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장호종 교수, 2018 ISIITA 최우수 논문 발표상 수상
〈 장 호 종 연구교수 〉 우리 대학 IT융합연구소 장호종 연구교수가 ‘2018 정보기술 및 응용분야 혁신 국제 심포지엄(ISIITA : The International Symposium on Innovation in Information Technology Application)에서 최우수 논문 발표상을 수상했다. 국제 심포지엄 ISIITA는 고도의 정보기술 응용 분야의 선도적 연구자들이 모여 기술의 융합에 대해 교류하는 국제적 네트워킹 심포지엄이다. 장 교수는 이번 심포지엄에서 최우수 논문 발표상을 수상했다. (논문명 : A Study on the Measurement of Aptamer in Urine Using SiPM) 이 논문은 질병의 조기 진단을 위해 소변의 나트륨 및 칼륨 농도를 압타머의 발광량을 통해 실시간 측정하고 분석하는 시스템 개발에 관한 내용이다. 소자 내부증폭으로 저조도의 빛 양을 100만 배 증폭시킬 수 있어 단일광자도 측정이 가능한 실리콘 광증배관을 활용했다. 장 교수는 “추후 원심분리 등의 별도 과정 없이 신속한 진단이 가능한 ‘포인트 오브 케어 테스트(Point-of-care test)’ 시스템이 개발되면 질병의 조기진단 및 감염 여부를 실시간으로 확인 가능할 것이다”며 “추후 핵심 기술 보편화를 통해 삶의 질을 높이는 적정기술로의 발전을 꾀할 예정이다”고 말했다. 이번 연구는 미래창조과학부 선행공정·플랫폼기술연구개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2018.02.12
조회수 12118
양찬호 교수, 전기적 위상 결함 제어기술 개발
〈 양 찬 호 교수, 김 광 은 박사과정 〉 우리 대학 물리학과 양찬호 교수 연구팀이 강유전체 나노구조에서 전기적인 위상 결함을 만들고 지울 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술을 통해 전기적 위상 결함 기반의 저장 매체를 개발한다면 대용량의 정보를 안정적으로 저장할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 포스텍 최시영 교수, 포항 가속기연구소 구태영 박사, 펜실베니아 주립대학 첸(Long-Qing Chen) 교수, 캘리포니아 대학 라메쉬 교수 등과 공동으로 수행됐다. 김광은 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 1월 26일자에 게재됐다. 위상학은 물체를 변형시켰을 때 물체가 가지는 성질에 대한 연구를 하는 학문으로, 원과 삼각형은 위상학적으로 동일한 물질이라고 할 수 있다. 2016년도 노벨 물리학상 발표 기자회견에서 노벨위원회는 위상학의 개념을 구멍이 한 개 뚫린 베이글 빵, 구멍이 없는 시나몬 빵, 유리컵 등에 비유했다. 시나몬 빵과 유리컵은 다르게 보이지만 구멍이 없다는 점만 따지면 위상학적으로 같은 물질이 된다. 하지만 구멍의 개수가 다른 베이글과 시나몬 빵은 위상학적으로 다른 물질이 되는 식이다. 즉 물질에서 위상학적이라 함은 연속적인 변형으로는 그 특성을 변화시킬 수 없는 절대적인 보존량을 말한다. 이러한 위상학적 특징을 이용해 정보저장 매체를 만들면 외부의 자극으로부터 보존되며 사용자의 의도대로 쓰고 지울 수 있는 이상적인 비휘발성 메모리를 제작할 수 있다. 강유전체와 달리 강자성체(자기적 균형이 깨진 상태, 외부 자기장을 제거해도 자기장이 그대로 남아있음)의 경우는 소용돌이 형태의 위상학적 결함 구조가 이미 구현됐다. 반면 외부 전기장 없이도 스스로 분극을 갖는 강유전체는 자성체에 비해 위상학적 결함 구조를 더 작은 크기로 안정시키고 더 적은 에너지를 이용해 조절할 수 있다는 장점이 있음에도 불구하고 초보적인 연구 단계에 머물러 있었다. 실험적으로 위상학적 결함 구조를 어떻게 안정화시키며 어떠한 방식으로 조절할 것인지에 대한 연구가 부족했기 때문이다. 연구팀은 문제 해결을 위해 강유전체 나노구조에서 비균일한 변형을 줘 위상학적 결함 구조를 안정시키는 데 성공했다. 연구팀은 강유전체 나노접시(ferroelectric nanoplate) 구조를 특정 기판 위에 제작해 접시의 바닥면에는 강한 압축 변형을 주는 동시에 옆면과 윗면은 변형에서 자유로운 구조를 만들었다. 이러한 구조는 방사형으로 압축변형 완화(Compressive strain relaxation)가 일어나 격자의 변형이 오히려 강유전체의 소용돌이 구조를 안정화시키게 된다. 연구팀은 이번 연구가 고밀도, 고효율, 고안정성을 갖춘 위상학적 결함기반 강유전 메모리에 핵심적인 원리를 제시했다고 말했다. 양 교수는 “강유전체는 부도체이지만 위상학적 강유전 준입자가 국소적으로 전자 전도성을 수반할 수 있어 새로운 양자소자 연구로 확대될 수 있을 것이다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 창의연구지원사업, 선도연구센터지원사업, 글로벌프론티어사업 등의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 전기적 위상 결함 개수를 조절하여 만든 5가지의 다른 위상 구조
2018.02.08
조회수 25818
최원호 교수, 플라즈마로 바이오필름 제거 기술 개발
〈 박 주 영 박사과정, 최 원 호 교수, 박 상 후 박사 〉 우리 대학 물리학과 최원호 교수, 서울대 조철훈 교수 공동 연구팀이 대기압 저온 플라즈마를 통해 페트병 등 식품 보관 용기 표면에 존재하는 대장균, 박테리아 등 일명 바이오필름을 손쉽게 제거할 수 있는 기술을 개발했다. 이는 플라즈마를 물에 처리해 활성화시켜 발생하는 화학반응을 이용해 바이오필름을 제거하는 방식으로 기존 기술보다 안전하고 손쉬워 다양한 용도로 사용 가능할 것으로 기대된다. 박상후 박사, 박주영 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 재료분야 국제 학술지 ‘미국화학회 어플라이드 머티리얼즈&인터페이시스(ACS Applied Materials & Interfaces)’ 2017년도 12월 20일자에 게재됐다. 대기압 플라즈마는 대기 중에서 여러 형태로 플라즈마 및 2차 생성물을 방출할 수 있는 장점을 갖는다. 번개도 플라즈마의 일종인데 번개를 통해 공기 중 질소가 질소화합물이 돼 땅 속에 스며들어 토양을 비옥하게 만드는 것이 대표적인 사례이다. 이런 장점을 활용해 플라즈마는 에너지 및 환경 분야부터 생의학 분야까지 다양한 연구와 산업분야에 응용되고 있으며 플라즈마의 반응성 및 활용성을 높이기 위한 연구들이 전 세계적으로 활발히 진행 중이다. 최근에는 의료기술, 식품, 농업 등 다양한 분야에 살균을 목적으로 한 활성화, 기능화 등 측면에서 대기압 플라즈마를 적용하고 있다. 그러나 대기압 플라즈마로부터 발생하는 활성종의 종류, 밀도, 역할 등은 현재까지도 명확하게 밝혀지지 않아 기술을 적용하는 데 큰 어려움이 있었다. 연구팀은 플라즈마를 물에 처리시켜 활성수로 만들어 대장균, 살모넬라, 리스테리아 등 유해한 미생물이 겹겹이 쌓여 막을 이룬 형태를 뜻하는 바이오필름을 제거하는 방법을 개발했다. 플라즈마를 처리할 때 발생하는 활성종은 수산기(하이드록시기, OH*), 오존, 과산화수소, 아질산이온, 활성산소 등이다. 연구팀은 그 중 수산기가 다른 활성종에 비해 100 배에서 1만 배 낮은 농도임에도 불구하고 산화력이 높아 바이오필름 제거에 큰 역할을 하는 것을 확인했다. 연구팀은 그 외에 발생된 오존, 과산화수소, 아질산 이온 등에 대해서도 바이오필름을 제거할 수 있는 기능이 있음을 정량적으로 증명했고 이를 통해 살균제로서 대기압 플라즈마의 역할을 규명했다. 연구팀은 향후 후속 연구를 통해 플라즈마로 수산기를 효율적으로 생산할 수 있는 기술을 개발할 예정이다. 최 교수는 2013년 플라즈마 발생이 가능한 포장재를 특허로 등록했고 지도학생 창업기업인 플라즈맵에 기술이전을 완료했다. 이번 연구를 통해 플라즈마 살균 기술의 상용화에 힘쓰는 중이다. 최 교수는 “이번 연구결과는 플라즈마 제어 기술과 플라즈마-미생물 간 물리화학적 상호작용을 이해하는데 유용한 기반이 될 것이다”며 “의학, 농업, 식품 분야에서의 플라즈마 기술의 활용이 가속화되는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구는 국가핵융합연구소의 미래선도 플라즈마-농식품 융합기술 개발 사업의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1.플라즈마 발생이 가능한 포장재 그림2.대기압 플라즈마를 이용한 바이오필름 저감 실험 개략도 그림3.대기압 플라즈마 적용 개념도 및 핵심요소 평가 결과 그림4.스타트업 기업인 플라즈맵(Plasmapp)에서 시판중인 STERPACK 제품
2018.01.23
조회수 14864
김택중, 이시헌 학생, 美 브루크헤븐 국립연구소 초청 연구자 선정
〈 이 시 헌, 김 택 중 학생 〉 우리 대학 물리학과 석박사통합과정 김택중, 이시헌 학생이 ‘미국 브루크헤븐 국립연구소(Brookhaven National Laboratory)’ 초청 연구자로 선정됐다. 미국 뉴욕 주 롱아일랜드에 위치한 브루크헤븐 국립 연구소는 미국의 대표적 연구소 중 하나로 김택중, 이시헌 학생은 연구소 내 ‘강상관 물성을 연구하는 이론-계산 센터(Center for Computational Design of Functional Strongly Correlated Materials and Theoretical Spectroscopy)’ 의 초청을 받았다. 이 센터는 해당 분야를 선도하고 있는 미국 내 리더급 학자들이 함께 모여 설립한 기관으로 이번 초청은 연구소 측의 요청으로 이뤄졌다. 두 학생은 1년 간 강상관 전자 물성을 계산하는 방법론 및 코드 개발에 참여하며 각각 4만 달러를 지원받는데 이는 박사 후 연구원 수준의 지원내용이다. 또한 기존에 진행하던 박사학위 프로그램과의 연속성을 담보하고 지도교수의 논문 지도가 원활히 이뤄지도록 현지 프로젝트에 직접 투입하는 시간을 50%로 제한하는 등의 우수한 조건을 보장받았다. 지도 교수인 한명준 교수는 “이미 각각 최고 수준으로 인정받고 있는 학자들이 보다 도전적인 문제를 함께 해결하기 위해 협력해 연구할 수 있는 센터 설립을 추진하는 모습이 인상적이었다. 우리 학생들이 우수한 조건으로 훌륭한 기관에 요청받게 돼 놀랍다”고 말했다. 덧붙여 “관련 분야 선도그룹에서 함께 연구를 진행하는 것은 좋은 경험이 될 것이다”며 “연구소의 학자들에게도 우수한 우리 학생들이 투입됨으로써 프로젝트 진행에 큰 도움이 될 것이다”고 말했다.
2018.01.09
조회수 9400
KAIST-서울시-서초구, 4차 산업혁명 관련 MOU 체결
서울시는 12울 5일 오후 2시부터 한국교원총연합회회관(서초구 태봉로 114) 4개층(1·5·6·8층 연면적 2900㎡)에서 인공지능 관련 협회, 양재 혁신지구 내 주요기업 연구소(현대·KT·코트라), 입주기업 등 400여명이 참석한 가운데 양재 R&CD 혁신허브 개관식을 가졌다. 양재 R&CD 혁신허브 개소식이 열린 5일 오후 서울 서초구 양재 R&CD 혁신허브에서 신성철 총장이 박원순 서울시장, 조은희 서초구청장과 '4차 산업혁명 선도도시, 서울'의 성공적 구현을 위한 MOU를 체결했다. 3개 기관은 ▲일자리 창출을 위한 지역 경제활성화 정책 발굴 ▲산·학·연 연계를 통한 기술 개발과 사업화 촉진을 위한 인프라 구축 ▲창의인재 양성, 기술중심 혁신기업 발굴 등 다양한 분야에서 협력해 나갈 계획이다. 양재 R&CD 혁신허브는 4차 산업혁명의 기반이자 핵심기술인 인공지능(AI) 분야에 특화된 공간으로 '양재 R&CD 혁신지구' 안에 개소하는 첫 시설이다. 양재 R&CD 혁신허브는 ▲인공지능 특화기업 입주공간(6·8층) ▲개방형 협업공간과 공유형 사무실, 회의실(5층) ▲개방형 네트워킹 라운지, 전문 인재 양성 공간(1층)으로 구성돼 있다. 입주공간에는 기업(16개 독립형 사무실)과 개인(30인 개방형 공간)이 입주할 수 있으며 추가 입주 기업·개인은 수시모집할 계획이다. 시설 운영은 인공지능 분야 교수진과 연구원을 보유한 우리학교와 최근 인공지능 연구 지원기관으로 두각을 나타내고 있는 '모두의 연구소'가 공동으로 맡는다.앞으로 양재 R&CD 혁신허브는 우리학교 교수진이 참여하는 전문가 양성 교육 과정을 운영해 2020년까지 인공지능 연구개발 분야 전문가 500명을 양성한다. 양재 R&CD 혁신허브는 또 관련 스타트업과 벤처기업에게 저렴한 입주공간(독립형·개방형)을 제공하고 성장전략 상담, 투자금 연계, 벤처캐피탈 자문을 지원한다. 2020년까지 혁신기업 50개사를 발굴·육성한다는 계획이다. 양재 R&CD 혁신허브는 특히 인공지능 분야 새로운 사업모델을 모색·개발하는 협업 과정을 3년간 24회 운영한다. 스타트업과 구직 기술자를 연계해주는 사업(AI JOB담), 인공지능과 경영·사회·인문학과의 융합을 주제로 한 학술회의(KAIST INNO 살롱) 등 행사가 연중 개최된다. 3년간 총 8000명을 참가시키는 게 목표다. 입주기업에는 공용공간 사용 제공, GPU클러스터 서버 무상 제공, 인공지능 기술교육 지원, 인공지능 세미나·포럼, 투자 유치, 해외진출 지원, 1대1 기술 상담 등이 지원된다.양재 R&CD 혁신허브가 들어설 양재 R&CD 혁신지구는 서울시가 4차 산업혁명의 대한민국 대표 전진기지이자 세계적인 본산지로 육성하려는 곳이다. R&CD는 기존 연구개발을 의미하는 R&D(Research & Development)에 기업간 핵심 기술 연계(Connection), 창업과 정착을 위한 기술 개발 생태계(Company) 조성, 지역사회 교류(Community), 상생과 문화(Culture)라는 의미를 더한 개념이다. 서울시는 양재지역 일대 380만㎡를 대기업과 산학연 기술연계가 이뤄지고 지역 인재가 교류하며 창업-정착-성장이라는 기술 생태계가 만들어지는 도심형 혁신거점으로 조성 중이다.
2017.12.05
조회수 13424
한명준 교수, 새로운 양자역학적 자성 상태 확인
〈 한명준 교수 연구팀 〉 우리 대학 물리학과 한명준 교수 연구팀이 중앙대학교, 일본 이화학연구소 (RIKEN), 미국 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory) 등과의 공동연구를 통해 새로운 양자역학적 자성 상태인 ‘Jeff = 3/2’의 존재를 처음으로 확인했다. 양자역학에서는 스핀 각운동량과 궤도 각운동량의 합으로 주어지는 총 각운동량을 보통 영문자 ‘J’로 표현한다. 이번에 확인된 특이 자성은 특정한 조건이 만족될 때만 나타나는 일종의 각운동량으로 볼 수 있는데, 학계에서는 ‘유효 (effective) 각운동량’이라는 의미로 흔히 ‘Jeff’로 표기해 왔다. 유효 각운동량이 3/2이 되는 경우는 그간 그 가능성에 대한 논의가 있기는 했지만 실제로 확인되지 못하고 있었는데 이번에 최초로 발견된 것이다. 이는 향후 초전도 현상, 양자 자성 등 관련 연구에도 새로운 발판이 될 것으로 기대된다. 정민용, 심재훈 석박사 통합과정이 참여한 이번 연구는 국제 학술지‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다. 최근 학계에서는 스핀-궤도 결합이 강한 상황에서 통상적인 것과는 다른 독특한 양자 상태가 구현될 수 있다는 것이 알려지면서 활발한 연구가 진행되고 있다. 보통 전자의 스핀이나 오비탈이 나타내는 자기 모멘트와 달리 이 두 가지가 강하게 결합하여 형성된 유효 자기 모멘트 Jeff는 특이한 바닥상태와 상호작용 양상을 나타내며 이로부터 새로운 현상과 물성이 발현될 수 있다. 지난 10년 여 간의 연구가 주로 Jeff가 1/2인 경우에 대하여 이루어진 데에 반해 이 값이 3/2이 되는 경우에 대한 연구는 실제 사례를 찾지 못하며 더디게 진전되고 있는 상황이었다. 한 교수가 이끄는 연구팀은 지난 2014년 원자가 아니라 분자 오비탈에 기반해 특정 물질군에서‘Jeff = 3/2’상태가 구현될 수 있는 가능성을 이론적으로 예측한 바 있고 이번 연구는 이를 실험적으로 증명한 것이다. 한 교수 팀은‘Jeff = 3/2’상태에서는 일반적인 스핀 모멘트와는 다른 양자역학적 ‘선택 규칙 (Selection Rule)’이 적용되어야 한다는 점에 착안했다. 엑스레이를 이용해 원자 핵 근처에 있는 전자를 ‘여기 (excite)’시키면 여기된 전자는 다른 전자들과 상호작용을 하는 과정에서 흡수되기도 하고 재방출되기도 하는데 이 때 만족시키게 되는 물리법칙이 ‘선택 규칙 (Selection Rule)’이다. 양자역학에 따르면 이 선택 규칙은‘Jeff = 3/2’상태에서는 매우 독특해 보통의 스핀상태와는 뚜렷이 구분될 것이라는 예측이 가능하다. 이러한 아이디어에 따라 진행된 실험에서는 물질 내의 탄탈륨 원자에서 뽑아낸 두 가지 서로 다른 에너지 영역의 전자가 실제 이론 예측을 따르는 스펙트럼 양상을 보이는 것이 확인됐다. 이는‘Jeff = 3/2’모멘트 고유의 양자역학적 간섭현상이 반영된 것으로 그 존재에 대한 매우 직접적인 증거로 받아들여진다. 이 새로운 양자상태는 통상적인 물질의 자기 상태와 매우 다른 것으로서 그 특성에 대한 연구의 시발점이 될 것으로 기대되고 있다. 또한 이러한 자성상태와 상호작용으로부터 발현되는 다양한 물성에 대한 연구 역시 탄력을 받을 것으로 보고 있다. 이번 연구는 한국연구재단의 일반연구자 지원사업과 해외 과학기술 자원활용사업의 지원을 받아 수행됐으며 한국과학기술정보연구원의 슈퍼컴퓨터 자원을 사용했다. □ 그림 설명 그림1. ‘Jeff=3/2’상태를 갖는 것으로 밝혀진 갈륨 탄탈륨 셀레늄화합물의 결정구조 그림2. 갈륨 탄탈륨 셀레늄화합물(GaTa4Se8)의 계산된 전자구조
2017.11.30
조회수 16441
장대희 박사과정, 사이버공격방어대회 논문 대상 수상
우리 대학 정보보호대학원 장대희 박사과정(지도교수 강병훈)이 지난 22일 서울 더케이호텔에서 열린 ‘사이버 컨플릭트 엑서사이즈 콘테스트 2017(CCE 2017)’의 사이버안보논문 분야에서 대상을 수상했다. CCE 2017은 국가보안연구소와 국가정보원 및 한국정보보호학회가 주관해 열리는 행사로 사이버공격방어대회와 논문 공모전이 함께 열린다. 이번 논문 공모전은 총 117편의 논문이 제출됐고 그 중 최상위작이 대상으로 선정된다. 제출된 논문들 중 1등이어도 내용이 충분히 우수하지 않으면 대상을 수상하지 않는다. 장대희 박사과정은 이 논문으로 500만원의 상금을 획득했고 함께 열린 해킹방어대회에서도 2위를 차지했다. (논문명 RUMA : Rethinking Byte Granularity Heap Randomization) 해당 논문은 소프트웨어의 메모리 레이아웃 랜덤화를 통한 취약점공격방어에 관한 이슈를 심층적인 실험과 함께 재고찰하며 기존에 예상하지 못한 새로운 결론에 다다르는 내용이다. 대상 논문 외에도 KAIST 강병훈 교수 연구팀에서 2개의 논문이 우수상을 수상했고 정보보호대학원 손수엘, 김용대, 신승원 교수의 공동지도논문이 최우수상을, 전산학부 신인식 교수 지도논문이 장려상을 수상했다. 또한 행사에서는 2박 3일의 일정으로 실무적인 해킹공격 및 방어기술을 평가하는 사이버공격방어대회를 개최했다. 이 대회에서도 KAIST 강병훈 교수 연구팀(장대희, 김종환, 박민준)을 주축으로 구성된 5인 팀이 2위를 차지했다. 장대희 박사과정은 “이번 행사에서 논문 대상과 더불어 해킹방어대회에서 동시에 입상하게 된 것은 지도교수님의 지도와 연구를 도와준 연구실 동료들이 있었기에 가능했고, 이에 감사드린다” 고 말했다.
2017.11.29
조회수 15181
이상엽 교수, 중국과학원 특훈교수 국제펠로우 및 텐진산업생명공학연구소 명예교수 추대
생명화학공학과 이상엽 특훈교수(KAIST 연구원장·사진)가 중국과학원(Chinese Academy of Sciences)으로부터 ‘2017년 특훈교수(Distinguished Professor) 국제펠로우’와 중국과학원 산하 텐진산업생명공학연구소(Tianjin Institute of Industrial Biotechnology)에서 명예교수로 최근 각각 추대됐다. 중국과학원은 기초과학 및 자연과학 등의 연구를 하는 중국 최고의 학술기관으로 1949년 11월 설립됐다. 1997년 기초과학·자연과학과 하이테크 영역을 고루 갖춘 과학기술체제를 확립했는데 베이징 본원 외에 선양·상해·우한·광저우 등 12개의 주요 도시에 분소가 설치돼 있고 117개의 부속기관, 100개 이상의 국가 핵심 연구소를 운영 중이다. 이상엽 특훈교수는 미생물을 활용해 유용한 화학물질을 생산하는 ‘시스템대사공학’의 창시자로서 이 분야 세계 최초·최고의 원천기술을 다수 개발하는 한편 바이오 연료 및 친환경 화학물질의 생산공정 개발 등 산업생명공학분야 등에서 생명공학의 위상을 세계적으로 높이는데 기여한 공로를 인정받았다. 이상엽 특훈교수는 앞서 시스템대사공학 분야를 선도하는 글로벌 리더로서의 공을 인정받아 중국 우시(Wuxi)소재 강남대학교에서도 명예교수로 추대됐다. 이 교수의 주요 연구 성과로는 미생물 이용 휘발유 및 바이오 부탄올 생산 공정, 강철보다 강한 거미줄 생산, 나일론 및 플라스틱 원료를 생산하는 균주 개발 등이 있다. 이상엽 특훈교수는 2014년 국제학술지인 ‘네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)’가 선정한 ‘세계 최고응용생명과학자 20인’에 포함된 바 있으며 또 생명공학자에게 주는 상인 제임스 베일리 상(2016년)과 마빈 존슨 상(2012년)을 아시아인 최초로 수상했다. 과학자로서는 최고의 영예인 미국공학한림원과 미국국립과학원 등 양대 학술단체의 외국회원으로 동시 선출된 전 세계 13인의 과학자 중 한명이기도 한 이상엽 특훈교수는 지난 7월 정부로부터 ‘2017년 대한민국 최고과학기술인상’을 수상했는데 그가 창시한 ‘시스템대사공학’ 분야는 세계경제포럼(WEF, 일명 다보스포럼)의 ‘2016년 세계 10대 유망 기술’에 선정되기도 했다.
2017.10.26
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내년 6월 출범 목표 명상과학연구소 설립 추진
우리대학이 명상을 과학적으로 접근해 4차 산업혁명 시대를 이끌 연구를 수행하는 ‘명상과학연구소’설립을 준비 중이다. 우리대학은 명상의 과학화를 위한 심화 및 융합연구와 명상의 과학·공학적 연구결과 보급을 통한 사회공헌을 목적으로 ‘명상과학연구소’설립을 추진 중이며 내년 6월부터 본격적인 운영에 들어간다고 밝혔다. 이를 위해 우리대학은 31일 오전 11시30분 본관 제1회의실에서 재단법인 플라톤 아카데미 측과 ‘명상과학연구소 설립 및 운영’에 관한 양해각서(MOU)를 체결했다. 재단법인 플라톤 아카데미는 인간의 보편정신과 인격의 탁월함을 추구하는 ‘성찰의 인문학’을 심화·확산하고자 지난 2010년 11월 설립된 인문학 지원 재단이다. 명상에 관한 과학적인 연구가 활발해진 것은 미국 국립보건원(NIH) 산하 대체의학연구소(OAM)가 명상연구에 공식적으로 연구비를 지원한 1993년 이후부터다. 최근 첨단 뇌 영상을 통한 연구결과에 따르면 명상을 하면 대뇌 피질이 두꺼워지고 집중력과 공감관련 뇌 부위가 활성화되는 것으로 나타났다. 이런 연구결과를 바탕으로 미국에서는 매년 명상관련 논문 1,200여 편이 심리학이나 의학 학술지 등을 통해 발표되고 있으며, 하버드·MIT·스탠퍼드 등 세계적인 대학들도 명상에 관한 연구를 활발히 수행하고 있다. 우리대학이 설립을 준비 중인 명상과학연구소는 앞으로 뇌과학, 의과학 등은 물론 전기및전자공학부와 전산학부·인문사회과학부 등 교내 타 학과들과의 융합연구를 통해 명상의 효과와 심리학과의 관계, 명상수행에 의한 뇌 연구 등 명상 과학화를 위한 심층적인 연구를 진행할 계획이다. 학교는 이와 함께 내년 가을학기부터 학업과 연구로 스트레스가 많은 학생과 교수에게 명상관련 프로그램을 보급함으로써 창의력 향상은 물론 긴장감 완화 등 스트레스 해소에도 많은 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 또 연구 성과를 바탕으로 명상교과서를 개발해 일반 대중 및 각 급 학교를 대상으로 다양한 명상 교육 프로그램 보급을 목표로 하고 있다. 명상과학연구소에는 현대인을 위한 명상 프로그램인 ‘하트스마일 명상 프로그램’을 개발한 영국 옥스퍼드대 철학박사 출신으로 하버드대 세계종교연구소 선임연구원을 지낸 미산스님이 연구소장으로 참여해 종교를 뛰어넘어 과학과 융합연구를 통한 명상의 과학적 효과를 입증하는 연구도 함께 수행할 계획이다. 미산스님은 과학을 이용해 명상을 연구 중인 국내 최초의 명상 연구자로서, 하버드 의과대학 명상연구소에서 ‘하트스마일 명상 프로그램’의 효과에 대한 과학적 연구를 이끌고 있다. 명상과학연구소 설립을 준비 중인 미산스님은 “4차 산업혁명 시대에 필요한 공감형 창의적 인재를 양성하는데 명상이 매우 중요한 역할을 하게 될 것”이라면서 “구글·인텔 등 실리콘밸리 기업에서는 오래전부터 명상을 도입해 직원들의 스트레스 완화와 함께 업무능력을 증진시키는 효과를 보고 있다”고 강조했다. 신성철 총장도 “명상의 과학적 접근과 연구는 최근 하버드대·스탠퍼드대·영국 옥스퍼드대, 독일 막스플랑크 연구소 등 세계 유수의 대학과 연구소를 중심으로 활발히 이뤄지고 있는 상황”이라고 설명하고 “KAIST가 설립을 추진 중인 명상과학연구소는 향후 4차 산업혁명을 이끌어 갈 인공지능, 뇌 인지과학 융합연구 분야에서 주도권을 쥘 수 있는 핵심기관으로 자리를 잡을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.
2017.08.31
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김지한 교수, 비정질 다공성 물질의 가스 흡착 성능 분석법 개발
〈 김 지 한 교수 〉 우리 대학 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 비정질 다공성 물질의 가스 흡착 성능을 예측하는 방법을 개발했다. 이번 연구는 교토대 임대운 교수, 서울대 백명현 교수, 가천대 윤민영 교수, 사우디 아람코 연구소와 공동으로 진행됐다. 정우석 박사과정생과 임대운 교수가 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 7월 10일자 온라인 판에 게재됐다. 금속-유기물 구조체(metal-organic framework, MOF)는 넓은 표면적과 풍부한 내부 공극을 가지고 있어 다양한 에너지 및 환경 관련 소재로 응용될 수 있다. 이런 금속-유기물 구조체 물질 대부분이 결정성 물질이지만 합성과정 또는 산업 공정에 사용 중에 구조가 붕괴돼 결정성을 잃기 쉽다. 그로 인해 내부 구조를 파악할 수 없게 되면 기존의 어떠한 컴퓨터 시뮬레이션 방법론으로도 분석이 어려웠다. 김 교수 연구팀은 이와 같이 붕괴된 금속-유기물 구조체의 물성치를 결정성 금속-유기물 구조체의 물성치로 대체해 우회적으로 비정질 구조(amorphous structure)의 다공성 물질에서 물성치 분석이 가능함을 증명했다. 연구팀은 우선 12,000여 개의 결정성 금속-유기물 구조체에 대해 다양한 가스 및 온도 조건에서 가스 흡착 물성치 계산을 수행했다. 이로부터 특정 가스 및 온도 조건에서 비슷한 물성치를 보인 금속-유기물 구조체들은 다른 가스나 온도 조건에서도 비슷한 흡착 성능을 보인다는 것을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 연구팀은 붕괴된 구조가 보이는 메탄가스 흡착성능과 가장 비슷한 물성치를 지닌 결정성 금속-유기물 구조체들을 12,000여 개 구조 중에서 선별했다. 그 후 전혀 다른 온도 및 수소가스 흡착에 있어서도 붕괴된 구조의 실험값과 결정성 금속-유기물 구조정보를 이용한 시뮬레이션 결과가 잘 일치한다는 상호교환성(transferability)를 확인했다. 이번 연구성과는 구조 정보가 없는 경우에도 금속-유기물 구조체와 같은 다공성 물질들에서 물성치를 예측할 수 있어 앞으로 이산화탄소 포집, 가스 분리 및 저장소재 개발에 활용될 것으로 기대된다. 이번 연구는 Saudi Aramco-KAIST CO2 Management Center의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 구조-물성치 맵에 나타나는 경향성과 붕괴된 구조의 경향성 그림2. 붕괴된 금속-유기물 구조체 실험결과와 결정성 금속-유기물 구조체 시뮬레이션 결과의 상호교환성
2017.07.21
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박지호 교수, 인공수용체 종양에 전달해 표적치료하는 기술 개발
〈 박 지 호 교수 〉 우리 대학 바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 종양 전체에 인공수용체를 전달해 효과적으로 종양을 표적 치료하는 기술을 개발했다. 김희곤 석박사통합과정이 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 6월 19일자 온라인 판에 게재됐다. 종양 표적치료란 일반적으로 종양의 성장과 발생에 관여하는 특정 분자, 즉 수용체를 표적으로 삼아 종양의 성장을 저해하는 치료를 말한다. 하지만 표적치료는 종양 내 특정 수용체가 존재하는 환자에게만 효과가 있고 표적 분자가 소량이거나 불균일하게 존재할 경우 치료 효과에 한계가 있다. 연구팀은 문제 해결을 위해 리포좀이라는 인공나노입자와 세포에서 자연적으로 분비되는 엑소좀이라는 생체나노입자를 동시에 이용했다. 먼저 세포막과 효율적으로 결합하는 인공나노입자인 세포막결합성 리포좀을 개발했다. 〈 이번 연구를 주도한 김희곤 학생과 오찬희 학생〉 리포좀은 특정 분자를 표적하는 것이 가능한 인공수용체를 싣고 혈류를 통해 종양으로 침투한다. 그리고 혈관 주변의 종양 세포에 인공수용체를 전달하는데 여기서 종양 세포가 분비하는 엑소좀에 인공수용체를 탑재시키는 것이 리포좀의 역할이다. 중요한 점은 세포막결합성 리포좀은 정상 세포보다 암세포에 더 효과적으로 인공수용체를 전달함으로써 종양 표적치료를 용이하게 한다. 엑소좀은 일반적으로 세포 간 여러 생체 분자를 전달하는 역할을 한다. 혈관 주변의 세포를 통해 리포좀에 의해서 전달된 인공 수용체가 엑소좀에 탑재하게 되면 엑소좀이 이동하는 종양 내 모든 위치로 인공 수용체가 자연적이고 효율적으로 전달된다. 연구팀은 이렇게 종양 전체에 퍼진 인공 수용체를 표적할 수 있는 물질에 약물을 결합시켜 효과적인 종양 표적치료를 하는 것을 목표로 삼고 있다. 연구팀은 이 기술을 이용해 빛에 반응해 항암효과를 내는 광과민제를 종양이 이식된 실험용 쥐에 주입했다. 이후 종양 부위에 빛을 조사해 항암효과를 유도한 후 분석한 결과 효과적으로 표적치료가 이뤄짐을 확인했다. 연구팀은 이번 연구가 표적이 어렵거나 불가능한 종양 표적치료를 가능하게 하는 기술 개발의 발판을 마련했다는 의의를 갖는다고 밝혔다. 박 교수는 “리포좀은 종양 미세 환경에서 종양세포들이 분비하는 생체나노입자인 엑소좀에 효율적으로 인공수용체를 탑재한다. 그리고 엑소좀은 고유 이동경로를 통해 인공수용체가 종양 전역으로 전달되도록 한다.”며 “표적치료가 어려운 다양한 질병을 치료하는 데 유용하게 사용될 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 신진연구자지원사업, 보건복지부의 암정복추진연구개발사업 및 KAIST연구소의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 종양 내 인공수용체 전달을 통한 협동 표적치료를 보여주는 모식도 그림2. 종양 내 인공수용체 전달을 통한 협동 표적을 보여주는 종양 조직 사진
2017.07.06
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17일 청렴선포식 통해 반부패 청렴실천 의지를 선포
우리대학은 17일 오후 2시 본교 KI빌딩 1층 퓨전 홀에서 신성철 총장 및 주요 보직자, 교직원 등 300여명이 참석한 가운데 '청렴 선포식’을 갖고 청렴문화 의지를 새롭게 다졌다. 서울 캠퍼스 직원들도 화상연결을 통해 선포식에 동참했다. 이날 열린 청렴 선포식은 구성원 개개인의 자발적인 청렴의식 고취와 함께 그동안 지속적으로 자정노력을 계속해 온 조직내부의 반부패·청렴실천 의지를 대내외적으로 알림과 동시에 투명하고 깨끗한 청렴문화 확산을 통해 공직기강을 확립하자는 취지로 마련됐다. 이와 함께 “지난 3월 취임식에서 내건 • 교육 • 연구 • 국제화 • 기술사업화 • 미래전략 등 5대 혁신방안의 성공적 추진을 위해서는 먼저 청렴한 조직문화 조성과 투명한 학교경영을 통해 국민들로부터 신뢰받고 사랑받는 KAIST가 돼야한다”는 신성철 총장의 강력한 의지도 반영됐다. 선포식은 청탁금지법 홍보영상 시청을 시작으로 신성철 총장의 선포식 식사, 직원 대표 2명(안전팀 황원, 산업디자인학과 노경옥)의 청렴선언문 선서 및 낭독 순으로 진행됐다. 청렴 선언문은 ▲법과 원칙을 준수하고 정직과 신뢰의 원칙에 따른 성실한 직무수행 ▲직위를 이용하여 청탁, 알선행위를 하지 않는 공정한 직무수행 ▲금품과 향응, 또는 부당한 이익을 주거나 받지 않는 깨끗한 직무수행 ▲임직원 행동강령의 숙지 및 업무이행 시 준수 ▲반부패․청렴정책 실천에 적극 동참 등 모두 5개 항목으로 이뤄져 있는데 신 총장 등 선포식에 참석한 교직원들은 선언문 채택을 통해 청렴 준수 의지를 다졌다. 신성철 총장은 식사를 통해 “청렴한 조직문화 조성과 실천은 KAIST가 글로벌 가치창출을 통한 세계 선도대학으로 발전하기 위한 가장 기본이 되는 밑거름이자 첫 출발점”이라면서“글로벌 스탠다드에 걸 맞는 청렴‧윤리의식을 갖지 못한다면 글로벌 Top10을 향한 우리의 노력은 사상누각에 불과할 수 있다”고 강조했다. 신 총장은 또 “기존 불합리한 관행들을 적극적으로 찾아 개선하자”고 제안하면서 “연구비 및 예산의 위법적이고 부당한 집행 등 부패사례의 원천차단을 위해 청렴관련 교육과 캠페인외에 실시간 연구비 집행시스템 구축·실험실 운영지원비 도입 등과 같은 제도개선을 지속적으로 추진하고 위반 시에는 처벌수위를 강화하는 제도적 장치의 마련과 함께 국민권익위원회가 매년 발표하는 청렴도 평가결과를 전 구성원과 공유할 것”이라 말하고 “국민들로부터 신뢰받고 사랑받는 KAIST가 될 수 있도록 모든 구성원이 함께 노력하자”고 당부했다. 한편 학교는 선포식 후 (사)대전시민사회연구소 금홍섭 부소장을 초청해 ‘반부패․청렴은 나와 국가의 경쟁력’이란 주제로 특강도 개최했다.
2017.04.17
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