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나원기 학생, 미국콘크리트학회 최우수 논문상 수상
우리 학교 건설 및 환경공학과 나원기(Na Sam) 박사과정 학생은 미국콘크리트학회(American Concrete Institute)에서 매년 열리는 "2012 ACI-James Instruments Student Award for Research on NDT of Concrete" 국제대회에서 최우수 논문상을 수상했다.
2001년 시작된 이 대회는 MIT, Illinois, Georgia Tech 등 미국 유명 대학에서 수상해 왔으며 미국 이외의 대학으로는 최초로 수상했다.
나원기 학생은 콘크리트 구조물에 적용이 어려운 임피던스 기법에 공명주파수영역을 심어주는 기술을 개발해, 손상감지에 대한 민감도를 최대 700% 증폭시켜 콘크리트에도 손상감지가 쉽게 이루어질 수 있도록 했다.
임피던스 기법은 다른 비파괴검사 기법들에 비해 작은 크기의 센서(15mm x 15mm x 0.5mm) 하나로써 구조물 모니터링이 가능하고, 접근성이 매우 우수해 건축·토목공학분야에서 많은 관심을 받고 있다.
ACI는 1904년에 설립되어 전 세계 21개국에서 사용하는 콘크리트 구조설계 기준을 제정하며, 세계 108개국에서 2만 명 이상의 교수와 연구원이 회원으로 있는 건축·토목공학분야 최고 국제적 권위를 인정받고 있는 학회다.
나원기 학생은 현재 건설 및 환경공학과 이행기 교수의 지도 아래 박사과정 중이며, 연구내용은 지난 14일과 15일 미국, 미네소타에서 열린 ACI Spring Convention에서 발표했다.
상장 및 부상으로 $1,500을 받았으며 ACI에서 출판하는 ‘콘크리트 인터내셔널(Concrete International)’지에 게재될 예정이다.
2013.04.25
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신인식 교수, 아시아 첫 IEEE RTSS 최우수 논문상 수상
신인식 교수
우리 학교 전산학과 신인식 교수 연구팀이 지난 6일 푸에르토리코에서 열린 국제전기전자학회(IEEE) 실시간 컴퓨터 시스템 분야(RTSS)에서 발표한 논문이 전체 157개 논문 가운데 1위를 차지해 최우수상을 수상했다.
이 학회 33년 역사상 실시간 컴퓨터시스템 분야(RTSS)에서 아시아지역 연구기관 소속 교수나 연구원 자격으로 최우수 논문상을 차지한 것은 신인식 교수가 처음이다.
신 교수는 이에 앞서 미국 펜실베니아대 박사과정에 재학 중이던 2003년 이 학회에서 펜실베니아대 소속 연구원 자격으로 최우수 논문상을 받았다. 따라서 신 교수는 전 세계에서 국제전기전자학회 실시간 컴퓨터 시스템분야의 최우수 논문상을 두 번씩이나 차지한 유일한 과학자라는 영예를 안았다.
신 교수는 이번 논문에서 자동차, 항공기와 같이 안정성이 최우선적으로 요구되는 실시간 시스템 분야에서 십여 년이 넘게 난제로 여겨지던 멀티코어 프로세서에 대한 스케줄링 기법을 체계적으로 밝혀 낸 성과를 인정받았다.
실시간 시스템은 작업이 마감시한 내에 실행을 종료하는 실시간성 보장을 목표로 하고 있다. 그러나 2개 이상의 코어를 탑재한 멀티코어 프로세서에서 다수 작업들의 병렬 수행은 성능 향상에는 유리하지만, 실시간성 보장을 매우 어렵게 한다.
신 교수는 멀티코어 환경에서 실시간 작업들의 병렬성을 체계적으로 분류할 수 있는 새로운 분류 기준을 제시하고, 기존 스케줄링 기법들의 범주를 뛰어넘는 새로운 스케줄링 기법을 제안했다. 이를 통해 멀티코어 프로세서로 진화하는 실시간 시스템 분야에 새로운 관점을 제시하며 앞으로 많은 후속 연구의 초석이 될 것으로 학계는 기대하고 있다.
2012.12.27
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고화질 초고속 차세대 디스플레이 개발 가능성 열어
- 세계 최고 ‘네이처’ 자매지 발표,“투명전극 나노패턴을 이용한 무배향막 액정 배향”-
기존의 LCD(액정디스플레이)와는 달리 고분자 배향막*이 필요 없는 신개념 LCD기술이 국내 연구진에 의해 개발되어, 더욱 얇으면서 화질이 뛰어나고 속도도 빠른 차세대 디스플레이 개발에 새로운 가능성을 열었다. ※ 고분자 배향막 : 액정 배향(配向)을 위해 투명전극위에 도포하는 얇은 고분자 필름
우리 학교 생명화학공학과 정희태 석좌교수 가 주도하고 정현수, 전환진 박사과정생(공동1저자), 한국화학연구원 김윤호 박사와 전북대학교 강신웅 교수(공동 교신저자) 연구팀이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 WCU(세계수준의 연구중심대학)육성사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 세계 최고 권위의 학술지인 ‘네이처’의 자매지 ‘Nature Asia Materials(NPG Asia Materials)’ 온라인 속보(2월 17일)에 게재되었다.
평판 디스플레이 산업은 21세기 정보화 산업을 주도하는 핵심 산업으로 LCD를 중심으로 활발히 연구되고 있고, 특히 우리나라가 세계시장의 50%이상을 점유하고 있는 세계선도 산업 중 하나이다. LCD에는 전기광학소자로서 액정을 구동시키기 위해 여러 기술이 집약되는데, 특히 표시 소자*의 품질과 기능을 좌우하는 가장 기본적이면서 핵심적인 기술은 LCD를 구동하기 위해 사용하는 액정(Liquid Crystal)을 한쪽 방향으로 정렬하는 액정배향기술이다.
※ 표시 소자(indicating element) : 부호나 문자, 도형, 화상 등 또는 그 조합된 정보를 입력에 대응하여 표시하기 위한 소자현재 모든 LCD 제품의 액정배향기술은 얇은 고분자 필름 표면에 일정한 방향으로 기계적으로 홈을 파고 그 홈을 따라 액정 물질을 배향시키는 기법을 적용하고 있다. 그러나 고분자 배향막은 고분자 설계․합성부터 후처리까지 많은 시간과 비용이 소비되고, 고분자 안정화를 위한 고온공정은 자유롭게 기판을 선택할 수 없게 하여 자유자재로 휘어지는(flexible) 디스플레이와 같은 차세대 디스플레이에 활용하기 힘든 기술적 한계가 있었다.
정희태 교수 연구팀은 고분자 배향막 없이 LCD에 사용되는 투명한 전극용 유리막(ITO)만을 이용해 액정을 배향시키는 무배향막(배향막이 필요 없는) 기술을 개발하는데 성공하였다. 정 교수팀의 원천기술인 신개념 방식의 패턴기법을 전극용 유리막에 적용하여 높은 분해능(20nm)과 높은 종횡비를 갖는 패턴을 형성한 후에도 투명전극의 고유 성질인 전도도와 투과도가 변함없이 유지되어, 배향막과 투명전극의 기능을 동시에 수행할 수 있음이 확인되었다.
연구팀이 개발한 기술은 고분자 배향막 없이 투명전극 패턴만을 이용하여 액정의 수평(혹은 수직) 배향 모두 가능하다. 따라서 제조공정이 기존의 배향막 공정시간만큼 단축되었을 뿐만 아니라, 현재 사용하고 있는 LCD보다 수 마이크로미터에서 센티미터까지 더욱 얇게 LCD를 만들 수 있다. 또한 현재 LCD보다 더욱 낮은 구동전압과 빠른 응답속도 등의 특성을 보여 배터리 수명도 길고 화질이 좋으면서 속도도 빠른, 고화질 초고속 화면 디스플레이 개발에 가능성을 열었다. 아울러 이 기술은 어떠한 기판에도 적용할 수 있고, 나노미터 단위로 미세조절이 가능해 액정 기반의 플렉시블 및 멀티도메인 모드와 같은 차세대 디스플레이에도 적용할 수 있는 기술로 평가 된다.
또한 연구팀이 개발한 투명전극 패턴기술은 디스플레이 분야뿐만 아니라 투명전극 기판이 쓰이는 터치패널 분야에도 활용될 수 있어 민감도가 크게 향상된 터치패널도 만들 수 있게 된다.
정희태 석좌교수는 “LCD에 꼭 필요한 고분자 배향막을 대체하기 위한 기술은 학계와 산업계의 숙원이었는데, 이번에 개발한 기술은 고분자 배향막이 필요 없고, LCD에 사용했던 기판을 그대로 활용하여 구동할 수 있다는 점에서 산업적 의의가 매우 크다. 또한 이 기술을 스마트폰과 태블릿 PC에 적용하면, 기존 제품보다 터치패널의 민감도를 크게 향상시킬 수 있는 등 미래 전자제품 원천기술로서 다각적으로 활용될 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
(좌) 초고분해능(폭 20nm, 높이 200nm)과 고종횡비를 가지는 ITO 패턴의 모습 (우) ITO 패턴 (노란 점선)만을 이용한 액정 배향 편광현미경 사진
(사진설명) 장성우 연구원, 전환진 연구원, 이은형 연구원(왼쪽부터)이 ITO 패턴 제작을 위한 ion-bombardment 공정장비의 상태를 점검하고 있다.
2012.02.27
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최철희 교수, ‘질병진단 나노바이오센서’지 초대 편집위원장 선임
우리 학교 바이오 및 뇌공학과 최철희(44) 교수가 의학전문 국제학술지인 ‘질병 진단 나노바이오센서(Nanobiosensors in Disease Diagnosis)’지의 초대 편집위원장으로 선임됐다.
최 교수는 이달부터 편집위원장으로 활동하면서 논문심사와 더불어 학술지의 방향설정 자문 등 전반적인 편집에 참여한다.
임상의학 분야에서 세계적 권위자인 최 교수는 최근 10년 동안 세포생물학, 계산생물학, 바이오광학 분야에서 60여 편의 SCI급 논문을 발표하는 등 다학제적 연구 성과를 낸 업적을 인정받았다.
KAIST 생체영상연구센터장과 세포신호 및 생체영상 연구실을 맡고 있는 최 교수는 암, 동맥경화증과 같은 퇴행성 질병의 발생과정을 다학제적 접근을 통해 연구하고 있다.
최근에는 조직관류 측정을 위한 새로운 생체영상기법과 극초단파 레이저 빔을 이용한 신경약물전달 신기술도 세계 최초로 개발한 바 있다.
2011.09.27
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손훈 교수,‘구조 건전성 모니터링 올해의 인물상’ 수상
- 국내외 활발한 연구 성과를 인정받아 한국인으로는 최초로 선정 -
- ‘08년 39세 나이로 KAIST 최연소 종신교수로 선정되기도 -
우리 학교 건설 및 환경공학과 손훈(42세) 교수가 지난 13~15일 미 스탠포드대에서 열린 제8차 국제 구조물 건전도 모니터링 학회(International Workshop on Structural Health Monitoring)에서 ‘구조 건전성 모니터링 올해의 인물상(Structural Health Monitoring Person of the Year Award)’을 수상했다.
이 상은 구조물 건전성 모니터링 분야에서 가장 권위 있는 ‘구조 건전성 모니터링 국제 학술지(An International Journal of Structural Health Monitoring)"의 편집장과 고문들이 최근 연구 실적이 가장 우수한 연구자를 선정해 수여하는 상이다.
손훈 교수는 2007년 KAIST에 임용된 이래, SCI(E)급 논문 42편, 17개의 국내외 특허 출원 및 등록, 100편 이상의 국제 학회지 논문발표 등 그동안의 연구업적을 인정받아 한국인으로는 최초로 2011년도 수상자로 선정됐다.
손 교수는 특히, 확률론적 패턴 인식을 기반으로 한 구조물 모니터링 기법에 관한 세계적인 권위자로서 스마트센서를 이용한 ‘무기저 손상 진단(Reference-free damage diagnosis)’ 방법을 2007년에 세계 최초로 개발했다.
이 기법은 구조물 초기 단계에서 취득한 기저 신호를 사용하지 않고 손상을 감지하는 방법이다. 실제 구조물에 설치된 스마트 센서로부터 취득된 응답에 포함돼 있는 온도변화 및 외부 하중 변화 등의 주변 환경 요인을 배제해 구조물 건전성 진단의 신뢰도를 향상시키는 데 크게 기여했다.
손 교수는 현재 보잉 항공사, 미국 공군 연구소, 한국연구재단, 국방연구소, 한국도로공사, POSCO 등 유수의 국내외 기관들과 협력을 통해 항공기, 교량 구조물 등의 기반 시설물외에도 원자력 시설물, 초고속철도, 풍력발전기 등 최근 중요성이 증대되고 있는 녹색에너지 시설물 건전성 모니터링 시스템 개발 및 검증에 관한 연구에 매진하고 있다.
아울러 올해 6월에는 미국연방도로관리국이 실시하는 장기 교량 성능 평가 프로그램(Long Term Bridge Performance Program) 중 하나로 미국 뉴저지에 위치한 교량에 스마트 압전 센서를 활용한 국부 모니터링 기법을 적용해 검증에 성공했다. 이 성과는 실제 사용 중인 교량에 적용된 새로운 스마트 국부 모니터링 기법으로서 미국 뉴저지 공영 TV 및 신문 매체에 그 실험내용이 소개되기도 했다.
한편, 손 교수는 2008년 39세의 나이로 KAIST 최연소 종신교수로 선정되면서 주목을 받았다. 이후 교과부에서 수여하는 ‘젊은 과학자상’ 수상, ‘KAIST 석좌교수’ 임명, 미국 퍼듀대학교 ‘에드워드 커티스(Edward M Curtis)’ 초빙교수 상을 수상하는 등 국내외에서 그 실력을 널리 인정받고 있다.
현재 손 교수는 KAIST에서 스마트 구조 및 시스템 연구실을 운영하면서, 보다 정확하고, 안전하며 경제적인 구조물 진단 시스템을 개발하기 위한 연구에 매진 중이다.
2011.09.26
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윤태영 교수팀, 생체막 단백질 기능 첫 규명
우리대학 윤태영 물리학과 교수 주도하에 생체막 단백질인 시냅토태그민1(Synaptotagmin1)이 신경세포 통신을 능동적으로 제어한다는 사실을 세계 최초로 규명하였다.
시냅토태그민1은 신경전달물질 분출을 조절하는 양대 핵심 단백질로서, 지금까지 학계는 단순히 칼슘 이온이 유입되면 시냅토태크민1이 신경전달물질을 분출하는 것으로 추정해 왔지만, 명확히 그 기능을 밝혀내지 못했다.
△카이스트 윤태영 물리학과 교수, △이한기 박사 △신연균 교수(포항공대, 아이오와주립대) △권대혁 교수(성균관대) △현창봉 교수 (고등과학원) 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 ‘기초연구실육성사업(BRL)"과 ‘세계 수준의 연구중심대학(WCU)육성사업’의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 ‘사이언스(Science)’誌 5월 7일자에 게재된다. 이번 연구결과는 젊은 국내 토종박사들이 주축이 되어 불굴의 도전정신으로 일궈낸 값진 연구성과이다.
총 9명으로 구성된 연구팀에서 8명이 국내 연구자들로, 이중 7명이 만 40세를 넘지 않은 신진 연구자이다.
특히 연구를 주도한 윤태영 교수는 만 34세로 2004년 서울대에서, 이한기 박사는 만 33세로 명지대에서, 권대혁 교수는 만 38세로 서울대에서 박사학위를 받은 토종박사들이다.
또한 이번 연구성과는 정부의 대표적인 연구지원사업(BRL)과 인력 양성사업(WCU)의 지원을 받아 시너지 효과를 발휘하여, 세계 최고의 과학저널에 발표했다는 점에서 의의가 있다.
[그림1. 신경전달물질 분출에 있어서 시냅토태그민1의 동적제어 스위치 모델]
윤태영 교수 연구팀은 시냅토태그민1이 신경세포 통신의 강약을 자유자재로 제어하는 스위치 역할을 한다는 새로운 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 신경세포 내에 적정농도(10μmol/L, 1리터당 10마이크로 몰)의 칼슘 이온이 유입되면 시냅토태그민1은 신경전달물질을 빠르게 분출하지만, 적정농도 이상의 칼슘이 유입되면 오히려 그 기능이 감소된다는 사실을 최초로 확인하였다. 이것은 시냅토태그민1이 신경세포에서 나오는 칼슘 농도에 따라 다양하게 반응한다는 사실을 의미하는 것으로, 시냅토태그민1이 신경세포 통신의 강약을 자유자재로 제어할 수 있다는 사실을 새롭게 규명한 것이다.
윤태영 교수팀의 이번 연구는 지난 10년간 학계의 풀리지 않은 수수께끼인 시냅토태그민1의 기능에 대한 명쾌한 해답을 제시하였다. 이번 연구는 낮은 농도의 칼슘에서 시냅토태그민1이 가장 활발히 활동한다는 사실을 최초로 발견하여, 기존 연구가 밝히지 못한 시냅토태그민1의 기능을 정확히 설명하였다.
특히 연구팀은 시냅토태그민1을 생체막으로부터 분리하면, 제어 스위치 기능이 상실된다는 사실도 확인하여, 시냅토태그민1의 생체막 부착 여부가 그 기능에 핵심인 것을 밝혀냈다.
또한 윤 교수팀은 차세대 신약개발의 주요 타깃인 생체막 단백질의 기능을 분자수준에서 관찰할 수 있는 신기술을 개발하는데 성공하였다.
생체막 단백질은 물질 수송 등 세포내 필수적인 역할을 하는데, 암, 당뇨, 비만 등 각종 질병과 밀접하게 관련되어 있어, 차세대 신약개발 표적 단백질의 최대 70%를 차지하는 것으로 알려져 있다.
연구팀은 ‘단소포체 형광 기법(single-vesicle fluorescence detection)’을 개발하는데 성공하여, 생체막 단백질의 기능을 단분자 혹은 수개 분자 수준에서 관찰할 수 있는 세계 최고 수준의 기술을 보유하게 되었다.
[그림2. 단소포체 형광기법]
윤 교수는 “이번 연구결과는 지난 10년간 학계가 밝혀내지 못한 시냅토태그민1의 기능을 명쾌히 밝혀내고, 복잡한 생체막 단백질의 기능을 분자수준에서 관찰할 수 있는 신기술을 개발한 것이다. 이번 연구로 생체막 단백질을 활용하여, 암, 당뇨, 비만 등 현대인의 질병에 대한 신약을 개발할 수 있는 가능성을 열었다“라고 연구 의의를 밝혔다.
2010.05.07
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조성환 교수 연구팀, IEEE 최우수 논문상 수상
전기 및 전자공학과 조성환 교수(35)팀이 지난 5월 ‘여러개의 전압제어 발진기를 이용한 시간기반 대역통과 아날로그 디지털 변환기" 라는 논문으로 "IEEE 회로 및 시스템 저널"로부터 2009년 최우수 논문상을 수상했다고 밝혔다.
이 상은 회로이론 분야의 최고 권위의 국제 학술지(IEEE Transactions on Circuits and Systems)에 게재된 논문 350여편 중 가장 우수한 논문에 주어진다. 한국에서 이 상을 받기는 42년 만에 처음이다.
이 논문은 시간영역 신호처리기법을 도입하여 무선 단말기의 안테나를 통해 수신된 고주파 신호를 바로 디지털 신호로 변환하는 회로 구조와 이론적 분석을 제시해 주목 받았다. 윤영규(23), 김재욱(25), 장태광(26)연구원과 조성환 교수가 이 논문을 공저했다.
조 교수는 “고주파 아날로그 신호를 여러 단계를 거치지 않고 용이하게 디지털 신호로 변환해주어 차세대 무선 단말기의 새로운 발전방향을 제시했다는데 그 의미가 있다”고 말했다.
2009.06.05
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뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008
- 미래를 이끌어갈 디지털 영화 제작 워크숍, 뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008- 오는 3일(토) 오전 11시, 서울 서머셋 팰리스 호텔에서 오픈하우스우리학교 문화기술대학원과 뉴욕 필름 아카데미가 공동으로 개최하는 ‘뉴욕 필름 아카데미(New York Film Academy)-KAIST 2008’ 오픈하우스가 오는 3일(토) 오전 11시부터 서울 서머셋 팰리스 호텔에서 열린다.
이번 설명회는 2008년 1월 4일(금)부터 1월 31일(목)까지 총 4주간 열리는 디지털 영화 제작(digital film making) 워크숍을 소개하는 자리다.
`뉴욕 필름 아카데미-KAIST 2008" 워크숍은 뉴욕 필름 아카데미 전문 강사진이 직접 파견되어 현지와 같은 수업 방식으로 진행된다. 워크숍 참가자들은 두 편의 작품을 감독하고 마지막 작품은 DV(Digital Video)로 촬영하며 직접 편집도 한다. 수업은 영화연출기법, 영상편집, 영화음향녹음, 시나리오 작성법, 카메라 촬영법 및 조명 등으로 이루어진다. 영화를 직접 제작해 봄으로써 디지털 영화에 대한 전문적인 이해와 표현 능력을 기를 수 있는 좋은 기회다. 이 과정 수료자에게는 뉴욕 필름 아카데미와 우리 학교 문화기술대학원 공동 수료증이 주어진다.
뉴욕 필름 아카데미는 최고의 영화제작 교육 프로그램을 가진 세계적인 영화학교중 하나다. 세계적 수준의 전문 강사와 교수들이 영화제작에 대한 실용적 지식과 노하우를 전수하며, 학생 일인당 카메라 대수가 세계에서 가장 높은 학교로도 유명하다. 뉴욕과 LA, 파리, 런던 등에 캠퍼스를 두고 세계 각 지역에서 영화 제작 워크숍을 진행하고 있다.
2007.11.01
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이상엽 교수, 네이처 바이오테크놀로지 초청논문 게재
“바이오플라스틱 상용화 시대 도래”
네이처 바이오테크놀로지 10월호 초청논문에서 전문가로서의 의견 밝혀..
독일의 훔볼트 베를린대 프리드리히 교수와 뮌스터대학의 스타인뷔헬 교수팀은 바이오플라스틱 생산의 대표 미생물인 랄스토니아 유트로파 (Ralstonia eutropha)균의 전체 게놈서열을 밝히고, 네이처 바이오테크놀로지 10월호에 논문을 발표했다. 플라스틱 생산 대표 미생물의 전체 게놈 서열이 밝혀짐에 따라 보다 체계적인 시스템 수준에서의 균주개량을 통해 바이오플라스틱의 효율적인 생산이 가능해 질 것으로 예측된다.
네이처 바이오테크놀로지社는 이 논문에 대해 해당분야의 세계적 전문가인 KAIST 생명화학공학과 이상엽(李相燁, 42세) LG화학 석좌교수에게 게놈 서열 해독에 따른 앞으로의 바이오플라스틱 생산에 관한 전문가 분석논문을 의뢰했으며, 李 교수는 지난 10일 발간된 네이처 바이오테크놀로지 10월호 ‘뉴스와 전망(News and Views)’에서 “랄스토니아균의 게놈 해독은 다양한 오믹스와 가상세포를 통한 시뮬레이션, 그리고 게놈 수준에서의 엔지니어링을 결합하여 시스템 수준에서 균주를 개량할 수 있는 토대가 마련되었음을 의미한다”라며, “앞으로 플라스틱을 구성하는 물질을 자유자재로 바꿔 우리가 원하는 물성을 가진 플라스틱의 생산이 가능할 것이며, 대사 흐름의 최적화를 통해 이제까지 보고된 것보다도 훨씬 효율적이고 경제적인 바이오플라스틱의 생산이 가능해 질 것이다”라고 밝혔다.
李 교수는 그간 바이오플라스틱 관련 SCI논문만도 70여편을 발표한 이 분야의 세계적 전문가다. 1996년 트렌즈 인 바이오테크놀로지 (Trends in Biotechnology)에 “플라스틱 박테리아 (Plastic Bacteria)”라는 신조어를 발표했으며, 1997년에도 네이처 바이오테크놀로지에 대장균 플라스틱에 관한 전문가 논문을 게재한 바 있다. 현재, 과학기술부의 시스템생물학연구개발 사업에서 시스템 기법을 동원한 연구의 응용 예로서 바이오플라스틱 생산 균주 개량 연구를 수행 중이다.
네이처 바이오테크놀로지 10월호 ‘뉴스와 전망(News and Views)’난에 게재된 미생물 플라스틱 관련 이상엽 교수 논문 내용
- 폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoate, PHA)는 자연계에 존재하는 수많은 미생물들이 탄소원은 풍부하지만 다른 성장인자가 부족할 경우 자신의 세포내부에 에너지 저장물질로 축적하는 고분자이다. 이 PHA고분자는 그 고분자를 구성하고 있는 단량체(단위 화학물질)가 에스터 결합을 하고 있는 폴리에스터로서 20여년 전부터 전 세계적으로 많은 연구가 되어왔다. 하지만, PHA는 물성이 석유화학 유래의 플라스틱보다 좋지 않고, 생산 단가가 매우 높아 상용화는 되지 못했던 실정이다. 1980년대 PHA의 생산 가격은 kg당 15불 정도로서 그 당시 폴리프로필렌 가격의 20배나 되었기 때문이다. KAIST 생명화학공학과 BK21사업단 이상엽 LG화학석좌교수는 과학기술부의 지원으로 대사공학과 발효공정의 결합을 통한 미생물 플라스틱의 효율적인 생산에 관한 연구를 수행하여 왔으며, PHA생산 단가를 kg당 2-3불 정도로 낮추는 공정을 개발한 바 있다. 플라스틱을 꽉 채울 정도로 효율적인 PHA 생산 박테리아를 개발하여 “플라스틱 박테리아”라고 명명한 바 있다.
- 지난 2년여 동안 유가가 유래 없이 고공행진을 함에 따라 전 세계적으로 바이오기반 에너지 및 화학물질의 생산에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. PHA도 그간 경제성과 물성의 취약점 때문에 연구가 시들해 졌다가, 최근 다시 각광을 받고 있다. 이번 10월호 네이처 바이오테크놀로지에 독일의 연구팀이 발표한 플라스틱 생산 미생물의 대표주자 랄스토니아 유트로파(Ralstonia eutropha)의 게놈 해독 결과는 시사하는 바가 크다. 즉, 그 박테리아의 대사 활동에 관한 청사진을 얻게 됨으로서 보다 체계적인 균주개량이 가능해 지는 것을 의미한다.
- 네이처 바이오테크놀로지는 바로 이 점을 주목하여 이상엽 교수에게 전문가의 분석 논문을 의뢰하였고, 이 교수는 현재 KAIST에서 활발하게 수행하고 있는 시스템생명공학 기법의 적용을 통해 미생물 플라스틱 생산의 획기적인 발전이 있을 것이라고 분석했다. 본 논문에서 李 교수는 “게놈 서열이 밝혀짐에 따라, 게놈수준에서의 대사회로 네트워크 구축이 가능해 졌고, 시뮬레이션을 행할 수 있어, 수많은 시행착오와 실험을 가상의 실험으로 빠르게 대체할 수 있게 되었으며, 이러한 결과를 실제 다양한 전사체, 단백체, 대사체 등 오믹스 결과와 융합 해석함으로서 보다 효율적인 균주의 개발이 가능하다”고 밝혔다. 또한, 플라스틱의 효율적인 생산 뿐 아니라 우리가 사용하고자 하는 용도에 맞는 물성을 가지는 “주문제작(tailor-made) PHA”의 생산도 대사공학을 통해 가능해 질 것으로 예측하였다. 그 외에도 李 교수가 전 세계 특허를 보유하고 있는 광학적으로 순수한 하이드록시카르복실산 생산연구도 탄력을 받게 되었으며, 그 외 이 균주의 특징을 살려 생물학적 수소생산, 방향족 화합물의 생산, 분해 및 응용 등에서도 기술적 발전이 빠르게 일어날 것으로 전망하였다.
- 세계적으로는 최근 미국의 메타볼릭스사와 ADM사가 손을 잡고 PHA의 상용화 수준 생산에 돌입하였고, 풍부한 천연자원의 브라질에서도 바이오에탄올에 이어 PHA를 상용화하고 있다. 그 외 전통적으로 이 분야 연구를 많이 해온 일본과 독일, 그리고 풍부한 바이오매스를 가진 호주에서도 지속적인 상용화 연구를 수행 중이다. 李 교수는 “대표적인 바이오플라스틱 생산 미생물의 게놈 서열이 밝혀짐으로서 효율적인 생산 시스템의 개발을 통한 각국의 상용화 경쟁이 더욱 치열해 질 것”으로 전망했다.
- 李 교수는 이렇게 효율적으로 PHA를 생산할 수 있는 것이 가능해 짐에 따라, 다양한 재생가능한 원료(셀룰로우즈, 전분, 설탕 등)로부터 미생물 발효에 의한 플라스틱의 생산이 보다 본격적으로 진행될 것으로 전망하고, 기존 화학물질의 바이오 기반 생산 기술(white biotechnology)가 보다 더 탄력을 받을 것으로 전망하며, 이에 따라 “우리나라도 일부 시스템 대사공학 기술의 우위를 바탕으로 자원 강대국들과의 전략적 제휴 등을 통해 바이오기반 화학물질 생산 기술과 산업의 확보에 박차를 가해야 할 것”이라고 말했다.
- 네이처 바이오테크놀로지의 ‘뉴스와 전망(News and Views)’은 그 해당 호에 게재되는 논문들 중 영향력이 큰 몇 편의 논문에 대하여 그 분야 세계 최고의 전문가에게 분석을 의뢰하여 초청 논문을 게재하는 섹션으로, KAIST 이상엽 교수는 바이오플라스틱과 관련하여 1997년 1월호에 “대장균이 플라스틱 시대로 접어들다”에 이어 이번 2006년 10월호에 “바이오플라스틱 생산을 해독하다”라는 전문가 분석 논문을 게재하였다.
2006.10.18
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생명화학공학과 이상엽교수, 美 미생물학술원 펠로우에 선임
미생물 대사공학 분야 150여편 논문발표 업적 높이평가,한국인으로서는 두 번째 선임
KAIST 생명화학공학과 및 바이오시스템학과 이상엽 교수(李相燁, 41세, LG화학 석좌교수)가 최근 미국 미생물 학술원 (American Academy of Microbiology)의 회원 겸 펠로우 (Fellow)에 선임되었다.
미국 학술원측은 그간 李 교수가 미생물 대사공학 분야에서 150여 편의 논문을 발표하였고, 미생물 연구 분야에 시스템생물학 융합연구 기법을 새롭게 적용해온 미생물 공학 분야의 연구 업적을 높이 평가, 펠로우에 선임한다고 밝혔다.
회원 수 4만2천명에, 생물 관련 단일 학회 중 세계에서 가장 오래된 미국 미생물 학회(American Society for Microbiology)에서 리더 그룹의 모임인 미국 미생물 학술원은 학문적 산업적으로 탁월한 업적을 낸 사람들 중 엄격한 선정과정을 거쳐 펠로우를 선임한다. 미국 학술원이니 만큼 외국인 펠로우는 많지 않은데, 전통적으로 미생물 분야 연구에 강했던 일본과 독일이 각각 29명과 23명으로 많고, 중국 1명, 말레이시아 1명, 헝가리 1명, 필리핀 1명 등이다. 우리나라는 지금까지 1명에서 이번 李 교수의 선임으로 2명으로 늘어나게 되었다.
미국 미생물 학술원은 미생물학자들 중 세계를 선도하는 학자나 연구자들을 펠로우에 선임하는데, 李 교수의 경우 공학자로서 선임된 특이한 경우로서, 미국을 포함한 세계 전체의 펠로우들을 보더라도 손으로 꼽을 만큼 몇 안되는 경우에 해당한다.
한편, 李 교수는 10여개의 세계적인 전문 학술지의 편집자, 편집위원으로 활동하고 있으며, 최근 한국공학한림원의 “젊은공학인상”을 수상한 바 있다. 박테리아를 유용 물질을 생산하는 공장과 같이 활용하는데 관련된 제반 생명공학 연구분야에서 왕성한 활동을 하고 있다.
2005.06.08
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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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캐번디쉬-KAIST 공동연구협력센터 개소(11.8 월)
지난 4월 기초연구분야 세계적 연구소인 영국 캠브리지대 캐번디쉬연구센터와 한국과학기술원간의 공동연구 양해각서 체결에 따른 "캐번디쉬-KAIST 공동연구협력센터(CKC)"가 KAIST 정문술빌딩에 설립, 8일 개소식을 갖고 본격적인 국내 연구 활동에 들어갔다.
동북아 R&D허브 구축을 위한 해외 우수 연구기관 국내 유치사업의 일환으로 추진된 이 사업은 지난 4월 프랑스 파스퇴르(연)에 이어 두 번째다.
캐번디쉬연구센터의 창의적인 연구.교육철학, 선진연구관리기법 등을 국내 대학 및 연구소에 접목함로써 우리나라 기초연구역량을 획기적으로 제고할 것으로 기대하고 있다.
"Cavendish-KAIST 공동연구협력센터"는 카벤디쉬 연구소의 세계적 과학자와 국내 우수과학자들과의 연구협력을 전담 및 지원하는 창구기능을 수행한다.
특히 연구과제 공동 발굴, 과학자 상호교류, 세계석학 초청 특강 등 쌍방향 연구체제를 확립, 국제공동연구의 새로운 선도 모델을 제시할 방침이다.
이번 개소식에는 러플린(Robert B. Laughlin) KAIST 총장, Malcolm Longair 카벤디쉬 연구소장, Warwick Morris 주한영국대사, Shoba Ponnappa 주한영국문화원장 등 200여명의 국내외 주요 인사들이 참여했다.
또 8일 오후부터 9일 오전까지 이틀에 걸쳐 나노전자, 스핀전자, 광전자, 바이오물리 등 4개의 핵심전략 분야에 대해 카벤디쉬측 연구책임자와 국내 연구진 등이 참석하는 공동심포지엄도 개최될 예정이다.
2004.11.08
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