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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 9362 -
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 27842 -
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 11573 -
2012 웨어러블 컴퓨터 경진대회 본선 개최
- 15일~16일 코엑스 전시장 3층 D1홀서 개최 -- 스마트폰을 이을 차세대 IT기술의 향연 펼쳐져 -
우리 대학과 (사)한국차세대컴퓨팅학회가 공동으로 주관하는 ‘2012 웨어러블 컴퓨터 경진대회(Wearable Computer Competition, WCC)’ 본선이 11월 15일~16일 양일간 코엑스 전시장 3층 D1홀에서 개최된다.
2005년 처음 시작돼 매년 실시되는 웨어러블 컴퓨터 경진대회는 올해로 8회째를 맞는다.
지난 5월 참가 신청을 접수한 60여개 팀을 대상으로 엄격한 서류 및 발표심사를 거쳐 본선에 진출한 9개 팀에게는 직접 웨어러블 컴퓨터를 제작할 수 있도록 팀당 시작품 제작비조로 150만원을 지원했다.
올 대회부터는 또 삼성전자로부터 후원을 받아 본선에 진출한 모든 팀에게 갤럭시S3, 갤럭시 노트 등과 같은 삼성의 스마트 IT 기기를 지원해 메인 프로세서로 사용토록 했다.
이와 함께 본선 진출 팀에게는 코오롱인더스트리 후원을 받아 "코오롱스포츠"와 "헤드"의 제품을 시제품 제작을 위한 의류로 제공했으며, 코오롱인더스트리 특별상도 시상한다.
참가팀들은 강력한 컴퓨팅 파워를 가진 스마트 기기를 활용해 다양한 아이디어를 활용한 웨어러블 컴퓨터를 제작했다. 이들은 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 만든 제품을 이번 대회 무대공연에서 선보인다.
특히 이번 출품작 중에서는 뇌파를 이용한 게임을 통해 집중력 장애를 치료할 수 있는 ‘Be Smart’란 제품이 제작돼 눈길을 끈다.
헤드밴드의 형태로 제작된 이 작품은 사용자의 뇌파를 측정해 집중할수록 게임에서 좋은 점수를 받을 수 있다는 점이 큰 특징이다. 양궁, 카약, 달리기와 같은 올림픽 종목을 바탕으로 한 게임으로 구성됐는데 양궁의 경우 사용자의 집중력이 높아질수록 과녁의 가운데로 화살이 향하도록 제작됐다.
기존 집중력 장애 치료를 위한 뇌파 측정 장치는 가격이 비싸 일반인들이 쉽게 접하기 어려운 반면, Be Smart는 크기가 작으면서도 저가로 제작돼 주의력결핍 및 과잉행동장애(ADHD)를 겪고 있는 아동들의 치료에 큰 도움이 될 것으로 예상된다.
이와 함께 착용하기만 하면 자동으로 사용자의 생체 신호를 측정해 건강 정보를 알려주는 가방 ‘Bag점’도 커다란 관심을 받을 것으로 기대되고 있다.
이 가방은 비접촉식 센서를 이용해 평소처럼 가방을 메는 것만으로도 사용자의 건강 정보를 알아낼 수 있다. 측정된 건강 정보는 스마트 폰을 통해 실시간으로 확인가능하며 특정 의료기관으로 전송해 건강관리를 받을 수 있다는 게 이 작품의 장점이다.
이밖에 ▲탭댄스를 추면서 즐기는 체감형 댄스 게임 신발 ▲스마트폰 텍스트를 점자로 출력하여 주는 시각장애인용 장갑 ▲간병인의 역할을 대신 해주는 환자복 등 개성 있는 작품들도 이번 대회에서 소개된다.
대회위원장인 유회준 KAIST 전기및전자공학과 교수는 “스마트폰을 이을 차세대 IT 기술로 웨어러블 컴퓨터가 각광받고 있다”며 “웨어러블 컴퓨터 경진대회를 통해 출품되는 기발하고 완성도 높은 시작품을 통해 우리나라가 이 분야 산업을 선점할 수 있는 계기로 삼겠다”고 말했다.
한편, 웨어러블 컴퓨터는 이동 중에도 자유자재로 컴퓨터를 사용하기 위해 소형화, 경량화해 신체 또는 의복의 일부분으로 착용할 수 있도록 제작된 컴퓨터다.
IT기술과 패션을 융합해 엔터테인먼트, 헬스 케어 및 새로운 의복문화 창조를 추구하며, 스마트폰과 같은 소형화 IT기기의 등장과 함께 차세대 IT 기술로 각광받고 있다.
행사에 대한 자세한 사항은 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 확인 가능하다.
2012.11.15 조회수 16926 -
장용근 교수, 한국생물공학회장 취임
우리 학교 생명화학공학과 장용근 교수가 올해 한국생물공학회장으로 취임했다. 임기는 2012년 1월부터 12월까지 1년이다.
서울대학교를 졸업하고 KAIST 석사를 거쳐 1988년 미국 퍼듀 대학교(Purdue University)에서 생물화학공학 분야 박사학위를 받은 장 교수는, 지난 20여 년간 KAIST에서 생물공정 연구에 매진해 전분질 에탄올 생산 상용화, 발효유기산 회수공정개발 등의 분야에서 탁월한 성과를 낸 점을 인정받았다.
장 교수는 현재 교육과학기술부 글로벌프론티어사업 차세대바이오매스연구단(단장 양지원)의 지원을 받아 내성강화 효모를 이용해 다양한 바이오매스로부터 고효율로 바이오에탄올을 생산하는 연구에 매진하고 있다.
장 교수는 “지구온난화방지와 석유자원 고갈에 대한 대안인 바이오매스 기반 생물공학과 함께 인류의 건강과 복지를 위한 바이오의약 분야가 각광을 받으면서 한국생물공학회의 역할이 점차 커지고 있다”며 “국내 산업계와 협력을 통해 학회를 보다 발전시킬 수 있는 기회로 삼겠다”고 이번 취임에 대한 포부를 밝혔다.
한국생물공학회는 지난 30여 년간 산학연 연구협력, 학술활동 개최 및 국제교류를 활발히 하고 있는 국내 최고의 학회로 회원은 5000명에 이른다.
이 학회는 올 9월 대구에서 세계 40여개 국가 2,000명 이상의 생물공학자들이 참가하는 세계적인 국제 학술행사인 세계생명공학대회(IBS, International Bitechnology Symposium & Exhibition)를 개최하는 데 주도적 역할을 하고 있다.
2012.03.22 조회수 13881 -
‘2011 웨어러블 컴퓨터 경진대회’ 본선 개최
우리 대학과 (사)한국차세대컴퓨팅학회가 공동으로 주관하는 제7회 ‘2011웨어러블 컴퓨터 경진대회(Wearable Computer Contest, WCC)‘가 28일과 29일 이틀 간 서울 코엑스 3층 전시장 C홀에서 개최된다.
웨어러블 컴퓨터는 사용자가 이동 환경 중에도 자유자재로 컴퓨터를 사용하기 위해 소형화, 경량화해 신체 또는 의복 일부분으로 착용할 수 있도록 제작된 컴퓨터로 IT기술과 패션을 융합하여 엔터테인먼트, 헬스케어 및 새로운 패션문화를 추구하는 분야다.
이번 대회는 올 3월 참가신청을 시작으로 엄격한 서류심사와 발표심사를 거쳐 57개 참가팀 중 본선에 참가할 10팀을 선발했다.
선발된 팀들은 반드시 스마트폰을 활용해 입는 컴퓨터를 제작하고 생체신호를 측정하거나 활용해야 한다. 생체신호를 활용하는 만큼 올해에는 건강과 안전, 신체와 엔터테인먼트를 반영한 IT와 BT융합형 제품과 일상생활에서 바로 사용이 가능한 실용성 높은 제품들이 많이 출품됐다고 대회관계자측은 설명했다.
이번 출품작에는 자전거 안전사고를 예방하는 옷이 제작되어 눈길을 끌고 있다. 사용자 등에 부착된 LED 표시등에 자전거 진행 방향과 정지 여부가 나타내고 스마트폰을 후방카메라로 사용하여 등 뒤의 상황을 사용자에게 알려주는 제품이다.
또한 옷 자체가 영화관이 되는 재미있는 제품도 출품됐다. 스마트폰으로 영화감상 중에 영화정보가 옷 내부에 장착된 센서로 전달돼 진동, 물 분사, 연기 효과를 발생시켜 영화관에 가지 않아도 4D영화를 감상 할 수 있는 제품이다.
그 밖에 ▲음악을 빛과 진동으로 변화시켜 새로운 놀이문화를 창조하는 LED 자켓▲근전도를 이용해 사용자 의지대로 움직일 수 있는 의수(義手)▲부위별 운동량을 측정해 균형 잡힌 운동을 도와주는 운동복 등 개성과 재미가 있는 작품들이 소개될 예정이다.
대회위원장인 유회준 KAIST 교수는“ 대회참가 학생수준이 해마다 높아져 완성도 높은 시제품이 많이 출품됐다” 며 “스마트 의류에 대한 산업계 관심이 커지면 입는 컴퓨터를 통해 편리하고 즐거운 IT 세상이 곧 열릴 것”이라고 말했다.
한편, (주)코오롱인더스트리 FnC는 이번 대회 본선진출팀에게 입는 컴퓨터를 제작할 수 있도록 코오롱 의류를 지원했으며 코오롱 특별상을 수상한 팀에게는 작품을 상품화 할 기회도 줄 예정이다.
행사 자세한 내용은 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 확인 가능하다.
2011.11.28 조회수 14859 -
IP영재기업인교육원, ‘12년도 차세대 영재기업인 선발
우리 학교 영재교육센터(센터장 이균민 교수) 산하에 있는 IP영재기업인교육원에서 중학생을 대상으로 ‘2012년도 지식재산기반 차세대영재기업인’ 80명을 선발한다고 8일 밝혔다.
신청서류는 9월 8일부터 10월 10일까지 홈페이지(www.apply114.com)에서 접수하며, 최종합격자는 12월 15일 차세대영재기업인 홈페이지(www.ip-gifted.org) 또는 KAIST IP영재기업인교육원 홈페이지(ipceo.kaist.ac.kr)에서 확인가능하다.
참가자 선발은 1차 서류전형, 2차 캠프 수행관찰 및 구술면접 등 총 2단계로 나눠서 진행된다. 서류전형에서는 최종 선발인원의 2배수인 160여명을 뽑고 캠프 수행관찰 및 구술면접을 통해 최종합격자를 발표한다. 선발된 학생들은 내년 3월부터 교육을 받게 된다.
문제해결능력, 논리적 사고, 리더십, 커뮤니케이션 등에서 우수한 실력을 인정받아 선발된 학생들은 향후 지식재산을 창조하고 CEO로 성장하는 데 도움이 되는
다양한 온·오프라인 교육을 받는다.
IP영재기업인교육원에서는 현재 심화과정 89명, 기본과정 72명 등 모두 161명의 교육원생들이 IP-CEO의 역량을 갖추기 위한 교육에 참가중이며, 학생들은 다양한 대외 활동 참여 및 특허 출원 등을 통해 실질적이고 차별화 된 성과를 내고 있다.
KAIST IP영재기업인교육원은 창의적인 지식재산을 기반으로 MS사의 빌 게이츠, Google사의 래리 페이지와 같은 세계적인 기업가를 육성하기 위해 2009년 11월 특허청의 설립 승인에 따라 한국발명진흥회의 지원을 받아 KAIST에서 운영하고 있는 교육기관이다.
자세한 사항은 홈페이지를 확인하면 된다.(문의 ☎042-350-6214~5) (끝)
2011.09.08 조회수 14298 -
세계경제포럼, KAIST 창의적 아이디어에 주목
- 무선충전 전기자동차(OLEV) 및 바이오 화학 연구 소개돼 -
다보스 포럼을 주최하고 있는 ‘세계경제포럼(World Economic Forum)’에서는 최근 KAIST의 ’아이디어스랩 발표내용‘을 동영상으로 소개해 두 연구기술에 대한 관심을 끌고 있다.
지난해 9월 중국 텐진에서 개최된 ‘하계 다보스 포럼’의 ‘아이디어스랩(IdeasLab)’에 초청받은 KAIST는 주요 연구과제인 ‘전기자동차(Electric Vehicles)’와 ‘차세대 바이오물질(Next Generation of Biomaterials)’ 기술 개발을 발표한 바 있다.
전기자동차는 ‘지속가능성을 통한 성장 동력’이라는 주제로 서남표 총장이, 그리고 ‘차세대 바이오물질’은 이상엽 생명화학공학과 교수가 각각 발표했다.
동영상은 이들 발표자의 강연내용을 축약해서 보여주고 있으며, 인터넷 트래픽이 높은 공간을 통해 KAIST의 중점 연구가 소개된다는 점에서 한국 과학계의 위상을 알릴 수 있는 좋은 기회가 되고 있다.
서 총장은 인류의 지속가능성을 위해 이산화탄소 배출량을 급감시켜야 하며, 그 대안으로 전기차 시대의 도래에 대한 당위성을 언급했다. 아울러, 현재 전기차를 상용화하는데 최대 걸림돌이 되고 있는 배터리 문제의 심각성을 지적하면서, 주행 혹은 정차 중에도 무선으로 전력을 공급받아 운행되는 KAIST 무선충전전기자동차 연구 및 기술개발에 대한 현황을 소개했다.
이상엽 교수는 원유에 의존하고 있는 현재의 화학산업을 지속가능한 친환경 화학산업으로 바꾸는 바이오리파이너리의 연구기술의 중요성에 대해 보여줬다.
KAIST 이상엽 교수는 “세계의 정책을 직간접적으로 결정하는 VIP들의 모임인 세계경제포럼에서 지속가능한 바이오기반 화학공정을 인류의 녹색성장을 위한 핵심 산업으로 선정한 것은 중요한 의미가 있다”고 말했다.
세계경제포럼(WEF)은 지난 2009년부터 ‘아이디어스랩(IdeasLab)’이라는 특별 세션을 다보스 포럼(하계 포럼 포함)에 추가했으며, 이 세션을 통해 세계의 유수 대학, 연구기관, 벤처 기업, 비정부기구(NGO), 비영리단체를 초청해 인류발전에 기여할 수 있는 혁신적이고도 창의적인 아이디어를 나누고 논의해 왔다.
[동영상 링크]
http://www.weforum.org/ideaslab
① 무선충전 전기자동차(Open Leading Electric Vehicles)
http://www.weforum.org/content/electric-vehicles
② 차세대 바이오물질(Next Generation of Biomaterials)
http://www.weforum.org/content/next-generation-chemicals-and-materials
[참고 : 세계경제포럼(The World Economic Forum)]세계경제포럼은 스위스 제네바에 본사를 둔 비영리 독립적인 국제기구로서 1971년 독일 태생인 클라우스 마틴 슈왑(Klaus Martin Schwab, 현 회장) 제네바대학 경영학과 교수에 의해 창립되었다. 창설 초기에는 유럽 재계 최고 경영자들의 모임으로 출발하였으나, 1974년부터 세계 경제 및 국제 사회가 직면한 주요 사안까지 논의하는 장으로 확대되었다. 세계경제포럼은 매년 1월말 스위스 다보스 시에서 연례회의를 개최하고 있으며, 회의 참석자 수는 전 세계 각 국 정상과 기업체 대표를 포함해 약 2,500명에 이른다. 오늘날 ‘다보스 포럼’은 세계 각국 지도자와 재계 및 금융계 최고 경영자들이 모여 각종 정보를 교환하고, 국제 사회의 주요 문제 등을 논의하는 세계적인 회담 가운데 하나가 됐다. 이 밖에도, 세계경제포럼은 2007년부터 주최하기 시작한 ‘하계 다보스 포럼’을 비롯해 기타 주요 지역별 포럼(Regional Forums)을 매년 개최하고 있으며, 싱크 탱크(think tank)로서 광범위한 주제에 대한 연구서도 발간하고 있다.
세계 최대 규모의 국제회의인 ‘다보스 포럼’을 주관하고 있는 세계경제포럼(The World Economic Forum)에서는 지난 2007년부터 신흥 경제를 주도하고 있는 아시아 및 남미 지역 국가, 신규 성장 글로벌 기업, 차세대 글로벌 지도자, 기술혁신과 쇄신을 선도하는 도시나 국가 등이 주 회원으로 구성된 ‘뉴 챔피언스 연례회의(Annual Meeting of the new Champions)’를 개최해오고 있다. 매년 1월에 열리는 ‘다보스 포럼’과는 달리, ‘뉴 챔피언스 연례회의’는 9월에 열려 일명 ‘하계 다보스 포럼(Summer Davos)’이라고도 하며, 중국 다롄과 텐진에서 번갈아 가며 개최된다.
세계경제포럼에서 발표중인 서남표 총장
세계경제포럼에서 발표중인 이상엽 교수
2011.07.29 조회수 17629 -
미래의 석유화학산업, 바이오 리파이너리 시대가 온다
- KAIST 이상엽 특훈교수팀, 생명공학동향지 표지논문 게재 -
“바이오리파이너리”란 석유화학산업에서 원유의 정제를 통해 여러가지 제품을 생산하는 것과 같이, 해조류나 비식용생물자원과 같은 바이오매스(biomass)를 원료로 이용하여 여러 제품을 생산하고자 하는 개념이다.
“시스템 대사공학”을 통해 바이오매스로부터 다양한 화학물질 및 제품을 효과적으로 생산할 수 있는 새로운 기법과 전망이 국내 연구진에 의해 제시되었다.
우리 학교 이상엽 특훈교수팀이 수행한 이번 연구는 교육과학기술부 글로벌프론티어사업 차세대 바이오매스연구단의 지원을 받아 수행되었다. ※ 특훈교수 : 한국과학기술원(KAIST)에서 세계적 수준의 연구업적과 교육성과를 이룬 교수에 부여하는 호칭
그동안 기후변화, 자원고갈 등의 문제를 해결하기 위한 방안으로 바이오리파이너리에 대한 연구가 학계를 중심으로 활발히 진행되어 왔다.
특히, 연구자들은 과거 20년간 발전되어온 대사공학을 중심으로 미생물을 활용한 바이오매스의 활용가능성을 높여왔다.
그러나 아직 바이오매스로부터 여러 가지 바이오화학물질 및 소재들을 생산하기 위해서는 이들을 생산하는 미생물의 성능을 획기적으로 개선해야하는데, 기존의 대사공학연구는 주로 직관적인 방법으로 진행되어 많은 노력과 시간이 필요한 한계가 있었다.
이교수팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 대사공학을 중심으로 시스템생물학, 합성생물학, 진화공학을 융합한 “시스템 대사공학”이라는 새로운 기술체계를 확립했다.
시스템 대사공학은 세포 기반의 각종데이터를 통합하여 생리 상태를 다차원에서 규명하고, 이 정보를 바탕으로 맞춤형 대사조절을 함으로써 고효율 미생물 균주를 개발하는 기술이다.
시스템 대사공학을 활용할 경우, 미생물을 게놈수준에서 동시다발적으로 관찰 및 조작이 가능하여 미생물의 성능 개선을 위한 시간과 노력을 획기적으로 줄이고 그 활용 가능성을 극대화 할 수 있다.
본 논문의 제1저자인 이정욱 박사는 “시스템 대사공학을 통해 미생물의 성능을 획기적으로 향상시키는 기법을 최근의 연구흐름을 중심으로 전망하고 제시하였으며, 향후 바이오리파이너리 연구에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.“고 연구의 의의를 밝혔다.
연구 결과는 세계적 학술지인 ‘생명공학동향(Trends in Biotechnology)‘지 8월호 표지논문으로 선정되었다.
2011.07.27 조회수 18643 -
‘2011 웨어러블 컴퓨터 경진대회’ 참가 접수
KAIST와 (사)한국차세대컴퓨팅학회에서 공동으로 주관하는 제7회‘2011 웨어러블 컴퓨터 경진대회(Wearable Computer Contest, WCC)’의 참가 접수가 시작됐다.
스마트폰의 대중화에 따라 2011년 WCC 주제는 ‘Smart Wear for the Smart Life’로 정했다. 이에 따라 참가팀들은 스마트폰을 활용한 입는 컴퓨터를 제작해 선보일 예정이다.
이 행사는 국내 유일의 입는 컴퓨터를 제작하는 경진대회다. 2010년에는 국제 웨어러블 컴퓨터 학술대회인 ISWC(International Symposium on Wearable Computer)와 공동으로 진행되기도 했으며 외국 대학의 학생들이 매년 참가하는 등 국제적인 규모의 대회로 성장하고 있다.
참가팀은 IT와 패션이 결합된 입는 컴퓨터에 대한 아이디어를 제안하고, 이를 직접 시작품으로 제작할 수 있는 기회를 갖게 된다.
주최측은 지정공모 참가팀들을 대상으로 시작품 제작비를 지원할 뿐만 아니라, 유비쿼터스 컴퓨팅, 웨어러블 컴퓨터 플랫폼, 인간-컴퓨터 인터페이스(HCI), 패션 및 디자인 등 시작품 제작을 위한 체계적인 교육도 제공한다.
올해부터는 주제에 제한 없이 입는 컴퓨터에 대한 아이디어를 포스터 형식으로 제출하는 ‘아이디어 공모’가 신설됐다. 이전 대회가 대학(원)생을 대상으로 진행 됐던 것과는 달리 아이디어 공모는 참가 자격의 제한이 없어 보다 많은 인원이 참가할 것으로 예상된다.
본 대회 위원장인 KAIST 전기 및 전자공학과 유회준 교수는 “새로운 IT기기들이 쏟아져 나오고 있으며 이제 이런 기기들이 없이는 일상생활에 어려움을 겪을 정도로 우리의 삶에 깊이 들어와 있다. 앞으로 IT기기는 보다 스마트해지고 자연스럽게 스며들 것이다”라며 “이에 따라 스마트폰 다음의 IT기기는 ‘입는 정보 통신 기기’가 주도할 것이다”라고 말했다.
한편, 심사를 통해 선정된 10개 본선 진출 팀은 약 4개월간 시작품을 제작하게 되며, 오는 11월 본선대회를 치르게 된다.
참가 접수 및 대회에 관한 보다 자세한 내용은 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 확인 가능하다.
웨어러블 컴퓨터는 사용자가 이동 환경중에도 자유자재로 컴퓨터를 사용하기 위해 소형화, 경량화하여 신체 또는 의복의 일부분으로 착용할 수 있도록 제작된 컴퓨터로 IT기술과 패션을 융합하여 엔터테인먼트, 헬스 케어 및 새로운 의복문화 창조를 추구하는 분야다.
2011.03.16 조회수 15889 -
숲을 모방한 차세대 태양전지 기술 개발
- 산화아연 나노와이어 이용해 염료감응형 태양전지 효율 3~5배 향상
- 세계적 학술지‘나노 레터스(Nano Letters)’ 1월호 온라인 판 게재
우리나라 태양전지 연구개발 수준이 글로벌 경쟁력을 갖추게 됐다.
우리학교 기계공학과 고승환·성형진 교수팀이 숲을 모방한 산화아연 기능성 나노구조체를 만드는 기술을 개발하고, 이 기술을 염료감응형 태양전지에 적용해 에너지 변환효율을 세계 최고 수준으로 크게 향상시켰다.
염료감응형 태양전지(DSSC: Dye Sensitized Solar Cell)는 주로 산화티타늄(TiO2) 나노입자로 이루어진 무질서한 다공성 구조체를 전극 재료로 이용한다. 이 전극에서 생성된 전자가 다공성 구조체를 지나면서 생기는 정공-전자 재결합으로 인해 에너지 손실이 많았다.
연구팀은 자연계에서 무성한 나뭇가지로 나뭇잎이 햇빛을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 구조에 착안해, 산화아연(ZnO) 나노와이어로 합성된 ‘나노 나무’와 그들의 집합체인 ‘나노 숲’을 구현했다.
이 나노구조체를 이용해 광반응으로 생성된 전자의 손실을 크게 줄여 염료감응형 태양전지의 효율을 3~5배 향상시키는 데 성공했다. 또한, 이 구조는 염료감응형 태양전지에서 산화티타늄 나노다공성 구조체의 효율을 뛰어넘을 수 있다는 가능성도 세계 최초로 제시했다.
고승환 교수는“이번 신물질과 새로운 기능성 나노구조체 개발에 대한 연구로 태양전지 효율을 극대화해 이 분야에서 세계적 수준을 갖추게 됐다”며, “나노구조체가 광센서 디스플레이등의 다양한 전자기기의 성능향상의 연구에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단의 창의적 연구 진흥사업과 신진연구사업 지원을 받아 수행됐으며, 나노과학의 세계적 학술지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’지 1월호 온라인 판에 게재됐다.
2011.01.31 조회수 17364 -
뼈 형성 모방, 고성능 리튬전지 소재 개발
- 재료분야 세계적 학술지 Advanced Materials지 온라인판 게재- 리튬이차전지, 차세대 유․무기 나노복합소재 개발에 응용 가능해
우리학교 신소재공학과 강기석(35세) 교수팀과 박찬범(41세) 교수팀이 뼈의 형성 과정을 모방해 우수한 나노구조를 갖는 ‘리튬이차전지용 전극소재 합성을 위한 원천기술개발’에 성공했다고 22일 밝혔다.
뼈는 자연계에 존재하는 대표적인 나노복합소재로써 콜라겐이라는 단백질 섬유를 따라 칼슘인산염 나노결정이 생성․성장함으로써 생성된다.연구팀은 이러한 자연현상을 모방해 차세대 고안전성 리튬전지용 양극소재인 철인산염을 나노튜브 형태로 합성하는 데 성공했다.
리튬이차전지의 성능을 향상시키기 위해서는 에너지를 저장하거나 방출하기 위한 리튬의 빠른 이동이 필수적이다. 이를 위해 전극소재의 구조를 나노화하게 되면 표면적이 넓어지고 리튬의 확산에 필요한 거리가 짧아지기 때문에 보다 효과적으로 에너지를 저장하거나 방출할 수 있다.
이 기술의 핵심은 3차원 나노 구조를 갖는 생체재료 위에 철인산염을 균일하게 성장시킨 후 생체재료를 효과적 제거해 나노튜브구조를 얻는 것이다.
연구팀은 간단한 단백질의 일종인 펩타이드의 자기조립공정을 이용해 콜라겐 섬유와 유사한 구조 및 물성을 지니는 단백질 나노섬유를 합성한 뒤, 철 이온과 인산이온의 수용액상 침착반응을 이용해 단백질 나노섬유를 철인산염으로 균일하게 코팅했다.
이후 열처리를 통해 펩타이드 나노섬유를 탄화시키면, 내벽이 전도성 탄소층으로 코팅된 철인산염 나노튜브를 얻을 수 있었다 (그림).
연구팀은 철인산염 나노튜브가 차세대 리튬이차전지 전극소재로써 매우 우수한 특성을 가짐을 확인했다.
이번 연구는 생체재료분야와 리튬전지분야의 융합연구를 통해 이뤄졌으며, 기술적인 돌파구가 필요한 리튬전지개발에 이러한 접근방식이 새로운 해결방안이 될 수 있다는 가능성을 제시한 우수한 연구사례로 평가받고 있다.
이 기술을 이용하면 철인산염 외에 각종 다른 기능성 소재 개발에 응용이 가능해 리튬이차전지 뿐만 아니라 차세대 유․무기 나노복합소재 개발이 기여할 것으로 예상된다.
한편, 이번 연구결과는 재료분야 세계적 학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 12월 21일자 온라인판에 실렸다. 또한, 그 중요성을 인정받아 ‘네이처 퍼블리싱 그룹(Nature Publishing Group)’ 아시아 판에도 소개됐다.
2010.12.22 조회수 20104