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이건재 교수, 유연 수직형 마이크로 LED 개발
〈 이 건 재 교수 〉
우리 대학 신소재공학과 이건재 교수팀과 생명과학과 김대수 교수팀이 유연한 수직형 마이크로 LED 기술을 개발했으며, 이를 동물의 뇌에 삽입하여 빛으로 행동을 제어하는 데 성공하였다고 밝혔다.
마이크로 LED는 기존 LED 칩 크기를 크게 축소시켜 적, 녹, 청색의 발광소재로 사용하는 기술로서, 저전력과 빠른 응답속도, 뛰어난 유연성을 가져 차세대 디스플레이로 각광받고 있다.
현재 산업계에서는 200마이크로미터(μm) 이상의 크기를 갖는 두꺼운 미니 LED 칩을 소형화해 개별 전사하는 방식을 채택하고 있어 대량 생산이 어렵고 생산단가가 높으며, 소요 시간이 오래 걸리는 등의 한계를 갖고 있다.
이번 연구에서 이 교수 연구팀은 수직 LED용 양산 장비를 자체적으로 설계하여 5마이크로미터의 두께, 80마이크로미터 이하의 크기를 갖는 2500여 개의 박막 LED를 이방성 도전 필름을 활용하여 한 번에 플라스틱 기판으로 전사함과 동시에 상호 연결된 유연한 수직형 마이크로 LED를 구현하였다.
이러한 수직형 마이크로 LED는 기존 수평형 마이크로 LED와 비교해 3배 이상 향상된 광 효율을 갖으며, 박막 LED의 발열로 인한 수명, 낮은 해상도 및 신뢰성 문제를 해결할 수 있다.
이 교수는 2009년부터 마이크로 LED 연구를 진행해 왔으며, 20여 개의 국내외 원천 특허를 등록하였을 뿐만 아니라, 지난 4년 간 교신저자로서 총 임팩트 팩터 600에 달하는 40여 편의 논문을 발표하였다.
한편, 뇌과학 분야에서는 빛을 이용한 인간 뇌의 신경회로를 밝히는 광유전학이 주목받고 있다. 이번에 개발한 기술은 뇌의 모든 신경세포를 자극하는 전기자극과 달리 흥분 및 억제 신경세포만을 선택적으로 자극할 수 있기 때문에 정밀한 뇌 분석, 고해상도의 뇌 지도 제작 및 신경세포 제어가 가능하다.
이번 연구에서는 30 밀리와트/제곱밀리미터(mW/mm2) 이상의 강한 빛을 내는 유연 마이크로 LED를 쥐의 뇌에 삽입하여 대뇌 표면으로부터 깊은 곳에 위치한 운동 신경세포를 활성화시켜 쥐의 행동을 제어하였을 뿐만 아니라, 발열이 적어 뇌조직의 손상 없는 생체 삽입형 유연 전자 시스템을 구현하였다.
이건재 교수는 “이번에 개발된 수직 마이크로 LED 및 전사 패키징 기술은 저전력을 필요로 하는 스마트워치, 모바일 디스플레이, 웨어러블 조명 등에 바로 활용될 수 있을 것이며, 인간이 아직 풀지 못한 뇌과학 및 광치료, 바이오센서 분야에서도 큰 기여를 할 수 있을 것이다”라고 이번 연구의 의의를 밝혔다.
이번 연구는 스마트 IT융합시스템 연구단의 지원을 받아 수행되었으며, 세계적 과학 학술지인 ‘나노 에너지(Nano Energy)’에 2월 1일자로 게재되었다.
□ 관련 영상
□ 그림 설명
그림1. 이번 기술을 이용해 제작한 마이크로 LED
그림2. 유연한 수직형 마이크로 LED의 구조
그림3. 유연한 수직형 마이크로 LED를 활용한 광유전학적 쥐의 행동 제어 실험 개략도
그림4. 이방성 도전 필름을 활용한 전사 및 패키징 기술 개략도
2018.01.29
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최원호 교수, 플라즈마로 바이오필름 제거 기술 개발
〈 박 주 영 박사과정, 최 원 호 교수, 박 상 후 박사 〉
우리 대학 물리학과 최원호 교수, 서울대 조철훈 교수 공동 연구팀이 대기압 저온 플라즈마를 통해 페트병 등 식품 보관 용기 표면에 존재하는 대장균, 박테리아 등 일명 바이오필름을 손쉽게 제거할 수 있는 기술을 개발했다.
이는 플라즈마를 물에 처리해 활성화시켜 발생하는 화학반응을 이용해 바이오필름을 제거하는 방식으로 기존 기술보다 안전하고 손쉬워 다양한 용도로 사용 가능할 것으로 기대된다.
박상후 박사, 박주영 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 재료분야 국제 학술지 ‘미국화학회 어플라이드 머티리얼즈&인터페이시스(ACS Applied Materials & Interfaces)’ 2017년도 12월 20일자에 게재됐다.
대기압 플라즈마는 대기 중에서 여러 형태로 플라즈마 및 2차 생성물을 방출할 수 있는 장점을 갖는다. 번개도 플라즈마의 일종인데 번개를 통해 공기 중 질소가 질소화합물이 돼 땅 속에 스며들어 토양을 비옥하게 만드는 것이 대표적인 사례이다.
이런 장점을 활용해 플라즈마는 에너지 및 환경 분야부터 생의학 분야까지 다양한 연구와 산업분야에 응용되고 있으며 플라즈마의 반응성 및 활용성을 높이기 위한 연구들이 전 세계적으로 활발히 진행 중이다.
최근에는 의료기술, 식품, 농업 등 다양한 분야에 살균을 목적으로 한 활성화, 기능화 등 측면에서 대기압 플라즈마를 적용하고 있다.
그러나 대기압 플라즈마로부터 발생하는 활성종의 종류, 밀도, 역할 등은 현재까지도 명확하게 밝혀지지 않아 기술을 적용하는 데 큰 어려움이 있었다.
연구팀은 플라즈마를 물에 처리시켜 활성수로 만들어 대장균, 살모넬라, 리스테리아 등 유해한 미생물이 겹겹이 쌓여 막을 이룬 형태를 뜻하는 바이오필름을 제거하는 방법을 개발했다.
플라즈마를 처리할 때 발생하는 활성종은 수산기(하이드록시기, OH*), 오존, 과산화수소, 아질산이온, 활성산소 등이다. 연구팀은 그 중 수산기가 다른 활성종에 비해 100 배에서 1만 배 낮은 농도임에도 불구하고 산화력이 높아 바이오필름 제거에 큰 역할을 하는 것을 확인했다.
연구팀은 그 외에 발생된 오존, 과산화수소, 아질산 이온 등에 대해서도 바이오필름을 제거할 수 있는 기능이 있음을 정량적으로 증명했고 이를 통해 살균제로서 대기압 플라즈마의 역할을 규명했다.
연구팀은 향후 후속 연구를 통해 플라즈마로 수산기를 효율적으로 생산할 수 있는 기술을 개발할 예정이다.
최 교수는 2013년 플라즈마 발생이 가능한 포장재를 특허로 등록했고 지도학생 창업기업인 플라즈맵에 기술이전을 완료했다. 이번 연구를 통해 플라즈마 살균 기술의 상용화에 힘쓰는 중이다.
최 교수는 “이번 연구결과는 플라즈마 제어 기술과 플라즈마-미생물 간 물리화학적 상호작용을 이해하는데 유용한 기반이 될 것이다”며 “의학, 농업, 식품 분야에서의 플라즈마 기술의 활용이 가속화되는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 국가핵융합연구소의 미래선도 플라즈마-농식품 융합기술 개발 사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1.플라즈마 발생이 가능한 포장재
그림2.대기압 플라즈마를 이용한 바이오필름 저감 실험 개략도
그림3.대기압 플라즈마 적용 개념도 및 핵심요소 평가 결과
그림4.스타트업 기업인 플라즈맵(Plasmapp)에서 시판중인 STERPACK 제품
2018.01.23
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신성철 총장, 2018년 신년사
신성철 총장은 새해 신년사에서 “2018년은 글로벌 가치창출, 세계 선도대학이라는 비전을 달성하기 위해 힘차게 도약하는 한 해가 될 것” 이라고 선언하고 “끊임없는 도전과 혁신을 통해 국민과 국가에 희망의 등불이 되는 KAIST를 만들자”고 역설했다.
신 총장은 2일 대전 본원 대강당에서 열린 시무식에서 ‘창의와 도전(Creativity and Challenge)’ 이라는 기존 핵심가치에 배려(Care)정신을 추가한 ‘3C 인재상’을 새롭게 제시하면서 “구성원들 모두가 함께 상생·발전하는 배려의 정신을 통해 국민과 국가에 감동을 주는 KAIST 스토리를 만들어 가자”고 주문했다.
신 총장은 신년사를 통해 “우리 KAIST는 임팩트 있는 선도형 R&DB 사업을 통해 작년 총 연구비가 3,400여억 원 규모로 전년대비 약 15%(정부 9.7%, 민간 40%)나 성장했고, 기술기반의 한국형 스타트업 모델 개발 등 창업문화 확산에 집중한 결과, 교원창업 10건, 학생창업 23건의 성과를 거뒀으며 기술이전료 수입도 전년대비 약 5% 증가했다”고 말했다.
신 총장은 이와 함께 “기술 분야별 특허 포트폴리오 구축을 통해 대형 기술이전이 증가하고 있으며 특히 국내대학 사상 최초의 국제표준특허로 등록된 차세대 고효율 영상압축기술(HEVC)을 비롯해 22건의 국내·외 표준특허를 획득했다”면서 “새로운 형태의 기술사업화 모델제시를 통해 대형 로열티 수익에 대한 기대감이 높아지고 중소·중견기업 대상의 기술과 특허지원을 위한 기반을 다지고 성과를 거둔 한 해였다”고 회고했다.
아울러 그는 “거액기부 모금활동은 물론 하루과일 캠페인·팀카이스트 캠페인 등 다양한 소액 기부 프로그램을 선보여 동문들과 학부모들의 적극적인 참여로 한 해 기부건수가 최초로 1만1천여 건을 넘었고 기금모금 규모도 전년대비 3배 이상 늘었다”고 밝혔다.
신 총장은 또 “제1회 엠버시 데이(Embassy Day) 개최 등 우수 외국인 학생 유치활동을 통해 외국인 학생 수가 전년대비 7.3% 증가해 작년 12월말 현재 외국인 학생 수는 전체 학생 수 대비 8.4%인 92개국 900여명 수준으로 증가했고 26명의 우수한 신임교원 임용과 함께 12명에게는 학교의 공식 오퍼레터를 발송하는 등의 성과를 거둬 교내외로부터 따뜻한 관심과 격려를 받았다”고 말했다.
신성철 총장은 “2018년은 KAIST가 글로벌 가치창출, 세계 선도대학을 향해 힘차게 도약하는 원년이 될 것” 이라며 “작년 2월 취임당시 제시한 교육·연구·기술사업화·국제화·미래전략 등 5대 혁신방안이 비전2031 위원회에서 구체화된 만큼 이를 토대로 도전과 혁신을 가속화 하겠다”고 강조했다.
신성철 총장이 신년사에서 밝힌 2018년 주요계획을 보면 그는 우선 ▲교육혁신을 위해 4차 산업혁명 시대에 대비한 글로벌 리더 양성을 위한 교육모델로‘융합기초학부’설치를 제시했다. 우리대학은 이를 위해 작년부터 김종득 단장(생명화학공학과·명예교수)을 포함, 총 11명의 교수진으로 구성된 ‘융합기초학부 설립추진단’을 운영 중이다.
현재 2019년 3월 시행을 목표로 뉴(New) 교과과정 설계와 교과목 개발계획 등을 마련 중인데 올해 안에 내부 공청회 등을 거쳐 최종 확정된다. 기존학과 외에 기초과학 실력과 인문학적 소양이 튼튼한 융합형 인재를 양성하는‘융합기초학부’가 추가로 설치되면 학부생들은 전공 선택의 폭을 보다 넓힐 수 있다.
봉사에 대한 열정, 도전과 희생정신, 리더 로서의 책임감 함양을 위한 글로벌 봉사단 활동의 활성화와 가상 캠퍼스(Virtual Campus)의 확대·운영을 통한 기업 인력의 업스킬링(Upskilling) 등 재교육 프로그램 활성화에 대한 의지도 강하게 밝혔다.
이를 위해 온·오프병행 토론식 통합학습시스템인 Education 4.0과 무료 온라인 강좌인 KOOC(KAIST Massive Open Online Course) 등 우리대학 자체 스마트학습 인프라와 교육노하우를 접목, 원격강의를 통해 학업과 실무를 병행하는 학위과정을 운영함으로써 국내기업들이 자체경쟁력을 높을 수 있도록 적극 지원할 방침이다.
신 총장은 또 융복합화가 가속화되고 있는 4차 산업혁명 시대를 언급하면서 ▲연구혁신을 위한 방안으로 ‘4차 산업혁명 융합관’ 건립을 재추진하는 등 융합연구와 융합연구가 결합하는 메타융합 연구플랫폼을 조성해 4차 산업혁명을 선도하겠다는 강한 의지를 내비쳤다.
학문의 깊이 있는 발전을 위해서 시니어와 주니어 교수 간에 세대를 뛰어넘어 상보적·연속적인 협력을 통해 학문의 대를 잇게 하는 ‘초세대 협업연구실’의 성공모델을 만들어 우리대학이 국내 최초로 도입한 이 제도가 안정적으로 정착될 수 있게 지원·육성할 계획이다.
또 오픈 이노베이션과 협업연구 강화를 위해 우리대학을 대덕특구는 물론 국내외 기관과 인재가 모여드는 협업과 혁신의 공간인 ‘오픈 이노베이션 허브(Hub)’로 만들어 우리대학의 지경(地境)을 점진적으로 확대하는 방안도 함께 제시했다.
대학의 R&DB 사업은 대학의 재정확충뿐만 아니라 청년 일자리 창출과 국가경쟁력 제고를 위해 매우 중요한 사업인 만큼 ▲기술사업화 혁신을 위해 성장가능성이 높은 우수기술과 기업을 선별할 수 있는 전문 인력을 대폭 충원키로 했다.
선별된 기술과 기업에 대한 출자방식을 상황에 맞도록 다양한 제도를 개발, 도입하고 창업관련 교내 제반규정을 검토해 창업이 신속하게 이뤄질 수 있게 재정비 하는 등 창업문화 조성과 확산에도 적극 나설 계획이다.
작년 말 서울시가 구축한 양재혁신허브 구축운영사업과 연계해 KAIST창업원과 판교(성남)·강남(서울)을 잇는 ‘창업성공 벨트’를 구축하는 한편 기술사업화의 빠른 진행을 위해 우리대학의 우수한 기술과 연계한 이스라엘 요즈마펀드 등 국내외 창투사와의 업무협력도 대폭 확대하기로 했다.
이밖에 우리대학이 보유 중인 우수인력과 기술을 기반으로 구성되는 ‘K-Industry 4.0 추진단’을 출범시켜 국내 중소기업들이 세계 수준의 스마트 팩토리를 구축할 수 있게 하는 중소기업 스마트화 사업지원도 적극 추진할 계획이라고 신 총장은 덧붙였다.
▲국제화를 위한 혁신방안으로는 한(韓)영(英) 이중언어 소통 캠퍼스 구축사업을 한층 강화하기 위한 영어교육의 확대와 함께 외국인 학생을 대상으로 다양한 한국어 학습연계형 문화체험 프로그램을 개발, 제공한다. 외국인 학생들의 어려움을 선제적으로 파악해 상담하고 문제를 해결하는 방안도 마련할 예정이다.
특히 외국인 구성원들의 자녀교육 지원을 위해 대전외국인학교(TCIS)와 긴밀한 협력을 통한 수업료 할인율 제고, KAIST 어린이집 수용인원 및 교내 인터내셔널 푸드 코너의 점진적 확대 등 외국인 친화적인 캠퍼스 환경 구축사업도 적극 추진한다.
WEF(세계경제포럼)와 같은 세계적인 기관들과는 국제학술행사를 공동개최하거나 THE와 QS 등 세계대학평가기관들이 주최하는 국제행사에 총장이 적극적인 참여를 통해 유대관계를 강화하는 한편 교육·연구·기술사업화 등 다양한 분야에서의 우리대학이 지닌 역량에 대한 적극적인 홍보활동을 통해서 해외 인지도를 높이는 작업도 적극 추진하겠다고 밝혔다.
신 총장은 ▲미래전략 혁신방안의 일환으로 우선 작년 2월 취임당시 국가와 국민들에게 KAIST가 희망의 등불이 될 것임을 제시하고 약속한 일명 제2 터먼 보고서로 불리는 ‘비전 2031’ 보고서가 지난 10개월간 학생 및 교직원 등 내부구성원과 외부전문가들의 적극적인 협조로 많은 논의를 거쳐 현재 총장자문위원회(PAC) 검토만 앞두고 있다며 오는 3월 20일 개최예정인 ‘KAIST 비전 2031 선포식’을 통해 이를 공개할 방침이라고 말했다. 아울러 신 총장은 추후 이 보고서를 ‘(가칭) KAIST가 열어가는 대한민국’ 이라는 책으로 출판해 국민들과도 공유할 방침이라고 밝혔다.
4월에는 세계경제포럼(WEF)과 함께 클라우스 슈밥 회장이 직접 참석하는 ‘4차 산업혁명 구현에 관한 국제포럼’을 공동개최하는 한편 ‘(가칭) KAIST 미래전략연구소’를 출범시켜 불확실성 시대에 KAIST뿐만 아니라 와 국내 주요이슈들에 대해 전략을 연구하고 그 결과를 조언하는 싱크탱크 그룹으로 점진적으로 육성, 발전시켜 나갈 계획임을 공개했다.
신성철 총장은 마지막으로 “구성원 여러분이 KAIST이고 KAIST는 대한민국의 미래다”라고 강조한 뒤 “역사의 지평선 너머를 보는 우리의 꿈과 비전은 국가와 인류사회의 발전에 크게 기여할 것” 이라고 말했다. 신 총장은 이어 “글로벌 가치창출, 세계 선도대학을 향한 우리의 도전과 혁신은 KAIST가 4차 산업혁명의 선봉장이 되고 국민들의 자긍심을 고양하며 대한민국이 선진국으로 도약하는 초석이 될 것” 이라고 강조하면서 신년사를 마무리 했다. (신년사 국영문 전문은 붙임파일 참조).
2018.01.02
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이진환 교수, 스핀 전류로 초전도를 제어하는 신기술 개발
〈 이진환 교수, 최석환 박사 〉
우리 대학 물리학과 이진환 교수가 포항공대 및 연세대와의 공동 연구를 통해 스핀 전류를 이용해 물질의 초전도를 제어하는 기술을 최초로 개발했다.
연구팀이 사용한 물질은 철계열 초전도체인 FeAs 원자층과 페로브스카이트 Sr2VO3 원자층이 반복해서 자기조립에 의해 형성된 헤테로 구조 물질이다. 스핀 제어 주사 터널링 현미경의 탐침과 시료 사이에 흐르는 스핀 분극 전류에 의해 FeAs층의 자성이 C2구조와 C4구조 사이에서 변화하고 이로 인해 FeAs층의 초전도가 켜지고 꺼짐을 원자수준에서 명확히 보일 수 있었다.
최석환 박사(현 BK 박사후연구원)가 제1저자로 참여한 이번 연구는 대표 물리 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters, PRL)’에 11월 27일자로 PRL 대표 논문(Editors’ Suggestion)으로 출판됐다.
이 연구는 스핀 분극 전류와 비분극 전류를 활용해 자성 배열을 국소적으로 바꿈으로써, 나노 자성 메모리를 구현하거나 초전도를 제어하는 트랜지스터 소자를 개발하는데 필요한 기본적인 물리 원리를 최초로 밝혔으며 동시에 이를 원자 수준에서 규명한 것으로 평가받고 있다.
이 연구는 상위 3%의 가장 중요한 PRL 논문에 대해 해당 분야의 권위자의 해설이 함께 실리는 Viewpoint in Physics에도 선정됐으며, 미국 국립 연구소들이 주도하는 일반인 대상의 과학 전문 온라인 뉴스 매체인 Phys.org에 매월 가장 중요한 10개 연구만 선정되는 특집(Feature) 기사로 소개되기도 했다.
또 이진환 교수가 독자 설계 제작하여 이 연구에 활용된 장비는 지난 10월호 최고 권위의 과학 장비 저널인 ‘리뷰 오브 사이언티픽 인스트루먼츠(Review of Scientific Instruments, RSI)’지의 표지 논문으로 선정되기도 했다.
이 장비의 측정 정밀도를 향상시키기 위해 개발하였으나 일반적인 모든 센서와 증폭기의 성능을 향상시킬 수 있는 수학적인 모델이 같은 과학 장비 저널 RSI에 수학적인 논문으로는 예외적으로 별도 정규 논문으로 게재됐다.
이진환 교수는 “모두가 그 기본 원리가 잘 알려진 간단한 주사 탐침 현미경 또는 상용 현미경으로 실험할 때, 우리는 반강자성 탐침을 이용한 스핀 제어 기능, 고자기장 구조에서 불가능할 것으로 여겨졌던 넓은 가변온도 기능, 체계적인 스핀제어 실험을 위한 다중 시료 장착 기능 등을 과감히 설계에 반영하였고, 그 결과 자연스럽게 다른 경쟁 그룹들이 수년 내에 따라 할 수 없는 자성과 초전도의 동시 제어 실험을 체계적으로 수행할 수 있었다”면서 “학내에 공용 헬륨 액화기가 없는 등 기초과학 연구 환경상의 약간의 어려움이 있지만, 이 연구의 물리학적인 성취를 실용적인 소자로 구현하기 위한 확장 연구와 함께, 앞으로도 보다 다양한 측정 기술 혁신으로 첨단 과학의 발전을 선도할 수 있기 위해 최선을 다할 것”이라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 미래융합 파이오니어 사업과 이공학 개인기초연구지원 사업 등의 지원을 받아 수행됐다.
이 연구 논문은 https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.227001 에서 확인할 수 있으며, Viewpoint in Physics와 Phys.org 특집 기사는
https://physics.aps.org/articles/v10/127 및 https://phys.org/news/2017-12-scientists-superconductivity-currents.html 에서 찾아볼 수 있다.
□ 그림 설명
그림1. 연구 개념도
2017.12.26
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한마음교육봉사단, 제2회 한마음꿈나무 KAIST 체험행사 개최
〈 한마음교육봉사단 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 최병규 명예교수가 대표로 재직 중인 (사)한마음교육봉사단이 제2회 한마음꿈나무 KAIST 체험행사를 실시한다.
우리 대학에 본부를 두고 있는 한마음교육봉사단은 지난해부터 다문화엄마학교 졸업생을 대상으로 그 자녀들과 가족을 KAIST에 초청하는 행사를 진행 중이다.
1회 행사에는 120여 명이 참가했고 오는 29일(일) 오후 2시에 진행될 2회 행사에는 더 많은 인원이 참석할 것으로 예상된다.
봉사단은 명문대학 체험을 통해 다문화가정 자녀들에게 교육에 대한 동기부여를 강화시킬 뿐 아니라 진로 탐색과 과학 체험활동을 통해 폭 넓은 자기계발의 기회를 제공한다.
이번 행사는 교육봉사동아리(SEED)의 지원을 통해 KAIST 홍보동영상 시청, 단체 보물찾기, 초등학교 3학년 자녀를 대상으로 한 융합과학 프로그램(인터렉티브 아트) 체험활동 등을 진행한다.
또한 학부모를 위한 국화축제 관람, 학생식당 체험 등 다채로운 프로그램을 마련해 자녀와 부모가 함께할 수 있는 행사로 진행된다.
한마음교육봉사단은 2015년 자녀교육을 챙기는 엄마를 양성하는 다문화엄마학교를 개원한 이래 전국 시, 도로 확산 중이다. 현재 서울시 성북구, 전남 나주시, 장성군에 학교를 개원했다.
2017.10.26
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빅 데이터 융합연구 워크숍 개최
우리대학 연구처(처장 김정호 교수, 전기및전자공학부)와 연구기획센터가 공동으로 20일 오전 10시 30분부터 대전 본원 교육지원동(W8) 1층 대회의실에서 ‘빅 데이터 융합연구’를 주제로 워크숍을 개최한다. 교수와 연구원, 학생 등 KAIST 구성원을 대상으로 진행되는 이번 워크숍은 교수 등 학내 연구자들이 모여 교통·문화·정보보안·헬스 케어·도시 등 다양한 분야에서 생산되는 방대한 데이터를 활용한 연구 결과를 공유하고 관련 정보를 서로 교류할 수 있는 기회를 갖고자 마련됐다.
특히 빅 데이터를 활용한 실질적 연구 사례를 중심으로 한 3개의 큰 주제를 정해 프로그램을 구성했기 때문에 평소 빅 데이터 활용에 관심 있는 연구자들에게는 좋은 기회가 될 것으로 학교 측은 기대하고 있다.
‘데이터 의사결정’을 주제로 10시50분부터 시작되는 제1 세션에서는 맹성현 교수(전산학부)가 ▲인간의 경험지식 마이닝을 주제로, 이문용 교수(산업및시스템공학과)가 ▲실거래가 데이터 기반의 부동산 가치산정 모델링을, 그리고 전기및전자공학부 신승원 교수가 ▲다크웹 빅 데이터 분석: 타크웹은 어떻게 범죄에 이용되는가를 주제로 각각 강연을 진행한다.
13시10분부터 시작하는 제2 세션의 주제는 ‘미래의 도시’인데 정하웅 교수(물리학과)가 ▲도시속의 빅 데이터와 네트워크를 주제로 발표한다. 이어 박주용 교수(문화기술대학원)는 ▲문화 데이터와 복잡성의 과학이라는 주제로, 윤윤진 교수(건설및환경공학과)는 ▲빅 데이터와 교통시스템이란 주제로, 이재길 교수(산업및시스템공학과) 교수가 ▲이동경로 빅 데이터를 통한 인간행동 이해 및 예측이라는 주제로 제2 세션의 강연자로 나선다.
‘새로운 수단’이라는 주제로 진행되는 제3 세션은 ▲빅 데이터 분석을 통한 자동화된 이동통신 성능 분석(김용대 교수·전기및전자공학부) ▲새로운 RNA 규명을 위한 빅 데이터 생산 기술(김유식 교수·생명화학공학과) ▲시스템 기술관점에서의 클라우드 컴퓨팅의 진화(허재혁 교수·전산학부) ▲가상인체 CODA를 이용한 신약개발(이도헌 교수·바이오및뇌공학과)에 관한 연구결과를 발표하는 순으로 워크숍이 진행된다.
이번 워크숍을 주관하는 김정호 연구처장은 “4차 산업혁명의 기초는 빅 데이터의 확보와 활용에 있다 말해도 과언은 아니다”라고 말하고 “세계 각국과 기업은 빅 데이터를 인공지능으로 처리하는 플랫폼 확보와 함께 이를 기반으로 새로운 가치창출은 물론 자원(자본)·노동·시간 등 생산에 들어가는 각종 요소의 절감을 통해 글로벌 경쟁력을 확보해야만 생존이 가능할 것”이라고 강조했다.
2017.09.18
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성남시-KAIST 상호협력을 위한 MOU 체결식
사진설명 : 이재명 성남시장과 신성철 KAIST 총장이 30일 오전 성남시청 9층 회의실에서 ‘성남시 4차 산업혁명 선도도시 구현을 위한 상호협약’을 체결한 후 기념촬영을 하고 있다.
성남시(시장 이재명)와 우리대학은 성남시를 거점으로 하는 4차 산업혁명 선도도시 구현을 위해 상호 협력하기로 하고 30일 오전 성남시청에서 MOU 체결식을 가졌다.
국내 최고의 산업 환경을 가진 성남시와 세계적인 과학기술특성화대학인 우리대학이 이번 협약을 통해 서로 손잡음으로써 국내에도 세계적 수준의 혁신산업 생태계를 조성할 수 있는 기본 틀이 만들어 졌다는 평가다. ‘성남’과 ‘KAIST’의 조합은 미국 실리콘밸리와 스탠포드대, 핀란드 헬싱키와 알토대, 중국 북경과 칭화대 등과 같이 우리나라 산업을 대표하는 랜드마크가 될 것으로 산업계에서도 기대가 크다.
성남시는 우리대학의 우수한 인재와 기술을 관내로 끌어들임으로써 벤처 및 중소·중견기업의 4차 산업혁명 조기 진입을 촉진하고 지속가능한 성장 동력을 안정적으로 공급받을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 성남시는 특히 범국가적 전문가로 구성될 ‘성남과학기술위원회(가칭)’를 중심으로 공격적인 산학협력과 실험적 사업추진을 통해 ‘패스트 팔로어(Fast Follower)’가 아닌 ‘퍼스트 무버(First Mover)’ 전략으로 4차 산업혁명의 파고를 정면 돌파해 미래 시장을 선점해 나간다는 계획이다.
우리대학 또한 글로벌 혁신기업들이 밀집해 있는 성남시에 거점을 마련함으로써 현장 깊숙한 곳에서 산학 협업과 혁신활동을 본격적으로 추진할 수 있게 됐다. 학교 연구실이 아닌 산업 최일선에서 글로벌 리더를 육성하고 학문적ㆍ기술적ㆍ경제적 부가가치를 창출함으로써 ‘글로벌 가치창출 세계 선도대학’으로 도약을 위한 입지를 확고히 다졌다는 게 주변의 평가다.
두 기관은 이날 협약체결을 통해 ▲성남시 과학기술 역량강화를 위한 산·학 연관 협력체계 구축 ▲기업들의 차세대산업 조기진입 지원을 위한 ICT 연구 플랫폼 구축 ▲미래혁신 생태계 촉진을 위한 기술융합 환경조성 및 인재양성 ▲미래혁신 생태계 활성화를 위한 혁신자원 유치 및 교류지원 등 다양한 분야에서 상호 협력키로 했다.
성남시와 우리대학은 이를 위해 우선 ‘성남과학기술위원회(가칭)’를 구성⋅운영하고, S-KAI(성남⋅KAIST) 차세대 ICT 연구센터 설립, K-Global 조성사업(성남 글로벌 기술융합지원센터)를 설립하는 등 성남시에서의 양질의 일자리 창출과 기업의 성장 동력 제공, 글로벌 혁신 생태계 구축을 단계적으로 추진할 방침이다.
두 기관은 또 상호협력을 통해 국제세미나 개최·국가사업 R&D과제 발굴 및 유치 등을 시작으로 글로벌 기업연구소와 글로벌 가젤기업 공동유치 계획을 수립, 추진한다. ‘S-KAI 차세대 ICT 연구센터’를 통해서는 우리대학의 교수 및 석·박사학생 등 우수인력들이 성남시 상주를 통해 사이버 물리산업(Cyber-physical Industries) ICT 연구플랫폼, 미래자동차 연구플랫폼, ICT 기반 의료용 장비 연구플랫폼 구축업무를 수행한다.
특히 정부가 계획 중인 ‘4차 산업혁명 종합대책'에도 참여해서 국가 프로젝트들을 적극적으로 유치하는 한편 관련부처들과도 긴밀한 협력관계를 유지해나갈 방침이다. 양측은 올 하반기부터 오는 2019년 상반기까지를 시범사업 기간으로 정했는데 9월부터 성남산업진흥재단이 위치한 정자동 킨스타워에서 실무추진 태스크포스팀을 출범시켜 세부 실행계획을 마련하고 내년 5월부터 본격적인 추진에 들어갈 계획이다. 2019년 하반기부터로 예정된 사업화는 판교 창조경제밸리에 입주한 이후 추진을 진행한다.
성남시와 우리대학 관계자들은 “대한민국을 대표하는 혁신도시와 대학인 두 기관은 국가적인 정책과제인 4차 산업혁명 시대를 선도할 수 있는 시스템을 성공시켜 전국으로 확산할 책임과 의무가 있다”면서 “향후 사업내용과 성과를 점진적으로 정부에 제안할 방침”이라고 말했다.
한편 이날 협약식에는 이재명 성남시장과 신성철 총장을 비롯해 성남시에서는 장병화 성남산업진흥재단 대표이사 등이 그리고 우리대학에서는 김수현 대외부총장, 최경철 산학협력단장, 문재균 전기및전자공학부장 등이 참석했다.
2017.08.30
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창업융합 전문석사 첫 졸업생 3명 배출
KAIST가 오는 18일 창업융합 전문석사과정 첫 졸업생 3명을 배출한다. 창업석사과정 첫 졸업생이란 영예를 차지한 졸업생 3명이 교내에서 기념사진을 찍고 있다. 사진 왼쪽부터 김동완 졸업생, 이한별 졸업생, 차창배 졸업생.
우리대학이 창업융합 전문석사 첫 졸업생 3명을 배출한다. 2016년 9월 창업융합 전문석사과정(이하 창업석사과정)을 도입한지 1년 만에 첫 졸업생 3명이 탄생한 것이다. 우리대학은 국내대학 중 최초로 창업노하우를 전문으로 가르치는 창업석사과정을 개설한 후 지난 1년간 이 과정을 이수한 이한별(전산학부)·김동완(전기및전자공학부)·차창배(화학과)씨 등 3명에게 18일 창업석사 학위를 수여할 예정이다. 첫 입학생 4명 중 1명인 김건희(26세·연세대 경제학과 졸업)씨는 딥 러닝을 심층적으로 더 배우기 위해 한 학기 졸업을 늦춘 것으로 알려졌다. KAIST 창업석사과정은 2016년 9월 개설 후 4명의 신입생이 첫 입학한데 이어 2017년 봄 학기 현재까지 총 13명이 입학했다.
창업석사과정은 우리대학이 故 스티브 잡스(애플 공동 창업자) 및 저커버그(페이스북 창업자)와 같이 21C 창의융합 인재양성을 통한 창업활성화를 목표로 2016년 9월 국내대학 중 맨 처음 개설했는데 학위논문을 창업교과목 이수로 대체할 수 있는 1년짜리 집중과정이다. 2016년 당시 미래창조과학부(現 과학기술정보통신부)로부터 지원을 받아 설립한 K-School과 건설및환경공학과·기계공학과·전기및전자공학부·전산학부·물리학과·화학과 등 18개 학과가 공동으로 학생을 모집하는 등 운영을 같이하고 있다.
졸업이수학점 33학점 가운데 전공과목(12학점)을 제외하고는 창업가의 리더십 등 공통필수과목(3학점)과 산학협력 교육프로그램인 고급융합캡스톤디자인 등 전공필수과목(4학점), 그리고 K-School에서 제공하는 재무와 마케팅 등 선택과목(8학점) 및 스타트업 현장실습과 같은 연구학점(6학점) 등 21학점 이상의 창업전문 과목을 이수하면 학위취득이 가능하다. 지원 자격은 학사이상의 학위취득자나 학위취득예정자 등이며 기존 석·박사 학위 취득자도 지원할 수 있다. 물론 일정기준의 영어능력도 갖춰야 한다.
입학생들은 KAIST 장학생으로 선정돼 1년간 납입수업료의 90%를 정규학기별로 지원받으며 매달 소정의 학자금도 지급을 받는다. K-School은 올해부터 매 학년도 봄·가을학기 신입생을 모집하는데 지난달 7일부터 18일까지 2018년도 봄 학기 창업석사 신입생을 모집한 결과 총 23명이 지원했다고 밝혔다.
오는 18일 창업석사과정 첫 졸업생이라는 영예를 얻은 3명의 졸업생 중 이한별 (27세·서울과학기술대 산업정보시스템공학과 졸업)씨는 학사과정 재학 중 다양한 애플리케이션 및 서버를 개발한 경험을 지녔다. 이를 기반으로 창업석사과정 재학 중 초기 스타트업인 ㈜제니스 헬스케어에 합류해서 현재까지 스타트업의 CTO(최고기술책임자)로서 개발관련 업무를 총괄하고 있다. 이한별 씨는 “KAIST에서 제공하는 다양하고 체계적이며 창업에 필요한 현장중심의 교육과정이 스타트업 활동에 많은 도움이 됐다”고 소감을 밝혔다. 졸업 후 계획에 대해서는 “현재 재직 중인 ㈜제니스 헬스케어에 더 많은 시간을 집중해서 기업의 성장을 이루는데 기여하고 싶다”고 말했다. 그는 또 “소프트웨어 개발을 배우기 원하는 KAIST 학생들을 대상으로 유용한 지식을 공유하고 싶은 바램이다”라고 덧붙였다. 이를 위해 학교내에 ‘런큐’라는 지식공유 컨소시엄을 설립해 우리대학 학생들을 대상으로 소프트웨어 개발에 대한 강의를 하고 있다. 이한별 씨는 또 다양한 창업아이템을 발굴하기 위해 새로운 비트코인(가상화폐) 개발에도 관심을 갖고 공부중이다. 이밖에도 온라인 전문코딩 교육콘텐츠를 개발 중이며 오프라인 리얼 코딩 영재학원과 연구소도 함께 운영하고 있다.
우리대학 학부출신인 김동완 씨(27세·전기및전자공학부 졸업)는 입학 전 모바일 앱 기반의 서비스 창업을 시도했다가 실패한 경험의 소유자다. 그는 “기술기반 스타트업이야말로 4차 산업혁명을 주도할 핵심자원으로서 빠른 변화가 요구되는 오늘날의 특성에 적합한 형태이기에 새로운 기술을 개발해 미래를 바꿀 수 있는 기술기반의 스타트업을 창업하고 싶다”고 장래 포부를 밝혔다.
차창배(26세·경북대 응용화학과 졸업)씨는 “1년의 재학기간 중 솔직히 미래에 대한 걱정과 고민으로 슬럼프에 빠진 적도 있었지만 하고 싶은 일을 찾고 그와 관련된 지식을 넓힐 수 있는 소중한 시간으로 기억하고 싶다”고 지난 1년을 회고했다. 차 씨는 1년 전 입학면접에서 “기업가 정신은 무엇인가”라고 묻는 면접관의 질문에 명확한 답을 하지 못했지만 지금은 말할 수 있다고 자신했다. 그는 기업가 정신에 대한 의미를 “끊임없는 도전과 실패를 극복하는 열정”이라고 설명하고 “지나칠 정도로 결과만을 중요시하는 현재의 교육체계에 대한 새로운 대안이 될 수 있는 교육프로그램을 기획·제작하는 회사를 창업하고 싶다”며 졸업 후 활동계획에 관한 포부를 밝혔다.
2017.08.11
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조남진 교수, 美원자력학회 위그너원자로물리학자상 수상
〈 조 남 진 교수 〉
우리 대학 원자력및양자공학과 조남진 명예교수(69)가 美 원자력학회가 발표한 2017년도 ‘위그너 원자로물리학자상(Eugene P.Wigner Reactor Physicist Award)’ 수상자로 선정됐다.
시상식은 오는 11월 워싱턴 DC에서 열리는 美원자력학회 연차대회에서 열리고 조 교수는 기념 강연을 진행한다.
美프린스턴 대학의 위그너 교수는 노벨물리학상 수상자이며 세계 최초의 원자로 설계프로젝트의 핵심적 리더이다. 물리학자인 엔리코 페르미와 함께 원자로물리 분야의 선구자로 알려져 있다.
美 원자력학회는 위그너 교수의 공적을 기리기 위해 1990년 제1회 수상자를 위그너 교수로 선정하고 이 상을 제정했다.
상이 제정된 이래 미국, 영국, 프랑스, 이탈리아, 스웨덴 이외의 국가에서 수상자가 나온 것은 KAIST의 조 교수가 처음이다.
조 교수는 해석함수전개 노달방법, 2차원-1차원 융합 중성자수송계산법, 부분중성자류 소격격자가속기법의 우수성과 등 원자로물리 분야에서의 지대한 공로를 인정받았다.
조 교수는“이번 수상소식에 지난 30여 년간 KAIST에 재직하는 동안 같이 고뇌하고 땀 흘려 연구한 제자들에게 공을 돌리고 싶다”며 “또한 이를 가능하게 한 KAIST의 학구적인 분위기와 NRL프로그램(국가지정연구실사업) 등 정부의 지속적인 연구비 지원에 감사드린다”고 말했다.
조 교수는 원자력공학 핵심 분야인 원자로물리분야에서 노심설계방법론 및 전산해석기술의 권위자로 2001년도 美 원자력학회 석학회원(Fellow)에 선임되기도 했다.
2017.07.12
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KAIST, 2017 하계 다보스 포럼에 참가해 융합연구 성과 적극 홍보
우리대학이 국내대학 중 유일하게 오는 6월 27일부터 29일까지 중국 다롄시 국제컨퍼런스센터에서 열리는 2017 세계경제포럼(WEF) 하계대회(이하 하계 다보스 포럼)에 초청받아 신 총장 등 참가교수들이 세션 운영과 패널 참여를 통해 첨단 융합연구 사례를 적극 홍보하는 한편 창의적 인재양성과 세계적인 빅 이슈에 대해 다양한 해법 등을 제시할 예정이다. 정식명칭이 “새로운 챔피언들의 연차총회”라고 불리는 하계 다보스 포럼은 중국이 스위스 다보스 포럼과 같이 세계 경제와 글로벌 이슈를 주도하기 위해 2007년부터 세계경제포럼(WEF)과 매년 공동으로 개최해오는 국제회의다. 인공지능·빅데이터 등으로 대표되는 4차 산업혁명 물결이 전 세계를 휩쓸고 있는 가운데 열리는 올해 포럼에는 리커창 중국 국무원 총리를 포함, 화웨이의 궈핑 최고경영자, 로봇·자율주행차 등 다양한 분야에서 기술 혁신에 나서고 있는 바이두의 장야친 총재 등 90여 개국에서 2,000여명의 정치계·관계·재계·학계 인사가 참가한다.
‘제4차 산업혁명시대에 포용적 성장을 이루기(Achieving inclusive growth in the fourth industrial revolution)’라는 주제로 열리는 이번 포럼에서 과학기술 전문가 등 전 세계 90여 개국의 참가자들은 다양한 세션에 참여해 4차 산업혁명시대에 관한 글로벌 혁신이슈와 과학기술, 그리고 포용적 성장에 관해 심도 있는 발표와 토론을 벌일 예정이다. 우리대학은 전 세계 리더들을 대상으로 최신의 연구동향을 소개하고 함께 토론하는 자리인 ‘아이디어스랩(IdeasLab)’을 국내대학 중 유일하게 운영할 계획이다. 우리대학이 아이디어스랩을 운영하는 것은 올해가 6번째다.
올해 아이디어스랩은 ‘미래 소재 (Materials of the Future)’를 주제로 열리는데 우리대학에서 개발한 제4차 산업혁명을 이끌 소재들에 대한 발표와 함께 토론이 진행된다. 회의는 세션 위원장을 맡은 신성철 총장이 우리대학 현황과 아이디어스랩을 소개한 뒤 우리대학 교수진의 최첨단 융합연구 결과에 대한 발표가 이어진다. 신성철 총장은 이와 함께 글로벌대학리더스포럼(GULF)이 주관하는 다양한 세션에 토론리더로 참여해 우리대학 연구원이 수행 중인 제4차 산업혁명시대의 융합연구 사례들과 창의적 교육혁신 등을 주제로 발표와 토론을 진행한다.
신 총장은 국내 유일의 세계경제포럼 산하 전 세계 27개 선도대학 총장들의 모임인 GULF의 멤버다. 이 모임에는 우리대학외에 영국 옥스퍼드대와 캠브리지대를 비롯, 미국 MIT·하버드대·스탠포드대·콜롬비아대와 일본 동경대, 중국 북경대 총장들이 회원으로 참여하고 있다. 신 총장은 이밖에 4차 산업혁명시대의 포용적 성장을 위한 전략세션에도 참여하는 한편 세계경제포럼 이사진과의 회의 등에도 참석하는 등 다양한 활동을 하게 된다.
다보스 포럼과 하계 다보스 포럼에 15년 이상 초청을 받아 온 이상엽 연구원장(생명화학공학과·특훈교수)은 ‘삶의 미래: 의약(Future of Life: Medicine)’세션에서 발표자로 나서 시스템생물학에 의한 전통의약의 선진화와 마이크로바이움(장내 미생물) 등에 대한 연구내용과 미래전망 등에 관해 소개한다. 이 교수는 또 세계경제포럼 바이오텍 글로벌 퓨처카운슬 의장과 4차 산업혁명 카운슬 위원자격으로 다양한 바이오 세션들과 4차 산업혁명 만찬세션에도 참가해서 혁신 융합연구 사례와 4차 산업혁명 속 포용적 성장을 위한 전략 등을 주제로 토론을 진행한다.
신성철 총장은 “KAIST는 그동안 아이디어스랩 운영을 통해 거둔 세계적인 연구 성과를 다보스 포럼에 참석한 전 세계 지도자들에게 발표하고 공유함으로써 좋은 평가를 받아왔다”며 “이번 포럼은 4차 산업혁명 시대가 가져 올 기술변화와 인간중심의 발전방안 등에 대해 심층 논의하는 한편 그동안 KAIST가 추진해 온 혁신적 연구 및 융합연구 성과를 적극 소개하는 자리가 될 것”이라고 강조했다.
2017.06.21
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윤동기 교수, 액정 결함의 변이 과정 관찰에 성공
우리 대학 나노과학기술대학원 윤동기 교수 연구팀이 액정의 결함이 온도에 따라 변화하는 과정을 규명했다.
액정 결함에 관한 연구는 20세기 초반부터 약 100여 년 간 위상기하학을 연구하는 물리, 수학자들에 의해 연구됐지만 결함의 형태 전이를 세밀하게 직접적으로 관찰한 것은 이번 연구가 처음이다.
이 액정에서의 결함은 위상학적(topology)으로 우주에서 발생하는 블랙홀과 같은 위상학적 현상과 비슷한 구조를 갖기 때문에 우주의 원리를 연구하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
김민준 박사가 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 5월 30일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명 : Morphogenesis of liquid crystal topological defects during the nematic-smectic A phase transition)
일반적으로 액정 재료는 손쉬운 배향 제어, 빠른 반응속도, 이방적(anisotropic)인 광학 특성을 갖고 있어 액정표시장치(LCD)나 광학 센서 등에 사용된다. 이 때 액정의 결함을 최소화하는 것이 성능 측면에서 유리한 것으로 알려져 있으나 물질 특성 상 액정의 결함은 불가피하게 발생한다.
윤 교수 연구팀은 이 결함을 단순히 없애는 데만 집중하지 않고 결함의 구조를 이해하고 형성 원리를 명확하게 규명하는 기초연구에 집중했다.
이러한 노력을 바탕으로 액정재료의 위상학적 결함이 안정적으로 발생하는 플랫폼을 구성해 온도 변화에 따른 상전이(phase transition)를 직접적으로 관찰했다.
위상학적 결함의 상전이는 2016년도 노벨물리학상의 주제이기도 할 만큼 기초과학 분야에서 중요하다. 우주 은하의 위상학적 구조적 원리도 이에 바탕하고 있어 많은 연구자들이 집중하고 있는 분야이다.
우주 은하의 위상학적 결함을 관찰하기에는 너무 범위가 크고 시간이 오래 걸린다. 하지만 윤 교수팀이 고안한 플랫폼의 위상학적 결함 구조는 광학 현미경으로 관찰이 가능한 수준의 크기이다. 또한 결함의 상전이가 일어나는 시간도 수초에서 수분 단위이기 때문에 관찰이 용이하다.
여기서 액정 재료들이 형성하는 결함 구조는 하나의 특이점(singularity)을 중심으로 방사형, 원형, 나선형 등의 형태를 갖는다. 특이점은 영화 ‘인터스텔라’에서도 나온 것처럼 우주의 블랙홀의 중심부 부분에 해당한다.
이 액정 재료는 일반적으로 딱딱한 두 유리판 사이에 모세관 현상을 통해 주입해 그 시료를 준비하게 된다. 그러나 이 과정에서 유리판처럼 단단한 기판은 표면효과 때문에 액정 물질의 움직임을 제한시키고 이는 결함의 상전이를 관찰하는 장애물이었다.
연구팀은 물 위에 기름이 떠다니는 현상을 이용해 물 위에 얇은 액정재료 막을 형성함으로써 액정 분자들의 움직임이 제한적이지 않은 환경을 조성했다.
이런 환경에서 온도를 변화시키면 그 구조체를 구성하는 분자와 분자 사이의 미세한 상호작용이 기판에 의한 표면효과보다 훨씬 크기 때문에 위상학적 결함의 상전이를 연속적, 직접적으로 관찰할 수 있다.
이 연구 방식은 온도 변화를 통해 위상학적 결함의 형성과정을 순서대로 혹은 역으로 조절할 수 있다. 따라서 전이과정을 면밀하게 관찰하면 중간 상태의 결함구조를 통해 최초의 그 결함 형태와 구성 분자들의 배열을 정확히 역추적 할 수 있다.
이는 위상학적 결함의 형성 원리를 근본적으로 이해할 수 있는 연구 수단이 될 것으로 기대된다.
윤 교수는 이번 연구에 대해 “연구에 대한 발상의 전환을 통해 남들이 보지 못한 것을 볼 수 있었다”며 “액정 결함에 대한 이번 연구 결과는 산업적 측면 뿐 아니라 기초 학문에 세계적 공헌을 할 수 있을 것이다”고 말했다.
또한 “우리나라가 액정 디스플레이 산업의 강국이지만 액정에 대한 기초연구는 세계적 수준에 비해 높지 않다”며 “이번 연구를 계기로 국내 관련 기초연구에 대한 관심을 촉발시키는 계기가 되길 바란다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 미래유망융합기술파이오니어사업과 신진연구지원사업의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 물 위에 형성된 액정 결함의 냉각에 의한 위상학적 결함의 상전이 현상의 편광현미경 사진
그림 2. 액정 분자들이 모이는 위상학적 결함의 편광현미경 이미지와 그에 대한 모식도와 액정 분자들이 퍼지는 위상학적 결함의 편광현미경 이미지와 그에 대한 모식도
2017.06.01
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류호진 교수, 금속 칵테일로 핵융합에 사용가능한 신소재 개발
우리 대학 원자력 및 양자공학과 류호진 교수 연구팀이 칵테일처럼 여러 원소를 혼합하는 방식을 통해 핵융합 플라즈마의 대면재로 적용 가능한 신소재 합금을 개발했다.
이번 연구를 통해 핵융합 발전과 같은 극한적 환경에서 사용되는 금속의 범위가 다양하게 확장될 것으로 기대된다.
오와이스 왓심 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 온라인 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’ 5월 16일자에 게재됐다.
미래 에너지원으로 여겨지는 핵융합 발전을 실현하기 위해서는 고온의 플라즈마를 가두고 있는 토카막(tokamak) 용기의 내구성이 중요하다. 도넛 모양의 토카막은 강력한 자기장을 통해 1억℃가 넘는 플라즈마를 안정적으로 유지시켜주는 역할을 한다.
그럼에도 불구하고 플라즈마의 고온에 따른 열부하, 플라즈마 이온, 중성자 등으로 인해 토카막 용기는 손상이 발생한다. 이 토카막 용기를 보호하기 위한 대면재로 텅스텐 등의 금속이 쓰이고 있으나 완벽한 핵융합 발전을 위해서는 고성능 신소재의 개발이 필수적이다.
류 교수 연구팀은 텅스텐에 소량의 금속을 첨가해 물성을 개량하는 기존 방법들보다 한 발 더 나아가 다량의 금속을 동시에 혼합하는 기술을 활용했다.
이는 마치 칵테일처럼 여러 금속 분말을 혼합한 후 소결하는 분말야금 기술로 이를 통해 텅스텐보다 경도와 강도가 2배 이상 향상된 신소재 합금을 제조하는 데 성공했다.
핵융합에서는 다양한 물질을 함께 혼합하는 위와 같은 방식이 역효과를 발생시키기도 한다. 몰리브덴, 니오븀 등은 핵융합을 하면서 발생하는 중성자와 반응을 해 방사성이 높은 원소로 탈바꿈하는 방사화 현상이 발생해 방사능을 발산하기도 한다.
류 교수 연구팀은 이러한 제약들을 고려해 크롬, 티타늄 등을 첨가했고 이는 경도 향상 뿐 아니라 제조 공정의 촉진, 방사화 방지 등의 효과도 얻어냈다.
연구팀은 고온 기계적 특성과 더불어 열전도도, 플라즈마 상호작용, 중성자 조사취화, 트리튬 흡수 억제, 고온 내산화 특성 등을 최적화하는 합금 조성을 찾기 위한 연구를 계속 진행할 예정이다.
류 교수는 “핵융합 플라즈마 대면재는 열 충격과 플라즈마 및 중성자로 인한 손상이 극심해 이를 견딜만한 금속이 없을 정도로 극한적 환경에 노출된다”며 “이번 연구결과로 핵융합 및 원자력용 고융점 저 방사화 금속을 개발하고자 하는 시도가 전 세계적으로 활발해질 것으로 예상된다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 핵융합기초연구사업과 전략구조소재 신공정설계 연구센터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 연구를 통해 제조된 텅스텐 기반 고강도 신합금
그림2. 고융점 금속 혼합 공정을 통한 핵융합 플라즈마 대면재 개발 개요
2017.05.24
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