년에는 ‘KAIST 연구대상’을 수상했고, 지난해 12월에는 로봇산업 발전에 기여한 공로를 인정받아 ‘대통령상’을 수상했다.
강 교수는 소결(Sintering) 및 다결정체 입자성장과 관련된 연구분야의 세계적인 권위자다. 특히 비정상 입자성장과 액상소결에 대한 이론적 성과는 매우 독창적이며, 현재까지 의문시 되어왔던 문제점을 해결하여 많은 논문이나 교과서에서 인용되고 있다. 또한 그의 소결이론은 금속, 세라믹 신소재 부품제조과정에서 나타나는 소결현상을 해석할 수 있는 기초지식을 제공해 산업발전에도 크게 기여하고 있다. 이러한 연구결과는 권위 있는 재료공학 분야 학술지에 게재되었으며, 10회의 기조, 주제강연(Plenary and Keynote Lecture)과 100여회의 초청강연으로 발표되는 등 그 연구의 우수성을 세계적으로 인정받고 있다. 강 교수는 이러한 학문적 성과를 인정받아 2007년에는 (재)인촌기념회에서 수여하는 ‘제21회 인촌상’을 수상한 바 있다.
KAIST 특훈교수는 세계적 수준의 연구업적과 교육성과를 이룬 교수 중에서 선발되는 KAIST 최고의 명예로운 직이다. 특별인센티브가 지급되며, 정년 이후에도 비전임직으로 계속 근무할 수 있다.특훈교수는 총장, 부총장, 단과대학장, 학과장의 추천을 받은 후, 국내외 전문가의 평가를 거쳐 임명하며, 교수 총 정원의 3%내에서 선발할 수 있도록 되어 있다.이 제도는 2007년 3월 처음으로 시행됐으며, 첫 특훈교수로 전기전자공학과 김충기 교수, 생명화학공학과 이상엽 교수, 물리학과 장기주 교수 등 3명이 선정됐고, 2008년 5월에는 화학과 유룡 교수, 전산학과 황규영 교수 등 2명이 임명된바 있다. KAIST는 특훈교수제 등의 새로운 제도를 적극 활용하여 발전 가능성이 높은 연구분야의 우수 교수를 집중 유치, 세계 최고 수준의 교수진을 구축하고 있다.
<용어설명>
○ 소결(Sintering)소결은 금속이나 세라믹 분말부터 성형체를 만든 후 열에너지를 가해줌으로서 부품 소재를 만드는 데 이용되는 공정을 일컫는다. 소결은 선사시대 토기를 만들 때부터 사용해 온 기술로서, 최근에는 분말야금 소재, 세라믹 소재를 제조하는 데에 활용된다. 많은 자동차용 부품, 전자부품(다층세라믹 콘덴서 등), 기계부품 등이 소결 제품이다.
○ 다결정체
우리가 사용하는 대부분의 금속, 세라믹 벌크소재는 작은 단결정들(nm~mm 크기)의 집합체인 다결정체이다. 다결정체를 가공하거나 열처리 하는 중에는 결정체의 평균입자 크기가 증가하는 입자성장이 일어나며 입자성장 양상에 따라 다결정체의 조직이 변화하고 물리적 성질도 변화한다.
2010.03.04 조회수 13672 -
국제 생물공정학술지, 장호남교수 정년퇴임 특집호 헌정
생물공정 및 배양기술의 세계적인 리더로 인정받아, 세계적인 학자에게만 드물게 주어지는 국제학술지 특집호 헌정 영예
KAIST(총장 서남표)는 세계적 생물공정 학술지인 독일 스프링거사 발간하는 생물공정 바이오시스템공학(Bioprocess and Biosystems Engineering; BPBSE)지가 오는 2월말 정년퇴임하는 생명화학공학과 장호남(66세) 교수의 업적을 높이 평가해 기념 특집호를 발간했다고 26일 밝혔다. BPBSE지는 1986년 3월 창간한 24년 전통의 생물공정분야 전문 SCI학술지이다.
세계적인 학술지의 전체 내용을 1인 학자를 위한 기념특집호로 발간한 경우는 매우 드문 사례로 장 교수의 지난 34년간의 생물공정, 생물배양 관련 연구가 세계적으로 인정받고 있으며, 그 탁월한 업적을 세계적으로 인정했다는데 의미가 있다.
2010년 신년호로 발간된 특집호는 ‘장호남: 위대한 생물화학공학자와 그의 고농도배양에 관한 평생의 기여(Ho Nam Chang: Life of a great biochemical engineer and his life-time contribution to high cell density culture)’라는 표지제목으로 발간됐다.
장 교수의 생물공학분야 기여에 감사하고 정년퇴임을 기념하고자 하는 미국, 일본의 동 분야 최고의 전문가들과 장 교수 제자들의 논문 20편이 실렸다.
이번 특집호의 초청편집자인 이상엽 특훈교수는 ”장 교수님은 생물공학, 생물공정 분야의 세계적인 거목이다. 세계적으로도 관련 분야에서 모르는 사람이 없다. 2년 전 독일에서 개최된 학술지 편집회의에서 편집장, 부편집인들, 편집위원들이 장호남 교수의 정년기념 특집호 발간을 만장일치로 찬성했다“고 밝혔다.
장 교수는 1944년 남해생으로 1976년 KAIST에 교수로 부임해 지난 34년간 국제학술지 논문 235편, 국내학술지 논문 153편, 3권의 저서, 51건의 특허를 낸 업적이 있으며, 논문의 총 피인용 횟수는 4190여회에 달하는 세계적인 석학이다.
현재도 9개의 국내외학술지 편집위원으로 활동 중이다. 우수연구센터인 생물공정연구센터의 소장, 기초기술연구회 이사, KAIST 교무처장 및 학장, 한국생물공학회 회장, 한국공학한림원 부회장 등을 역임했으며 국민훈장 목련장, 한국공학상, 아시아태평양 생물화학공학상 등 다수의 상을 수상했다.
2010.02.26 조회수 13475 -
이상엽 특훈교수, 미국 공학한림원(NAE) 외국회원으로 선임
-미국공학한림원, 전 세계 공학 분야 석학들 대상으로 9명의 외국회원 선임
-우리나라에서 12년 만에 두 번째 외국회원 탄생-40대 중반, NAE 회원 선임 이례적
생명화학공학과 이상엽(46세, 생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장, LG화학 석좌교수) 특훈교수가 2010년도 미국 공학한림원 (National Academy of Engineering, NAE) 외국회원(Foreign Associate)으로 선임됐다고 22일 밝혔다.
미 공학한림원 회장인 찰스 베스트(Charles Vest)박사는 공식편지에서 올해 미국회원 68명과 외국회원 9명을 선임했다고 최근 밝히면서, “이상엽 교수의 미생물생명공학과 대사공학 분야에서의 리더십을 높이 평가하여 선임한다.”고 말했다.
미국공학한림원은 공학분야 최고의 석학들의 모임으로 공학 관련 연구, 산업, 교육 분야 전 세계 석학들 중 가장 기여가 큰 사람들을 다단계의 엄격한 심사를 거쳐 선임한다.
2009년도 미국공학한림원 회원명부에 따르면, 총 194명의 NAE 외국회원이 있으며, 이들 중에는 영국이 34명으로 가장 많고, 그 다음 일본이 22명, 독일이 17명 등이다.
우리나라는 제 12대, 15대 과학기술처(현 교육과학기술부) 장관을 지낸 정근모(72세) 한전고문이 1998년도에 NAE 외국회원으로 선임된 바 있다.
KAIST 관계자는 “40대 중반에 NAE 회원이 되는 것은 세계적으로도 드문 일이다. 미생물 생명공학 분야에서 李 교수가 세계적인 리더임을 증명하는 것이다.”고 밝혔다.
미국공학한림원은 미국과학한림원 (National Academy of Sciences), 미국의학원 (Institute of Medicine)과 함께 3대 학술원을 이루고 있으며, 미국 공학분야 대학평가 시 공학한림원의 회원이 몇 명 있느냐로 평가할 정도로 엄격한 잣대로 평가된 회원들만을 선임한다.
李 교수는 “이 기쁜 소식을 지난 16년간 KAIST에서 저와 함께 연구에 매진한 모든 연구실 식구들과 함께 하고 싶다. 그간 연구실에서 함께 연구를 수행한 제자들과 함께 받는 영광으로 생각한다.”며 “지금까지와 마찬가지로, 미생물대사공학, 시스템생물학, 합성생물학, 산업 바이오텍 분야 연구에 매진하여 이 분야에서 우리나라와 세계에서 인정받는 훌륭한 제자들을 많이 키우고 싶다.”고 소감을 밝혔다.
한편, 李 교수는 2006년 미국미생물학술원 (American Academy of Microbiology)의 펠로우, 2007년 국내 최초로 사이언스誌를 발간하는 미국과학진흥협회(AAAS) 펠로우에도 선임된 바 있다.
2010.02.22 조회수 11001 -
지식재산/과학저널리즘 대학원 입학식
우리학교는 2010년 2월 20일(토 오전 11시 지식재산 대학원, 과학저널리즘 대학원 신입생과 서남표 KAIST 총장, 고정식 특허청장을 비롯한 대학원 관계자가 참석한 가운데 교내 창의학습관 터만홀에서 입학식을 가졌다. KAIST는 올해 지식재산 대학원 40명, 저널리즘 대학원 24명의 학생을 처음으로 선발했다.
특허청 지원으로 개설한 지식재산대학원은 기존 기업의 지재권 담당자와 변호사, 변리사 등 지식재산권 실무자를 대상으로 법과 기술 그리고 경영의 마인드를 갖춘 지식재산권 실무 전문가 양성을 목표로 하는 지식재산권 실무인재 양성 프로그램으로 2년 6학기과정이다. 과학저널리즘 대학원은 현직 기자들과 언론홍보 전문가들에게 과학, 환경과 기술분야에 대한 지식을 제공해 과학언론 전문가 양성을 위해 KAIST와 한국과학창의재단이 공동으로 개설한 과정이다.
위 기념사진설명
아래줄 왼쪽부터 - 서남표(KAIST 총장), 고정식(특허청장), Bob Willard(前, 미국 NCLIS 상임의장), 백만기(한국지식재산서비스협회장)
뒷줄 왼쪽부터 - 마이클박, 박범순(KAIST 인문사회과학과 교수), 김동원(KAIST 문화과학대학장), 이광형 (KAIST 교무처장), 박선원(KAIST 산학협력단장), 박승빈(KAIST 생명화학공학과장), 최종협(발명진흥회 부회장), 김철호(KAIST 지식재산대학원 책임교수), 진달용(KAIST 과학저널리즘대학원 담당교수), 임춘택(KAIST 원자력및양자공학과 교수), 김소영(KAIST 인문사회과학과 교수), 이상엽(KAIST 생명과학기술대학 학장)
2010.02.20 조회수 14928 -
가상세포를 이용한 병원균의 약물표적 예측기술 개발
- 가상세포 시스템 활용한 새로운 항생제 개발에 큰 파급효과 기대
- 분자 바이오시스템(Molecular BioSystems)지 표지 논문으로 게재
생명화학공학과 이상엽(李相燁, 46세, LG화학 석좌교수, 생명과학기술대학 학장)특훈교수팀이 항생제에 내성을 가지는 병원성 미생물의 가상세포를 구축하고 이를 이용해 병원균의 성장을 효과적으로 억제할 수 있는 약물 표적을 예측하는 기술을 최근 개발했다.
김현욱(생명화학공학과 박사과정)연구원의 학위 논문연구로 수행한 이번 연구 결과는 유럽 화학 관련 학술단체 RSC(The Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 분자 바이오시스템(Molecular BioSystems)지의 2월호 표지 논문으로 게재됐다.
예전에는 병원성 세균들을 항생제로 쉽게 치유할 수 있었지만 이제는 항생제의 오남용으로 인해서 병원균들은 항생제에 대한 내성을 가지게 됐으며, 따라서 한 번 감염이 되면 치유가 이전보다 쉽지 않다.
그 대표적인 병원균이 바로 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannaii)다. 본래 흙이나 물에서 쉽게 발견되는 이 미생물은 항생제에 내성을 갖지 않아 치료가 쉽고 건강한 사람은 잘 감염되지 않는 균이었다. 그러나 지난 10년 동안에 항생제에 내성을 갖는 슈퍼박테리아로 변했으며, 이라크 전쟁에 참전한 다수의 미군과 프랑스군도 이 균에 감염되면서 상처가 낫질 않아 많은 희생을 야기했다.
李 교수 연구팀은 아시네토박터 바우마니의 게놈과 전체적인 대사특성을 알아보기 위해 각종 데이터베이스에 산재해 있는 생물정보와 문헌정보를 컴퓨터에 입력, 분석, 디자인하여 가상세포를 구축하고, 다양한 네트워크 분석기법, 필수 대사반응 및 대사산물 분석 등 융합 방법론을 이용해 이 병원균의 성장을 효과적으로 차단할 수 있는 약물표적을 예측했다. 인간에게는 영향을 미치지 않으면서 병원균에게만 작용하는 최종 약물표적들이다.
필수 대사반응은 생명체가 대사활동을 정상적으로 하기 위하여 반드시 필요한 효소반응을 말하며, 필수 대사산물이란 생명체가 생존하기 위해 대사에 반드시 필요로 하는 화학물질로서 이들을 제거할 경우 이와 반응을 하는 효소들을 모두 억제되는 효과가 있다.
이 약물표적은 가상세포를 구성하고 있는 대사 유전자, 효소 반응, 신진대사들의 기능을 짧은 시간 안에 빠짐없이 체계적으로 검토해 예측함으로써 그 신뢰성을 높였다.
이번 연구 결과는 최근 많은 관심을 받고 있는 시스템 생물학 연구기법을 이용하여, 처음으로 필수 대사물질의 체계적인 발굴을 통해 효과적인 약물표적을 찾고, 나아가 새로운 항생제 개발의 가능성을 열었다는 점에서 높이 평가받고 있다. 또한 병원균에 의한 감염 현상과 신약개발에 큰 공헌을 할 것으로 기대를 모으고 있다.
李 교수는 “현재 수많은 생물의 게놈 정보가 쏟아지고 있지만 이것을 실질적으로 유용한 정보로 전환하는 데에는 아직도 많은 어려움이 있다. 아시네토박토 바우마니의 게놈 정보로부터 의학적으로 실용성이 있는 정보를 재생산했다는 점에서 의의가 있다”며 “특히 이 병원균의 가상세포 개발은 특정 환경에서 필수 유전자나 효소 반응에 대한 대량의 새로운 생물정보를 제공할 수 있는 계기를 마련했다.”고 말했다.
李 교수팀은 교육과학기술부 시스템 생물학 연구개발사업의 지원으로 이번 연구를 수행했으며, 다양한 병원성 균주의 가상세포 개발 및 항생제 약물표적 예측 방법을 특허 출원했다.
▣ 용어설명 ○ 약물표적 : 차단 시 병원성 미생물의 성장을 효과적으로 억제할 수 있는 단백질 효소 및 그와 관련된 화학물질
▣ (자료1) 가상세포.
(자료2) 가상세포로부터 필수대사산물을 예측한 후에, 병원균을 가장 효과적으로 죽일 수 있으면서 동시에 인간에게는 영향을 미치지 않는 약물표적만을 추리는 과정
2010.02.18 조회수 12872 -
생명화학공학과 박현규교수, 생명공학분야 국제학술지 생명공학저널(Biotechnology Journal)편집자로 위촉
생명화학공학과 박현규교수가 유럽 최대 규모의 출판사인 독일 와일리(Wiley-VCH)社에서 발간하는 국제 학술지인 생명공학저널(Biotechnology Journal) 편집자(Editorial Board Member)로 최근 선임됐다.
박 교수는 그간 DNA 칩(chip)과 핵산 분석 바이오센서(Biosensor) 등 DNA 생명공학 연구를 집중적으로 수행해 많은 탁월한 연구 성과를 내 왔다. 박 교수는 2012년까지 이 저널의 편집업무를 수행하며 논문의 게재여부를 결정하는 의견을 제시하게 된다.
생명공학저널(Biotechnology Journal)은 지난 2006년 1월에 창간됐으며 Systems & Synthetic Biology, Nanobiotechnology, Microarray Technology, Metabolic Engineering 등의 생명공학분야에서 매우 유망한 국제 생명공학 학술지이다.
2010.02.08 조회수 13753 -
과학동아, 광자유체집적소자연구단(단장 생명화공 양승만교수) 소개
과학동아 2010년 1월호는 우리학교 생명화학공학과 양승만교수가 단장으로 지휘하는 "광자유체집적소자 연구단"을 4페이지에 걸쳐 소개했다.
"광결정으로 전자종이와 잠자리 눈 센서 만든다"란 제목의 이 기사에서는 창의연구단인 양승만 교수의 연구단이 미세한 양의 유체를 마음대로 조절하는 장비를 만들어 대량의 광결정을 순식간에 만든는 획기적인 방법을 개발했다고 보도하고 있다.
자세한 내용은 과학동아 2010년 1월호의 관련기사 PDF를 통해 확인할 수 있다.
PDF로 기사보기 201001-donag-science.pdf
매체: 월간지 과학동아
일시: 2010년 1월호
면수: 총 4면 게재(162~165쪽)
기자: 김윤미 기자(ymkim@donga.com)
2010.01.07 조회수 12360 -
양승만교수, ˝천하의 영재들과 함께하는 게 가장 큰 기쁨˝
우리학교 생명화학공학과 양승만 교수는 월간 과학동아 2010년 1월호에 보도된 "창의연구단-광자유체집적소자연구단(단장 양승만)" 소개기사 4페이지 짜리의 일부인 박스기사 인터뷰에서 이렇게 말했다.
"천하의 영재들과 함께 하는 게 가장 큰 기쁨"이란 제목으로 보도된 인터뷰 기사 내용은 다음과 같다.
“천하의 영재들과 함께하는 게 가장 큰 기쁨”지난 2년 동안 양승만 교수는 유난히 상복이 많았다.
2008년에는 KAIST가 선정하는 ‘올해의 KAIST인 상’ 수상자로 선정됐고, 지난 11월에는 경암교육문화재단이 주관하는 제5회 경암학술상 공학부문 수상자로 뽑히는 영예를 안았다. 이는 지난 2년 동안 ‘앙게반테 케미’와 ‘어드밴스트 머티리얼즈’ 같은 국제 유명 학술지에 30여 편의 논문을 발표하며 세계 유수의 대학에 있는 교수들과 비교해도 월등히 우위에 있음을 증명한 결과다.
이들 논문 30여 편 중 다수가 표지논문이나 주목해야 할 논문으로 선정됐으며, ‘네이처’, ‘네이처 포토닉스’와 같은 학술지의 하이라이트로 소개됐다.하지만 양 교수는 한사코 수상의 영광을 함께 일한 연구원들에게 돌렸다.
“내가 복이 많은 거죠. 천하의 영재들을 가르칠 수 있는 이곳 KAIST에서 연구하는 기회를 얻었으니까요.”
그는 1978년부터 KAIST와 인연을 맺었고, 1985년부터 KAIST 교수로 일했다. 그가 말하는 ‘발전하는 학생’에 대한 얘기는 새겨들을 만하다.“큰 아이디어는 교수가 제시할 수 있어요. 하지만 이 아이디어를 계속해서 발전시키는 건 학생들이죠. 여러 시도를 충분히 해보는 가운데 새로운 아이디어가 떠오르니까요. 시도는 하지 않은 채 머릿속으로만 생각하는 학생은 안 되는 이유만 생각하기 때문에 발전할 수 없어요.”
양 교수는 아직도 일이 재밌고 연구가 신난다고 말했다. 계속해서 좋은 결과들이 나오니까 당연한 얘기인지도 모르겠다. 항상 젊은 학생들을 만나다 보니 나이 드는 줄도 모르겠단다. 끈끈한 동료애가 가득한 광자유체집적소자 연구단의 연구실은 추운 겨울에도 따뜻했다.
2010.01.07 조회수 12578 -
김성철 교수, 환태평양 고분자 연합 회장으로 추대
생명화학공학과 김성철(64)교수가 호주 케언스(Cairns)에서 개최된 환태평양 고분자연합(Pacific Polymer Federation, PPF) 집행위원회에서 제12대 회장으로 최근 선출됐다.
환태평양 고분자연합은 한국, 미국, 일본, 중국, 호주, 카나다, 멕시코, 대만, 싱가포르, 태국, 뉴질랜드, 칠레, 베트남, 인도네시아, 말레이시아 등 태평양 연안 15개국의 고분자학회의 연합체로 2년에 한번 국제 심포지엄을 개최한다.
김 교수는 이번 케언스(Cairns)에서 열린 제11차 국제 심포지엄에서 ‘메탄올 연료전지용 고분자 블렌드, IPN, 하이브리드 막(Polymer Blend, IPN, Hybrid Membranes for Direct Methanol Fuel Cell)’이란 제목으로 기조강연을 했다.
제12차 국제심포지엄은 2011년 11월 제주 신라호텔에서 개최되며, 김 교수가 조직위원장을 맡게 된다.
* IPN : 상호침투하는 고분자 망목(Interpenetrating Polymer Network)
2009.12.23 조회수 13437 -
이상엽 특훈교수, 아시아 생물정보학회 연합체 회장으로 추대
-2011년 아시아 생물정보학회연합학회 대표로 활동 예정-
생명화학공학과 이상엽(45, 생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장, LG화학 석좌교수)특훈교수가 지난 15일 일본 요꼬하마에서 열린 아시아 생물정보학회 연합체(Association of Asian Societies for Bioinformatics; AASBi)이사회에서 2011년 회장으로 추대됐다.
이 교수는 2010년 연합체 부회장직을 수행하게 되며, 2011년 회장으로서 1년간 아시아 생물정보 학회연합체를 대표하게 된다.
아시아 생물정보학회 연합체는 2002년 한국 생물정보시스템생물학회 (예전의 한국생물정보학회), 일본 생물정보학회, 싱가폴 의학생물정보연합회, 호주 생물정보학회, 대만 생물정보학회, 그리고 최근 중국 생물정보학회의 대표가 모여 만든 학회연합체다. 연합체 이사회는 연합체 창립이사(founding board member)들과 각국의 회장단으로 구성되어 있다.
이 교수는 “아시아연합학회의 회장이라는 중책을 맡게 되어 어깨가 무겁지만, 이러한 활동을 통하여 우리나라와 아시아의 훌륭한 생물정보-시스템생물학 연구역량이 세계적으로 잘 알려지고, 한 단계 더 도약하는데 기여하고 싶다.”고 소감을 밝혔다.
이 교수는 지난 13일부터 16일까지 일본 요꼬하마에서 개최된 아시아 생물정보학회연합체의 공식 학술대회인 GIW(Genome Informatics Workshop)의 공동 프로그램위원장으로 참여했으며, ‘시스템생명공학’이란 주제로 개회 기조강연(Opening keynote lecture)을 하기도 했다. 올해로 20주년을 맞은 GIW는 세계에서 가장 오래된 생물정보학 국제학술대회다.
2009.12.22 조회수 12254 -
홍원희교수팀, 다양한 나노구조유도 기술개발
생명화학공학과 홍원희교수팀, 이온성액체를 이용한 다양한 나노구조 유도 기술 개발
-무기산화물, 탄소나노튜브, 그래펜, 유무기 하이브리드 등 다양한 재료의 나노구조를 유도--상용 산화철보다 10배 이상의 흡착 및 광촉매 효율 높여-
공과대학 생명화학공학과 홍원희 교수팀(62)은 이온성액체를 이용한 자기조립기술을 이용해 탄소나노튜브, 그래펜, 무기산화물, 유무기 복합체에 이르기까지 다양한 재료의 나노구조를 유도할 수 있는 기술을 최근 개발했다.
이 연구결과는 ‘광촉매 응용을 위한 이온성액체를 이용한 무기산화물 하이브리드의 에너지 전달(Energy Transfer in Ionic-Liquid-Functionalized Inorganic Nanorods for Highly Efficient Photocatalytic Applications)’이라는 제목으로 나노분야의 저명 학술지인 스몰(Small)지에 지난 11월 게재됐다.
이 기술은 이온성 액체의 구조 유도와 용매 기능을 이용한 무기산화물 하이브리드 나노재료를 제조할 수 있는 ‘청정 한 반응기 이온열 합성법(Green One-Pot Ionothermal Synthesis)’이다. 대기압하의 열린반응기내에서 제조된 무기산화물 나노재료는 쉽게 물이나 다양한 유기 용매에서 분산된다.
홍교수팀은 이 합성법을 산화철 계열의 무기산화물 나노재료에까지 적용해 0차원에서 1차원에 이르기까지 구조를 제어했고, 계면에서의 에너지 전이현상을 통해 상용 산화철보다 10배 이상의 흡착 및 광촉매 효율을 높였다.
이 기술을 바탕으로 제조된 나노재료는 유기물 산화 및 분해기능이 뛰어나 태양광만으로 폐수처리가 가능하다. 이로써 페수처리 과정에서 에너지 소비와 이산화탄소의 배출량을 줄일 수 있고, 광촉매가 가지는 우수한 항균 및 탈취기능은 건축재료 분야에 응용될 것으로 기대된다. 또한, 태양광을 이용한 물의 광분해로 수소 에너지원 생산도 가능하다.
홍교수는 “이번 연구는 이온성 액체의 청정용매로써의 기능을 이용해 나노기술이 가지는 인간과 환경에 대한 악영향을 감소시키고, 동시에 디자인된 나노재료에 새로운 기능을 부여해 기존 기술의 한계를 극복할 수 있는 새로운 대안을 마련했다”는데 의미가 있다고 말했다.
현재 홍교수팀은 친환경 합성법으로 제조된 무기산화물, 탄소나노튜브, 그래펜, 유.무기 하이브리등의 나노재료를 환경 및 에너지 분야에 적용하는 연구를 진행하고 있다.
※ 보충자료나노 스케일에서의 재료나 현상을 연구하고 구조나 구성 요소를 제어해서 새로운 소재‧소자‧시스템을 개발하는 나노 기술 역시, 환경 유해성이나 인체 독성에 대한 연구 결과가 발표되면서 친환경 기술에 대한 관심이 급증하고 있다.
이온성 액체는 소금과 같이 양이온과 음이온의 이온결합으로 이루어진 이온성 염 화합물로써 상온에서부터 넓은 온도에 걸쳐 액체로 존재할 수 있는 ‘청정용매(Green Solvent)’라고 불리면서 각광을 받고 있다. 특히, 이론적으로 1018가지 정도의 조합에 의해서 비휘발성, 비가연성, 열적 안정성, 높은 이온전도도, 전기화학적 안정성, 높은 끓는점 등의 물리화학적 특성을 쉽게 변화시킬 수 있어서 다기능성(multifunctional) ‘디자이너용매(Designer Solvent)’로 사용가능하다.
세계적으로 아직 초기단계이긴 하지만, 미국 국방관련 연구소 (US Air Force, US Naval Research Laboratory) 및 국가 연구소 (Argonne 연구소, Oak Ridge 연구소, Brookhaven 연구소), 독일의 Max Planck 연구소, 스위스 EPFL의 Gratzel 그룹, 일본의 도쿄대, G24i & BASF 등이 최근 이온성 액체를 이용한 나노기술 응용 분야에 주목하면서 집중 투자와 연구를 진행하고 있는 반면, 국내에서는 아직 시작 단계에 불과할 정도로 뒤쳐져 있다.
홍 교수 팀의 연구결과는 기존 산업뿐만 아니라, 전 세계적으로 주목 받고 있는 ‘녹색 성장기술’과 21세기를 선도할 ‘첨단 나노기술’을 융합한 ‘청정 나노기술(Green Nanotechnolgy)’의 원천기술로써 활용될 수 있으며 이 분야의 국제경쟁에서 우위를 확보할 수 있을 것으로 전망된다.
현재까지 이온성액체는 유기합성, 전기화학, 화학공학, 생물공학 및 분리공정 등을 포함하는 여러 분야에서 유기 용매를 대체하기 위한 ‘지속가능기술(sustainable technology)’로써 향후 산업 전 분야에 걸쳐서 엄청난 파급효과가 있을 것으로 기대되고 있다.
※ 용어설명 ○ 열린반응기 : 고압,저압의 용기가 아닌 대기압하의 일반용기 즉, 비이커 등.
<그림1> 대표적인 이미다졸륨계 이온성액체의 분자 구조
<그림2> Green One-Pot Ionothermal Synthesis에 의한 물에 분산되는 산화철 나노 막대기의 합성 과정 모식도.
2009.12.14 조회수 18976 -
대사공학적으로 개량된 박테리아로 범용 플라스틱 생산기술 개발
- 이상엽 교수팀과 LG 화학 연구팀 공동개발
- 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링(Biotechnology and Bioengineering)지 게재예정
생명화학공학과 이상엽(李相燁, 45세, LG화학 석좌교수, 생명과학기술대학 학장) 특훈교수팀과 LG화학 기술연구원(원장 유진녕) 박시재, 양택호박사팀이 4년여 간의 공동연구를 통해 박테리아를 이용하여 재생 가능한 바이오매스로부터 플라스틱을 생산하는 기술을 최근 개발했다.
교육과학기술부 시스템생물학 연구개발 사업과 LG화학 석좌교수 연구비로 지원된 이번 연구에서는 시스템 대사공학과 효소공학 기법을 접목, 자연적으로는 생성되지 않는 플라스틱(unnatural polymer)의 일종으로 최근 각광을 받고 있는 폴리유산(Polylactic acid, PLA)을 효율적으로 생산할 수 있는 대장균을 개발한 것이다.
이번 연구 결과는 바이오공학 분야 최고 전통의 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링(Biotechnology and Bioengineering)지에 게재 승인됐으며 스포트라이트 논문(Spotlight paper)으로 선정돼 2010년 1월호에 두 편의 연속 논문으로 게재될 예정이다.
두 논문의 제목은 ‘개량된 프로피오네이트 코엔자임 에이 트랜스퍼레이즈와 폴리하이드록시알카노에이트 중합효소를 이용한 폴리유산과 그의 공중합체의 생합성(Biosynthesis of Polylactic acid and its Copolymers Using Evolved Propionate CoA Transferase and PHA Synthase)’과 ‘폴리유산과 그의 공중합체의 생산을 위한 대장균의 대사공학(Metabolic Engineering of Escherichia coli for the Production of Polylactic Acid and its Copolymers)’이다. 19건의 특허가 전 세계 출원 중이다.
기존의 복잡한 2단계 공정을 통해 생산되던 폴리유산을 재생가능한 원료로부터 미생물의 직접 발효에 의해 생산이 가능하도록 한 혁신적인 본 연구 전략은 앞으로 석유 유래 플라스틱을 대체할 수 있는 다양한 비자연 고분자(unnatural polymer)들의 생산에 활용될 획기적인 기술로 평가되고 있다.
폴리유산 (Polylactic acid, PLA)은 많은 바이오매스 유래 고분자들 중에서도 생분해성, 생체적합성, 구조적 안정성, 그리고 낮은 독성과 같은 뛰어난 물성으로 인해 석유 유래 플라스틱의 대체물로서 대두되고 있다.
그러나, 폴리유산은 현재 두 단계 공정으로 합성된다. 우선, 미생물 발효를 통해 유산(락트산, Lactic acid)을 생산, 정제한 후 여러 가지 시약, 용매 및 촉매가 첨가되는 복잡한 공정의 화학적 중합반응에 의해 폴리유산이 합성된다.
또한, 폴리유산의 물성을 다양하게 개선하기 위해 폴리하이드록시알카노에이트 (Polyhydroxyalkanoate, PHA)와 같은 다른 고분자들과의 공중합이나 혼합반응 등의 연구가 이루어지고 있다.
이러한 노력에도 불구하고, 공중합 반응에 사용되는 락톤계 모노머들의 가용성과 비용을 고려했을 때, 기존의 화학적 합성 방법은 효과적이지 않다. 이에, 미생물 유래 고분자인 폴리하이드록시알카노에이트의 생합성 시스템을 기반으로, 폴리유산과 그의 공중합체들의 생합성이 가능할 수 있는 대사경로를 효소공학을 통해 구축했다.
그러나, 외래 대사경로의 도입 및 조작만으로는 폴리유산 단일 중합체와 유산의 함량이 높은 공중합체의 생산이 효율적이지 않아, 시스템 수준으로 세포 내 대사흐름을 증가시킬 필요성을 인지했다. 이에, 대장균 균주의 인실리코 게놈 수준의 시뮬레이션을 이용한 대사흐름분석 기법을 활용하여 고분자 생산을 위한 주요 전구체의 대사 흐름을 논리적으로 강화시킴으로써, 세포성장과 함께 목적 고분자의 효율적 생산이 가능하도록 했다.
따라서, 효소공학을 통한 고분자 합성 경로의 직접적 조작 및 강화 뿐 아니라, 시스템 대사공학을 통한 논리적 접근으로 조작된 대사흐름을 바탕으로 다양한 폴리유산 플라스틱을 보다 효율적으로 생산할 수 있었다.
이는 시스템 대사공학과 효소공학을 접목시킨 고기술 전략으로 비자연 고분자를 효율적으로 생산한 최초의 성공적인 예로서, 재생가능한 자원으로부터 폴리유산뿐 아니라 석유유래 플라스틱을 대체할 수 있는 다른 비자연 고분자들의 일단계 생산을 위한 기반 기술을 마련해줌으로써, 플라스틱 생산 공정에 있어 새로운 전략을 제시했다.
李 교수는 “자연계에 없는 고분자를 미생물로 생산하는 것이 과연 될까? 라는 의문을 갖고 시작했다. 우리 KAIST 연구실의 정유경박사와 LG화학 기술연구원 연구팀원 10여명이 4년간의 끈질긴 노력 끝에 성공했다”며, “이번 연구는 대장균의 가상세포 시뮬레이션을 통해 세포 내 대사흐름을 목적한 고분자 생산에 유리하도록 논리적으로 조작하고, 고분자 생합성 경로를 구성하는 외래 효소들을 새롭게 만들어 도입함으로써, 강화된 대사흐름을 이용해 보다 효율적으로 목적 고분자를 생산할 수 있는 균주를 개발하는데 성공한 세계 첫 번째 케이스다. 특히, 유산이 단량체로 함유된 공중합체의 경우에는 세계최초로 만든 것이 되어 물질특허들로 출원중이다”라고 밝혔다.
한편, 이 혁신적인 연구 성과는 22일 미국 CNN 홈페이지의 Top기사 등 해외언론의 주요기사로 소개됐다. 주요내용은 한국의 KAIST 이상엽 교수팀과 LG화학 연구팀이 전 세계적으로 석유고갈, 지구온난화 및 환경오염 문제로 재생가능한 자원을 이용한 바이오매스 기반 기술의 개발이 시급한 현 시대의 흐름에 부응하면서, 재생가능한 자원으로부터 효율적으로 바이오공학을 통한 플라스틱 (Bioengineered plastics) 폴리유산의 생산이 가능한 대장균 균주를 개발했다는 내용이다.
2009.11.24 조회수 16408