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대사공학적으로 개량된 박테리아로 범용 플라스틱 생산기술 개발
- 이상엽 교수팀과 LG 화학 연구팀 공동개발
- 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링(Biotechnology and Bioengineering)지 게재예정
생명화학공학과 이상엽(李相燁, 45세, LG화학 석좌교수, 생명과학기술대학 학장) 특훈교수팀과 LG화학 기술연구원(원장 유진녕) 박시재, 양택호박사팀이 4년여 간의 공동연구를 통해 박테리아를 이용하여 재생 가능한 바이오매스로부터 플라스틱을 생산하는 기술을 최근 개발했다.
교육과학기술부 시스템생물학 연구개발 사업과 LG화학 석좌교수 연구비로 지원된 이번 연구에서는 시스템 대사공학과 효소공학 기법을 접목, 자연적으로는 생성되지 않는 플라스틱(unnatural polymer)의 일종으로 최근 각광을 받고 있는 폴리유산(Polylactic acid, PLA)을 효율적으로 생산할 수 있는 대장균을 개발한 것이다.
이번 연구 결과는 바이오공학 분야 최고 전통의 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링(Biotechnology and Bioengineering)지에 게재 승인됐으며 스포트라이트 논문(Spotlight paper)으로 선정돼 2010년 1월호에 두 편의 연속 논문으로 게재될 예정이다.
두 논문의 제목은 ‘개량된 프로피오네이트 코엔자임 에이 트랜스퍼레이즈와 폴리하이드록시알카노에이트 중합효소를 이용한 폴리유산과 그의 공중합체의 생합성(Biosynthesis of Polylactic acid and its Copolymers Using Evolved Propionate CoA Transferase and PHA Synthase)’과 ‘폴리유산과 그의 공중합체의 생산을 위한 대장균의 대사공학(Metabolic Engineering of Escherichia coli for the Production of Polylactic Acid and its Copolymers)’이다. 19건의 특허가 전 세계 출원 중이다.
기존의 복잡한 2단계 공정을 통해 생산되던 폴리유산을 재생가능한 원료로부터 미생물의 직접 발효에 의해 생산이 가능하도록 한 혁신적인 본 연구 전략은 앞으로 석유 유래 플라스틱을 대체할 수 있는 다양한 비자연 고분자(unnatural polymer)들의 생산에 활용될 획기적인 기술로 평가되고 있다.
폴리유산 (Polylactic acid, PLA)은 많은 바이오매스 유래 고분자들 중에서도 생분해성, 생체적합성, 구조적 안정성, 그리고 낮은 독성과 같은 뛰어난 물성으로 인해 석유 유래 플라스틱의 대체물로서 대두되고 있다.
그러나, 폴리유산은 현재 두 단계 공정으로 합성된다. 우선, 미생물 발효를 통해 유산(락트산, Lactic acid)을 생산, 정제한 후 여러 가지 시약, 용매 및 촉매가 첨가되는 복잡한 공정의 화학적 중합반응에 의해 폴리유산이 합성된다.
또한, 폴리유산의 물성을 다양하게 개선하기 위해 폴리하이드록시알카노에이트 (Polyhydroxyalkanoate, PHA)와 같은 다른 고분자들과의 공중합이나 혼합반응 등의 연구가 이루어지고 있다.
이러한 노력에도 불구하고, 공중합 반응에 사용되는 락톤계 모노머들의 가용성과 비용을 고려했을 때, 기존의 화학적 합성 방법은 효과적이지 않다. 이에, 미생물 유래 고분자인 폴리하이드록시알카노에이트의 생합성 시스템을 기반으로, 폴리유산과 그의 공중합체들의 생합성이 가능할 수 있는 대사경로를 효소공학을 통해 구축했다.
그러나, 외래 대사경로의 도입 및 조작만으로는 폴리유산 단일 중합체와 유산의 함량이 높은 공중합체의 생산이 효율적이지 않아, 시스템 수준으로 세포 내 대사흐름을 증가시킬 필요성을 인지했다. 이에, 대장균 균주의 인실리코 게놈 수준의 시뮬레이션을 이용한 대사흐름분석 기법을 활용하여 고분자 생산을 위한 주요 전구체의 대사 흐름을 논리적으로 강화시킴으로써, 세포성장과 함께 목적 고분자의 효율적 생산이 가능하도록 했다.
따라서, 효소공학을 통한 고분자 합성 경로의 직접적 조작 및 강화 뿐 아니라, 시스템 대사공학을 통한 논리적 접근으로 조작된 대사흐름을 바탕으로 다양한 폴리유산 플라스틱을 보다 효율적으로 생산할 수 있었다.
이는 시스템 대사공학과 효소공학을 접목시킨 고기술 전략으로 비자연 고분자를 효율적으로 생산한 최초의 성공적인 예로서, 재생가능한 자원으로부터 폴리유산뿐 아니라 석유유래 플라스틱을 대체할 수 있는 다른 비자연 고분자들의 일단계 생산을 위한 기반 기술을 마련해줌으로써, 플라스틱 생산 공정에 있어 새로운 전략을 제시했다.
李 교수는 “자연계에 없는 고분자를 미생물로 생산하는 것이 과연 될까? 라는 의문을 갖고 시작했다. 우리 KAIST 연구실의 정유경박사와 LG화학 기술연구원 연구팀원 10여명이 4년간의 끈질긴 노력 끝에 성공했다”며, “이번 연구는 대장균의 가상세포 시뮬레이션을 통해 세포 내 대사흐름을 목적한 고분자 생산에 유리하도록 논리적으로 조작하고, 고분자 생합성 경로를 구성하는 외래 효소들을 새롭게 만들어 도입함으로써, 강화된 대사흐름을 이용해 보다 효율적으로 목적 고분자를 생산할 수 있는 균주를 개발하는데 성공한 세계 첫 번째 케이스다. 특히, 유산이 단량체로 함유된 공중합체의 경우에는 세계최초로 만든 것이 되어 물질특허들로 출원중이다”라고 밝혔다.
한편, 이 혁신적인 연구 성과는 22일 미국 CNN 홈페이지의 Top기사 등 해외언론의 주요기사로 소개됐다. 주요내용은 한국의 KAIST 이상엽 교수팀과 LG화학 연구팀이 전 세계적으로 석유고갈, 지구온난화 및 환경오염 문제로 재생가능한 자원을 이용한 바이오매스 기반 기술의 개발이 시급한 현 시대의 흐름에 부응하면서, 재생가능한 자원으로부터 효율적으로 바이오공학을 통한 플라스틱 (Bioengineered plastics) 폴리유산의 생산이 가능한 대장균 균주를 개발했다는 내용이다.
2009.11.24
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신소재공학과 유진 교수 시드니 스타인(Sidney Stein) 수상
신소재공학과 유진교수(59)가 지난 3일 미국 산호세(SAN JOSE)에서 열린 국제 마이크로 전자 및 패키징 학회(International Microelectronics And Packaging Society, IMAPS) 정기총회에서 2009년도 ‘시드니 스타인(Sidney Stein)상’을 수상했다.
시드니 스타인(Sidney Stein)은 전자 패키징 분야 양대 학회의 하나인 IMAPS의 창립자다. 이 상은 학회의 국제활동에 기여하고 전자패키지 산업의 기술 또는 리더십에 국제적으로 중요한 기여를 한 개인에게 수여된다.
유 교수는 현재 IMAPS 학회의 아시아 위원회(ALC) 회장이며, 한국 마이크로전자 및 패키징 학회 회장과 KAIST 전자 패키지 재료 연구센터(CEPM) 소장을 역임한 바 있다. 아울러 유 교수는 2010년 11월 미국 노스 캐롤라이나 라일리에서 개최 예정인 IMAPS 학회에서 공동의장(technical co-chair)으로 활동할 예정이다.
2009.11.19
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전산학과 황규영 특훈교수 ACM(CIKM)에서 기조연설
전산학과 황규영 특훈교수가 지난 11월3일 홍콩 Asia World-Expo에서 열린 제18회 ACM 정보지식관리 컨퍼런스(The 18th ACM Conference on Information and Knowledge Management, ACM CIKM 2009)에서 “DB-IR 통합과 대형 병렬 검색엔진에의 응용(DB-IR Integration and Its Application to a Massively-Parallel Search Engine)”이라는 제목으로 기조연설을 해 청중으로부터 커다란 호응을 받았다.
ACM CIKM은 데이터베이스(DB), 정보검색(IR), 지식관리(KM) 분야의 2-5위의 세계적으로 권위있는 학술대회다. 이 번 학술대회에는 미국, 유럽을 비롯한 세계 각국의 최고연구자 650여명이 참여해 최근 각광 받고 있는 DB, IR, KM의 협력분야에 대해 열띤 토론을 벌였다.
황 교수는 오디세우스 DBMS/검색엔진의 DB-IR 밀결합(tight coupling)에 대해 소개하고 이를 이용한 Google-scale(300억건의 웹 페이지를 인덱스하고 하루 10억건의 질의를 처리)의 검색엔진인 ODYS의 설계와 모델, 그리고 5-node 프로토타입의 성능을 제시했다. 이는 DBMS에 기반한 대형 병렬 검색엔진의 효시로서, 구글(Google)이나 야후(Yahoo!)와 달리 SQL, 스키마, 인덱스, 갱신, 제한적인 트랜잭션 등 여러 기능을 지원함으로써, 최근 MapReduce, Hadoop과 같은 대용량 병렬 응용 프로그래밍 프레임워크에 대비되는 새로운 방향을 제시했다는데 의의가 있다.
또한 황 교수는 향후 10-20년의 발전 방향으로 현재 Google의 한계를 넘어서는 exabyte computing(beyond petabytes, beyond Google)의 비전을 제시했다. 황교수는 KAIST 특훈교수이며 IEEE 석학회원(Fellow)이다.
2009.11.17
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세계평화 기원 국제 텔레매틱 음악공연 개최
세계평화 기원 국제 텔레매틱 음악공연 ‘ResoNations' 개최
- 뉴욕 UN본부와 서울 등 전 세계 5개 도시서 동시공연 및 초고속 통신망 통해 실시간 중계
- 연주음향을 실시간 시각화하는 기술도 첫 선봬
- KAIST, 동국대, 캘리포니아주립대 등 국내외 대학 및 UN산하기관 공동 주관
우리나라 서울을 비롯, 미국 뉴욕(New York)과 샌디에고(San Diego), 캐나다의 밴프(Banff), 북아일랜드의 벨파스트(Belfast) 등 전 세계 5개 도시의 음악인들이 초고속 통신망을 통해 실시간으로 서로 소통하면서 세계평화를 기원하는 초대형 ‘텔레매틱 음악공연(Telematic Concert)’이 21일 열린다.
이 공연은 특히 세계평화를 위해 활동하는 국제연합(UN)산하의 대표적인 비정부기구(NGO)인 와푸니프(WAFUNIF: The World Association of Former United Nations Interns and Fellows)가 주관하는 ‘Innovations Talks Symposium"과 함께 뉴욕 UN본부에서도 동시에 열려 그 의미가 한층 더 할 것으로 기대된다.
우리대학 문화기술대학원(원장 원광연)과 동국대학교 영상대학원(원장 엄기현)이 UN 산하기관 및 해외 유명대학들과 함께 세계평화를 기원하는 음악을 연주하는 텔레매틱 음악공연인 ‘레조네이션스(ResoNations)’를 오는 21일 오전 9시 30분부터 동국대 이해랑 예술극장에서 개최한다고 16일 밝혔다.
두 대학 외에도 유엔(UN) 산하 국제 비정부기구(NGO)인 와푸니프(WAFUNIF)와 미국 캘리포니아주립대 샌디에고 캠퍼스(University of California at San Diego), 캐나다의 대표적 예술기관인 밴프 센터(Banff Centre), 북아일랜드 벨파스트(Belfast)의 퀸즈대(Queen’s University Belfast)가 주관기관으로 공동 참여한다.
‘텔레매틱 음악공연(Telematic Concert)’이란 지리적으로 서로 멀리 떨어져 있는 음악인들이 공간적인 제한을 딛고 초고속 통신망을 통해 전송되는 서로의 공연영상과 음향을 실시간으로 보고 들으면서 함께 연주하는 것을 의미한다.
따라서 5개 도시의 연주자들은 이 같은 교감과 소통을 통해 마치 한 장소에 모여 음악을 연주하는 것과 같은 효과를 경험할 수 있을 뿐만 아니라 공연을 감상하는 청중들 또한 해당지역의 연주는 물론 다른 지역의 공연까지도 실시간으로 감상할 수 있다는 게 텔레매틱 공연의 특징이자 장점이다.
공연 제목을 ‘레조네이션스’로 정한 것은 서로 다른 여러 나라의 관객과 연주자들이 음악을 통해 함께 공명(共鳴)하며 한 마음으로 세계 평화를 기원하자는 의미에서다.
국내와 해외를 초고속 통신망으로 연결해 생중계하는 텔레매틱 음악공연 중 역대 최대규모로 꼽히는 이번 공연에서는 미 스탠포드대 컴퓨터음악연구소장인 크리스 체이프(Chris Chafe) 교수와 마크 드레서(Mark Dresser) 캘리포니아 주립대 교수, 미국의 신예 실험음악 작곡가이자 지휘자인 사라 위버(Sarah Weaver), 페드로 레벨로(Pedro Rebelo)퀸즈대 음향예술연구소장, 그리고 김준 동국대 교수가 만든 4곡이 연주된다.
특히 각 지역별로 6~8명씩, 모두 31명의 연주자가 출연하는 이번 공연에는 로버트 딕(Robert Dick, 플룻), 조안 라 바바라(Joan La Barbara, 성악), 제인 아이라 블룸(Jane Ira Bloom, 색소폰), 마티 얼리히(Marty Ehrlich, 목관악기) 등 세계적으로 유명한 현대음악과 재즈 연주자들이 대거 포함됐다.
서울에서는 정통 클래식과 대중음악을 넘나들며 현악 사중주의 개념을 새롭게 개척해 온 콰르텟 엑스(Quartet X, http://quartet-x.com/)와 최근 주목을 끄는 신예 색소폰 연주자 홍의식, 그리고 서울대와 한국예술종합학교를 졸업하고 전통 및 현대음악 분야에서 활발한 활동을 펼쳐 오고 있는 해금연주자 이승희가 출연한다.
서울공연에서는 특히 청중들에게 음악연주에 따라 실시간으로 영상이 바뀌는 이색적인 음악적 경험도 동시 제공하는데 연주음향을 실시간 영상으로 변환하는 작업은 여운승 KAIST 교수가 맡는다.
이밖에 악기로는 인도 전통악기인 타블라(뉴욕)와 함께 전자 바이올린 및 첼로(밴프), 컴퓨터를 이용한 전자악기(벨파스트), 한국의 전통악기인 해금 등이 선보인다.
공연은 서울 등 5개 도시에서 동시에 열리게 되나, 시차로 인해 샌디에고는 11월 20일 오후 4시 30분, 캐나다 밴프와 뉴욕은 각각 같은 날 오후 5시 30분과 오후 7시 30분에 열리는 반면 벨파스트와 서울은 21일 새벽 0시 30분과 오전 9시 30분에 시작된다.
샌디에고와 벨파스트에서는 연주자만 참여하는 반면, 뉴욕 UN본부, 밴프 센터, 그리고 서울에서 열리는 공연에는 일반인들의 참관이 가능하다.
한국과학창의재단 및 한국과학기술정보연구원의 후원으로 열리는 이번공연은 입장료가 10,000원이며 수익금 전액은 유네스코(UNESCO) 한국 위원회에 기부된다.
이 공연의 기술 및 진행을 맡은 여운승 KAIST 문화기술대학원 교수는 “세계 5개 도시를 초고속 통신망으로 연결, 영상과 음향을 동시에 전송한다는 점에서 기술적으로도 의미가 있지만 공연음악을 시각적으로 변환하는 작업을 통해 더욱 흥미로운 결과가 나올 것”이라고 말했다.
동국대 영상대학원 김준 교수도 “공간적 한계를 넘어선 실시간 예술표현이란, 예술가에게 있어 꿈이라 할 수 있다”며 “이번 공연은 첨단 네트워크 기술을 사용해 공간의 제약을 넘어서는 예술적 교감을 이룬다는 점에서 기념비적인 연주회가 될 것”이라고 강조했다. 공연 홈페이지 (http://resonations.kaist.ac.kr) 참조.(끝).
2009.11.16
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바이오및뇌공학과 황현두 군, μTAS 2009 국제학회에서 젊은 연구자 포스터 우수상 수상
KAIST 바이오및뇌공학과 박사과정 황현두(지도교수 박제균) 학생이 지난 11/1-5일 제주도에서 열린 ‘μTAS 2009 국제학회 (제13회 극소형 생물/화학분석시스템 국제학술회의, The 13th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences)’에서 ‘광전자유체제어 기술로 수용액 상에 존재하는 생체분자의 확산계수를 빠르게 측정할 수 있는 방법(Diffusion measurement of biomolecules using rapid generation of black hole in a molecular solution by optoelectrofluidics)’에 관한 논문으로 ‘젊은 연구자 포스터 우수상(Young Researcher Poster Award Winner)’을 수상했다.
황씨는 세계 유수의 대학과 연구기관으로부터 발표된 약 600 여 편의 Poster 논문 가운데 다단계 전문가 심사를 거쳐 선정된 3명의 수상자 중의 한명으로 결정됐다.
황씨는 지난해 San Diego에서 개최된 μTAS 2008 국제학회에서도 여행경비 일부를 보조 받는 ‘Student Travel Grant’를 받은 바 있었다.
바이오및뇌공학과에서 학부과정을 3년만에 조기 졸업 한 황씨는 1년 6개월만에 석사논문을 완성하고, 지난 2007년 9월 박사과정에 입학하여 그동안 2년여에 걸친 박사과정 기간 동안 Analytical Chemistry, Langmuir, Lab on a Chip, Applied Physics Letters 등 우수국제 저널에 제1저자의 논문 10편을 이미 출판한 바 있다.
이 중 광전자유체제어기술로 미세입자를 조절하는 새로운 결과는 2009년 1월호 Lab on a Chip 표지논문으로 선정된 바 있어 논문의 우수성과 창의성을 세계적으로 입증한 바 있었다. 이밖에 황씨는 2007년도 한국바이오칩학회 우수논문발표상, 2008년 서암학술장학재단 제17기 국내 박사과정연구지원 이공계 부문 장학생으로 선정된 바 있다.
2009.11.12
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KAIST Nondeterminist팀 제9회 대학생 프로그래밍 경시대회에서 우승
우리학교 Nondeterminist팀이 지난 5~6일 양일간 백범김구기념관에서 열린 ‘제9회 대학생 프로그래밍 경시대회’에서 우승을 차지했다.
이번 대회에서 Nondeterminist팀(전산학과 진태진, 이영운, 류원하)은 우리학교 RoyalRoader팀, 서울대학교 rand()팀, 홍콩과학기술대학교(Hong Kong University of Science & Technology) HKUST_Optimus Prime팀과 접전을 벌인 끝에 대회 종료 10분을 남겨두고 극적인 역전 우승 드라마를 만들어냈다.
이번 우승은 서울대학교의 4년 연속우승을 저지한 2003년 이후 KAIST의 첫 우승이었다.
이 대회는 매년 9월경 온라인 예선을 거쳐 65-70팀을 선발하고 외국 5팀 내외를 초청해 11월 초에 본선을 갖는다. 올해에는 60개 학교에서 397팀이 참가했으며 본선에서 70개 국내팀과 외국 5팀이 본선에서 실력을 겨뤘다.
이 대회는 행정안전부가 주최하고 한국정보화진흥원과 ACM이 주관했으며, ACM-ICPC(Association for Computing Machinery-International Collegiate Programming Contest) 아시아 서울지역 예선을 겸하고 있다. 우승팀은 내년 2월 중국 하얼빈에서 열리는 세계 대회에 진출하게 된다.
대회 공식 홈페이지: http://acm.kaist.ac.kr
대회 문제: http://acm.kaist.ac.kr/forum/viewtopic.php?t=1389
대회 결과: http://acm.kaist.ac.kr/forum/viewtopic.php?t=1394
2009.11.11
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KAIST 유럽정보시스템연구센터(ERCIS)에 공식회원으로 등록
-연구인력 교환 및 공동 프로젝트 추진, 학점 교환과 공동 학위프로그램도 개발 운영
KAIST(총장 서남표)는 소프트웨어 정책연구센터가 유럽 정보시스템 연구센터(European Research Center for Information Systems, ERCIS)와 최근 협약을 체결하여 20번째의 공식 회원이 됐다고 22일 밝혔다.
KAIST에서는 소프트웨어 정책연구센터가 주관하며 교수, 연구원, 대학원생들의 교환 및 공동 프로젝트 추진, 학점 교환과 공동 학위프로그램도 개발해 운영할 계획이다.
ERCIS는 정보시스템 통합 및 조직 설계에 관련된 문제에 대해 연구하는 학자들의 네트워크다. 이 센터는 국가와 기업의 정보시스템 개발 및 이와 관련된 조직 문제에 대해 전산학자, 경영학자, 법학자들이 모여 학제간 연구를 수행한다.
ERCIS는 독일 북서부에 위치한 노르트라인베스트팔렌(Nordrhein-Westfalen) 주정부에 의해 발의됐으며, 해당 분야에서 명성을 날리고 있는 뮌스터(Münster)대학에게 관리가 이양됐다. 현재 뉴질랜드, 네덜란드, 덴마크, 독일, 러시아, 리히텐슈타인, 미국, 스위스, 스페인, 슬로베니아, 아일랜드, 영국, 오스트리아, 이태리, 체코, 폴란드, 프랑스, 핀란드, 호주에서 각 1개 대학씩 참여하고 있다.
한편, KAIST 소프트웨어정책연구센터는 ERCIS회원들과 공동으로 모바일용소프트웨어(Mobile Application Software)개발자 지원체제 구축을 위한 유레카(EUREKA) 프로젝트를 준비 중이다. 우리 기업이 국제적인 경쟁력을 가지고 있는 이동전화(Mobile Phone)분야에서 우리나라가 주도하여 제안하는 프로젝트이다.
유레카(EUREKA)프로젝트는 EU 27개국 포함하여 유럽 전체 38개국의 산학연을 아우르는 범 유럽 연구개발 네트워크이며, 시장주도적인 협력프로젝트를 지향한다. 우리나라는 2009년에 준회원으로 등록하여 과제를 발의할 수 있는 자격이 부여됐다.
[ERCIS홈페이지]
http://www.ercis.de/ERCIS/en/organisation/associatedresearchinstitutes/index.html
[유레카(EUREKA)프로젝트]38개 유럽국가들이 회원국으로 참여하고 있는 유레카는 상업화를 전제로 한 기술개발을 지원하고 있으며 현재 3000여개의 기업·대학·연구소가 참여해 약 40억 유로의 예산을 집행하는 EU의 대표적인 국제공동연구개발 프로젝트이다.
2009.10.22
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양승만 교수, 액체 방울을 이용한 초소형 인조곤충눈 구조 제조
- 초정밀 극미량 물질 인식센서로 활용 - 네이처 포토닉스에서‘미세패턴기술-광자돔’이라는 제목의 하이라이트로 소개
곤충 및 갑각류 등의 눈은 포유류의 눈과는 달리 수백~수만개의 홑눈(또는 낱눈)이 모여 생긴 겹눈 구조를 갖고 있다. 각각의 홑눈은 투명한 볼록렌즈로서 빛을 모아 명암, 색깔(파장)과 같은 빛 정보를 뇌에 전해 주며 뇌에서 전달된 정보를 재조합하여 사물을 감지한다. 각 홑눈은 육방밀집구조로 서로 빈틈없이 배열되어 돔 형태의 겹눈 표면을 메우고 있다. (파리와 잠자리의 눈 사진참조)
생명화학공학과 양승만 교수의 광자유체집적소자 창의연구단은 다양한 기능을 갖는 나노입자를 제조하고 이들 입자들이 스스로 조립되는 자기조립 원리를 규명하는 연구를 수행하여 실제 곤충눈의 수백분의 일 크기의 초소형 인조겹눈구조를 실용적으로 제조할 수 있는 방법을 최근 개발했다.
이 연구결과는 최근 국제적 저명학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 誌 10월호 표지논문(cover paper)으로 게재 됐으며 인조곤충눈 구조의 실용성을 구현하는데 크게 기여한다고 인정받아 특별히 주목해야할 논문(Advances in Advance)으로 선정됐다.
특히, 네이처 포토닉스(Nature Photonics)지는 10월호에서 양 교수팀 연구의 중요성과 응용성에 주목하여 이 연구결과를 "미세패턴기술-광자돔(Micropatterning–Photonic domes)"이라는 제목으로 "뉴스와 논평(News & Views)"란에 하이라이트로 선정하여 비중있게 게재했다.
지난 20여 년 동안 곤충눈, 오팔, 나비날개 등 빛정보를 처리할 수 있는 자연계에 존재하는 구조를 인공적으로 제조하기 위한 연구가 많은 과학자들에 의하여 시도되어 왔으나, 실용적인 구조를 얻는 데에는 한계가 있었다. 양 교수팀은 2006년부터 교육과학기술부의 ‘창의적연구진흥사업’으로부터 지원을 받아 초소형 인조곤충눈 구조를 실용적으로 제조할 수 있는 기술을 확보하기 위한 연구를 수행해 왔다.
Nature Photonics지 10월호가 하이라이트로 선정하여 주목한 양 교수팀의 이번연구에서는 실제 곤충눈 크기의 수백분의 일 정도로 초소형이며 균일한 크기와 모양을 갖는 인조곤충눈 구조를, 크기가 수십 마이크로미터인 균일한 기름방울을 이용하여 성공적으로 제조하여 규칙적으로 배열하였다. 특히 주목할 것은 제조공정이 손쉽고 빠른 나노구슬의 자기조립 원리를 이용한 점이다.
우선 크기가 수백 나노미터인 균일한 유리구슬(낱눈렌즈)을 물속에 분산시킨 후, 크기가 수십 마이크로미터인 균일한 기름방울을 주입하고 물-기름-유리구슬 사이의 표면화학적 힘의 균형을 유지시키면 유리구슬이 물과 기름방울 사이의 경계면으로 이동한다. 그 후 물-유리-기름방울의 혼합물을 기판 위에 뿌리면 기름방울이 반구의 돔 모양으로 변형되고 유리구슬렌즈는 저절로 기름방울 표면 위에 촘촘히 육방밀집구조로 배열하게 된다 (전자현미경사진 참조). 이 때 자외선을 기름방울에 쪼여서 고형화시킴으로써 종래에 수십 시간이 소요되는 인조곤충눈 조립공정을 불과 수분 만에 제조할 수 있다.
수 천개의 미세렌즈가 장착된 돔 구조의 초소형 인조곤충눈은 인간의 눈에 비해 시야각이 넓고 빛을 모으는 능력도 매우 높다. 따라서, 환경의 미세한 변화를 감지할 수 있는 능력을 보유하므로 신약개발을 비롯하여 극미량의 물질을 인식할 수 있는 초고감도 감지소자를 요구하는 다양한 분야에 응용될 수 있다.
특히 최근에 신약개발 등 바이오 산업의 실용화에 사용되고 있는 극미량의 시료를 처리할 수 있는 반도체칩 규모의 실험실인 랩언어칩(Lab on a Chip)에 초소형 인조곤충눈을 도입할 경우 높은 정밀도를 갖는 물질 감지소자로 활용될 수 있다.
이러한 인조곤충눈 구조는 세계적인 연구그룹들이 활발히 개발 중이며 최근에 수 밀리미터 크기의 실제 곤충눈 크기의 인조곤충눈은 보고된 바 있다. 그러나, 본 연구의 결과는 초소형 인공곤충눈 구조를 자기조립법으로 만든 최초의 사례로서 이 분야의 국제경쟁에서 우위를 확보하는데 필요한 핵심요소다.
2009.10.06
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10월의 과학기술자에 우리학교 김승우 교수 선정
이달의 과학기술자상 10월 수상자에 우리학교 기계공학과 김승우 교수 선정
- 플라즈모닉스 나노 광기술을 적용한 초소형 극자외선 레이저 기술 개발 -
교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 극초단(1000조 분의 1초) 펄스 레이저를 기반으로 한 최첨단 광계측 원천기술을 선도적으로 개발하여 학문 발전에 기여한 공로로 우리학교 기계공학과 김승우 교수(金承佑 54세)를 ‘이달의 과학기술자상’ 10월 수상자로 선정하였다.
김승우 교수는 지난 20년간 KAIST에서 초정밀 광계측(超精密 光計測) 연구의 일환으로, ▲절대거리 측정 기술, ▲신개념 고안정도(高安定度) 레이저 광원, ▲플라즈모닉(Plasmonic) 나노광학과 같은 최첨단 광계측 원천기술 개발과 실용화에 꾸준히 매진해왔다.
또한 1999년부터 9년간 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 ‘리더연구자지원사업 창의적 연구’의 지원으로, 10-9 상대불확도 극초정밀 위치결정 계측 제어 기술을 연구하였고, 그 후 도약연구지원사업, 우주원천 기초기술사업에 참여하여, 플라즈모닉 기반 극자외선 레이저 개발과 같은 고안정도 레이저 광원을 개발하였다.
그리고 이를 활용하여 우주의 신개념 원거리(수 km ~ 수천 km 이상) 측정기술을 본격적으로 개발하고, 2007년부터는 KAIST에서 중점적으로 추진하는 ‘KAIST Institute’사업의 일환으로, KAIST 광기술 연구소를 창립하여, △물리 △화학 △기계 △바이오 등 전 학문 분야의 교류를 통한 융합 기술 연구에도 주력하고 있다.
특히 김승우 교수는 현재 측정 기술의 기술적 한계를 넘어선, 세계적으로 인정받는 차세대 기술을 개발하였다.
2009.10.05
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지식재산권 실무석사과정 입시설명회 개최
우리대학은 2010학년도 ‘지식재산 실무석사과정’ 입시 설명회를 9월 30일(수)과 10월 10일(토)에 서울 도곡동 캠퍼스에서 개최한다.
특허청 지원으로 KAIST에 새롭게 개설되는 KAIST-MIP(Master of Intellectual Property)는 기존 기업의 지재권 담당자와 변호사, 변리사 등 지식재산권 실무자를 대상으로 법과 기술 그리고 경영의 마인드를 갖춘 지식재산권 실무 전문가 양성을 목표로 하는 지식재산권 실무인재 양성 프로그램으로 2년 6학기과정이다.
턱없이 부족한 지식재산권 관련 실무인력을 양성하고, 대한민국을 세계 지재권 강국으로 만들기 위해 특허청과 KAIST가 심혈을 기울여 내년 2월 처음 문을 연다. 이번 과정은 현장실무경험 평균 15년 이상인 37명의 전문교수진이 교육하며 국내 굴지의 특허·법률 관련 12개 기관이 협력한다.
자세한 정보는 지식재산 실무석사 홈페이지(mip.kaist.ac.kr)를 참고하면 된다.
2009.09.28
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조광현교수, 유럽 시스템생물학 국제저널 편집위원장 선임
바이오및뇌공학과 조광현 교수가 유럽 최대 규모의 공학회인 IET(Institution of Engineering and Technology)에서 발간하는 국제저널 IET 시스템즈바이올로지(Systems Biology)의 편집위원장(Editor-in-Chief)으로 최근 선임됐다.
전자공학을 전공한 조교수는 국내 시스템생물학 연구를 개척한 선구자로 다수의 세계적인 연구성과를 이뤄왔다. 특히 생명시스템의 컴퓨터시뮬레이션 분석기술을 개발하여 복잡한 생명현상을 공학적 방법으로 해독함으로써 생명현상의 숨겨진 동작원리를 밝혀냈다.
이러한 연구업적을 인정받아 동양인으로서는 매우 드물게 유럽에서 발간되는 국제저널의 편집위원장으로 선임됐다. 이에 따라 조교수는 2012년까지 이 저널의 편집업무를 주관하며 논문의 최종 게재여부를 결정하게 된다.
영국 런던에 본부를 둔 IET는 135년 전통의 유럽 최대규모의 공학회인 IEE가 최근 타 학회와 합병하여 만들어졌으며 현재 127개국 약 15만명의 회원으로 구성돼 있다. IET 시스템즈바이올로지(Systems Biology)는 21세기 대표적인 융합과학으로서 각광받고 있는 IT와 BT의 융합학문인 시스템생물학(Systems Biology) 연구논문을 출판하고 있다.
2009.09.24
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2009 EEWS 국제 학술대회 개최
- 현시점 EEWS 녹색기술 점검과 미래조망
22일(화)부터 23일(수)까지 대전컨벤션센터(DCC)에서 ‘2009 EEWS 국제 학술대회’를 개최한다.
‘성장동력으로서의 EEWS의 효율성’이라는 주제로 열리는 이번 학술대회는 권태신 국무총리실장, 민계식 현대중공업 부회장, 오마르 야기(Omar M. Yaghi) UCLA교수 등이 기조연설자로 EEWS의 정책 및 기술에 대한 발표가 있으며 ▲ 그린카 ▲ 탄소저감산업 ▲ 바이오 연료 ▲ 태양전지 ▲ 인공광합성 ▲ 환경감시시스템 ▲ 연료전지 ▲ 원자력에너지▲ EEWS의 산업화 전략 ▲ 대체 에너지 ▲ 배터리 효율 ▲ LED 기술 및 특허 등에 관한 주제 발표와 토론이 이어질 예정이다.
이번 학술대회가 녹색성장을 위한 세계 각국의 정책, 연구 진행 상황 등 EEWS에 관한 기술의 미래를 조망하고 선도적인 연구자들과 협력관계를 형성하는 기회가 될 것으로 기대하고 있다.
EEWS(Energy, Environment, Water, Sustainability)는 에너지 고갈, 환경오염, 물부족 및 지속성장 가능성 등, 21세기 인류가 직면하고 있는 글로벌 이슈의 해결을 위해 추진중인 연구과제다.
2009.09.22
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