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옷처럼 입을 수 있는 신 개념 배터리 개발
- 구부리고, 접히고 구겨져도 작동이 가능한 이차전지 원천기술 개발 -
- 휘어지는 유기 태양전지 접목한 새로운 개념의 충전 기술 기반 -
최근 국내 대기업간 휘어지는 스마트 폰 경쟁이 치열하다. 특히, 국내 기업인 S사와 L사는 휘어지는 배터리를 탑재해 눈길을 끌었다. 그러나 앞으로는 배터리를 옷처럼 입고 다니는 것은 물론 태양광으로 충전도 가능할 전망이다.
우리 학교 EEWS 대학원 최장욱(39) 교수는 같은 과 이정용(40) 교수, 기계공학과 김택수(36) 교수와 공동으로 휘는 것은 물론 접어도 안전하게 작동하면서 태양열로 충전하는 신 개념 배터리를 개발했다. 연구 결과는 나노과학분야 세계적 권위지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’지 5일자 온라인판에 게재됐다.
이번에 개발된 배터리를 이용하면 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 탄력을 받을 것으로 기대된다. 또 아웃도어 의류에 적용할 경우 한겨울에도 입으면 땀나는 옷이 나올 것으로 예상된다.
휘어지는 전자기기는 미래 고부가가치 시장으로 여겨지고 있다. 삼성전자의 갤럭시 기어(Galaxy Gear), 애플(Apple)의 아이와치(i-Watch), 구글(Google) 글래스 등 다양한 입는 전자제품이 출시됐거나 시제품으로 소개됐으며 시장선점을 위한 기술경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.
그러나 기존의 딱딱한 배터리는 입는 전자기기에 큰 장애물로써, 자유롭게 휘어지는 배터리를 개발하기 위해 많은 국내외 연구팀에서 노력하고 있다.
최 교수 연구팀은 옷으로 사용되는 섬유가 반복적인 움직임에도 변형되지 않는 점에 착안해 배터리에 유연한 특성을 부여했다.
연구팀은 폴리에스터 섬유에 전통적인 기술인 니켈 무전해 도금을 한 후, 전극 활물질로 양극에는 리튬인산철산화물을, 음극에는 리튬티타늄산화물을 얇게 도포해 유연한 집전체를 개발했다. 이처럼 섬유를 기반으로 개발된 배터리는 섬유의 유연함을 유지할 수 있어 구부림·접힘·구겨짐이 모두 가능하다.
기존 배터리의 집전체가 알루미늄과 구리를 사용해 몇 번만 접어도 부러지는 단점을 간단한 방법을 통해 획기적으로 개선한 것이다.
특히, 집전체 골격으로 쓰인 3차원 섬유구조는 반복적인 움직임에도 힘을 분산시켜 전극물질의 유실을 최소화하면서도 전지의 구동을 원활하게 해 5,000회 이상 접어도 정상적으로 작동했다. 현재는 2V의 전압과 85mAh의 용량을 나타냈으며, 이는 추가적인 최적화 과정을 통해 맞춤형 디자인을 할 수 있어 다양한 웨어러블 응용 분야에 적용될 수 있다고 연구팀은 설명했다.
게다가 이번에 개발한 배터리의 제조기술은 현재 양산 제조공정을 그대로 활용할 수 있어 생산라인의 재투자 없이 바로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이와 함께 연구팀은 휘어지면서도 가벼운 특징을 갖는 유기태양전지 기술을 적용, 옷처럼 입고 구김이 가는 상태에서 태양광으로 충전하는 기능도 추가했다.
최장욱 교수는 “지금까지 입는 전자제품 개발에 있어 가장 큰 난관이었던 입는 배터리의 실마리를 풀어 미래 이차전지 분야 핵심원천기술로 활용될 것”이라며 “기존 이차전지 기업들과의 협력해 상용화되면 다양한 소형 모바일 전자기기를 입고 다니는 새로운 IT 시대를 가능하게 할 것”이라고 밝혔다.
2013.11.14
조회수 14750
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손상된 DNA의 돌연변이 유발 메커니즘 규명
- DNA 손상을 용인하는 특수 복제효소 Rev1의 조절 메커니즘 밝혀 -- “암 치료 및 예방에 크게 기여할 것” -
우리 학교 화학과 최병석 교수는 생체정보를 저장하는 DNA가 손상돼 회복하고 복제하는 과정에서 돌연변이가 발생하는 메커니즘을 규명했다.
연구결과는 분자세포생물학분야 세계적 학술지 ‘분자세포생물학(Journal of Molecular Cell Biology)’ 6월호 표지논문으로 실렸다.
산업의 급격한 발전으로 현대인들의 유전자는 예전에 비해 훨씬 다양하게 위협받고 있다. 오존층의 파괴로 인해 자외선에 그대로 노출되는 것은 물론 담배연기를 비롯한 수많은 발암물질의 공격은 우리 몸속의 DNA를 손상시킨다.
하루에도 수 만 번 끊임없이 일어나는 DNA의 손상을 효과적으로 회복시켜주지 못하면 암 등 치명적인 질병이 발생한다.
손상된 DNA가 회복반응에 의해 복구되지 않은 상태에서 자기복제가 일어나면 정상적인 복제를 담당하는 폴리머라제는 손상부위에 도달하면 DNA 합성을 정지하게 되고 세포의 죽음을 초래 한다.
인체는 이 같은 비상사태를 맞이해 복제담당 폴리머라제를 잠깐 쉬게 하고 손상된 DNA 부위를 그냥 지나치는 능력이 있는 특수한 복구담당 폴리머라제들을 동원해 손상부위를 통과하고 DNA 합성을 다시 시작한다.
이때 DNA는 많은 오류가 발생돼 심각한 돌연변이를 유발시킨다. 즉, 열악한 상황에 놓인 세포가 복제를 진행하지 못해 죽음을 맞기 보다는 생존을 위해 매우 부정확한 DNA 복제일지라도 선수를 교체하면서까지 복제를 진행하게 된다.
지금까지 학계에서는 Rev1 단백질이 이러한 과정을 조절할 것이라고 추정해 왔지만 그 구조와 기능은 명확하게 밝혀내지 못했다.
연구팀은 핵자기공명 분광법(NMR)과 X-ray를 이용해 DNA 복제과정에서 중추적인 역할을 하는 단백질(Polκ과 Rev1, Rev1과 Rev3/Rev7) 각각의 복합구조를 밝혀냈다.
이를 통해 ▲DNA가 손상 시 돌연변이가 유발되는 메커니즘 ▲DNA 복제효소간의 상호작용 ▲손상부위를 통과한 합성된 DNA가 더 연장되는 메커니즘을 분자수준에서 규명했다.
암의 직접적인 발병 원인이 DNA의 손상인 만큼 이에 대한 메커니즘을 밝혀내고 응용하면 개인별로 암의 원인을 제거할 수 있어 부작용 없는 맞춤형 항암제를 개발할 수 있을 것으로 전망된다.
최병석 교수는 이번 연구에 대해 “판코니 빈혈 환자들에게 암이 많이 발생되는 문제를 조사해보니 DNA복제 시 회복 기능이 고장 나 있더라”며 “손상된 DNA의 회복과 복제 과정에 대한 메커니즘 규명을 통해 암을 예방하고 치료하는데 크게 기여할 것”이라고 말했다.
이번 연구는 KAIST 화학과 최병석 교수와 류디난 박사의 주도로 수행됐고, KAIST 화학과 이지오 교수, 고준상 박사, 임경은 박사과정, 기초과학지원연구원 류경석 박사와 황정미 박사가 참여했다.
그림1. Polκ/Rev1/Rev7/Rev3 단백질 복합체 구조
그림2. Rev1, Polκ와 Rev7와 Rev3를 상호형질 주입된 세포의 공초점 현미경 영상
그림3. 논문표지
2013.06.03
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휘어지는 고집적 반도체회로 구현
- 차세대 유연 스마트기기의 두뇌 상용화 길 열어 -
우리 학교 신소재공학과 이건재 교수팀이 입는 컴퓨터 및 플렉시블 디스플레이에서 가장 핵심적인 역할을 하는 유연한 고집적회로(LSI)를 구현하는데 성공했다.
자유롭게 휘어지는 스마트폰과 컴퓨터를 제작하기 위해서는 높은 집적도의 반도체회로, 즉 모바일 기기의 두뇌인 애플리케이션 프로세서(AP), 고용량 메모리 및 무선통신소자의 유연화가 필수적이다.
지금까지 플렉시블 디스플레이 구동에 필요한 박막트랜지스터(TFT)와 여러 유연소재들을 개발하는 연구는 활발히 진행되고 있다. 그러나 수천 개 이상의 고성능 나노반도체를 연결해 대량의 정보를 처리하고 저장할 수 있는 유연 고집적회로를 제작하지 못했다. 따라서 전체가 자유자재로 휘어지는 유연한 스마트기기 등 입을 수 있는 컴퓨터의 상용화에 어려움이 있었다.
이건재 교수팀은 고집적 무선통신소자를 단결정 실리콘에 형성한 뒤 100nm(나노미터) 두께의 매우 얇은 실리콘 칩의 회로를 뜯어내 플라스틱 기판위에 안정적으로 옮김으로써, 자유자재로 구부릴 수 있는 반도체회로를 구현했다.
이건재 교수는 “이번에 나노두께의 얇은 실리콘 소재로 개발한 반도체회로는 유연하면서도 고집적 고성능을 유지할 수 있고, 곧 상용화될 플렉시블 전자소자에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 인체 친화적 유연한 액정폴리머 소재위에 구현하였기 때문에 인체내부의 좁고 굴곡진 틈에 삽입할 수 있어서, 최근 미국 FDA가 승인한 인공망막의 통신 및 정보처리 기기에 적용하는 등 삶의 질을 향상시키는 데에도 기여할 수 있을 것이다"라고 말했다.
또한 이번 연구의 공저자로 참여한 KAIST 전기및전자공학과 이귀로 교수(나노종합기술원 원장)는 “이번성과는 세계 500조 규모의 반도체 및 디스플레이 시장에서 휘어지는 유연 고집적 회로로 패러다임이 바뀌는 시기에 개발된 핵심 원천기술”이라며 “향후 상용화를 위한 정부의 지원이 뒷받침 된다면 세계 시장에서 앞서가고 있는 한국 스마트폰, 반도체, 디스플레이 산업을 한 단계 더 업그레이드시켜 미래 먹거리로써 창조경제에도 이바지할 수 있을 것”이라고 평가했다.
이건재 교수는 현재 나노종합기술원, 한국기계연구원과 공동으로 이번 연구 결과물인 고집적 유연 반도체 회로를 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 양산하는 연구를 계획하고 있다.
한편, 이번 연구는 미국 화학회가 발행하는 나노과학기술(NT) 분야의 세계적 권위지인 ACS Nano 4월 25일자 온라인 판에 게재됐다.
휘어지는 고집적 반도체회로의 모습(좌), 얇고 유연한 고집적 통신소자를 적용한 인공망막의 모습(우)
유튜브 링크:http://www.youtube.com/watch?v=5PpbM7m2PPs&feature=youtu.be
2013.05.07
조회수 14378
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KAIST, 세계에서 가장 혁신적인 100대 기관에 선정
- 톰슨 로이터, 4일 ‘2012년 100대 글로벌 이노베이터’선정 발표 - - KAIST와 포스텍, 대학으로서는 전 세계에서 유일하게 선정 -
KAIST와 포스텍을 포함해 한국화학연구원 등 국내 7개 대학과 연구소, 기업이 2012년 세계에서 가장 혁신적인 100대 기관에 선정됐다.
특히 올해의 세계 100대 혁신기관에 대학이 꼽힌 것은 전 세계대학 중 KAIST와 포스텍 등 국내 2개 대학뿐이다.
세계적인 컨설팅그룹이자 통신사인 톰슨 로이터(Thomson Reuters)는 KAIST가 포함된 국내 7개 기관 및 기업, 대학을 ‘2012년 세계 100대 혁신기관’으 로 선정했다고 4일 오후 2시(한국시간 기준) 전 세계에서 동시에 발표했다.
톰슨 로이터는 작년부터 ▲특허등록 성공률을 비롯해, ▲특허 포트폴리오의 해외 접근성 ▲특허 피인용도 ▲총 특허 보유 수 등 특허와 관련한 질적·양적 테이터를 독자적인 방법으로 분석, 평가해서 ‘세계 100대 혁신기관’을 선정, 발표하고 있다.
4일 톰슨 로이터가 발표한 자료에 따르면 2012년 세계 100대 혁신기관에는 미국에서 47개 기업이, 유럽에서는 21개 기업이 각각 선정됐다. 아시아에서는 일본이 25개 기업으로 최고 성적을 거뒀는데 우리나라는 KAIST를 포함해 모두 7개 기업 및 기관, 대학이 선정됐다.
이밖에 국내에서는 포스텍과 한국화학연구원, 전자부품연구원, LG전자, LS산전, 삼성전자 등 6개 기관이 ‘2012년 세계 100대 혁신기관’에 선정됐다.
두원수 KAIST 홍보실장은 “지난해 유엔 산하 세계특허기구(WIPO)에 따르면 KAIST는 국제특허를 출원한 전 세계 대학 가운데 상위 5위를 차지했다”면서 “톰슨 로이터의 올 혁신기관 선정은 KAIST가 활발한 첨단기술 개발과 혁신적인 연구를 수행하는 기관임을 다시 한 번 입증한 결과”라고 평가했다.
한편, 톰슨 로이터는 금융, 법률, 조세 및 회계, 지적재산 및 과학, 미디어 분야에 종사하는 CEO 및 전문가들에게 중요한 지식정보를 제공하고 있는 세계 굴지의 컨설팅그룹이자 통신사이다.
이 회사는 현재 미국 뉴욕에 본사를 두고 있으며 전 세계 100여 개국에서 약 6만여 명에 달하는 직원들이 근무 중인데 톰슨 로이터의 평가는 세계적인 대학 평가기관인 영국 THE(Times Higher Educations)의 대학 평가에도 사용된다. (끝).
2012.12.05
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조근영 학생, '마르코니 재단 젊은 과학자상' 수상
-10기가비트급 차세대 초고속 광가입자망을 경제적으로 구현하는 방안 제시-
우리 학교 전기 및 전자공학과 조근영(27) 박사과정 학생(지도교수 정윤철)이 아시아인으로서는 사상 최초로 ‘마르코니 재단 폴 배런 젊은 과학자상’ 수상자로 선정됐다.
마르코니 재단은 조근영 학생을 2012년 수상자로 선정한 사유로 지난 2008년 10Gbps(기가비트)급 차세대 초고속 광가입자망을 경제적으로 구현하는 방안을 제시하는 한편 최근 변조 대역폭이 매우 좁지만 가격이 저렴한 반사형 반도체 광증폭기에 등화기술을 적용해 100Gbps급 서비스를 제공할 수 있는 차차세대 초고속 광가입자망의 구현 가능성을 세계 최초로 제시한 업적이 인정됐기 때문이라고 밝혔다.
시상식은 오는 9월 6일 미국 캘리포니아주 뉴포트 비치에서 개최되는 마르코니 심포지엄에서 역대 마르코니상 수상자들이 참석한 가운데 열릴 예정이다.
마르코니 재단은 이탈리아 출신 무선통신 발명자인 마르코니(Guglielmo Marconi)의 업적을 기리기 위해 1974년 설립됐으며, 매년 통신 분야에 획기적인 기여를 한 과학자들에게 통신 분야의 노벨상이라 불리는 ‘마르코니상’을 수여하고 있다.
이 재단은 또 2008년부터 만 27세 이하의 젊은 과학자들을 대상으로 ‘마르코니 재단 폴 배런 젊은 과학자상(Marconi Society Paul Baran Young Scholar Award)’을 수여하고 있는데 아시아인으로서는 조근영 학생이 처음이다.
수상자에게는 5000달러 상금과 함께 역대 마르코니상 수상자들을 멘토로 삼을 수 있는 기회가 주어진다.
조근영 君은 2006년 KAIST 석사과정으로 입학해 광통신연구실에서 차세대 광통신망을 위한 기반기술 연구를 수행하고 있으며, 재학기간 중 국제학술지 및 국제학술회의에서 40여편의 논문을 발표해 두각을 나타냈다.
조 君는 이 같은 연구 성과들로 인해 이미 국내외 학술대회에서 우수논문상을 네 차례 휩쓴 바 있다.
한편, 마르코니상 역대 수상자는 이더넷의 창시자인 로버트 멧칼프(Robert Metcalfe)를 비롯해 인터넷・웹의 선구자인 팀 버너스-리(Tim Berners-Lee), 광섬유를 발명한 노벨상 수상자 찰스 카오(Charles Kao), 구글 창설자인 세르게이 브린(Sergey Brin)과 래리 페이지(Larry Page) 등이다.
2012.07.05
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신개념 나노발전기 원천기술 개발
- 나노복합체 이용해 복잡한 공정과 고비용 문제 해결 -- 어드밴스드 머터리얼스 6월호 표지논문 게재 -
우리 학교 연구진이 나노복합체를 이용해 나노발전기를 적은 비용으로도 대면적으로 만들 수 있는 원천기술 개발에 성공했다.
우리 대학 신소재공학과 이건재 교수 연구팀이 나노복합체를 이용한 신개념 나노발전기 원천기술을 개발해 재료분야 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 6월호 표지논문에 게재됐다.
이번에 개발된 기술은 간단한 코팅 공정을 통해 만들어 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 넓은 면적도 쉽게 제작 가능해 공정이 복잡했던 기존의 한계를 극복해냈다는 평가를 받고 있다.
나노발전기는 나노 크기(10억분의 1m)의 물질을 사용해 전기를 생산하는 발전기로, 압전 물질에 압력이나 구부러짐 등과 같은 물리적 힘이 가해질 때 전기가 발생하는 특성인 ‘압전 효과’를 이용한다.
압전 효과를 이용하는 발전기술은 2009년 MIT가 선정한 10대 유망기술에 선정됐으며, 2010년 미국의 유명한 과학월간지 파퓰러사이언스(Popular Science)가 선정한 세계를 뒤흔들 45가지 혁신기술에 포함되기도 했다.
나노발전기 개발을 위한 압전 물질은 2005년 미국 조지아공대 왕중린 교수팀이 세계 처음으로 나노발전기 개념을 제시하면서 적용한 ‘산화아연(ZnO)’이 유일했다.
2010년 KAIST 신소재공학과 이건재 교수 연구팀은 산화아연보다 15~20배 높은 압전 특성을 갖고 있는 세라믹 박막물질인 ‘티탄산화바륨(BaTiO3)’을 이용해 나노발전기 효율을 한층 업그레이드 시킨데 이어, 이번에는 나노복합체를 이용해 간단한 공정으로 제작하는 데 성공해 적은 비용으로도 넓은 면적의 나노발전기를 구현해낼 수 있게 됐다.
연구팀은 수백 나노 크기의 고효율 압전 나노입자인 ‘티탄산화바륨’과 비표면적이 크고 전기 전도성이 높은 ‘탄소나노튜브’ 또는 ‘산화 그래핀(RGO)’을 폴리머(polydimethylsiloxane, PDMS)와 섞은 후 간단한 코팅공정을 통해 넓은 면적의 나노발전기 제작에 성공했다.
이건재 교수는 “압전효과를 바탕으로 한 ‘나노자가발전 기술’은 적은 기계적 힘만으로도 전기를 생산할 수 있어 차세대 에너지 기술로 각광을 받고 있지만, 기존 기술은 제작공정이 복잡하고 고가의 비용문제 및 소자크기의 한계성을 극복하지 못했다”고 말했다.
아울러 “이번에 개발된 기술에 패키징 및 충·방전 기술을 융합하면, 반영구적으로 자가발전 및 저장이 가능한 새로운 형태의 에너지 시스템 개발에 응용될 수 있다“고 덧붙였다.
한편, 이번 기술은 해외 1건, 국내 2건의 특허가 출원 및 등록됐다.
<동영상>http://www.youtube.com/watch?v=90rk7G3t30k&feature=player_embedded
압전 나노복합체 제작공정과 소자를 다양한 방법으로 구부릴 때마다 전기가 발생하는 것을 보여주는 동영상
※응용사례
- 에너지블럭(부산 서면역 적용)
지하철 선로에 압전소자를 적용해 전동차 운행으로 얻어지는 진동을 통해 발전하는 장치로 국내 최초의 압전에너지 상용화 제품http://blog.naver.com/ioyou64?Redirect=Log&logNo=130093513496
- 이스라엘은 고속도로에 압전발전기를 적용해 발생되는 전기로 가로등을 밝히고 있음
- 필립스는 사람이 리모컨 버튼을 누르는 힘만으로 전기를 생산해 배터리가 없어도 작동되는 리모컨 개발
- 수 많은 나노 발전기를 겹쳐 옷감 형태로 만든 재킷을 입으면 단순히 걷는 것과 같은 일상생활만으로도 휴대전화나 MP3 등을 충전할 수 있을 것으로 예상됨
- 아주 작은 전원만으로도 몸속에서 독자적인 임무를 수행하는 나노센서 개발가능
※그림설명
그림1. 압전 나노입자를 포함하는 복합물질에서 구부림에 의해 전기가 생성되는 것을 보여주는 그림.
그림2. 구부러질 때마다 전기를 만드는 나노복합체 기반의 자가발전기(논문표지)
2012.06.12
조회수 15889
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세계 연구중심대학 총장회의 폐막
- KAIST, 서울 밀레니엄 힐튼호텔에서 ‘경계 없는 창의적인 교육’을 주제로 개최 -- 세계 연구중심대학들의 미래에 지향해야할 방향을 제시한 선언문 채택 -
우리 학교가 8일 오전 9시부터 서울 밀레니엄 힐튼호텔에서 개최한 제4회 ‘2011 세계 연구중심대학 총장회의’가 오후 6시 연구중심대학들이 미래에 지향해야 할 방향을 제시하는 원칙과 실천사항들을 담은 선언문 채택을 끝으로 성황리에 폐막했다.
KAIST가 주관한 이번 총장회의에는 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC 버클리), 덴마크 공대, 독일 베를린공대, 영국 요크대, 홍콩과기대, 호주 퀸즈랜드대, 브라질 싱가폴 난양공대, 일본 동경대, 그리고 한양대, 이화여대 등 국내외 27개국 60여개 대학에서 70여명의 총장 및 부총장, 그리고 정부기관 및 대학관계자 등 120여명이 참석했다.
올해로 네 번째 열린 이번 총장회의 참가자들은 ▲사회를 변화시키기 위한 과학기술대학의 역할과 문제해결을 위한 참여과정 ▲신생대학을 위한 교육혁신 방안 ▲경계 없는 교육 ▲글로벌 자본시대에서의 대학의 역할’ 등 30여개의 다양한 주제발표를 통해 21세기 새로운 교육 패러다임과 모델을 제시하고 인성과 실력을 겸비한 미래의 지도자 양성을 위해 심도 있는 의견을 나눴다.
주제발표자로서는 외국인으로서 요르그 스타인바크(Jörg Steinbach) 독일 베를린공대 총장과 토드 라우슨(Tod A. Laursen) UAE 칼리파 과학기술연구대학(KUSTAR) 총장, 라스 팔레슨(Lars Pallesen) 덴마크공대 총장, 폴 그린필드(Paul Greenfield) 호주 퀸즈랜드대 총장 등이 참가했다.
특히, 이번 회의에 초청을 받은 로버트 비르기뉴(Robert J. Birgeneau) 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 총장은 ‘21세기 전 지구적 도전과제에 관하여’라는 주제로 강연했고 서남표 KAIST 총장을 비롯, 김재훈 삼성중공업 수석부사장, 배성근 교육과학기술부 국제협력관이 국내 발표자로 참가했다.
한편 ‘2011 세계 연구중심대학 총장회의’에 참석한 총장들은 회의 마지막에 지속적인 발전을 이루는데 필요한 기술을 갖춘 유능한 지도자를 양성하기 위해서는 현재의 교육패러다임을 바꾸는 것이 필요하다는 데에 의견을 같이하고 선언문을 채택, 발표했다.
참석자들이 발표한 선언문의 주요내용을 보면 급격한 사회적 변화와 기술발전에 부응키 위해서는 교육시스템의 변화가 필요하며 현재 인류가 직면한 문제해결을 위해 대학과 기업, 그리고 정부가 함께 힘을 합칠 수 있는 가능한 방법들을 모색해왔고 앞으로도 지속적으로 추진하겠다는 내용이 담겨있다.
참석자들은 또 선언문을 통해 개발도상국과 선진국 모두에 있는 빈곤층을 도와 인류의 전반적인 삶의 질을 향상시키기 위해 세계 과학기술대학들 간의 협력 네트워크를 더욱 발전시킬 것을 다짐했다.
이와 함께 이들은 에너지, 환경, 물, 식량 등 21세기 인류가 직면해 있는 핵심적 문제들을 해결하기 위해서는 세계적인 기업, 학계, 그리고 정부가 함께 추진하는 공동연구를 위한 준비가 더욱 가속화 돼야 하며 국제적인 단체들은 연구중심대학들이 이러한 방향으로 힘을 기울일 수 있도록 더욱 강력한 지원을 해줘야 한다고 촉구했다.
이들은 특히 기존의 지식기반 교육은 창의적이고 학생중심적이며 문제해결에 바탕을 둔 교육으로 전환돼야 한다고 강조하는 한편 KAIST가 IT기술을 기반으로 기존 강사중심에서 학생중심의 학습 환경으로 변화를 목표로 개발, 추진 중인 I-Four 교육시스템을 사례로 들고 세계 연구중심대학의 졸업생들이 사회경제적 변화의 요구에 부응키 위해서는 교육방법론에 있어 전반적인 변화가 필요하다고 강조했다.
►2011 세계 연구중심대학 총장 회의 선언문
2011 년 11 월 8 일
2008 년 창립된 세계 연구중심대학 총장회의는 연구중심대학들과, 정부 그리고 산업계의 대표자들과 지도자들이 함께 모여 의견을 교환하기 위한 장을 마련하는 데 핵심적 역할을 해왔습니다.
참석자들은 글로벌 이슈들을 해결하는데 도움이 되는 기술적 발전을 효율적으로 활용하는 한편, 전 세계 연구중심대학들간의 협력과 능률성을 증진시키기 위한 네트워크를 더욱 공고히 하는데 필요한 발판을 마련하기 위해 다양한 방법들을 모색해왔습니다.
주요한 목표로, 참석자들은 지속적인 발전을 이루는 데 필요한 기술을 갖춘 유능한 지도자를 양성하기 위해서는 현재의 교육 패러다임을 바꾸는 것이 필요하다는 데에 의견을 같이 하고 있습니다. 이것은 연구중심대학들이 미래에 지향해야 할 방향을 제시하는데 꼭 필요한 것입니다.
이같이 중요한 목표를 추구하는데 있어, 우리는 다음의 원칙들과 실천사항을 지지합니다.
♦변화의 필요성
급격한 사회적 변화와 기술적 발전에 부응하기 위해서는 현재 전 세계적으로 통용되는 교육시스템은 바뀌어야 합니다. 최근에 진행되고 있는 기술적 발전은 좀 더 효율적인 방식으로 추진할 필요가 있습니다. 즉, 대학의 잠재력과 사회에 미치는 영향력을 극대화 할 수 있는 방향으로 자원이 효율적으로 활용되어야 합니다.
♦공동의 문제를 해결하기 위한 폭넓은 협력
연구대학들은 현재 인류가 직면하고 있는 문제들에 대한 인식과 우려에 뜻을 같이하고 있습니다.
우리는 전 세계적으로 적용될 수 있는 실행 가능한 해결책을 찾기 위해 대학과 기업, 그리고 정부가 함께 힘을 합칠 수 있는 가능한 방법들을 모색해왔고, 앞으로도 지속적으로 그렇게 할 것입니다.
♦교육의 새로운 포커스
기존의 지식기반 교육은 창의적이고, 학생 중심적이며, 문제해결에 바탕을 교육으로 전환되어야 합니다. 한 예로, KAIST 의 I-Four 교육은 IT 기술을 기반으로 하여 개별화되고, 통합적이며, 국제화된 교육시스템으로, 강사 중심의 학습 환경을 학생을 중심으로 한 학습 환경으로 바꾸는 것을 목표로 하고 있습니다. 좀 더 광범위하게 말해, 전 세계 연구중심대학의 졸업생들이 사회경제적 변화의 요구에 부응하기 위해서는 교육 방법론에 있어 전반적인 변화가 필요하다는 것입니다.
♦연구의 핵심적 역할에너지, 환경, 물, 식량, 그리고 지속가능성을 계속 공급하고 보존하는 것을 포함하는 21 세기의 핵심적 문제들을 해결하기 위해서는 세계적인 기업, 학계 그리고 정부가 함께 추진하는 공동연구를 위한 준비가 더욱 가속화되어야 합니다. 국제적인 단체들은 연구중심대학들이 이러한 방향으로 힘을 기울일 수 있도록 더욱 강력한 지원을 해주어야 합니다.
♦범세계적 요구를 충족시키기 위한 네트워크
우리는 전 세계 과학기술대학들간의 협력 네트워크를 더욱 발전시키기 위한 노력을 더욱 집중적으로 꾸준히 해 나갈 것입니다. 그렇게 함으로써 정보와 자원, 그리고 연구 인력간의 교류를 더욱 활성화시켜, 과학 기술의 범세계적인 발전을 이룰 수 있습니다. 이러한 노력의 궁극적인 목적은 개발도상국과 선진국 모두에 있는 빈곤층을 도와 인류의 전반적인 삶의 질을 향상시키는 것입니다.
이 선언문은 2011 년 세계연구중심대학 총장회의의 대표자들을 대신하여 작성되었습니다. 본인은 이 선언문의 내용을 지지하는 바입니다.
2011.11.08
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홍합모방 리튬이차전지용 분리막의 출력 특성 향상
- 재료분야 저명 국제학술지 ‘어드밴스드 머티어리얼스 (Advanced Materials)’ 인터넷판 (5월25일)에 게재
- 출력 특성 증가해 차세대 자동차용 리튬이온전지용 분리막 개발의 핵심 기술이 될 것
우리학교 EEWS 대학원의 최장욱, 박정기 교수 공동 연구팀은 유명현 박사 과정 연구원과 더불어 홍합의 족사를 모방한 고분자를 소재로 한 출력 특성 향상을 위한 분리막 코팅 기술을 개발했다.
이 연구 결과는 재료 분야 저명 국제 학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)지에 25일 인터넷판으로 게재되었다.
리튬이차전지는 현재 대부분의 휴대용 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있으며, 전기자동차(EV)를 필두로 한 차세대 운송수단으로의 에너지원, 더 나아가 신재생 에너지를 저장하는 전력저장 수단으로 주목 받고 있다. 이에 따라 리튬이차전지는 지금보다 더 높은 에너지 밀도와 출력 특성이 절실히 요구되고 있다.
전지의 구성요소인 분리막은 음극 및 양극 사이에 위치하여 두 전극간의 기계적 접촉을 방지할 뿐만 아니라, 리튬이온이 이동할 수 있는 통로의 역할을 수행한다. 지금까지의 리튬이차전지에서는 폴리에틸렌 중심의 폴리올레핀 계열의 다공성 분리막이 사용되어 왔지만, 이들 분리막은 현재 사용중인 전해질과 표면 친화성이 떨어져, 전해질과의 젖음 특성 및 함침 특성의 저하를 초래하였다. 이러한 분리막의 특성은 막 내의 이온이동능력 저하시켜 전지의 출력 특성을 감소시키는 큰 원인이 되어왔다. 출력 특성은 전기자동차의 경우, 가속력과 직결되는 것이다.
이에 연구팀은 홍합의 족사를 모방하여 제조한 고분자를 분리막에 코팅함으로써, 리튬 이차전지의 출력특성을 획기적으로 개선하였다. 홍합은 파도에 쓸려가지 않고 바위나 선박 등에 달라붙어 있기 위해 매우 강한 접착력을 가진 접착물(족사)를 분비하는데, 주로 엠이에프피-5(Mefp-5)라는 특정 단백질로 구성되어 있다. 이번 연구에서는 홍합 족사의 해당 단백질을 모방하여 제조한 폴리도파민이라는 고분자가 핵심적인 역할을 했다. 폴리도파민 고분자 코팅은 분리막의 표면에 매우 효과적으로 친수성을 부여하기 때문에 전해질 함침양을 기존 분리막 대비 30% 정도 증가시킬 수 있었다.
그 결과 폴리도파민으로 표면을 처리한 분리막이 도입된 전지의 출력 특성은 기존의 분리막과 대비하여 방전 조건에 따라 최대 2배 정도까지의 향상을 보였다. 또한 홍합의 단백질과 마찬가지로 매우 강한 접착력을 보유하기 때문에 분리막의 표면으로부터 쉽게 떨어지지 않아, 코팅 이후에도 매우 우수한 기계적 물성을 유지할 수 있다는 것이 기존의 연구와 구별된다. 특히, 처리 과정이 쉽고 환경친화적이어서 바로 산업계의 공정에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 EEWS Flagship 프로그램의 지원을 받아 수행되었다.
2011.05.31
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2010 세계 연구중심대학 총장회의 개최
- 11일(월) 서울 웨스틴 조선호텔, 국내·외 유명대학 총장 등 40여명 참석
- 과학기술시대를 이끌어 갈 연구중심대학의 역할 토의
우리학교는 오는 11일(월) 오전 9시 서울 웨스틴조선호텔 그랜드볼룸에서 세계 연구중심대학 총장회의를 개최한다.
이번 회의에는 미국 조지아공대, 덴마크공대, 이스라엘공대, 호주 퀸즈랜드 대학, 일본 동경공대, 싱가폴 난양공대, 말레이시아공대, 홍콩과기대를 비롯한 15개국 24개 해외대학 총장 및 부총장 등 30여명과 한양대, 한동대 총장, 국내 기업 및 협회관계자, 정부 관료 등 총 40여명의 국내·외 인사가 참석한다.
올해로 제3회째를 맞는 이번 회의는 세계를 선도하는 연구중심대학의 총장단과 국내 산·학·연·관의 리더들이 모여 21세기 연구중심대학이 나아가야 할 방향에 대해 심도 있는 토의를 진행한다.
서남표 총장의 개회사로 시작하는 이번 회의에는 이기준 한국과학기술 총연합회 회장이 축사를 할 예정이며 이주호 교육과학기술부 장관이 만찬사를 맡았다.
이번 회의는 ‘과학기술시대를 이끌어 갈 연구중심대학의 역할 : 기대와 성과’라는 주제 아래 덴마크 공과대학(Technical University of Denmark) 라스 팔레슨(Lars Pallesen)총장의 ‘21세기 차세대 글로벌시민 교육 : 글로벌 세계에서의 학생 유동성’, 미국 NASA 달과학기관(NASA Lunar Science Institute) 이본 펜들턴(Yvonne Pendleton) 연구소장의 ‘NASA 달과학기관과의 국제협력 기회’, 호주 퀸즈랜드대학(Queensland University of Technology) 마틴 실런스(Martin N. Sillence) 총장의 ‘차세대 연구대학에 필요한 장·단기 교직원 개발’ 등에 관한 주제발표와 토론으로 진행된다.
서 총장은 “이번 총장 회의는 과학기술시대를 이끌어 갈 연구 대학의 대표자들이 함께 모여 대학들에 주어진 도전 과제를 공유하고 해결방안을 모색해 인류의 더 나은 미래를 약속하는 계기가 될 것”이라고 말했다.
한편, 성공적인 회의 개최를 위해 현대자동차, 포스코, 삼성중공업 등 국내 굴지의 대기업에서 후원했다.
2010.10.06
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제9회 엔터테인먼트 컴퓨팅 국제학술대회 개최
- 보다 즐겁고 정교한 가상 세계 구현을 위해 세계 전문가 한 자리에 모여 -
- 현실과 컴퓨터, 디지털 미디어 공간의 간극을 좁히는 미래 방향 제시 -
하루 중 대부분의 시간을 컴퓨터 앞에서 보내고 있는 현대인에게 가상세계는 더 이상 비현실적인 공간이 아니다. 가상세계를 구현하는 엔터테인먼트 컨텐츠 산업은 세계의 신지식경제를 주도하고 고부가가치를 창출하는 새로운 성장 동력원으로 떠오르고 있다.
첨단과학, 디자인, 예술이 인간의 창의력, 감성, 지능과 결부될 때, 가상세계는 우리의 일상과 한층 더 닮게 되고, 이 세계에서 겪는 간접 경험을 통해 우리는 현실에서 부딪치는 문제점을 새로운 시각에서 보고 해결 할 수 있는 안목을 키우게 된다.
가상세계를 보다 더 정교하고 즐거운 공간으로 만들 수 있는 방법은 없을까. 전 세계 엔터테인먼트 컴퓨팅(Entertainment Computing) 전문가가 한 자리에 모여 이 고민을 함께 나눈다.
우리학교는 국제정보처리총연합회(IFIP, UNESCO산하기관)와 공동 주관으로 “제9회 엔터테인먼트 컴퓨팅 국제학술대회(9th International Conference on Entertainment Computing, ICEC 2010, 대표 조직위원장 KAIST 양현승 전산학과 교수)“를 9월8일부터 11일까지, 4일간 서울 COEX에서 개최한다.
“21세기 창조적이고 혁신적인 디지털 엔터테인먼트 컴퓨팅/디자인/컨텐츠”라는 주제로 열리게 될 이번 학회(ICEC 2010)에는 조지 잡러브 소니 픽쳐스 부사장, 맥시밀리아노 가스파리 워너 브라더스 부사장, 돈 마리넬리 카네기멜론대학 엔터테인먼트공학연구소장, 키이스 데블린 스탠포드대학 H-STAR 연구소장, 미디어아트 계의 최고 원로인 로이 애스콧 플래니터리 콜리지움 회장, 아바타/매트릭스/스파이더맨/수퍼맨 등의 특수효과를 담당했던 남가주대학(USC)의 폴 데베벡 교수, 일본 가상현실학회설립자 수수무 다치 동경대 교수, 시게루 사이토 Tose(닌텐도게임제작사) 회장, 준이치 오사다 NEC 수석디자이너 등 산학연 글로벌 리더 15명이 기조 및 초청연사로 참여한다.
컴퓨터그래픽스, 가상현실, Telepresence, 3D/4D, 모바일게임, 애니메이션, 특수효과, 로봇디자인, 콘텐츠 제작 및 배급, 미디어 아트 등 최첨단 디지털엔터테인먼트 산업과 관련해 초청강연, 워크샵, 논문발표, 전시 등 다양한 프로그램이 학회에서 진행될 예정이다.
이 행사는 국제전기전자공학회(IEEE), 국제컴퓨팅학회(ACM), 일본정보처리학회(IPS), 아시아디지털아트 앤드 디자인학회(ADADA), Elsevier 출판사,
한국전자통신연구원(ETRI), SK텔레컴, 한국정보과학회, 한국멀티미디어학회, 한국HCI학회, 한국컴퓨터그래픽스학회, 한국게임학회 등이 후원한다.
행사 관련 상세 내용: www.icec2010.or.kr
2010.09.07
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홍합접착을 이용 뼈미네랄 형성 기술개발
우리학교 화학과 이해신(李海臣, 37세, 오른쪽사진), 신소재공학과 박찬범(朴燦範, 41세) 교수팀이 자연계의 홍합접착현상을 모방해 지지하는 소재에 관계없이 뼈의 미네랄성분을 고속으로 형성시킬 수 있는 원천기술개발에 성공했다. 범용성이 뛰어나 다양한 소재에 적용할 수 있다. 이 기술의 핵심은 뼈의 주요성분인 인산화칼슘 미네랄결정을 다양한 표면에서 고속 성장시키는 것이다. 뼈를 구성하는 칼슘성분의 대부분(약 99퍼센트)은 인산화칼슘으로 구성되어 있다.
기존 기술은 인산화칼슘 결정을 특정물질의 표면에서만 성장시키는 한계를 지녀왔으며, 이를 필요로 하는 인공뼈, 치아 임플란트 등 다양한 지지소재에 도입할 수 없다는 단점이 제기되어 왔다. KAIST 연구팀은 이러한 난제를 자연의 홍합접착제에서 착안하여 해결하였다. 홍합은 몸에서 내는 실 모양의 분비물인 족사를 이용해 바위, 수초표면 등에 붙어산다. 접착력이 강해 파도가 치는 해안가와 같은 다른 생물체가 살기 어려운 환경에서도 문제없이 붙어서 생존한다.
연구팀은 이러한 홍합접착제를 모방한 폴리도파민(polydopamine)이라 불리는 무독성의 화학성분을 코팅하면, 각종 금속, 산화규소, 산화철, 스테인리스, 테플론, 폴리스티렌 등과 같은 다양한 지지표면에서 인산화칼슘 결정이 손쉽게 자랄 수 있음을 입증했다. 또한 연구팀은 이번 논문에서 기존 기술로는 코팅이 불가능하였던 폴리에스터 섬유, 나일론, 셀룰로오스 등 3차원 다공성 물질 내부에도 뼈미네랄을 손쉽게 형성할 수 있음을 발견했다.
이번 연구결과는 인공뼈 재생과 같은 의료용 재료뿐만 아니라 차세대 치과용 임플란트용 표면 소재 개발과 같은 다양한 응용분야에 사용될 수 있다. 관련 연구결과는 독일에서 발간되는 재료분야 국제저명학술지인 Advanced Functional Materials지 최근호(7월 9일자 온라인판)에 인사이드 커버논문으로 게재됐으며, 최근 특허출원이 완료되었다.
KAIST 나노융합연구소, 교육과학기술부 우수연구센터 등으로부터 지원받아 수행된 이번 연구성과는 자연계를 모방하여 새로운 기능을 가진 스마트 소재를 개발하였다는 평가를 받았다.
<용어설명>
◯ 홍합모방 접착제: 홍합의 몸에서 내는 실모양의 분비물인 접착 단백질을 모방한 인공접착제◯ 족사 [足絲] : <동물>연체동물이 몸에서 내는 실 모양의 분비물. 바위 따위에 달라붙는 작용을 하며, 홍합 따위에서 볼 수 있다.
[그림] 홍합의 접착현상을 이용하여 폴리에스터 섬유에 뼈미네랄을 대량으로 형성시킨 사진 (저널표지)
2010.07.09
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순수 국내 박사,KAIST 교수와 싱가폴 국가연구소 책임연구원 동시 임용
- KAIST 출신 순수 국내박사로서 박사후 과정도 국내서 밟아- KAIST의 개혁적인 국제화 노력으로 6개월씩 양 기관 겸임 근무
지난해 10월 우리대학 바이오및뇌공학과에 임용된 최정균(崔正均, 34) 교수가 동시에 싱가폴의 대표적 정부연구소인 싱가폴 게놈연구소(Genome Institute of Singapore, GIS) 책임연구원으로 최근 초빙돼 화제다.
최 교수는 대한민국 최고의 연구중심대학 KAIST와 싱가폴의 세계적인 정부출연연구소인 GIS를 잇는 국가간 학연 협동연구를 양 측에 건의해 1년에 6개월씩 양 기관에서 근무한다. 6개월씩 해외 기관에서의 겸임을 허가하는 것은 국내 대학에서는 매우 이례적인 일이다.
2004년 생명과학과 유욱준 교수 연구실에서 박사학위를 받은 최 교수는 학사와 석사과정도 KAIST에서 공부한 순수 국내박사다. 이후 생명공학연구원의 김상수 박사(현, 숭실대학교 생명정보학과 교수) 연구실과 연세대학교의 김영준 교수 연구실에서 연구를 계속했다.
해외에서 박사후과정(Post Doc)을 밟는 일반적인 경우와는 달리 국내에서 연구를 계속한 최 교수는 최근 각광을 받고 있는 생물학 분야인 후성 유전체학에 생물정보학 기술을 접목하여 유전학 분야 최고 권위지인 네이처 유전학(Nature Genetics)지에 2편을 포함해 세계적인 수준의 연구 결과를 내놨다.
최 교수는 “KAIST의 개혁적이고 융통성 있는 정책과 국제화에 대한 노력의 일환이라고 생각한다“ 며 ”KAIST의 우수한 학생들에게 GIS의 뛰어난 연구시설과 기반은 훌륭한 국제 경험이 될 뿐 아니라 연구에 있어 커다란 시너지 효과를 낼 수 있을 것“이라고 기대했다.
GIS는 싱가폴 바이오 산업관련 정부투자연구소들과 글라소스미스클라인, 노바티스를 비롯한 세계적인 제약회사와 연구개발 센터가 모여 있는 생명과학 복합단지인 바이오폴리스에 위치한 최첨단 국가연구소다. 인간 게놈 위원회(Human Genome Organization, HUGO)의 회장으로서 세계 게놈 연구의 흐름을 주도하고 있는 에디슨 리우(Edison Liu)의 리더십 아래, 국내에서 찾기 힘든 최첨단 연구 장비들을 대량 보유하고 이에 필요한 인력과 시설을 효과적으로 운영하여 세계 수준의 게놈 연구 결과들을 내놓고 있다.
최 박사는 “생명과학 분야, 특히 융합 생물학에 대한 정부의 적극적이고 지속적인 투자와 미국, 인도, 중국, 유럽 등 세계 각국에서 모여든 과학자들로 가득한 국제적 인재풀이 싱가폴 국가연구소들의 최대 강점” 이라며 “창의력과 열정을 가진 KAIST의 교수진과 학생들과의 협력연구의 가교 역할을 통하여 세계적인 연구 결과를 내놓을 것”이라고 포부를 밝혔다.
최 교수의 연구소 임용은 외국 박사학위나 박사후 과정 경험이 없이 순수하게 국내에서 연구하여 외국에 진출한 성공적인 사례로 볼 수 있다.
바이오및뇌공학과 김동섭 학과장 “국제화를 위해서 해외 학자 혹은 해외의 경험 있는 학자들을 불러들이는 것이 그 동안 국제화의 한 방향이었다면, 이제 국제적 수준이 된 국내 학문역량을 발판으로 국내에서 훈련된 연구자들이 해외로 진출해 국제 협력연구의 접목점 역할을 하는 새로운 방향의 국제화도 필요하다”라고 말한다.
바이오및뇌공학과는 생물학, 전자공학, 기계공학, 전산학, 물리학, 화학 등 거의 모든 기초 및 공학 분야의 융합과 접목을 지향하는 최첨단 분야의 15명의 교수진으로 구성되어 있다.
지난 2001년 바이오융합 분야의 육성을 당부하며 당시 국내최고 기부액인 300억 원을 KAIST에 기부한 정문술 이사장의 뜻에 따라 설립되어 현재 상기분야 국내 최대 규모의 학과로서 활발한 연구 및 교육 활동을 수행하고 있다.
2010.03.17
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