%EC%B0%A8%EC%84%B8%EB%8C%80
-
KAIST 교수 13인, 젊은 과학자 위한 차세대한림원 Y-KAST 창립회원 선정
〈 한국차세대과학기술한림원 출범식 〉
우리 대학 화학과 이효철 교수를 포함한 13명의 교수진이 젊은 과학자를 위한 한국차세대과학기술한림원(Y-KAST)의 창립 회원으로 선정됐다.
Y-KAST는 평균 연령 42세의 우수한 젊은 과학자들이 주축이 된 과학 분야 해외교류 및 정책 활동 기구로서 다양한 활동을 선도할 것으로 기대된다.
한국과학기술한림원(원장 이명철·이하 한림원)이 지난 24일, 더플라자호텔에서 한국차세대과학기술한림원(Young Korean Academy of Science and Technology, 이하 Y-KAST) 출범식을 열었다.
출범식에서는 Y-KAST 창립회원으로 선출된 73인의 젊은 과학자들에 대한 회원패 수여식이 진행됐다.
창립회원에는 물리화학 분야에서 세계적인 명성을 쌓고 있는 우리 대학 이효철 교수를 비롯해 만 27세에 최연소로 젊은과학자상(대통령상, 2016년)을 수상한 오성진 고등과학원 연구교수까지 각 분야에서 촉망받는 연구자들이 대거 포함됐다.
우리 대학은 ▲ 이학부에 김미영, 김성용, 송지준, 엄상일, 이해신, 이효철, 조병관, 최정균 교수, ▲ 공학부에 김상욱, 김일두, 전석우, 최장욱 교수, ▲ 의약학부에 이정호 교수가 선정됐다.
2010년 독일을 시작으로 주요국 과학한림원(Academy of Science)은 산하조직 혹은 별도 독립기구로서 영아카데미(Young Academy of Science)를 설립하고 자국 젊은 과학자들의 활동을 독려하고 있다.
현재 독일, 스웨덴, 벨기에, 캐나다, 일본 등 30개국 이상에서 영아카데미를 운영하고 있으며, 이를 중심으로 서로 간 교류 활동을 추진 중이다.
Y-KAST 회원은 우수한 연구업적을 내고 있는 만 45세 이하 젊은 과학자 중에서 선발하며 정원은 150인 이내다. 한국과학기술한림원은 기존에 운영하던 최우수 젊은과학자 지원 및 시상 프로그램을 통해 선발된 준회원과 한림선도과학자, 젊은과학자상 수상자들 중 만 44세 이하에 해당하는 사람들을 창립회원으로 등용했으며 해부터 매년 30인 내외의 신규 회원을 선정할 계획이다.
이명철 원장은 "젊은 과학자들이 주요국에서 연구업적을 기준으로 선발한 신진연구자들과 보다 친밀하게 교류함으로써 장차 세계 최고 수준의 과학자 그룹에서 소통할 수 있도록 지원할 것"이라며 "젊은 과학자들의 해외 네트워크 구축은 이들의 연구역량 향상은 물론 한국 과학기술의 위상 강화에도 상당한 효과가 있을 것"이라고 강조했다.
2017.02.27 조회수 12343 -
배병수, 이도창 교수, 고온 및 고습 견딜 수 있는 퀀텀닷 기술 개발
우리 대학 신소재공학과 배병수 교수와 생명화학공학과 이도창 교수 연구팀이 차세대 디스플레이 발광 소재인 퀀텀닷을 고온, 고습 환경에서도 안정적으로 보호할 수 있는 퀀텀닷 실록산 수지(실리콘 기반의 고분자)를 개발했다.
이 기술을 통해 퀀텀닷을 차세대 고화질 디스플레이 제품에 다양하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구 결과는 화학 분야 학술지인 ‘美 화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)’ 의 2016년 12월 21일자 최신호에 게재됐다.
퀀텀닷은 수 나노미터 크기의 반도체 나노 결정이다. 크기 변화에 따라 발광 파장을 쉽게 조절할 수 있고 넓은 색 표현 범위를 갖고 있어 초고화질의 디스플레이를 구현할 수 있다.
이러한 특성 덕분에 퀀텀닷은 고분자 수지에 분산된 형태로 필름에 코팅되거나 LED 광원에 도포돼 차세대 디스플레이 핵심 소재로 떠오르고 있다.
그러나 퀀텀닷은 우수한 발광특성에도 불구하고 고온이나 고습 환경에서 쉽게 산화돼 고유의 발광특성(양자효율)이 급격히 저하되는 문제가 있다.
현재 상용화된 퀀텀닷 디스플레이 제품은 고온의 원인인 LED 광원과 거리를 둘 수 있는 퀀텀닷 필름을 사용한다. 그리고 퀀텀닷의 산화를 방지하기 위해 산소, 수분을 차단시키는 별도의 차단 필름으로 퀀텀닷 필름을 감싸서 사용한다.
하지만 차단 필름의 높은 단가는 퀀텀닷 디스플레이 제품의 금액을 상승시켜 시장에서의 가격 경쟁력을 떨어트린다.
연구팀은 문제 해결을 위해 자체적으로 개발한 솔-젤 합성공정을 이용했다. 이 기술을 통해 퀀텀닷이 열에 강한 실록산 분자구조에 의해 보호돼 별도의 산소, 수분 차단 필름 없이도 퀀텀닷의 성능을 유지할 수 있다.
화학적으로 균일하게 분산된 퀀텀닷 실록산 수지를 사용해 제작된 퀀텀닷 실록산 재료는 85℃의 고온, 85℃/85%의 고온고습 뿐 아니라 강산성과 강염기성의 환경에서도 발광특성이 저하되지 않았다. 또한 오히려 고습 환경에서는 발광특성이 상승하는 현상을 발견했다.
연구팀의 퀀텀닷 실록산 수지를 이용하면 별도의 차단필름 없이도 안정적인 퀀텀닷 필름을 제작해 가격을 낮출 수 있다. 향후 LED 광원에 직접 도포해 퀀텀닷의 사용량을 줄이는 동시에 성능을 높일 수 있는 퀀텀닷 디스플레이의 개발이 가능할 것으로 기대된다.
배 교수는 “퀀텀닷이 차세대 디스플레이 소재로 나아가는 시점에서 퀀텀닷의 한계를 극복하고 널리 활용될 수 있는 방안을 제시했다”며 “원천소재를 기반으로 하는 국내 디스플레이 산업의 발전에 크게 기여할 수 있을 것이다”고 말했다.
또한 “현재는 기술의 가능성을 제시한 수준으로서 향후 국내외 업체들과 협력해 퀀텀닷의 신뢰성을 향상시켜 상용화에 주력할 계획이다”고 말했다.
연구팀은 관련 특허를 국내외에 출원 중이고, KAIST 교원창업기업인 ㈜솔잎기술에 이전해 사업화를 추진할 계획이다.
□ 그림 설명
그림1. 끓는 물속에도 안정성을 보이는 퀀텀닷 실록산 재료
그림2. 균일한 분산을 갖는 퀀텀닷 실록산 수지와 기존 퀀텀닷 상용고분자 수지 비교
그림3. 본 연구에서 개발된 퀀텀닷 실록산 수지 및 퀀텀닷 실록산 재료 개념도
2017.01.10 조회수 10419 -
김주성 박사과정, 차세대공학리더상 리더십부문 수상
〈 김 주 성 박사과정 〉
우리 대학 EEWS 대학원 김주성 박사과정(지도교수 최장욱)이 12월 14일 한국공학한림원에서 주관하는 제 1회 한국공학한림원 차세대공학리더상을 수상했다.
김주성 박사과정은 학위과정 중 수행한 웨어러블 이차전지 분야 기초연구를 토대로 차세대 고성능 웨어러블 이차전지의 양산화에 기여한 공을 인정받아 리더십 부문 우수상을 수상했다.
한국공학한림원은 창의적이고 도전적인 공학도를 발굴해 공학기술 인재의 새로운 모델을 정립하고 사회문제 해결에 적극적인 엔지니어로 성장할 수 있도록 격려하기 위해 이 상을 제정했다.
한국공학한림원의 회원 및 각 공과대학 교수로부터 추천받은 국내 공과대학 학생을 대상으로 기업가 정신 부문, 리더십 부문으로 나눠 최종 7명을 선정했다.
웨어러블 이차전지란 웨어러블 모바일 전자제품에 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 고안된, 형태가 자유로운 고성능 웨어러블 전원장치이다.
기존 전지 성능의 한계로 적용이 불가능했던 신체의 굴곡에 알맞게 변형할 수 있는 웨어러블 이차전지를 통해 스마트 워치, 헬스 밴드, 스마트 아이웨어 등에 적용될 수 있는 차세대 이차전지를 일컫는다.
김주성 박사과정은 학생창업을 통해 지난 10월 ㈜ LiBEST(Lithium ion Battery Energy Science and Technology)를 설립했다.
내년부터 KAIST 창업보육센터에 입주해 체계적인 보육과정을 토대로 본격적인 웨어러블 이차전지 양산체계를 구축한다는 계획을 갖고 투자자를 물색 중이다.
김 박사과정은 “평소 창의적 사고와 끊임없는 도전을 통한 관심분야의 돌파구 개척은 공학도의 책임과 의무라 생각하고 연구 및 개발에 매진하였는데, 이를 인정받고 수상을 하게 되어 매우 기쁘다.”며, “앨런 머스크, 손 마사요시, 마윈처럼 한국에서도 연구자 못지않게 기업가도 존경받을 수 있는 모델을 만드는데 기여해 저처럼 공학을 전공한 연구자에게 연구자의 길만이 꼭 정답이 아니라는 동기부여를 할 수 있도록 최선을 다하겠다.”고 말했다.
2016.12.23 조회수 10289 -
모바일소프트웨어플랫폼 연구센터, 미래부 장관상 수상
〈 참여 교수들 사진 〉
우리 대학 모바일소프트웨어플랫폼 연구센터(센터장 맹승렬 교수)가 미래창조과학부와 정보통신기술진흥센터(IITP)에서 주관해 지난 11월 29일 코엑스에서 열린 ‘2016년 소프트웨어분야 R&D 성과발표회’에서 미래창조과학부 장관상을 수상했다.
모바일SW플랫폼 연구센터는 차세대 사용자 경험(UX) 서비스 기술 개발이 수월해지는 ‘UX 지향 모바일 소프트웨어 플랫폼’을 개발했다.
과제 수행 기간 동안 국내외 특허 37건을 출원하고 15건 등록했다. 또한 해외 학술대회 최우수 논문상 등 10건을 수상하고 133편의 국내외 관련 논문을 출판하는 성과를 이뤘다.
연구팀은 UX 지향 모바일 소프트웨어 플랫폼은 소프트웨어 인력 교육 및 새로운 사용자 경험을 제공하는 서비스의 출현을 기대하며, 확장형 상황 처리 플랫폼 제공으로 모바일 기기의 프로세싱 파워 절약을 기대한다고 밝혔다.
맹승렬 센터장은 “전산학부, 산업디자인학과, 산업 및 시스템 공학과 교수님들이 협력해서 좋은 성과를 이뤘으며, 이를 위해 수고해 주신 교수님들과 학생, 참여기관 연구원님들께도 감사한다”며 “앞으로 연구된 성과를 적극적으로 공개하고 더욱 실용화 할 수 있도록 노력할 예정이다.”고 말했다.
2016.12.06 조회수 7105 -
정보보호대학원, 첫 박사 졸업생 배출
우리대학 정보보호대학원 박사과정에 재학 중인 이일구(38)씨가 19일(금) ‘KAIST 학위수여식’에서 정보보호대학원 1호 박사졸업생으로서 공학박사 학위를 받는다.
서강대 전자공학과와 KAIST 정보통신공학과에서 각각 학 ․ 석사를 받은 이씨는 지난 2012년 KAIST 정보보호대학원 박사과정에 입학한 뒤 4년 만에 ‘무선랜을 위한 간섭 인지 보안통신(Interference-Aware Secure Communications for Wireless LANs)'이라는 논문으로 학위를 받는다.
최근 핫이슈가 되고 있는 사물인터넷 (Internet of Things)및 스마트 기기의 보안과 성능을 향상시키는 통신방법을 박사논문에서 제안한 이씨는 “다가오는 미래에는 사물인터넷 디바이스, 무인자동차, 무인기가 일상생활에 쉽게 사용되어 삶을 풍요롭게 할 것으로 예상되지만 이러한 기술의 상용화를 위해서는 보안이 가장 중요하다”고 연구배경을 설명했다.
그러면서 “통신기기 간 간섭의 영향을 최소화하면서 성능을 유지하고 동시에 에너지 효율과 보안 수준을 높을 수 있는 통신방법을 생각했고, 그 성능과 유효성을 실제 프로토타입으로 구현했다.”라고 말했다.
이 씨는 졸업 후 사물인터넷 및 무선통신 정보보호와 관련된 차세대 와이파이 칩셋 개발에 집중할 계획이다.
한편 2011년 3월 첫 입학생을 받은 KAIST 정보보호대학원은 현재까지 석사 50명, 박사 1명 등 총 51명의 고급 정보보호 전문 인력을 배출했다. 끝.
2016.02.18 조회수 7599 -
데이터 소비 없이 실시간으로 사진 공유한다
〈이 의 진 교수〉
우리 대학 지식서비스공학과 이의진 교수 연구팀이 실시간 사진 공유와 고용량 사진의 무료 고속 다운로드가 가능한 실시간 사진공유 시스템 ‘렛츠픽(LetsPic)’을 개발했다.
최근 스마트폰을 통해 시공간에 구애받지 않고 사진 촬영이 가능해져 여행, 현장학습, 레저 등의 그룹 활동에서 촬영과 동시에 SNS를 통해 함께 사진을 공유하는 문화가 보편화됐다.
하지만 그룹 활동 중 사진 촬영과 공유가 불편할 때도 있다. 예로 등산 동호회에서 등산 중 사진을 찍고 공유하는 과정을 살펴보면 개인이 찍은 사진을 일일이 선택하고 그룹 메신저나 SNS를 통해 전송하는 과정이 필요하다. 수신자도 원하는 사진을 수동으로 선별해서 다운로드해야한다.
또한 수십 장의 사진을 이동 중 전송하고 싶어도 데이터 요금 부담 때문에 현장에서 즉각적인 공유가 어렵다. 현장 체험 학습에서 실시간으로 사진을 공유하며 회의를 진행해야 할 때 데이터 소비의 부담은 더욱 커진다.
연구팀은 문제 해결을 위해 실시간 사진 공유와 고화질 사진의 무료 고속 다운로드가 가능한 렛츠픽(LetsPic) 시스템을 개발했다.
렛츠픽의 특징은 같은 그룹끼리 사진첩을 실시간 공유하는 커넥티드 그룹 카메라 기능에서 찾을 수 있다.
사진을 찍는 즉시 그룹 사진첩에 공유돼 그룹 활동 중 언제든 다 같이 사진을 감상할 수 있다. 그리고 구글 지도상에 사진 촬영한 흔적을 남겨 여행 경로를 공유할 수 있다.
무엇보다도 렛츠픽의 장점은 와이파이나 통신사를 거치지 않는 단말간 직접통신(D2D:device to device) 기술인 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 기술에 최적화시켰다는 점이다.
이를 통해 200미터 이내 근거리에서는 데이터 소비 없이 고용량의 사진을 무료로 고속 다운로드할 수 있고, 통신망이 열악한 산악이나 통신비가 비싼 해외여행 중에도 부담 없이 사진을 주고받을 수 있다.
연구팀은 KAIST 캠퍼스 학생들 대상으로 기존 카메라와 커넥티드 그룹 카메라의 비교 평가를 실시했다. 그룹 카메라 앱이 다른 그룹원의 촬영 활동을 실시간으로 파악할 수 있고, 각자 원하는 사진을 D2D를 이용해 데이터 소비 없이 고속 다운로드 할 수 있어 흥미를 높여준다는 의견을 얻었다.
향후 연구팀은 고도화된 지능형 서비스 기술 개발을 통해 그룹의 상황을 인지해 촬영 결과물에서 유사 이미지를 자동 태그하거나 그룹에 맞는 베스트 사진을 자동 추출하는 등 맞춤형 서비스 기술을 추가 개발할 예정이다.
이의진 교수는 “기존 스마트폰에 존재하는 기술인 와이파이 다이렉트 기술을 최대한으로 활용한 차세대 커넥티드 그룹 카메라 시스템이다”며 “이를 통해 오프라인 그룹활동에 특화된 새로운 사용자 경험을 제공한다”고 설명했다.
이번 연구(총괄책임 KAIST 산업공학과 박준성 초빙교수)는 미래창조과학부 및 정보통신기술연구진흥센터의 정보통신-방송 연구개발사업의 지원을 받아 리코시스, 고려대, 명지대, 한경대, 경상대와 공동으로 진행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 렛츠픽 시작화면
그림2. 와이파이 다이렉트 기술로 다른 그룹원과 직접 공유하기 위해 연결 설정하는화면
그림3. 와이파이 다이렉트 기술로 다른 그룹원의 사진을 무료 다운로드하는 사진
그림4. 사진 촬영하면서 동시에 그룹원의 사진을 실시간 공유하는 화면
그림5. 사진 촬영 한 장소를 구글맵 상에 표시해 여행 경로를 파악 가능
2016.01.13 조회수 10091 -
바이오부탄올 핵심생산효소 구조 및 특성 규명
이 상 엽 특훈교수
우리 대학 생명화학공학과 이상엽 교수 연구팀이 경북대학교 김경진 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 친환경 차세대 에너지인 바이오부탄올의 핵심 생산 효소인 싸이올레이즈(Thiolase)의 구조 및 특성을 규명했다.
연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 9월 22일자 온라인 판에 게재됐다.
바이오부탄올은 바이오연료로 이미 사용되고 있는 바이오에탄올을 능가할 수 있는 친환경 차세대 수송용 바이오연료로 각광받고 있다.
바이오부탄올의 에너지 밀도는 리터당 29.2MJ(메가줄)로 바이오에탄올(19.6MJ)보다 48% 이상 높고 휘발유(32MJ)와 큰 차이가 없다. 또한 폐목재, 볏짚, 잉여 사탕수수, 해조류 등 비식용 바이오매스에서 추출하기 때문에 식량파동 등에서도 자유롭다.
바이오부탄올의 가장 큰 장점은 휘발유와 비교했을 때 공기연료비, 기화열, 옥탄가 등 연료 성능이 비슷해 현재 자동차 등에 사용되고 있는 가솔린 엔진을 그대로 사용할 수 있다는 점이다.
바이오부탄올은 클로스트리듐이라는 미생물로부터 생산이 가능하지만 클로스트리듐의 주요 효소의 구조 및 기작 등에 대한 연구는 체계적으로 이뤄지지 못했다.
이 교수 연구팀은 이 미생물의 성능 향상을 위해 바이오부탄올 생합성에 필요한 주요 효소 중 하나인 싸이올레이즈의 3차원 입체구조를 포항방사광가속기를 이용해 규명했다.
이를 통해 일반적인 미생물의 효소에서는 발견되지 않고 클로스트리듐 내의 싸이올레이즈에서만 관찰되는 산화-환원 스위치 구조를 발견했다.
또한 가상세포모델 등을 활용한 시스템대사공학 기법을 활용해 이 싸이올레이즈가 실제 미생물 내에서 산화-환원의 스위치로 작동한다는 것을 증명했다.
연구팀은 밝혀낸 싸이올레이즈 구조의 원천기술을 활용해 활성이 향상된 돌연변이 효소를 설계했다. 그리고 이를 이용해 바이오부탄올 생산 미생물의 대사회로를 조작해 바이오부탄올 생합성이 향상되는 결과를 얻었다.
이상엽 교수는 “바이오부탄올 생합성 대사회로에서 가장 중요한 효소의 구조와 작용 기작을 세계 최초로 밝혔다”며 “싸이올레이즈 관련 원천기술을 활용해 바이오부탄올을 더욱 경제적으로 생산할 수 있는 대사회로 구축에 응용하겠다”고 말했다.
김상우, 장유신, 하성철 박사가 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 기후변화대응기술개발사업 및 글로벌프런티어 차세대바이오매스사업단 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림 1. 바이오부탄올 생산 효소(thiolase)의 구조 및 산화-환원 스위치 작용기작
그림 2. 바이오부탄올 생산을 위한 포도당 대사회로에서 바이오부탄올 생산 효소(thiolase)의 산화-환원 스위치 작용기작
2015.09.22 조회수 9504 -
바이오매스연구단-(주)툴젠, 기술교류 및 연구개발 협력 MOU
차세대바이오연구단(단장 양지원)과 (주)툴젠(대표이사 김종문)은 18일 오전 KAIST 응용공학동에서 ‘기술교류 및 공동개발을 위한 상호협력 양해각서’를 체결했다.
이번 협약을 통해 양 기관은 ▲미세조류 적용을 위한 유전체 교정 기술 시스템 개발 ▲유전체 교정을 통한 바이오 연료생산 수율 향상 미세조류 개발 ▲연구 인력의 교육 및 훈련 ▲기타 상호 필요한 분야 등에서 협력하기로 하였다.
이와 함께 툴젠의 유전체교정 기술시스템을 활용한 바이오 연료 생산 수율을 향상시켜 연구성과의 사업화를 촉진하고, 바이오매스를 이용한 친환경 바이오 연료개발도 추진할 계획이다.
양지원 단장은 “바이오 연료 개발 상용화를 위해서는 바이오 연료의 생산 수율 향상이 필수”라며 “이번 툴젠과의 협력은 높은 생산 수율 향상을 이루어 내는 계기가 될 것” 이라고 말했다.
이어 “이번 연구협력은 원유기반의 화학산업을 바이오기반의 화학산업으로 대체하기 위한 기반을 마련한다는 점에서 매우 중요하다” 라고 덧붙였다.
(주)툴젠을 공동 설립한 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장은 “툴젠은 3세대 유전자 가위를 세계 최초로 사업화한 가능성 높은 회사로, 양 기관의 협력은 새로운 산업을 창출하는 원동력이 될 것으로 기대한다”라고 말했다. 끝.
2014.08.18 조회수 9432 -
450억 규모 "스마트 그리드 확산 사업’ 유치 --- 에너지 자립형 캠퍼스 구축된다.
산업통상자원부가 추진하는‘스마트 그리드 확산 사업’의 예비사업자로 KAIST가 최종 선정됐다.
KAIST를 포함한 19개 기관이 컨소시엄으로 참여한 이번 사업은 대학캠퍼스에 추진되는 사업 중 최대인 450억원 규모로 기획재정부의 예비타당성 조사를 거쳐 2015년부터 2017년까지 추진된다.
‘스마트 그리드’란 기존 전력망에 정보통신기술을 접목해 에너지 효율을 최적화하는 첨단 전력서비스 사업으로 전력계통을 통합적으로 운영하는 차세대 지능형 전력망을 말한다.
정부 국책사업인‘스마트 그리드 확산사업’은 제주 등지에서 실시됐던 시범사업들을 통해 확보된 사업모델을 실제 환경에서 구현시켜 향후 전국 범위로 확산시키기 위한‘거점 구축형 사업’이다.
‘에너지 자립형 캠퍼스’구축을 추진하는 KAIST는 2015년부터 3년간 사업비 450억원을 투입해 △신재생 발전 플랫폼 구축 △캠퍼스 에너지 관리 시스템 구축 △스마트 그리드 데이터 운영센터 구축△ 전기차 운영시스템 등 기반 시스템을 구축할 예정이다.
캠퍼스에는 △전력생산 및 냉․난방 공급용 3MW 급 연료전지 발전소 △옥상 ․ 옥외 주차장을 활용한 2MW급 태양광 발전시설 △스마트 그리드 통합 운영센터 △LED 전구 교체 △에너지 제로 빌딩 △ 연료전지 연구센터 △KAIST 에너지 믹스 홍보관 △태양광 충전식 전기자동차 시스템 등의 인프라가 설치될 예정이다.
KAIST는 이번 사업을 통해 에너지 자립형 캠퍼스 모델을 제시하는 한편, 에너지 전문기업 육성과 에너지 분야 인력양성에도 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.
김병윤 연구부총장은 “이번 사업이 완료되는 2017년에는 전력 피크 시 수요 대처가 가능하고 캠퍼스 내 전력 효율성이 크게 높아 질 것”이라며 “현재 KAIST가 진행 중인 마이크로 그리드 실증사업과 연계해 에너지 자립형 캠퍼스의 선도적 모델을 만들어 가겠다” 라고 말했다.끝.
2013.12.05 조회수 13141 -
한동수 칼럼 GPS 산업의 차세대 금맥
우리학교 전산학과 한동수 교수가
매일경제 2013년 11월 6일(수)자 칼럼을 실었다.
제목: GPS 산업의 차세대 금맥
신문: 매일경제
저자: 전산학과 한동수 교수
일시: 2013년 11월 6일(수)
기사보기 : GPS 산업의 차세대 금맥
2013.11.06 조회수 7484 -
세계 최초로 미생물 이용 가솔린 생산
- 대장균의 지방산 대사회로를 대사공학적으로 개량하여 알코올, 디젤, 가솔린 생산 -
우리 학교 연구진이 세계 최초로 대사공학적으로 개발된 미생물을 이용하여 바이오매스로부터 가솔린(휘발유)을 생산하는 원천기술을 개발했다. 이 신기술은 나무 찌꺼기, 잡초 등 풍부한 비식용 바이오매스를 이용하여 가솔린, 디젤과 같은 바이오연료, 플라스틱과 같은 기존 석유화학제품을 생산할 수 있어 생명공학 등 관련 산업기술 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.
이번 연구는 미래창조과학부(장관 최문기) 글로벌프론티어사업의 차세대 바이오매스 연구단(양지원 단장)과 기후변화대응 기술개발사업의 지원으로 이상엽 특훈 교수팀이 진행하였으며, 연구결과는 네이처(Nature) 9월 30일(온라인판)에 게재되었다.
* 논문명 : Microbial production of short-chain alkanes
연구팀은 세포의 유전자를 조작하여 원하는 형태의 화합물을 대량으로 생산하도록 하는 기술인 대사공학을 이용하여 크래킹(cracking) 없이 세계 최초로 미생물에서 직접 사용가능한 가솔린을 생산하는데 성공했다.
* 크래킹 : 끓는점이 높은 중질유를 분해하여 원료유보다 끓는점이 낮은 경질유로 전환하는 방법
가솔린은 탄소수가 4~12개로 이루어진 사슬모양의 탄화수소 화합물로 그 동안 미생물을 이용하여 ‘짧은 사슬길이의 Bio-Alkane(가솔린)’을 생산하는 방법은 개발되지 않았다. 따라서 기존 기술은 추가적인 크래킹(cracking) 과정을 거치지 않고는 가솔린으로 전환할 수 없어 비용과 시간이 많이 소요되는 한계가 있었다.
* 2010년 미국에서 사이언스지에 발표한 미생물 이용 Bio-Alkane(배양액 1리터당 약 300mg)의 경우 탄소 사슬 길이가 13～17개인 바이오 디젤에 해당
연구팀은 대사공학기술을 미생물에 적용하여 지방산 합성을 저해하는 요소를 제거하고, 지방산의 길이를 원하는 목적에 맞게 조절할 수 있는 효소를 새롭게 발견하였으며, 개량된 효소를 도입하여 미생물에서 생산하기 어려운 길이가 짧은 길이의 지방산 생산에 성공하였다.
또한 세포내에 생산된 짧은 길이의 지방산 유도체로부터 가솔린을 생산할 수 있는 추가 대사반응과 생물체 내에 존재하지 않는 식물 유래의 신규 효소를 포함하는 합성대사경로를 도입하여 최종 대장균 생산균주를 개발하였다. 이렇게 개발된 대장균을 배양하여 배양액 1리터당 약 580mg의 가솔린을 생산하는데 성공했다.
개발된 기술은 바이오 연료, 생분해성 플라스틱 등과 같은 다양한 바이오 화합물을 생산할 수 있는 플랫폼 기술이 될 수 있을 것으로 전망된다.
또한 이 기술을 활용하면 재생 가능한 바이오매스를 전환하여 바이오 연료, 계면활성제, 윤활유 등으로 이용할 수 있는 알코올(Fatty alcolols) 및 바이오 디젤(Fatty ester)도 생산이 가능하다는 점에서 기존의 석유기반 화학산업을 바이오기반 화학산업으로 대체하는 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다.이상엽 교수는 “비록 생산 효율은 아직 매우 낮지만 미생물을 대사공학적으로 개량하여 가솔린을 처음으로 생산하게 되어 매우 의미있는 결과라고 생각하며, 향후 가솔린의 생산성과 수율을 높이는 연구를 계속할 예정”이라고 밝혔다.
그림 1. 대장균을 이용한 바이오 매스로부터 short-chain alkane(가솔린)을 생산하는 대사회로
a) 지방산 분해 회로 차단, b) 바이오 매스로부터 짧은 길이의 지방산을 대량 생산, c) 지방산을 가솔린 생산의 중간체인 fatty acyl-CoA로의 전환 유도, d) fatty acyl-CoA의 가솔린의 직접적인 전구체인 fatty aldehyde로의 전환 유도, e) 최종 가솔린 생산
(보충설명) 미생물의 세포 내부를 들여다보면, 매우 복잡한 지방산 대사회로 네트워크가 존재 한다. 지방산은 세포 내부에서 합성되어, 미생물이 살아가는데 필요한 세포막을 형성하거나, 분해되어 에너지원으로 사용되기도 한다. 대부분의 미생물에서 지방산은 전체 세포의 1%도 되지 않을 만큼 소량 만들어지고, 지방산의 길이 또한 매우 길기 때문에, 이러한 지방산을 이용해서 우리가 원하는 화합물을 대량으로 만들거나, 새로운 화합물을 생산하는 것은 매우 어려웠다. 이를 극복하기 위하여, 이상엽 특훈교수 연구팀은 시스템 대사공학적 기법을 대장균에 도입하여 효소의 개량 및 지방산 합성을 저해하는 요소를 제거하여 짧은 길이의 지방산 과생산에 성공하였고, 생물체내에 존재 하지 않는 신규 회로를 도입하여 지방산을 가솔린으로 전환하는데 성공하였다.
그림 2. short chain alkane을 생산하는 발효 공정 시스템 (보충 설명) 위와 같은 cooling 장치가 연결된 발효기를 통하여 가솔린을 생산함
2013.10.01 조회수 16868 -
차세대 소형위성 시스템 설계검토회의(SDR) 개최
우리 학교 인공위성연구센터는 지난달 26일(수) ‘차세대 소형위성 시스템 설계검토회의(SDR)’를 최순달 세미나실에서 개최했다.
이 자리에서 차세대 소형위성 개발 상황을 체계적으로 관리하기 위해 차세대 소형위성 전담평가단의 자문을 통해 위성 시스템/버스/탑재체/지상국/발사체 등 시스템 설계 점검을 실시했다.
‘차세대 소형위성’은 2012년 6월 개발을 시작해 첨단 소형위성의 기술적 진일보를 실현하고 핵심기술고도화 및 우주과학연구 진작을 도모하기 위해 소형화, 표준화, 모듈화된 100kg급 위성으로 미래창조과학부에서 후원하고, KAIST 인공위성연구센터에서 개발을 주관하고 있다.
2013.07.04 조회수 7783