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의과학대학원, 한국원자력의학원 방사선의학연구소와 학술 및 연구 협약 체결
우리 대학 의과학대학원(원장 한용만)과 한국원자력의학원(원장 최창운) 방사선의학연구소(소장 황상구)는 9일(수) 오전 11시 KAIST 의과학연구센터에서 상호협력을 위한 협약(MOU)을 체결했다.
이번 협약을 통해 양 기관은 방사선 및 생명의과학 분야의 관련 기술 발전과 전문 인력 양성을 위해 학술 및 연구 분야에서 긴밀하게 협력할 예정이다.
구체적 협력 사항으로 ▲ 공동연구 및 학술활동 추진 ▲ 전문 인력의 상호 교류 및 정보 개방 ▲ 상호 기술력 향상을 위한 교육프로그램 개발 ▲ 연구시설의 상호 이용 등이 제시됐다.
한용만 의과학대학원장은 "암 등 난치질환 해결에 풀어야 할 많은 난제들이 있는데, 두 기관의 협력 하에 기초의학과 방사선의학의 융합연구를 통하여 새로운 돌파구를 마련할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
황상구 원자력의학원 방사선의학연구소장은 "오늘 체결되는 협약을 기반으로 두 기관의 연구자들이 암치료기법 개발과 방사선의학 분야에서 다양한 공동연구를 추진할 것으로 기대한다”고 말했다.
본 협약을 통한 두 기관의 협력은 향후 우리나라 암 연구 및 치료기법 발전에 기여할 것으로 기대된다.
2004년 설립된 KAIST 의과학대학원은 의과대학(치대, 한의대 포함)을 졸업한 의사(치과의사, 한의사 포함)를 대상으로 기초의과학과 의공학을 교육하는 전문대학원이다. 의과학, 생명과학, 의공학 분야의 다학제적 교육과 연구를 통해 기초의과학과 임상의학을 연계하는 의사과학자(M.D.-Ph.D)를 양성하고 있다.
2007년 한국원자력의학원 독립법인 출범과 함께 조직된 방사선의학연구소는 방사선 의학기술의 선진화를 통하여 국민 보건 증진과 삶의 질 향상을 목표로 방사선종양학, 핵의학, 방사선생명학, 의공학, 생명공학기술 등을 기반으로 한 방사선 및 방사성동위원소의 의학적 이용 연구에 매진하고 있다.
2016.11.09 조회수 11952 -
이해신 교수, 찔러도 출혈 없는 주사바늘 개발
우리 대학 화학과 이해신 교수 연구팀이 홍합이 가진 접착 기능을 모방한 생체 재료를 이용해 찔러도 출혈이 없는 주사바늘을 개발했다.
이번 연구결과는 재료 분야의 네이처 자매지 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’ 10월 3일자 온라인 판에 게재됐다.
모든 의료 처치에서 주사바늘의 사용은 필수이다. 혈액채취, 링거, 카테터, 스텐트 삽입, 약물 및 백신 주사 등 상당수 의료적 처치는 모두 주사바늘을 통해 이뤄진다. 처치 후에는 환부를 수 분 가량 압박해 지혈을 한다.
압박만으로도 건강한 일반인들은 3분 내외로 효과적 지혈을 할 수 있지만 장기입원중인 암 환자, 당뇨병, 혈우병, 아스피린 장기 복용 환자 등은 정상적인 지혈이 어렵거나 불가능한 경우가 많다.
주사바늘에 코팅되는 지혈 재료는 주사 전에는 주사바늘의 표면에 단단히 코팅돼야 하고 주사 후에는 혈관내벽 또는 피부에 부착돼 지혈 기능을 수행해야 한다. 따라서 기계적 물성이 강한 필름형태의 지혈 재료를 사용하는 것이 중요하다.
그러나 기존의 지혈 재료들은 기계적 물성이 약해 주사 과정에서 발생하는 마찰력을 견디지 못하는 한계를 가졌다.
연구팀은 문제 해결을 위해 홍합의 특성을 이용했다. 홍합이 섬유 형태의 족사(어패류의 몸에서 나오는 경단백질의 강인한 섬유다발, )를 이용해 강한 파도가 치는 해안가의 바위에서도 단단히 붙어 생존하는 현상에 착안해 홍합 족사의 구조를 모방했다.
이러한 접착성을 의료기술과 결합하면 수분이 70% 이상 존재하는 생체 환경에서도 우수한 접착 능력을 기대할 수 있다. 연구팀은 이전에도 이를 이용한 다양한 지혈 재료들을 개발해 왔다.
연구팀의 찔러도 피가 나지 않는 주사바늘은 일반 주사바늘에 지혈재료를 코팅해 주사 후에 상처부위를 물리적으로 막아 자발적으로 지혈할 수 있게 만드는 기술이다.
홍합 족사 구조에 존재하는 카테콜아민 성분을 도입한 접착성 키토산을 이용해 주사바늘 위에 지혈기능성 필름을 형성했다. 이후 혈액에 필름이 닿으면 하이드로젤 형태로 순간적으로 전이되면서 지혈 현상이 발생하는 것이다.
이 기술은 지혈 기능에 문제를 갖는 당뇨병, 혈우병, 암 환자와 아스피린 복용자 등에게 적용 가능할 것으로 기대된다.
이해신 교수는 “개발된 기술은 모든 혈관 및 근육 주사에 효과를 보이고 혈우병 모델에서도 효과적인 기능을 보이기 때문에 혈액응고장애가 있는 환자들에게 유용할 것이다”며 “카테터 및 생검바늘 등 다양한 침습 의료기기들과 결합해 새로운 기술의 발전이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.
안전성평가연구소의 강선웅, 김기석 박사 연구팀과 ㈜이노테라피(대표 이문수)와의 공동 연구로 진행된 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자도약사업, 보건복지부 암정복추진연구개발사업, 암중개융합연구의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 일반동물모델에대한 근육주사후 지혈효과
그림2. 혈우병동물모델에대한 지혈효과
그림3. 주사기 제조과정 및 표면 특성분석
2016.10.06 조회수 13469 -
전 세계 뇌 과학자 한자리에 모인다
전 세계 뇌 과학자가 모여‘뇌와 IT 융합연구의 미래’를 모색하는 자리가 마련된다.
우리 대학과 한국계산뇌과학회는 다음달 2-7일 제주도 서귀포시 국제컨벤션센터 제주(ICC Jeju)에서‘제25회 국제 계산뇌과학회 연례회의(25th Annual Computational Neuroscience Meeting)'를 연다.
아시아에서는 처음 열리는 이번 회의는 국제계산뇌과학회(CNS)가 주최하는 행사 중 가장 큰 국제행사로 33개국 350여 명의 학자와 연구자가 참여한다.
바이오및뇌공학과 정재승 교수가 아시아 지역 대표 주관자로 참여하는 이번 행사에는 기조강연자와 연구자 등 총 70여 명이 참여해 발표와 토론을 진행한다.
첫 기조강연자로 나선 미국 시카고대학교 니콜라스 브루넬 교수는‘외피회로에서 학습규칙 추론을 위한 피질 계산과정’을 주제로 강연할 예정이다.
이어 △ 미국 솔크연구소 탓티아나 샤피 교수의‘신경회로 내의 세포 타입 이종성의 기능적 이점’△ 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 알랭 덱스텍 교수의‘시각피질 신호 전파의 중간 레벨 모델링’ △ 일본 고등통신연구소(ATR) 미쯔오 카와토 교수의‘정신질환의 동적 상태와 바이오 마커’등의 기조강연도 열린다.
이와 함께 6-7일에는 총 7개 분과에서 65명의 발표자들이 연사로 참여해 그룹별 워크숍을 개최한다. 그룹별 주제는 △ 계산 뇌과학의 정보이론 △ 뇌 커넥톰 △ 신경신호의 통계적 분석 △ 통합 피질 모델 △ 신경망의 동적 이론 △ 피질의 기능적 네트워크 분석 △ 실시간 뇌전도 등이다.
이번 행사의 상세정보는 홈페이지(http://www.cnsorg.org/cns-2016-jeju)에서 확인 할 수 있다. 끝.
□ 행사 포스터
2016.06.30 조회수 10487 -
국내외 뇌 인지공학 전문가 KAIST에 모인다
전 세계 뇌 인지공학의 최신 연구동향과 미래 흐름을 알 수 있는 자리가 마련된다.
우리 대학은 24일(목) 오후 1시 교내 정문술빌딩 드림홀에서 국내외 뇌 과학 전문가 100여 명이 참석한 가운데 ‘뇌 인지공학 심포지엄’을 연다.
이번 심포지엄은 KAIST 바이오 및 뇌공학과가 올 가을학기에 신설한 ‘뇌 인지공학 프로그램’의 설립을 기념하고 뇌 과학 분야 최신 연구동향을 살펴보기 위해 마련됐으며 뇌 과학 분야 전문가 6명이 참여해 발표와 토론을 진행한다.
해외 전문가로는 미국 신경 영상 유전학 대가인 폴 톰슨(Paul M. Thompson) 서던캘리포니아대(USC)교수가 기조강연자로 참여해‘에니그마 프로젝트 : 전 세계 3만 명의 뇌에 관한 질병과 유전적 효과의 상관관계’를 주제로 발표한다.
국내 전문가로는 정재승 KAIST 바이오및뇌공학과 교수, 김성기 기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단장, 이성환 고려대 뇌공학과 교수, 문제일 DGIST 뇌인지과학 전공 책임교수, 일본 이화학 연구소 산하 뇌연구원 출신의 준 타니(Jun Tani) KAIST 전기및전자공학부 교수 등이 참여한다.
이들은 ▲ 뇌 인지공학의 교육 및 연구현황 소개 ▲ 세계 뇌 융합과학의 현황 ▲ 뇌 인지공학 프로그램의 비전 ▲ 혈류 반응을 일으키는 뇌 활동과 fMRI ▲ 뇌 피질 모델에서의 행동 생성과 동적 시각 인식을 위한 기능적 계층 구조의 발달 : 신경-로봇 연구 등 뇌 과학 분야의 최신 연구동향을 소개한다.
뇌 인지공학 프로그램을 총괄하는 정재승 바이오 및 뇌공학과 교수는 “이번 심포지엄은 뇌 과학 분야의 최신 연구동향을 살피고 뇌 분야 교육철학을 논의하는 자리”라며 “21세기 뇌의 시대를 맞아 뇌의 근본원리와 이를 응용한 융합연구의 방향을 알 수 있는 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
뇌 인지공학 분야에 관심 있는 자는 이번 심포지엄에 누구나 참석이 가능하며, 참가비는 무료다.
한편, 대학원 과정의 ‘뇌 인지공학 프로그램’은 정문술 前 미래산업 회장이 뇌 과학 분야 미래인재를 양성해 달라며 2014년 KAIST에 기부한 기금으로 마련됐다. 끝.
문의 : 뇌 인지공학 프로그램 담당 음세형 연구원(042-350-4305)
2015.09.22 조회수 10597 -
최고경영자 과정 수료생 ‘퍼스트 펭귄’ 출간
퍼스트 펭귄 표지
우리 대학 컨버전스 최고경영자 과정(KCAMP, 김영환 책임교수) 수료생들이 자신들의 사업 성공 이야기를 담은 책 ‘퍼스트 펭귄’을 출간했다.
‘퍼스트 펭귄’은 바닷가에 모인 펭귄 무리가 바다에 쉽게 뛰어들지 못하고 머뭇거릴 때, 가장 먼저 뛰어들어 다른 펭귄들을 주도하는 것을 말한다. 이는 책의 저자들이 비전이 불투명한 분야에서 확신을 갖고 정면 돌파해 성공할 수 있었음을 뜻한다.
책의 저자인 7명의 사업가들(김성진 ㈜아이카이스트 대표, 김형진 ㈜세종텔레컴 대표, 서범구 이엠생명과학연구원장, 석미성 ㈜후쿠 대표, 이장원 ㈜블루버드소프트 대표, 이충희 에트로 사장, 장미옥 ㈜아이탑에셋 대표)은 각자 위치에서 다양한 방법으로 CEO를 비롯한 예비 창업자들에게 동기를 부여한다.
이들이 독자들에게 들려주는 공통적인 메시지는 ‘확신을 가져라. 포기하지 마라. 그러면 해낼 수 있다’이다. 불확실성의 시대에 살고 있는 사람들에게 힘과 용기를, 도전을 꿈꾸는 이들에게 확신을 줄 것으로 기대된다.
컨버전스 최고경영자과정은 지속적으로 수료생들의 경험담을 에세이 형식으로 출판할 예정이다. 각자 위치에서 최고의 성과를 이룬 이들의 이야기를 지속적으로 접할 수 있을 것으로 기대된다.
컨버전스 최고경영자과정은 경영과 인문학 뿐 아니라 과학기술, 정보통신의 융합으로 시대가 원하는 융합형 최고경영자를 양성한다. 서울에 위치한 도곡캠퍼스 강의와 본교 연수를 통해 학교와 기업이 공동으로 참여하고, 선후배 통합강좌 운용으로 지속적 수강과 교류가 가능하다.
2015.05.21 조회수 9038 -
빅데이터를 통해 고전음악 창작의 원리 밝혀
박 주 용 교수
우리 대학 문화기술대학원(CT) 박주용 교수 연구팀이 빅데이터를 이용해 서양 고전음악의 창작, 협력, 확산의 원리를 밝히는 데 성공했다.
문화기술대학원 박도흠 학생(박사과정)이 1 저자로 참여하고 미국 텍사스대 연구팀과 공동으로 진행한 이번 연구는 해외 저널인 EPJ 데이터 사이언스 4월 29일자 하이라이트 논문에 선정됐다.
연구팀은 ArkivMusic과 올 뮤직 가이드(All Music Guide)라는 세계 최대 음반 정보 사이트를 첨단 데이터와 모델링 방법을 사용해 분석했다.
연구팀은 고전음악 작곡가들의 시대와 스타일이 어떤 패턴을 이루는지 탐구해, 수 백 년의 차이가 있는 음악가들 사이에서도 긴밀한 네트워크가 존재함을 발견했다. 특히 소비자들의 음악적 취향이 고전음악 성장에 어떤 영향을 끼쳤는지 규명했다.
연구진은 미래의 고전음악 시장은 유명 작곡가들에게 집중되는 동시에 끊임없이 유입되는 새로운 음악가들로 인해 다양성이 유지되는 양면성을 갖게 될 것이라고 예측했다. 또한 이런 방식의 연구가 음악 뿐 아니라 미술과 문학 연구까지 확장될 것으로 예상했다.
박 교수는 “새로운 방식으로 문화의 원리를 밝히는 최신 연구의 일환이다”며 “문화에 과학적 방법론을 입힌 융합연구능력의 좋은 예시가 될 것”이라고 말했다.
붙임 : 연구 개요, 그림 설명
□ 연구 개요
* 빅데이터 출처: 아카이브뮤직(ArkivMusic)과 올 뮤직 가이드(All Music Guide)라는 빅데이터 소스를 사용했다. 아카이브뮤직은 서양 클래식 음반(CD)에 관한 세계 최대 정보를 제공하고 올 뮤직 가이드는 음악가들의 인적 정보를 제공하는 사이트이다. 여기서 약 64,000장의 클래식 음반과 그 음반에 음악이 수록된 14,000명의 작곡가 데이터를 사용했고, 이는 현재 ‘문화’의 빅데이터 연구로서는 세계 최대급 규모이다.
* 연구방법론: 서양 클래식 음악과 같은 문화의 중요한 특징 중의 하나는 그 창작자(작곡가 등)가 개인으로 동떨어져 존재하는 것이 아니라 다른 창작자들과 영향을 주고받으며 새로운 스타일이 등장하고 발전 한다는 것이다. 그러므로 창작자들이 맺고 있는 소통 및 연관성의 관계를 이해하는 것은 문화 창조의 원리, 역사와 미래를 이해하는 데 있어 매우 중요하다고 할 수 있다. 이를 위해 “CD--작곡가들의 빅데이터”로부터 작곡자들이 이루고 네트워크를 연구하였다. (그림 1) 즉, CD에 함께 등재된 작곡가들이 연결돼있는 것이다. 그림 1은 이 네트워크의 핵심적인 일부를 표현한 것으로 하단의 요한 세바스찬 바흐는 모차르트와, 차이코프스키는 드뷔시와 함께 CD에 등장한 적이 있음을 알게 해준다. 이러한 네트워크로부터 유의미한 패턴을 찾아 네트워크의 발전 원리와 미래를 연구하는 것을 네트워크 과학이라고 하는데, 현재 SNS와 사회과학, 인터넷 등의 연구에 사용되고 있다. ‘복잡계 네트워크 과학’ 이라고도 한다.
* 연구결과:
이 네트워크는 중세/르네상스(1500년대 이전) 작곡자로부터 2000년대 현존하는 작곡자까지 500년이 넘는 서양 클래식 음악의 역사를 담고 있으면서도, 작곡자와 작곡자간의 평균 거리는 3.5명에 불과한 좁은 세상을 이루고 있다. 직접 연결되지 않는 작곡가들끼리도 평균적으로 3-4명만 건너뛰면 연결이 돼 서로 가깝게 연관되어 있다는 것을 알 수 있다.
이 네트워크 안에서 각 작곡가들이 차지하는 비중은 작곡가에 따라 매우 상이하다는 것도 중요한 특징이다. 예를 들어, 요한 세바스찬 바흐는 (J. S. Bach) 이 1,551명의 각기 다른 작곡가와 연결돼있고, 모차르트는 (W. A. Mozart) 1086명의 다른 작곡가와 연결돼있는데 이는 작곡가 전체 평균 숫자인 15명의 수십, 수 백 배에 달한다. 바흐와 베토벤 같은 유명 작곡가들이 전체 작곡가 네트워크에서 얼마나 큰 비중을 차지하는지 수치적으로 명확히 보여줌으로써 영향력을 구체적으로 이해할 수 있는 것이다. (그림 1에서 작곡자들의 크기로 표현)
이 네트워크에서 연결되어있다는 것은 음반 레이블에서 CD를 발매할 때 함께 묶어서 냈다는 뜻이므로 스타일, 주제, 기법 등에 기반한 음악적 유사성을 뜻하는 것으로 볼 수 있다. 컴퓨터 알고리즘을 이용해 순전히 네트워크 구조로부터 서로 긴밀하게 연결된 작곡가들의 집단을 유추한 뒤 기존 클래식 음악사 연구에서 사용되는 사조 구분과 교차 검증을 햇다. (그림 2). 여기에서는 CD 빅데이터에 기반한 네트워크가 서양 클래식 음악의 발전사를 잘 보여주고 있다는 것을 알 수 있는데, 낭만파(1800년대)와 현대파(1900년대)를 잇는 프랑스의 작곡가 드뷔시(Debussy)의 중간적인 위치, 현대파의 유럽 및 남미파(드뷔시, 라벨, 피아졸라)-미국파(레너드 번스틴, 애론 코플랜드) 분리 등을 관찰할 수가 있다.
CD의 발매일자에 따른 네트워크의 과거 발전 모습을 분석함으로써 미래의 추세 또한 예측 가능하다. 미래의 네트워크는 유명 작곡가들에게 상대적으로 더욱 더 집중되는 모습을 가질 것으로 예상된다. 그러나 기술의 발전에 따른 CD 발매의 용이성에 힘입어 작곡가의 숫자 또한 꾸준히 늘어나는 것으로 관찰돼, 소수에 집중되는 측면과 다양성의 양면을 지닐 것으로 예상된다.
* 의의: 창작자가 서로 깊게 연관되어있는 문화의 발전 원리는 그 분야의 구성원 전체를 동시에 보는 것이 필요하므로, 이와 같은 빅데이터의 연구로 풀어내기에 매우 적합하다. 또한 다른 문화 분야 (회화, 문학 등) 로의 확장도 가능해 문화 분야 간 연관성 혹은 문화 전체의 발전의 원리를 연구할 수도 있을 것이다.
□ 그림 설명
그림 1. CD-작곡가들의 빅데이터
그림 2. 빅데이터와 사조구분 방법으로 교차 검증한 모식도
2015.05.06 조회수 14266 -
그래핀 양자점 디스플레이 핵심기술 개발
우리 학교 신소재공학과 전석우(39) 교수는 물리학과 조용훈(48) 교수, 전기및전자공학과 유승협(43) 교수와 공동으로 세계에서 처음으로 흑연으로부터 고품질의 그래핀 양자점을 개발하는데 성공했다.
연구팀은 그래핀의 원재료인 흑연에 염(salt)과 물만을 이용한 흑연층간 화합물을 합성해 친환경적인 방법으로 그래핀 양자점을 만들었다.
개발된 양자점은 지름이 5nm(나노미터, 10억분의 1미터) 정도로 크기가 매우 균일하면서도 높은 양자 효율을 보였으며, 기존 양자점과 달리 납, 카드뮴 등의 독성 물질이 포함돼 있지 않다. 또 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 재료(흑연, 염, 물)로만 만들어 적은 비용으로 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.
이와 함께 연구팀은 그래핀 양자점의 발광 메커니즘을 규명했으며 제조된 그래핀 양자점을 통해 휴대폰 디스플레이의 최대 밝기(수백 cd/㎡)보다 높은 1,000 cd/m2(cd, 칸델라) 이상의 높은 휘도를 갖는 그래핀 양자점 LED를 개발해 상용화 가능성을 최초로 입증했다.
전석우 교수는 “아직은 기존 LED의 발광효율에는 못 미치지만 발광 특성은 향후 더욱 향상될 가능성이 많다”며 “특히 그래핀 양자점을 활용하면 종잇장처럼 얇은 디스플레이는 물론 커튼처럼 유연한 소재에도 원하는 정보가 표시되는 기술도 가능할 것”이라고 밝혔다.
연구팀이 KAIST 나노융합연구소 그래핀 연구센터의 지원을 받아 수행된 이번 연구는 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼스(Advanced Optical Materials)’ 20일자 온라인판에 게재됐다.
그림1. 그래핀 양자점 합성 과정 및 그래핀 양자점 이미지
그림2. 그래핀 양자점 발광 메커니즘
그림3. 그래핀 양자점 적용 LED 구조 및 발광 이미지
2014.08.28 조회수 15287 -
남윤기 교수, 한국바이오칩학회 신인학술상 수상
우리 학교 바이오및뇌공학과 남윤기 교수 (39)는 지난 달 13일 (사)한국바이오칩학회 주관으로 강원대학교에서 열린 2013년 추계학술대회에서 신인학술상을 수상했다.
남 교수는 신경과학과 바이오칩 융합연구를 통해 신경세포칩(Neuron-on-a-Chip) 기술을 개발한 업적을 인정받았다.
(사)한국바이오칩학회는 바이오칩 분야의 연구업적이 탁월한 만 40세 미만의 젊은 연구자를 2008년부터 매년 1 ~ 2명 선정해 신인학술상을 수여하고 있다.
2013.12.06 조회수 12975 -
조광현 교수, “시스템생물학(Systems Biology)” 저서 출판
우리 학교 바이오및뇌공학과 조광현 석좌교수가 "시스템생물학(Systems Biology)" 저서를 출판했다.
전자공학을 전공하고 시스템과학과 제어공학을 연구하며 ‘생명’시스템의 본질에 호기심을 가지게 된 조광현 교수는 1990년대에 독자적으로 시스템생물학 연구를 시작했으며 IT와 BT 융합연구의 효시가 됐다.
이번 저서는 21세기 새로운 학문 패러다임으로 급부상하고 있는 시스템생물학의 기본 개념과 지식, 그리고 다양한 연구방법론들을 정립하고 집대성한 것으로 총 500페이지로 구성돼 있다.
조 교수는 시스템생물학 연구를 통해 여러 복잡한 생명현상 이면의 동작원리를 시스템 차원에서 규명하여 생명의 본질을 새로운 관점에서 해석해내고 이를 제어하는 기술을 개발하고 있다.
□ 용어설명
- 시스템생물학
시스템생물학(Systems Biology)은 시스템과학(IT)을 생명과학(BT)에 응용해 생명체 구성 요소들 간 상호작용 네트워크의 동역학 특성을 분석함으로써 복잡한 생명현상 이면의 동작원리를 시스템차원에서 규명하고 제어하기 위한 학제간 신기술 융합학문이다. 21세기를 들어 암과 같은 복잡한 질병의 새로운 치료법을 발굴하고 환자맞춤형 치료를 구현하기 위한 혁신적인 패러다임으로 각광받고 있다.
2013.08.07 조회수 12247 -
순수한 그래핀의 양자점 개발 성공
- 수 나노미터 직경의 완전히 순수한 그래핀 양자점 개발 -- “바이오센서, 광센서, 바이오 이미징 등 다양한 분야로 응용 가능” -
우리 학교 생명화학공학과 서태석(42) 교수와 물리학과 조용훈(48) 교수 공동 연구팀은 흑연 나노입자를 이용해 순수한 그래핀 양자점을 개발하는데 성공하고 그래핀 양자점에서의 방출되는 형광 빛의 원인을 밝혔다.
연구결과는 나노분야의 권위 있는 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’ 7월 19일자 표지논문(Back Cover)으로 게재됐다.
이번에 개발된 그래핀 양자점은 흑연으로 제작돼 인체에 무해한 친환경 소재라는 점에서 바이오센서, 광센서, 바이오 이미징 등 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
그래핀 양자점은 수 나노미터 이하의 직경을 갖고 있으며, 가시광 영역의 형광을 방출하는 특징이 있다.
기존 그래핀 양자점은 대부분 산화된 그래핀 양자점을 다시 환원하는 방식으로 제작했다. 따라서 그래핀 양자점 구조에 존재하는 순수한 탄소 결합과 산소 결합에 의한 형광 특성이 혼합돼 있어 발광의 근원을 정확하게 구분하기 어려웠다. 또 복잡한 화학적 방법으로 제작해 생산성이 떨어졌다.
연구팀은 그래핀 양자점의 정확한 발광 원인을 규명하기 위해 수 나노미터 크기의 흑연 나노입자를 이용해 순수한 그래핀 양자점을 산화반응 과정 없이 제작했다. 또 일반적으로 사용되고 있는 산화 과정을 흑연 나노입자에 적용해 산화 그래핀 양자점을 간단하게 제작하는 방법도 개발했다.
연구팀은 개발된 순수한 그래핀 양자점과 산화 그래핀 양자점으로부터 각각 파란색과 녹색 형광의 빛을 방출하는 것을 확인했는데, 이 두 종류의 양자점들은 산소 결합의 유무에 근본적 차이가 있다는 것을 밝혔다.
이와 함께 다양한 광분석 기법을 이용해 순수한 그래핀 양자점의 파란색 형광 현상이 벤젠 형태의 탄소 결합에 의한 것임을 규명하고, 산화 그래핀 양자점의 녹색 발광이 그래핀에 결합된 다양한 산소 기능기에 의한 것임을 규명했다.
서태석 교수는 “순수한 그래핀 양자점의 개발과 발광 특성 분석을 통해 기존에 뚜렷하게 설명되지 않았던 그래핀 양자점에서의 파란색 형광 빛의 원인을 밝혀냈다”고 이번 연구의 의의를 밝혔다.
KAIST 생명화학공학과 페이 리우(Fei Liu), 물리학과 장민호(제1저자) 박사과정 학생이 서태석, 조용훈 교수의 지도를 받아 수행한 이번 연구는 환경융합 신기술개발사업과 KAIST 나노융합연구소의 그래핀 연구센터 지원으로 수행됐다.
서태석 교수(왼쪽), 조용훈 교수(오른쪽)
2013.08.07 조회수 15429 -
깨지지 않는 스마트폰 화면 나온다!
- 유리섬유직물 적용한 고강도 플라스틱 디스플레이 기판 개발 -
- “기존 유리 기판 대체 가능해 일대 혁신 가져올 것” -
깨지지 않는 핸드폰 화면을 구현하고, 대화면 TV의 무거운 유리 기판 대신 가벼운 플라스틱 필름을 사용할 수 있는 길이 열렸다.
KAIST IT융합연구소 윤춘섭 교수(물리학과) 연구팀이 깨지기 쉬운 디스플레이 유리 기판을 대체할 수 있는 고강도 플라스틱 기판 원천기술을 개발했다.
윤 교수팀이 유리섬유직물을 무색투명 폴리이미드 필름에 함침시켜 만든 플라스틱 기판은 고내열, 고투명, 고유연, 고내화학, 고인장강도 특성을 갖고 있다. 소재는 플라스틱 필름의 장점인 유연성을 갖고 있으면서도 인장강도는 일반 유리보다 세 배 크고 강화유리와 비슷하다. 또 유리처럼 무색투명하고, 450℃까지 내열성을 가지며, 열팽창률은 기존 플라스틱 열팽창률의 10∼20%에 불과하다.
유리 기판은 표면이 매끄러울 뿐만 아니라 디스플레이 기판의 조건인 고내열, 고투명, 고내화학, 고인장강도 특성을 모두 가지고 있어 지금까지 핸드폰 화면, TV, 컴퓨터 모니터 등 거의 모든 디스플레이에 사용돼 왔다. 그러나 유리 기판은 무겁고 깨지기 쉬운 단점이 있어 최근 유리 기판을 대체할 목적으로 열적, 화학적 안정성이 우수한 플라스틱 재질의 무색투명 폴리이미드 필름이 활발하게 연구되고 있다.
그러나 무색투명 폴리이미드 필름은 내열성 및 기계적 강도가 충분하지 못하기 때문에 이를 보강하기 위해 유리섬유직물을 폴리이미드 필름에 함침시키면 필름의 표면 거칠기 및 광 투과도 조건이 악화되는 문제가 발생해 실용화되지 못하고 있다. 이는 유리섬유직물을 폴리이미드 전구체 용액에 함침시킬 때 용매가 증발하며 0.4µm(마이크로미터) 내외의 표면 거칠기가 발생하고, 무색투명 폴리이미드 필름과 유리섬유직물의 굴절률 불일치로 인한 광 산란이 심하게 발생하기 때문이다.
윤 교수팀은 투명 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리섬유직물의 굴절률과 소수 네 자리까지 일치시키는 방법과, 필름의 표면 거칠기를 수 nm 수준으로 평탄화 시키는 핵심기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 그 결과 110µm 두께의 유리섬유직물 함침 무색투명 폴리이미드 필름 기판에서 11ppm/℃의 열팽창률, 0.9nm의 표면 거칠기, 250MPa의 인장강도, 2mm의 굽힘곡률반경, 90%의 광 투과도를 달성했다.
윤춘섭 교수는 “개발된 기판은 기존 디스플레이의 유리 기판을 대체할 수 있고, 플렉서블 디스플레이 기판으로도 사용할 수 있다”며 “핸드폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고, 대면적 TV의 무게 및 두께를 획기적으로 줄일 수 있으며, 디스플레이 생산에 롤투롤 공정을 적용할 수 있어 디스플레이 산업에 일대 혁신을 가져올 수 있을 것”이라고 전망했다.
한편, 2008년부터 5년간 지식경제부의 ‘모바일 플렉시블 입출력 플랫폼 개발사업’의 지원으로 개발된 이 기술은 총 3건의 특허출원을 마치고 관련기업과 기술 이전을 협의 중이다.
그림1. 유리섬유직물의 굴절률이 무색투명 폴리이미드 필름의 굴절률과 일치된 경우의 필름 투명도(좌측)와 일치되지 않는 경우(우측). 좌측의 글자는 선명하게 보이는 반면 우측의 글자는 뿌옇게 보인다.
그림2. 개발한 유리직물섬유 사진
2013.05.14 조회수 17396 -
종이책보다 읽기 더 편한 전자책 나온다!
- 인간 친화적인 이북 인터페이스 구현해 내 -
스마트폰과 태블릿 PC가 전 세계적으로 빠른 속도로 보급돼 전자책 어플의 활용 빈도가 높아지면서 보다 자연스럽고 편리한 독서기능을 제공하기 위해 점점 진화하고 있다.
우리 학교 IT융합연구소(소장 최준균) 이호원 교수 연구팀이 터치스크린의 간편한 조작을 통해 전자책의 페이지를 손쉽게 넘길 수 있는 ‘스마트 이북 시스템’을 개발했다.
이 기술은 전자책을 이용해 독서를 할 때에도 종이책을 읽는 것과 같은 자연스러운 독서기능을 제공하기 위해 개발됐다.
이번에 KAIST 연구팀이 개발한 핵심기술은 비센서 영역인 베젤(디바이스의 테두리 부분)을 이용한 인식기술이다. 기존 터치스크린 방식은 터치영역 내에서만 인식 할 수 있는 반면, 이 시스템은 터치영역과 베젤영역에서의 이동을 인식할 수 있다.
이 기술을 이용하면 터치스크린의 간편한 조작을 통해 여러 페이지를 넘길 수 있는 페이지 플립핑(Page Flipping), 여러 페이지간의 손쉬운 이동을 돕는 핑거 북마킹(Finger Bookmarking) 등의 명령을 손쉽게 사용할 수 있다.
이와 함께 ▲터치한 손가락 개수 ▲드래그 속도 ▲터치하고 있는 시간 ▲숫자모양의 제스처를 이용해 여러 페이지를 넘길 수 있는 방법을 개발해 이용자의 편리성을 도모한 것이 또 다른 특징이다. 최준균 IT융합연구소장은 “최근 급성장하고 있는 모바일 용 소프트웨어 기술에 대한 핵심 원천기술을 개발해 국가경쟁력이 높아질 것으로 기대한다”고 말했다.
한편, 이호원 교수가 IT융합연구소 지식융합팀 김재정, 김상태 연구원과 함께 개발한 이 기술은 총 11개의 국내 및 해외특허 출원을 진행 중이며 사용자 인터페이스 원천기술에 대한 기술사업화도 곧 진행할 계획이다.유튜브 동영상
http://www.youtube.com/watch?v=PF5BWm_w57I
2012.01.03 조회수 14730