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홍순형, 류호진 교수, 세라믹과 고온용 2차원나노소재 합성기술 최초개발
우리 대학 신소재공학과 홍순형 교수와 원자력및양자공학과 류호진 교수 공동 연구팀이 고온용 2차원 나노소재인 질화붕소 나노플레이트렛(BNNP)을 세라믹 재료의 강화재로 응용하는 기술을 개발했다.
이번 연구는 질화붕소 나노플레이트렛을 통해 내충격성이 약한 세라믹의 성능을 높일 수 있음을 규명했다는 의미를 갖는다. 이를 통해 향후 인공치아, 인공뼈 및 우주항공용 고온 소재 등에 사용 가능할 것으로 기대된다.
KAIST 신소재공학과 이빈 박사과정 학생이 제 1저자로 참여한 이번 연구는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 6월 8일자 온라인 판에 게재됐다.
세라믹은 다른 소재들에 비해 내충격성이 약해 쉽게 깨지는 단점이 있다. 따라서 나노물질 강화재를 첨가해 내충격성을 향상시킬 수 있는 복합소재를 개발하는 것이 중요하다.
신소재로 각광받는 그래핀은 전기전도도가 높아 절연 특성을 요하는 기판용 세라믹 재료에 적합하지 않다. 또한 섭씨 350℃에서 산화, 검은 색깔 등의 특성을 갖기 때문에 심미성이나 실용성의 문제로 우주항공용 소재나 인공치아 등에 활용이 어렵다.
반면 질화붕소 나노플레이트렛은 섭씨 1천℃에서도 안정적이고 투명하며 생체적합성이 뛰어나 고온용 소재나 생체용 세라믹 재료의 강화재로 응용할 수 있다면 물성을 크게 향상시킬 수 있다.
이번 연구에서 제조된 질화붕소 나노플레이트렛은 질소와 붕소 원자가 육각형의 벌집모양 형태로 화학결합을 한 두께 10나노미터 이하의 2차원 나노소재이다.
이와 같은 장점에도 불구하고 제조공정이 어렵다는 단점 때문에 연구가 활발하지 않아 그래핀에 비해 널리 활용되지 못했다.
연구팀은 질화붕소 나노플레이트렛을 제조하기 위해 ‘고에너지 볼밀링’ 공정을 이용했다. 볼밀링 공정은 용기 내에 볼과 대상 물질을 넣고 회전시켜 에너지를 가하는 방식이다.
대상 물질인 질화붕소와 철로 만들어진 볼을 넣고 회전을 가하는 간단한 방법으로 질화붕소 각각의 층을 박리하는 데 성공했다. 그리고 이를 통해 정밀한 질화붕소 나노플레이트렛을 대량으로 제조하는 데 성공했다.
또한 계면활성제를 통해 질화붕소 나노플레이트렛을 세라믹 재료 내에 균일하게 분산시키는 데 성공했다.대표적 세라믹 소재인 질화규소에 첨가했을 때 2%의 첨가만으로 강도 10%, 파괴인성 20%, 내마모 특성을 30% 향상시켰다.
홍 교수는 “질화붕소 나노플레이트렛의 우수한 기계적 물성, 열전도율, 고온 안정성 등을 세라믹 소재에 접목해 우주항공용 고온 소재, 인공치아용 소재, 전자기기 기판 소재 등에 응용이 가능하다”고 말했다.
류 교수는 “세라믹 소재의 특성을 획기적으로 향상시키고 응용 분야를 넓혀 신산업을 창출할 수 있을 것이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어 사업, 소프트 광소자용 2D 및 차원융합 하이브리드 소재 개발 기술 과제의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1.볼밀링 공정을 통해 질화붕소를 BNNP로 박리하는 공정
그림2. 본 연구를 통해 제조된 BNNP 강화 질화규소 나노복합분말 및 나노복합소재
2016.07.04
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2014 을지연습 실시
우리 학교는 18일~19일 양일간 전쟁이전 위기관리 역량 강화 및 전시 대비태세 확립을 위해 ‘2014 을지연습’을 실시한다.
18일 오전 7시 비상소집과 함께 전 교직원이 창의학습관 터만홀에 소집돼 국가안보의식강화를 위한 교육을 받았다.
19일 오전 10시 30분에는 외부강사를 초청해 구성원들의 안보의식 고취를 위한 안보강연을 갖는다.
이밖에 화학약품누출 대응훈련, 전시 비상급식체험, 사이버테러 대응훈련, 민방공 대피훈련 등을 실시한다.
유상돈 예비군대대장은 “을지연습에 대한 이해와 공감대를 형성해 교내 연습분위기를 조성을 위한 다양한 홍보행사를 마련했다”며 “이를 통해 구성원들의 적극적인 참여를 이끌어낼 것”이라고 말했다.
국가비상사태에 대비하는 을지연습은 민·관·군 합동으로 국가 안보와 국민 안전을 위해 매년 범정부적으로 실시하고 있다.
2014.08.18
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유민규 박사과정, 국제 군사과학기술 경진대회 은상 수상
유민규 박사과정(맨 좌측)이 수상 후 기념촬영을 하고 있다.
우리 학교 신소재공학과 유민규 박사과정 학생(지도교수 권혁상)이 지난 5월 29일부터 6월 1일까지 경기도 고양시 킨텍스(KINTEX)에서 열린 ‘2014 국제군사과학기술 경진대회’에서 융합신기술분야 은상을 수상했다.
이번 경진대회에서 유 씨가 수상한 분야는 국방 융합기술, 방산 정책, 경영, 관리, 부품국산화, 미래 무기체계, 군사기술 등에 관한 연구 논문이 발표됐다.
유 씨는 ‘장갑판재 및 연료전지 기반 보조전원장치의 수소 에너지원으로 사용 가능한 탄소나노튜브 강화 알루미늄 복합재료’에 대한 연구로 은상을 수상했다.
탄소나노튜브 강화 알루미늄 복합재료는 우수한 기계적 특성으로 인해 일부국가에서 장갑판재로 사용되고 있는 재료다.
유 씨는 알칼리 수용액내에서 수소를 발생시키는 알루미늄의 특성과 탄소나노튜브-알루미늄간 갈바닉 부식현상을 이용해 탄소나노튜브-알루미늄 복합재료를 에너지원으로 하는 탑재형 수소발생시스템을 제작했다. 고분자 전해질 연료전지와 연계한 보조전원장치시스템을 통해 10kg의 탄소나노튜브 강화 알루미늄 복합재료를 활용 5kw의 전력을 22일 동안 생산할 수 있었다.
이번 연구를 통해 전장상황에서 연료 수송의 어려움을 해결할 수 있을 것으로 예상된다. 또 차후 항공기 및 장갑차량의 보조전원장치 연구개발에 적용이 가능해 많은 주목을 받았다.
2014.06.23
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KAIST, “실험실 가스안전 이상무”
- 실험실 가스폭발 및 화재상황 가정한 강도 높은 훈련 실시해 -
- “국내 대학 최초로 가스 조기경보시스템 구축해 사고 예방에 앞장 서” -
우리 학교 19일~20일 양일간 국가 비상사태 시 효율적인 대처를 위해 ‘2013 을지연습’을 실시한다.
19일 오전 7시 비상소집과 함께 전 교직원이 창의학습관 터만홀에 소집돼 국가안보의식강화를 위한 교육을 받았다.
이날 오후 4시 신소재공학과 실험실에서는 가연성·독성가스 누출 시 대피훈련과 화재진압훈련이 이어졌다. 최근 대학교 실험실 사고가 연이어 발생하고 있어 비상 상황에 대한 대처 요령과 안전조치 등의 훈련을 받는 학생들의 표정은 여느 때보다도 진지했다.
20일 오전 10시 30분에는 창의학습관 터만홀에서 전 직원이 참여한 가운데 외부 강사를 초청해 안보강연을 갖고 국가 안보의식을 고취할 수 있도록 독려할 예정이다.
황건태(28) 신소재공학과 박사과정 학생은 “많은 실험실을 보유한 KAIST에서 실험실 안전은 생명과 직결되기 때문에 무엇보다도 중요하다”며 “정기적으로 실시되는 안전교육과 비상상황을 가정한 훈련은 아무리 해도 지나치지 않다”고 이번 훈련의 필요성에 대해 말했다.
송민효 안전팀장은 “이번 훈련을 통해 학생들에게 가스 폭발의 위험성을 알리고 효율적인 대처법을 훈련시키는 것이 가장 중요한 임무 중 하나”라며 “실험실 가스 폭발사고를 예방하기 위해 지난 2008년 가스 조기경보시스템을 국내 대학 최초로 도입해 KAIST가 실험실 사고 예방에 앞장서고 있다“고 말했다.
2013.08.19
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깨지지 않는 스마트폰 화면 나온다!
- 유리섬유직물 적용한 고강도 플라스틱 디스플레이 기판 개발 -
- “기존 유리 기판 대체 가능해 일대 혁신 가져올 것” -
깨지지 않는 핸드폰 화면을 구현하고, 대화면 TV의 무거운 유리 기판 대신 가벼운 플라스틱 필름을 사용할 수 있는 길이 열렸다.
KAIST IT융합연구소 윤춘섭 교수(물리학과) 연구팀이 깨지기 쉬운 디스플레이 유리 기판을 대체할 수 있는 고강도 플라스틱 기판 원천기술을 개발했다.
윤 교수팀이 유리섬유직물을 무색투명 폴리이미드 필름에 함침시켜 만든 플라스틱 기판은 고내열, 고투명, 고유연, 고내화학, 고인장강도 특성을 갖고 있다. 소재는 플라스틱 필름의 장점인 유연성을 갖고 있으면서도 인장강도는 일반 유리보다 세 배 크고 강화유리와 비슷하다. 또 유리처럼 무색투명하고, 450℃까지 내열성을 가지며, 열팽창률은 기존 플라스틱 열팽창률의 10∼20%에 불과하다.
유리 기판은 표면이 매끄러울 뿐만 아니라 디스플레이 기판의 조건인 고내열, 고투명, 고내화학, 고인장강도 특성을 모두 가지고 있어 지금까지 핸드폰 화면, TV, 컴퓨터 모니터 등 거의 모든 디스플레이에 사용돼 왔다. 그러나 유리 기판은 무겁고 깨지기 쉬운 단점이 있어 최근 유리 기판을 대체할 목적으로 열적, 화학적 안정성이 우수한 플라스틱 재질의 무색투명 폴리이미드 필름이 활발하게 연구되고 있다.
그러나 무색투명 폴리이미드 필름은 내열성 및 기계적 강도가 충분하지 못하기 때문에 이를 보강하기 위해 유리섬유직물을 폴리이미드 필름에 함침시키면 필름의 표면 거칠기 및 광 투과도 조건이 악화되는 문제가 발생해 실용화되지 못하고 있다. 이는 유리섬유직물을 폴리이미드 전구체 용액에 함침시킬 때 용매가 증발하며 0.4µm(마이크로미터) 내외의 표면 거칠기가 발생하고, 무색투명 폴리이미드 필름과 유리섬유직물의 굴절률 불일치로 인한 광 산란이 심하게 발생하기 때문이다.
윤 교수팀은 투명 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리섬유직물의 굴절률과 소수 네 자리까지 일치시키는 방법과, 필름의 표면 거칠기를 수 nm 수준으로 평탄화 시키는 핵심기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 그 결과 110µm 두께의 유리섬유직물 함침 무색투명 폴리이미드 필름 기판에서 11ppm/℃의 열팽창률, 0.9nm의 표면 거칠기, 250MPa의 인장강도, 2mm의 굽힘곡률반경, 90%의 광 투과도를 달성했다.
윤춘섭 교수는 “개발된 기판은 기존 디스플레이의 유리 기판을 대체할 수 있고, 플렉서블 디스플레이 기판으로도 사용할 수 있다”며 “핸드폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고, 대면적 TV의 무게 및 두께를 획기적으로 줄일 수 있으며, 디스플레이 생산에 롤투롤 공정을 적용할 수 있어 디스플레이 산업에 일대 혁신을 가져올 수 있을 것”이라고 전망했다.
한편, 2008년부터 5년간 지식경제부의 ‘모바일 플렉시블 입출력 플랫폼 개발사업’의 지원으로 개발된 이 기술은 총 3건의 특허출원을 마치고 관련기업과 기술 이전을 협의 중이다.
그림1. 유리섬유직물의 굴절률이 무색투명 폴리이미드 필름의 굴절률과 일치된 경우의 필름 투명도(좌측)와 일치되지 않는 경우(우측). 좌측의 글자는 선명하게 보이는 반면 우측의 글자는 뿌옇게 보인다.
그림2. 개발한 유리직물섬유 사진
2013.05.14
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KAIST, 국가 사이버보안 고급인력 키운다
- 금융보안연구원 등 3개 기관과 업무협력 체결 -
우리 학교 사이버보안연구센터(센터장 주대준 대외부총장)는 25일 KAIST 대전 본원에서 금융보안연구원(원장 곽창규)을 시작으로 국방과학연구소(소장 백홍열) 제2기술연구본부, 타임스탬프솔루션(대표이사 김동현)과 사이버보안 강화를 목적으로 상호 업무협력을 위한 양해각서를 잇따라 체결했다.
KAIST 사이버보안연구센터와 각 기관들은 이번 협약체결을 계기로 ▲지속적인 국가 사이버위협 대응기술 개발은 물론 ▲IT 및 금융보안강화 서비스 공동 연구 및 시행 ▲전자문서의 보안인증 등의 분야에서 협력을 강화해 나가기로 했다.
KAIST는 또 이들 기관들과 국내 사이버보안 분야의 고급 전문인력 양성을 위해 교육훈련 프로그램의 공동개발과 운영, 공동 학술회의 개최, 그리고 인턴십·현장실습 등을 통해 인적자원의 상호 교류를 확대, 운영한다는 방침이다.
주대준 KAIST 사이버보안연구센터장은 “IT기술의 급격한 발전으로 사이버보안의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다”며 “이번 협약은 KAIST의 장점인 교육과 연구 분야, 정부기관 및 산업체의 강점인 현장성을 접목한 상호 Win-Win하는 차원에서 이뤄진 것으로 사이버보안 산업의 발전은 물론 정보보호와 관련된 공동 연구와 고급전문 인력을 양성하는 데 크게 기여할 것”이라고 말했다.
<사진 설명>
25일 오전 11시 대전 KAIST에서 주대준 KAIST 사이버보안연구센터장(왼쪽)과 곽창규 금융보안연구원장(오른쪽)이 양 기관 간에 공동협력을 위한 업무협약을 체결한 뒤 기념촬영을 하고 있다.
2011.11.25
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장재석 칼럼 대학이 나서서 기업과의 네트워크를 강화해야
장재석 산학협력단장이
충청투데이 2011년 7월 8일(금)자 칼럼을 실었다.
제목: 대학이 나서서 기업과의 네트워크를 강화해야
신문: 충청투데이
저자: 장재석 산학협력단장
일시: 2011년 7월 8일(금)
기사보기: 대학이 나서서 기업과의 네트워크를 강화해야
2011.07.08
조회수 8093
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산학협력 강화를 위한 행보 본격화
- (사)한국엔지니어클럽, (사)한국산업융합협회와 잇달아 MOU 체결
우리 학교가 실질적인 산학협력을 위한 본격적인 유대관계 형성에 나섰다.
우리 대학은 3일 오전 11시, 오후 3시 두 차례에 걸쳐 조선호텔 1층 비즈니스센터에서 (사)한국산업융합협회(회장 이상철) 및 (사)한국엔지니어클럽(회장 이부섭)과 잇달아 산학협력 협정을 체결하고, 융합연구와 인력양성 등에 대해 상호 긴밀한 협력을 강화해 나가기로 했다.
(사)한국산업융합협회와의 협정을 통해서 국가 성장 동력의 근간인 융합산업의 시대적인 흐름을 주도해 산업간 융합을 통한 혁신적인 기술과 신산업을 창출해나감으로써 향후 산업융합의 주도적인 역할을 수행할 예정이다.
또한, 우리 학교는 (사)한국엔지니어클럽과 협정을 통해 국가 산업 및 경제발전에 중추적인 역할을 담당해 온 한국을 대표하는 엔지니어들을 지식경제부에서 추진하고 있는 IT명품인재양성사업에 초빙교수와 자문위원 등으로 임용해 산업계와의 긴밀한 협력을 도모하고, 이들의 노하우를 융합연구와 교육에 적극 활용한다는 계획이다.
(사)한국엔지니어클럽은 1974년에 우리나라의 산업과 경제발전의 주역들이 참여해 설립한 최초의 과학기술인 친목단체로 과학기술인의 사회적 지위향상과 국가 공업기술의 진흥 및 발전, 전 국민의 과학화 시책에 기여하는 등의 활동을 수행해 오고 있다.
이날 협정을 연결하고 주도한 KAIST 기술경영전문대학원 이민화 교수는 최근 KAIST로부터 그동안의 다양한 경험과 노하우를 바탕으로 지경부의 IT명품인재양성사업을 국가 신성장 동력과 연계 발전시킬 수 있는 최고의 적임자로 발탁돼 구성원들의 적극적인 지지를 받으면서 사업을 준비하고 있다.
이날 서남표 총장은 "이민화 교수를 중심으로 이번 IT명품인재양성사업을 왜 KAIST가 해야 하는지를 정부와 산업계 및 국민들에게 보여주게 될 것"이라며, "이번 MOU 체결은 KAIST가 무엇을 준비하고 있는지를 보여주는 상징적인 의미가 크다"고 말했다.
또한, 이민화 교수는 "KAIST의 IT명품인재양성사업에 한국의 산업계를 대표하는 엔지니어들이 적극 참여하는 것으로 이미 이야기가 진행되고 있으며, 일부는 공식적으로 참여한다는 동의절차까지 마쳤다"고 말하며 사업수주와 성공적인 운영에 자신감을 내비쳤다.
2011.06.03
조회수 11061
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이귀로 교수, LG전자기술원 원장 취임
전자전산학과 이귀로(李貴魯, 53) 교수가 최근 LG전자기술원 원장에 취임했다.
LG전자기술원은 차세대 기초기술 R&D 역량강화와 우수인재양성을 목적으로 (주)LG전자가 설립한 중앙연구소이며, 李 교수의 임기는 3월부터 3년간이다.
국내 기업이 산하기관의 장으로서 현직 대학 교수를 3년간이나 장기적으로 초빙, 유치하는 것은 국내 처음이다. 이는 KAIST만이 지닌 민간기관 파견이라는 독특한 제도로 가능하다. 국내 일반대학의 경우 연구연가제도를 이용, 통상 1년 이내의 민간기업체 파견만을 허용하는 데 반해, 애초부터 국가 산업발전에 기여함을 목적으로 설립된 KAIST는 국내 기업체에 1년 이상의 중장기파견을 허용하는 독특한 제도를 갖고 있다.
李 교수는 86년 KAIST 부임 이래, 두 차례 연구처장 보직을 수행한 바 있으며, 지난 97년 이후에는 한국과학재단 지원 우수공학연구센터(ERC)인 미세정보시스템 연구센터 소장으로 재직하며 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 초소형 라디오의 세계 최초 구상과 구현 등의 연구 업적을 갖고 있다.
2005.03.15
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