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초투과성 분리막을 이용한 이산화탄소 전환 시스템 개발에 성공
우리 대학 생명화학공학과 고동연 교수 연구팀이 에너지 집약 산업체의 이산화탄소 배출량을 줄이는 동시에 산업 부산물을 유용한 자원으로 전환하는 신개념 고체 탄산화 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.
연구팀이 개발한 이 시스템은 *중공사막 형태의 `초투과성 분리막'을 이용해 연속적으로 이산화탄소 포집과 전환이 가능하기 때문에 탄소 배출량을 대량으로 줄일 수 있다.
☞ 중공사막: 가운데가 비어있는 형태의 막. 인공 신장 투석기나 정수기 따위의 여과재로 사용된다.
생명화학공학과 황영은 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `ACS 서스테이너블 케미스트리 앤드 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)' 10월호에 실렸는데 연구의 파급력을 인정받아 표지논문으로 선정됐다. (논문명 : Solid Carbonation via Ultrapermeable PIM-1 Hollow Fiber Membranes for Scalable CO2 Utilization).
최근 탄소배출권 가격이 오르면서 산업계의 이산화탄소 배출 비용에 대한 절감도 절실히 요구되고 있다. 또한 에너지 집약 산업체의 부산물(석탄회 및 철강 슬래그 등)에 대한 처리비용도 날로 증가하고 있어 이산화탄소를 산업 부산물과 반응시켜 부가가치가 있는 물질로 전환하는 데 관심이 쏠리고 있다.
특히, 이산화탄소를 탄산칼슘 등의 고체 탄산염으로 전환해 건설 소재로 이용하는 기술은 전 세계 시장에서 2030년까지 연간 약 1조 달러의 수익을 창출할 것으로 예상되며, 배출되는 이산화탄소를 연간 약 30~60억 톤 감축할 수 있는 기술로 주목받고 있다.
고동연 교수팀이 개발한 고체 탄산화 기술은 이산화탄소와 알칼리 금속(칼슘, 마그네슘)의 자발적 결정화 반응을 이용하는 일종의 자연모방 기술이다. 이 기술은 이산화탄소를 열역학적으로 가장 안정된 탄소 저장체인 고체 탄산염(CaCO3, MgCO3)으로 전환하는 기술이다. 고체 탄산염은 고품위 물성 제어를 통해 건설·토목 소재, 제지산업, 고분자, 의약, 식품, 정밀화학 분야에 활용할 수 있다.
결과적으로 고 교수팀이 개발한 기술을 활용하면 이산화탄소 배출량을 대폭 줄여 탄소배출권의 절약은 물론 고부가가치 생산물을 통해 추가적인 경제성을 확보할 수 있다는 게 큰 장점이다.
고 교수팀은 우선 미세다공성 고분자로 이뤄진 초투과성 분리막 기술을 통해 기존 공정 유닛보다 5~20배가량 작은 부피로 기존 공정 대비 50% 이상 뛰어난 물질전달 효율을 갖는 고체 탄산화 시스템을 구현하는 데 성공했다.
미세다공성 고분자는 회전할 수 없는 단단한 부분과 고분자 사슬이 뒤틀리는 지점이 반복적으로 나타나는 독특한 구조를 가지는데 기체 분자를 빠른 속도로 투과시킬 수 있어 가스 분리 분야에서 유망한 소재로 주목받고 있다.
연구팀은 이와 함께 미세다공성 고분자를 속이 빈 실과 같은 중공사막 형태로 가공해 모듈화할 수 있는 기술을 확보했다. 이렇게 제조된 초투과성 중공사막 모듈에 이산화탄소/질소 혼합 기체를 흘려보내면 이산화탄소만 선택적으로 빠르게 분리막을 가로질러 중공사막 외부의 알칼리 이온과 반응해 순간적으로 탄산염을 생성하는 원리를 연속식 모듈로 구현했다.
고 교수팀이 개발한 기술은 부피 대비 표면적이 기존 시스템보다 수 배 이상 높아 매우 높은 공간 효율성을 갖는 분리막 모듈의 특성을 이용해 장시간의 연속 공정이 가능한 게 특징이자 장점이다. 이 때문에 이산화탄소 전환 공정의 에너지 및 비용 대비 효율성을 높일 수 있어 고체 탄산염을 활용하는데 높은 경제성뿐만 아니라 이산화탄소 포집 및 전환(CCU) 기술 활성화에도 기여할 것으로 기대가 크다.
이번 연구를 주도한 고동연 교수는 "신기술을 적용해 이번에 새로 개발한 고체 탄산화 시스템은 온실가스 배출량이 많은 발전소나 제철소, 시멘트 제조업체 등 관련 산업계의 탄소배출권 구매량을 줄일 수 있고 동시에 자원 재순환을 통해 경쟁력을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다ˮ고 설명했다.
한편 이번 연구는 산업통상자원부 에너지국제공동연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
2020.11.23
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온실가스 감소·수소 생산성 높일 촉매 개발
우리 대학 생명화학공학과 자패르 야부즈(Cafer T. Yavuz) 교수 연구팀이 장시간 사용해도 코킹(coking)과 소결(sintering) 현상이 발생하지 않는 메탄의 건식 개질 반응(dry reforming of methane) 촉매를 개발했다.
연구팀의 기술은 온실가스의 가장 큰 부분을 차지하는 이산화탄소와 메탄을 이용해 합성가스를 생산할 수 있는 기술로, 지구온난화 해결에 이바지할 것으로 기대된다. 또한, 개발된 촉매는 비활성화 없이 안정적으로 합성가스를 생산할 수 있어 수소 생산성 향상 및 합성가스 생산비용 절감 등의 효과를 기대할 수 있다. 야부즈 교수 연구팀은 단결정 마그네슘 산화물의 꼭짓점에서 탄소가 자라는 현상을 발견하고 이를 막기 위해 니켈 기반의 니켈-몰리브데넘 합금 나노입자를 올리는 방법을 설계했다. 이러한 기술은 향후 다른 개질 반응 및 기존의 수소 생산반응인 메탄의 습식 개질 반응에도 직접 적용이 가능할 것으로 기대된다.
송영동 박사과정이 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언스 (Science)’ 2월 14일 자에 게재됐다.(논문명 : Dry reforming of methane by stable Ni-Mo nanocatalysts on single crystalline MgO)
메탄의 건식 개질 반응은 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 동시에 감축할 수 있으면서도 화학산업의 기반이 되는 합성가스를 생산할 수 있어 큰 관심을 받고 있다. 하지만 반응이 진행될수록 촉매의 표면에 탄소가 쌓여 반응성을 낮추는 코킹(coking) 현상과 나노입자가 서로 뭉치게 되는 소결(sintering) 현상 때문에 실제 산업에서 적용에 큰 어려움이 있다.
연구팀은 문제를 해결하기 위해 니켈-몰리브데넘 합금 나노입자를 단결정의 마그네슘 산화물 지지체에 담지했다. 이렇게 제조된 니켈-몰리브데넘 합금 나노입자 촉매는 800도로 온도를 높이는 과정에서 단결정 지지체의 꼭짓점을 막아 안정되는 현상을 보였다. 이는 충분한 열에너지가 공급됐을 때 니켈-몰리브데넘 나노입자가 지지체의 표면을 이동하다가 열역학적으로 불안정한 꼭짓점을 덮은 후 안정화되는 원리임을 규명했다.
연구팀은 개발한 촉매를 온도변화에 민감한 메탄의 건식 개질 반응에 적용하기 위해 온도를 변화시키며 활성도를 측정했다. 그 결과 800도에서 700도까지의 변화 구간에서도 활성도가 안정적인 것으로 나타났으며, 반응 중간에 온도를 상온으로 낮추었다가 재가동해도 활성도에 영향을 주지 않음을 확인했다. 나아가 실제 산업에서 사용하는 반응조건에 적용하기 위해 고압 조건에서 측정한 결과 15바(bar)의 압력에서도 안정적인 것으로 나타났다. 또한, 장시간 안정성 역시 800도에서 850시간 동안 사용 후에도 코킹 및 소결 현상이 발생하지 않는 것으로 확인됐다.
연구팀이 개발한 촉매는 메탄의 건식 개질 반응에 적용할 수 있어 온실가스 감축을 통한 환경문제 해결에 큰 도움을 줄 수 있다. 또한, 현재 수소생산의 90% 이상을 차지하는 메탄의 습식 개질 반응에도 직접 적용이 가능하다. 이를 통해 합성가스 생산비용 절감, 니켈 기반의 저렴한 촉매생산, 성능 강화 등에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
1 저자인 송영동 박사과정은 “그동안 큰 문제였던 코킹 현상을 값비싼 귀금속이나 복잡한 제조과정 없이 해결할 수 있는 촉매를 개발했다”라며 “단결정 위에서 나노입자가 안정화되는 기술을 다른 지지체와 금속 나노입자를 이용해 적용하면 다양한 문제를 해결할 수 있을 것이다”라고 말했다.
이번 연구는 사우디 아람코-KAIST CO2 매니지먼트 센터 및 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
2020.02.18
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배상민 교수, 독일 iF 어워드 패키지부문 본상 수상
우리 대학 산업디자인학과 배상민 교수 연구팀(ID+IM 디자인 연구소)이 ‘제주용암수’ 생수병 디자인으로 세계 최고권위 디자인 대회인 2020 독일 iF 디자인 어워드 패키지 디자인 부문 본상을 받았다.
독일 하노버전시센터(Hannover Exhibition Center)에서 주관하는 iF 디자인 어워드는 세계 3대 디자인 대회 중 하나로, 60개국 7천 점 이상의 작품이 출품된다. 수상한 ‘제주용암수 디자인’은 ㈜오리온 제주 용암수와 KAIST와의 산학 협력으로 이루어진 프리미엄 미네랄 생수 디자인 프로젝트이다. 배상민 교수팀이 디자인한 생수병은 제주도의 아름다운 자연을 모티브로 주상절리와 바다의 수평선을 형상화한 세로 선과 가로섬을 활용해 단순하면서도 감각적인 디자인을 완성했다.
나아가 이러한 병의 형태는 획기적으로 적은 양의 재료를 사용함에도, 일반적인 형태의 플라스틱병에 비해 약 4배 정도의 고압 하중을 견뎌낼 수 있는 효율적인 구조이기 때문에 심미적 영역뿐 아니라 기능적 영역에서도 뛰어난 우수성을 보인다. 병 라벨에는 물을 통해 투과돼 보이는 신비로운 한라산과 밤하늘에 빛나는 오리온 별자리를 담아 제주 한라산의 낮과 밤을 감성적으로 그려냄과 동시에 ㈜오리온의 브랜드를 상징화했다.
배상민 교수는 “ 먼저 학생들과 산학 프로젝트로 연구한 결과물을 상품화해 대량생산되고 그 결과가 국제적 디자인 대회에서 인정받아 기쁘다”라며 제조 및 유통 공정상 디자인에 제약이 많은 상황이었지만 구조 및 기능적인 부분에 대한 고안과 외형의 아름다움까지 표현하려 노력을 기울였다”라고 말했다.
2020.02.18
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김성용 교수, 과학도서 「커피와 바다」 출간
우리 대학 기계공학과/인공지능연구소 김성용 교수가 지난 11월 23일 한국과학기술한림원(이하 한림원)『석학, 과학기술을 말하다』의 34번째 시리즈인 「커피와 바다」를 출간했다.
중·고교생 및 대중에게 바다에 관한 기초와 안전 상식 등을 전달하기 위해 집필된 책으로, `커피'와 같이 주변에서 쉽게 접할 수 있는 유체의 특성을 바다에 접목해 알기 쉽게 설명한 것이 특징이다. 또한, 바다와 관련된 안전 상식을 통해 유체의 원리를 이해하고 위험에 대처하는 방법을 소개하는 등의 유익한 내용이 담겨있다.
김 교수의 출간을 지원한 한림원은 국내 과학기술 도서의 질적인 향상을 도모하고 관련 분야 우수 저서의 출판 및 보급에 기여하기 위해 지난 2006년부터 회원저술사업을 진행해왔다. 매년 공모를 통해 2~3권의 서적을 출판하고 있으며, 김 교수는 올해 초 한림원 회원들이 참여하는 공모에서 출판 지원 대상자로 선정되어 지난 5월 차세대한림원회원 중 처음으로 『석학, 과학기술을 말하다』 시리즈의 필진으로 이름을 올리게 됐다.
한림원은 국가의 과학기술 저력 확산 및 과학기술에 대한 국민의 공감도를 높이기 위해 2016년부터 발간된 도서를 도서와 벽지 지역의 중·고등학교와 공공도서관 등 600여 곳에 무상으로 보급하고 있으며, 일반 대중을 위해 전국 유명서점 및 온라인서점에서 판매하고 있다.
김 교수는 "바다에 대한 이해를 넓히고자 글을 쓰기 시작해 멀리 보고 사명감을 가지는 과학자들이 많아지길 기대하는 마음으로 글을 마칠 수 있었다ˮ고 전했다. 이어, 김 교수는 "해양학자로서의 당부와 함께 바다를 앎으로 생기는 국력에 관한 이야기도 함께 담은 책을 통해 학생 및 대중과 소통하는 동시에 해양학계의 저변을 넓힐 수 있는 계기가 마련되길 바란다ˮ고 강조했다.
김 교수가 출간한 「커피와 바다」의 출판 기념회는 오는 2020년 2월 한국과학기술한림원에서 개최될 예정이다.
▲ '4장의 큰 파도: 쓰나미' 수록 삽화
2019.11.26
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김성용 교수, 2019 해양수산과학기술대상 학술부문 우수상 수상
우리 대학 기계공학과/인공지능연구소 김성용 교수가 10월 29일 서울 대한상공회의소에서 진행된 2019 해양수산과학기술대상 시상식에서 학술부분 우수상을 받았다.
2019 해양수산과학기술대상은 해양수산 분야 과학기술 발전 등에 기여한 산학연 연구자 및 기관을 발굴해 포상함으로 해양수산 과학기술의 지속 발전을 도모하기 위해 제정됐다.
특히, 해양수산 과학기술의 학문적 발전에 기여한 논문 또는 지식재산권 등의 실적이 우수한 학술연구 부문과 해양수산 과학기술의 실용화 및 해양수산 산업발전에 기여한 기술이전, 사업화 등의 실적이 우수한 산업진흥 부문으로 포상한다.
김 교수는 한반도 주위 해양원격탐사장비인 연안레이더와 해색위성을 이용해 2012년부터 최소 1년에서 최대 5년간 관측된 해양 표층 아중규모 (수 킬로미터 및 수 시간 규모)의 해수유동장과 엽록소 농도장 자료를 빅데이터 분석을 통해 아중규모에서의 해양에너지가 주입되는 공간 규모 및 과정을 해양관측자료기반 연구로서는 최초로 규명했다.
이를 해양분야 최고의 국제 학술지인 미국 지구물리학회의 ‘저널 오브 지오피지컬 리서치-오션스 (Journal of Geophysical Research-Oceans)’ 2018년 8월 6일 자에 2편의 연계논문으로 게재했고, 이러한 연구 업적을 인정받아 학술연구 분야 우수상을 받았다.
2019.10.30
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사물의 이치를 배우다 전시회 개최
빛에 의해 읽혀 정보를 드러내는 바코드를 통하여 빛의 흔적이 사물의 정체성을 규정한다고 여긴 작가는 바코드를 각기 다르지만 또 보편적인 성격의 빛과 소리로 전환하여 어울림을 만들었다. 이 색들이 가지고 있는 색가(色價)는 음가(音價)로 감지되어 색을 보고 듣는 공감각적인 감정을 불러일으킨다. 색을 통하여 시간을 보고 듣는 그 공간은 만물이 생멸하는 우주의 축약이다. 색점은 세계를 구성하는 인드라의 그물처럼 짜인 천 안에서 어우러져 모든 이들의 특성이 담긴 소우주를 형성하고 에너지를 내뿜는다. 다양한 존재의 과거와 현재, 미래의 변화 대해 고민하고 생각하며 그 원초의 본질과 과정에 대하여 생각한다.
KAIST 교내 KI빌딩에서 12월 3일(목)~ 20일(일)까지 열리는‘사물의 이치를 배우다’ 전시회에 참가한 양주혜 작가의 ‘시간의 그물’이 담은 의미다.
KAIST 예술 및 디자인위원회(위원장 배상민 교수)가 과학과 예술의 융합을 통한 실험적 예술 전시회를 4회째 이어가고 있다.
이번 전시회는 2012년 기후 대기환경을 주제로 열린 <하늘을 보다>전, 2013년 생명의 다양성과 공생 네트워크를 주제로 열린 <생명은 아름답다>전, 2014년 로봇과 인간의 공존과 진화를 다룬 <로봇은 진화 한다>전에 이은 네 번째 기획전이다.
전시회는 ▲물질 ▲파동 ▲운동 ▲빛 ▲시간 ▲공간 등 6개의 소주제로 나눠 전시된다. 리금홍, 노해율, 김준, 이경, 양주혜, 정승 등 6명의 작가가 참여해 20점의 작품을 전시한다.
주요 전시작품으로는 ▲ 파동을 주제로 한‘피드백 필드’(김 준 作) ▲ 운동을 주제로 한 ‘셀프 액션(Self action)’(노해율 作) ▲ 빛을 주제로 한 ‘겨울이지만 새벽’(이경 作) ▲ 물질을 주제로 한‘변심술’(리금홍 作) 등이 있다.
배상민 KAIST 예술 및 디자인위원장은 “이번 전시회는 물리학의 질문에 대해 예술가들이 그들의 관점에서 사물의 이치를 탐구하는 방법에 대해 답하는 자리”라며 “이번 전시회가 과학적 아이디어와 함께 예술적 감각도 일깨우는 계기가 되기를 바란다”라고 말했다.
전시회 개막식은 3일(목) 오후 3시 KI 빌딩 로비에서 출품작가, 내부구성원 등 100여 명이 참석한 가운데 열린다. 끝.
2015.12.03
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배상민 교수, 세계 3대 디자인 어워드 IDEA2015 수상
배 상 민 교수
우리 대학 산업디자인학과 배상민 교수 연구팀이 최고 권위 디자인 시상식인 국제 디자인 공모전 ‘IDEA(International Design Excellence Awards) 2015’에서 은상 1점과 동상 2점 등 총 3 작품을 수상했다.
미국 산업디자이너협회 IDSA(Industrial Designers Society of America)가 수여하는 IDEA는 독일의 iF 디자인 상, 레드닷 디자인 상과 함께 세계 3대 디자인 어워드로 꼽힌다.
배 교수 연구팀은 지난 7월 레드닷 디자인에서 대상(박스쿨) 포함 3 작품을 수상한 데 이어 이번 IDEA 2015에서도 다수의 작품 수상에 성공했다.
IDEA 2015 소셜 임팩트 디자인 부문에서 은상을 차지한 T2B(Trash to Bin)는 쓰레기로 만든 쓰레기통 컨셉의 디자인이다.
폐지를 재활용해 만든 T2B는 약 850g의 폐지로 제작된다. 펄프화 시킨 폐지를 휴지통 모양의 틀을 이용해 간단한 압축공법으로 제작한다. 그리고 습기에 대비하기 위해 해조류에서 추출된 코팅제를 사용해 방수코팅 과정을 거치면 제품이 완성된다.
재활용 소재를 사용하고 간단한 압축공법을 이용하기 때문에 매우 경제적이며, 재활용의 시작은 쓰레기를 모으는 쓰레기통에서부터 시작한다는 친환경적 의미를 담은 디자인이다.
동상을 수상한 롤디(Roll-Di)는 사람들이 블라인드나 롤스크린을 올리고 내릴 때 어느 쪽 줄을 당길지 헷갈려하는 것을 개선하기 위한 제품이다. 말굽형태의 화살표 모양 제품을 줄을 사이에 두고 내장된 자석을 이용해 조립하면 줄의 방향과 롤스크린의 작동 방향을 쉽게 알 수 있다.
이 Roll-Di는 일상생활에서 겪는 불편함을 디자인을 통해 단순하고 간단하게 해결했다는 의의를 갖는다.
동상 수상작 프린팅 솔라 셀(Printing Solar-cell)은 사용자가 원하는 모양의 솔라셀 패턴을 프린트해 태양광으로 전기를 생산할 수 있는 시스템이다.
일반 잉크젯 프린터의 잉크 카트리지를 유기 솔라 잉크 카트리지로 교체하는 것이 기술의 핵심이다. 유기 솔라셀은 실리콘 혹은 플라스틱 솔라셀에 비해 유연하고 색상 선택이 자유로우며 단가가 낮아 생산성이 높다.
또한 누구나 집에서 생산할 수 있다는 점에서 3D 프린트 테크놀로지를 통한 DIY 개념과의 융합 효과가 기대된다.
배 교수는 "하위 90%를 위한 디자인을 위해 노력하는 점을 응원하기 위해 우리에게 상을 주신 것 같다"며 "더 열심히 노력해서 세계 최고의 디자인을 소외받는 사람들을 위해 활용하겠다"고 말했다.
배상민 교수 연구팀(ID+IM)은 2005년부터 사회공헌 디자인을 목표로 혁신적 디자인을 통해 사회의 다양한 문제 해결에 기여하기 위한 노력 중이다.
특히 소외받는 90%를 위한 나눔프로젝트와 시드프로젝트를 진행하고 있으며, 그동안 최고 권위의 디자인 상을 40여 차례 수상해 우수성과 진정성을 입증하고 있다.
□ 그림 설명
그림 1. 은상 수상작 T2B(Trash to bin)
그림 2. 동상 수상작 Roll-Di
그림 3. 동상 수상작 프린팅 솔라셀
2015.09.24
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배상민 교수, 레드닷 어워드 대상 수상
<배 상 민 교수>
우리 대학 산업디자인학과 배상민 교수 연구팀이 세계 최고 권위 디자인 공모전인 독일 레드닷 어워드의 ‘2015 레드닷 디자인 컨셉 어워드’에서 대상(Best of the Best)과 두 개의 본상을 수상했다.
레드닷 디자인 컨셉 어워드는 미래의 훌륭한 제품을 선도할 새 디자인 컨셉과 혁신을 발굴하기 위한 디자인 공모전으로 세계 4대 디자인 어워드 중 하나이다. 올해 시상식은 오는 9월 25일 싱가포르에서 열린다.
올해는 61개국에서 4천 680개의 작품이 출품됐고 그 중 5.7%의 작품만이 본상을 수상했다.
대상 수상작인 박스쿨(BOXCHOOL)은 소외된 지역 아이들에게 평등한 기회를 주기 위해 SK Telecom과 협력해 제작한 모듈형 이동식 컨테이너 스마트 교실이다.
박스쿨은 물품 수송에 최적화된 컨테이너의 효율성을 극대화하고 폐쇄성, 단열 문제 등 교육 환경에 부적합한 요소들을 디자인을 통해 효과적으로 보완했다. 특히 태양광 패널 설치로 어떤 환경에서도 스마트 교실이 운영 가능하고, 빗물 정수 시스템 적용으로 독립적으로 운용 가능한 학교를 제작했다.
이처럼 박스쿨은 아이들의 미래를 위한 평등한 기회 제공에 공헌하고, 컨테이너와 유기적으로 연결되는 모듈시스템을 통한 확장성, 독립성, 적응성 등을 인정받아 대상을 수상했다.
본상을 수상한 차세대 텐트는 배 교수 연구팀과 코오롱 스포츠가 산학 협력해 만든 작품으로 자가발전 인터랙티브 텐트이다. 기존 텐트가 자연으로부터 인간을 수동적으로 보호하는 형태였다면 차세대 텐트는 인간이 보다 능동적으로 자연과 교감할 수 있다는 특성을 갖는다.
외부 자연환경과 인간이 소통할 수 있는 요소를 적용해 기능 위주의 텐트 시장에 감성적 경험을 더한 차별화를 시도했다. 특히 미래 기술로 각광받는 유기태양전지를 적용해 에너지 공급이 어려운 상황에서도 야외 활동의 독립성을 갖췄다.
또한 텐트의 가장 큰 문제점 중 하나인 내부 환기 문제를 저에너지 고효율의 적정 기술을 활용해 해결했고, 이 기술을 통해 제 3세계 지역 등의 임시 주거지로 활용 가능하게 디자인했다.
마지막 본상 수상작인 스노우 에너지는 온도차로 발전하는 열전소자를 이용한 자가발전식 휴대용 램프 및 스마트 디바이스 충전기이다.
내부에 뜨거운 물을 붓고 차가운 곳(얼음, 눈, 차가운 물)에 꽂으면 내부와 외부의 온도차에 의해 발전이 되는 원리이다. 전기가 없는 곳에서 야외활동을 할 때 다양하게 활용 가능하고, 지속가능한 친환경적 에너지로써 그 가치가 높다.
배상민 교수는 "하위 90%를 위한 디자인을 위해 노력하는 점을 응원하기 위해 우리에게 상을 주신 것 같다"며 "더 열심히 노력해서 세계 최고의 디자인을 소외받는 사람들을 위해 활용할 수 있도록 하겠다"고 말했다.
배상민 교수 연구팀인 ID+IM은 2005년부터 사회공헌 디자인(Philanthropy Design)을 연구 주제로 삼아 혁신적인 디자인을 통해 사회의 다양한 문제 해결을 위해 노력한다.
특히 소외받는 90%를 위한 나눔프로젝트와 시드프로젝트를 진행 중이고 세계 최고 권위의 디자인상을 40여 회 수상해 그 우수성과 진정성을 인정받았다.
□ 사진 설명
사진 1. 모듈형 이동식 컨테이너 스마트 교실 ‘박스쿨(BOXCHOOL)’
사진 2. 자가발전 인터랙티브 텐트인 ‘차세대 텐트’
사진 3. 온도차 발전 열전소자 이용 자가발전식 휴대용 램프 및 스마트 디바이스 충전기 ‘스노우 에너지’
2015.07.28
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표적 DNA 저렴하게 분석 가능한 유전자 진단 기술 개발
박 현 규 교수
우리 대학 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 특정 단백질이나 효소를 인식하는 물질인 압타머(Aptamer : 표적 물질과 결합할 수 있는 특성을 가진 DNA)를 이용해 다양한 표적 DNA를 분석할 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술을 통해 메르스와 같은 신종 바이러스 병원균 감염 여부 등 다양한 유전자를 기존에 비해 저렴한 가격으로 진단할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구결과는 영국왕립화학회가 발행하는 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical communications) 6월호 후면 표지논문으로 선정됐다.
기존의 분자 비콘(Molecular beacon) 프로브 기반 유전자 분석은 분석 대상인 표적 DNA가 변경되면 이에 대응하는 새로운 분자 비콘 프로브가 필요했다. 따라서 다양한 표적 DNA를 분석하는데 많은 비용이 필요하다는 한계가 있었다.
문제 해결을 위해 연구팀은 DNA 중합효소와 결합해 활성을 저해시키는 압타머를 고안했다. 그리고 이를 역으로 이용해 표적 DNA가 존재하는 경우에만 압타머가 DNA 중합효소와 결합하지 않고 활성을 유지할 수 있게 조절하는 기술을 최초로 개발했다.
이 기술 개발로 조절된 DNA 중합효소의 활성이 핵산 신장 및 절단 반응을 일으키고 그 결과로 형광 프로브(TaqMan probe)의 형광신호 측정이 가능해졌다. 따라서 동일한 형광 프로브를 이용해 다양한 표적 DNA를 민감하게 검출할 수 있는 새로운 유전자 진단 기술 개발이 가능해졌다.
이 기술은 표적 DNA의 종류에 따라 새로운 프로브를 사용해야 했던 기존 기술과 달리 동일한 형광 프로브를 이용하기 때문에 다양한 표적핵산을 값싸고 손쉽게 검출할 수 있다. 기술을 응용하면 과거에 비해 여러 가지 다른 병원균의 감염 여부를 저렴하고 수월하게 파악할 수 있다.
박 교수는 “메르스처럼 새로운 병원체에 대한 진단 키트를 용이하게 제작할 수 있어 여러 병원균에 대해 신속히 대응할 수 있다”며 “향후 유전자 진단 분야에서 새 원천기술로 널리 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업(바이오나노헬스가드연구단)의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림 1. 표적핵산에 의한 DNA 중합효소 활성 변화를 이용해 표적 핵산을 검출한 모식도
2015.07.27
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김성용 교수, 국제 해색과학회의(IOCS) 기조강연
김 성 용 교수
우리 대학 기계공학과 김성용 교수가 15일 美 샌프란시스코에서 열리는 국제 해색과학회의 (IOCS; International Ocean Color Science Meeting)에서 ‘정지궤도 해색위성자료를 이용한 아중규모 해양 프로세스 연구’를 주제로 기조강연을 한다.
국제 해색과학회의(IOCS)는 정부간 해양학위원회(IOC) 산하의 국제해색위성전문가그룹(IOCCG : International Ocean-Colour Coordinating Group) 주최로 열린다. 전 세계 해색연구자와 위성개발기관이 모여 해색위성 개발 현황 및 향후 계획을 논의한다.
김 교수는 위성 및 레이더 등 원격 탐사 자료를 이용해 해양의 아중규모(sub-mesoscale) 현상에 대한 해양 와류 및 에너지의 단계적 이용과 관련된 연구를 한 공로로 이번 국제학회에 초청받았다.
김 교수는 해당분야 연구의 권위를 인정받아 22일부터 체코 프라하에서 열리는 26차 국제측지학·지구물리학연합(IUGG) 총회에도 참가해 최근 수행한 아중규모 와류에서의 연직 2차 순환연구에 대해 초청연사로 발표할 예정이다.
2015.06.12
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김성용 교수, 젊은 과학자상 수상
우리 학교 해양시스템공학전공 김성용교수가 6일 진해해군사관학교에서 열린 한국해양학회 2014년 추계학술대회 정기총회에서 ‘젊은 과학자상’을 수상했다.
김 교수는 젊은 나이에 연안 해양학과 환경유체분야의 탁월한 연구업적과 국내외에서 활발히 활동해왔다.
특히 아중규모의 표층 해류 관측자료를 분석하고 준관성주기 운동의 시/공간 스케일에 대한 연구내용을 저명한 미국의 지구물리학회 American Geophysical Union(AGU)의 Journal of Geophysical Research-Oceans에 논문으로 출간한 점을 크게 인정받았다.
한국해양학회 젊은 과학자상은 해양학분야의 젊은 과학자를 지원 격려하기위해 제정한 상으로, 매년 한국해양학회 학술대회 정기총회에서 수여한다.
2014.11.06
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KAIST, 국내대학 최초로 국제표준특허 등록
우리 학교 전기및전자공학과 김문철 교수가 개발한 영상압축기술이 차세대 고효율 영상압축기술(HEVC, High Efficiency Video Coding)의 표준특허로 등록됐다.
김 교수가 KBS와 공동 개발한 이 기술은 기업이나 연구소가 아닌 대학에서 주도적으로 표준화를 추진해 표준특허로 인정받은 국내 최초 사례다.
HEVC(H.265)는 Full HD보다 4배나 화질이 우수한 UHD(초고화질)급 해상도를 가진 TV, 스마트폰 등에 적용하기 위한 대용량 영상데이터를 효율적으로 압축하기 위해 만들어진 국제 기술표준이다. 현재 Full HD에 가장 널리 쓰이는 H.264/AVC 보다 데이터 압축효율이 두 배 정도 우수하다. 즉, 같은 수준의 영상화질을 유지하면서도 데이터 용량을 절반 정도로 줄일 수 있다.
HEVC 관련 시장은 현재 태동기이지만 최근 출시된 UHD TV와 최신 스마트폰에 적용되기 시작했고, 2016년까지 급속도로 팽창하면서 세계시장은 연간 2천억 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다. KAIST는 이번에 등록된 표준특허로 향후 최소 100억 원의 특허 로열티를 받을 것으로 전망하고 있다.
국제표준화기구(ISO/IEC, ITU-T)는 2013년 1월 HEVC 표준을 확정했다. 또한, 세계적인 특허 풀(Pool) 라이선스 관리기업인 MPEG LA는 2014년 9월 29일 HEVC 표준특허 풀을 확정 발표했다. 김 교수는 지난 2007년 KBS와 공동으로 개발한 영상처리 기술이 HEVC 표준에 부합한다고 판단, KAIST 기술사업화센터(센터장 윤준호)와 특허분석을 통한 표준화 전략을 수립했다. 이후 MPEG LA에 수립된 전략에 따라 보유하고 있던 기술을 제안해 표준특허로 등록시키는데 성공했다.
배중면 산학협력단장은 “대학에서 개발한 세계적인 수준의 원천기술을 가지고 시장파급력이 큰 국제표준화를 달성해 아직까지 대학에서는 경험할 수 없었던 커다란 금액의 기술료 수익이 기대된다”며 “전략적 특허관리를 통해 향후 2년 이내에 50개 이상의 국내외 표준특허를 확보할 계획”이라고 말했다.
강성모 총장은 “KAIST는 뛰어난 기술력으로 애플, 지멘스, NEC 등과 함께 HEVC 표준특허 풀 창립멤버로 가입, 글로벌 톱 기업들과 어깨를 나란히 해 학교의 위상을 크게 드높였다”며 “원천기술에 대한 연구생산성을 크게 높임으로써 그동안 대학에서 시도하지 못했던 새로운 형태의 창조경제 모델을 제시했다는데 의미가 있다”고 의의를 밝혔다.
□ 영상압축기술의 발전
□ 비디오화면 화소 수 비교
2014.10.01
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