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기체가 저장물질에 흡착되는 과정 관찰
우리 대학 EEWS 대학원 강정구 교수와 오사무 테라사키 공동 연구팀이 2~5 나노미터(10억분의 1m) 크기의 구멍을 갖는 메조다공성 금속유기골격체(metal organic framework, MOF) 안에 기체가 흡착되는 과정을 관찰하는 데 성공했다.
관찰 과정에서 기체들이 각자의 기공에 일정하지 않은 각기 다른 밀도로 흡착된다는 사실을 발견했다. 이는 기존의 학설과 반대되는 개념으로 금속유기골격체에서 기체가 초격자 구조를 형성한다는 사실을 최초로 발견한 것이다.
이번 연구는 국제 과학 학술지 ‘네이처’ 11월 9일자 온라인 판에 게재됐다.
메조다공성 금속유기골격체는 넓은 비표면적을 갖고 있어 수소나 메탄, 이산화탄소 등의 가스 저장에 용이한 저장물질이다. 효율적인 가스 저장을 위해서는 기체가 저장물질에 어떻게 흡착하는지 이해하는 것이 중요하다.
그러나 일반적인 기체 흡착 측정 장비의 경우에는 흡착 거동을 직접적으로 관찰할 수 없다는 한계가 있었다.
문제 해결을 위해 연구팀은 기존에 존재하는 두 개의 장비를 이용했다. 구조적 정보를 얻을 수 있는 X-선 소각산란(small angle X-ray scattering, SAXS) 측정 장비와 기체흡착 측정 장비를 결합했다.
두 장비가 결합된 실시간 기체 흡착 SAXS 시스템을 개발해 메조다공성 금속유기골격체의 결정에 기체가 흡착하는 과정을 실시간으로 관찰했다.
연구팀은 관찰 과정에서 금속유기골격체의 모든 기공에 기체가 균일하게 흡착되지 않고 각자 다른 밀도로 흡착된다는 사실을 발견했다. 그리고 압력이 증가하면서 급격하게 초격자 구조로 변이된 후 서서히 균일하게 분포하는 것 또한 확인했다.
이는 모든 기공에 균일하게 기체가 들어간다는 학설을 뒤집는 발견이다. 이것이 가능했던 이유는 메조다공성 금속유기골격체의 경우 골격이 얇고 기공이 커 다른 구멍의 기체분자끼리도 상호작용하기 때문에 발생하는 현상이다.
따라서 메조다공성 금속유기골격체를 사용한다면 기존 저장물질에 비해 더 적은 용량으로 더 많은 가스를 저장할 수 있는 고효율 저장장치를 개발할 수 있게 된다.
이 기술을 기반으로 새로운 고용량 가스저장 물질의 제작이 가능해짐으로써, 여러 운송수단이나 가스를 사용하는 기계의 성능을 끌어올릴 수 있을 것으로 기대된다.
연구를 주도한 조해성 박사는 “단일 기공 내부의 기체 분자 뿐 아니라 다른 기공의 기체 분자 간 상호작용에 의해 기체의 흡착 메커니즘이 발생함을 새롭게 발견했다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업, 인공광합성사업, BK21PLUS의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 실시간 기체흡착 SAXS 시스템 모식도
그림2. 메조다공성 MOF 결정에 기체가 흡착되는 과정
그림3. 메조다공성 MOF 결정에서 기체분자의 상호작용 모델
2015.11.11
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소장 내 지방 흡수과정의 비밀 밝혀
김 필 한 교수
우리 대학 나노과학기술대학원 김필한 교수와 의과학대학원 고규영 교수 공동 연구팀이 소장에서 지방이 흡수되는 과정의 고해상도 촬영에 성공했다.
이번 연구는 나노과학기술대학원 최기백 박사과정 학생, 의과학대학원 장전엽 박사, 박인태 박사과정 학생이 1저자로 참여했다.
이를 통해 소장의 융모로 흡수된 지방의 전달 통로인 암죽관의 수축현상을 최초로 발견했다.
이번 연구결과는 의생명과학 분야 국제 학술지인 ‘임상연구(The Journal of Clinical Investigation, Impact Factor 13.261)’ 10월 5일자 온라인판에 게재됐다. 또한 11월에는 이달의 주목할 만한 연구로 ‘JCI This month’에도 소개될 예정이다. (논문명 : Intravital imaging of intestinal lacteals unveils lipid drainage through contractility)
소장은 영양분을 흡수하는 기관이다. 소장의 관찰을 위해 많은 학자들이 노력했지만 소장은 항상 쉬지 않고 움직이기 때문에 고해상도 촬영에 한계가 있었다.
연구팀은 자체 개발한 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과 소장 의 상태를 보존하고 내벽을 고정할 수 있는 영상 챔버를 이용해 동물 모델의 소장 내벽에서 지방산이 흡수되는 과정을 촬영했다.
이 과정에서 지방의 흡수 통로인 암죽관이 일정 주기로 수축 및 이완하는 현상을 발견했다. 또한 암죽관의 수축 정도가 소장에서의 지방산 흡수 속도에 영향을 미치는 것을 발견했다.
연구팀은 이 암죽관의 움직임이 융모 내부에 다량 존재하는 민무늬근세포에 의해 발생하고, 이는 체내에 분포된 자율신경계를 통해 조절됨을 밝혔다.
이번 연구를 통해 개발된 최첨단 고해상도 생체영상기술로 소장 내 다양한 물질 흡수 과정의 실시간 모니터링이 가능해질 것으로 예상된다.
또한 이 기술은 신약개발 과정에서 지용성 약물이 소장 내 암죽관으로 흡수되게 해 간 독성을 최소화하는 새로운 약물전달 방법 확립에 기여할 것으로 기대된다.
김 교수는 “우리가 섭취하는 다량의 지용성 영양소가 체내로 흡수되는 과정에서 자율신경계로 조절되는 융모 내부의 암죽관 제어 메커니즘이 존재함을 새롭게 밝혀냈다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프론티어사업 및 신기술융합형 성장동력사업의 지원을 받아 수행됐다.
그림 설명
그림1. 소장 내벽에 존재하는 융모에서 지방산이 흡수되는 과정을 광학현미경으로 영상화하는 과정 모식도
그림2. 소장 융모에서 지방산(적색)이 암죽관(녹색)을 통해 흡수되는 과정
그림3. 암죽관(녹색)의 반복적인 이완과 수축 운동. 0초, 2.7초에 이완. 1.6초, 4초에 암죽관의 수축
2015.10.14
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KAIST - 오버츄어 테크놀로지 모바일 보안 협력 MOU
우리 대학과 프랑스의 보안업체 오버츄어 테크놀로지(Oberthur Technologies)가 18일 프랑스 현지에서 전산학부 김광조 교수, 오버츄어 테크놀로지의 CTO Marc Bertin 등 양 기관 관계자 참석 하에 모바일 보안 관련 공동 연구에 대한 양해 각서를 체결했다.
우리 대학은 이번 체결을 통해 모바일 보안 관련 분야의 실용적인 국제 공동 연구 추진, 대학원생들의 인턴십 참여 등 다양한 기회가 확대될 것으로 예상된다.
오버츄어 테크놀로지는 세계적 모바일 보안 기업으로 지난 7월 아시아에서 4번째로 서울에 한국 OT 연구 센터를 설립했다. 이를 통해 세계적으로 경쟁력을 갖춘 국내 스마트 폰 제작 기업과 모바일 보안 제품 관련 공동 개발을 추진 중이다.
한편 2016년 한불 수교 130주년을 기념해 프랑스는 올해를 한국의 해로 지정해 과학, 문화, 예술 등 다방면에서 양국 간 활발한 상호 교류에 힘쓰고 있다.
2015.09.22
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KAIST, 하계 다보스포럼에 국내 대학 중 유일하게 초청받아
우리 대학이 오는 9~11일 중국 다롄 국제컨퍼런스센터(ICC)에서 열리는 세계경제포럼 하계대회(일명 하계 다보스포럼)에 국내 대학 가운데 유일하게 초청받았다.
하계 다보스포럼(정식명칭 : 새로운 챔피언들의 연차총회)은 중국이 스위스 다보스포럼처럼 세계 경제와 글로벌 이슈를 주도하기 위해 2007년부터 매년 중국에서 개최하는 국제회의이다.
‘성장을 위한 새로운 항로 작성’을 주제로 열리는 올해 포럼에는 90개국 1천500여 명의 정 ‧ 관 ‧ 학계 인사들이 참여해 글로벌 혁신 이슈와 과학기술을 주제로 다양한 세션에서 발표와 토론을 진행한다.
KAIST는 이번 포럼에서 전 세계 리더들에게 최신 연구동향을 소개하고 함께 토론하는 자리인 ‘아이디어스랩(IdeasLab)’을 국내 대학 가운데 유일하게 4회 째 운영한다.
‘바이오 소재 vs 나노 소재’를 주제로 열리는 이번 세션은 ‘차세대 산업혁명을 이끌 소재는 무엇이 될 것인가’를 두고 발표와 토론이 진행된다.
회의는 미국 프린스턴대학교 린 루(Lynn Loo) 교수가 사회자로 나서‘토론 랩(Debate Lab)’이라는 새로운 방식으로 진행되며 청중들은 토론 전후에 걸쳐 이슈에 대한 투표도 진행한다.
먼저 세션 위원장을 맡은 강성모 KAIST 총장이 KAIST 현황과 아이디어스랩을 소개하고 이어 사회자가 바이오 소재와 나노 소재의 토론자와 토론 규칙을 설명한다.
‘바이오 소재’분야 토론자로 이상엽 생명화학공학과 특훈교수와 이해신 화학과 교수가 참가해‘생물을 해킹해 플라스틱을 만든다’와 ‘의료용 생체적합성 물질’을 주제로 각각 발표한다.
이어 ‘나노 소재’ 토론자로 정희태 생명화학공학과 석좌교수와 조은애 신소재공학과 교수가 나와 ‘자기조립 나노 물질’과 ‘수소연료를 위한 나노 리파이너리’를 주제로 각각 발표한다.
발표에 이어 세션 참가자들과 발표자들은 ‘바이오 물질과 나노 물질 중 어느 것이 차세대 산업혁명을 이끌 것인가’를 주제로 토론도 진행한다.
이밖에 강성모 KAIST 총장은 글로벌대학리더스포럼(GULF)이 주관하는 ‘산학협력’세션의 토론 리더로도 참여해 구오핑(Guo Ping) 중국 화웨이 부회장, 쟝 뤽 로윈스키(Jean-Luc Lowinski) 사노피 차이나(Sanofi China) 수석 부회장과 함께 산학협력에 관해 토론한다.
강 총장은 현재 세계경제포럼의 GULF 멤버이면서 전자공학의 미래에 관한 글로벌 아젠다 카운슬 의장도 맡고 있다.
강 총장은 “KAIST는 하계 다보스포럼의 초청으로 4회 째 아이디어스랩을 주관한다”며 “KAIST의 혁신적 연구성과가 세계적 수준으로 평가받고 있어 자랑스럽다”라고 밝혔다. 끝.
2015.09.08
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3개 공공병원과 국가 재난의료 연구협력 협약
최근 발생한 메르스 사태는 감염병 치료제 및 백신개발을 위한 기초 의료연구와 체계적인 방역관리 시스템 구축이 얼마나 중요한지를 일깨워줬다.
특히 방역관리는 전 국민이 대상인 경우가 많아서 매우 복잡하고 광범위한 특성을 보인다. 따라서 보건 분야 전문가와 함께 다양한 배경을 가진 전문가가 그 시스템에 참여하는 융합적 접근이 요구된다.
이러한 재난의료 시스템을 구축하고 기초 의료연구를 위해 KAIST와 3개 공공병원이 나섰다.
우리 대학은 27일 오전 11시 서울 메리어트 호텔에서 경찰병원, 분당 서울대병원, 국군수도병원과 함께 ‘공공의료기반 재난의료 연구협력’을 위한 양해각서를 체결했다.
이날 행사에는 강성모 KAIST 총장, 이홍순 경찰병원장, 이명철 국군수도병원장, 한호성 분당서울대병원 부원장, 김준명 前 대한의료관련감염관리학회장 등 20여 명이 참석했다.
이번 협약에 따라 4개 기관은 △ 국가 재난의료 연구센터 설립 지원 △ 국가 재난 의료 관련 연구 및 교육 △ 개발도상국 재난의료 시스템 구축 지원 등의 분야에서 협력하기로 했다.
4개 기관은 협력사항에 대한 구체적이고 지속적인 이행을 위해 최고운영위원회와 실무협력위원회를 구성해 추가적인 의제 발굴을 논의하고 교류협력을 강화해 나갈 계획이다.
강성모 총장은 “최근 메르스 사태는 우리사회가 전염병 등 생화학적 재난에 매우 취약하다는 것을 보여줬다”며 “이번 협약은 사회적 의료재난을 연구하는 시발점이 될 것”이라고 말했다.끝.
2015.07.27
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유경식 교수,‘ IT 젊은 공학자상 ’수상
유 경 식 교수
우리 대학 전기 및 전자공학부 유경식 교수가 미국전기전자학회(IEEE)와 대한전자공학회(IEIE)가 공동 주관하고 해동과학문화재단이 후원하는 ‘IT 젊은 공학자상’ 수상자로 선정됐다.
시상식은 22일 오후 6시 30분 제주 라마다 호텔에서 개최된다.
IT 젊은 공학자상은 기술적 실용성, 사회 및 환경 공헌도, 창의성 등에서 우수한 성과를 낸 과학자에게 주어진다. 미국전기전자학회와 공동 상(Joint Award)을 설립한 국가로는 칠레, 에콰도르, 페루, 싱가포르, 이탈리아 등이 있다.
유 교수는 KAIST 교수로 재직하며 광전자 소자의 소형화와 집적화를 통한 정보통신, 에너지 및 영상 획득 분야에서 연구를 수행했다. 100여 편의 국제학술지와 학술대회 논문을 발표해 약 2,200회 이상 인용되는 등 관련 학문 및 기술발전에 기여한 공을 인정받았다.
유 교수는 “부족한 점이 많아 기쁘기보다는 부담스러운 마음이 더 크다”며 “UN이 지정한 ‘세계 빛의 해’의 취지에 맞게 광전자 관련 학문 및 기술 발전을 위해 힘쓰겠다”고 말했다.
2015.06.18
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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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KAIST-체코 철도연구원, 녹색교통 협력 MOU
우리 대학과 체코 철도연구원은 25일 오전(한국시간) 체코 철도연구원 회의실에서 조동호 조천식녹색교통대학원장, 안토닉 블라젝 체코 철도연구원장 등 양 기관 관계자 10여 명이 참석한 가운데‘녹색교통 분야 학술 및 연구 협력'에 관한 양해각서를 체결했다.
이번 협약을 계기로 두 기관은 녹색교통 분야에서 △ 공동연구 프로그램 개발 및 시행 △ 연구 결과물의 공동 출판 △ 교원, 학생, 연구원 교환 프로그램 운영 △ 과학기술 성과물, 주요 과학기술 행사의 정보교류 등에서 협력을 강화하기로 했다.
협약식 다음날에는 조동호 조천식녹색교통대학원장이 체코 철도연구원 소속 연구원들과 ‘미래 녹색교통에 대한 최근 연구개발 동향’을 주제로 세미나를 열고 ‘무선전력전송 기술을 적용한 초고속 열차 개발’을 주제로 발표도 진행했다.
1950년 설립된 체코 철도연구원(The Railway Research Institute, Czech Republic)은 철도시스템 및 철도 운송에 대한 평가, 시험, 컨설팅 등의 분야에 전문적인 서비스와 포괄적인 솔루션을 제공하는 철도 전문기관이다. 끝.
2015.05.25
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국제 해킹대회 세콘(SECCON CTF 2014) 최종 우승
우리 대학 화이트해커 팀 ‘토플비기너(TOEFL Beginner)’가 국제해킹대회인 세콘 (SECCON CTF 2014)에서 최종 우승했다.
토플비기너 팀은 정보보호대학원 김용대 교수 연구실의 전산학과 윤인수 학생, 정보보호대학원 김은수 학생과 정보통신기술 보안업체 라온시큐어의 이종호, 이정훈 연구원으로 구성됐다.
토플비기너 팀이 우승한 세콘 대회는 20년 이상의 역사를 가진 깃발 뺏기(CTF) 방식의 국제해킹대회로, 도쿄에서 지난 7일에 개최해 이틀간 진행됐다.
이번 대회는 총 4,186명이 참여해 24개 팀이 본선에 진출했고, 토플비기너팀은 4506점을 차지해 HITCON(대만)팀의 3112점과 PPP(미국)팀의 2848점을 제치고 우승을 차지했다.
이로써 토플비기너 팀은 올해 열리는 최고 권위의 국제해킹대회 2015 데프콘 본선 참가자격을 획득했다.
학생들을 지도한 김용대 교수는 “세계 각국과 경쟁해 좋은 성적을 거뒀다는 점이 뜻 깊은 결과”라며 “수상을 계기로 KAIST가 정보보안의 우수성을 갖추는 데 노력할 것”이라고 말했다.
2015.02.16
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KAIST 학생봉사단, 캄보디아서 교육 봉사 활동
우리대학 학부 재학생 15명과 인솔직원 1명으로 구성된 KAIST 드림트리 캄보디아 해외봉사단이 1월 24일부터 2월 3일까지 캄보디아 프놈펜에 위치한 호산나학교에서 교육 봉사활동을 진행한다.
이번 해외 봉사활동은 재학생들의 나눔 문화 확산과 봉사하는 마음을 함양하기 위해 ‘KAIST 학생 봉사단’이 처음부터 기획해 자체적으로 운영하는 프로그램이다.
해외봉사단은 호산나학교 학생 150여명을 대상으로 ▲물리 ․ 화학 ․ 생물 등 전공연계 과학교육 프로그램 운영 ▲한국어 ․ 태권도 ․ 미술 ․ 합주 등 예체능 교육 ▲뮤지컬 ․ K-POP 등 문화공연 ▲벽화그리기 ․ 학교 화단 꾸미기 등 노력봉사 등을 진행한다.
강성모 총장은 “이번 교육봉사를 통해 캄보디아 학생들이 과학에 대한 흥미와 적성을 스스로 발견할 수 있는 계기가 되기를 바란다”라고 말했다.
발대식은 지난 19일 오후 KAIST 영빈관에서 강성모 총장, 주요보직자, 학생 봉사단원 등 20여명이 참석한 가운데 열렸다. 끝.
2015.01.26
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올해의 KAIST인상에 김은준교수
우리 학교는 2014년 ‘올해의 KAIST인 상’에 생명과학과 김은준 석좌교수를 선정하고 5일 오전 10시 교내 대강당에서 개최된 2015년도 시무식에서 시상했다.
올해의 KAIST인 상은 한 해 동안 국내외에서 KAIST의 발전을 위해 노력하고 교육과 연구 실적이 탁월한 인물을 우대하기 위해 지난 2001년 제정됐으며 올해 14회째를 맞이했다.
이번에 상을 받게 된 김 교수는 지난 1995년 하버드 의대에서 박사 후 과정을 하면서 신경세포를 연결하는 시냅스가 만들어지는 원리를 세계 최초로 규명해 네이처에 발표했다.
2011년에는 ADHD(주의력결핍 과잉행동장애)가 뇌의 신경 시냅스인 단백질(GIT1)이 부족해 발생한다는 사실을 밝혀내는 등 시냅스 단백질과 뇌질환의 관련성 연구결과로 향후 치료제 개발에 중요한 전기를 마련한 업적을 인정받았다.
김 교수는 “연구결과가 발표될 때마다 자폐증이나 ADHD를 앓고 있는 자녀를 둔 부모들로부터 치료제 개발이나 최신 연구동향에 대한 문의를 많이 받는다”며 “과학자로서 연구업적이나 명예보다는 고통 받는 이들에게 궁극적으로 조금이나마 도움이 되는 기초연구를 하고 싶다”고 수상소감을 밝혔다.
2015.01.05
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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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