-
인공지능을 위한 신소재 혁신방향 제시
최근 ‘스타링크’와 같은 초연결 인터넷망과 빠른 통신이 가능한 6G 기술, 초고속 연산장치들이 개발됨에 따라, 이들과 쉽게 융합될 수 있는 초소형 고성능 장치들이 요구되고 있다. 이를 위해 감도가 좋은 센서 소재, 외부 자극을 감지할 수 있는 스마트 소재, 해킹이 불가능한 보안 소재 등 혁신적인 신소재 기술의 중요성이 날로 커지고 있다.
우리 대학 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 생명화학공학과 리 섕 교수, 전기및전자공학부 권경하 교수, DGIST 로봇 및 기계전자공학과 김봉훈 교수와 함께 4차 산업혁명의 핵심 분야인 사물인터넷(IoT)을 크게 혁신할 수 있는 핵심 신소재를 소개하는 초청 논문을 발표했다고 22일 밝혔다.
김상욱 교수 연구팀은 그간 초미세 반도체회로 구현을 위한 블록공중합체 자기조립 제어(Directed Self-Assembly; DSA) 연구 분야를 세계 최초로 개척했고, 이를 실제 반도체 리소그라피 공정과 융합하는 데 성공해 국제 반도체 로드맵에 등록시켰다.
최근까지도 이 나노소재 기술을 반도체뿐만이 아니라 보안소자, 센서, 유저 인터페이스 등에 다양하게 적용하는 연구 방향을 제시해 국제적으로 선도해왔고, 이번에 그 중요성과 과학기술적 기여도를 인정받아 세계적인 학술지 `네이처 리뷰 일렉트리칼 엔지니어링(Nature Review Electrical Engineering)' 에 퍼스펙티브(perspective) 논문을 초청받아 표지논문으로 발표했다.
김상욱 교수는 “포스트 인공지능 시대의 사물인터넷 시스템은 신소재 기반의 저비용, 저전력, 소형화, 및 지속가능성이 강화된 소자기술의 혁신이 중요한데 자기조립 나노패턴 소재가 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
`네이처 리뷰 일렉트리칼 엔지니어링' 은 세계적으로 권위를 인정받는 네이처 저널에서 올해부터 새로 발간한 인공지능 기술등 전기전자 분야 리뷰 전문 학술지로서 관련분야의 세계적인 석학들을 엄격한 기준에 따라 선정하여 논문을 초청한다. 특히 특정 연구 분야를 객관적인 시각으로 소개하는 일반 리뷰(review)와는 달리 저자의 선구적이고 독창적인 시각을 제시하는 퍼스펙티브(perspective) 논문은 극히 소수의 학계 권위자에게만 의뢰하는 것으로 알려져 있으며, 이번 논문은 그 우수성을 인정받아 해당 호의 표지 논문으로 선정되었다. 한편 이번 논문연구는 한국연구재단의 리더연구자 지원사업인 다차원 나노조립제어 창의연구단의 지원을 받아 수행됐다.
*논문명: Intelligent block copolymer self-assembly towards IoT hardware components
2024.02.22
조회수 1242
-
정필원·조상근 기술경영학부 석사과정 학생, Eth San Francisco 우승
우리 대학 기술경영학부 정필원, 조상근 석사과정 학생(지도교수 김원준)이 지난달 6일 미국에서 열린 2022 Eth San Francisco에서 우승했다.
세계 최대 규모의 블록체인 경진대회인 Eth San Francisco는 세계적인 블록체인 기관인 ETHGlobal에서 개최한 해커톤이다. 미국의 하버드, 콜롬비아, MIT 등 주요 대학 소속 학생들, 구글 · 에어비앤비 · 우버 등 다양한 기업의 개발자와 예비 창업가들이 모여 단기간에 블록체인이 융합된 시제품을 제출해야 하는 해커톤이다.
올해 대회에는 1200여 명이 넘는 참가자들이 시제품을 제출했으며, 업계 최고의 글로벌 전문가들이 시제품에 대한 사업성과 기술력을 검증했다. 정필원 · 조상근 학생팀은 최종 우승인 Finalist Award를 수상했으며, 이와 더불어 세계적인 블록체인 플랫폼인 옵티미즘(Optimism)의 개발 인프라스트럭처(Infrastructure) 부문에서도 1위에 올랐다.
정필원 학생은 “대한민국을 대표하는 KAIST 팀이기에 더욱 열정적으로 임했다”라며, “글로벌 명문 학교 및 IT기업 출신 팀들과 경쟁하고 교류하며 많이 성장할 수 있는 기회였고 우승을 넘어, 글로벌 사업화를 이루기 위해서 계속 도전하겠다”라고 소감을 밝혔다. 한편, 이번 행사에서는 오픈씨(OpenSea), 유가 랩스(Yuga Labs), 옵티미즘(Optimism) 등 세계적인 기관들의 대표들도 이번 행사에 참여해 블록체인 업계의 미래를 위한 다양한 논의도 진행됐다.
2022.12.28
조회수 2770
-
모발 이식에 적용가능한 생체친화적 접착제 개발
우리 대학 화학과 서명은 교수와 이해신 교수가 주도한 공동연구팀이 와인의 떫은맛 성분인 탄닌산(tannic acid)과 생체적합성 고분자를 섞어 생체친화적 접착제를 개발했다고 21일 밝혔다.
탄닌산은 폴리페놀의 일종으로 과일 껍질, 견과류, 카카오 등에 많이 들어 있다. 접착력과 코팅력이 강해 다른 물질과 빠르게 결합하기 때문에, 와인을 마시면 떫은맛을 느끼는 이유는 탄닌산이 혀에 붙기 때문이다. 물에 녹는 고분자와 탄닌산을 섞으면 마치 젤리와 같이 끈적이는 작은 액체 방울을 말하는 코아세르베이트(coacervate)가 가라앉는 경우가 생기는데, 몸에 쓸 수 있는 생체적합성 고분자를 사용하면 독성이 낮은 의료용 접착제로 응용할 수 있다. 그러나 코아세르베이트는 근본적으로 액체에 가까워 큰 힘을 버틸 수 없어 접착력을 향상하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 두 종류의 생체적합성 고분자를 조합해 구조를 설계함으로써 접착력을 높일 수 있는 방법을 찾아냈다. 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 이하 PEG)과 폴리락틱산(polylactic acid, 이하 PLA)은 모두 미국식품의약국(FDA)에서 인체 사용을 허가받은 물질이다. 안약, 크림 등에 많이 사용되는 PEG가 물에 잘 녹는 반면, 젖산(lactic acid)에서 유래한 바이오플라스틱으로 잘 알려진 PLA는 물에 녹지 않는다. 이들을 서로 연결한 블록 공중합체(block copolymer)를 만들고 물에 넣으면, 물에 녹지 않는 PLA 블록이 뭉쳐 미셀(micelle)을 만들고 PEG 블록이 그 표면을 감싸게 된다. 미셀과 탄닌산이 섞여 만들어지는 코아세르베이트는 단단한 PLA 성분으로 인하여 고체처럼 거동하며, PEG 대비 천 배 넘게 향상된 탄성 계수(elastic modulus)를 보여 접착 시 훨씬 강한 힘도 버틸 수 있다.
연구팀은 나아가 마치 금속을 열처리하듯 온도를 올렸다 내리는 과정을 반복하면 물성이 백 배 이상 더욱 향상되는 것을 관찰했고, 이는 정렬된 미셀들과 탄닌산 사이의 상호작용이 점차 견고해지기 때문임을 알아냈다.
연구팀은 피부 자극이 적고 체내에서 잘 분해되는 소재 특성을 이용, 모발의 끝에 이 접착제를 발라 피부에 심는 동물실험을 통해 모발 이식용 접착제로서 응용 가능성을 보였다. 탄닌산을 비롯한 폴리페놀의 접착력과 저독성에 주목해 의료용 접착제, 지혈제, 갈변 샴푸 등 다양한 응용 분야를 개척해 온 KAIST 이해신 교수는 모낭을 옮겨심는 기존의 모발 이식 방식이 여러 번 시행하기 어려운 한계를 보완하는 새로운 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대했다.
우리 대학 화학과 서명은 교수 연구팀의 박종민 박사(現 한국화학연구원 선임연구원)와 이해신 교수 연구팀의 박은숙 박사가 공동 제1 저자로 연구를 주도하고 우리 대학 화학과 김형준 교수 연구팀과 생명화학공학과 최시영 교수 연구팀이 협업한 이번 연구 결과는 국제학술지 '미국화학회지 Au(JACS Au)'에 8월 22일 字로 온라인 게재됐다. (논문명 : Biodegradable Block Copolymer–Tannic Acid Glue)
한편 이번 연구는 한국연구재단(NRF)의 보호연구사업과 선도연구센터지원사업(멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터), 산업통상자원부의 생분해성 바이오 플라스틱 제품화 및 실증사업, 한국화학연구원 기관고유사업의 지원을 받아 진행됐다.
2022.09.21
조회수 6760
-
리튬-황 전지 성능 높일 다공성 2차원 무기질 나노소재 개발
우리 대학 생명화학공학과 이진우 교수팀이 서로 다른 크기의 기공을 동시에 가지고 있는 다공성 2차원 무기질 *나노코인을 합성하는 새로운 기술을 개발했다.
☞ 나노코인: 동전과 같이 둥근 모양이면서 두께가 약 3나노미터인 2차원 나노 소재
연구팀의 합성기술은 다공성 무기질 소재를 동전처럼 둥글고 납작한 형상으로 제어할 수 있고, 크기 및 두께 등의 물성을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 원천 기술이다. 이는 리튬-황 이차전지의 분리막에 사용돼 리튬-황 전지의 성능 저하 원인으로 꼽히는 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 억제해 성능을 높이는 데 성공했다.
이진우 교수 연구실의 김성섭 박사(現 전북대학교 교수)가 주도하고 임원광 박사가 참여한 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 `미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)' 2021년 9월 1일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: Polymer Interface-Dependent Morphological Transition toward Two-Dimensional Porous Inorganic Nanocoins as an Ultrathin Multifunctional Layer for Stable Lithium–Sulfur Batteries)
기존의 다공성 2차원 무기질 소재의 합성 방법은 기판을 이용하거나 별도의 주형을 사용하는 방식으로 소재의 형상 원판처럼 제어함과 동시에 두께를 조절하는 것에 한계가 있다. 또한, 다공성 구조를 형성하기 위해서는 추가적인 공정을 도입해야만 한다. 이를 해결하기 위해서 용액에서 양친성 분자를 이용한 구조를 도입하려 시도했지만, 무기질 전구체의 반응을 제어하기 쉽지 않다는 문제가 발생했다.
이 교수 연구팀은 블록공중합체와 단일중합체의 고분자 블렌드의 상거동을 이용해 기존의 문제를 해결하는 새로운 합성 방식을 제시했다. 이를 통해서 연구팀은 다공성 2차원 무기질 나노코인을 3나노미터(㎚) 두께로 합성하는 데 성공했다. 서로 섞이지 않는 단일중합체와 블록공중합체의 계면에너지가 달라짐에 따라서 나노구조의 배향과 입자의 모양이 달라지는 원리를 이용했다. 또한, 나노구조의 형성을 위해서 무기질 소재 내부에 함께 자기조립 된 블록공중합체가 제거되면서 마이크로 기공이 형성됐다.
이 합성 방법은 별도의 주형이 필요하지 않은 간단한 원팟(one-pot) 방법으로 기존의 복잡한 과정을 혁신적으로 줄여 생산력을 증대시켰다. 이를 이용해 연구팀은 다공성 2차원 알루미노실리케이트 나노코인을 차세대 전지인 리튬-황 이차전지의 분리막에 코팅해 리튬-황 전지의 성능을 높이는 데 성공했다.
기존의 리튬 이온 이차전지보다 약 2~3배 높은 에너지 밀도를 발현할 수 있을 것이라 기대되고 있는 리튬-황 이차전지의 큰 문제점은 황이 충·방전 과정에서 새어나가는 현상이다. 다공성 2차원 알루미노실리케이트 나노코인은 분리막에 약 2 마이크로미터(㎛)로 얇게 코팅돼 용출되는 리튬폴리설파이드를 물리적, 화학적으로 억제했다. 나노코인의 다공성 구조는 전해질과 리튬이온은 통과시키는 반면, 리튬폴리설파이드는 필터처럼 걸러 물리적으로 막아준다. 또한 알루미노실리케이트는 고체산으로 염기성질을 가진 리튬폴리설파이드를 흡착하여 용출을 억제한다. 이를 통해서 분리막의 두께 대비 용량 향상시켜 세계 최고 수준의 결과를 얻었다.
연구팀의 합성기술은 블록공중합체의 분자량 및 고분자 대비 질량을 조절해 손쉽게 나노구조(넓이 및 두께)를 조절할 수 있고 다른 소재로의 확장도 가능하여 맞춤형 나노소재로도 활용할 수 있을 것으로 보인다.
우리 대학 생명화학공학과 이진우 교수는 "고분자에서 일어나는 현상을 이용한 새로운 다공성 2차원 무기 소재를 합성기술이 기존 기술의 문제점을 해결할 수 있음을 보여줬다ˮ고 설명하면서 "고분자 분야와 무기 소재 합성을 잇는 연구가 실용적인 에너지 장치 성능 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것이다ˮ고 설명했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구의 지원을 통해 수행됐다.
2021.09.24
조회수 7655
-
KPC4IR, 한국 블록체인 라운드테이블 개최
우리 대학 한국4차산업혁명정책센터(센터장 김소영)가 우리나라 블록체인의 현황과 향방을 논의하는 <한국 블록체인 라운드테이블 – 쿠오 바디스 블록체인>을 3월 4일(목) 오후 2시에 개최한다. 블록체인은 4차 산업혁명 이후 새로운 경제를 열어나갈 범용 기반 기술로 중국, 미국 등의 세계 각국은 빠르게 블록체인을 수용하고 있다. 그러나 블록체인의 상용화를 위해서는 ▴ 각 산업 분야 상황에 맞는 기술 조정 ▴새로운 방식의 데이터 운용 지침을 마련 ▴기존 제도와는 다른 탈중앙화 제도 정착 등 풀어야 할 숙제가 많이 남아 있다. 또한, 다양한 분야의 기술·규제 문제와 맞물려 있어 블록체인 상용화 문제를 해결하는 일은 복잡하고 난해하며, 통시적 시각에서 전문 분야 간의 협력이 필요하다.
블록체인 전문 미디어 코인데스크 코리아와 공동으로 주최하는 이번 라운드테이블에서는 한국의 블록체인 단체 대표들이 모여 블록체인 수용 문제에 다각적으로 접근한다.
첫째, 블록체인의 정체가 암호화폐·가상화폐·암호자산·가상자산 중에 무엇인지 정의한다. 둘째, 블록체인 관련 국제 규제 동향 속에서 우리나라는 적절한 기술표준과 법·규제를 마련하고 있는지 평가한다. 셋째, 세계의 블록체인 발전 동향 속에서 우리나라는 어느 위치에 있으며 차별화 전략은 무엇인지 모색한다.
이번 라운드테이블에는 한국블록체인학회·오픈블록체인DID협회·한국블록체인법학회·한국블록체인산업진흥협회·한국블록체인협회 등 블록체인 분야 국내 주요 단체가 참여하며, 코인데스크 코리아의 김병철 편집장이 사회를 맡고 KAIST 한국4차산업혁명정책센터의 김기배 책임연구원이 진행한다. 김기배 책임연구원은 “블록체인 라운드테이블은 기술과 경영, 규제의 문제가 혼합되어 있는 블록체인 문제를 통시적으로 접근하기 위해 국내 블록체인 리더가 모인 자리”라고 소개했다. 김 연구원은 이어 “한국 블록체인 리더들이 KAIST-WEF 글로벌 공동연구 및 글로벌블록체인지형보고서 제작에 함께 참여하는 계기가 될 것”이라고 전했다.
한편, 4일 열리는 블록체인 라운드테이블은 코인데스크코리아 공식 유튜브 채널(https://www.youtube.com/c/코인데스크코리아/)을 통해 시청할 수 있다.
2021.02.24
조회수 85834
-
한국4차산업혁명정책센터, WEF 트랜스포메이션 맵 공동 큐레이터 선정
우리 대학이 세계경제포럼(의장 클라우스 슈밥, 이하 WEF)의 블록체인 및 분산원장기술 분야 트랜스포메이션 맵(Transformation Map)의 공동 큐레이터로 지난 11월 12일 선정됐다.
트랜스포메이션 맵은 WEF가 약 120여 개 분야의 세계 경제 이슈를 선제적으로 발굴하는 정보 서비스다. 학계·기업·정부·국제기구·시민 사회·예술 및 미디어 분야에서 활동하는 5,500여 명의 전문가들이 협업해 제공하는 정보를 토대로 정보를 제공하는 것이 특징이다. 현재 3만 명 이상의 정부·산업·학계 리더와 11만 5천명 이상의 일반인이 트랜스포메이션 맵을 통해 최신 이슈를 파악하고 있다.
KAIST는 하버드대학교, MIT 등의 12개 기관과 함께 공동 큐레이터로 선정되었으며, 이상엽 생명화학공학과 교수와 임만성 원자력양자공학과 교수가 각각 바이오기술과 핵 안보 분야를 관리하고 있다.
블록체인 및 분산원장기술은 전 세계의 물류, 금융, 데이터 거래 등의 경제 활동을 자동화하는 4차 산업혁명의 핵심 기술이다. 범용기술로 다양한 분야에 활용되고 있으며 관련 이슈는 나날이 복잡해지고 있다. WEF는 관련 이슈를 조망하고자 하는 산업계와 학계의 수요를 반영해 ▴탈중앙화 거버넌스와 새로운 모형 ▴스마트계약과 자동화 ▴토큰화와 디지털자산 ▴블록체인과 데이터 활용 ▴블록체인과 디지털 신원▴블록체인과 보안 그리고 상호운용성 ▴블록체인 정책과 법·규제 등 블록체인 및 분산원장기술 이슈를 7개 범주로 구분해 트랜스포메이션 맵에 수록했다.
우리나라는 올해부터 자금세탁방지국제기구(Financial Action Task Force)의 권고에 따라 디지털자산을 제도화하고 디지털신원을 강화하고 유럽연합의 일반 데이터 보호 규칙(General Data Protection Ruegulation) 수준에 맞게 데이터 소유와 데이터 모형 관련 규정을 개정했다. 블록체인 및 분산원장기술의 상용화가 진전될수록 데이터 처리 과정에서 인공지능·사물인터넷 등과 상호 운용하면서 발생하는 기술적 문제를 해결하는 것과 이에 맞게 탈중앙화 원리를 우리 사회에 적용하는 것이 숙제가 될 전망이다.
공동 큐레이션을 담당하는 김기배 KAIST 한국4차산업혁명정책센터 책임연구원은 "트랜스포메이션 맵에서 조망하는 다양한 이슈는 투자-투기, 규제-진흥의 이분법적 시각에서 벗어나 블록체인 및 분산원장기술을 다각적이고 전략적으로 바라보는 시각을 줄 것”이라는 기대를 내비쳤다.
한편, 트랜스포메이션 맵은 WEF의 전략정보 홈페이지(https://intelligence.weforum.org/)에서 확인할 수 있으며, KAIST 구성원은 포털 공지사항에 게시된 절차에 따라 무료로 이용할 수 있다.
2020.11.20
조회수 29441
-
한국4차산업혁명정책센터, WEF와 협력해 블록체인 글로벌 표준 보고서 발간
우리 대학 한국4차산업혁명정책센터(센터장 김소영)는 세계경제포럼(WEF), 글로벌블록체인비즈니스위원회(GBBC), MIT 등과 협력해 ʻ글로벌 표준 보고서(Global Standards Mapping Initiative, 이하 GSMI)ʼ를 발간했다.
지난 10월 14일 발간된 이 보고서는 각국의 블록체인 기술표준 및 법‧규제‧행정지침 등을 총망라한 세계 최초의 보고서다. 그동안 블록체인 기술에 관한 지엽적인 보고서는 제작되어 왔으나, 30개의 국제적인 기술표준단체와 185개 국가의 사법기관, 400개 산업 단체의 정보를 체계화해 기술표준을 제시한 사례로는 처음이다.
블록체인은 인공지능 및 사물인터넷 기술과 융합해 데이터의 경제적 가치를 창출하고 전 세계의 물류와 금융 등의 경제 활동을 자동화하는 4차 산업혁명의 핵심 기술로 손꼽힌다. 그러나 나라마다 각기 다른 기술 및 법·규제·정책 환경을 채택하고 있다는 점이 블록체인 기술 발전의 심각한 장애 요인으로 지적되어왔다.
이번 보고서는 이러한 문제점을 해결하고 블록체인과 가상자산 지형에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제작되었으며, 글로벌블록체인비즈니스위원회와 세계경제포럼이 주도하고 MIT 미디어랩이 기술 협력기관을 맡았다. 우리 대학은 미국의 다국적 경영 컨설팅 기업인 액센추어(Accenture) 등 7개 기관과 함께 연구 협력기관으로 참여해 법·규제 부분과 기술표준 부분의 내용을 완성하는 데 일조했다.
이번 보고서는 ①법·규제, ②기술표준, ③반응형 지도 등 크게 세 분야로 구성되어 블록체인과 디지털 자산의 현황을 분석하고 있다. 우리나라에 관해서는 일찍부터 중앙은행 디지털화폐(Central Bank Digital Currency, 이하 CBDC)의 도입을 모색해 시범 운영 단계에 이르렀고, 부산을 블록체인 규제자유특구로 지정해 블록체인 기술개발 및 사업화와 관련된 규제를 개선하고 있다는 내용이 담겼다.
그 외에도, 블록체인의 등장으로 변화를 겪고 있는 소비자의 권익과 금융실명 질서를 유지하기 위한 각국의 제도적인 노력이 설명되어 있다. 또한, 민간에 공공 플랫폼을 제공하고 여러 국제표준기구의 좌장을 차지하는 등 블록체인 기술표준 주도권을 확보하려는 중국의 노력도 눈여겨 볼만한 내용이다.
보고서 작성에 참여한 김기배 KAIST 한국4차산업혁명정책센터 책임연구원은 "비트코인 등으로 대표되는 가상자산은 새롭게 부상하고 있는 화폐의 형태지만 그 가치를 제대로 측정할 수 있는 국제 표준은 아직 미비한 상태"라고 설명했다. 이어, 김 연구원은 "전 세계의 기술 및 규제 지형을 이해하는 것은 보편적이고 범용적인 장점을 가진 블록체인이 급진을 넘어 파괴적인 혁신을 가져올 시대를 준비하는 첫 단추가 될 것"이라고 강조했다.
KAIST는 세계경제포럼(WEF)과 과학기술정보통신부가 4차 산업혁명 생태계 구축 공동 연구를 위해 체결한 양해각서의 실행기관으로 지난해 12월 한국4차산업혁명정책센터를 개소한 바 있다. 2019년에 체결한 KAIST-WEF 공동연구 협약에 따라 인력을 교류해 공동연구를 수행하고 있으며, 이와 같은 경험을 토대로 싱가포르국립대학교 및 유럽연합 공동연구센터(EU-JRC) 등으로 협력 관계를 확대해 인공지능 거버넌스, 스마트 지역혁신 등 4차 산업혁명 관련 국제 정책 개발을 위해 노력하고 있다.
한편, 이번에 발간된 보고서는 글로벌블록체인비즈니스위원회 홈페이지(https://gbbcouncil.org/gsmi/)에서 확인할 수 있다.
2020.10.30
조회수 22738
-
계층형 다공성 2차원 탄소 나노시트 합성
생명화학공학과 이진우 교수팀이 서로 다른 크기의 기공을 동시에 갖는 계층형 다공성 2차원 탄소 나노시트를 합성하는 기술을 개발했다.연구팀의 합성기술은 다공성 2차원 탄소 소재의 기공 크기와 구조 및 두께 등의 물성을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 원천 기술로 2차전지, 촉매 분야에서 고용량 전극 소재로 활용될 것으로 기대된다.
김성섭 박사, 주미은 석사가 공동 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)’ 2월 13일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Polymer Interfacial Self-Assembly Guided Two-Dimensional Engineering of Hierarchically Porous Carbon Nanosheets)
기존의 다공성 2차원 탄소 소재의 합성은 대부분 그래핀 소재에 기공을 형성하는 방식에 의존하지만, 이는 기공의 크기와 구조를 효율적으로 제어할 수 없다는 한계가 있다. 이를 해결하기 위해서 2차원 나노시트를 주형으로 이용해 블록공중합체의 자기조립 방식을 시도했으나 추가적인 주형의 합성이 필수적이기 때문에 합성 과정이 복잡하고 두께의 조절이 쉽지 않다는 문제가 발생한다.따라서 기공의 크기 등 나노 구조의 제어가 가능하면서도 손쉬운 합성을 할 수 있는 다공성 2차원 탄소 나노시트 합성법 개발의 필요성이 커지고 있다.
이 교수 연구팀은 블록공중합체, 단일중합체 고분자 혼합물의 상 거동을 이용해 마이크로 기공과 메조 기공, 그리고 8.5nm의 두께를 갖는 계층형 다공성 2차원 탄소 나노시트를 합성하는 데 성공했다. 서로 섞이지 않는 두 종류의 단일중합체의 계면 사이에서 블록공중합체와 무기 전구체가 자기조립을 통해서 다공성 구조를 형성하는 원리이다.이 합성 방법은 별도의 주형이 필요하지 않은 간단한 방법으로 기존의 복잡한 과정을 혁신적으로 줄여 생산력을 증대했다. 이를 이용해 연구팀은 계층형 다공성 탄소 나노시트를 차세대 전지인 칼륨이온전지(potassium-ion batteries)의 음극에 적용해 용량을 기존 흑연 소재의 8배 이상 높이는 결과를 얻었다.
연구팀의 합성기술은 블록공중합체의 분자량 및 고분자대비 질량을 조절해 손쉽게 나노구조(기공 크기, 구조, 두께)를 조절할 수 있어 맞춤형 나노소재로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 이진우 교수는 “기존 다공성 2차원 무기 소재 합성기술의 문제점을 고분자 블렌드 성질을 이용해 해결할 수 있음을 보여줬다”라며 “이는 고분자 물리학과 무기 소재 합성을 이어주는 중요한 연구가 되며 다양한 에너지 장치에 적용될 수 있을 것이다”라고 설명했다.
이번 연구는 과학기술정통부와 한국연구재단이 추진하는 C1가스리파이너리 사업, 수소에너지혁신기술개발사업, 기후변화대응기술개발사업 및 미래소재디스커버리사업의 지원을 통해 수행됐다.
2020.03.20
조회수 13192
-
2018 KAIST 테크데이(Techday) 개최
우리 대학이 다음 달 1일 대전 본원 학술문화관 정근모홀에서 미래 핵심기술 기반의 스타트업 축제인 ‘2018 KAIST 테크데이(Techday)’를 개최한다.
이 행사는 젊은 창업가들이 기술 중심 스타트업에 도전할 수 있도록 국내 창업 생태계를 조성하는 한편 글로벌 예비 창업가와 스타트업을 발굴하고 이들이 네트워크를 확장할 수 있도록 지원하기 위해 KAIST 창업원(원장 김병윤)이 마련한 자리다.
올해 2회째인 ‘KAIST 테크데이’는 스타트업 분야의 전문가를 초청해 관련 핵심이슈와 최신 트렌드를 논의하는 ‘Institute for Startup KAIST 포럼(이하 ISK 포럼)’과 미래 핵심기술을 기반으로 창업한 7개 KAIST 학생 스타트업의 기술발표 행사인 ‘테크데모’로 나눠 진행된다.
1부 행사로 진행되는 ‘ISK 포럼’에서는 실리콘밸리에서 기술기반 스타트업 전문기업가로 활동하는 슈리 도다니(Shri Dodani)가 ‘미국 실리콘밸리 시장 진출의 핵심’을 주제로 ICT분야의 글로벌 시장변화와 기술동향에 관해 강연한다.
또한, 기술 스타트업 액셀러레이터(스타트업에 초기 자금과 멘토링 등을 제공하는 단체)인 ‘퓨처플레이’ 류중희 대표는 ‘문제가 문제다’라는 주제로 5년 여간 초기 기술 스타트업을 육성하며 발견했던 문제와 해결책을 사례중심으로 공유한다.
2부 행사인 ‘테크데모’에서는 KAIST 학생 창업팀이 사업 아이템과 관련기술을 공개하며 발표 뒤에는 실시간 구인과 기업 네트워킹, 모의투자 유치 등의 행사가 동시에 진행된다. ‘테크데모’에 참가하는 7개 학생 창업팀 모두는 블록체인·인공지능·사물인터넷(IoT) 등 미래 핵심기술을 기반으로 하는 신생 스타트업이다.
블록체인 기반의 정품인증 솔루션 서비스를 제공하는 회사인 ‘블록 오디세이’(대표 연창학·기술경영학부 석사과정)는 ‘전자서명 삽입 QR코드’를 소개한다. 물류정보를 블록체인 플랫폼에 저장해 위조와 복제를 방지하고 전 물류과정을 추적할 수 있는 기술이다.
세월호 사건 이후 현실적이고 효율적인 대피 매뉴얼을 고민해온 ‘아이캡틴’(대표 김현철·기계공학과 박사과정)은 해난사고가 발생했을 때 생존율을 높일 수 있는‘인공지능 기반 선박 대피 시뮬레이션’기술을 공개한다. 기존의 선박 대피 시뮬레이션에 인공지능과 사물인터넷을 융합해 상황에 따른 능동적인 대피 경로를 지시해주는 서비스다.
시각장애인의 삶의 질을 높이기 위한 연구에 착안한 기업도 있다. ‘와들랩(waddleLab)’(대표 조용원·생명과학과 학사과정)은 ‘스마트폰 케이스형 점자 입·출력기’를 선보인다. 점자 입·출력기는 시각장애인이 점자정보를 습득하기 위해 사용하는 보조도구다. 그러나 부피가 크고 사용방식이 번거롭다는 단점을 극복하기 위해 스마트폰 케이스 형태로 제작해 편의성과 휴대성 모두를 극대화한 제품이다.
환경문제가 생존의 이슈로 불거진 현대사회에서 미세먼지 제거를 위한 기술도 개발됐다. ‘이캣’(대표 황태운·건설및환경공학과 박사 졸업)은 기존의 건식 필터방식이 아닌 습식 공기청정 방식의 정화장치를 개발해 가정용뿐만 아니라 정류장 등 공공장소에서 사용이 가능한 제품을 선보인다.
올 3월부터 시작해 8월까지 무려 6개월간 치러진 ‘제7회 정주영 창업경진대회’에서 대상을 수상한 경력의 ‘클라썸’(대표 최유진·문화기술대학원 석사과정)은 ‘실시간 인터렉티브 학습 플랫폼’을 선보인다. 빅데이터 분석 및 인공지능(AI) 기술을 적용해 강의실의 구성원 모두가 능동적으로 교류할 수 있는 온라인 공간을 제공하는 기술이다. 수업 피드백을 실시간으로 반영해 교수에게는 수업 개선방향을, 학생에게는 학습 가이드를 제시하고 학교나 기관에는 수업 데이터를 제공한다.
‘㈜유엑스팩토리’(대표 박준영·전기및전자공학부 박사 졸업)는 ‘인공지능 반도체 칩’을 공개한다. 이 기술은 얼굴인식, 물체인식, 행동인식, 목소리 인식을 고성능·고효율로 처리할 수 있는 기술로, 향후 AI 로봇, AI 스마트폰, AI 자동차 등에 탑재해 활용할 수 있다.
이밖에 사물인터넷 기술을 활용해 동산 담보관리 솔루션을 제시한 기업도 있다. ‘씨앤테크’(대표 김기덕·전기및전자공학부 박사 졸업)는 외장 IoT 단말기로 동산담보의 데이터를 수집한 뒤 고유의 알고리즘을 적용해 자산 정보 형태로 가공하는 ‘IoT 동산 담보관리 솔루션 시스템’을 개발했다. 동산 담보물의 가치측정이나 관리·도난 및 파손 등의 문제로 저평가돼 있는 국내 동산담보 시장을 활성화할 기술로 손꼽히는데 이 스타트업은 올해 10월, 30억 원의 투자유치에 성공했다.
‘KAIST 2018 테크데이’에는 예비 창업자는 물론 창업관련 공공기관 및 업계 관계자와 교육계 인사와 국·내외시장에서 협력관계 증진을 희망하는 기업인, 그리고 기술과 산업동향에 관심을 가진 공무원과 벤처 투자자 등 누구나 무료로 참석할 수 있다.
11월 1일(목) 오전까지 이벤터스( https://event-us.kr/kaist/event/3220 )를 통해 사전 온라인 신청은 물론 당일 현장 접수도 가능하다.
김병윤 KAIST 창업원장은 “창업축제인 테크데이를 계기로 국내외 주요 스타트업 관계자들이 한자리에 모인 만큼, 미래를 이끌어 갈 젊은 기업가들이 적극적인 교류의 장(場)을 열어가길 기대한다”며 앞으로도 “도전정신과 기업가 정신으로 무장된 혁신 창업가 양성을 위해 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.
2018.10.29
조회수 9569
-
KAIST 블록체인 정책토론회 개최
우리대학이 ‘블록체인 육성을 위한 정책토론회’를 18일 국회에서 개최한다. 블록체인 육성을 위한 기술 개발, 인재 양성, 산업 발전 등의 정책을 논의하는 자리로 국회 과학기술정보방송통신위원회 소속 유승희(더불어민주당), 송희경(자유한국당), 오세정(바른미래당) 의원과 공동으로 주최한다.
블록체인은 지난해 광풍을 일으켰던 비트코인과 가상화폐의 기반이 되는 핵심 기술이다. 인공지능, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 기술과 함께 4차 산업혁명 시대의 초연결·초지능 사회를 주도할 중요한 기술로 손꼽힌다. 거래, 계약, 인증, 정보의 기록, 투표 등에 활용되어 금융과 유통, 법, 회계, 정부 서비스와 같은 공공 분야로 기술 영역이 크게 확장되는 추세다. 블록체인 기술 및 관련 소프트웨어·서비스 분야는 4차 산업혁명 시대 신산업의 중심이 될 전망이다.
토론회에서는 학교, 기업, 정부 등 각 분야의 블록체인 전문가들이 해당 산업을 육성하기 위한 전략과 필요 정책을 제안한다. 블록체인 관련 국가 차원의 현안 및 나아갈 방안도 함께 논의된다.
정보보호대학원 김용대 교수는 ‘블록체인 기술과 인재 양성’을 주제로 기조 발표에 나선다. 블록체인 기술이 금융에 적용된 사례와 현재의 활용 양상을 소개하고 향후 필요한 기술 개발과 인재 양성 방안을 제시할 계획이다.
SK텔레콤 블록체인 사업개발 Unit 오세현 전무는 ‘블록체인 산업생태계 구축’을 주제로 블록체인 기술의 핵심 기능과 산업 영역별 활용 가치에 대해 발표한다. 기업 자발적인 기술과 시장의 발전을 위해 규제가 아닌 국가 차원의 정책 수립 필요성을 제언할 예정이다.
토론회에는 김정호 연구처장, 서영일 KT 블록체인센터장, 이재형 과학기술정보통신부 융합신산업과장, 주홍민 금융위원회 전자금융과장, 전하진 한국블록체인협회 자율규제위원장, 김형주 한국블록체인산업진흥협회 이사장, 김광조 전산학부 교수가 패널로 참석한다. 특히, 블록체인과 관련한 정부 정책이 육성 정책으로 나아갈 것인가 아니면 규제 방향을 중심으로 나아갈 것인가를 심도 있게 논의할 예정이다.
신성철 총장은 “전 세계는 블록체인 기술의 주도권을 차지하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 기술 패러다임과 환경변화에 신속하게 대응하기 위한 적극적인 국가적 전략이 시급하다”고 밝히며 “이러한 시점에서 과학기술이 나아갈 방향을 제시하는 것이 KAIST의 역할이며 토론회에서 논의된 내용들이 향후 정부 정책 결정에 크게 반영되기를 바란다”고 강조했다.
2018.04.11
조회수 13582
-
블록체인과 가상화폐 워크숍 개최
우리 대학은 오는 7일 ‘블록체인과 가상화폐 : 현실과 가상의 사이’를 주제로 워크숍을 개최한다.
오후 1시 30분부터 대전 본원 교육지원동(건물번호 W8) 1층 대회의실에서 열리는 이번 워크숍에서는 암호화폐의 열풍과 함께 주목받고 있는 블록체인 기술에 대한 산, 학, 연 전문가들의 다양한 의견을 들을 수 있다.
워크숍에서는 블록체인과 암호화폐에 대해 우리 대학 교수 4명, 연구소 및 기업 전문가 4명이 4차 산업혁명의 대표 기술이 될 블록체인의 가능성을 살펴볼 예정이다.
또한 채굴, 지갑, 암호화폐, 정보보안, 스마트 계약, ICO 등 실제 사회와 연결된 다양한 이슈들을 논의함으로써 미래 변화 예측과 더불어 KAIST의 역할에 대해 토론한다.
먼저 김정호 교수가 ‘4차 산업혁명의 재발견 : 블록체인과 암호화폐’를 주제로 4차 산업혁명과 블록체인의 상관성, 주목해야하는 이유 등에 대해 소개한다.
이어 ▲김용대 교수의 비트코인 마이닝풀에 대한 공격 ▲김광조 교수의 암호화폐의 암호학적 안정성 ▲김보원 교수의 블록체인의 미래 ▲ETRI 임명환 박사의 블록체인과 암호통화 경제 ▲코빗 김진화 이사의 암호화폐, 블록체인 2018~2020 ▲IBM 박세열 실장의 블록체인, 암호화폐를 넘어 산업생태계의 혁신을 선도한다. ▲ICOKR 이준희 대표의 ICO(Initial Coin Offering) 등을 주제로 각각 강연한다.
우리 대학은 이번 워크숍 이전에 지난 2월 26일 김용대 교수, 성균관대 김형식 교수와 함께 블록체인 튜토리얼을 개최한 바 있다. 이를 통해 암호화폐의 탄생, 알고리즘 개발 방법, 실생활에서의 거래 방법 등에 대한 기술적 이해를 높였다. 기술 중심의 교육이었음에도 불구하고 학생, 교직원 180명 이상이 참석하는 열기를 보였다.
행사를 주관한 김정호 교수는 “이번 워크숍은 블록체인 기술혁명이 계속 진행되고 있는 현 시점에서 다른 기술 경쟁국을 뛰어넘어 국가 성장 동력의 기반을 마련할 수 있는 기회에 대해 고민할 귀중한 자리가 될 것이다”고 말했다.
2018.03.05
조회수 11006
-
휘어지는 대용량 반도체 원천기술 개발
- KAIST 김상욱 교수, 세계 최고의‘분자조립’기술력 활용해 휘어지는 대용량 반도체 원천기술 확보 -
우리 학교 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 원하는 형태로 분자가 스스로 배열하는 ‘분자조립’ 기술을 활용해 유연한 그래핀 기판 위에 양산중인 반도체 패턴의 최고 수준인 20nm(나노미터)급 초미세 패턴을 구현하는데 성공했다.
이번 기술 개발로 향후 유연하게 휘어지면서도 많은 양의 데이터를 저장할 수 있는 반도체를 구현할 수 있어 고성능 플렉시블 전자기기 개발에 도움이 될 것으로 학계는 기대하고 있다.
이와 함께 연성소재의 특성을 이용해 초미세 패턴을 형성하기 어려운 3차원 굴곡진 기판에서도 자유롭게 구현하는데 성공, 다양한 응용소자에 활용할 수 있는 것은 물론 화학 반응으로 물질을 섞어주기만 하면 원하는 형태로 스스로 배열해 고가의 장비가 필요하지 않아 반도체 제작비용이 훨씬 저렴해질 것으로 전망된다.
이번 연구의 핵심 기술인 ‘분자조립’이란 플라스틱, 액정, 생체분자 등과 같이 딱딱하지 않고 유연한 연성소재의 고분자를 원하는 형태로 스스로 배열하게 해 기존에 만들기 어려웠던 작은 나노구조물을 효율적으로 만드는 기술이다. 마치 물과 기름이 서로 섞이지 않는 것과 같이 서로 다른 두 고분자가 상분리되어 섞이지 않는다는 점을 이용하는 것이다.
연구팀은 기계적 물성이 우수하고 원하는 기판에 쉽게 옮길 수 있는 그래핀 위에 ‘블록공중합체’라는 분자조립기술을 통해 초미세 패턴을 형성한 후, 이를 3차원 기판 혹은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PDMS(폴리디멜틸실론산) 등과 같은 플렉시블 기판에 옮겨 자유롭게 3차원 혹은 플렉시블 기판에 구조물을 구현했다.
김상욱 교수는 이번 연구에 대해 “지금까지 발표된 휘어지는 반도체는 온도에 취약한 플라스틱 기판을 사용해 극한 공정조건을 극복해낼 수 없어 상용화에 어려움이 많았다”며 “이번 기술은 기계적 물성이 우수한 그래핀을 회로 기판으로 적용하는 데 성공한 획기적인 연구성과”라고 말했다.
김 교수는 이어 “이번 연구에 대해 세계적으로 많은 관심을 받아 3월 20일 열리는 미국 물리학회에서 초청 강연을 할 예정”이라며 “이번에 개발한 원천기술을 바탕으로 후속 연구를 진행해 반도체 회로와 같이 복잡한 회로의 설계에 도전할 것”이라고 포부를 밝혔다.
한편, 교육과학기술부 글로벌프론티어사업 다차원 스마트 IT 융합시스템 연구단의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 재료분야 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 3월 6일자에 실렸다.
그림1. 제작공정
1. 스핀 코딩이라는 도포법을 사용해 그래핀 박막을 형성
2. 그래핀 박막 위에 블록공중합체를 형성
3. 블록공중합체을 식각 또는 패턴 전사법을 통해 나노 구조를 형성4. 그래핀을 전사층으로 활용해 다양한 기판에 나노 구조를 형성
그림2. 블록공중합체 분자조립기술
블록공중합체 분자조립기술은 물과 기름이 서로 섞이지 않은 것과 같이 서로 다른 두 고분자가 섞이지 않는다는 점을 이용한 기술이다. 물과 기름의 경우, 서로 섞이려고 하지 않는 물질이기 때문에, 물과 기름은 혼합하게 되면, 물을 물끼리 어울려 덩어리 지고, 기름은 기름끼리 어물려 덩어리가 지게 된다. 하지만, 물과 기름이 서로 떨어질 수 없게끔 결합이 되어 있다고 가정하면, 다른 현상이 예상된다. 동일하게 물은 물끼리 있으려 하고 기름은 기름끼리 있으려고 하지만, 물 옆에는 결합된 기름이 있게 된다. 따라서 물과 기름의 거대한 두 덩이리가 형성되는 것이 아니라, 매우 미세하게 물과 기름이 번갈아가면서 형성되게 된다. 동일하게 블록공중합체에서는 화학적으로 서로 다른 고분자가 공유 결합이라는 쉽게 깨지지 않은 결합을 통해 연결되어 있다., 따라서, 결합된 물과 기름에서와 동일하게 미세한 크기의 상분리가 일어나게 된다. 이러한 구조의 크기는 대개 고분자의 크기에 의해 결정되면, 머리카락 크기의 1/10000 수준으로 매우 미세하며 주기적인 패턴을 형성하게 된다. 패턴의 형태는 서로 다른 고분자의 비율에 따라 구, 원통형, 판형 등으로 나타난다.
그림3. 플렉시블 기판 상에 옮겨진 금 나노 구조체
2013.03.12
조회수 13578