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김상율 교수, 투명 유연 디스플레이 기판용 소재 개발
〈 김상율 교수 연구팀. 왼쪽부터 김태형, 김성종 박사과정, 김상율 교수, 이동휘, 윤영록 석사과정〉
우리 대학 화학과 김상율 교수 연구팀이 투명 유연 디스플레이를 제작할 수 있게 해주는 고분자를 합성하는 데 성공했다.
연구팀이 개발한 고분자는 유리와 같은 투명성과 열팽창계수를 갖는 고성능의 무정형 고분자로 유기소재의 열팽창 제어에 응용 가능할 것으로 기대된다.
김선달, 이병용 연구원이 주도한 이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 10월 26일자 온라인 판에 게재됐다.(논문명 : Poly(amide-imide) materials for transparent and flexible displays )
차세대 디스플레이로 유망한 투명하면서도 유연한 디스플레이를 제조하기 위해서는 유리와 같은 수준의 투명성과 열팽창계수를 가지면서도 휘어지고 접을 수 있는 기판소재가 필요하다. 그러나 고분자 소재 중 이러한 조건을 갖는 유연 고분자 소재는 알려진 바 없었다.
모든 물체는 열을 받으면 팽창하고 차가워지면 수축하는 성질을 갖는다. 세라믹이나 금속 소재에 비해 유기물질로 이뤄진 고분자 소재는 열에 의한 팽창이 상대적으로 매우 크다.
얇고 가벼운 평판디스플레이에 사용되는 반도체소자는 세라믹과 비슷한 열팽창계수를 갖고 있어 열팽창계수의 차이가 큰 고분자 필름 위에 반도체소자를 만들게 되면 작동 시 발생하는 열에 의한 팽창과 수축의 차이로 소자가 파괴되는 문제가 발생한다.
따라서 반도체소자와 기판의 열팽창계수를 일치시키는 것은 성공적인 디스플레이를 제조하는데 매우 중요한 일이다.
무정형인 투명한 고분자 물질의 열팽창계수를 줄이는 방법으로 고분자 사슬들을 연결시켜 망상구조(특정 다각형이 이어진 그물 모양의 구조)를 형성시키는 방법이 알려져 있다. 하지만 망상 구조를 갖는 고분자 물질은 유연성을 잃어버리고 필름으로 제조해도 유연하지 않게 된다.
김 교수 연구팀은 문제 해결을 위해 고분자 사슬 간 거리를 조절하는 방식을 이용했다. 고분자 물질을 합성할 때 고분자 사슬 간에 상호작용하는 힘을 도입하고 힘의 방향이 수직으로 교차하게 만들며 사슬 간 거리를 적절히 조절하면 온도에 따른 팽창 및 수축을 억제할 수 있다. 연구팀은 이러한 화학구조를 투명한 고분자 물질에서 구현하는데 성공했다.
김상율 교수팀이 합성에 성공한 새로운 고성능 고분자 물질인 투명한 폴리아마이드이미드 필름은 열팽창정도가 유리 수준으로 낮으면서도(열팽창계수: 4ppm/oC) 유연하며 아몰레드(AMOLED) 디스플레이 제조공정에 적용할 수 있는 내열성을 갖고 있다(>400oC).
연구팀은 새로 합성된 투명 폴리아마이드이미드 필름 위에 이그조 박막 트랜지스터(IGZO TFT)소자를 제작해 필름을 반경 1mm까지 접어도 소자가 정상적으로 작동되는 것을 확인했다.
김 교수는 “이번 연구 결과는 그간 난제로 여겨졌던 무정형 고분자의 열팽창을 화학적 가교결합 없이 조절해 유리 정도 수준으로 낮추면서도 유연성을 확보하고 동시에 투명하게 만드는 방법을 제시한 흥미로운 연구결과이다”며 “다양한 유기소재의 열팽창을 제어하는 데 응용 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.
화학과와 전기및전자공학과, 나노과학기술대학원이 공동으로 참여한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 삼성미래기술센터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 투명 폴리아마이드이미드 필름 위에 제조된 투명하고 유연한 IGZO TFT의 구조
그림2. 투명한 폴리아마이드이미드 고분자의 화학구조
2018.11.08 조회수 6490 -
美, 中, 佛 주요대학과 핀테크 학술대회 개최
우리 대학이 미국, 중국, 프랑스 주요 대학과 공동으로 4개 대학 핀테크 학술대회를 개최한다.
미국 프린스턴 대학, 중국 칭화대학교, 프랑스 에덱(EDHEC)과 공동으로 개최하는 이번 학술대회는 ‘로보 어드바이저 시스템 최신 동향(State of the Art in Rob-Advising Systems)’을 주제로 4월 12, 13일 양일간 밀레니엄 서울 힐튼 호텔에서 진행된다.
산업및시스템공학과와 자산운용미래기술센터가 주관하는 이번 학술대회는 미국 프린스턴 대학의 벤드하임 금융 센터(Bendheim Center for Finance)와 금융공학과(Department of Operations Research and Financial Engineering), 중국 칭화대에서는 융합정보대학 및 핀테크 센터, 프랑스 EDHEC에서는 리스크 인스티튜트(Risk Institute)가 공동 주최 기관으로 참여한다.
우리 대학을 포함한 4개 대학은 2017년부터 핀테크(FinTech) 국제학술대회를 개최해 왔다. 돌아오는 가을엔 중국, 내년에는 프랑스에서 개최가 확정됐다.
이번 행사는 신성철 총장과 국민연금공단 김성주 이사장의 축사를 시작으로 존 멀비 교수(프린스턴대학), 마이클 뎀스터 교수(케임브리지 대학), 웨이 수 교수, 창러 린 교수(이상 칭화대학), 리오넬 마텔리니 교수(EDHEC), 김우창 교수 (KAIST) 등 학계 인사들이 발표할 예정이다.
또한 존 보글 뱅가드 그룹 창시자, 진 리 앤트 파이낸셜 인공지능 총괄, 조영서 신한금융지주 디지털전략본부장, 이정환 삼성자산운용 ETF 솔루션 본부장, 성혜영 국민연금연구원 부연구위원 등 유관 업계의 최고 전문가들도 참석한다.
이번 행사에서는 ‘금융 기술을 통한 사회 보장 강화’를 핵심 의제로 삼아 고액자산가 뿐 아니라 모든 국민에게 맞춤형 자산관리를 제공하기 위해 필요한 이론적, 기술적, 산업적 이슈를 논의한다.
김우창 교수는 “생애 주기별 맞춤형 자산관리 서비스는 고비용 구조로 인해 소수의 고액자산가들만 받을 수 있으나 4차 산업혁명시대의 신기술을 통해 해당 서비스의 비용을 혁신적으로 절감할 수 있고 이를 통해 궁극적으로 서비스 대중화가 가능할 것이다”고 말했다.
또한 “4차 산업혁명의 첨병이라고 여겨지는 핀테크 분야에서의 국제적 경쟁력 확보라는 산업적 의미와 노후 빈곤율이 50%에 육박하는 현재 상황에서 국민 개개인의 능동적 자산관리를 가능하게 해 추가적인 사회 비용 없이 사회 보장을 강화시킬 수 있다”고 말했다.
학술대회 참가신청 방법은 자산운용미래기술센터 홈페이지 (http://wmt.kaist.ac.kr/conference.html)에서 확인할 수 있다.
이번 학술대회는 삼성자산운용과 중국 알리바바 산하 앤트 파이낸셜이 공식 파트너로 행사를 후원한다.
2018.04.02 조회수 12913 -
김일두 교수, 동물 단백질 촉매로 활용한 질병진단센서 개발
〈 김 일 두 교수 〉
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 동물의 단백질을 촉매로 활용해 호흡으로 질병을 진단할 수 있는 센서를 개발했다.
이는 사람의 날숨에 포함된 다양한 질병과 관련된 바이오마커 가스들에 대한 패턴 인식을 통해 질병을 조기 모니터링 할 수 있는 기술이다.
이번 기술은 다양한 단일 금속입자 뿐만 아니라 어떠한 조합의 이종입자도 2 nm 크기로 합성할 수 있는 장점을 갖는다. 연구팀은 기존에도 호흡으로 질병을 진단하는 센서를 개발했으나 이번 기술은 더욱 정확하고 높은 감도를 갖는다는 특징이 있다.
김상준, 최선진 박사가 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 미국 화학회의 화학분야 국제 학술지 ‘어카운트 오브 케미칼 리서치(Accounts of Chemical Research)’ 7월호 표지논문으로 선정됐고, 독일 와일리 국제 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에도 게재가 확정됐다.
혈액 체취나 영상 촬영 없이 내뱉는 숨(호기)만으로 각종 질병 여부를 파악하는 호흡 지문 센서 기술은 핵심 미래 기술이다. 호기 속 특정 가스들의 농도변화를 체크해 건강 이상 여부를 판단할 수 있다.
호기가스 성분에는 수분 외에도 수소, 아세톤, 톨루엔, 암모니아, 황화수소, 일산화질소 등이 포함된다. 이 가스들은 천식, 폐암, 1형 당뇨병, 구취 등 특정 질병 환자에게서 높은 농도로 배출되는 바이오마커 가스이다.
호흡을 이용한 질병 진단은 마치 음주측정기처럼 테들라(Tedlar) 백에 포집된 날숨 가스를 소형 센서 장치로 주입한 후 빠른 속도로 분석되기 때문에 쉽고 간편하게 질병을 진단할 수 있다. 또한 질병 대사가 일어나는 시점에서 검출이 가능해 조기 진단이 가능하다.
하지만 매우 경미한 수준인 10억분의 1(ppb)에서 100만분의 1(ppm) 수준으로 발생하는 가스를 호흡 속에서 정확히 분석하기 위해서는 기술의 진보가 필요하다. 특히 수분을 포함한 수백 종의 방해 가스는 특정 질병 관련 바이오마커 가스를 선택적으로 분석하는 저항 변화식 센서의 취약점으로 남아 있다.
기존의 가스 센서는 백금, 팔라듐 등 특정 촉매를 결합해 감지 특성을 높이려고 시도했으나 ppb 농도에서는 생체지표 가스 감지 특성이 높지 않다는 한계가 있었다.
연구팀은 기존 센서의 한계 극복을 위해 동물의 조직에 존재하는 나노크기의 단백질을 희생층으로 이용해 속이 비어있는 단백질 껍질 안에 석출된 이종촉매(Heterogeneous catalyst) 입자를 합성하는데 성공했다.
이번 연구에 사용된 나노크기의 단백질은 주기율표에 존재하는 원소물질을 조합해 어떠한 형태의 이종촉매도 다양하게 구현할 수 있다는 큰 장점을 갖는다.
특히 이종 원소간 조성비를 쉽게 조절할 수 있고 금속간화합물도 제조할 수 있어 신조성을 갖는 촉매 합성 측면에서 매우 획기적인 방법이다.
예를 들어 백금이 기준 촉매일 때 백금팔라듐(PtPd), 백금니켈(PtNi), 백금루테늄(PdRu), 백금이트륨(PtY3) 등 다양한 이종 합금촉매로 확장할 수 있다.
연구팀은 개발된 이종촉매 입자를 넓은 비표면적과 다공성 구조를 갖는 금속산화물 나노섬유에 결착시켜 특정 생체지표 기체에만 선택적으로 반응하는 감지소재를 개발했다. 이종촉매가 결착된 나노섬유 센서는 기존에 촉매 활성이 가장 뛰어나다고 알려진 백금이나 팔라듐 촉매보다 약 3~4배 이상 감지 특성이 향상됨을 확인했다.
특히 아세톤이나 황화수소 가스는 1ppm에서 감도가 100배 수준으로 바뀌는 최고 수준의 감도 특성이 관찰됐다.
연구팀은 다양한 종류의 감지 소재가 적용된 복합 센서 배치(sensor array) 시스템을 이용해 사람의 지문을 인식하듯 개개인의 호흡을 패턴 인식해 일반인도 쉽게 건강 이상을 판별할 수 있는 질병진단 플랫폼을 개발했다.
16종의 다른 선택성을 갖는 센서를 어레이화하는데 성공했으며, 환자의 건강상태에 따라 날숨 농도변화가 다르게 나타나기 때문에 날숨 속 가스 정보를 지문처럼 패턴화하여 개인의 건강 변화를 지속적으로 모니터링 하는 헬스케어 기기에 적용할 수 있다.
김 교수는 “기존에 센서에 사용된 적이 없는 2 nm 크기의 이종촉매를 단백질을 이용하여 적용함으로써, 질병과 연관된 생체지표 가스에 고감도 및 고 선택성으로 반응하는 센서소재 라이브러리를 구현할 수 있다”며 “앞으로 다양한 촉매 군을 확보하면 수많은 질병을 진단할 수 있는 센서를 개발할 수 있다”고 말했다.
또한 “호흡으로 질병을 진단하는 센서는 누구나 손쉽게 스스로 진단할 수 있는 자가 진단 기기의 시작으로 의료비 지출 상승을 막고 지속적 건강관리에 큰 도움이 될 것이다”고 말했다.
이번 기술과 관련된 특허들은 지난 3월과 6월 각각 벤처기업과 중소기업에 기술이전 됐다.
본 연구는 미래창조 과학부 웨어러블 플랫폼소재 기술센터 과제와 바이오의료기술개발사업 과제의 지원으로 이루어졌다.
□ 그림 설명
그림1. 어카운트 오브 케미칼 리서치 표지 이미지
그림2. 다종 입자 촉매
그림3. 함금촉매 합성
그림4. 다종센서 어레이_날숨 분석 센서
2017.07.18 조회수 21180 -
김우창 교수, 영국 퀀터테이티브 파이낸스 편집장 선임
<산업및시스템공학과 김우창 교수>
우리 대학 산업및시스템공학과 김우창 교수가 금융공학 국제학술지인 英 ‘퀀터테이티브 파이낸스(Quantitative Finance)’ 의 편집장(Managing Editor)에 선임됐다.
지난 2001년 창간된 이 학술지는 메스메티컬 파이낸스(Mathematical Finance)와 함께 금융공학 분야의 세계적 권위의 학술지로, 노벨 경제학상 수상자 4인 등 해당 분야의 석학들로 이루어진 편집진에 한국인이 선임된 것은 처음이다.
김 교수는 금융최적화(financial optimization), 포트폴리오관리(portfolio management), 자산부채관리(asset liability management) 분야에서 활발한 학술활동을 해왔으며, 특히 핀테크(FinTech) 분야의 로보어드바이저(robo-advisor)와 관련한 최근의 연구 성과를 인정받아 편집장에 선임되었다.
저널 오브 포트폴리오 매니지먼트(Journal of Portfolio Management), 옵티마이제이션 앤드 엔지니어링(Optimization and Engineering) 등 다수의 국제학술지에서 편집장, 부편집장, 편집위원 등으로 활동하고 있는 김 교수는 현재 국민연금의결권행사위원회 위원 및 삼성자산운용 자문교수를 역임하고 있으며, 2016년 10월에 개소된 KAIST 자산운용미래기술센터의 센터장을 맡고 있다.
2017.02.23 조회수 9238 -
자산운용미래기술센터 개소기념 국제포럼 개최
핀테크 산업의 국제적인 경쟁이 심화되는 가운데 KAIST가 자산운용기술 연구를 본격화 한다.
우리 대학은 최근 자산운용관련 핀테크 분야의 산학연 연구역량을 모으는 거점을 마련하고, 그 역량을 한 곳에 모아 연구시너지를 창출하기 위해 ‘KAIST 자산운용미래기술센터(센터장 김우창 교수, 이하 센터)’를 설립했다.
김우창 센터장은 “금융산업의 경쟁력의 핵심이 자본력에서 기술력으로 옮겨가고 있다”면서 “자산운용 핀테크 기술을 국제적으로 선도할 수 있도록 역량을 집중할 계획”이라고 밝혔다.
이번 센터의 설립으로 자산운용 핀테크 분야의 원천기술과 특허가 확보되고, 그 응용산업과 생태계가 구축될 것으로 기대하고 있다.
센터의 설립을 기념하기 위해 산․학․연 관계자가 60여명이 참여하는 국제포럼도 열린다.
삼성자산운용(대표 구성훈)이 후원하는 이번 국제포럼은 17일(월) 오전 서울신라호텔에서 ‘맞춤형 자산관리 서비스 대중화 필요성과 발전방향’을 주제로 진행된다.
이번 포럼에는 ▲ 존 멀비(John Mulvey) 프린스턴 대학 교수 ▲ 2000년 튜링상(A.M. Turing Award) 수상자이자 칭화대 핀테크센터 센터장인 앤드류 야오(Andrew Chi-Chih Yao) 교수 ▲ 삼성자산운용 배재규 전무가 강연자로 참여한다.
이들은 ▲ 패시브 시장의 성장과 맞춤형 자산관리 서비스의 확대 ▲ 칭화대 핀테크 센터의 자산운용기술연구 ▲ 맞춤형 자산관리시장의 성장과 ETF의 역할 등을 주제로 강연한다.
또한 ▲ KAIST 이태억 교수 ▲ 국회입법조사처 원종현 조사관 ▲ 삼성자산운용 문경석 상무가 “개인 맞춤형 자산관리 서비스 대중화의 의미와 구현 방안”을 주제로 패널토의를 진행한다.
센터와 국제포럼에 관한 자세한 내용은 센터 홈페이지(wmt.kaist.ac.kr)를 통해 확인할 수 있다.
[사진설명]
김우창 카이스트 산업및시스템공학과 교수, 존멀비 미국프린스턴대 금융공학교수, 구성훈 삼성자산운용대표, 강성모 카이스트 총장, 앤드류 야오 중국 칭화대 핀테크센터장, 배재규 삼성자산운용 패시브총괄 (왼쪽부터)
2016.10.17 조회수 8307 -
이지윤 교수, 미국 FAA 공로상 수상
- 태양폭풍으로 인한 이온층 변화를 감시해 항공기 안전운항 보장 -
우리 학교 항공우주공학과 이지윤(39) 교수가 GPS(위성항법시스템) 보강시스템 개발 및 위성항법 기술진보에 크게 공헌한 점을 인정받아 지난 16일 미국 연방항공청(Federal Aviation Administration, FAA)으로부터 공로상을 수상했다.
GPS 보강시스템은 실시간 1m 이내의 위치 정확도와 무결성 정보를 제공해 항공기의 정밀하고 안전한 항행을 가능하게 한다. 하지만 태양 활동이 극대기에 이르면 이온층의 총전자량이 급격히 늘어나면서 GPS 보강시스템을 이용한 항법해의 위치오차가 증가한다.
이 교수는 태양폭풍으로 인한 이온층의 변화를 지속적으로 감시하고 이온층 위협 모델을 구축해 GPS 보강시스템 사용자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 독창적인 모니터링 소프트웨어를 개발했다. 연구 결과는 지구물리학분야의 세계적 학술지 ‘라디오 사이언스(Radio Science)’에 지난해 7월 게재됐다.
이 교수가 개발한 소프트웨어는 FAA 기술센터의 검증을 거쳐 유로컨트롤(Eurocontrol)을 비롯한 세계 주요기관에 배포돼 사용 중으로 향후 국제기구의 협의를 거쳐 표준화될 전망이다.
이 교수는 “미래 항법기술의 핵심인 위성항법에 대한 활용도가 항공·해양·교통· 정보통신·금융 등 주요 국가 인프라로 확대된 만큼 시스템의 성능과 안전성 확보가 무엇보다 중요한 시기”라며 “앞으로 국가 간 협력을 통해 GPS 보강시스템의 전지구적 서비스가 가능한 방향으로 발전할 것”이라고 밝혔다.
2013.09.26 조회수 11341 -
2009 Seoul Global IT Forum 개최(10/9)
34개국 73명의 해외IT관련 공무원과 우리나라 정부와 기업체의 IT 전문가등 150여명이 참여하여 정보통신분야 협력 증진 방안을 논의하는 포럼이 우리학교 주최로 열린다.
KAIST 글로벌IT기술전문가과정(ITTP)은 서울대 국제IT정책과정(ITPP)와 공동으로 2009 서울 글로벌 IT포럼을 ‘정보통신기술(ICT) 협력 경험 공유를 통한 글로벌 파트너쉽 구축’이라는 주제로 서울 리츠칼튼호텔에서 오는 9일 개최한다.
이번 포럼에서는 해외IT공무원과 국내 정부기관 및 기업체의 IT 전문가등 약 150여명이 참여하여 한국과 정보통신분야의 실제 국제협력 사례를 공유하며 향후 협력 증진을 위한 방안을 논의한다.
코스타리카 국립과학기술연구소(Rafael Murillo, KAIST ITTP),네팔 정보기술센터(Sunil Paudel, KAIST ITTP), 아제르바이잔 SK C&C(Nigar Guliyeva, KAIST ITTP졸업), 몽골 과학기술재단(Narantsogt Sanjaa, 서울대 ITPP), 스리랑카 국립과학기술위원회(Muditha Liyanagedara, 서울대 ITPP) 출신의 졸업생 5명이 출신기관의 간부급 1명과 함께 초청돼 그간 진행된 또는 향후 진행될 한국과의 정보통신기술(ICT) 협력 현황을 발표한다.
한국정보화진흥원(NIA), 한국전자통신연구원(ETRI), 특허청 등 5개의 정부기관과 삼성네트웍스, KT, 안철수연구소등 11개 업체가 참여하여 KAIST ITTP과정과 서울대 ITPP과정에 재학중인 약 34개국 73명의 해외 IT 공무원과의 네트워크를 구축하며, 해외 진출희망국가 공무원과 직접만나 협력을 논의할 수 있다. 또한 참여 해외 IT공무원은 한국의 IT전문가로부터 정보통신분야 협력자문을 구할 예정이다. 이번 행사는 지식경제부와 정보통신산업진흥원의 후원한다.
<과정소개>
* KAIST 글로벌 IT기술 전문가 과정IT 성장잠재력이 우수한 신흥전략국가의 IT분야 공무원 및 IT 기술 전문가를 대상으로 맞춤식 석∙박사 학위과정을 개설하여 아시아, 중남미, 아프리카 등 지역의 장기적인 협력거점과 인적 네트워크 확보를 통한 지한파 양성 및 IT산업 해외진출 및 수출에 기여함을 목적으로 지식경제부로부터 연간 17억원의 재원을 지원받아 2006년 2월부터 과정을 개설함. 연간 20명 내외의 신규 교육생을 선발함.
<약어설명>
* ITTP : KAIST 글로벌IT기술전문가과정(KAIST Global IT Technology Program)
* ITPP : 서울대 국제IT정책과정(Seoul National University International IT Policy Program)
<행사일정>
(1) 10/9(금) 09:30~12:10 개회 및 기조연설
- 환영사: KAIST ICC 강민호 부총장, NIPA 김선봉 부원장
- 축사
: 튀니지 대사, 안철수연구소 김홍선 사장
: KAIST ITTP과정 노재정 책임교수
- 기조연설
: 서울대 공대 강태진 학장
: ETRI 김명준 부원장
: 삼성네트웍스 James Angelone 상무 : NIA 김성태 원장
(2) 10/9(금) 13:30~16:10 Parallel Session
- Parallel Session I
: 특허청 윤원길 팀장
: KT 이병노 부장
: NIPA 김준연 팀장
: 조달청 강성민 과장
: NIA 윤정원 부장
- Parallel Session II
: 아제르바이잔 SK C&C Nigara Guliyeva
: 코스타리카 국립과학기술연구소 Rafael Murillo
: 몽골 과학기술재단 Tudev Ganerdene
: 네팔 정보기술센터 Sunil Paudel / Subarna Shakya : 스리랑카 국립과학기술위원회 Muditha Liyanagedara
2009.10.08 조회수 16759