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교육/과학

우리 기술로 만든 해양·환경관측 위성 '천리안 2B호' 발사 성공
국내 기술로 개발한 정지궤도 해양·환경 위성 '천리안 2B호'가 19일 오전 7시 18분(현지시간 18일 오후 7시 18분) 남아메리카 프랑스령 기아나의 기아나 우주센터에서 성공적으로 발사됐다. 성공률 98.6%를 자랑하는 아리안-5 ECA 발사체는 해양·환경관측 위성 '천리안 2B호'를 탑재하고, 예고했던 시간과 한 치의 오차 없이 우주로 나갔다. 발사 뒤 3분 정도가 지나 위성을 보호하는 덮개인 페어링이 분리됐으며 약 25분 뒤 전이궤도에 진입했다. 전이궤도는 지구와 가깝게는 251㎞, 멀게는 3만5천822㎞인 지점을 잇는 타원궤도다. 발사 약 31분 뒤에는 발사체에서 위성이 분리됐으며 이로부터 약 8분이 흐른 뒤 호주 야사라가 추적소와 첫 교신을 했다. 위성은 발사 후 1시간이 지나면 태양을 향해 태양전지판을 펼치게 된다. 발사 뒤 한달 뒤에는 목표 정지궤도에 자리를 잡게 된다. 최재동 한국항공우주연구원 정지궤도복합위성사업단장은 "첫 교신은 발사 성공을 판가름하는 첫 번째 관문"이라며 "첫 교신과 발사 1시간 뒤로 예상되는 태양전지판 전개가 성공적으로 이뤄지면 위성이 정상적으로 작동한다는 사실을 확인할 수 있다"고 말했다. 천리안 2B호는 이후 각종 시험을 거쳐 10월 이후 해양 관측 데이터를 제공하고 내년부터는 환경 정보를 지상으로 보낼 예정이다. 이 위성은 앞으로 10년간 한반도 주변의 해양·환경을 관측하는 임무를 수행하게 된다. 연합뉴스
2020.02.19
문제일 교수팀, 자폐증 등 신경발달장애 조기진단 가능성 규명
자폐증과 같은 신경발달장애에 동반되는 감각 과민증의 원인이 밝혀졌다. 향후 신경발달장애 및 암질환과 동반된 감각이상증세의 조기 진단과 항암제 부작용 개선에도 큰 도움이 될 전망이다. DGIST(총장 국양)는 뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀이 정상적인 감각신경 형성을 위한 저해성 개재세포(inhibitory neuron)의 초기 발생 시에 관여하는 유전자인 'Abl1'의 중요한 메커니즘을 밝혔다. 뇌의 발달 과정에서 인지 및 언어 신경회로보다 먼저 형성되는 감각 신경회로는 생후 1년 동안 폭발적으로 형성된다. 발달 과정 중 유전적, 환경적 결함으로 인해 저해성 신경회로의 형성이 제대로 이뤄지지 않으면 인지 장애와 감각 이상을 동반한 자폐증을 초래한다. 그간 자폐증 치료를 위한 연구는 인지 장애와 관련된 저해성 개제세포의 비정상적인 발달에 집중했으나, 이보다 먼저 발병되는 감각 이상에 대한 구체적인 원인 및 메커니즘은 연구가 미진했다.이에 연구팀은 'Abl1' 유전자가 쥐의 후각 망울 내의 저해성 개재뉴런의 초기 발달 시기에 폭발적으로 발현 및 활성화됨을 최초로 발견했고, 렌티바이러스(lenti-virus)를 이용해 Abl1의 발현과 활성을 저해하면 저해성 개재세포들이 자신들의 세포층으로 정확하게 도달하지 못하는 구조적 결함이 발생함을 발견했다.자폐증 유발 후보 유전자로 지목된 'Abl1'은 원래 암 유발유전자로도 잘 알려져 있다. 뇌 발달이 왕성한 2~9세 시기의 만성골수성 백혈병 환자들이 Abl1 활성 저해제인 표적항암제 글리벡(Gleevec, Imatinib)을 복용 시 60% 이상의 환자가 환취와 같은 감각이상 부작용을 보이는 점에 착안해, Abl1 발현 및 활성 저해가 글리벡 복용의 부작용처럼 쥐의 후각 감도를 비이상적으로 증가시킴을 확인한 것이다. 또 단백질체학(proteomics)을 이용해, Abl1이 뇌의 구조발달에 주요한 역할을 하는 운동성 단백질인 더블코르틴(doublecortin, Dcx)을 일시적으로 인산화하는 것을 발견했다. 이는 Abl1이 미세소관의 역동성을 조절하며, Abl1과 Dcx 간의 새로운 신호전달체계를 제시했다. DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수는 "아직까지 명확히 밝혀지지 않은 신경발달장애 혹은 암 질환에서 나타나는 감각 과민증의 기전을 이해하는데 중요한 단서를 찾았다. 이를 바탕으로 다른 감각이상 질환을 극복하는 후속연구가 진행되길 희망한다"고 밝혔다. 이번 연구 결과는 DGIST 뇌·인지과학전공 김재연 박사과정 학생이 제1저자로 참여했고, 세계적인 국제학술지 '셀 리포트(Cell Reports)' 온라인판에 지난 7일 게재됐다. 아울러 한국연구재단의 '바이오·의료기술개발사업'과 한국뇌연구원의 '허브-스포크 기반 융합 뇌연구 사업'의 지원을 받아 수행됐다.박종문기자 kpjm@yeongnam.com?저해성 개재세포 (inhibitory neuron)=뇌와 척수를 구성하며, 감각 뉴런과 운동 뉴런 사이에서 자극과 흥분을 중계하는 역할을 하는 신경세포의 일종.?렌티바이러스(lenti-virus)=RNA 바이러스인 레트로바이러스(Retrovirus)의 일종으로, Vector로써 연구하고자 하는 타겟유전자를 원하는 모든 세포나 조직에서 발현시키거나 억제 등에 이용.?단백질체학(proteomics)=유전자의 명령으로 만들어진 단백질체를 대상으로 유전자의 기능, 단백질의 기능 이상 등을 찾아내고, 질병을 추적하는 분석기술.자폐증 등 신경발달장애의 조기 진단 가능성을 규명한 DGIST뇌.인지과학전공 문제일 교수(왼쪽)와 제1저자 김재연 박사과정생이 연구실에서 포즈를 취하고 있다.후각망울의 저해성 신경세포 초기 발달과정에서 Abl1의 역할 모식도.
2020.01.30
포스텍 연구팀, 공장 굴뚝 이산화탄소 줄이는 촉매 개발
【포항】공장 굴뚝에서 배출되는 이산화탄소 배출량을 현장에서 바로 줄일 수 있는 촉매제를 국내 연구진이 개발했다.포스텍은 28일 화학공학과 김원배 교수, 통합과정 박성민씨 연구팀이 황화수소가 포함된 이산화탄소에서 효율적인 환원이 가능한 고체산화물 전해전지용 전극 촉매 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구는 재료 분야에서 권위 있는 영국 왕립화학회의 국제 학술지인 ‘재료화학A 학술지(Journal of Materials Chemistry A)’표지 논문으로 실렸다.지금까지 이산화탄소를 분해하기 위해서는 고체산화물 연료전지의 역반응을 이용한 전해 전지를 주로 사용했다. 고체산화물 전해전지를 이용한 전기분해는 물과 이산화탄소를 수소와 일산화탄소로 변환할 수 있으며, 추가적인 공정 없이 바로 합성가스를 만들 수 있는 장점이 있다.하지만 발전소나 제철소 등 산업 현장에서 배출되는 이산화탄소를 처리하기 위해서는 배출가스에 포함된 황화수소 등 불순물에 대한 내성이 필요하며, 기존 고체 산화물 전해 전지의 연료극으로 주로 사용된 니켈 기반의 소재는 황화수소에 매우 취약했다.연구팀은 금속 나노입자가 층상구조 페로브스카이트 소재 표면에 자발적으로 형성되는 용출(exsolution) 현상에 착안했다. 용출 현상은 금속 혼합물 따위를 가열하면 그 성분이 분리되는 현상을 말한다. 페로브스카이트 소재가 니켈 등 금속 기반 소재보다 성능이 낮지만, 황화수소에 내성이 강하다는 특성을 이용한 것이다. 고체산화물 전해전지가 작동하면 표면에 형성된 코발트-니켈 합금 나노입자 촉매가 이산화탄소 전기분해 반응을 촉진해 페로브스카이트의 낮은 성능 문제를 극복했다고 연구팀은 설명했다. 또한 층상구조 페로브스카이트는 황화수소가 표면에 흡착 및 반응하는 것도 억제해 전극의 안정성을 높여준다고 덧붙였다. 이렇게 개발된 소재를 사용한 고체 산화물 전해 전지는 하루에 1㎠ 면적당 이산화탄소 약 7.1ℓ를 전기 분해해 일산화탄소를 생산할 수 있다. 황화수소가 포함된 이산화탄소에서도 90시간 동안 탄소 침적과 열화 없이 안정된 전기분해 성능을 나타냈다.김원배 교수는 “층상구조 페로브스카이트 표면에 자발적으로 형성된 코발트-니켈 합금 나노입자 촉매를 통해 기존보다 전기분해 성능을 향상시켰다”며 “이 기술이 상용화된다면 발전소나 제철소 등 실제 산업 현장에서 배출되는 황화수소가 포함된 배기가스 내 이산화탄소를 직접 처리하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.김기태기자 ktk@yeongnam.com김원배 교수황화합물이 포함된 이산화탄소 전기분해를 위한 고체산화물 전해전지(SOEC) 적용 개념도
2020.01.28
김철홍 포스텍 교수, 세계 최대 규모 ‘의학생명공학회’저명 연구자 선정
포스텍은 22일 김철홍 창의IT융합공학과 교수가 미국 전기전자공학회(IEEE) 산하 의학생명공학회(EMBS)가 선정하는 저명 연구자(Distinguished Lecturer)로 뽑혔다고 밝혔다.IEEE EMBS는 1960년에 제정된 세계 최대 규모의 의학생명공학회다. 의학생명공학 분야의 연구를 선도하며, 탁월한 연구 성과를 보이고 있는 세계 석학들을 저명 연구자로 선정한다. 전 세계를 순회하며 IEEE가 주관하는 국제학술대회와 전 세계 대학, 연구 기관에서 초청 강연을 하도록 후원하고 있다. 이번에 저명 연구자로 선정된 김 교수는 광활성 원자간력 현미경에서 광음향·초음파 의료 영상 기술을 개발하는 한편, 학술적인 성과에 그치지 않고 임상학에 응용한 공로를 인정받았다.한편, 김 교수는 2017년 박사학위를 받은 지 10년 미만의 연구자 중에서 의학생명 공학 분야 발전에 공헌한 개인에게 수여하는 IEEE EMBS ‘젊은 과학자상’을 우리나라 대학 최초로 수상한 바 있다.포항=김기태기자 ktk@yeongnam.com김철홍 포스텍 교수
2020.01.22
한미연구팀, 빛으로 당뇨 진단과 망막증 치료 기술 개발
【포항】 빛으로 당뇨를 진단하고 당뇨 망막질환을 치료할 수 있는 기술이 학계에 보고됐다. 포스텍은 9일 한세광 교수(신소재공학과)와 통합과정 이건희씨가 참여한 한미 연구팀이 당뇨 진단과 당뇨성 망막질환 치료가 가능한 스마트 포토닉 콘택트렌즈와 웨어러블 의료기기를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구에는 미국 스탠퍼드대 제난 바오 교수 연구그룹과 스탠퍼드 의과대학이 함께했다. 연구팀은 각막과 눈꺼풀 안쪽에 있는 혈관의 당 농도를 근적외선 빛으로 실시간 분석할 수 있는 초소형 발광다이오드와 광검출기가 장착된 스마트 콘택트렌즈를 개발했다. 초소형 발광다이오드가 장착된 스마트 콘택트렌즈를 당뇨성 망막질환이 있는 동물모델에 한 달간 착용시키고 빛을 조사한 결과, 망막 신생혈관 생성이 줄어드는 것을 확인했다. 스마트 LED 콘택트렌즈가 당뇨성 망막증 치료에 적용 가능하다는 것을 검증한 것이다. 또한 스마트 LED 콘택트렌즈를 당뇨환자가 착용하면 혈당이 실시간으로 모니터링될 뿐만 아니라 당뇨 합병증에 의한 망막증 치료도 가능하다는 게 연구진의 설명이다. 한세광 교수는 "빛으로 당뇨를 진단하고 당뇨 망막증을 치료할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 세계 최초로 개발했다"면서 "스탠퍼드 의과대학과 글로벌 공동연구를 통해 스마트 콘택트렌즈, 스마트 웨어러블 의료기기 사업화를 본격 추진해 나갈 계획"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 세계적인 저널인 네이처 리뷰 머터리얼즈 온라인판에 실렸다. 김기태기자 ktk@yeongnam.com
2020.01.09
지구온난화, 대형 산불 불쏘시개
　지구온난화가 세계 곳곳에서 발생하는 대형 산불의 불쏘시개 역할을 하고 있다는 분석이 나왔다. 　포스텍은 9일 환경공학부 국종성 교수·김진수 박사(현 영국 에든버러 박사후연구원)팀이 서울대 정수종 교수, 일본 해양과학기술기구(JAMSTEC) 박호택 박사, 스위스 취리히 대학 가브리엘라 셰만 스트로브 교수와 공동 연구를 통해 북극진동과 관련된 남동 시베리아 영구동토층의 산불 발생 원리를 규명했다고 밝혔다. 북극진동은 북극에 존재하는 찬 공기의 극소용돌이가 수십 일 또는 수 년을 주기로 강약을 되풀이하는 현상이다. 　연구팀은 남동 시베리아 지역의 영구동토층에서 일어난 산불을 통해 산불과 기후 상태 변화의 관계를 분석했다. 영구동토층은 1만 1천 년 전 마지막 빙하시대의 끝 무렵에 생겼으며, 고대 동물 뼈, 식물 뿌리 등 5천억t의 탄소가 매장돼 있는 것으로 추정된다. 이 지역의 탄소배출은 인간의 화석연료 사용에 의한 탄소배출만큼 기후변화 예측에 중요한 지역이다. 연구 결과, 북극 주변을 에워싼 대기 장벽이 깨짐과 동시에 시베리아 지역 고기압이 비정상적으로 겨울의 온도를 높여 눈을 평소보다 빨리 녹여 지면이 건조해지면서 산불을 더욱 확산시키게 된다는 사실을 밝혀냈다. 　또한 극 지역 중에서 산불이 가장 빈번한 남동 시베리아의 경우, 대규모 대기 조건을 분석하자 일 년 중 산불이 가장 많이 발생하는 봄철(4~5월)보다 1~2개월 전 북극진동이 일어날 때 산불로 인한 연소 면적이 더 넓다는 결과를 얻었다. 　더욱 큰 문제는 영구동토층에서 산불이 발생하면 더 많은 탄소를 방출시키고, 대기 중 탄소량이 갑자기 늘어나면 북극 온난화를 가속 시킨다는 사실이다. 온난화로 인해 북극 온도가 상승하면 앞선 결과처럼 지면이 건조해져 산불이 또다시 확산하는 악순환에 빠진다. 또한, 이 지역의 산불은 미세먼지와 같은 대기 중 에어로졸의 중요한 배출 요소 중 하나이다. 이 지역에 대형 산불이 발생한 후에 급격히 증가한 에어로졸이 편서풍을 타고 캐나다 대기질(air quality)까지 영향을 주기도 한다. 　 이 연구는 겨울철 북극진동의 활동성 여부로 봄철 산불 확산 여부를 예측할 수 있어 산불 예방에도 도움이 될 것으로 보인다. 　국종성 교수는 “시베리아의 동토 지역은 기후학적으로 매우 중요한 지역으로, 이 지역의 산불이 임의로 발생하기보다는 기후요소에 의해서 조절되고, 이를 통해 산불을 예측할 수 있다”라며 “최근 남동 시베리아지역은 온난화로 인하여 눈이 더 빠르게 녹고 있어 대규모 탄소 방출 및 지구온난화를 가속화를 막기 위해 적절한 산불 관리 정책이 필요하다”라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 사이언스 어드밴스(Science Advances) 지 8일 자에 실렸다. 포항=김기태기자 ktk@yeongnam.com국종성 교수 포스텍 국종성 교수
2020.01.09
DGIST 연구팀 이차전지의 문제점을 해결해 줄 새로운 전극촉매 개발
　DGIST(총장 국양)는 에너지공학전공 상가라쥬 샨무감 교수팀이 차세대 이차전지인 리튬공기전지의 효율과 수명을 향상시키는 촉매 관련 핵심기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 기존의 리튬공기전지가 갖던 단점들을 해결할 수 있는 원천기술로써, 향후 다양한 분야에서의 활용이 기대된다. 　차세대 이차전지로 각광받고 있는 리튬공기전지는 기존의 리튬이온전지보다 에너지밀도가 3~5배 이상 높고 무게가 가볍다. 하지만 수명이 짧고 효율이 좋지 않은 단점을 갖고있다. 또 충전에 쓰이는 일반적인 촉매인 백금이나 산화이리듐도 내구성이 낮고 가격이 비싸, 이차전지 상용화에 큰 걸림돌이었다. 　이에 샨무감 교수팀은 전지를 충전하는데 필요한 촉매에 대한 연구를 진행해 이차전지의 효율과 용량을 개선하는데 성공했다. 리튬공기전지의 양극(+)과 음극(-)에 전류를 원활하게 흐르도록 도와주는 촉매로써 황화니켈코발트(NiCo2S4)를 활용해 촉매를 사용하지 않았을 때보다 리튬공기전지의 방전 시 생성되는 리튬과산화물(Li2O2)를 효과적으로 분해하도록 했다. 이는 충전 시 필요한 과전압을 최종적으로 감소시켜 전지의 충전 효율과 용량을 개선하는 데에도 긍정적인 영향을 줬다. 　또 리튬공기전지가 갖는 그래핀 구조 표면에 황화니켈코발트(NiCo2S4)로 코팅해 전지 수명 개선에도 성공했다. 전지 수명의 개선은 전지가 활발히 작동하는 동안 전극 표면에서 발생하는 부가적인 화학반응을 막는데 달려있다. 　이를 위해서 샨무감 교수팀은 황이 첨가된 리튬공기전지의 그래핀 표면에 황화니켈코발트(NiCo2S4)로 코팅시킨 새로운 전극을 개발했다. 이는 전지 수명을 낮추고 방전을 유도하는 물질과의 직접 접촉을 차단하는데 성공할 수 있었다. 　이번 연구를 이끈 DGIST 에너지공학전공 상가라쥬 샨무감 교수는 "향후 전기자동차나 로봇 등 다양한 산업분야에서의 활용이 기대되는 리튬공기전지의 상용화를 앞당겼다는데 큰 의의가 있다. 이번 연구를 통해 리튬공기전지의 짧은 수명과 용량을 개선하는 원천 기술을 확보할 수 있어 매우 기쁘며, 최종 상용화를 위해 연구를 계속해 나갈 예정이다"고 말했다. 　이번 연구는 2019년 과학기술정보통신부 대구경북과학기술원 연구운영비 지원을 통해 진행됐다. 연구 성과는 재료과학분야 세계적 학술지 'Applied Catalysis B: Environmental' 온라인판에 지난 해 10월 20일 게재됐다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.com 　?리튬공기전기(lithium-air battery)=충전과 방전 과정에서 산화물의 결합, 분해로 에너지를 생성하는 신기술을 활용한 배터리. 스마트폰이나 전기차에 탑재되는 리튬이온배터리보다 성능이 좋아 '차세대 꿈의 배터리'로 불림.리튬공기전지와 개발 촉매를 적용 했을 때 전지충방전 모식도 관련사진3리튬공기전지와 개발 촉매를 적용 했을 때의 전지 충방전 모식도 DGIST 상가라쥬 샨무감 교수(우)와 현수연 박사과정생 관련사진1DGIST 에너지공학전공 상가라쥬 샨무감 교수(우)와 에너지공학전공 현 수연 박사과정생(좌).
2020.01.09
첫 관측 블랙홀서 빛 99% 속도 물질분출 확인
블랙홀에서 분출된 물질들이 실제로 빛의 99%가 넘는 속도로 이동한 것으로 측정됐다. 지난해 4월 '사건 지평선 망원경'(EHT)을 통해 '그림자' 이미지가 포착돼 과학사 최초로 실제 관측에 성공한 M87은하 블랙홀(M87*)이 이번에도 측정 대상이 됐다. 찬드라 X선 우주 망원경을 운용하는 '찬드라 X-선 센터'(CXC)에 따르면 하버드-스미스소니언 천체물리학센터(CfA)의 랠프 크래프트 박사가 이끄는 연구팀은 M87*에서 분출되는 '제트'(jet) 속도에 관한 연구결과를 학술지 '천체물리학저널'(The Astrophysical Journal)에 싣고, 최근 하와이 호놀룰루에서 열린 미국천문학회(AAS) 235차 회의에서도 발표했다. 연구팀은 X선 관측 자료 비교를 통해 M87*이 내뿜는 제트 물질의 일부가 빛의 속도에 가깝게 움직인 것을 밝혀냈다. M87*은 지구에서 약 5천500만광년 떨어진 처녀자리에 있는 타원 은하의 중심부에 자리잡고 있는 초대질량블랙홀(SMBH)로, 태양 질량의 65억배에 달하는 것으로 알려져 있다. 지난해 세계 8곳에 있는 전파망원경을 연결한 EHT로 그림자 이미지를 포착하며 실제 관측에 성공해 관심이 집중돼 있다. 블랙홀이 내뿜는 제트는 은하 중심에서 고에너지 입자들이 빔 형태로 강하게 분출되는 현상으로 직접 관측되지 않는 블랙홀의 존재를 보여주는 증거로 연구돼 왔다. 블랙홀 가까이 있는 물질은 블랙홀 주변을 휘도는 강착원반에 쌓여 안쪽은 블랙홀로 빨려들고 바깥쪽 물질은 다시 분출되는데, 이런 제트 현상을 통해 블랙홀의 존재를 알 수 있다는 것이다. 연구팀은 블랙홀 주변 물질이 강착원반에 유입될 때 불규칙적이어서 제트로 분출될 때도 덩어리가 져 찬드라 망원경으로 구분할 수 있는 점을 활용했다. 이런 특성을 이용해 블랙홀에서 약 900광년과 2천500광년 떨어진 곳에서 포착된 제트 안의 물질 덩어리가 2012년과 2017년 사이에 얼마나 움직였는지를 분석했다. 그 결과, 900광년 떨어진 곳의 물질은 5년 사이에 빛의 6.3배, 2천500광년 밖 물질은 빛의 2.4배 속도로 움직인 것으로 측정됐다. X선으로 측정된 M87*의 제트는 약 1만8천광년에 걸쳐 형성돼 있었다. 연구팀은 빛보다 빠른 것은 없다는 물리 법칙을 거스르는 이런 속도는 '초광속 운'(superluminal motion)에서 비롯된 것으로 설명했다. 빛의 속도에 가깝게 이동하는 물체가 시선에 가까운 방향으로 이동할 때 겉보기 속도가 빛보다 빠른 것으로 느끼게 되는 것이 초광속 운동인데, M87*에서도 제트의 분출 방향이 지구를 향하고 있어 빛을 넘어서는 속도가 나오게 됐다는 것이다. 연구팀은 전파나 가시광선을 통해서도 M87 블랙홀의 제트가 빠른 속도를 보인 것으로 관측되기는 했으나 제트 내 물질이 실제로 이동했다는 점을 분명하게 보여주지는 못했던 것으로 지적했다. 크래프트 박사는 "블랙홀의 제트가 X선 자료를 통해 이런 극단적 속도를 기록한 것은 이번이 처음"이라면서 "찬드라 우주망원경의 X선이 있었기에 이런 측정이 가능했다"고 밝혔다. 연합뉴스
2020.01.09
국내 유일한 경주 양성자가속기 가동 2만 시간 돌파
【경주】 우리나라에 하나뿐인 선형 대용량 경주 양성자가속기가 누적 가동 2만 시간을 돌파했다. 한국원자력연구원은에 따르면 경주 양성자가속기(100MeV, 20mA)가 지난해 12월 말 기준 가동 2만 시간, 7년 무사고 운전을 달성했다.경주 양성자가속기는 2002년부터 진행된 ‘양성자 기반공학 기술개발사업’에 따라 원자력연구원을 비롯한 국내 21개 산학연 기관이 협력해 2012년 12월 독자 개발했다.미국과 일본에 이어 세 번째로 큰 규모이자 국내 유일의 양성자가속기이다. 이 가속기는 양성자를 가속하는 에너지가 100MeV(100만 전자볼트)에 달해 양성자가 초속 13만㎞의 속도로 다른 물질의 원자에 부딪히게 할 수 있다.이를 통해 다른 물질의 원자핵과 반응하거나 원자핵을 쪼개 다른 원소를 만들어 내게 된다.가속된 양성자는 플라스틱을 강철처럼 단단하게 만들거나, 암 진단에 사용되는 방사성 동위원소를 생산하는 데 쓰인다.양성자가속기 가동 첫해인 2013년 39개 연구과제에 양성자 빔을 지원한 후 지난해 말까지 700여개 연구과제와 2천명의 연구자를 지원했다.그동안 지원한 연구 과제는 생명공학, 신소재, 반도체, 방사성 동위원소 생산, 반도체의 우주·대기 방사선 효과 연구 등 다양하다.대구가톨릭대 김종기 교수팀은 양성자가속기를 이용해 투과성 양성자로 알츠하이머 뇌의 신경독성을 제거하는 기술을 개발했고, 서울대 이탁희 교수는 양성자 빔을 이용해 차세대 반도체 소자의 전도 특성을 제어하는 기술 개발에 성공했다.연구원은 앞으로 양성자가속기 에너지를 1GeV(10억 전자볼트)급으로 확장하고, 의료용 동위원소 생산을 위해 빔 라인을 추가로 설치할 계획이다. 박원석 원장은 “국내 유일의 양성자가속기가 국내 소재·부품·장비 산업의 고도화에 기여할 수 있도록 세계 최고의 입자 빔 이용 연구개발 플랫폼으로 만들겠다”고 말했다. 송종욱기자 sjw@yeongnam.com지난 해 연말 경주 양성자가속기 가동 2만 시간을 돌파해 양성자가속기연구단 직원들이 기념사진을 찍고 있다. 경주 양성자가속기.
2020.01.08
DGIST 교원 창업기업 '엔사이드', 세계최대 IT전시회 CES에 초청 전시
DGIST(총장 국양) 교원창업 기업인 엔사이드가 7일부터 4일간 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 IT전시회인 'CES 2020'에 참석한다. 엔사이드는 최근 개발에 성공한 반려동물 교감형 스마트 목걸이가 높은 평가를 받아 CES 2020에 초청됐으며, 앞으로 4일간 전시를 진행한다.DGIST 창업기업인 엔사이드는 반려동물 대상 웨어러블 제품을 전문으로 개발하는 기업으로 대학원생들과 개발한 기술을 상용화하기 위해 설립됐다. DGIST 로봇공학전공 장경인 교수는 DGIST 대학원생(로봇공학전공 오세혁, 제갈장환 석사과정생)들과 함께 센서 기술 관련 연구를 진행, 반려동물의 기분과 건강 정보를 실시간으로 확인할 수 있는 기술과 이를 적용한 목걸이 형태의 제품을 개발하는데 성공했다. 이후 장 교수는 '엔사이드'를 설립, 본격적인 제품 상용화 작업에 돌입했다.반려동물의 웨어러블 제품 시장은 2조원 규모로 꾸준히 성장추세다. 과학기술 개발에 발맞춰 ICT 기술을 적용한 여러 제품들이 개발되고 있으며, 다른 여러 나라에서도 많은 스타트업과 기업에서의 활발한 개발과 투자가 진행되고 있다. 하지만 현재까지 개발된 제품들은 딱딱한 클립형태가 대부분으로, 착용 시 동물들에게 거부감을 주고, 또 생체신호를 잘 받지 못하는 문제가 자주 발생해, 정확한 정보 수집에 한계가 있었다.이에 반해 엔사이드가 개발한 목걸이 형태의 제품은 반려동물들의 거부감을 최소화한 제품이다. 엔사이드는 유연하게 구부러질 수 있는 무선 교감 센서기술을 개발, 반려동물의 목에 부드럽게 밀착돼 다양한 정보를 수집할 수 있는 제품을 개발했다. 이는 기존의 제품에서 신호가 끊겨 정확한 정보를 수집하기 힘든 단점도 극복해, 좀 더 정확하고 세밀한 정보 수집을 가능하게 했다.DGIST 로봇공학전공 장경인 교수는 "이번에 개발한 제품을 CES 2020에 선보일 수 있게 돼 매우 기쁘다. 엔사이드의 제품은 동물병원이나 동물보호센터처럼 다양한 동물들의 건강을 책임지는 데에도 큰 도움이 될 수 있을 것이다"고 말했다. 또 "올해 상반기에 신제품 체험단 100명을 통해 피드백을 받고, 이를 기반으로 제품과 기술 완성도를 높일 계획이다"며 향후 사업 계획을 밝혔다.한편, CES 2020은 글로벌 ICT 트렌드를 조망해 볼 수 있는 세계 최대 IT 전시회로 이번 해에는 미국 라스베이거스에서 7일부터 10일까지 개최된다. AI이나 블록체인 등 다양한 신기술이 접목된 제품 소개의 장인 CES 2020은 구글, 아마존 등 세계적인 IT 기업들과 삼성전자, LG전자 현대자동차 등 다양한 분야에서 활동하고 있는 기업들이 참가한다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.comDGIST 교원 창업기업 '엔사이드'가 개발에 성공한 반려동물 교감 형 스마트 목걸이.DGIST 교원 창업기업 '엔사이드'가 개발에 성공한 반려동물 교감 형 스마트 목걸이와 연동되는 휴대폰.DGIST 교원 창업기업 '엔사이드'가 개발에 성공한 반려동물 교감형 스마트 목걸이 내 무선 교감센서 모식도.
2020.01.07
포스텍-UNIST 연구팀, 전기차 배터리 용량 확대 급속 충전 가능 소재 개발
전기자동차 배터리의 용량을 늘리고 급속으로 충전시킬 수 있는 가교제를 국내 연구팀이 개발했다.6일 포스텍에 따르면 화학과 박수진 교수팀과 울산과기원(UNIST) 유자형 교수팀이 상온에서 분자와 분자 간에 완전한 화학 결합이 가능한 천연 고분자 바인더를 개발했다. 현재 전기자동차 배터리는 용량이 적고 충전 속도가 늦다는 단점을 갖고 있다. 이 같은 문제 해결을 위한 소재로 바인더가 꼽히고 있다. 바인더는 음극 소재를 용매에 분산시키고 극판에 접착시키는 역할을 한다.기존에는 배터리 용량을 늘리고 충전 속도를 높이기 위해 실리콘 소재가 주목받았다. 하지만 전기 전도도가 낮고 충·방전 시 3배 이상 팽창해 물질 간 연결이 잘 깨지는 문제로 상용화에 이르지 못했다.이에 연구팀은 실리콘 전극의 구조적 안정성을 높이고 이온 전도도 향상을 위해 천연 고분자와 결합 가능한 붕산과 폴리에틸렌 옥사이드 기반의 다기능성 가교제를 만들었다. 이번에 개발된 가교제는 전체 전극의 1% 중량만으로 천연 고분자와 가교를 통해 실리콘 전극의 성능을 향상 시켜 배터리 수명을 4배 이상 늘릴 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 또한 높은 온도에서 가교할 수 있어 고온 열처리의 제조공정도 생략할 수 있다고 덧붙였다. 특히, 이 물질은 추가로 가교 촉매제를 넣지 않아도 충·방전 시 팽창으로 인해 끊어진 연결을 다시 이어주는 자가 치유기능이 있어 강한 접착력을 가지는 것도 확인했다.논문 1저자인 포스텍 류재건 박사는 “새롭게 개발된 다기능성 가교제를 활용하면 전체 전극의 약 1% 첨가만으로 실리콘 전극의 전기화학적 특성을 크게 향상 시킬 수 있고 기존의 고성능 고분자 바인더에서 쓰이는 복잡한 공정을 간소화할 수 있다”라고 말했다.박수진 교수는 “가교제와 결합된 천연 고분자 바인더는 자가 치유능력, 강한 결합력, 빠른 리튬 이온 전달 특성이 있어 두꺼운 실리콘 전극 제조에도 안정적”이라며 “고속충전이 가능한 고용량 이차 전지를 필요로 하는 전기 자동차 산업에 크게 기여할 것으로 기대된다”라고 말했다.포항=김기태기자 ktk@yeongnam.com다기능 가교제를 통해 구성된 실리콘 전극의 모식도.박수진 교수류재건 박사
2020.01.06
포스텍 김철홍 교수팀, 기존보다 500배 빠른 광음향 현미경 개발
[포항] 국내 연구진이 기존 광음향 현미경보다 500배 빠른 초고해상도 국지화 광음향 현미경을 개발해 학계의 관심을 모으고 있다. 　 포스텍은 10일 창의IT융합공학과 김철홍 교수, 연구교수 김진영씨, 박사과정 김종범씨 연구팀이 자체 제작한 맞춤형 스캐닝 미러를 장착하는 고속 광음향 현미경 시스템을 개발했다고 밝혔다. 　 이 현미경은 갈바노미터 스캐너를 사용하는 기존의 광음향 현미경을 그대로 사용할 수 있으며, 조영제를 사용하지 않고 체내 적혈구의 흐름만으로 혈관이 막히거나 터진 부위를 찾아낼 수 있다고 덧붙였다. 광음향 현미경은 레이저를 쏘아 물질이 빛을 흡수하면 광에너지가 열로 변하는데, 이때 진동을 유도해 세포·혈관·조직을 이미징하는 원리다. 지금까지의 광음향 현미경은 특정 영역대의 광파장만을 스캔하기 때문에 좁은 부위만을 관찰할 수 있고, 영상 이미지를 만드는데 시간적인 한계가 있다.
2019.12.11
박세필 제주대 연구팀, 매머드 세포 배양 국내특허 획득
국내 연구팀이 시베리아 얼음 속에 파묻혀 있던매머드 조직에서 세포를 되살려 분화시키는 기술로 국내 특허를 획득했다. 영화 '쥬라기공원'에서처럼 화석을 이용해 살아있는 세포를 배양함으로써, 이를복제에 사용할 수 있는 가능성이 열린 것이다. 9일 특허청과 제주대학교 등에 따르면 박세필 제주대학교 줄기세포연구센터 연구팀과 미래셀바이오(공동대표 김은영·정형민) 공동 연구팀은 고대 멸종 생물 사체또는 화석으로부터 세포를 분리·배양하는 방법과 관련해 최근 국내 특허(제10-2004958호)를 획득했다. 박 교수 연구팀은 2015년 세계 최초로 매머드 조직에서 세포를 되살려내고 분화시키는 데 성공한 것으로 알려지면서 주목받았다. 박 교수 연구팀은 2016년 6월 해당 연구에 대해 특허 출원했고, 3년 만인 지난 7월 특허에 등록됐다. 박 교수 연구팀이 추진하는 매머드 복원 방식은 크게 4단계로 나뉜다. 먼저 얼어붙은 매머드 사체에서 손상이 덜 된 '살아 있는' 체세포를 추출하고, 매머드와 생물학적으로 비슷한 코끼리 난자를 추출해 해당 난자에서 유전자를 포함하고 있는 세포핵을 제거한다. 이어 핵이 제거된 코끼리의 난자에 매머드의 세포핵을 이식하고, 이를 코끼리 자궁에 착상시킨다. 임신한 코끼리가 정상적으로 매머드를 출산하면 매머드 복원에 성공하게 된다. 박 교수 연구팀은 2012년 러시아 사하공화국의 수도 야쿠트와 야나 강 일대의 얼음과 땅 속에서 발견된 매머드 조직에서 생물의 유전자 정보를 가진 세포핵을 추출해 소의 난자 178개에 주입, 절반 이상이 세포 융합에 성공했고 33.7%가 8세포기 이상 분열했다. 박 교수팀은 이번 특허 획득으로 매머드 복원의 첫 단계인 냉동 매머드 조직에서 살아있는 세포를 배양하는 기술을 공식적으로 인정 받았다. 마치 영화 '쥬라기공원'에서처럼 화석 속 곤충을 이용해 살아있는 세포를 배양하고 이를 복제에 사용할 수 있게 만든 셈이다. 연구팀이 실험에서 활용한 매머드 화석은 약 3만2천년 전에 생존했던 것으로 추정되며, 해당 매머드 배양 세포의 유전자 염기서열은 미국 국립생물정보연구센터에 등록된 미토콘드리아 Cox 1 유전자와 100% 일치하는 것으로 확인됐다. 그동안 많은 전문가가 매머드 복원 연구에 뛰어들었지만 세포 분열까지 성공시킨 사례는 없었다. 이러한 상황에서 박 교수 연구팀은 오랜 시간 축적한 복제기술을 활용해 매머드복제의 가장 큰 난제를 해결하면서 매머드를 비롯한 멸종 동물 복원의 첫걸음을 내디뎠다는 평가를 받고 있다. 다만, 2015년 연구 당시 사용한 매머드 조직이 폐기되고, 이후 실험에 사용할 추가 매머드 조직이 없어 다음 단계 연구가 진행되지는 않은 상태다. 박세필 제주대 교수는 "매머드 복제도 매우 중요하지만, 다른 포유동물과 달리 수 톤에 이르는 거대 몸집을 갖게 하는 관련 유전정보를 파악하는 것이 더욱 관심 분야"라며 "추가적인 연구가 진행되면 관련 논문도 준비하겠다"고 말했다. 매머드는 258만년 전부터 1만년 전에 이르는 신생대 홍적세(洪積世·Pleistocene)에 살던 코끼리과의 포유동물로 길이 50㎝에 이르는 수북한 털과 5m에 달하는 엄니를 가진 게 특징이다. 이 동물은 마지막 빙하기가 끝나면서 수많은 고대 동물과 함께 멸종했다. 앞서 박세필 제주대 연구팀은 2015년 매머드 체세포 배양 성공 당시 황우석 박사와 관련 기술을 둘러싸고 법적 다툼을 벌이기도 했다. 당시 매머드 복제 기술을 연구하던 황 박사가 매머드 조직을 박 교수 연구팀에 넘겨줬고, 박 교수팀은 황 박사가 제공한 매머드 조직에서 체세포 배양에 성공했다. 박 교수는 자신의 독보적 기술로 성공했다는 이유에서, 황 박사는 냉동 매머드 조직을 자신이 제공했다는 이유에서 각기 자신의 성과임을 주장했다. 황 박사가 소송을 제기했으나 2017년 박 교수팀이 무혐의 처분을 받아 일단락됐다. 연합뉴스
2019.12.09
달 표면서 인도 착륙선 '비크람' 추락 잔해 확인
지난 9월 초 달 착륙을 시도하다 막판에 교신이끊긴 인도 달 착륙선 비크람이 추락한 장소가 사진으로 공개됐다. 미국항공우주국(NASA)은 2일(현지시간) 비크람호 잔해 약 20점이 수 킬로미터에 걸쳐 표시된 달 표면 사진을 홈페이지에 공개했다. 비크람호는 본체가 크게 세 동강난 것으로 나타났다. 이 사진은 NASA 달정찰궤도위성(LRO)이 촬영한 것으로, 시민과학자가 잔해 확인에 도움을 준 것으로 발표됐다. NASA는 당초 9월 17일 촬영한 비크람호 추락 추정지 사진을 공개해 일반인들도 다운로드 받아 정밀 검색할 수 있게 했다. 그 결과, '샨무가 수브라마니안'이라는 시민과학자가 사진 속에서 잔해를 찾았다며 LRO 프로젝트팀에 연락을 해오고 이후 추락 전후 사진과 비교해 잔해가 맞다는 것을 확인했다. 첫 사진에서는 추락 장소를 확인하는 것이 쉽지 않았으나 이후 10월과 11월에 촬영된 사진을 통해 샨무가가 처음 확인한 잔해뿐만 아니라 주변의 잔해까지 확인됐다. 샨무가가 확인한 잔해는 본체 추락지점에서 북서쪽으로 약 750ｍ 떨어져 있으며 사진상에는 밝은 점 하나로만 표시돼 있었다. 11월에 촬영한 사진은 픽셀 당 0.7ｍ, 빛 입사각은 72도로 첫 사진(픽셀 당 1.3ｍ, 빛 입사각 84도)보다 훨씬 더 선명했다. 비크람호는 모선인 찬드라얀2호에서 분리된 뒤 지난 9월 7일 남극에서 600㎞ 떨어진 고원지대에 착륙을 시도하다 2.1㎞ 상공에서 교신이 끊겼다. 비크람호는 추락했지만 찬드라얀2호는 계속 달 궤도를 돌며 관측한 자료를 정상적으로 전송해오고 있으며 앞으로 7년간 더 임무를 수행할 예정이다.연합뉴스
2019.12.03
금오공대 김태형·홍준호씨 3D프린팅 창작경진대회 ‘최우수’
금오공대 김태형(기계시스템공학과 3년)·홍준호씨(기계시스템공학과 석사과정)로 구성된 ‘빅피쉬’팀이 지난 20일 서울 코엑스에서 열린 ‘제3회 3D프린팅 창작 경진대회’에서 최우수상(과학기술정보통신부 장관상)을 수상했다. 빅피쉬팀은 움직이는 창작물 단체부문에서 ‘부력주머니를 활용한 물고기 로봇’으로 상을 받았다. 김태형씨는 “3D프린터의 무한한 발명 가능성을 바탕으로 탐사 로봇 분야에서 나아가 인명 구조도 가능한 로봇 연구를 하고 싶다”고 말했다. 구미=조규덕기자 kdcho@yeongnam.com
2019.11.22

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