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이상엽교수, 한국생명공학특집호발간
- 바이오테크놀로지 저널, 우리나라 생명공학 특집호 발간- 공동 편집장인 KAIST 이상엽 교수가 한국 특집호 기획 발간- 우리나라 생명공학의 현황과 미래 관련 포럼, 논문 11편 수록독일 와일리(Wiley-VCH)社(1799년 설립, 209년 전통)가 발행하는 바이오테크놀로지 저널(Biotechnology Journal)이 5월호를 우리나라 생명공학에 관한 특집호로 발간했다. 이번 특집호는 이 학술지의 공동 편집장(Editors-in-Chief)을 맡고 있는 KAIST 생명화학공학과 및 바이오융합연구소 이상엽(李相燁, 44세) 특훈교수(LG화학 석좌교수)가 기획했다.
지난 2006년 1월에 창간된 국제학술지인 바이오테크놀로지 저널은 월간으로 발행되며, 각 호별로 특집 테마를 다루고 있다. 이번 특집호는 금년 5월부터 이 학술지의 공동편집장으로 활동하고 있는 이상엽 교수가 출판사 편집자인 바바라 젠슨(Barbara Janssens)의 협조하에 기획하게 되었으며, 우리나라 생명공학의 발전상 등 현황과 미래를 다룬 포럼과 한국학자 논문 11편을 수록했다.
실린 논문은 ▲한국생명공학연구원 생명공학정책연구센터 현병환 박사팀의 우리나라 생명공학의 로드맵인 바이오비전(BioVision) 2016 ▲미생물유전체 프론티어사업단의 김지현 박사팀의 우리나라의 미생물 게놈프로젝트에 대한 그간의 연구와 향후 전망 ▲KAIST 이상엽 교수팀의 시스템 생물학을 대사공학에 응용하는 전략 ▲조광현 교수팀의 칼슘신호전달 네트워크의 동적 분석 ▲광주과학기술원 김도한 교수팀의 심장병 모델에서의 전사체 분석 ▲KAIST 이균민 교수팀의 동물세포의 세포공학을 통한 치료용 단백질의 효율적인 생산 ▲한국생명공학연구원 강현아 박사팀의 메탄올 자화균에서의 단백질 당공학(glycoengineering) ▲KAIST 박태관 교수팀의 단백질 의약품의 인체내 전달 ▲포항공대 차형준 교수팀의 홍합유래의 접착단백질 생산과 응용 ▲서울대 김병기 교수팀의 다양한 생물 촉매반응을 가능케 하는 생촉매 개발 전략 ▲성균관대 심상준 교수팀의 환경으로부터 손쉬운 유해균 진단 등이다.
이번 특집호의 편집을 총괄한 이상엽 교수는 ‘대한민국의 생명공학-차세대 성장동력(Biotechnology in Korea - the next generation growth engine)’ 이라는 제하의 특집호 사설(editorial)에서 “휴대폰에서 HDTV, 자동차에서 유조선, 반도체칩에서 노트북 컴퓨터에 이르기까지 어느 나라를 가도 메이드인코리아를 찾는 것은 어렵지 않게 되었다. 그간 한국의 급속한 성장은 중공업과 전자정보통신 분야가 이끌어 왔다. 이제 한국은 생명공학을 차세대 국가 성장 동력으로 삼고자 한다.”고 의견을 밝혔다. 또한 우리나라의 반만년 역사 동안의 우수한 발효기술, 동의보감으로 대표되는 전통의학 등을 소개하였으며, 이제 한국의 생명공학은 바이오비전 2016으로 한 단계 더 도약을 시도한다고 기술했다. 李 교수는 “이번 특집호는 지면의 제약으로 인해 우리나라 생명공학 연구자들의 우수한 연구결과들을 많이 소개하지 못해 아쉽다. 빠른 시간 내에 우리나라 생명공학의 연구성과를 충분히 알릴 수 있는 ‘바이오텍-메이드인코리아’ 특집호 발간을 추진하겠다.”고 말했다.
2008.05.19
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장순흥 교수, 관련 분야 최다인용 논문 선정
- 세계최대 학술논문 출판사인 엘스비어社 선정, 열 및 물질전달 분야에서셀(Cell)誌 등을 발행하는 세계최대 학술논문 출판사인 엘스비어(Elsevier)社는 최근 장순흥(張舜興, 54) KAIST 원자력 및 양자공학과 교수가 저술한 논문이 ‘열 및 물질 전달’ 분야에서 지난 2002년부터 2005년까지 4년간 발표된 논문 중에서 가장 많이 인용된 논문 중 하나로 선정됐다고 발표했다. 지난 2005년, SCI 등록 학술지 중 ‘열 및 물질 전달’ 분야에서 가장 권위 있는 학술지 중 하나인 국제 열 및 물질 전달 학술지(International journal of heat and mass transfer)에 등재된 이 논문의 제목은 “순수한 표면의 수조 비등에서 Al2O3를 이용한 나노 유체의 비등 열전달 성능 및 현상(Boiling heat transfer performance and phenomena of Al2O3-waternano-fluids from a plain surface in a pool)”이다.
張 교수는 이 논문에서 당시 세계적으로 정확히 규명되지 않았던 나노 유체에 의한 임계열유속 증진 현상의 원인을 나노 입자의 침전에 의한 표면의 변화에 기인한다는 내용을 밝혔다. 이는 기존 연구들에서 제시된 임계열유속 증진 원인이 실제 실험과 모순되는 상황에서 적절한 해결 방법을 제시한 것이었다. 최근에는 이 논문의 결과가 향후 관련 연구 분야의 연구 방향을 이끌고 있다. ‘임계열유속’은 원자로 노심과 화력 발전소 보일러의 열원의 열을 제거할 수 있는 한계출력을 의미하며, 발전소 효율 및 안전성에 결정적인 영향을 주는 인자다. 논문에 따르면, 나노 유체는 임계열유속을 최대 150%까지 증진시킬 수 있으며, 발전소의 출력 및 안전성도 크게 증대시킬 수 있다. 또한 임계열유속 증진은 발전소 관련 산업뿐만 아니라, 핵융합로 실용화에도 결정적인 관건이 되며, IT분야와 같은 초소형 열 교환기의 설계에서도 중요한 요소이므로 이 연구의 파급 효과는 앞으로도 지속될 것으로 예상된다. 이 논문을 저술한 張 교수는 지난 26년간 임계열유속 분야와 원자력 안전 및 설계와 관련된 연구를 지속적으로 수행해 왔으며, 지난 2006년 6월에는 국제적인 학술 업적을 인정 받아 국제 원자력계의 최고의 영예인 미국 원자력학회(The American Nuclear Society) 학술상 수상 및 펠로우(Fellow)에 선정되기도 했다. 현재 KAIST 교학부총장을 역임하고 있다.
2008.04.29
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건설 및 환경공학과 최창근 교수, 공학분야 SCI 학술지 5종발간
우리학교 건설 및 환경공학과 최창근(崔暢根, 70) 명예교수가 5종의 공학분야 국제학술지를 창간, 과학기술논문인용색인(SCI)에 등재했다고 밝혔다.
崔 교수는 국내 토목과 건축 분야에 SCI급 학술지가 전무한 사실을 통감하고 지난 1993년 국내 최초로 이 분야 국제학술지인 ‘구조공학 및 역학誌(SEM, Structural Engineering and Mechanics)’를 창간했다. 그로부터 3년 뒤인 1996년 교수 개인이 발행하는 공학분야 순수 학술지로는 처음으로 SCI에 등재됐다.
국제학술지 ‘SEM’은 현재 전 세계 40여 개국에서 연간 350~400 편의 논문을 접수받고, 우수논문을 엄선하여 년 18회 출판하는 세계적 학술지로 도약했다. 그 후 1, 2년 간격으로 ▲풍공학과 구조誌(Wind and Structures, 1998년 창간, 2000년 SCI 등재) ▲철골구조 및 복합구조誌(Steel and Composite Structures, 2001창간, 2003년 SCI 등재) ▲컴퓨터와 콘크리트誌(Computers and Concrete, 2004창간, 2005년 SCI 등재) ▲스마트 구조 및 시스템誌(Smart Structures and Systems, 2005년 창간, 2005년 SCI 등재) 등의 국제학술지를 연이어 창간, 짧은 기간내 모두 SCI에 등재시켰다. 특히, ‘컴퓨터와 콘크리트誌’는 창간 1년, ‘스마트 구조 및 시스템誌’는 창간호부터 SCI에 등재되어 국내외적으로 학계의 주목을 받았다. 올해 창간되어 첫 호가 나온 ‘상호작용 및 다중스케일역학誌(Interaction and Multiscale Mechanics)’는 현재 SCI 등재 신청을 한 상태다.
崔 교수의 국내 발간 국제학술지 생존 비결은 논문원고의 접수부터 최종 발간된 학술지의 배포까지 전 과정을 최신 글로벌 스탠더드(Global standard)에 맞는 독자적인 시스템을 직접 구축하여 활용했기 때문이다. 현재 국내의 SCI등재 학술지는 37종으로 알려져 있으며, 이중 5종이 한 개인에 의해 SCI에 등록된 사례는 국내는 물론 국외에서도 드문 일이다. 국내의 SCI등재 학술지 대부분이 학회나 기관을 통한 국내 영문논문의 출판 및 배포 위주인 반면, 崔 교수가 발행하는 6종의 학술지는 국외기관 배포비중이 월등히 큰(약 80%) 국제적인 경쟁력을 가진 국내 발간 국제학술지라 할 수 있다.
현재 전 세계적으로 국제학술지 발행이라는 지식 산업은 엘스비어社(Elsevier), 스프링거社(Springer), 네이처社(Nature) 등 거대 국제출판사에 의해 독과점 상태다. 다른 나라의 국제학술지 신규 진입은 학회지 성격을 제외하고는 사실상 어려운 현실이다. 이런 환경에서 崔 교수가 국내에서 독자적으로 국제학술지를 발간한 것은 높이 평가할만하다.
崔 교수는 “국제학술지의 국내 발간은 우리 과학기술계의 국제적 위상을 높이고 국제적 최신 기술 정보를 접하는 창구가 된다. 경제적 측면에서도 미국, 영국, 독일, 네덜란드 등 극소수 선진국이 독점하고 있는 지식산업 분야에 한국이 진입할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 중요하다.”고 말했다.
<용어설명>
-과학기술논문인용색인(SCI)
과학기술논문인용색인(SCI, Scientific Citation Index)는 미국의 과학정보연구소(ISI, Institute for Scientific Information)가 전 세계 저명한 과학기술분야 학술지에 게재된 논문의 색인 및 인용정보를 수록한 세계적인 권위를 가진 데이터베이스다. ISI는 매년 전 세계에서 출판되는 과학기술분야 학술지 중 ISI의 자체 기준과 전문가의 심의를 거쳐 등재학술지를 결정한다.
SCI의 등재 여부는 해당 학술지의 권위를 평가하는 기준이 됨과 동시에 이런 학술지에 게재된 논문의 수준을 인정하는 척도가 된다. 뿐만 아니라 SCI에 등록된 학술지에 게재된 논문의 수는 바로 국가 및 대학(기관)간, 그리고 개인 학자간의 과학기술 연구 능력과 수준을 비교하는 척도가 되고 연구비 지원, 학위인정 및 학술상 심사 등에 중요한 자료로 활용되기도 한다.
2008.03.25
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KAIST, 연구계약 및 특허정책 개혁
- 연구 결과물에 대한 합리적인 지식재산권 기준 적용 - 국내 대학, 기업간 연구 풍토 개선하는 계기 마련- 선행 연구 합리적 보상, 후속 연구 활동 걸림돌 제거우리 학교는 올 3월부터 기업과 연구계약 시 선진대학 수준의 새로운 지식재산권 기준을 적용키로 했다.
국내 대학과 기업의 연구 계약은 주로 기업이 요구하는 조건으로 체결되어 왔다. 국내 기업은 연구비를 연구 대가로 인식, 결과물에 대한 기업 소유권과 연구관련 선행기술에 대한 무상 활용을 주장하고 있다. 기업이 연구결과에 대한 특허권을 소유하게 되면 선행 연구에 대한 권리도 침해되고 후속연구 결과도 기업에 종속되어 대학의 연구 활동이 위축된다. 이런 계약 형태는 대학의 기술이 기업에 종속될 수 밖에 없는 구조다.
우리 학교는 연구비를 연구결과물을 도출하기 위한 비용 개념으로 인식하고 지식재산권에 대한 새로운 기준을 마련, 기업과 연구계약에 적용키로 했다. 이번에 시행되는 세부 기준은 ▲연구결과에 대한 지식재산권은 KAIST가 단독 소유, 기업에는 라이센싱 옵션권 부여 ▲라이센싱 옵션권으로 전용 또는 통상실시권을 선택시 특허의 출원, 등록, 유지 비용은 기업이 부담 ▲공동소유 특허에 대해서는 기업, KAIST가 상호 승인없이 제3자에게 실시권 부여 가능 ▲전용실시권은 유상으로 독점적 권한을 가지며 제3자에게 실시권 부여 가능 ▲통상실시권은 무상으로 비독점적 권한을 가지며 제3자에게 실시권 부여 불가능 ▲연구수행 이전에 KAIST가 개발하고 보유한 선행 특허를 기업이 사용할 경우 별도 기술실시계약 체결 ▲시작품은 기업이 소유하되, 기자재와 연구시설은 KAIST가 소유한다 등이다. 이번에 실시하는 새로운 기준은 연구 결과물에 대한 지식재산권을 합리적으로 개선하여 대학과 기업이 상생할 수 있는 연구 환경을 마련하기 위함이다.
박선원(朴善遠) 산학협력단장은 “연구 결과물에 대한 사용권은 당연히 기업에 있으나 그 결과물 사용에 대한 대가 지급은 필수다. 또한 연구결과는 선행연구가 없이는 불가능하다. 선행연구에 대한 적절한 보상과 우수한 연구결과를 도출한 연구자에게 최소한의 혜택이 돌아갈 수 있도록 제도적인 장치가 필요하다”며 “지난해 10월 세계적 IT 기업인 M사가 작성해온 연구계약서를 보면 공동연구에서 연구비는 기업이 부담하고 연구 결과 발생한 지식재산권은 KAIST가 소유하는 조건이었다. 또한 특허권을 확보하는데 소요되는 비용은 기업이 부담하고 기업은 실시권만 가지며, 독점적 실시권의 사용시에는 로얄티에 대한 별도 계약을 체결한다는 내용이 명시되어 있었다. 현재 국내 기업들과의 연구 계약 조건과는 큰 차이가 있다”라고 말했다.
우리 학교는 1973년부터 기업과 연구 계약을 시작했고, 1974년 처음 특허출원을 했다. 지난해 기업과 연구계약은 292건, 계약 1건당 평균 연구비는 7천만원으로 해가 거듭될수록 계약 건당 연구비도 늘어나는 추세다.
반면, 연구결과로 발생되는 지식재산권에 대해서는 기업이 일방적으로 권리를 취하고 있다. 이런 연구계약 풍토에 대해 수년전부터 이의를 제기해 왔으나, 연구결과물인 특허권은 극히 일부만 학교 단독권리 또는 공동권리로 되고 대부분은 기업 권리로 계약되고 있다.
2008.02.13
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한상근칼럼 한단고기(桓檀古記)의 비과학
한상근(수리과학과) 교수가 한국일보 2008년 1월7일자에 "한단고기(桓檀古記)의 비과학"이라는 제목으로 칼럼을 기고했다.
제목 - [사이언스에세이] 한단고기(桓檀古記)의 비과학
저자 - 한상근 수리과학과 교수
매체 - 한국일보일자 - 2008.1.7(월)
칼럼보기 http://news.hankooki.com/ArticleView/ArticleView.php?url=opinion/200801/h2008010618063088710.htm&ver=v002
2008.01.07
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산디과 배상민 교수, 월드비젼 나눔 프로젝트에 디자인 기부
우리 학교 산업디자인학과 배상민 교수(裵相旻, 35)가 월드비젼, GS칼텍스가 후원하는 나눔 프로젝트에 디자인을 기부했다. 裵 교수는 이웃 사랑을 상징하는 십자가 형태를 접으면 주사위만한 정육면체로 변하는 mp3 player를 디자인했다. 기부상품의 상징성과 실용성을 고려하고 기능을 단순화하여 사용의 편리성에 디자인의 중점을 두었다.
나눔 프로젝트는 자선 상품의 구매를 통해 국내 저소득 가정 아동들의 교육사업을 후원하는 사회공헌 프로그램으로 수익금 전액을 기부한다.
裵 교수는 "디자인은 나눔이라는 메시지를 사회에 알리고 싶어 이 프로젝트에 참여하게 됐다. 디자이너가 사회에 직접적으로 공헌할 수 있는 기부 디자인의 좋은 예를 만들 수 있어 기쁘다“며, “나눔 MP3 Player는 구입시 월드비젼 어린이 합창단의 캐롤송이 들어있다. 연말연시 지인들에게 캐롤을 선물하듯 나눔 MP3 player를 선물하길 바란다”고 밝혔다.
나눔 프로젝트의 모든 수익금(약 5억원 예상)은 100% 불우 아동을 위한 장학금으로 사용되며, 나눔 MP3 player는 전국 GS칼텍스 충전소나 http://nanum.kixx.co.kr에서 구입할 수 있다.
2007.12.11
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장성주 교수 휴머노이드형 플라워봇 개발
장성주 교수 휴머노이드형 플라워봇 개발
KAIST 건설 및 환경 공학과의 장성주 교수가 개발한 세계 최초의 휴머노이드형 플라워봇 ‘로히니’가 파주 신도시 유비파크(http://www.ubi-park.co.kr/index_0.asp) 체험관에 설치되어 큰 관심을 불러 일으키고 있다. 로히니는 고개를 들거나 떨구는 동작, 꽃잎이 피고 지는 동작, 두 개의 가지를 이용해서 제스처를 구사하는 일이 가능하고 꽃잎과 줄기의 색깔을 바꾸어 감정을 표현할 수 있으며 RFID 태그를 통해 식별된 대화상대의 정보를 토대로 상황인지형 대화를 구사할 수 있다. 로히니는 유비쿼터스 홈 환경에서 지능형 디바이스들과 거주자를 연결하여 주거 내 상황의 모니터링과 제어를 매개하는 직관적이고 새로운 유형의 로봇형 이용자 인터페이스이다. 개발을 주도한 장성주 교수는 MIT 미디어랩에서 객원 연구원으로 근무하던 중 ‘지능형 건축 벽체(Smart Architectural Surface)’ 라는 다기능 첨단 디지털 벽체를 MIT와 공동 개발한 바 있고 현재 지능형 환경 디자인 연구실을 운영하면서 KAIST 미래도시 연구소(KIUSS) 유-스페이스 연구센터 디렉터를 겸하고 있다.
ROHINI를 개발한 건설 및 환경공학과 장성주 교수
파주 Ubi-Park 체험관 u-House에 전시된 ‘ROHINI’ 로봇
2007.11.14
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생명화공 정희태교수, 세계최초 액정 초미세 나노패턴소자 개발
- 15일자 네이처 머티리얼스誌 온라인판 게재- 나노-바이오 전자소자 산업분야에서 시장 선점 기대우리 학교 생명화학공학과 정희태(鄭喜台, 42) 교수 연구팀이 액정 디스플레이 (LCD)의 핵심소재로 잘 알려져 있는 액정물질을 이용, 나노기술의 핵심인 차세대 초미세 나노패턴소자를 세계최초로 개발했다. 관련 연구논문은 15일자 네이처 머티리얼스(Nature Materials)誌 온라인판에 게재된다. 나노패턴 제작은 차세대 초고밀도 반도체 메모리기술과 바이오칩 등 나노기술의 핵심분야다. 특히, 鄭 교수팀의 액정을 이용한 패턴구현은 기존의 패턴 방식에 비해 대면적을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 바이오 특성을 가지는 나노물질도 액정 패턴 내에 배열할 수 있다는 것이 큰 장점이다.
LCD를 구동하는 물질인 네마틱 액정과 달리 鄭 교수가 사용한 스메틱 액정은 LCD 응답특성이 매우 우수함에도 불구하고 자연적으로 존재하는 결함구조 때문에 LCD 구동물질로 사용하지 못하고 있다. 이러한 스메틱 액정은 기판의 표면특성에 따라서 무질서한 형태의 회오리 형 결함구조를 가진다. 이번 연구에서는 마이크로미터 수준의 직선이 새겨진 표면 처리된 실리콘 기판을 사용함으로써 무질서한 회오리 형태의 액정 결함구조를 규칙적으로 제어하였다(첨부 자료그림 참조). 특히 이 공정은 기존의 나노패턴에 적용하는 방식과 비교하여 제작시간을 수십 배 이상 줄일 수 있으며, 결함구조 내에 다른 형태의 기능성 물질도 규칙적으로 배열 할 수 있음을 확인하였다. 이는 다양한 형태의 패턴이 필요한 실제 반도체와 단백질 칩 등의 바이오 소자에 적용할 수 있는 가능성을 제시하고 있다 (자료그림 중 삽입사진 참조).
이번 연구결과로 LCD의 세계적 강국인 우리나라가 액정을 이용한 나노분야에서도 세계 최고의 원천기술을 갖게 되었다. 향후 액정을 이용한 새로운 응용의 신기원을 열게 되었으며, 나노-바이오 전자소자 산업분야에서 시장 선점 및 막대한 부가가치 창출 등을 통해 국가경쟁력 강화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 연성재료(Soft Materials)를 이용하여 나노패턴을 제조하는 기술은 전 세계적으로 나노-바이오 분야에서 큰 이슈가 되는 연구로써, 연구의 핵심은 바이오 및 광전자소자 응용을 위하여 대면적에서 결함이 없는 소재의 개발에 있다. 이번 鄭 교수팀이 적용한 액정은 결함구조를 가지는 대표적인 물질로서 지금까지 학계에서는 대면적 나노패턴이 불가능하다고 인식돼 왔다.
鄭 교수는 “이번 연구결과는 연성소재를 이용한 나노패턴소자 제작방식의 기존 개념을 완전히 뒤엎는 것이다. 결함을 없애야만 한다는 기존의 생각에서 탈피하여 결함을 규칙적으로 구현하면 패턴에 이용할 수 있다는 발상의 전환으로 대면적 나노패턴을 개발했다는데 의미가 있으며, 향후 나노분야 전반에 걸쳐 영향이 클 것” 이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 鄭 교수(교신저자)의 주도 하에 KAIST 물리학과 김만원 교수팀과 미국 캔트 주립대학의 액정센터 올래그 라브랜토비치(Oleg Lavrentovich)교수가 함께 일궈낸 성과다. 鄭 교수는 나노물질분야에서 사이언스, PNAS, Advanced Materials에 최정상급 논문을 다수 발표하는 등 나노물질 분야에서 차세대 주자로서 두각을 나타내고 있는 젊은 과학자다.
<해설>
액정: 유동성이 있으면서 고체적인 특성을 나타낸다. 전기적 특성이 매우 뛰어나 LCD 구동을 위한 핵심 물질로 사용된다. 네마틱, 스메틱, 콜레스테릭 등 다양한 종류의 액정이 존재한다. 현재 LCD에 사용하는 액정은 네마틱 액정이며 콜레스테릭 액정은 반사거울과 초정밀 온도계에 사용된다. 鄭 교수팀이 사용한 액정은 스메틱 액정으로서 네마틱 액정보다 자연계와 합성물질에서 더욱 많이 존재하고, 산업체와 학계에서 오랜기간 동안 연구해 왔음에도 불구하고 결함구조 등의 문제점으로 인하여 산업에 적용하지 못하고 있는 물질이다.
<첨부. 수 밀리미터 크기의 대면적 액정물질 나노패턴 현미경 사진>우측상단 삽입사진은 액정나노패턴내에 형광나노입자를 규칙적으로 포집한 리소그라피 제작사진
2007.10.15
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항공우주공학과 권세진, 심현철교수, 연료전지 무인기개발
- 액상 수소화물에서 수소추출, 연료전지스택에 공급하는 시스템 개발- 액체연료로는 세계최초, 무인기의 임무한계 획기적 연장 가능성 열어
우리 학교 항공우주공학과 권세진(權世震, 48, 사진왼쪽) 교수, 심현철(沈鉉哲, 38, 사진오른쪽) 교수 연구팀이 연료전지로 구동하는 소형 무인기를 개발했으며, 장시간 시험비행에 성공했다.
이번 연구개발 결과는 기존의 소형 무인기 동력원으로 사용되던 2차 전지를 대체할 수 있는 새로운 동력장치인 연료전지를 이용, 무인기의 임무 한계를 획기적으로 확장할 수 있는 가능성을 열었다는 데 큰 의의가 있다. 감시정찰을 목적으로 하는 소형 무인기는 미국 등 기술 선진국에서 실용화 되었으나, 동력원인 배터리의 에너지 밀도가 낮아 제한적인 임무수행만이 가능했다. 權 교수 연구팀이 개발한 무인기의 연료전지 동력장치는 소음이 없고 효율이 높으며, 액상 수소화물로부터 수소를 추출하기 때문에 기존의 배터리에 비해 에너지 밀도를 10배 이상 향상시켰다. 이번에 개발된 연료전지는 무인기 뿐 아니라 로봇의 전원으로도 사용이 기대된다.
▣ 개발배경연료전지는 차세대 동력원으로 세계 각국에서 개발경쟁이 치열하다. 국내에서도 몇몇 전자 및 화학 업체에서 노트북 컴퓨터용 연료전지를 개발하여 시연한 바가 있고, 자동차 회사에서는 엔진을 대체하기 위한 연료전지를 연구 중에 있다. 그러나 연료전지의 우수성이 잘 나타날 수 있으며 연료전지가 아니면 구현 자체가 어려운 장치는 무인기나 로봇 등과 같은 소형 모바일 시스템이다. 미국의 해군연구소와 조지아공대(Georgia Tech)의 연구팀이 연료전지 무인기를 연구해 왔으나, 이들은 고압의 수소가스를 저장하여 사용하므로, 에너지 밀도를 높이는 데에는 실패했다. 또한 연료 재보급을 위한 시설 등 운용상의 문제점도 가지고 있다. KAIST의 權 교수 연구팀은 액상 수소화물에서 수소를 추출하여 연료전지 스택에 공급하는 시스템을 개발했으며, 이를 시험용 무인기에 탑재하여 장시간 안정적으로 시험비행 하는데 성공했다.
▣ 핵심기술의 내용權 교수팀에서 사용한 연료인 수소화붕소나트륨(NaBH4)은 불연성이고 안정한 친환경 물질로써, 취급이 용이하고 수소 함량이 높다. 이 물질로부터 추출된 수소는 순도가 높기 때문에 연료전지 시스템 적용이 수월하다. <그림 1>은 프로펠러를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다. 수화물을 가수분해하는 촉매 반응기, 전기를 발생하는 연료전지 스택, 동력을 충전 및 공급하는 동력제어장치, 프로펠러를 구동하는 전기모터로 이루어져 있다. 촉매 반응기에서 가수분해 과정을 통해 발생한 수소는 연료전지 스택에서 전기를 발생한다. 전기에너지는 동력제어장치에 충전되었다가 출력 요구 시 전동모터를 구동한다. <그림 2>는 동력발생 장치를 무인기에 탑재한 모습이다. 이번에 개발된 연료전지 무인기는 무게 2kg(연료전지시스템 750g 포함)으로써 500g의 연료를 싣고 10시간 이상 비행할 수 있다. 이는 배터리 동력원을 갖는 기존 무인기 항속시간의 10배에 달한다.
<그림 1> 동력계통의 구성
<그림 2> 동력 장치가 탑재된 무인기
<그림3> 무인기가 비행하는 광경
2007.10.12
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김학성 교수, 연구논문 독일화학誌 인터넷판 게재
- 비 표지방식에 의한 단백질 활성의 고감도 측정기술 개발- 세포 내에서 단백질 수식(Post-translational modification) 및 신호전달 연구와 신약 후보 물질의 스크리닝 등 생명공학 분야에서 광범위하게 활용될 수 있는 기반 기술
우리 학교 생명과학과 김학성(金學成) 교수 / 김영필(金英必, 박사과정) 연구팀은 독일의 권위 있는 학술지인 안게반테 케미(Angewandte Chemie)誌에 이차이온 질량분석기를 이용한 단백질 활성 분석방법을 8월 1일자 인터넷 판에 발표했다. 이 연구는 한국표준과학연구원 나노바이오융합연구단 이태걸 박사팀과 공동으로 진행됐다.
생체 내에서 단백질의 수식(post-translational modification)에 관련된 다양한 단백질 및 효소는 세포내 신호전달에 핵심적인 역할을 담당하며 세포의 분열, 성장, 사멸과정을 정교하게 조절하고 있다.
단백질 키나제(protein kinase)는 단백질의 특정아미노산을 인산화 시켜 세포 내 다양한 신호전달 및 질병 메카니즘과 밀접하게 연관되어 있다. 따라서, 이러한 단백질의 수식에 관련된 단백질의 활성을 고감도로 정확하게 측정할 수 있는 방법은 세포내 신호전달 기작은 물론 신약개발에 광범위하게 활용될 수 있다.
최근에 개발된 백혈병 치료제인 글리벡은 세포의 증식 (proliferation)에 관련된 단백질 키나제의 활성 저해제다. 기존에는 주로 항체에 다양한 표지물질 (형광 혹은 효소)을 부착하여 측정하는 방법을 사용하였기 때문에 시간이 많이 소요되고 다양한 단백질 키나아제의 활성을 정확하고 빠르게 측정하기가 어려웠다.
金 교수팀은 금 나노입자(gold nanoparticle)와 이차이온 질량분석기 (secondary ion mass spectrometry)를 활용하여 고감도로 단백질 키나제의 활성을 측정하고 동시에 단백질 저해제를 분석할 수 있는 방법을 개발했다. 다양한 칩 표면에 금 나노입자를 부착하고 생체물질을 결합한 후 이온 빔을 조사하게 되면 생체물질의 질량신호를 얻을 수가 있다. 단백질 키나아제의 기질로서 사용되는 펩타이드의 질량신호가 금 나노입자에 의해 수 십배 증폭되는 점에 착안했다.
기존 질량분석기 중 매트릭스 보조된 레이저 탈착/이온화 질량분석기 (MALDI-MS)의 경우는 첨가된 매트릭스(matrix)의 불균일한 분포로 인해 정량분석에 큰 한계가 있었다.
연구팀에서는 매트릭스가 필요 없는 이차이온 질량분석기와 균일한 표면의 금 나노 입자층을 사용하여 신호를 증폭함으로써 고감도의 정량분석이 가능하게 했다. 이 측정방법은 다른 측정방법에 비해 표면 감도가 매우 우수하여 단위면적당(mm2) 수십 펨토몰(fmol) 수준의 생체물질을 검출할 수 있다.
또한 해상력이 뛰어나 표면 생체물질의 질량분포를 이미징을 통해 손쉽게 스크리닝 할 수 있다. 칩 표면에 서로 다른 기질을 사용할 경우 다양한 단백질 키나아제의 활성을 동시에 분석할 수 있음을 확인했다.
金 교수팀이 개발한 기술은 키나아제 이외에도 포스포타제 (phosphotase), 프로티아제 (protease), 아세틸라아제 (acetylase), 메틸전이효소 (methyltransferase) 등을 포함한 단백질 수식에 적용할 수 있기 때문에 생명과학 및 생명공학 분야에 다양하게 활용할 수 있다. 다양한 단백질 활성 저해제 (inhibitor)를 손쉽게 탐색할 수 있어 신약개발에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 현재 미국특허 출원 중이며 국내특허 등록을 완료했다.
< 용어 설명 >비 표지방식 (label-free method) : 단백질 존재의 유무를 판별하기 위해서는 표지물질로서 단백질과 강하게 결합하는 항체에 흡광물질, 형광물질, 화학발광체 등의 표지자를 부착시킨 것을 사용하게 되는데 비 표지방식은 이와 같은 표지물질을 사용하지 않고 측정할 수 있는 것을 의미한다.
단백질 번역 후 수식과정 (post-translational modification): 합성된 단백질에 "기능"을 부여하는 과정이다. 즉, 세포 내에서 단백질이 합성 (번역과정이라고 함)된 이후 단백질의 특정 아미노산 부위에 인산기, 아세트산기, 메틸기, 혹은 탄수화물 등과 같은 다양한 기능기가 수식화 되는데 이는 단백질의 기능을 활성화하거나 억제하는 데 직접적으로 관여한다. 이 과정은 생체 내에 있는 다양한 효소에 의해 수행된다.
키나아제(kinase) : 다양한 단백질에 인산기를 붙여주는 효소로서 인체 내에는 약 500 종류 이상의 키나아제가 존재한다.
펨토몰 (fmol) : 1몰 (6.02x1023에 해당되는 분자수)의 10‒15에 해당되는 크기
2007.08.02
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하이테크 대전 창업경진대회 금상 수상
- 제3회 하이테크 대전 창업경진대회 금상 수상- 복잡한 웹페이지 주소를 짧고 의미있는 주소로 변환하는 시스템 개발
KAIST 생명화학공학과 김상훈, 채송화, 이동헌학생은 ‘웹페이지 주소 클리핑 시스템’을 개발하여 지난 21일 열린 제3회 하이테크 대전 창업경진대회에서 예비창업부문 1등, 금상을 수상하였다.
지금까지의 웹페이지 주소 단순화 서비스는 특수문자가 섞여 길고 복잡하였다. 인터넷 웹페이지 주소(URL)를 입력하면 의미 없는 랜덤한 단어와 숫자 등의 조합으로 새 주소를 생성해주는 방식이었다. 이 경우 단순화한 URL을 기억하기 힘들기 때문에 다른 사람과 공유하거나 여러 번 사용하기가 어려운 단점이 있었다.
하지만 ‘웹페이지 주소 클리핑 시스템’은 복잡하고 의미 없는 긴 주소를 짧게 만들어 주는 이점이 있다. 주소 단순화 서비스를 개선, 사용자가 원하는 자신만의 주소로 바꿔주는 고유 주소 서비스를 제공한다. 또한 사용횟수가 많은 클리핑 주소에 대한 통계 및 랭킹 정보를 제공한다.
김상훈, 채송화 학생은 이 기술을 바탕으로 KAIST 기업가정신연구센터 양태용 교수와 김인수 연구원의 도움을 받아 ‘유알엘클립’ 창업을 준비 중이다. 현재 개인 클리핑 라이브러리, 기업 호스트네임 서비스 등으로 영역을 확장하고 사용자의 편의성을 더욱 높이기 위해 툴바, RSS 서비스 등을 개발 중이다. (RSS서비스 :RDF, Rich Site Summary의 약자. 뉴스나 블로그와 같이 컨텐츠 업데이트가 자주일어나는 웹사이트에서 업데트된 정보를 자동적으로 쉽게 사용자들에게 제공하기 위한 서비스)
유알엘클립(http://www.urlclip.net)은 차세대 포털로써 웹페이지 주소 클리핑 서비스를 기반으로 여러 가지 개인화 서비스 제공이 가능할 것으로 전망하고 있다. 또한 본 서비스는 유용한 컨텐츠에 대한 접근성을 향상시키기를 원하는 개인은 물론, 기업의 수요가 많을 것으로 기대하고 있다.
김상훈 씨는 “지도교수이자 자문위원인 KAIST 생명화학공학과 박선원 교수의 도움과 지원으로 개발기술을 사업화하려는 생각을 했다”며 “이 기술이 실생활에 적용될 경우 많은 사용자들이 좀 더 편리하게 인터넷을 사용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
나래팀은 지난 4월 한국과학기술원 및 한밭대학교가 주최한 제2회 Pre-Star Venture 창업경진대회에서 대상을 수상한 경력이 있으며 현재 본 기술에 대해 특허를 출원 중이다.
문의) KAIST 생명화학공학과 김상훈 (HP: 010-4754-9947)KAIST 생명화학공학과 채송화 (HP: 010-7223-9947)홈페이지: http://www.urlclip.net이메일: urlclip@urlclip.net
2007.05.31
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KAIST 국방무인화기술 특화연구센터 개소
- 한국형 미래 무인화 무기체계 개발 연구 본격 추진 - 국내 14개 대학 참여, 9년간 총 103억원의 사업비 소요 - 4월 5일(목) 오후 2시 KAIST 기계공학동에서 개소식
미래전쟁의 변화를 예측하고 이를 대비하기 위한 한국형 미래 무인화 무기체계 개발 연구가 KAIST에서 본격 추진된다.
KAIST(총장 서남표)는 방위사업청 지정 ‘국방무인화기술 특화연구센터’ 개소식을 4월 5일(목) KAIST 기계공학동에서 가졌다.
국방무인화기술 특화연구센터는 한국형 미래 무인화 무기체계개발을 위한 기초연구를 수행하고, 지능형 로봇 기술의 군사 응용을 위한 기반 구축과 국방 무인화 기술 분야의 전문 인력을 양성한다.
센터에는 KAIST, 서울대, 포항공대를 비롯하여 총 14개 대학이 참여하여 ▲자율주행기술연구실 ▲자율운항기술연구실 ▲자율비행기술연구실 ▲로봇메커니즘 및 제어연구실 ▲무인화 체계 운용 및 통신망 연구실 등 5개 연구실에서 26개 세부과제를 수행하게 된다. 사업기간은 2007년부터 2015년까지 9년간으로 총 103억원의 사업비가 소요될 예정이다. 해외협력기관은 스탠퍼드대, 카네기멜론대 등 16개 대학, 참여산업체는 삼성테크원, 넥스원 퓨처 등 16개사, 자문기관은 한국기계연구원, 한국항공우주연구원 등 6개 기관이 참여한다.
김수현(金秀鉉) 센터장은 “미래戰에서는 인명 손실을 최소화하고 무인전투능력을 확보하기 위해 무인화 로봇 시스템, 무인지상차량 로봇, 무인항공기, 무인운항로봇 등을 개발하는 것이 중요하다. 선진국은 첨단 군사과학기술과 정보력의 중요성을 인식하여 미래戰에 대한 군사혁신을 시도하고 있으며, 특히 전투의 효율성 증대와 인명 손실 최소화를 위해 군사용 로봇에 집중적인 투자를 하고 있다.” 며, “한국형 무인무기체계 개발에 필요한 기술 기반을 구축하여 해외 기술 의존도를 감소시키고, 민간산업 기술과 상호보완적으로 발전시켜 유비쿼터스 로봇기술이 접목되는 산업발전에도 기여하겠다“고 소감을 밝혔다.
2007.04.16
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