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장호종 교수 연구팀 ‘지능형 자동방역시스템’ 개발
우리 대학 IT융합연구소(소장 이준구) 융합센서팀이 코로나 19 등 감염병 대비 지능형 능동 방역 시스템을 14일 대전 문화예술의 전당에서 시연했다. 장호종 교수 연구팀의 ‘지능형 자동방역시스템’은 코로나19 장기화에 따른 시민 불안을 잠재우고 사회·경제적 피해를 최소화하기 위해 개발됐다. 지하도상가, 대합실, 화장실 등 불특정 다수가 사용하는 다중이용시설에 설치하는 시스템으로 감염병 상시모니터링, 조기경보, 긴급 방역, 공간 살균 및 악취 저감 등을 체계적으로 관리할 수 있다. 또한, 인공지능 및 디지털 트윈 기술을 활용해 확진자 이동동선 알림 및 예측 방역도 가능하다.
연구팀이 개발한 시스템은 디지털 트윈 기반의 실시간 공간 분석, 인체 무해 파장대(405nm) 광원 및 소독액이 능동적으로 동작하는 공간 살균, 광대역 이동통신망 기반 중앙관제 시스템 구축 등 타 방역 시스템과의 차별화된 기술을 바탕으로 감염 위험도가 높은 공간에 대한 상시/긴급 방역 서비스를 제공할 수 있다. 이번 성과는 우리 대학의 원천 기술과 (주)오티에스, ㈜아이원, ㈜이원OMS, 삼정바이오싸이언스, ㈜인컴바이오, 플레어, ㈜유사이언스, 스마트프로, 아이리스, 인트세인, 파인씨앤아이등 11개 대전 지역 기업의 핵심 기술을 활용해 완성했다.
총괄 책임자인 장호종 교수는 “현재 가장 큰 사회 문제 중 하나인 감염병에 대한 시민들의 불안감이 조금이나마 해소되길 바란다”라며, “향후 스마트시티 플랫폼과 연동해 상시모니터링, 조기 경보, 긴급 방역 관리가 체계적으로 관리 되는 시스템을 완성하겠다”라고 밝혔다.
지능형 자동방역시스템은 대전시 토지정보과의 주도로 공유재산심의회, 대전세종연구원의 검토를 통해 필요성을 검증받았다. 대전시는 전국 최초로 엑스포 시민광장 화장실, 유성온천역, 시청역 등에 설치했으며, 안전성 및 효능을 검증한 뒤 설치 장소를 늘려갈 계획이다. 한편, 14일 열린 시연회에는 허태정 대전시장, 이광형 총장, 윤병문 대전디자인진흥원장 등이 참석했다.
2021.06.18
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빛 투과율 조절하는 능동형 광학 필름 개발
우리 대학 연구진이 기존 창호시스템을 교체하지 않고서도 투과율을 큰 폭으로 자유롭게 조절할 수 있는 에너지 절감형 스마트 윈도우 등으로 활용이 가능한 새로운 광학 필름 제작 기술을 개발했다.
우리 대학 신소재공학과 전석우 교수와 건설및환경공학과 홍정욱 교수·신소재공학과 신종화 교수 공동연구팀이 3차원 나노 복합체를 이용, 에너지의 효율적인 신축변형을 통해 세계 최고 수준의 가시광 투과율 조절이 가능한 능동형 광학 필름을 개발하는데 성공했다고 14일 밝혔다.
전석우 교수와 홍정욱 교수가 교신 저자로, 조동휘 박사과정 학생과 신라대학교 심영석 교수가 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 재료 분야의 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 4월 26일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: High-Contrast Optical Modulation from Strain-Induced Nanogaps at Three-Dimensional Heterogeneous Interfaces)
해당 연구진들은 정렬된 3차원 나노 네트워크에 기반한 신축성 나노 복합체를 이용해, 가시광 투과율을 최대 90%에서 16%까지 조절 가능한 넓은 면적의 광학 필름 제작에 필요한 원천 기술을 확보했다. 약 74%의 범위를 갖는 이는 평균적으로 46%의 범위를 가졌던 기존 2차원 필름의 수준을 훨씬 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술이다.
최근 제로 에너지 빌딩, 스마트 윈도우, 사생활 보호 등 에너지 저감/감성 혁신 응용에 대한 관심이 급증함에 따라, 능동형 광학 변조 기술이 주목받고 있다. 기존 외부 자극 (전기/열/빛 등)을 이용한 능동형 광학 변조 기술은 느린 반응속도와 불필요한 색 변화를 동반하고 낮은 안정성 등의 이유로 선글라스, 쇼케이스, 광고 등 매우 제한적인 분야에 적용돼왔기 때문에 현재 새로운 형태의 광학 변조 기술 개발이 활발히 진행 중이다.
에너지 효율적인 신축 변형을 이용한 광학 변조 기술은 비교적 간단한 구동 원리와 낮은 에너지 소비로 효율적으로 투과율을 제어할 수 있는 장점을 지녀 그동안 학계 및 관련 업계에서 집중적인 관심을 받아왔다. 그러나 기존 연구에서 보고된 광 산란 제어를 유도하는 구조는 대부분 광학 밀도가 낮은 2차원 표면 구조에 기반하기 때문에 좁은 투과율 변화 범위를 갖고, 물 등 외부 매질과 인접할 때 광학 변조기능을 잃는 문제를 가지고 있다. 특히, 비 정렬 구조에 바탕을 두고 있어 광학 변조 특성이 균일하지 못해서 넓은 면적으로 만들기도 힘들다.
연구팀은 정렬된 3차원 나노구조 제작에 효과적인 근접장 나노패터닝 (PnP, Proximity-field nanopatterning) 기술과 산화물 증착(증기를 표면에 얇은 막으로 입힘)을 정교하게 제어할 수 있는 원자층 증착법 (ALD, Atomic layer deposition)을 이용했다. 이에 주기적인 3차원 나노쉘 (nanoshell) 구조의 알루미나 (alumina)가 탄성중합체에 삽입된 신축성 3차원 나노복합체 필름을 현존하는 광학 변조 필름 중 가장 큰 면적인 3인치×3인치 크기로 제작하는 데 성공했다.
광학 필름을 약 60% 범위에서 당겨 늘리는 경우, 산화물과 탄성중합체의 경계면에서 발생하는 수없이 많고 작은 구멍에서 빛의 산란 현상이 발생하는데 연구진은 이를 이용해 세계 최고 수준의 가시광 투과율 조절 범위인 약 74%를 달성했다. 동시에 10,000회에 걸친 반복적인 구동 시험과 굽힘과 뒤틀림 등 거친 변형, 70℃ 이내 고온 환경에서의 구동, 물속에서의 구동 특성 등을 확인한 결과 높은 내구성과 안정성을 확인했다. 이와 함께 재료역학적‧광학적 이론 해석을 바탕으로 경계면에서 발생하는 광 산란 현상 메커니즘도 규명하는 데 성공했다.
전 교수 공동연구팀이 개발한 이 기술은 기존 창호 시스템 교체 없이도, 간단한 얇은 필름 형태로 유리 표면에 부착함으로써 투과율 조절이 가능한 에너지 절감형 스마트 윈도우로 활용이 가능하다. 이 밖에 두루마리 타입의 빔프로젝터 스크린 응용 등 감성 혁신적인 폭넓은 응용이 가능할 것으로 기대된다.
이번 연구는 한국연구재단 원천기술개발사업의 다부처 공동사업과 글로벌 프론티어 사업, 그리고 이공분야기초개발사업의 지원을 통해 수행됐다.
2020.05.14
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이광형 칼럼 슈퍼파워 미국 이후 세계에 대비해야
이광형 바이오 및 뇌 공학과 교수가
동아일보 2011년 8월 19일(수)자 칼럼을 실었다.
제목: 슈퍼파워 미국 이후 세계에 대비해야
신문: 동아일보
저자: 이광형 바이오 및 뇌 공학과 교수
일시: 2011년 8월 19일(금)
기사보기: 슈퍼파워 미국 이후 세계에 대비해야
2011.08.19
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건설및환경공학과 논문지수 세계최고
우리학교 건설 및 환경공학과의 1인당 논문 지수가 미국 최상위 5개 대학보다 더 높은 것으로 나타나 주목을 끌고 있다.
지난 9월 25일자 중앙일보 대학평가 보도에 따르면, KAIST 건설및환경공학과의 교수대비 논문수는 3.2편으로 미국 최상위권 대학인 스탠퍼드 대학(2.9편)이나 조지아공대(2.3편)을 앞선 것으로 분석됐다.
특히 국내대학 학과평가에서 15년동안 부동의 1위를 하였을 뿐만 아니라, 금년의 경우에는 2위와의 격차가 너무커서 아예 평가순위에서 제외하고 해외대학과 비교를 시도하였다고 중앙일보는 보도하고 있다.
관련기사 : http://article.joins.com/article/article.asp?ctg=12&Total_ID=3793233
2009.09.28
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