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KAIST Crazy Day 전 국민 아이디어 공모전 개최
우리 대학이 파격적으로 실행할 수 있는 도전 과제를 국민의 제안으로 발굴하는 'KAIST Crazy Day 아이디어 공모전’을 개최한다. 올해 5월 중 하루, 파격적(Crazy), 창의적(Creative), 도전적(Challenging)이거나 배려정신(Caring)을 담은 아이디어를 실행하는 `KAIST Crazy Day’”행사를 개최할 예정이다. 일 년에 딱 하루, 평소에는 적용해보기 어려웠던 아이디어를 캠퍼스에서 실행해 혁신문화를 확산하고 구성원들의 창의적인 열정을 장려하겠다는 취지다. 이를 위해, 전 국민을 대상으로 모험적이면서도 창의적인 아이디어를 제안받는 공모전을 이달 14일 시작한다. 상금은 총 1,000만 원 규모다.‘KAIST 1일 총장 되기’, ‘필기 제로 수업해보기’, ‘연구를 위해 연구하지 않기’ ‘직위 대신 이름 부르기’ 등 기존의 관행이나 형식에 얽매이지 않는 혁신적인 시도이면서도 자유로운 사고를 바탕으로 ‘왜’라는 질문을 끊임없이 이끌어내는 아이디어라면 국민 누구나 제안할 수 있다. 다음 달 8일까지 진행되는 공모전은 KAIST 홈페이지(www.kaist.ac.kr) 또는 KAIST 글로벌전략연구소 홈페이지(http://gsi.kaist.ac.kr/)에서 참여할 수 있다. 1인당 1건씩 온라인으로 응모할 수 있으며, 우편 및 방문 신청은 받지 않는다. 우리 대학은 창의성, 혁신성, 진취성, 실행 가능성, 대중의 공감대 등을 평가 기준으로 정하고 내부 및 외부위원이 참여하는 3단계 심사를 통해 최종 수상작을 선정할 예정이다. 대상 1명에게는 상금 500만 원 주어지며, 제안한 아이디어가 5월 개최될 `KAIST Crazy Day‘ 행사에서 실행된다. 이 밖에, 최우수상 1명과 우수상 3명에게는 각각 200만 원과 100만 원의 상금을 수여한다. 이광형 총장은 “하버드대학의 유머 과학잡지 ‘별난 연구 연보(Annals of Improbable Research)’에서는 매년 황당무계한 괴짜 연구에 ‘이그 노벨상(Ig Nobel Prize)’을 수여한다”라고 언급했다. 이어, 이 총장은 “괴짜 아이디어가 노벨상으로 이어진 수많은 사례로 미루어 볼 때 과학기술혁신은 고정관념과 상식의 프레임에서 벗어나는 데서부터 출발한다”라며, “국민이 제안하는 파격적이고도 획기적인 아이디어를 실천해 KAIST의 도전과 실험정신을 계속 이어 나가겠다”라고 밝혔다.
2022.03.11 조회수 8568 -
기계공학과 학부팀, 휠체어 전동장치로 혁신설계경연대회 우승
〈 수상자 이현주 권도훈 정종호 도학기 학생 〉
우리 대학 기계공학과 학부생 팀이 지난 12일부터 이틀간 일본 오사카에서 열린 아시아 디자인 엔지니어링 워크숍(Asia Design Engineering Workshop : A-DEWS)의 혁신설계경연대회(IDC)에서 우승을 차지했다.
혁신설계경연대회는 혁신적인 제품 및 서비스를 창조하는 엔지니어와 학생들을 응원하기 위해 진행된 행사이다.
한국, 일본, 대만, 말레이시아 등 학부생 또는 대학원생으로 구성된 총 10팀이 참가했고 KAIST 기계공학과 학부생 팀은 우승에 해당하는 혁신설계디자인상을 수상했다.
우리 대학은 ‘창의적 시스템 구현’이라는 과목을 수강하는 학부생 권도훈, 김태현, 도학기, 이현주, 정종호(지도교수 최세범, 조교 정호진) 학생으로 구성됐다.
우리 대학 팀은 수동 휠체어를 위한 탈부착 전동 주행 보조기(Safe Attachable Wheelchair Assistive Device in Capstone Design : SAWADiCap)’를 제작했다. 수동 휠체어에 탈부착이 가능한 동력 전달장치를 설치하는 기술로 전동 휠체어에 비해 훨씬 저렴하고 기존의 탈부착 장치보다 작동 및 설치가 쉽다.
연구팀은 자기 강화효과를 이용한 구동력 향상과 장착 과정 시 사용자의 안전을 고려한 설계를 강점으로 내세워 발표를 진행했다.
권도훈 학생은 “규모가 큰 대회는 아니었지만 처음으로 국제학회에 참석해 다양한 분야의 사람들과 연구를 만나는 귀중한 경험이었고 우승까지 하게 돼 매우 기쁘다”고 말했다.
최세범 지도교수는 “학생들이 견문을 넓히고 자신감을 갖게 돼 기쁘다”며 “경제적으로 힘든 장애인들에게 초저가의 휠체어 전동 장치를 보급해 활동성을 높이는 데 실질적인 도움이 되고 싶다”고 말했다.
2000년에 시작돼 올해로 16회를 맞는 아시아 디자인 엔지니어링 워크숍은 국제설계협회 아시아 지부가 주최한다. 올해는 일본 기계학회(JSME)와 오사카 대학의 주관으로 개최됐다. 최근의 연구 결과 및 경향을 공유할 수 있으며 설계 엔지니어링 분야의 연구원과 실무자를 위한 국제 포럼이다.
2016.12.27 조회수 16664 -
기계공학과 학부생 팀, 전국학생설계경진대회 대상 수상
우리 대학 기계공학과 학부생 팀이 지난 12일 고려대학교에서 열린 제6회 전국학생설계경진대회에서 대학부 대상을 수상했다.
우리 대학은 기계공학과 수업인 창의적시스템구현의 수강생 권도훈, 김태현, 도학기, 송형주, 이현주, 정종호 학생(지도교수 : 최세범)으로 구성됐다.
이번 대회의 주제는 안전이었다. 우리 대학은 ‘수동 휠체어에 붙이는 전동 주행보조기’를 앞세워 지하철 스크린도어 사고, 버스 전복 사고 등 운송수단 안전사고에 대한 대비 및 경각심을 일깨울 수 있는 작품을 선보였다.
대한기계학회가 주최하고 미래창조과학부, 경암교육문화재단, 동아일보가 후원하는 전국학생설계경진대회는 사회적 이슈와 공학 기술을 접목한 학생들의 설계 작품을 선보이는 대회이다.
올해 대회에는 총 170팀이 참여했고 그 중 고등부 15팀, 대학부 15팀이 최종 본선에 진출했다.
2016.11.28 조회수 12563 -
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 조회수 18673 -
퀄컴 펠로우십 상 시상식 가져
우리 학교는 3일 오전 12시 교내 영빈관(N6)에서 퀄컴코리아 연구소(Qualcomm Korea R&D Center) 소장과 수상자들이 참석한 가운데 ‘퀄컴 펠로우십 상(Qualcomm Fellowship Award)’ 시상식을 가졌다.
퀄컴은 최첨단 과학기술 연구를 주도하는 KAIST에 창의적 연구 분위기를 진작하는 데 힘쓰라며 지난 5월 10만불을 쾌척했다.
KAIST는 퀄컴에서 기부한 기금으로 창의적 연구에 지원하기 위한 연구제안서를 모집해 수상위원회(위원장 이수영 전기및전자공학과 교수)를 구성했다.
수상위원회는 창의성, 산업파급효과, 수행가능성을 3대 평가지표로 총 37팀의 제안서를 받아 ▲전기및전자공학과 곽기욱·유재헌(지도교수 김대식) ▲전기및전자공학과 김형우·도록헌(지도교수 권인소) ▲전산학과 곤잘로 휴에타 카네파(Gonzalo Huerta-Canepa)·김병오(지도교수 이동만) ▲바이오및뇌공학과 김창현·신일환(지도교수 이수영)팀 등 총 4팀을 최종 선정했다.
수상자들에게는 팀당 2천만원의 상금이, 지도교수에게는 4백만원의 상금이 각각 지급된다.
수상팀은 2011년 6월 1일부터 1년간 연구를 수행하게 되며, 연구기간 내에 2번에 걸쳐 퀄컴 연구자와 초청받은 사람만이 참가할 수 있는 워크숍에 초대된다.
퀄컴 펠로우십 상은 퀄컴 IT 투어, 공대생 장학금 및 박사 펠로우십 등 퀄컴의 이공계 대학 지원 사업의 일환으로 향후 지속적으로 진행될 예정이다.
2011.06.03 조회수 16371 -
이광형칼럼 창의적 수업을 바꿀 수 없는 이유
이광형 교수(바이오 및 뇌공학과)가
세계일보 2009년 11월23일자에 기고문을 게재했다.
제목: 창의적 수업을 바꿀 수 없는 이유
매체: 세계일보
저자: 이광형(바이오 및 뇌공학과) 미래산업 석좌교수
일시: 2009/11/23
칼럼보기 http://www.segye.com/Articles/News/Opinion/Article.asp?aid=20091122002116&cid=
2009.11.23 조회수 9127 -
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 조회수 26062 -
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 조회수 15461 -
이효철 교수팀, 물에 녹은단백질 모양 변화 실시간 관찰 성공
- 관련 논문, 9월 22일(일)자 네이처 메서드(Nature Methods)誌 게재- 단백질의 작동메커니즘 규명에 중요한 도구 역할 및 신약개발에도 큰 도움 줄 것으로 기대
KAIST(총장 서남표) 화학과 이효철(李效澈, 36) 교수팀이 ‘물에서 변하는 단백질 분자구조를 실시간으로 규명’ 하는데 성공했다. 관련 논문은 네이처 자매지인 네이처 메서드(Nature Methods)誌 9월 22일자 온라인 판에 게재됐고 10월호에 출판될 예정이다.
논문의 제목은 “시간분해 엑스선 산란을 이용한 용액상의 단백질의 구조동역학 추적(Tracking the structural dynamics of proteins in solution using time-resolved wide-angle X-ray scattering)”으로 온라인에 게재되는 논문들 중에서도 특히 주목받는 하이라이트 논문으로 소개될 예정이다. 李 교수는 이 논문의 교신저자다.
이번 연구결과는 李 교수팀의 집념의 산물이라 할 수 있다. 李 교수팀은 지난 2005년 5월, 소금처럼 딱딱하게 고체상으로 굳어 있는 상태에서의 단백질의 안정적인 구조만을 볼 수 있는 기존의 방법을 시간분해 엑스선 결정법으로 발전시켜, 정지되어 있는 단백질의 구조뿐 만 아니라 움직이는 단백질의 동영상을 촬영하는데 성공했다. 관련 논문은 미국 국립과학원회보(PNAS, Proceedings of National Academy of Science)에 발표되었으며, 학계의 큰 주목을 받았다.
그러나 이 방법으로도 해결할 수 없는 치명적인 문제는 우리 몸에서 작용하는 일반적인 단백질은 고체상으로 있지 않고 물에 녹아있는 용액상태라는 점이다. 마치 고체 소금이 물에 녹아 소금물이 되는 것과 같은 원리다. 물은 인간의 몸의 약 70% 이상을 차지하고 있고 생명 유지에 필수적인 단백질들은 물에 녹아 있는 상태로 존재한다고 볼 수 있다. 따라서 단백질이 어떻게 기능을 발휘하는 지를 실시간으로 관측하기 위해서는 물에 녹아 있는 단백질 분자의 모양 변화를 실시간으로 추적할 수 있는 기술이 필요하다.
이러한 목표를 향한 첫 열매로 물에 녹아 있는 간단한 유기분자의 구조변화를 실시간 측정하는 데 성공하였으며, 관련 연구논문이 2005년 7월 사이언스(Science)誌에 발표된 바 있다. 당시 이 연구결과는 용액상에서 분자의 움직임을 실시간 추적할 수 있다는 점 때문에 많은 관심을 불러 일으켰는데, 李 교수는 그 기술을 더욱 발전시키면 단백질에도 응용 가능할 것으로 전망했다. 그러나 일반적으로 단백질은 그 당시 성공한 유기분자보다 적어도 1,000배 정도 크고 구조가 훨씬 더 복잡할 뿐 아니라 훨씬 적은 양으로 존재하기 때문에 물에 녹아 있는 단백질에서도 성공할 수 있다는 것에는 많은 과학자들이 회의적으로 생각했다.
이번 네이처 메서드誌에 발표한 연구결과는 그러한 부정적인 생각을 깨고 기존에 성공한 유기분자보다 ‘1,000배 더 큰 단백질 분자가 물에 녹아 있을 때에 이들의 3차원 구조변화를 실시간으로 관측하는데 성공’한 획기적인 연구성과다. 논문에서는 3가지 종류의 단백질에 대한 연구결과를 발표했는데, 우리 몸에서 산소를 이동하는데 중요한 헤모글로빈 단백질과, 근육에서의 산소공급에 관여하는 미오글로빈 단백질 등이다. 이 외에도 단백질은 주로 접혀있어 특정한 구조를 형성하는데 환경이 바뀌면 이 구조가 풀리게 된다. 풀려 있는 단백질은 일반적으로 제 역할을 할 수 없어 이러한 단백질의 접힘-풀림 현상을 이해하는 것은 매우 중요한데 씨토크롬씨라는 단백질이 풀린 상태에서 접히는 과정도 실시간으로 추적하는데 성공하였다.
이 새로운 기술을 사용하면 물에서 움직이는 단백질의 동영상을 촬영할 수도 있어 단백질의 작동메커니즘을 밝히는 데에 중요한 도구가 될 것이며, 앞으로 신약개발을 하는 데에도 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 이 기술은 단백질은 물론이고 나노물질에도 응용이 가능하므로 BT뿐만 아니라 NT분야에도 기여할 수 있을 것으로 전망된다.
이 연구는 교육과학기술부의 창의적연구진흥사업의 연구비 지원으로 진행되었다. 연구결과는 유럽연합방사광가속기센터에서 측정되었으며, 李 교수의 주도하에 이뤄진 국제적인 공동연구의 성과다.
李 교수는 “현재 포항에 있는 제3세대 가속기에 이어 한국에서도 차세대 광원으로 건설이 논의되고 있는 제4세대 방사광가속기(XFEL)가 성공적으로 가동되면, 현재 발표된 데이터보다 적어도 1,000배정도 더 좋은 데이터를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.”고 밝혔다.
<이효철 교수 프로필>
■ 학 력
1990 경남과학고 2년 수료, KAIST 화학과 학사과정 입학
1994 KAIST 화학과 학사과정 졸업
1994 Caltech(California Institute of Technology) 박사과정 입학
2001 Caltech 졸업(박사)
2001 시카고 대학 박사 후 연구원(Post Doc.)
2003.8.1-2007.2.28 KAIST 화학과 조교수 2007.3.1-현재 KAIST 화학과 부교수
■ 수상경력
2006 젊은 과학자상(과학기술부/한국과학기술한림원)
2006 과학기술우수논문상(한국과학기술단체총연합회)
2006 KAIST 학술상 2001-2003 美國 대먼 러년 암재단(Damon Runyon Cancer Research Foundation)펠로우쉽
(설명) 시간분해 엑스선 산란의 개념을 예술적으로 표현한 그림
2008.09.22 조회수 25503 -
생명화학공학과 양승만교수 광자유체 신기술개발
생명화학공학과 양승만(梁承萬, 58세, 교육과학기술부 지정 광자유체집적소자 창의연구단 단장) 교수 연구팀이 다양한 기능을 갖는 나노입자를 제조하고 이들 입자들이 스스로 조립되는 ‘자기조립원리’를 규명하는 연구를 수행하여, 방대한 량의 정보를 처리할 수 있는 프로토타입(prototype)의 광․바이오 기능성 광자결정(photonic crystal)구조체를 개발했다.
자연계에 존재하는 대표적인 광자결정은 오팔보석, 나비의 날개, 공작새의 깃털 등이 있다. 이들 광자결정 물질들이 발산하는 아름다운 색깔은 색소에 의한 것이 아니라 이 물질들을 이루는 구조 자체가 규칙적인 나노구조로 되어 있기 때문이다. 즉, 광자결정은 굴절률이 다른 물질들이 규칙적으로 쌓여 조립된 3차원 구조체로 특정한 영역의 파장에 해당하는 빛만 완전히 반사시킨다. 이 성질을 이용하면 반도체가 전자의 흐름을 제어하듯 빛의 흐름을 제어할 수 있다. 이러한 광자결정의 특수한 기능 때문에 나노레이저, 다중파장의 광 정보를 처리할 수 있는 슈퍼프리즘(superprism), 빛을 원하는 위치로 가이드 할 수 있는 광도파로(waveguide) 등 차세대 광통신 소자와 현재의 컴퓨터 속도를 획기적으로 높일 수 있는 수십 테라급 초고속 정보처리능력을 갖춘 광자컴퓨터의 개발 등에 필요한 소재로 주목 받아왔다. 광자결정은 광자(빛)가 정보를 처리하는 미래에 오늘날의 반도체와 같은 역할을 할 것이므로 ‘빛의 반도체’라 불린다. 지난 20여 년 동안 자연 상태에 존재하는 광자결정의 나노구조를 인공적으로 제조하기 위한 연구가 많은 과학자들에 의하여 시도되어 왔지만 실용적인 구조를 얻는 데에는 한계가 있었다. 梁 교수팀은 2006년부터 교육과학기술부와 한국과학재단의 ‘창의적연구진흥사업’으로부터 지원을 받아 광자결정소재의 실용성을 확보하기 위한 연구를 수행하여 최근 해외 저명학술지로부터 크게 주목 받는 일련의 연구 성과를 거뒀다.
첫 번째 연구 성과로 굴절률 조절이 가능한 미세입자 대량 생산기술을 개발했다. 지금까지 구현된 3차원 광자결정은 결정을 이루는 물질의 굴절률이 1.5-2.0 정도로 낮고, 굴절률을 다양하게 조절할 수 있는 입자를 제조할 수 없어서 광자결정의 실용성에 한계가 있었다. 최근 梁 교수 연구팀은 굴절률을 1.4-2.8까지 마음대로 조절할 수 있는 입자를 대량으로 제조할 수 있는 실용적 방법을 개발했다. 제조된 고 굴절률 입자는 나노레이저, 광 공명기, 마이크로렌즈, 디스플레이 등 각종 광학소자와 광촉매 등으로 활용될 수 있다. 이 연구결과는 최근 어드밴스드 머티리얼스 인터넷판(6. 19)과 제 17호(2008. 9)의 표지논문으로 게재 예정이다. 특히, 이 논문은 저명 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)誌 8월호(8. 1)에 리서치 하이라이트(Research Highlights)로 선정되어 연구의 중요성과 응용성에 대하여 특별기사로 조명했다.
그림 1. 초고굴절률 타이타니아 입자의 전자 현미경 사진
두 번째 연구 성과로 광자유체 기술을 이용한 광결정구 연속생산 기술을 개발했다. 균일한 크기와 모양을 갖는 광자결정구를 빛을 매개로 반응시킴으로써 종래에 수십 시간이 소요되는 공정을 불과 수십 초 만에 연속적으로 제조할 수 있는 기술을 확보했다. 이들 광자결정구는 차세대 반사형디스플레이 색소나, 나노바코드, 생물감지소자 등으로 활용될 수 있다. 특히 주목할 것은 몇 개의 다른 색을 반사하는 야누스 광자결정구슬을 제조하였는데 이들은 전자종이와 같은 접거나 말 수 있는 차세대 디스플레이 소자에 활용될 수 도 있다. 이러한 광자결정 표시소재는 세계굴지의 화학회사인 독일 머크(Merck)社 등에서도 개발 중이며 이번 연구 결과는 이 분야의 국제경쟁에서 우위를 확보하는데 필요한 핵심요소이다. 주요 연구결과는 국제적저명학술지인 미국화학회지(JACS)와 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)誌에 6편의 논문을 최근 4개월(5～8월) 동안 연속 게재하여 광자결정의 실용성을 구현하는데 크게 기여했다고 인정받았다. 특히, 이들 논문들은 해당 학술지 편집인(Editor)과 심사위원들에 의하여 가장 앞선 연구결과로서 주목해야 할 논문(Advances in Advance)으로 선정됐으며, 9호(5. 5) 표지논문에 게재됐다.
그림 2. 3원광 광자결정구와 다색상 야누스 광자결정구의 현미경사진과 휘어지는 기판 위에 픽셀화된 3원광 광자결정.
세 번째 연구 성과로 광자유체 기술을 이용한 광결정 나노레이저를 개발했다. 현재까지 개발된 나노레이저는 발생하는 고열로 인하여 발진하는 레이저의 파장을 변화시키기 어려운 단점이 있었다. 梁 교수 연구팀은 KAIST 물리학과의 이용희 교수 연구팀과 공동으로 연속가변파장 나노레이저를 최초로 개발했다. 레이저를 발진하는 광자결정과 매우 미세한 유량을 도입할 수 있는 미세유체소자를 결합한 후 물과 같은 액체를 흘려줌으로써 온도를 낮추어 연속파 레이저 발진을 가능케 하였다. 또한 굴절률이 다른 액체를 흘려주어 광밴드갭을 조절함으로써 레이저의 파장을 조절 할 수 있었다. 가변파장 나노레이저는 신약개발 등 생명공학에서 요구되는 극미량의 시료로부터 방대한 량의 바이오정보를 광학적으로 신속하게 처리하는데 필요한 광원으로 사용될 수 있다. 이 연구 결과는 광물리 분야의 저명학술지인 옵틱스 익스프레스(Optics Express)에 게재(4. 9) 됐으며 이 논문의 독창성과 실용성은 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 저명학술지 랩온어칩(Lab on a Chip) 8월호(8. 1)에 해설과 함께 “리서치 하이라이트”로 소개됐다.
그림 3. 나노레이저 발진모드
2008.08.19 조회수 23553 -
캐번디쉬-KAIST 공동연구협력센터 개소(11.8 월)
지난 4월 기초연구분야 세계적 연구소인 영국 캠브리지대 캐번디쉬연구센터와 한국과학기술원간의 공동연구 양해각서 체결에 따른 "캐번디쉬-KAIST 공동연구협력센터(CKC)"가 KAIST 정문술빌딩에 설립, 8일 개소식을 갖고 본격적인 국내 연구 활동에 들어갔다.
동북아 R&D허브 구축을 위한 해외 우수 연구기관 국내 유치사업의 일환으로 추진된 이 사업은 지난 4월 프랑스 파스퇴르(연)에 이어 두 번째다.
캐번디쉬연구센터의 창의적인 연구.교육철학, 선진연구관리기법 등을 국내 대학 및 연구소에 접목함로써 우리나라 기초연구역량을 획기적으로 제고할 것으로 기대하고 있다.
"Cavendish-KAIST 공동연구협력센터"는 카벤디쉬 연구소의 세계적 과학자와 국내 우수과학자들과의 연구협력을 전담 및 지원하는 창구기능을 수행한다.
특히 연구과제 공동 발굴, 과학자 상호교류, 세계석학 초청 특강 등 쌍방향 연구체제를 확립, 국제공동연구의 새로운 선도 모델을 제시할 방침이다.
이번 개소식에는 러플린(Robert B. Laughlin) KAIST 총장, Malcolm Longair 카벤디쉬 연구소장, Warwick Morris 주한영국대사, Shoba Ponnappa 주한영국문화원장 등 200여명의 국내외 주요 인사들이 참여했다.
또 8일 오후부터 9일 오전까지 이틀에 걸쳐 나노전자, 스핀전자, 광전자, 바이오물리 등 4개의 핵심전략 분야에 대해 카벤디쉬측 연구책임자와 국내 연구진 등이 참석하는 공동심포지엄도 개최될 예정이다.
2004.11.08 조회수 22955 -
KAIST, 러플린 총장 취임 .. 과학기술의 '히딩크' 기대
"위기에 몰린 한국의 이공계 교육을 혁신시키고,KAIST를 세계적인 연구중심대 학으로 키워주세요" 한국과학기술원(KAIST)의 로버트 러플린(Robert B.Laughlin.54)총장 체제가 이 같은 과제를 안고 14일 공식 출범했다.
노벨 물리학상 수상자인 러플린 박사가 "이공계 히딩크" 역할을 해주기를 기대 하고 있는 것이다. 러플린 총장은 이날 취임사를 통해 "세계의 연구중심대학들은 동일한 문제를 안 고 있다"며 "여러분의 문제를 풀기 위해서가 아니라 바로 내 자신의 문제를 풀 기 위해 이 곳에 오게 됐다"고 말했다.
노벨 물리학상 수상자인 러플린 총장의 <>어떤 역할을 맡을 것인가=러플린 총 장은 15일 청와대를 예방하고 8월 중순부터 4년 임기의 총장직을 본격 수행하게 된다.
KAIST에서는 러플린 총장이 한국 사정에 익숙하지 않다는 점을 감안,당분간 학 교운영의 상당부분을 부총장에 맡기고 총장은 교육혁신에 주력토록 한다는 방침이다. 러플린 총장은 창의적 교육 및 연구환경 조성,선진 산학협력 프로그램 도입, KAIST 국제화 등에 힘을 쏟을 것으로 예상된다. 우선 창의성을 필요로 하는 기초과학,모험 연구를 적극 지원할 것으로 보인다.
KAIST가 세계적 대학으로 도약하기 위해선 물리 화학을 비롯한 기초과학 분야에 서 독창적이고 획기적인 연구를 수행할 수 있어야하기때문이다.
그는 또 선진 산학협력 프로그램 도입에도 남다른 관심을 보이고 있다. 실리콘밸리의 탄생지인 스탠퍼드대학의 교수 출신답게 효과적인 산학협력 정책 의 필요성을 줄곧 강조해 왔다.
KAIST의 글로벌 역량 강화도 러플린 총장이 중점을 두고 추진할 업무로 꼽힌다. 러플린 총장은 MIT,스탠퍼드 대학과 KAIST 간 교류 프로그램을 도입할 것으로 알려지고 있다.
<>"러플린 효과"기대된다=노벨상 수상자라는 프리미엄을 바탕으로 한 "러플린 효과"는 KAIST 내에서 이미 가시화되고 있다. 대학측에서는 러플린 총장의 취임이 세계적 연구중심대학으로의 도약에 단초 역 할을 할 것으로 기대하고 있다.
화학과 이효철 교수는 "러플린 총장 취임을 계기로 KAIST가 다시 한번 도약할 수 있는 여건이 마련될 수 있을 것으로 본다"며 "최근 세계적 대학 진입을 위해 새롭게 노력하려는 분위기가 교수와 학생들 사이에 확산되고 있다"고 말했다.
KAIST를 포함,이공계에 대한 사회적 홍보 효과도 기대된다. 러플린 교수에 대한 언론보도 이후 과학고에 대한 입학 문의가 눈에 띠게 늘었 다는 게 KAIST 측의 설명이다. 국내 이공계 대학과 산업계,관련 기관들도 러플린 효과를 기대하고 있다.
그가 실리콘밸리의 탄생지인 스탠퍼드대학에 오랫동안 몸담아 있으면서 산학협 력전략에 정통했다는 점에서 산.학.관을 연계한 이공계대학 교육의 혁신사례를 만들어 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
<>앞으로의 과제=과학기술계는 러플린 총장이 이공계 교육을 개혁시키기 위해 선 학계와 정부 등으로 부터 많은 협조와 지원을 받을 수 있어야 한다고 지적하고 있다.
일부에서는 노벨상 수상자라는 타이틀이 오히려 내부 개혁작업에 부담을 줄 수 도 있을 것으로 우려하고 있다. 과학기술계 한 관계자는 "무엇보다도 러플린 총장 자신이 KAIST의 발전을 위 해 "올인"하겠다는 뜻을 가지고 실천해 나가는 게 중요하다"며 "정부와 학계에 서도 그가 제대로 일할 수 있도록 배려해야 할 것"이라고 강조했다.
장원락 기자 wrjang@hankyung.com / 한국경제 2004.7.15자
2004.07.15 조회수 22558