%ED%99%8D%EC%A0%95%EC%9A%B1
-
감염병과 기후변화의 시대에 대응하는 도시재난 과학기술 포럼 개최
우리 대학 재난과학기술연구소(소장 홍정욱)가 지난 6일 '감염병과 기후변화의 시대에 대응하는 도시재난 과학기술 포럼'을 개최했다.
지난 2019년 말부터 코로나19의 창궐로 전 세계가 고통을 겪고 있으며, 이와 더불어 기후변화 가져온 여러 재난을 경험하고 있다. 또한, 대한민국의 기반 시설 및 확장된 도시의 노후화가 진행되고 있어 앞으로 발생할 수 있는 재난의 다양성과 그 위험도를 높이고 있다.
재난 연구는 국가의 안전을 지키고 정치, 경제, 사회 전반의 지속가능한 발전에 영향을 미치는 필수 연구다. 특히, 재난 자체에 관한 연구뿐만 아니라, 인문학적인 접근 및 재난으로 인한 트라우마를 진단하고 치유하는 기술 개발도 요구되고 있다. 이와 함께, 인공지능·메타버스·첨단의학을 이용한 재난 관련 연구가 어우러져 새로운 차원으로의 도약이 필요한 시점이다. 지난 6일 열린 포럼에는 국가의 재난 연구 방향성을 재정립하고 선도적인 연구를 수행하기 위해 국내 감염병과 기후변화 분야의 재난연구 전문가들이 초청돼 이광형 KAIST 총장, 이종설 국립재난안전연구원 원장, 이상엽 KAIST 연구부총장이 축사를 전했다.백종우 경희대 의대 교수가 '재난과 정신건강'을 주제로 발제를 맡아 재난에 의한 트라우마 분석 결과와 IT를 활용한 치료 방법 및 재난서비스의 필요성에 관해 강연했다. 이어, 김형준 KAIST 문술미래전략 대학원 교수가 지구 규모에서의 기후변화 예측 시뮬레이션 결과와 활용 방안에 관해 '기후위기와 Meta-Earth 기술'을 제목으로 발제했다.
마지막 발제자로는 LH토지주택연구원 이삼수 연구위원이 '쇠퇴지역 도시공간 위험성 분석 및 도시회복력 향상을 위한 기술 개발' 과제의 수행 결과를 바탕으로 기후변화가 도시재난에 미치는 영향과 분석 결과를 공유했다.
이후, KAIST 재난과학기술연구소 자문위원들의 토론이 진행됐다. 자문위원들은 재난대응과 관련 연구가 다부처가 통합된 지원 시스템 아래에서 장기적인 안목을 가지고 일관성 있게 수행되어야 한다는 데 의견을 모았다. 또한, 사후 대책 위주의 대응보다는 선제적인 예측 및 예방에 주안점을 두어야 한다는 점에도 공감대를 형성했다. 또한, 이날 포럼에서는 KAIST 재난과학기술연구소의 운영위원과 참여교수의 연구 활동도 소개됐다. 포럼을 총괄한 홍정욱 재난과학기술연구소장은 "대한민국 인구의 90%가 도시에서 생활하고 있으며, 감염병과 기후변화 그리고 자연재난 및 사회재난이 대한민국의 도시에 거주하는 모든 국민들의 건강과 생활에 막대한 영향을 미치고 있다"라고 설명했다. 이어, "특히 최근에는 감염병과 수해, 화재 등의 자연 재난뿐만 아니라 이태원 사고 등과 같은 사회적 재난으로 우려가 큰 상황에서 연구자들이 국민의 생활과 정신건강에 기여할 수 있는 연구를 수행하기 위한 새로운 비전을 공유한 자리였다"라고 소감을 밝혔다.
[KAIST 재난과학기술연구소 운영위원 및 참여교수 연구 활동]
▴홍정욱 건설및환경공학과 교수- 화재위험요인 자동탐지 기술 및 노후 조적벽체 내진성능 평가기술
▴강석태 건설및환경공학과 교수- 광기반 수처리 시스템 및 인공물나무 개발
▴김유천 생명화학공학과 교수- 전염병 예방용 마이크로니들 백신 개발
▴노준용 문화과학기술대학원 교수- Character motion과 Immersive content creation
▴윤윤진 건설및환경공학과 교수- Safety risk assessment와 Vulnerability assessment of air network
▴이승래 건설및환경공학과 교수- 사면재해 분석 및 방재시스템 개발과 고준위핵폐기물 완충재 개발
▴임리사 건설및환경공학과 교수- 도시재난과 건축디자인에 대한 연구와 감염병, 의료시설디자인, 정신건강에 관한 연구
▴정형조 건설및환경공학과 교수- 지진/태풍 재난 방재 기술과 건설현장 스마트 안전관제 시스템 개발
▴주진현 건설및환경공학과 교수- 전산기법 활용 지반 거동 모델링과 산사태 디지털트윈 개발
▴최지환 항공우주공학과 교수- Satellite communications와 Aerial/space data processing
2022.12.14 조회수 3031 -
빛 투과율 조절하는 능동형 광학 필름 개발
우리 대학 연구진이 기존 창호시스템을 교체하지 않고서도 투과율을 큰 폭으로 자유롭게 조절할 수 있는 에너지 절감형 스마트 윈도우 등으로 활용이 가능한 새로운 광학 필름 제작 기술을 개발했다.
우리 대학 신소재공학과 전석우 교수와 건설및환경공학과 홍정욱 교수·신소재공학과 신종화 교수 공동연구팀이 3차원 나노 복합체를 이용, 에너지의 효율적인 신축변형을 통해 세계 최고 수준의 가시광 투과율 조절이 가능한 능동형 광학 필름을 개발하는데 성공했다고 14일 밝혔다.
전석우 교수와 홍정욱 교수가 교신 저자로, 조동휘 박사과정 학생과 신라대학교 심영석 교수가 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 재료 분야의 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 4월 26일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: High-Contrast Optical Modulation from Strain-Induced Nanogaps at Three-Dimensional Heterogeneous Interfaces)
해당 연구진들은 정렬된 3차원 나노 네트워크에 기반한 신축성 나노 복합체를 이용해, 가시광 투과율을 최대 90%에서 16%까지 조절 가능한 넓은 면적의 광학 필름 제작에 필요한 원천 기술을 확보했다. 약 74%의 범위를 갖는 이는 평균적으로 46%의 범위를 가졌던 기존 2차원 필름의 수준을 훨씬 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술이다.
최근 제로 에너지 빌딩, 스마트 윈도우, 사생활 보호 등 에너지 저감/감성 혁신 응용에 대한 관심이 급증함에 따라, 능동형 광학 변조 기술이 주목받고 있다. 기존 외부 자극 (전기/열/빛 등)을 이용한 능동형 광학 변조 기술은 느린 반응속도와 불필요한 색 변화를 동반하고 낮은 안정성 등의 이유로 선글라스, 쇼케이스, 광고 등 매우 제한적인 분야에 적용돼왔기 때문에 현재 새로운 형태의 광학 변조 기술 개발이 활발히 진행 중이다.
에너지 효율적인 신축 변형을 이용한 광학 변조 기술은 비교적 간단한 구동 원리와 낮은 에너지 소비로 효율적으로 투과율을 제어할 수 있는 장점을 지녀 그동안 학계 및 관련 업계에서 집중적인 관심을 받아왔다. 그러나 기존 연구에서 보고된 광 산란 제어를 유도하는 구조는 대부분 광학 밀도가 낮은 2차원 표면 구조에 기반하기 때문에 좁은 투과율 변화 범위를 갖고, 물 등 외부 매질과 인접할 때 광학 변조기능을 잃는 문제를 가지고 있다. 특히, 비 정렬 구조에 바탕을 두고 있어 광학 변조 특성이 균일하지 못해서 넓은 면적으로 만들기도 힘들다.
연구팀은 정렬된 3차원 나노구조 제작에 효과적인 근접장 나노패터닝 (PnP, Proximity-field nanopatterning) 기술과 산화물 증착(증기를 표면에 얇은 막으로 입힘)을 정교하게 제어할 수 있는 원자층 증착법 (ALD, Atomic layer deposition)을 이용했다. 이에 주기적인 3차원 나노쉘 (nanoshell) 구조의 알루미나 (alumina)가 탄성중합체에 삽입된 신축성 3차원 나노복합체 필름을 현존하는 광학 변조 필름 중 가장 큰 면적인 3인치×3인치 크기로 제작하는 데 성공했다.
광학 필름을 약 60% 범위에서 당겨 늘리는 경우, 산화물과 탄성중합체의 경계면에서 발생하는 수없이 많고 작은 구멍에서 빛의 산란 현상이 발생하는데 연구진은 이를 이용해 세계 최고 수준의 가시광 투과율 조절 범위인 약 74%를 달성했다. 동시에 10,000회에 걸친 반복적인 구동 시험과 굽힘과 뒤틀림 등 거친 변형, 70℃ 이내 고온 환경에서의 구동, 물속에서의 구동 특성 등을 확인한 결과 높은 내구성과 안정성을 확인했다. 이와 함께 재료역학적‧광학적 이론 해석을 바탕으로 경계면에서 발생하는 광 산란 현상 메커니즘도 규명하는 데 성공했다.
전 교수 공동연구팀이 개발한 이 기술은 기존 창호 시스템 교체 없이도, 간단한 얇은 필름 형태로 유리 표면에 부착함으로써 투과율 조절이 가능한 에너지 절감형 스마트 윈도우로 활용이 가능하다. 이 밖에 두루마리 타입의 빔프로젝터 스크린 응용 등 감성 혁신적인 폭넓은 응용이 가능할 것으로 기대된다.
이번 연구는 한국연구재단 원천기술개발사업의 다부처 공동사업과 글로벌 프론티어 사업, 그리고 이공분야기초개발사업의 지원을 통해 수행됐다.
2020.05.14 조회수 15073