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심장질환 원인신호전달메커니즘 규명
- 신약개발 및 심장질환 응용연구의 중요한 발판 마련
- IT와 BT를 융합한 시스템생물학 연구 통해 규명
우리학교 바이오및뇌공학과 조광현 교수팀과 생명과학과 허원도 교수팀이 시스템생물학 융합연구를 통해 심장질환 원인신호전달경로의 숨겨진 메커니즘을 규명했다.
심근비대증은 다양한 병인에 의해 심근세포가 비대해지는 병리학적 현상으로써 심부전증과 부정맥 등을 수반하는 주요 심장질환이다.
칼시뉴린-엔팻(calcineurin-NFAT) 신호전달경로는 이러한 심근비대증의 유발에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
하지만 이 신호전달경로의 주요 조절단백질로 알려진 알캔(RCAN1)의 기능에 대해 많은 논쟁이 이어져 왔고 현재까지 그 구체적인 조절메커니즘이 밝혀지지 않았다.
조광현 교수 융합연구팀은 이러한 복잡한 현상에 대해 수학 모델링과 대규모 컴퓨터시뮬레이션, 그리고 단일세포 분자 이미징 기술을 동원한 시스템생물학 융합연구를 통해 어크(ERK)와 지에스케이(GSK3)로 구성된 스위칭 회로가 칼시뉴린-엔팻 신호전달경로를 조절한다는 것을 새롭게 규명했다.
특히 이 연구에서는 알캔이 세포내 농도가 낮을 때 칼시뉴린(calcineurin)의 기능을 저해하는 억제자로서 기능하지만, 그 농도가 증가하면 어크와 지에스케이에 의한 크로스토크를 통해 칼시뉴린 신호를 오히려 증가시키는 촉진자로서 기능 하도록 세포내 조절회로가 진화적으로 설계되어 있음을 최초로 밝혔다.
지금까지 많은 연구에서 알캔의 상반된 신호조절 역할이 보고되어 학계에서는 과연 무엇이 진실인가에 관한 논쟁이 이어졌다.
또한, 어떻게 동일한 분자가 그와 같이 서로 다른 기능을 보이는 것인지, 이를 유발하는 근본적인 메커니즘은 과연 무엇인지 등이 모두 수수께끼로 남아 있었다.
이번 연구를 통해 학계의 이러한 오랜 질문에 대한 해답이 제시됐으며, 알캔과 칼시뉴린-엔팻 신호전달경로의 근원적인 조절메커니즘이 시스템차원에서 최초로 규명됨으로써 앞으로 이를 표적으로 하는 신약개발 및 관련 심장질환 응용연구의 중요한 발판을 마련하게 되었다.
또한 기존의 실험적 접근만으로는 해결할 수 없는 복잡한 생명현상을 대상으로 IT와 BT의 융합연구인 생체시스템모델링 및 바이오시뮬레이션 연구를 통해 새로운 해결책을 찾을 수 있는 가능성을 제시하게 됐다.
이 연구는 교육과학기술부가 지원하는 한국연구재단의 기초연구실육성사업과 도약연구사업, 그리고 칼슘대사시스템생물학사업의 일환으로 수행됐으며, 연구 결과는 <저널오브셀사이언스(Journal of Cell Science)>의 표지논문으로 선정되어 2011년 1월 1일자(온라인판은 2010년 12월 13일자)에 게재된다.
2010.12.20
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유회준 교수, ‘이달의 과학기술자상’수상
우리학교 전기및전자공학과 유회준 교수가 "이달의 과학기술자상"을 수상했다.
교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 직무대행 김병국)은 최첨단 물체인식 알고리즘을 휴대할 수 있는 소형 시스템으로 구현하여, 현실과 가상세계의 구분을 없애는 가상물리시스템(Cyber-Physical System)의 실현에 한 걸음 더 다가서도록 한 유 교수의 업적을 인정해 수상자를 결정했다.
유회준 교수는 고성능‧저전력 ‘물체인식 칩’을 개발하여, 일반 PC에서도 구현하기 어려운 복잡한 물체인식 알고리즘을 스마트폰과 같은 소형 시스템에 적용하여 학계의 주목을 받아왔다.
물체인식 알고리즘은 연산량도 많고 구조도 복잡하여 일반 PC로도 실시간으로 처리하기 어렵다. 그러나 스마트폰의 등장으로 휴대용 전자 기기에서도 물체를 인식하는 시스템이 필요하게 되었다.
유 교수는 물체를 효과적으로 인식하기 위해서 인간의 ‘뇌 구조’를 모사한 인공 지능 물체인식 프로세서 칩을 개발하는데 성공하였다. 이 칩은 칩과 칩 사이에 네트워크를 형성하는 네트워크온칩(Network-on-Chip) 프로토콜을 통해 속도를 획기적으로 개선하고, 디지털-아날로그 혼성 회로기술로 전력이 적게 소모되는 특징을 가지고 있다.
특히 이 칩은 자동차의 자동 주행, 감시카메라, 휴대폰 물체 인식기 등에 이용할 수 있고, 비행체 궤도 예측과 레이더 트랙킹 등도 초고속으로 수행할 수 있다.
유 교수는 집적회로 분야 세계 최고 권위의 학회인 국제고체회로학회 (ISSCC)에 매년 새로운 칩을 소개하는 등 물체인식 칩 분야를 선도하고 있다.
세계적으로 다양한 휴대용 전자기기가 상용화되면서 최고 성능이면서 전력이 적게 드는 프로세서 칩을 개발하고자 세계적인 과학자들이 연구에 매진하고 있다.
유 교수는 세계 최초 메모리 혼재기술로 제작한 램 프로세서를 개발하고, 이를 이용한 모바일 기기용 증강 현실(Augmented Reality)을 통해 휴대용 전자기기에서도 3차원 영상과 게임이 구현되도록 하였다.
유회준 교수는 “현재 스마트폰과 같은 다양한 휴대용 전자기기가 사용되고 있는데, 이 기기가 한정된 전력공급원(배터리)으로부터 오랫동안 작동하기 위해서는 전력이 적게 드는 프로세서 칩이 필수적이다. 우리 연구팀은 인간의 뇌 구조에서 영감을 받아 고성능, 저전력 물체인식 프로세서 칩을 개발하였다. 앞으로도 저전력 디지털 회로 개발을 위해 지속적으로 연구하여 세계 최고 수준으로 이끄는데 최선의 노력을 다하겠다”고 수상 소감을 밝혔다.
2010.12.09
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세계 연구중심대학총장회의 성공 개최
우리학교는 11일 서울 웨스틴조선호텔에서 ‘과학기술시대를 이끌어 갈 연구중심대학의 역할 : 기대와 성과’라는 주제로 열린 "2010 세계 연구중심대학 총장회의(2010 International Presidential Forum)"를 성공적으로 개최했다.
올해로 제3회를 맞는 이번 회의에서는 세계를 선도하는 연구중심대학의 총장단과 국내 산·학·연·관의 리더들이 모여 21세기 연구중심대학이 나아가야 할 방향에 대해 심도 있는 토의를 가졌다.
포럼은 ‘글로벌 연구대학의 교류’와 ‘과학기술시대 연구중심대학의 역할’이라는 주제로 오전, 오후 세션으로 나눠 진행됐다.
서남표 총장은 개회사에서 “이 포럼은 연구중심대학의 롤모델을 제시하고 21세기 인류가 지속적인 발전하는데 연구중심대학이 기여할 수 있는 방법을 모색하는 뜻 깊은 자리”라고 말했다.
이어, 이기준 한국과학기술단체총연합회장은 “세계 연구대학의 공동목표는 인류가 직면한 문제를 함께 해결하는데 있다” 면서 “오늘 포럼에서 나눈 의견들이 연구대학의 미래방향을 제시하는 데 도움을 주리라 믿는다”라는 축하 메시지를 전달했다.
라스 팔레슨(Lars Pallesen) 덴마크 공과대학(Technical University of Denmark)총장은 “세계적인 수준의 차세대 공학도를 양성하기 위해서는 대학 간 교류와 공동 학위 프로그램을 강화시켜야 한다”며 “연구중심대학은 글로벌 시장에 적응할 수 있도록 문화, 국가 간의 국경을 넘어서는 학생들의 교류를 지원해야 한다”고 견해를 밝혔다.
이치로 오쿠라(Ichiro Okura) 일본 도쿄 공과대학교(Tokyo Institute of Technology) 부총장은 도쿄 기술대와 극동 아시아 지역의 4개 과학기술대가 연합해서 만든 공동체로, 과학기술 발전을 토대로 아시아에서의 기술혁신을 주도하고 고급 인력을 양성함으로써 지속가능한 세계 성장에 기여하고자 만든 ‘아시아과학기술연구대학공동체(Asian Science and Technology Pioneering Institutes of Research and Education, ASPIRE)’ 관해 주제발표를 했다.
서 총장은 “연구중심대학이 오늘날 산재한 세계적인 문제를 해결하기 위해서는 기초적인 연구를 수행하면서 새로운 아이디어를 내고 혁신기술을 발전시켜야 한다”면서 대학의 재원은 성과에 따라 선택과 집중되어야 한다”고 말했다.
자이니 우장(Zaini Ujang) 말레이시아 공과대학(Universiti Teknologi Malaysia) 부총장은 “말레이시아 정부는 ‘노동집약형 경제’에서 ‘혁신주도 경제’로 전환하여 2020년까지 선진국 대열에 합류하고자 계획을 세워두고 있고, 세계경제를 주도하기 위해서는 혁신기술이 필수인 오늘날의 과학기술시대 속에서 연구대학은 지식환경시스템을 발달시키는 중요한 역할을 하고 있다”며 말레이시아 연구대학이 혁신주도경제시대에 어떤 식의 전략을 세워 창의성과 혁신을 가져오는 연구대학을 육성했는지를 말레이시아 기술대학의 사례를 들어 설명했다.
타드 라우센(Tod A. Laursen) 칼리파 과학기술연구대학(KUSTAR) 총장은 “KUSTAR는 아랍에미리트의 오일주도 경제를 지식기반경제로 전환하는데 필요한 과학기술지원과 인적자원을 제공하는데 주도적인 역할을 하고 있다”고 하면서 “KUSTAR가 아랍지역뿐만 아니라 세계적인 공과대학이 되도록 국제적인 협력을 지속적으로 강화할 것“ 이라고 했다.
덴마크공대, UAE 칼리파 과학기술연구대학, 이스라엘공대, 조지아공대, 호주 퀸즈랜드 대학, 일본 동경공대, 싱가폴 난양공대, 말레이시아공대, 홍콩과기대를 비롯한 15개국 24개 해외대학 총장 및 부총장 등 30여명과 한양대총장, 한동대 총장, 국내 기업 및 협회관계자, 정부 관료 등 총 40여명의 국내·외 인사가 이번 포럼에 참석했다.(끝)
2010.10.11
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침팬지 연구가 제인 구달 박사 초청강연
- 희망의 이유-침팬지 연구의 반세기를 기념하며 -- 28일(화) 오후 5시, KAIST 대강당서 개최 -
우리대학은 세계적인 침팬지 연구가이자 환경운동가인 제인 구달 박사를 초청해 28일(화) 오후 5시부터 7시까지 교내 대강당에서 강연을 개최한다.
제인 구달 박사는 침팬지 연구를 시작한 지 50주년이 되는 해를 기념해 ‘희망의 이유-침팬지 연구의 반세기를 기념하며’라는 주제로 강연을 펼친다.
생물다양성의 의의를 전파하는 데 오랜 기간 헌신해 온 제인 구달 박사의 2010년 방한은 생물다양성에 대한 대중의 인식을 높이는 뜻 깊은 계기가 될 것이다.
이번 강연은 KAIST와 이화여자대학교에서 공동으로 주최했으며 강연은 이화여대 최재천 교수님과 순차통역으로 이뤄진다.
2010.09.27
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문화기술대학원, 창작 뮤지컬 ‘나로’ 공연
- 15일~16일, 18일 각각 대전과 포항서 공연 -
- 국내 최초, 세계 초연의 첨단 청소년 영어 창작 뮤지컬 -- 디지털 무대장치와 인터액티브 영상 등을 통해 다양한 볼거리 제공 -
우리학교 문화기술대학원은 개원 5주년 기념행사의 일환으로 우주를 소재로 한 청소년 영어 창작 뮤지컬 ‘나로(NARO)"의 공연을 오는 15일과 16일 대전 KAIST 대강당에서, 9월 18일에는 포항시 경북학생문화회관에서 모두 3차례 공연을 갖는다.
이번 공연은 우주를 테마로 한 뮤지컬로는 국내는 물론 세계 최초다. 문화기술대학원 산하 나다센터(센터장 구본철)가 글로벌 콘텐츠용으로 기획했기 때문에 주인공 ‘나로"를 포함한 청소년 출연진 24명 모두가 영어로 공연을 펼친다.
총 2막으로 구성된 ‘나로’는 우주를 연구하는 천재소년 ‘나로’ 일행이 전갈자리의 ‘해와 달이 된 오누이별’로 시간여행을 하면서 적색거성 안타레스의 대폭발을 통해 오누이별과 지구를 파괴하고 우주를 정복하려는 타이란의 음모를 막아낸다는 내용이다.
이번 공연을 위해 나다센터는 올해 3월 전국의 초등학교 5학년 이상 고등학교 2학년 이하의 청소년을 대상으로 엄격한 선발과정을 거쳐 24명을 선발했다.
선발된 청소년들은 3월부터 9월 초까지 매주 토요일과 일요일 2차례씩 대전 신탄진 인근의 나다센터에 모여 연습에 몰두해왔다. 노래, 춤, 연기 등 모든 과정이 영어로 진행된 ‘나로’는 영어교육은 물론 문화예술과 과학기술이 융합된 대표적 모범 사례다.
‘나로’의 또 다른 특징은 무대장치를 전혀 사용하지 않고 인터액티브(interactive) 영상과 레이저 아트, 직접 제작한 특수 장치 등을 사용해 무대의 첨단화를 시도했다는 점이다.
이밖에 한국의 고유한 설화인 ‘해와 달이 된 오누이’의 서사구조를 차용해 천문학적으로 탄탄한 시나리오가 기반이 됐다. 교육적으로는 청소년들에게 우주에 대한 꿈과 희망을 주는 한국 우주창조론을 재조명 했다는 점에서 주목할 만하다.
문화기술대학원 개원 5주년 기념공연이기도 한 우주 뮤지컬 ‘나로’는 문화기술대학원 구본철 교수가 총감독과 대본, 작곡을, 이민호씨가 연출을 맡았다.
한편, 안무가 정형일씨, 노래지도 제갈영아씨, 반주 김수현씨 등 스탭 외에도 문화기술대학원 학생들이 다수 참여하며 한국천문연구원(원장 박석재), 한국항공우주연구원(원장 이주진), LG 사랑의 다문화학교, SK브로드밴드에서 후원한다.
※ 용어설명
‘인터액티브(interactive) 영상’은 배우 또는 관객의 움직임 또는 여러가지 반응에 따라 영상이 변하는 것으로 주로 센서 또는 카메라를 이용하여 배우나 관객의 움직임을 감지하고 컴퓨터를 이용하여 그에 따라 영상이 조작되는 방법으로 구현됩니다.
2010.09.07
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김승우 기계공학과 교수 '측정과학상' 수상
우리대학 김승우 기계공학과 교수가 "세계측정의 날"을 기념하여 한국표준과학연구원에서 포상하는 "측정과학상" 수상자로 선정됐으며 시상식은 20일 오전 11시부터 한국표준과학연구원에서 기념행사와 함께 진행된다.
김교수는 지난 20여 년간 정밀 광계측 연구를 통해 측정과학기술 발전에 기여한 공로를 인정받았으며 지난해 10월에는 교육과학기술부와 한국연구재단으로부터 "이달의 과학기술자상" 수상자로 선정된 바 있다.
2010.05.19
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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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정하웅 물리학과 교수, ‘이달의 과학기술자상’ 수상
- 복잡계 네트워크 과학 분야 개척 및 응용 연구에 기여한 공로 -
교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 복잡계 네트워크 과학이라는 분야를 개척하고 활발한 학제간 융합연구를 통해 다양한 학문분야에서 독창적인 연구결과를선보인 정하웅 물리학과 교수(鄭夏雄, 43세)를 ‘이달의 과학기술자상’ 5월 수상자로 선정했다.
정 교수는 통계물리학을 이용하여 최근 집중적인 관심을 끌고 있는 “복잡계(Complex Systems)"라는 대상을 ‘네트워크’라는 개념을 이용하여 이해하는 새로운 시도를 통해 여러 학문 분야를 아우르는 융·복합연구를 성공적으로 이끌며 복잡계 네트워크 과학의 국제적 전문가로 평가받고 있다.
정 교수는 2003년부터 교육과학기술부와 한국연구재단의 선도기초과학연구실(ABRL), 중견연구자지원사업(도약연구) 등의 지원을 받아 『복잡계 네트워크의 구조와 동역학』에 관한 연구를 꾸준히 수행하였으며, 2008년부터는 복잡계 네트워크 과학을 활용한 미래 인터넷 모델링 연구를 수행하고 있다.
특히, 정 교수는 2008년 ‘도로교통망에서 개별 운전자들의 합리적인 행동이 교통체증이라는 사회적인 비용을 발생시킨다’는 사실을 네트워크 이론을 통해 계산하고, ‘무계획적인 도로확장이나 도로건설이 교통흐름에 오히려 해가 될 수도 있음’을 정량적으로 증명해 물리학을 비롯한 다양한 분야의 주목을 받았다.
본 연구결과는 연구 주제와 방법의 창의성과 다양한 응용가능성 때문에 물리학 분야 최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표되었을 뿐만 아니라 경제학 분야 최고 잡지인 ’이코노미스트(The Economist)‘에서도 주목할 만한 과학기술분야 논문으로 선정되는 등 다양한 국내외 언론의 주목을 받으며 커다란 관심을 끌었다.
또한, 시스템 생물학 분야의 세포 내 신진대사망의 강건성(robustness)이라는 현상을 가상세포 시뮬레이션을 이용하여 이론적으로 예측하였으며, 그 결과를 실험팀과의 공동 연구를 통해 증명하여 2007년 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재하였다.
이 연구는 네트워크 과학의 연구기법을 이용하여 세계에서 처음으로 필수대사물질의 체계적인 발굴을 통해 생명활동의 강건성 문제를 탐구하고, 나아가 신약 개발의 가능성을 열었다는 점에서 높이 평가받고 있다.
정 교수는 복잡계 및 통계물리 연구 분야에서 네이쳐 5편, 미국국립과학원회보(PNAS) 4편, 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 7편의 우수논문을 비롯한 총 피인용 횟수가 8,000번이 넘는 80여편의 논문을 발표하였으며, 생물학, 사회학, 화학공학 등 다양한 분야의 국제학회에서 기조/초청강연을 하는 등 복잡계 네트워크 과학 분야의 국제적인 전문가로 인정받고 있다.
또한 “KAIST 우수강의대상”을 수상하는 등 교육에서도 남다른 재능을 보이며 과학기술 엠배서더 활동 등 활발한 대중강연을 통해 물리학의 저변확대에도 힘쓰고 있다.
정 교수는 “이번 수상은 본인과 함께 열심히 연구해 준 복잡계 및 통계물리 연구실 대학원생들의 몫이며, 앞으로도 다양한 학제간 융복합 연구를 통해 더욱 창의적이고 탁월한 연구성과를 이루어 국가 기초과학 발전에 이바지하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.
2010.05.06
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한동수 칼럼, 소프트웨어 분야에서도 금메달을
우리학교 전산학과 한동수교수가
매일경제 2010년 3월 5일(금)자 칼럼을 실었다.
제목: [테마진단]소프트웨어 분야에서도 금메달을
신문: 매일경제, 오피니언
저자: 한동수(전산학과)교수
일시: 2010 / 3 / 5 (금)
기사보기:소프트웨어 분야에서도 금메달을
2010.03.05
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장순흥칼럼 원전수출 계속 돼야한다
장순흥 교학부총장이
우리나라의 400억 달러 규모 UAE(아랍에미레이트) 원자력 발전사업 프로젝트 수주 성공과 관련된 칼럼을 매일경제에 기고했다.
제목: [기고] 원전 수출 계속 돼야 한다
매체: 매일경제
저자: 장순흥 교수(원자력및양자공학과, 교학부총장)
일시: 2009/12/29 화
칼럼보기
http://news.mk.co.kr/outside/view.php?year=2009&no=666457
2009.12.28
조회수 10534
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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
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휴보아버지 오준호교수, 대통령표창 수상
우리학교 기계공학과 오준호 교수가 제4회 대한민국 로봇대상 및 로봇산업인의 밤 행사에서 최고의 영예인 "대통령 표창"을 수상했다. 정운찬 국무총리, 곽승준 대통령직속 미래기획위원장, 임채민 지경부 제1차관을 비롯한 로봇 산·학·연 관계자 등 200여명이 참석한 가운데 2009.12.3(목) 16:30부터 63시티 코스모스홀에서 개최된 이날 행사에서는 그 동안 로봇산업 경쟁력강화에 기여한 유공자 7명과 우수한 로봇제품 개발을 통해 로봇산업 발전에 기여한 6개 기업에 대해 포상을 실시했다.
로봇산업발전 유공자 부문에서 영예의 대통령 표창은 한국최초의 휴머노이드 로봇인 휴보(HUBO)를 개발함으로써 우리나라를 제2위의 휴머노이드 로봇개발국으로 도약시킨 우리학교 오준호 교수가 수상했으며, 국무총리 표창은 유콘시스템(주) 배진근 전무, 지식경제부 장관표창은 우리학교 산업디자인학과 김명석 교수, 한국기계연구원 경진호 책임연구원, 한성대학교 조혜경 교수, 현대로템(주) 이정엽 책임연구원, 전자신문사 배일한 미래팀장 등 7명이 수상했다.
한편, 올해의 우수 로봇제품을 선정하는 지능형로봇기술대상 부문 대통령상은 ‘로봇전용 액츄에이터’을 개발한 ‘(주)로보티즈(대표 김병수)’가 수상하였는데, 이 제품의 Dynamixel은 감속기, 제어기, 구동기 및 Network 기능 등을 일체형으로 구성하여 하나의 모듈로 만든 새로운 개념의 로봇전용 스마트 액츄에이터이다. 국무총리상은 (주)도담시스템스(대표 문영남), 지경부 장관상은 호야로봇(주)(대표 이소열), (주)엔티리서치(대표 김경황)에서 각각 수상했다.
이날 행사에서 정운찬 국무총리는 어려운 여건에도 불구하고 로봇산업 발전을 위해 노력한 로봇산업인들을 치하하며, “로봇이 미래 우리경제의 성장을 이끌어 갈 신성장동력이 될 것”이라고 강조하고, “로봇산업인들이 미래를 대비한 연구개발과 인력양성에 매진”해 줄 것을 당부했다. 또한, “로봇기술 강국으로 도약할 수 있도록 정부도 연구개발 예산을 확충하고, 규제를 과감히 개혁하여 기업의 투자여건을 개선” 할 것을 약속하기도 했다.
특히, 이번 행사에서 오준호 교수는 국내 최초 휴머노이드 로봇인 휴보의 달리기 기능 등이 시연되어 큰 관심을 끌었다. 휴머노이드 로봇의 달리기 공개 시연은 국내 최초로 세계에서 3번째이자 국가로는 일본에 이어 2번째로, 시속 3.6Km의 속력으로 두 발로 달림으로서 우리나라의 우수한 휴머노이드 로봇기술을 대내외에 과시했다. 이날 휴보는 뛰는 기능 이외에도 사람처럼 손목을 빙빙 돌리는 기능, 5개의 손가락에 센서가 들어있어 복잡한 형태의 물건을 떨어뜨리지 않고 쥐는 기능도 같이 선보였다. 개발책임자인 오준호 교수는 “앞으로 휴보가 더 빨리 달리고, 방향전환도 자유롭게 할 수 있도록 개발할 계획”이라고 밝혔다.
2009.12.04
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