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원자력 양자공학과 안민호씨, 세계인명사전 ‘후즈 후 ’ 등재
원자력 양자공학과 안민호(박사과정)씨가 세계적인 인명사전 가운데 하나인 미국 MARQUIS사에서 발간하는 ‘Marquis Who’s Who in the World 2010, 27th‘에 등재됐다. 박사학위가 없는 대학원생이 세계인명사전에 이름을 올린 것은 매우 이례적인 일이다.
안씨는 SCI(과학기술논문 인용색인) 국제학술지에 제 1저자로 3편을 게재하였으며, 12편의 국외 학술대회 논문과 8편의 국내 학술대회 논문을 발표하는 등 우수한 연구 성과를 내고 있다.
또한 안씨는 독일 아헨공대로부터 3명의 한국 대학원생에 주어지는 2009 RWTH Research Fellowship에 선정되기도 했으며, 2008년에는 대전광역시 창조적 글로벌 인재육성 장학생에 선정되는 등 탁월한 연구 성과를 인정받고 있다.
2009.09.03
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모바일하버, 푸에르토리코항만 운영권사인 UCW America Corp.로부터 LOI 접수
- 지난 31일 의향서(LOI) 접수, 모바일하버 A1-1200 Type 관심 표명- 이달말 양사간의 협의를 거쳐 정식계약 추진
우리대학 모바일하버 사업이 중남미의 푸에르토리코(Puerto Rico) 항만운영권사로부터 의향서(Letter Of Intent, LOI)를 접수하는 성과를 올렸다.
7월31일자로 접수한 의향서는 푸에르토리코의 최대 무역항인 폰세(Ponce)항의 운영권을 가진 미국 UCW America Corp.와 모바일하버의 상용화를 위해 KAIST가 설립한 (주)모바일하버 간에 합의된 것으로, 이달 말 양사간의 협의를 거쳐 앞으로 정식계약으로 추진할 예정이다.
KAIST 장순흥 부총장, 안충승 전문특훈교수(㈜모바일하버 대표이사)와 곽병만 교수(모바일하버 사업단장)는 지난 7월 19일부터 3일간 푸에르토리코 수도인 산후안(San Juan)과 최대 무역항인 폰세(Ponce)를 방문하여 푸에르토리코 상공부 장관, 폰세시 시장, 폰세항의 항만청 관계자 등을 만나 모바일하버 사업과 항만개발에 상호협력하기로 합의했다.
이번 의향서에는 현재 KAIST에서 설계가 진행중인 A1-1200 Type에 대해서만 관심을 표명했으나, 이미 양사간에는 파나마 운하 확장공사가 완공되기 전이라도 4,400 TEU급 (1TEU는 20피트 컨테이너 1개)이하의 컨테이너화물선을 처리할 수 있는 A1-600 Type도 추가로 개발하여 A1-600 Type과 A1-1200 Type 각 한 대씩을 발주하기로 지난 방문기간동안에 합의한 바 있다.
현재 파나마에서는 그 동안 범세계적 물류에서 최대의 병목이었던 파나마운하의 세기적 확장공사가 2003년 착공하여 2014년 완공될 예정이다. 확장공사가 완공되면 현재 통과 가능한 4,400TEU급을 크게 상회하는 12,000TEU급 컨테이너화물선도 통과할 수 있게 된다. 따라서 미국 동부지역과 중남미지역은 약 70-80% 이상의 물동량 증가가 예상되어 모바일하버의 최적의 수요처로 꼽혀 왔으며, KAIST는 일찍부터 이 부분에 관심을 갖고 푸에르토리코와 협력을 추진해 왔었다.
푸에르토리코 정부는 한국이 개발중인 모바일하버를 일찍부터 도입하여 현재의 폰세항의 컨테이너 처리량을 배가시킨 후 파나마운하가 확장되는 2014년 이후에는 폰세항을 중남미 카리브해의 중추(HUB)항으로 개발한다는 야심찬 계획을 갖고 있다.
모바일하버는 KAIST 서총장의 ‘항만의 기능을 가진 배가 다가가서 화물을 처리하자’는 착안에서 시작됐으며, 정부로부터 2009년 추경 예산을 받아 KAIST가 원천기술 개발과 상용화를 목표로 추진하고 있는 ‘신성장 동력 스마트 프로젝트’사업이다. 이 사업의 관련연구개발은 모바일하버 사업단(단장 곽병만 교수)이 맡고, (주)모바일하버(대표이사 안충승 초빙교수)에서는 상용화를 추진하고 있다.
모바일하버는 해외뿐만 아니라, 국내에서도 조수간만차로 인해 대형 컨테이너 화물선의 근접이 제한되는 인천항이나 앞으로 새만금 개발로 대량 물동량이 예상되는 군산항 등에서 활용할 수 있다는 계획 아래 A1-600 Type과 A1-1200 Type 각 1대씩 지어 시범 적용하도록 추진할 예정이다. A1-1200 Type은 10,000TEU급 컨테이너 화물선을 2일 내에 전부 하역운송 처리 할 수 있도록 설계됐으며, A1-600 Type은 5,000TEU급 컨테이너 화물선의 하역작업을 1일내 처리할 수 있도록 설계됐다.
KAIST는 모바일하버의 원천기술 개발을 위해 해양시스템공학과와 기계공학과에서 많은 교수진과 연구원들이 여러 산학 협력체와 연구과제로 기술개발하고 있으며, 이번 방문을 통해 푸에르토리코의 대학 및 연구기관과도 연구협력을 추진하기로 했다. 또한, (주)모바일하버는 푸에르토리코 이외에도 국내는 물론 동남아 지역이나 이라크 전쟁 전후 복구 플랜트 사업 발주로 많은 무역 물동량이 예상되는 중동, 항만 인프라가 취약한 아프리카지역의 항만관계자와 해운회사와의 협의를 통해 마케팅을 전개해 나갈 계획이다.
2009.08.10
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강정구 교수연구팀, 코어/쉘 구조 나노입자-나노튜브 혼성체 개발
- 어드밴스트 펑셔널 머터리얼 표지 논문 게재 -
우리대학 강정구 교수팀은 질소가 포함된 카본나노튜브를 이용한 코어/쉘 형태의 화학적으로 안정한 초상자성(자성입자의 크기가 작아지면서 수많은 전자스핀들이 하나같이 움직이는 거대자성 상태) 나노입자-나노튜브 혼성체를 합성하는 기술을 개발하였다.
이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업(구 국가지정연구실사업)의 지원을 받아 KAIST 강정구(姜正九, 41세) 교수 연구팀(이정우 연구원(박사 4년))의 연구 성과로서, 연구 결과는 어드밴스트 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials) 인쇄판 표지논문으로 7월 24일 게재될 예정이다. 강 교수는 2008년 12월 앙게반테 케미(Angewandte Chemie) 표지 게재에 연이은 7개월 만의 주목할 만한 연구 실적이다.
현재까지 자성 나노입자의 크기를 제어하여 촉매, 바이오 메디신, 데이터 저장체 등에 상당히 효율적으로 이용할 수 있는 기술을 개발해 왔으나, 상당히 복잡한 공정을 통해 제조되어 균일한 크기의 나노입자 제조에 어려움이 있었다.
또한, 자성 나노입자는 합성 후 외부 화학적 분위기에 의해 자성특성이 변화하여 원하는 특성을 유지하기 힘든 문제점이 있다.
기존에는 나노입자를 카본나노튜브에 부착(attachment) 시키기 위해서는, 먼저 카본나노튜브를 산처리 등을 통해 표면에 결함을 생성시켜 용액 내에서 카본 나노튜브를 분산한 다음 나노입자를 나노튜브 표면에서 성장시키는 과정을 사용하였다.
하지만 강 교수 연구팀은 나노튜브의 표면에 결함을 생성시키지 않고도 이종원소가 핵생성에 중요한 역할을 하는 사실에 착안하였다. 먼저 질소가 포함된 카본나이트라이드(Carbon Nitride) 나노튜브를 성장시킨 후 균일한 크기의 마그네타이트 나노입자를 부착시킨 나노입자-나노튜브 혼성체를 합성하였다. 다시 이러한 나노입자-나노튜브 혼성체 위에 실리카 보호막을 코팅하여 화학적 분위기에서 자성특성이 안정적으로 유지되도록 하였다. 그 결과, 실리카 보호막을 코팅한 나노입자-나노튜브 혼성체는 수중에서도 0.4%의 자화도 변화만 발생하였다.
또한, 방사광 가속기를 통한 X선 흡수분광(X-ray Absorption Spectroscopy) 분석과 더불어 카본나이트라이드 포함된 질소가 균일한 크기의 나노입자 합성에 중요한 역할을 하며, 원하는 자성특성을 얻을 수 있다는 것을 밝혔다.
강 교수는 “동 연구 성과가 갖는 의미는 질소가 치환된 카본나노튜브를 이용해서 균일한 특성을 갖는 초상자성 마그네타이트 나노입자 혼성체를 합성하고 마그네타이트 나노입자 표면에 실리카 보호막을 코팅하여 자성특성을 외부 화학적 분위기에 대해 안정적으로 유지하는 기술을 개발한 것이다.”라고 언급했으며,
“실험 및 이론적 분석을 통해 카본나노튜브 내 질소의 역할을 밝혔다는 점에서 중요한 의미가 있다. 이 기술은 현재 국내 특허 출원 중이고, 미국 특허는 출원 신청하고 있다. 실리카 보호막엔 다른 물질들을 치환시키기 쉬워 형·발광 응용에 가능하고 혼성체 또한 향후 촉매, 바이오 메디신, 데이타 저장체 등으로 활용을 위한 다양한 응용 분야에 적용 가능할 것으로 전망된다.”라고 덧붙였다.
2009.07.27
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과학기술위성 2호 우주로
- 나로와 위성 조립 점검, 7월 발사준비 돌입 - 과학기술위성사업의 확대를 통해 “저비용 고효율” 사업 창출
우리대학(총장 서남표)은 6월12일(금) 오전 10시 인공위성연구센터에서 서남표 총장을 비롯한 전임 인공위성연구센터 소장 이었던 최순달, 임종태, 김형명 교수와 명로훈 인공위성연구센터 소장 등이 참석한 가운데 과학기술위성 2호 출범식을 개최하였다. 이번 출범식을 시작으로 오는 7월 30일에 발사예정인 과학기술위성 2호는 2002년 시작한 위성발사체 개발사업의 결실이며, 우리나라 우주개발사에 큰 획을 긋는 역사적인 성과이다.
과학기술위성 2호는 한반도 남쪽에서 위치한 나로우주센터에서 우리 발사체인 나로에 실려 우주공간으로 날아가게 된다. 위성 운송 후 , 한국항공우주연구원과 우리대학의 인공위성연구센터 위성발사준비팀은 나로우주센터에서 한국 최초 우주발사체 ‘나로(KSLV-I)’상단부와 과학기술위성 2호의 조립 및 점검을 포함한 일련의 발사준비 업무에 들어가게 된다.
7월 초순까지 발사체 상단부와의 기계적 조립, 전기적 접속, 기능점검 및 성능확인 작업이 모두 완료되면, 과학기술위성 2호는 발사대기 단계에 들어가게 된다.
교육과학기술부의 지원으로 지난 2002년 10월부터 한국항공우주연구원, 카이스트 인공위성연구센터, 광주과학기술원 등이 공동개발했다. 또한, 우리대학의 인공위성연구센터는 1989년에 설립되었으며, 우리나라 최초의 위성인 우리별 1호, 우리별 2호를 시작으로 우리별 3호를 통하여 순수 독자위성 개발의 꿈을 실현하였고, 2003년에는 우리나라 최초의 천문우주관측위성인 과학기술위성 1호를 성공적으로 개발하여 운용한 바가 있다.
서남표 총장은 인사말에서 “우리대학의 소형위성개발 프로그램인 과학기술위성사업은 적은 재원으로 다양한 지구과학 및 우주과학의 연구와 핵심기술의 우주검증을 수행할 수 있는 ”저비용 고효율“이라는 가장 큰 장점을 지니고 있으며, 이러한 사업의 확대를 통해 독자적인 기술개발과 세계적인 연구성과가 만들어 질 수 있도록 국가적인 측면에서의 정책적인 배려와 지원이 절실히 필요하다“ 라고 소감을 밝혔다.
과학기술위성 2호 출범식
2009.06.12
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송익호, 박철훈교수 ‘확률과정의 원리’ 서적 출간
우리학교 전자전산학과 송익호, 박철훈 교수가 졸업생인 연세대학교 김광순, 카톨릭대학교 박소령교수와 함께 "확률과정의 원리"(교보문고)를 최근 출간했다.
이 책은 기초 소양을 닦고 전공에 응용하는 데에 필요한 내용을 담았다. 확률과정을 배우고 공부하는 사람이라면 누구라도 쉽게 자신의 수준에 맞춰 볼 수 있다.
전기전자공학을 공부하는 학생들의 ‘기초 확률 과정"과 "공학 확률 과정"등에도 적합하다. 쉬운 내용부터 중급, 고급 내용까지 다뤘다.
2009.02.17
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물리학과 신성철, 남창희 교수 美 물리학회 펠로우 선정
우리학교 물리학과 신성철(申成澈, 56) 교수와 남창희(南昌熙, 51) 교수가 美 물리학회(APS) 2008년도 펠로우(석학회원)로 각각 선정되었다.
펠로우는 미국물리학회 회원 중 학술업적이 탁월한 0.5% 이하의 석학급 회원에게만 주어지는 제도다.
申 교수는 자성학 분야에서 280여편의 국내외유명학술지 논문게재와 140여회 학술대회 초청강연을 하였고, 특히 “자화반전 동력학 현상 및 2차원 박크하우젠 잡음 현상 구명”의 대표적 업적으로 펠로우로 선정됐는데, 국내학자로는 이 분야에서 처음으로 선정됐다.
南 교수는 레이저과학 분야에서 100여편의 국내외 유명학술지 논문게재와 50여회의 국제학술대회 초청강연을 하였고, “고출력 펨토초 레이저를 이용한 아토초 결맞는 엑스선 광원 연구”에 대한 업적으로 펠로우에 선정되었다. 南 교수는 이번에 레이저와 광학 관련 대표적 학회인 미국 광학회의 펠로우로도 선정됐다.
이번에 선정된 두 교수의 대표적 업적이 교과부의 창의적 연구사업 등의 기초연구지원을 통해 모두 국내에서 수행한 연구결과여서 우리나라 물리학 수준이 국제적으로 인정받고 있음을 반증하고 있다.
미국 물리학회 펠로우는 4명 이상의 기존 펠로우 추천과 3단계의 엄격한 학술업적 심사를 통해 선정되는데, 한 대학에서 2명이 동시에 선정되는 것은 국내는 물론 국제적으로도 매우 이례적이다. 현재 국내학자 중 미국 물리학회 펠로우로는 김만원(KAIST), 임지순(서울대) 교수 등 4명 정도가 있는 것으로 알려져 있다.
2008.12.04
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양승만 교수, 천연색 화소용 야누스입자 제조
- 차세대 표시소자의 핵심소재
- 네이처誌와 어드밴스드 머티리얼스誌 최근호에 게재
광자결정 기반 광자유체 신기술들을 개발하여 세계 최고 권위의 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)誌 등에 관련 논문을 게재했던 국내 연구진이 최근 또 다른 광자결정 신기술을 개발했다.
KAIST 생명화학공학과 양승만(梁承萬, 58세, 광자유체집적소자 창의연구단 단장) 교수 연구팀이 지난 8월 ‘굴절률 조절이 가능한 미세입자 대량생산기술‘과 ’광자유체 기술을 이용한 광결정구 연속생산 기술‘을 개발한데 이어, 이번에는 "전자종이(e-paper)"나 "접을 수 있는 디스플레이(flexible display)"를 구현하는데 필요한 핵심소재인 천연색 화소를 실용적으로 제조할 수 있는 광자결정구조체를 개발했다. 관련 논문은 국제적 저명 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)誌 최근호(11월 3일자)에 게재됐으며, 광자결정의 실용성을 구현하는데 크게 기여했다고 인정받았다. 특히, 네이처(Nature)誌 최근호(11월 6일자)는 梁 교수 연구팀 연구의 중요성과 응용성에 주목하여 “나노기술 - 차세대 표시소자 (Nanotechnology-Future Pixels)”라는 제목 하에 리서치 하이라이트(Research Highlights)로 선정했다.
梁 교수 연구팀은 균일한 크기와 모양을 갖는 광자결정구를 생산하는데 있어 크기가 수십 혹은 수백 마이크로미터인 균일한 액체방울에 나노입자를 가두고, 빛을 매개로 액체를 고형화 시킴으로써 종래에 수십 시간 소요되던 광자결정 자기조립공정을 연속적으로 불과 수십 초 만에 제조할 수 있는 기술을 이번 연구에서 확보했다. 이들 광자결정구는 차세대 반사형디스플레이 색소나, 나노바코드, 생물감지소자 등으로 활용될 수 있다. 특히 주목할 것은 몇 개의 다른 색을 반사하는 야누스 광자결정구슬을 제조했다는 것과, 전기장을 이용하여 이들 야누스 구슬을 회전시켜 실시간으로 색깔을 바꿀 수 있도록 광자결정 내부에 전기적 이방성을 갖도록 했다는 점이다. 전기장으로 야누스 구슬을 구동시켜 색 조절을 가능케 한 이번 기술은 앞으로 ‘전자종이"나 "접을 수 있는 디스플레이" 소자에 활용될 수 있다. 이러한 광자결정 표시소재는 현재 세계굴지의 화학회사들이 연구개발 중이며 이번 연구 결과는 이 분야의 국제경쟁에서 우위를 확보하는데 필요한 핵심요소이다.
지난 20여 년 동안 자연 상태에 존재하는 광자결정의 나노구조를 인공적으로 제조하기 위한 연구가 많은 과학자들에 의해 시도돼 왔으나, 실용적인 구조를 얻는 데에는 한계가 있었다. 梁 교수팀은 2006년부터 교육과학기술부의 ‘창의적연구진흥사업’으로부터 지원을 받아 광자결정소재의 실용성을 확보하기 위한 연구를 수행하여 최근 해외 저명학술지로부터 크게 주목 받는 연구 성과를 거뒀다.
<용어설명>
광자결정 : 광자결정은 굴절률이 다른 물질이 규칙적으로 쌓여서 조립된 결정체로서 오팔보석, 나비와 공작새의 날개 등이 자연에 존재하는 광자결정이다. 이들이 발산하는 아름다운 색깔은 색소에 의한 것이 아니라 이 물질을 이루는 구조가 규칙적인 나노구조로 되어 있기 때문이다. 예를 들면, 오팔은 크기가 수백 나노미터(머리카락 굵기의 약 100 분의 1정도)의 유리구슬이 차곡차곡 쌓여 있는 것으로서 오팔이 아름다운 색을 띄는 것은 오팔이 자신의 광 밴드 갭, 즉 오팔이 선택적으로 반사하는 파장영역대의 빛만을 우리가 볼 수 있기 때문이다. 마찬가지로 나비의 날개나 공작새의 깃털을 전자현미경을 통하여 보면 아주 작은 공기주머니가 날개나 깃털의 기질 속에 규칙적으로 적층되어 있는 광자결정구조를 보유하고 있음을 알 수 있다. 즉, 이러한 구조의 광자결정은 특정한 파장 영역대의 빛만을 완전히 선택적으로 반사시키는 기능을 보유하게 된다. 이러한 특수한 기능으로 인하여 광자결정은 나노레이저, 다중파장의 광정보를 처리할 수 있는 슈퍼프리즘(superprism), 광도파로(waveguide) 등 차세대 광통신 소자와 현재의 컴퓨터 속도를 획기적으로 높일 수 있는 수십 테라급 초고속 정보처리능력을 갖춘 광자컴퓨터의 개발에 필요한 소재로 주목 받고 있다. 이러한 이유로 광자결정은 광자(빛)가 정보를 처리하는 미래에 오늘날의 반도체와 같은 역할을 할 것이므로 ‘빛의 반도체’라 불린다.
2008.11.12
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생명화학공학과 김신현 군, 2008 Micro-TAS 학회 젊은 연구자 상 수상
생명화학공학과 김신현(지도교수: 양승만, 박사과정)군이 지난 12일~15일 San Diego에서 열린 2008 Micro-TAS 학회에서 ‘광가교성 이중 에멀젼을 이용한 콜로이드 결정의 광자 유체공학적 캡슐화 공정(Optofluidic Encapsulation of Crystalline Colloidal Arrays Using Photocurable Double Emulsion droplets)’ 이라는 논문으로 ‘2008년도 마이크로타스학회 젊은 연구자 상’을 수상했다.
세계 유수의 대학과 연구기관으로부터 발표된 570여 편의 Poster 논문 가운데 4단계 전문가 심사를 거쳐 수상자로 결정됐다.
한편, 김군은 양승만 교수의 창의연구단에서 광자결정소재의 실용성을 확보하기 위한 연구를 수행하여 해외 저명학술지로부터 크게 주목 받는 연구성과를 거뒀다.
최근에는 굴절률을 1.4-2.8까지 마음대로 조절할 수 있는 입자를 대량으로 제조할 수 있는 실용적 방법을 개발하여 어드밴스드 머티리얼스 표지논문으로 게재했다. 특히, 이 논문은 저명 학술지인 Nature Photonics 誌 8월호 리서치 하이라이트 (Research Highlights)로 선정되어 연구의 중요성과 응용성을 특별기사로 조명됐다.
김군은 높은 학업 성취도를 보였으며 KBS 이공계 육성장학생으로 2년 연속 선정되기도 했다.
2008.10.22
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이효철 교수팀, 물에 녹은단백질 모양 변화 실시간 관찰 성공
- 관련 논문, 9월 22일(일)자 네이처 메서드(Nature Methods)誌 게재- 단백질의 작동메커니즘 규명에 중요한 도구 역할 및 신약개발에도 큰 도움 줄 것으로 기대
KAIST(총장 서남표) 화학과 이효철(李效澈, 36) 교수팀이 ‘물에서 변하는 단백질 분자구조를 실시간으로 규명’ 하는데 성공했다. 관련 논문은 네이처 자매지인 네이처 메서드(Nature Methods)誌 9월 22일자 온라인 판에 게재됐고 10월호에 출판될 예정이다.
논문의 제목은 “시간분해 엑스선 산란을 이용한 용액상의 단백질의 구조동역학 추적(Tracking the structural dynamics of proteins in solution using time-resolved wide-angle X-ray scattering)”으로 온라인에 게재되는 논문들 중에서도 특히 주목받는 하이라이트 논문으로 소개될 예정이다. 李 교수는 이 논문의 교신저자다.
이번 연구결과는 李 교수팀의 집념의 산물이라 할 수 있다. 李 교수팀은 지난 2005년 5월, 소금처럼 딱딱하게 고체상으로 굳어 있는 상태에서의 단백질의 안정적인 구조만을 볼 수 있는 기존의 방법을 시간분해 엑스선 결정법으로 발전시켜, 정지되어 있는 단백질의 구조뿐 만 아니라 움직이는 단백질의 동영상을 촬영하는데 성공했다. 관련 논문은 미국 국립과학원회보(PNAS, Proceedings of National Academy of Science)에 발표되었으며, 학계의 큰 주목을 받았다.
그러나 이 방법으로도 해결할 수 없는 치명적인 문제는 우리 몸에서 작용하는 일반적인 단백질은 고체상으로 있지 않고 물에 녹아있는 용액상태라는 점이다. 마치 고체 소금이 물에 녹아 소금물이 되는 것과 같은 원리다. 물은 인간의 몸의 약 70% 이상을 차지하고 있고 생명 유지에 필수적인 단백질들은 물에 녹아 있는 상태로 존재한다고 볼 수 있다. 따라서 단백질이 어떻게 기능을 발휘하는 지를 실시간으로 관측하기 위해서는 물에 녹아 있는 단백질 분자의 모양 변화를 실시간으로 추적할 수 있는 기술이 필요하다.
이러한 목표를 향한 첫 열매로 물에 녹아 있는 간단한 유기분자의 구조변화를 실시간 측정하는 데 성공하였으며, 관련 연구논문이 2005년 7월 사이언스(Science)誌에 발표된 바 있다. 당시 이 연구결과는 용액상에서 분자의 움직임을 실시간 추적할 수 있다는 점 때문에 많은 관심을 불러 일으켰는데, 李 교수는 그 기술을 더욱 발전시키면 단백질에도 응용 가능할 것으로 전망했다. 그러나 일반적으로 단백질은 그 당시 성공한 유기분자보다 적어도 1,000배 정도 크고 구조가 훨씬 더 복잡할 뿐 아니라 훨씬 적은 양으로 존재하기 때문에 물에 녹아 있는 단백질에서도 성공할 수 있다는 것에는 많은 과학자들이 회의적으로 생각했다.
이번 네이처 메서드誌에 발표한 연구결과는 그러한 부정적인 생각을 깨고 기존에 성공한 유기분자보다 ‘1,000배 더 큰 단백질 분자가 물에 녹아 있을 때에 이들의 3차원 구조변화를 실시간으로 관측하는데 성공’한 획기적인 연구성과다. 논문에서는 3가지 종류의 단백질에 대한 연구결과를 발표했는데, 우리 몸에서 산소를 이동하는데 중요한 헤모글로빈 단백질과, 근육에서의 산소공급에 관여하는 미오글로빈 단백질 등이다. 이 외에도 단백질은 주로 접혀있어 특정한 구조를 형성하는데 환경이 바뀌면 이 구조가 풀리게 된다. 풀려 있는 단백질은 일반적으로 제 역할을 할 수 없어 이러한 단백질의 접힘-풀림 현상을 이해하는 것은 매우 중요한데 씨토크롬씨라는 단백질이 풀린 상태에서 접히는 과정도 실시간으로 추적하는데 성공하였다.
이 새로운 기술을 사용하면 물에서 움직이는 단백질의 동영상을 촬영할 수도 있어 단백질의 작동메커니즘을 밝히는 데에 중요한 도구가 될 것이며, 앞으로 신약개발을 하는 데에도 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 이 기술은 단백질은 물론이고 나노물질에도 응용이 가능하므로 BT뿐만 아니라 NT분야에도 기여할 수 있을 것으로 전망된다.
이 연구는 교육과학기술부의 창의적연구진흥사업의 연구비 지원으로 진행되었다. 연구결과는 유럽연합방사광가속기센터에서 측정되었으며, 李 교수의 주도하에 이뤄진 국제적인 공동연구의 성과다.
李 교수는 “현재 포항에 있는 제3세대 가속기에 이어 한국에서도 차세대 광원으로 건설이 논의되고 있는 제4세대 방사광가속기(XFEL)가 성공적으로 가동되면, 현재 발표된 데이터보다 적어도 1,000배정도 더 좋은 데이터를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.”고 밝혔다.
<이효철 교수 프로필>
■ 학 력
1990 경남과학고 2년 수료, KAIST 화학과 학사과정 입학
1994 KAIST 화학과 학사과정 졸업
1994 Caltech(California Institute of Technology) 박사과정 입학
2001 Caltech 졸업(박사)
2001 시카고 대학 박사 후 연구원(Post Doc.)
2003.8.1-2007.2.28 KAIST 화학과 조교수 2007.3.1-현재 KAIST 화학과 부교수
■ 수상경력
2006 젊은 과학자상(과학기술부/한국과학기술한림원)
2006 과학기술우수논문상(한국과학기술단체총연합회)
2006 KAIST 학술상 2001-2003 美國 대먼 러년 암재단(Damon Runyon Cancer Research Foundation)펠로우쉽
(설명) 시간분해 엑스선 산란의 개념을 예술적으로 표현한 그림
2008.09.22
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플렉시블 디스플레이 국제 워크샵 개최
차세대 플렉시블 디스플레이 개발의 주요기술 중 하나인 ‘유기 디스플레이(Organic Display)’에 대한 최근 연구현황 공유와 미래비전 모색을 위한 ‘2008 KAIST CAFDC 플렉시블 디스플레이 국제 워크샵’이 오는 21일과 22일 이틀 동안 교내 전기전자공학동에서 개최된다.
KAIST 차세대 플렉시블 디스플레이 융합센터(소장 최경철/崔景喆, 44세, 전기및전자공학과 교수, CAFDC, Center for Advanced Flexible Display Convergence)가 주관하고 한국과학재단, BK21 KAIST 정보기술사업단, 한국정보디스플레이 학회 등이 후원하는 이번 워크샵에서는 ‘유기 디스플레이’를 주제로 국내․외의 학계와 산업계 전문가들이 유기발광소자(OLED, Organic Light Emitting Diode)에 기반한 유기 디스플레이의 최근 연구 현황을 공유하고, 플렉시블 디스플레이의 구현 관점에서 미래 비전을 논의한다. 특히 ‘인광을 이용한 고효율 유기발광소자와 투명 유기발광소자 분야 등에서 선도적인 연구’를 수행하고 있는 美 미시간대 스티븐 포레스트(Stephen R. Forrest) 교수, ‘고분자를 이용한 실시간 홀로그래픽 이미징 등 유기전자 및 광소자 분야에서 독창적 연구’를 수행 중인 美 조지아공대의 버나드 키펠렌(Bernard Kippelen) 교수, ‘플렉시블 유기 전자소자를 이용한 전자피부(E-Skin), 무선 전력공급 시트 등의 창의성 있는 아이디어’로 유명한 일본 동경대의 타카오 소메야(Takao Someya) 교수 등 해외 저명 석학들이 주제 발표자로 나선다.
崔 소장은 “이번 워크샵은 유기발광 및 전자소자를 이용한 각종 디스플레이 기술들의 최근 연구 성과를 정리․토론하고, 이들을 꿈의 디스플레이로 불리우는 차세대 플렉시블 디스플레이 관점에서 재조명하는 중요한 자리가 될 것” 이라고 말했다.
<행사일정>
○ 일 시: 2008. 8. 21(목)~ 8. 22(금)
○ 장 소: 대전 KAIST 정보전자공학동(E3-1) 제1공동강의실 (Rm 1501)
○ 주 관: KAIST 차세대 플렉시블 디스플레이 융합센터
○ 후 원: 한국과학재단, BK21 KAIST 정보기술사업단, 한국정보디스플레이학회, 솔-젤 응용기
술연구센터
○ 참가인원: 200명
2008.08.19
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생명화학공학과 양승만교수 광자유체 신기술개발
생명화학공학과 양승만(梁承萬, 58세, 교육과학기술부 지정 광자유체집적소자 창의연구단 단장) 교수 연구팀이 다양한 기능을 갖는 나노입자를 제조하고 이들 입자들이 스스로 조립되는 ‘자기조립원리’를 규명하는 연구를 수행하여, 방대한 량의 정보를 처리할 수 있는 프로토타입(prototype)의 광․바이오 기능성 광자결정(photonic crystal)구조체를 개발했다.
자연계에 존재하는 대표적인 광자결정은 오팔보석, 나비의 날개, 공작새의 깃털 등이 있다. 이들 광자결정 물질들이 발산하는 아름다운 색깔은 색소에 의한 것이 아니라 이 물질들을 이루는 구조 자체가 규칙적인 나노구조로 되어 있기 때문이다. 즉, 광자결정은 굴절률이 다른 물질들이 규칙적으로 쌓여 조립된 3차원 구조체로 특정한 영역의 파장에 해당하는 빛만 완전히 반사시킨다. 이 성질을 이용하면 반도체가 전자의 흐름을 제어하듯 빛의 흐름을 제어할 수 있다. 이러한 광자결정의 특수한 기능 때문에 나노레이저, 다중파장의 광 정보를 처리할 수 있는 슈퍼프리즘(superprism), 빛을 원하는 위치로 가이드 할 수 있는 광도파로(waveguide) 등 차세대 광통신 소자와 현재의 컴퓨터 속도를 획기적으로 높일 수 있는 수십 테라급 초고속 정보처리능력을 갖춘 광자컴퓨터의 개발 등에 필요한 소재로 주목 받아왔다. 광자결정은 광자(빛)가 정보를 처리하는 미래에 오늘날의 반도체와 같은 역할을 할 것이므로 ‘빛의 반도체’라 불린다. 지난 20여 년 동안 자연 상태에 존재하는 광자결정의 나노구조를 인공적으로 제조하기 위한 연구가 많은 과학자들에 의하여 시도되어 왔지만 실용적인 구조를 얻는 데에는 한계가 있었다. 梁 교수팀은 2006년부터 교육과학기술부와 한국과학재단의 ‘창의적연구진흥사업’으로부터 지원을 받아 광자결정소재의 실용성을 확보하기 위한 연구를 수행하여 최근 해외 저명학술지로부터 크게 주목 받는 일련의 연구 성과를 거뒀다.
첫 번째 연구 성과로 굴절률 조절이 가능한 미세입자 대량 생산기술을 개발했다. 지금까지 구현된 3차원 광자결정은 결정을 이루는 물질의 굴절률이 1.5-2.0 정도로 낮고, 굴절률을 다양하게 조절할 수 있는 입자를 제조할 수 없어서 광자결정의 실용성에 한계가 있었다. 최근 梁 교수 연구팀은 굴절률을 1.4-2.8까지 마음대로 조절할 수 있는 입자를 대량으로 제조할 수 있는 실용적 방법을 개발했다. 제조된 고 굴절률 입자는 나노레이저, 광 공명기, 마이크로렌즈, 디스플레이 등 각종 광학소자와 광촉매 등으로 활용될 수 있다. 이 연구결과는 최근 어드밴스드 머티리얼스 인터넷판(6. 19)과 제 17호(2008. 9)의 표지논문으로 게재 예정이다. 특히, 이 논문은 저명 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)誌 8월호(8. 1)에 리서치 하이라이트(Research Highlights)로 선정되어 연구의 중요성과 응용성에 대하여 특별기사로 조명했다.
그림 1. 초고굴절률 타이타니아 입자의 전자 현미경 사진
두 번째 연구 성과로 광자유체 기술을 이용한 광결정구 연속생산 기술을 개발했다. 균일한 크기와 모양을 갖는 광자결정구를 빛을 매개로 반응시킴으로써 종래에 수십 시간이 소요되는 공정을 불과 수십 초 만에 연속적으로 제조할 수 있는 기술을 확보했다. 이들 광자결정구는 차세대 반사형디스플레이 색소나, 나노바코드, 생물감지소자 등으로 활용될 수 있다. 특히 주목할 것은 몇 개의 다른 색을 반사하는 야누스 광자결정구슬을 제조하였는데 이들은 전자종이와 같은 접거나 말 수 있는 차세대 디스플레이 소자에 활용될 수 도 있다. 이러한 광자결정 표시소재는 세계굴지의 화학회사인 독일 머크(Merck)社 등에서도 개발 중이며 이번 연구 결과는 이 분야의 국제경쟁에서 우위를 확보하는데 필요한 핵심요소이다. 주요 연구결과는 국제적저명학술지인 미국화학회지(JACS)와 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)誌에 6편의 논문을 최근 4개월(5~8월) 동안 연속 게재하여 광자결정의 실용성을 구현하는데 크게 기여했다고 인정받았다. 특히, 이들 논문들은 해당 학술지 편집인(Editor)과 심사위원들에 의하여 가장 앞선 연구결과로서 주목해야 할 논문(Advances in Advance)으로 선정됐으며, 9호(5. 5) 표지논문에 게재됐다.
그림 2. 3원광 광자결정구와 다색상 야누스 광자결정구의 현미경사진과 휘어지는 기판 위에 픽셀화된 3원광 광자결정.
세 번째 연구 성과로 광자유체 기술을 이용한 광결정 나노레이저를 개발했다. 현재까지 개발된 나노레이저는 발생하는 고열로 인하여 발진하는 레이저의 파장을 변화시키기 어려운 단점이 있었다. 梁 교수 연구팀은 KAIST 물리학과의 이용희 교수 연구팀과 공동으로 연속가변파장 나노레이저를 최초로 개발했다. 레이저를 발진하는 광자결정과 매우 미세한 유량을 도입할 수 있는 미세유체소자를 결합한 후 물과 같은 액체를 흘려줌으로써 온도를 낮추어 연속파 레이저 발진을 가능케 하였다. 또한 굴절률이 다른 액체를 흘려주어 광밴드갭을 조절함으로써 레이저의 파장을 조절 할 수 있었다. 가변파장 나노레이저는 신약개발 등 생명공학에서 요구되는 극미량의 시료로부터 방대한 량의 바이오정보를 광학적으로 신속하게 처리하는데 필요한 광원으로 사용될 수 있다. 이 연구 결과는 광물리 분야의 저명학술지인 옵틱스 익스프레스(Optics Express)에 게재(4. 9) 됐으며 이 논문의 독창성과 실용성은 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 저명학술지 랩온어칩(Lab on a Chip) 8월호(8. 1)에 해설과 함께 “리서치 하이라이트”로 소개됐다.
그림 3. 나노레이저 발진모드
2008.08.19
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KAIST-(주)CT&T, 하이브리드 전기차 양해각서 체결
- 자연에너지 접목으로 주행거리, 배터리 수명, 사용자 편의 획기적개선
KAIST(총장 서남표)와 전기차 전문업체인 (주)CT&T(대표 이영기)가 멀티에너지 플러그인 하이브리드 전기차(Multi Energy Plug in Hybrid Eelectric Vehicle) ‘ME-PHEV’ 개발을 완료하고, 양산화에 관한 양해각서(MOU)를 체결했다.
‘ME-PHEV’는 전기차에 소형발전기와 태양광 등 활용 가능한 자연에너지를 다중으로 접목시켜 기존 전기차에 비해 주행거리, 배터리 수명, 사용자 편의성을 획기적으로 개선시킨 차량이다.
KAIST 원자력양자공학과 장순흥(張舜興, 54) 교수와 정용훈(鄭鏞訓, 34) 교수팀은 (주)CT&T와 전기차 c-ZONE을 이용, 외부 전원으로 충전되는 배터리외에 발전기 및 태양광등을 접목한 ‘ME-PHEV’ 개발을 완료 했으며, 다수의 관련 국내 및 국제 특허를 출원했다. 이번 협약식을 통해 국내최초 고유모델 근거리저속 전기차 e-ZONE에도 확대 적용, 내년부터 본격적인 양산을 추진할 계획이다.
기존의 전기차는 배터리에 충전된 전기에너지가 모두 소모된 이후에는 외부전원에 의한 재충전 없이는 운행이 불가능했다. 또한 배터리에 저장된 에너지를 대부분 소진하고 재충전하는 깊은 충방전(Deep Cycle)을 자주 하게 되어 배터리 수명이 짧아지는 단점이 있었다. 이번에 개발된 ‘ME-PHEV’는 발전기와 태양광 패널 등을 장착하여 주행 중에도 배터리에 지속적인 충전이 가능하여 주행거리가 획기적으로 증진된다. 따라서 낮 시간에도 지속적인 운행은 물론 주/정차 중 충전이 가능하여 실질적으로 배터리 용량이 늘어나는 효과를 얻을 수 있으며, 과방전이 방지되어 배터리의 수명이 2배 이상 늘어나게 된다. 또한 장기간 이용하지 않을 때에도 태양광에 의해 배터리의 자연방전분이 지속적으로 충전되어 사용자가 배터리 수명관리에 특별한 주의를 기울이지 않아도 된다. 운전자 입장에서 보면 운행거리, 배터리팩 유지보수와 교체 등 불편사항이 해소되어 향후 전기차 이용이 획기적으로 증대될 것으로 기대된다.
張 교수는 “세계 메이저 자동차회사가 개발, 양산하고 있는 하이브리드자동차는 내연기관과 배터리를 접목시킨 자동차로서, 가격문제와 공해문제로 인해 결국에는 자연에너지와 전기에너지를 접목한 ‘ME-PHEV’의 방향으로 갈 수 밖에는 없을 것이다”라며 이번 기술을 높이 평가했다.
이번 협약서에는 ▲공동개발에 참여하는 KAIST 교수들의 (주)CT&T 자문위원 위촉 ▲KAIST 학생들에 대한 (주)CT&T 장학금 지급 ▲상용화된 e-ZONE 차량에 "KAIST" 브랜드 로고 부착 및 판매수익에 따른 브랜드 로열티 지급 등이 명시된다.
한편, (주)CT&T는 국내 최초의 고유모델 전기차 e-ZONE을 지난달부터 본격 양산하여 골프장, 레저단지 등을 비롯한 다양한 산업, 생활분야에 판매 중이다. 캐나다와 600대 규모의 공급계약을 맺고 지난 23일 초도 분을 선적한바 있다.
2008.06.30
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