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유기발광다이오드 고효율 제조기술 개발
- 용액으로 제조해 값싸며, 대기 중에서 제조할 수 있는 OLED 길 열려
차세대 디스플레이로 각광받는 유기발광다이오드(OLED)의 제조공정이 크게 개선된다.
우리학교 기계공학과 양민양 교수팀은 대기 중에서도 쉽게 제조할 수 있는 고분자 유기발광다이오드를 개발하는 데 성공했다.
연구팀은 음극이나 양극과 같은 금속 전극을 제외한 기능성 층(정공주입층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층)을 모두 액상으로 제조할 수 있도록 했다. 이 액상물질은 인쇄기술과 같은 용액공정을 적용할 수 있어 매우 저렴한 비용으로 제조가 가능할 것으로 기대된다.
기존 유기발광다이오드에는 LiF, CsF, Cs2CO3 등과 같은 알칼리․알칼리토금속을 포함하는 물질들이 전자주입층으로 구성돼 있다. 이 전자주입물질들이 음극과 발광층 사이에서 전자가 극복해야 할 전자주입장벽을 낮추어 발광효율을 높이는 역할을 하기 때문이다.
그러나 이 물질들은 대기 중에서 불안정할 뿐만 아니라 1nm(나노미터)정도의 초박막을 진공에서 증착을 통해 막을 입혀야 하기 때문에 대면적으로 얇은 층을 구현하기 어렵다. 또한, 아래층의 표면품질에 소자의 효율이 큰 영향을 받는다는 문제가 있어 모든 층을 용액공정으로 소자를 제조하는 데 어려움이 있었다.
양 교수팀은 5nm의 크기를 갖는 산화아연 나노입자 용액과 암모늄 이온용액을 통해 용액공정의 적용이 가능한 전자수송․주입 복합구조를 제시했다. 이들 용액은 알칼리․알칼리토금속을 전혀 포함하고 있지 않아 대기 중에서 안정해 모든 층을 용액공정으로 제조가 가능해졌다.
특히, 산화아연 나노입자층과 암모늄이온 복합층에 존재하는 암모늄 이온은 일정 이상의 전계를 가하면 발광층과 음극 사이에서 이온들이 전계에 따라 정렬해 계면쌍극자(interface dipole)를 형성한다.
이를 효과적으로 발광층과 음극사이의 전자주입 장벽을 낮추어 알칼리․알칼리 토금속을 사용하지 않음에 의해 발생하는 효율이 저감되는 문제를 극복해 발광효율 10cd/A와 휘도 50000cd/m2의 고성능을 구현했다.
한편, KAIST 양민양 교수와 윤홍석 박사과정 학생이 주도한 이번 연구결과는 권위 있는 학술지인 "어플라이드 피직스 레터스(Applied Physics Letters)"지 12월 14일자 온라인 판에 게재됐고 현재 국내 및 국제 특허 출원 완료됐다.
[그림1] 연구팀이 개발한 고휘도 고발광효율 유기발광다이오드
2011.01.25
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임용택 교수, GCMM 2010 학회 연구업적상 수상
지난 11월 22일부터 24일까지 태국 방콕에서 개최된 "제10차 제조업 및 경영 글로벌학회(Global Congress of Manufacturing and Management, GCMM 2010)"에서 기계공학과 임용택 교수가 소성가공(塑性加工)공정 및 제조업 분야에서의 연구 활동을 인정받아 연구 업적상 (Excellence for Research and Scholarship in the Area of Metal Forming and Manufacturing)을 수상했다.
GCMM(http://www.gcmm2010.org)은 정보통신기술(IT)을 제조업 시스템과 운영에 적용, 제조업계 발전을 도모하는 국제학회로, 호주 퀸즈랜드 공대(Queensland University of Technology)와 인도 벨로어 공대(Vellore Institute of Technology)의 공동 주최로 지난 2002년 태국 방콕에서 처음으로 개최된 후 격년제로 열리고 있다.
이번 학회에서 연구업적상을 수상한 임용택 교수는 소성가공 공정을 위한 유한요소 해석 프로그램을 개발했으며, 해석결과를 공정설계와 연계하는 자동설계시스템을 만들기도 했다. 최근에는 금속성형 공정에서 중요한 마찰계수를 측정하는 팁시험방법을 고안했고, 현재는 나노 벌크재 개발 및 이를 응용한 고강도 부품 개발에 매진하고 있다. 10여 개의 국내·외 특허를 보유하고 있는 임 교수는 170여 편의 논문을 국내·외 논문집에 게재하였으며, 지난 2007년부터는 선재분야 POSCO 철강 전문교수로 활동하고 있다.
아울러 이번 학회에는 태국 정부 국무총리실 산하 개혁정책처(Innovative Policy Office)의 녹색성장위원회 사무총장인 피쳇 두롱카베로이(Pichet Durongkaveroj) 박사가 참석했는데, 그는 3년 전부터 KAIST를 벤치마킹하여 태국에 국립과학기술원(Thailand Advanced Institute of Science and Technology, THAIST)를 설립하기로 결정했다고 밝혔다. 태국 정부는 메콩강 주변지역을 글로벌 지식경제 산업을 선도하는 거점지역으로 발전시키는 계획을 세워두고 있으며, 이를 위해 THAIST를 현존하는 9개의 연구중심대학과 연계시켜 키워나갈 것이라고 피쳇 박사는 부연했다.
이밖에도 태국 정부는 전기기차 (Electric Train) 개발을 주도하기 위해 우리 돈 38조원에 이르는 1조 바트(Bhat)를 철도 시스템 개선에 투자하고, 기술개발주도형 인프라시스템을 구축하기 위해 고급연구인력 수입에 대한 세제지원을 강화하고, 전체 연구비의 70%까지를 기업연구에 확대 투자해 기업의 연구 활동을 장려하는 정책을 입안 중이라고, 피쳇 박사는 밝혔다.
이로써 KAIST는 일본 과학기술연구원(Japan Advanced Institute of Science and Technology, JAIST), 홍콩 과학기술대학(Hongkong University of Science and Technology, HKUST)에 이어 연구중심대학으로서의 롤 모델 역할을 수행함은 물론 각 국의 성장동력원의 주력으로 자리매김하고 있다.
2010.11.26
조회수 16239
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나정웅, 최병규교수, 한국 공학상 수상자 선정
우리학교 나정웅(羅正雄, 68세) 전자전산학과 명예교수와 최병규(崔炳奎, 60세) 산업 및 시스템 공학과 교수가 제8회 "한국공학상" 전자분야와 산업공학분야 수상자로 각각 선정됐다.
나정웅 교수는 전자파의 공진산란을 실험적으로 발견하고, 이 원리를 사용한 지하 100여m 깊이에 직경 2m 정도의 땅굴을 찾을 수 있는 시추공 전자파 레이더를 개발하여 휴전선의 제 4땅굴 발견 등 다수의 업적으로 수상하게 됐다.
CAM(Computer Aided Manufacturing)기술은 IT기술을 제조에 접목하여 제조경쟁력을 높일 수 있는 기반기술을 의미하는데, 최병규 교수는 주로 기계가공 및 제조시스템운영의 자동화, 정보화, 지능화에 관한 기술 개발에 주력했고, SWEEP® 개발(1989년), 대형 선박 프로펠러 가공시스템 개발(1992년), Soft-Master® 개발(1992년) 등 컴퓨터원용제조(CAM) 시스템 기술 연구개발한 업적으로 수상하게 됐다.
이번 수상자는 지난해 7월에 공고하여 수상후보자로 추천된 국내 정상급 과학자 22명을 대상으로 1차 세부분야 심사, 2차 분야별 심사를 거쳐 과학기술계 인사 17명으로 구성된 종합심사위원회에서 최종 확정됐다.
한국공학상은 1994년 제정되어 격년으로 시행하고 있으며, 현재까지 전기, 기계, 화학, 토목 등 공학분야에서 총 21명이 배출되었으며, 교육과학기술부와 한국과학재단은 “한국공학상 시상제도를 통해 과학기술자들의 사기 진작은 물론 뛰어난 연구 성과를 낼 수 있는 분위기를 조성해 나가고 있다”고 밝혔다.
2009.03.19
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변증남칼럼 규제완화의 전제조건
변증남 교수(전기및전자공학과)가 "규제완화의 전제조건"이란 제목의 칼럼을
IT일간지 <디지털타임스> 2008년 6월 11일자에 기고했다.
제목 [디지털산책] 규제완화의 전제조건
저자 변증남(전기및전자공학과) 석좌교수
매체 디지털타임스
일시 2008/06/11(수)
칼럼보기 http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2008061202012269614001
2008.06.11
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서남표 KAIST 총장 "국제상" 수상
서남표(徐南杓) KAIST 총장이 생산공학분야에서 뛰어난 과학적, 산업적 공헌을 인정받아 국제생산공학아카데미(CIRP)에서 수여하는 “제너럴 피에르 니콜라우 상(General Pierre Nicolau Award)”을 수상했다.
徐 총장은 생산제조기술 분야 중 플라스틱 제조공정, 금속 제조공정, 마모이론, 설계이론 등에서 탁월한 연구업적을 이룩한 세계적인 석학이다. 또한 공리(axiom, 公理)를 이용한 생산/설계이론의 창시자이기도 하다.
‘제너럴 피에르 니콜라우’상은 생산공학분야의 세계적 권위자인 프랑스 니콜라우 장군을 예우하고 국제생산공학아카데미 설립에 대한 그의 공헌을 기념하기 위해 제정된 상이다.
2006.09.16
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생명과학과 김학성 교수, 사이언스誌에 논문 발표
“생명요소인 단백질도 설계, 제조한다”
- 단백질의 자연 진화과정을 밝혀 신 기능 단백질 설계 기술 개발
- 의약용 단백질 및 산업용 효소 창출 등 생명공학 분야에서 광범위하게
활용될 수 있는 기반 기술
- 사이언스誌에 중요 논문 중 하나로 소개 : 별도“Perspective"란에
자세한 연구 내용 설명
KAIST 생명과학과 김학성(金學成, 48) 교수 / 박희성(朴熙成, 35) 박사팀이 개발한 ‘신 기능 단백질 설계 기반 기술’이 세계적 학술지인 사이언스 誌에 1월 27일자로 발표했다.
“기존에 존재하는 단백질 골격을 이용한 신 기능 단백질의 설계와 창출 (Design and evolution of new catalytic activity using an existing protein scaffold)“이라는 제목으로 발표되는 이 기술에 대해 사이언스誌는 별도의 “Perspective"란에 연구 내용을 자세히 설명하여, 그 중요성과 파급 효과를 강조하고 있다.
金 교수팀은 자연계에서 단백질이 진화해온 복잡한 과정을 단순화시켜 새로운 기능을 가진 단백질을 효율적으로 설계하고 제조하는 기반 기술을 개발하였다. 이 기술은 의약용 단백질 및 산업용 효소의 개발 등 생명공학 분야에서 광범위하게 활용될 수 있으며 바이오기술(BT)의 산업화라는 점에서 주목된다.
생물체내에는 5만 종류 이상의 다양한 기능을 수행하는 단백질이 존재한다. 자연 진화 과정에서 생성된 다양한 단백질들은 기존 유전자의 염기서열이 변형된 것뿐만 아니라 임의의 길이나 염기서열을 갖는 유전자 조각들이 오랜 시간에 걸쳐 삽입, 제거, 재조합 등의 복잡한 과정의 단계를 거쳐서 만들어진 것으로 밝혀지고 있다.
단백질은 20개의 아미노산으로 구성된 고분자물질로 생명체가 살아가는데 필수적인 역할을 수행한다. 예를 들어 p53 이라는 단백질은 암을 억제하는 기능을 하고, 많은 효소는 우리가 섭취한 음식물로부터 우리 몸에 필요한 복잡하고 다양한 물질과 에너지를 효율적으로 생산하는 역할을 한다. 이러한 단백질은 의약용, 치료용 혹은 산업용으로 광범위하게 사용되고 있다.
특히, 단백질의 일종인 효소(Enzyme)는 최근 선진국을 중심으로 대대적인 연구개발 및 산업화가 추진되고 있는 화이트 바이오테크(White Biotech)분야의 핵심으로 부각되고 있다. 세계적 화학기업, 제약기업, 생명공학 기업들이 산업 목적에 맞는 효소의 개발에 집중적으로 투자하고 있다. 그러나 대부분의 단백질은 특이성, 리간드와의 친화성, 안정성, 활성 등이 실제 의약용이나 산업적으로 사용하기에는 많은 한계점을 가진다. 이를 해결하기 위해 목적에 맞는 특성이나 새로운 기능을 지닌 단백질을 설계하고 창출하는 연구가 지속적으로 진행되어 왔지만 아직까지 만족할 만한 연구 결과는 보고되지 않았다.
金 교수팀은 생물체내에는 수많은 종류의 단백질이 존재하지만 기본적인 골격의 수는 한정되어 있어 서로 다른 기능을 수행하는 단백질들의 경우라도 그 골격은 유사하거나 동일한 경우가 많다는 점에 착안, 새로운 기능을 가진 단백질 설계에 필요한 요소를 기존의 단백질 골격에 동시에 조합적으로 삽입함으로써 신 기능 단백질을 제조할 수 있는 기술을 성공적으로 개발할 수 있었다.
개발된 신 기능 단백질 설계 기술은 앞으로 새로운 단백질 의약품 개발, 산업용 효소 개발, 합성 생물학, 화이트 바이오테크놀러지(White Biotechnology), 생유기 합성 및 단백질 공학 분야에서 광범위하게 활용되어 생명공학의 산업화에 크게 기여할 것으로 기대된다.
또한, 이번 연구결과는 자연계에서 단백질이 어떠한 진화 과정을 거쳐 현재와 같은 다양한 단백질이 존재하게 되었는지에 대한 중요한 해답을 주고 있어 기초 생명과학 분야에서도 매우 획기적인 연구결과로 인식되고 있다.
사이언스誌 투고의 주역인 金 교수는 최근 국제공학회(ECI)에서 주관하는 국제학술대회인 제 18차 효소공학 학술대회(Enzyme Engineering)를 지난해 10월 국내에 유치하여 성공적으로 개최하는 등 국제적으로도 활발한 활동을 펼치고 있다.
2006.01.27
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KAIST 교수가 옥스퍼드 출판사에서 대학 교과서 출간
KAIST 기계공학과 이대길(李大吉, 52) 교수와 MIT 기계공학과의 서남표(68) 교수는 공저로 옥스퍼드 출판사(Oxford University Press)에서 대학 교과서를 출간하기로 최종 결정되었다고 밝혔다.
「복합재 구조의 공리설계 및 제조 - 로봇, 공작기계, 자동차구조에의 응용 (Axiomatic Design and Fabrication of Composite Structures-Applications in Robots, Machine Tools and Automobiles)」이란 제목의 이 교과서는 복합재료를 이용한 로봇, 공작기계, 자동차 등에 적용한 내용을 포함한 최초의 교과서로서, 서남표 교수가 개발한 공리설계(Axiomatic Design)원리를 복합재료로 된 구조설계에 최초로 적용한 내용이 기술되며, 750페이지 분량으로 오는 8월에 출간될 예정이다.
KAIST 이대길 교수는 “이번 교과서 출간이 최종 결정되기까지 2명의 외부 교수 심사와 Oxford 출판사의 Committee meeting 및 Delegate meeting 등 1여년간의 매우 엄격한 출판 심사를 거쳤으며, 국내대학 교수가 옥스퍼드출판사에서 책을 출간하는 경우는 거의 없다” 고 했다.
* 참고로 이 교과서의 첫 번째 저자인 KAIST 이대길 교수는 서울대 학사, KAIST 석사, MIT 박사과정을 졸업하였으며, 1986년도부터 KAIST 교수로 재직하고 있다. 현재까지 21명의 박사 배출 및 국제논문 133편, 국제특허 10편, 국내특허 52편을 등록한 실적을 가지고 있으며, 특히 지난 2003년 12월에는 전량 수입하던 자동차 엔진 가공용 텅스텐카바이드 보링바보다 성능이 훨씬 뛰어난 복합재료를 이용한 보링바를 세계최초로 개발, 현대 기아자동차에서 사용하게 한 공로를 인정받아 산업포장인 근정포장을 수상한 바 있다.
두 번째 저자인 서남표 교수는 현재 MIT의 석좌교수이자 KAIST 초빙석좌교수로서 지난 1984년부터 1988년도까지 미국 과학재단의 과학담당 부총재(Assistant Director for Engineering / 대통령 추천 및 상원 인준으로 임명)를 역임하였으며, 미국 정부의 공학담당 연구개발 총책임자로서 당시까지 일본에 뒤지던 미국의 제조업 경쟁력을 크게 향상시킨 공로를 인정받고 있다. 1992년도부터 10년동안은 MIT 기계공학과의 학과장을 역임하였으며, 공리설계(Axiomatic Design)원리의 창시자이기도 하다.
2004.03.25
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