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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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KAIST, ‘학생중심’ 으로 교수학습법 혁신한다.
- Education 3.0 프로그램 도입으로 학생중심 교수학습법 운영 -
- 온라인에선 자율 및 맞춤 학습, 강의실에선 상호 토론학습 -
우리 대학이 올 봄학기 부터 신입생 일부를 대상으로 에듀케이션 3.0 프로그램을 도입해 강의실 수업환경을 학생중심, 그룹중심, 토론중심으로 바꾼다.
에듀케이션 3.0은 전통적인 교수-학생의 단방향 강의전달 학습법을 혁신해 교수 및 학습의 질과 효율성을 높이기 위한 교수학습법 개선 프로그램이다.
학생들은 최신 정보통신기술을 활용해(IT-based) 시공간의 제약을 받지 않고 학습할 수 있으며 수준별 맞춤학습 제공으로 자기주도적(Independent)학습이 가능하다. 또한 선진대학과 강의 및 컨텐츠를 공유해 협력학습(Internationalized)을 할 수 있으며 교수-학생 간 또는 동료학생 간의 토론학습으로 상호 통합적 학습(Integrated)이 가능하다.
KAIST는 올 봄학기 신입생을 대상으로 미적분학, 일반화학, 신입생 설계과목 등 3개 시범과목을 운영하며 교과목 공모를 통해 단계적으로 확대할 방침이다.
올 해 신입생을 대상으로 지원자를 모집한 결과 미적분학에 201명, 일반화학에 163명이 지원해 신입생들이 새로운 학습방법에 큰 관심을 보였으며 과목당 48명을 선발했다
수업은 온라인 수업과 강의실 수업을 병행하여 진행한다.
학생들은 우선 온라인 학습 플랫폼인 KLMS(KAIST Learning Management System)에 접속해 교수가 사전에 준비한 강의비디오, 강의 슬라이드, 멀티미디어, 온라인 랩, 외부 동영상 등 디지털 자료를 반복해 학습하고 개인별 진도에 맞춘 학습을 한다. 궁금한 사항은 온라인에서 질문하고 과제도 온라인으로 제출한다.
강의실 수업은 최소 주 1회 실시하며 학생들은 온라인에서 학습한 내용을 학생과 교수, 학생과 학생들이 중심이 돼 질문하고 토론하며 그룹을 만들어 스스로 문제를 해결한다. 이 때 교수와 조교 2~4명은 교과목에 적합한 교수학습법으로 학생들과 상호작용한다.
이번 Education 3.0 프로그램을 위해 KAIST는 창의학습관에 강의시스템, 영상추적 시스템, A/V시스템, 원탁 책상, 글래스보드 등 최첨단 시설을 갖춘 전용강의실 1실을 구축했으며 학생들의 온라인 강의를 위한 학습플랫폼인 KLMS(KAIST Learning Mamagement System)도 개발 완료했다.
이와 같이 KAIST가 교육혁신을 향후 핵심 과제로 꼽은 데는 현재의 대량교육을 위한 ‘단방향 강의’ 방식으로는 미래사회와 기업이 요구하는 인재를 육성할 수 없다는 판단 때문이다.
이태억 KAIST Education 3.0 추진단장은 “대량교육을 위한 기존의 강의방식으로는 미래사회와 기업이 원하는 인재를 배출할 수 없다”며 “이공계 교육과 학습 방법이 문제해결능력과 창의성을 갖춘 인재를 배출 할 수 있도록 교수학습 패러다임이 변화돼야 한다”라고 말했다.
이 단장은 이어 “KAIST Education 3.0 프로그램은 최신 정보통신 기술을 활용해 교육 수요자인 학생중심의 학습법이며 대학 강의실 모습을 토론중심으로 바꾸는 미래지향적 학습법이다”라고 강조했다.
한편, 전 세계 일류대학들도 혁신적 교육개혁을 지속하고 있는 가운데 최근 매사추세츠공대(MIT)는 온라인에서 강의를 무상으로 공개하고 소정의 수업을 이수하고 시험에 통과하면 수료증까지 주는 MITX 프로그램 운영계획을 발표했다.
이를 통해 전 세계 모든 사람들은 세계 최고 수준의 고등교육 기회를 아무런 차별 없이 받을 수 있게 돼 MIT가 고등교육 혁명의 선두에 있다는 평가를 받고 있다.
2012.02.13
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바이오 및 뇌공학 연구의 선두주자, 최철희 교수
2011년 10월 21일 금요일 YTN 사이언스 "노벨원정대 사이언티스트" 프로그램에 바이오 및 뇌 공학연구의 선두주자로 우리 학교 바이오 및 뇌공학과 최철희 교수가 "세계최초! 근적외선 하지관류측정법 개발 극초단파레이저를 이용한 신경약물 전달법 개발!"이라는 주제로 방영됐다.
http://www.sciencetv.kr/_comm/pop_mov.php?s_mcd=0187&s_hcd=&key=201110211322425331
다큐멘터리에서는 당뇨병과 뇌질환 해결의 열쇠를 발견한 우리 학교 바이오 및 뇌공학과 최철희 교수에 대해 소개하고 있다.
기초생물학과 임상과학, 생물정보학, 바이오광학을 접목한 융합 연구의 선두 주자로서 당뇨병성 말초혈관 질환을 진단할 수 있는 신개념의 의료영상 기법과 극초단파레이저를 이용한 신경약물전달 기술의 개발 등 실제적인 융합 연구의 우수한 실적을 인정받아 노벨원정대 사이언티스트 여섯 번째 주인공으로 소개됐다.
2011.10.24
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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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꿈의 소재
- 초고성능의 차세대 전자소자 등에의 그래핀 응용가능성 높여 -
그간 개념상으로만 알려졌던 그래핀의 미세한 주름 구조와 도메인 구조, 그 구조들의 생성원리 및 열처리 공정을 통한 주름구조 제어 가능성이 우리 학교 연구진에 의해 최초로 규명되었다.
우리 학교 EEWS대학원 박정영 교수와 건국대 박배호 교수팀이 주도한 이번 연구 결과는 세계 3대 과학저널(네이처, 사이언스, 셀) 중 하나인 ‘사이언스(Science)’誌에 8월 중 게재될 예정이며, 이에 앞서 ‘사이언스 온라인 속보(Science Express)’에 7월 1일자(한국시간)로 소개되었다.
연구진은 기계적 박리법을 이용해 제작한 그래핀 박막을 원자힘 현미경을 이용하여 측정한 결과 물리적으로 똑같은 특성을 지닌 단일층 그래핀 내에서 마찰력이 현저히 다른 구역(비등방성 마찰력 도메인)이 존재하는 것을 발견하였다.
또한 연구진은 마찰력의 차이가 발생하는 원인을 밝히는 과정에서 그래핀에 잔주름의 방향이 다른 구역(domain, 도메인)이 존재함을 밝혔고, 적절한 열처리 공정을 이용하면 이런 구역구분이 없어지며 전체가 일정한 마찰력을 보이도록 재구성할 수 있음을 보였다.
연구진은 “본 연구는 주름구역의 존재를 최초로 확인하였다는 점과 주름구조의 제어 가능성을 보임으로써 휘어지는 전자소자 등에의 응용가능성을 한 단계 확장시켰다는데 의의가 있고, 향후 활발한 후속연구를 기대한다”라고 밝혔다.
본 연구의 특이한 점으로는 그래핀과 관련된 국내 최고의 전문가들인 서강대 정현식 교수팀, 성균관대 이창구 교수, KIAS 손영우 교수팀 등이 공동 연구에 참여했다는 점이다.
SiO2 기판위에 박리법으로 증착된 그래핀의 원자힘 현미경 이미지(좌), 마찰력 도메인 이미지(중앙), 마찰 도메인에서 예측한 잔주름 분포(우).
2011.07.01
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최한림 교수, 오토매티카 응용분야 논문상 수상
우리학교 항공우주공학과 최한림 교수가 한국인 최초로 ‘오토매티카 응용분야 논문상(Automatica Applications Paper Prize)’을 수상한다.
최 교수는 지난해 세계적 학술지 오토매티카(Automatica)에 ‘정확도 높은 예보를 위한 이동 센서의 연속적인 경로 계획법(Continuous Trajectory Planning of Mobile Sensors for Informative Forecasting)’이라는 주제로 발표한 논문의 중요성을 인정받은 데 따른 것이다.
이 논문에서 최 교수는 이동 센서 플랫폼(예 무인항공기, 자율로봇)을 위한 최적의 측정 경로를 생성함으로써 환경 변수(예 날씨, 오염물질전파)의 예측 성능을 향상시키는 문제를 다루고, 문제 해결을 위한 주요 이론 및 효율적인 알고리즘을 제시했다.
이번 연구는 최한림 교수와 미국 MIT 항공우주학과 조나단 하우(Jonathan How) 교수가 미국과학재단(National Science Foundation)의 지원을 받아 공동으로 수행했다.
시상식은 오는 8월 28일 ~ 9월 2일 이탈리아 밀라노에서 열리는 제18차 IFAC 총회(World Congress of the International Federation of Automatic Control)에서 갖는다.
※오토매티카(Automatica)
국제자동제어학회(International Federation of Automatic Control)에서 출간하는 학술지로 제어 및 자동화 분야에서 최고 권위를 자랑한다. 이 학술지는 1981년부터 3년에 한 번씩, 지난 3년간 게재된 논문 중, 조사, 이론, 응용 분야에서 가장 탁월한 논문 각 1편씩을 선정해 오토매티카 논문상(Automatica Paper Prize)을 수여하고 있다.
2011.05.11
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KAIST, 이강국 헌법재판소 소장 초청 강연
우리학교가 헌법재판소 이강국 소장(66세)을 초청, 오는 4월29일(금) 오후 4시 창의학습관 1층 터만홀에서 ‘헌법 재판의 오늘과 내일’이라는 주제로 리더십 강좌를 갖는다.
법조계 인사로서 초청받아 강연하는 이 소장은 서울대학교 법과대학을 졸업하고 1967년 제8회 사법시험에 합격했으며, 제4대 헌법재판소장으로 2007년 1월 취임했다.
KAIST 리더십 강좌는 사회 각계각층의 리더를 초청해 학생들의 식견과 사고의 폭을 넓혀주기 위한 프로그램이다.
2011.04.28
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신개념 심혈관질환 진단시스템 개발
- 심혈관질환 진단을 위한 호모시스테인 분석법 개발 연구에 큰 진보- 분석화학분야 세계적 학술지‘어널리티컬 케미스트리誌’4월호 표지논문 선정
신속하고 간편한 신개념 심혈관질환 진단시스템이 국내연구진에의해 개발됐다.
우리학교 생명화학공학과 박현규 교수는 대장균을 이용해 심혈관질환을 유발하는 혈액 속 호모시스테인(Homocysteine)의 농도를 분석하는 기술을 개발했다.
연구팀은 유전자 재조합을 통해 서로 다른 두 개의 생물발광 대장균 영양요구주를 만들어 호모시스테인에 대한 두 균주의 성장차이를 생물발광 신호로 분석했다.
이 기술은 많은 수의 혈액 샘플을 대량으로 동시에 분석할 수 있어 매우 경제적이기 때문에 최근 급성장하는 호모시스테인 정량검사 분야의 상업화에 커다란 진보를 일궈낸 것으로 평가받고 있다.
기존의 효소반응 또는 고성능 액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography)를 이용하는 방법은 비교적 긴 시간이 소요되며 가격이 비싼 단점이 있었다.
연구팀은 이를 극복해 아무런 추가 조작 없이 유전자 재조합 대장균을 배양하고 이에 따라 자동적으로 생성되는 발광신호를 측정함으로써 호모시스테인을 매우 신속하고 간편하게 측정할 수 있었다.
박현규 교수는 “이 기술은 심혈관질환을 유발하는 호모시스테인을 유전자 재조합 대장균을 이용해 정확하게 분석하는 신개념 분석법으로 학계에서 최초로 발표된 신기술이다”라고 말했다.
이번 연구는 그 중요성을 인정받아 분석화학 분야의 세계적인 학술지인 ‘어낼리티컬 케미스트리(Analytical Chemistry)’ 4월호(4월 15일자) 표지논문으로 선정됐다.
한편, 생명화학공학과 박현규 교수와 우민아 박사과정 학생이 주도한 이번 연구는 한국연구재단(이사장 오세정)이 시행하는 ‘중견연구자지원사업(도약연구)’의 지원을 받아 수행됐다.
2011.04.27
조회수 14432
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이광형 칼럼 3차원 창의력 개발법 아시나요
이광형 바이오 및 뇌 공학과 교수가
동아일보 2011년 3월 30일(수)자 칼럼을 실었다.
제목: 3차원 창의력 개발법 아시나요
신문: 동아일보
저자: 이광형 바이오 및 뇌 공학과 교수
일시: 2011년 3월 30일(수)
기사보기: 3차원 창의력 개발법 아시나요
2011.03.30
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김종득 칼럼 국회에 발목 잡힌 지식재산법안
김종득 생명화학공학과 교수가
한국경제 2010년 12월 2일(목)자 칼럼을 실었다.
제목: 국회에 발목 잡힌 지식재산법안
신문: 한국경제
저자: 김종득 생명화학공학과 교수
일시: 2010년 12월 2일(목)
기사보기: 국회에 발목 잡힌 지식재산법안
2010.12.02
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이홍규칼럼 인문학이란 마법을 생각해 볼 때
이홍규 경영과학과 교수가
중앙일보 2010년 11월 3일(수)자 칼럼을 실었다.
제목: 인문학이란 마법을 생각해 볼 때
신문: 중앙일보
저자: 이홍규 경영과학과 교수
일시: 2010년 11월 3일(수)
기사보기: 인문학이란 마법을 생각해 볼 때
2010.11.03
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