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교육/과학

국립 해양과학관 개관 1주년 기념 '과학관 생일맞이 여름 축제' 개최
국립 해양과학관은 국민과 함께하는 해양 과학·문화 체험 공간으로 도약한다. 국립 해양과학관은 7월 31일에 개관 1주년을 맞이해 '과학관 생일맞이 여름 축제' 기념행사를 오는 22일부터 개최한다고 밝혔다. 축제 구성 프로그램은 △ 첫 번째 생일을 축하해(축하 메시지 쓰기) △ 내가 소개하는 해양과학 사진전 △ 개관 1주년 해양과학 체험전 △ '나에게 ON 바다' 과학 콘서트 △ '기후 위기, 당장 행동하라' 특별전 △ '기후 위기와 인류 대멸종' 특별 강연으로 구성돼 있다.모든 프로그램은 무료로 제공되고 관람객(사전예약 필수) 누구나 참여할 수 있다.국립 해양과학관 관계자는 "델타 변이 바이러스에 대비해 방역 전문업체에서 일일 6회 이상 전시장 소독 및 거리 두기 2m 관람 시행 등 철저한 방역시스템을 구축하고 있다"고 전했다.서장우 국립 해양과학관 관장은 "코로나 19 확산 추이가 계속됨에 따라 방역과 국민 안전을 최우선으로 운영하겠다."라며 "코로나 19로 지친 국민이 해양과학문화를 체험하면서 일상의 행복을 만끽하길 바란다"고 말했다.원형래기자 hrw7349@yeongnam.com국립해양과학관 개관 1주년 '과학관 생일맞이 여름축제' 포스트.
2021.07.21
경북대 박창민 교수, 수중 나프록센 99.9% 분해 고도수처리시스템 개발
지역대학 연구팀이 기존 하수처리시설이 거르지 못한 의약물질인 나프록센을 대부분 분해할 수 있는 고도수처리시스템을 개발했다. 경북대 환경공학과 박창민 교수<사진>팀과 미국 사우스캐롤라이나대 윤여민 교수팀은 공동연구를 통해 하이브리드 나노플라워 소재를 이용, 소염진통제 의약물질인 나프록센을 1시간 안에 99.9% 분해할 수 있는 기술을 개발했다. 기존의 광촉매, 오존산화, 펜톤(Fenton) 산화와 같은 고도처리공정(advanced oxidation process, AOP)은 높은 처리비용과 에너지가 요구되며, 낮은 효율성으로 나프록센과 같은 잔류 의약물질이 불완전 처리된 상태로 방류되어 토양과 수계에 잔존하는 경우가 많다. 연구팀은 이황화몰리브덴(MoS2) 나노구조체에 산화세륨-지르코니아(CeO2-ZrO2) 이중 산화금속결정체를 도핑해 합성한 '다성분 계층구조의 하이브리드 촉매 소재'에 광-초음파 산화분해공정(sono-photocatalytic degradation process)을 적용했다. 그 결과 다성분 하이브리드 나노입자가 광-초음파 에너지를 흡수하면 음파발광과 핫스팟(hot spot)의 형성으로 활성산소종 생성을 극대화해 나프록센을 1시간 안에 99.9% 제거한 것을 확인했다.또 연구팀은 다성분 하이브리드 나노입자를 5회에 걸쳐 재사용해도 촉매적 특성과 구조적 안정성이 유지된다는 점에서 처리비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다고 밝혔다. 박 교수는 "이번에 개발된 차세대 고도수처리 기술을 적극적으로 활용한다면, 환경 중에 잔류하는 나프록센을 처리하는데 소요되는 기존의 막대한 비용 및 시간, 그리고 에너지를 획기적으로 절감할 수 있을 것이다. 특히 이번 연구는 다른 수계 잔류 의약물질의 제거에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다"라고 밝혔다. 이번 연구는 경북대 4단계 BK21 스마트순환사회환경시스템인재양성교육단과 환경나노융합연구실에서 진행했으며, 한국연구재단의 이공분야 대학중점연구소 지원사업과 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 6월 15일 JCR 상위 1% 이내 국제학술지 '컴포지트 파트 B-엔지니어링(Composites Part B-Engineering)'에 게재됐다.박종문기자 kpjm@yeongnam.com박창민 경북대 교수
2021.07.17
"투명성·에너지 효율 동시에 잡는다" 포스텍·고려대 공동연구팀, 복사 냉각 소재 개발
태양 빛을 반사하거나 투과 시켜 에너지 효율성을 높이는 소재가 국내 연구팀에 의해 개발됐다. 포스텍은 5일 포스텍 기계공학·화학공학과 노준석 교수와 통합과정 김민경 씨·이다솔 박사, 고려대 신소재공학과 이헌 교수·손수민 씨 공동연구팀이 가시광 빛은 투과하며, 근적외선 빛을 반사하고 파장 8~13㎛(마이크로미터) 구간에서 열을 방사하는 투명 복사 냉각 소재를 개발했다고 밝혔다. 복사 냉각 기술은 물체가 태양으로부터 에너지를 적게 받고 복사열을 방출해 온도를 낮추는 기술이다. 지금까지 개발된 복사 냉각 소재는 태양광의 모든 빛을 투과하는 투명 방사 소재 또는 태양광의 모든 빛을 반사하는 불투명 소재로 제한돼 있다. 소재의 투명성은 복사 냉각을 실생활에 응용을 위한 중요한 특성이다. 하지만 투명한 시스템에서 투과한 빛은 내부에 갇혀 오히려 온도를 올리게 된다. 연구팀은 이 같은 문제 대안으로 투명 복사 냉각 소재에 착안했다.빛의 특성을 이용해 가시광은 투과하면서 근적외선은 반사하고 중적외선은 방사할 수 있는 소재를 제시한 것이다. 연구팀이 개발한 투명 복사 냉각 소재는 근적외선의 빛을 선택적으로 반사해 투명성과 복사냉각 특성을 모두 가진다. 야외 옥상 실험 결과, 흡수율이 높은 챔버의 내부 온도를 14.4℃ 낮추고, 페인트를 발랐을 때도 소재 자체의 온도를 10.1℃ 낮췄다. 노준석 포스텍 교수는 "개발한 복사 냉각 소재는 투명성을 유지해야 하는 건물이나 전망대의 창문 또는 놀이기구 등 탈 것의 창문으로 활용할 수 있다"며 "이 소재에 페인트를 발랐을 때도 냉각 효과를 유지하기 때문에 다양한 색을 연출할 수도 있다"고 말했다. 이번 연구는 광학 분야 국제 과학 저널인 '어드밴스드 옵티컬 머터리얼즈(Advanced Optical Materials)' 최신 호 표지논문(front cover)으로 선정됐다. 김기태기자 ktk@yeongnam.com태양 빛에 투명한 복사 소재를 개발한 포스텍 연구팀. 왼쪽부터 노준석교수, 김민경씨, 이다솔 박사.태양 빛에 투명한 복사 냉각체 모식도.
2021.07.05
경일대 황형진 교수 연구팀, 3성분계 유기태양전지의 전하 재활용 메커니즘 세계최초 규명
국내 연구진이 3성분계 유기태양전지 내에서 일어나는 전하 재활용 메커니즘을 세계 최초로 규명해 학계의 주목을 받고 있다. 경일대 화학공학과 황형진(35)교수 연구팀은 세종대 나노신소재공학과, 포항공대 화학공학과, 한양대(서울캠퍼스) 물리학과 연구팀과의 공동연구를 통해 유기태양전지에서 전자 주개 역할을 하는 전도성 고분자의 주사슬과 곁가지를 확장하여 3성분계 유기태양전지 광활성층의 미세구조를 조절하고, 그에 따른 전하 생성 메커니즘을 규명하였다. 연구진들은 3성분계 유기태양전지의 광활성층을 전자 주개인 전도성 고분자와 플러렌 (fullerene, PC71BM) 그리고 비플러렌(nonfullerene, ITIC) 전자 받개로 구성하여 연구를 진행하였다.특히 전도성 고분자의 주사슬과 곁가지 확장으로 인하여 전자 주개 전도성 고분자와 전자 받개 비플러렌(ITIC) 계면에서 일어나는 에너지 손실 경로인 삼중항 엑시톤 형성을 또 다른 전자 받개 물질인 플러렌(PC71BM)이 효과적으로 제어하여 전체 3성분계 시스템에서 일어나는 전하 재활용 동역학을 초고속 순간 흡수 분광법(transient absorption spectroscopy)을 이용하여 명확하게 관찰하고 규명하였다. 이번 연구 성과는 전기화학분야 최고학술지(Impact factor 23.101)인 'ACS energy letters'에 게재가 확정되었다. 경일대 황형진 교수는 2021년 한국연구재단 이공분야기초연구사업 기본연구에 선정되어 3년간 약1억3천만 원의 연구비를 지원받고 있다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.com ■용어설명 ?전도성 고분자= 유기태양전지의 광활성층을 구성하는 대표적인 전자 주개 소재.?플러렌(fullerene)= 유기태양전지의 광활성층을 구성하는 공을 닮은 대표적인 전자 받개 소재.?비플러렌(nonfullerene)= 플러렌 구조의 한계를 극복하기 위한 유기태양전지의 광활성층을 구성하는 전자 받개 소재.?순간 흡수 분광법(transient absorption spectroscopy)= 레이저를 이용하여 물질의 들뜸상태나 순간적으로 존재하는 상태로 만들어 물질의 흡수율 변화를 조사하는 분광학 기술.황형진 경일대 화학공학과 교수
2021.07.01
광음향 영상법 도입...'갑상선 암' 인공지능으로 진단한다
광음향과 초음파를 이용한 인공지능 분석으로 갑상선 결절과 암을 보다 정확히 구분할 수 있는 연구 결과가 나왔다. 포스텍은 30일 포스텍 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과 김철홍 교수와 박별리 박사 연구팀이 가톨릭대 서울성모병원 임동준 교수·하정훈 교수 연구팀, 부산대 김지수 교수와 공동연구를 통해 갑상선 악성 결절 환자와 양성 결절 환자로부터 광음향 영상을 획득해 인공지능으로 분석했다고 밝혔다. 갑상선 결절은 갑상선에 혹이 생기는 것을 말하며, 전체 갑상선 결절의 5~10%는 갑성선 암으로 진단된다. 갑상선 암은 치료 예후가 좋아 생존율도 높고, 재발도 적기 때문에 조기진단과 조기 치료가 특히 중요하다. 현재 갑상선 결절 환자에 대한 진단은 초음파 영상을 이용한 미세 바늘 흡입 생검(FNAB, fine-needle aspiration biopsy)을 이용한다. 그러나 FNAB의 약 20%가 정확하지 않다는 보고가 있으며, 불필요한 검사가 반복되는 문제가 있다. 이에 연구팀은 이같은 문제를 극복하기 위해 빛을 이용해 초음판 신호를 얻는 광음향 영상법을 도입했다. 악성 결절의 산소포화도가 정상 결절의 산소포화도보다 낮다는 점에 착안했다. 다양한 색의 빛을 이용해 환자의 갑상선 결절에서 광음향 영상을 얻고 이를 통해 산소포화도 등의 정보를 계산했다. 이를 머신러닝 기법으로 분석해 갑상선 결절이 악성인지 양성인지를 성공적으로 자동 분류했다. 1차 분류 결과, 악성을 악성으로 분류하는 민감도가 78%, 양성을 양성으로 분류하는 특이도가 93%를 보였다. 2차로 머신러닝 기법으로 얻어진 광음향 분석 결과, 병원에서 사용되는 초음파 영상 기반의 초기 검진 결과를 결합했다. 여기서도 83%의 민감도와 93%의 특이도로 악성 갑상선 결절을 구분해 낼 수 있었다. 3차 분석에서 민감도를 100%로 유지할 때, 특이도는 55%가 나오는 결과를 얻었다. 기존 초음파를 이용한 갑상선 결절 초기 검사의 특이도인 17.3%보다 (민감도는 98%) 약 3배 높은 수치였다. 악성이 아닌 양성 결절을 양성 결절이라고 제대로 진단할 확률이 3배 이상 높아졌다. 이는 과잉 진단 및 불필요한 생검과 반복검사를 획기적으로 줄이고 과도한 의료비용을 낮출 수 있을 것으로 보인다. 김철홍 포스텍 교수는 "이 연구는 갑상선 결절에 대한 광음향 영상 획득해 머신러닝 기법을 적용한 악성 결절 분류라는 점에서 가치를 지닌다"며 "갑상선 환자의 초기 검사에서 불필요한 생체검사를 최소화 할 수 있다. 또한 이 기술은 유방암 등 다양한 다른 암에도 적용할 수 있다"고 말했다. 이번 연구는 세계적 권위지인 '캔서 리서치(Cancer Research)'에 실렸다. 김기태기자 ktk@yeongnam.com악성 갑상선 결절에 레이저 빛을 조사할 때 발생한 광음향 신호를 초음파 센서로 획득하는 모식도.포스텍 김철홍 교수포스텍 박별리 박사
2021.06.30
‘댓글로 만족도 측정’ 기술 개발...영남대 황도삼·팜티후엔트랑 교수, 성과
온라인 댓글로 작성자의 감성을 파악할 수 있는 기술이 지역대학 연구진에 의해 개발됐다. 댓글만으로도 작성자의 의도를 파악할 수 있어 온라인 쇼핑몰 등의 고객관리 등 할용도가 높을 전망이다.영남대 컴퓨터공학과 황도삼(63) 교수 연구팀은 최근 온라인 댓글을 분석해 작성자의 감성을 파악하고 만족도를 측정하는 기술을 개발해 컴퓨터·IT 분야 국제 저명 학술지(SCI) '인포메이션 사이언스'(Information Sciences, 컴퓨터·IT 분야 세계 상위 5.01%) 최신호(2021년 6월)에 게재했다.황 교수 팀은 '딥러닝'(Deep Learning, 컴퓨터가 여러 데이터를 이용해 스스로 학습할 수 있도록 한 기계 학습 기술) 기법과 '퍼지'(Fuzzy, 인간의 말, 의미, 사고, 측정 등에 포함되어 있는 애매모호함을 수학적으로 다루는 이론) 결정 구조를 이용하여, 댓글 작성자의 감성을 분석하고 만족도를 측정해 제3자가 의사결정을 하는 데 도움을 주는 시스템을 개발했다.연구팀은 "일반적으로 온라인 쇼핑을 할 때, 다른 구매자가 작성한 상품평 댓글을 참고해 의사결정을 하는 경우가 많다. 차세대 연구 분야로 주목받고 있는 딥러닝과 퍼지 결정 구조를 이용해 작성자 댓글의 만족도를 분석하는 시스템을 개발했다. 기존 만족도 분석 기법보다 더 정교하고, 보다 정확한 결과 값을 얻을 수 있었다"고 연구 성과를 밝혔다.이번 연구는 폴란드와 국제공동연구로 진행됐다. 영남대 컴퓨터공학과 팜 티 후엔 트랑(Phan Thi Huyen Trang) 연구교수가 제1저자로 참여했으며, 황 교수와 폴란드 브로츠와프과학기술대학교(Wroclaw University of Science and Technology)의 녹 탄 뉴엔(Ngoc Thanh Nguyen) 교수가 공동 교신저자로 연구를 이끌었다. 황 교수팀의 이번 연구 성과는 '트위터 상에서의 사용자 만족도 측정에 기반한 의사 결정 지원 시스템'이라는 제목의 논문으로 국제 학술지에 실렸다.황 교수는 "이번 연구 성과는 상품의 추천이나 다양한 의사 결정 시스템 분야에서 활용할 수 있다. 특히, 사용자의 감성을 파악하고 그들의 의사결정 과정에 대한 분석이 필요한 포털과 서비스업 분야에서 활용한다면 도움이 될 것"이라면서 "앞으로 주제 및 분야별 대규모 데이터베이스를 구축하고, 댓글 문장의 문맥 분석 등을 통해 시스템을 정교화 시켜 나갈 것"이라고 밝혔다.박종문기자 kpjm@yeongnam.com영남대 컴퓨터공학과 황도삼 교수(왼쪽)와 팜 티 후엔 트랑 연구교수가 논문 인쇄본을 들고 포즈를 기념촬영을 하고 있다.
2021.06.22
산속 조난 위치 정확히 찾는다…KRISS·포스텍, 실시간 음원 위치 추적기술 개발
소리가 나는 곳의 위치와 크기를 정확하게 시각화할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 17일 포스텍에 따르면 한국표준과학연구원(KRISS)과 포스텍 공동연구팀이 소리의 위치와 크기를 이미지로 변환하는 인공지능 기술을 개발했다. 또한, 이 기술은 지도처럼 시각화해 쉽게 위치를 파악할 수 있다.드론 등 무인 항공기 기술이 정찰·구조 등의 분야로 활용되고 있지만, 정밀도가 낮고 주변 소음 환경에 따라 성능이 떨어진다. 이에 공동연구팀은 시간을 단축하면서 정확도를 높일 수 있는 딥러닝 알고리즘을 개발했다. 여러 소리가 섞여 있는 악조건에서도 개별 음원의 위치와 크기를 정밀하게 구분할 수 있다. 기존 방법보다 10배 이상 정확한 정보를 제공하며, 연산 시간을 10분의 1로 크게 단축했다.드론 프로펠러 소음이나 다른 배경 소음이 있는 악조건에도 사용할 수 있다. 전기 누전·가스 누출 및 누수의 위치를 소리로 탐지할 수 있는 등 안전 분야와 층간 소음의 위치를 정확히 파악하는 등 국민 편의를 위한 분야에도 활용이 가능할 것으로 보인다. KRISS 장지호 책임연구원은 "음향과 인공지능 분야에서 각각 전문성을 가진 KRISS와 포스텍이 다학제적 융합연구를 진행한 것이 좋은 성과로 연결됐다"라며 "기술이 상용화돼 기존 시장에 혁신을 가져올 수 있도록 지속적인 연구를 수행할 계획"이라고 말했다. 김기태기자 ktk@yeongnam.com한국표준과학연구원과 포스텍 공동연구팀이 개발한 '딥러닝 기반 음원 위치 추적기술'의 드론 조난자 구조 활용 시나리오. 산속 조난자의 소리를 탐지해 시각화하는 기술을 나타내며, 해당 시각화된 음원 지도는 각 소리의 위치와 크기 정보를 담고 있다.왼쪽부터 포스텍 이승철 교수, 포스텍 이수영학생, KRISS 장지호 책임연구원.포스텍 제공
2021.06.17
경북 의성군 의성읍 남대천에서 1억년 전 공룡발자국 화석 발견
경북 의성군 의성읍 남대천에서 1억년 전 공룡발자국과 나무 등의 화석이 발견됐다.14일 의성군에 따르면 의성읍 내를 가로지르는 남대천에서 '목긴초식공룡(용각류)'과 '육식공룡(수각류)'의 발자국 화석, 나무화석 등을 다수 발견했다. 공룡발자국 화석이 발견된 곳은 물이 흐르는 하천변 암석임에도 불구하고 보존상태가 양호한 것으로 발견된 것은 암석층이 변성작용을 받아 더욱 단단해졌기 때문으로 풀이된다. 따라서 목긴초식공룡(용각류) 발자국은 일정하게 걸어간 보행렬을 확인할 수 있으며, 육식공룡 발자국은 발가락 마디마디가 선명하게 보존된 상태로 발견됐다.이 외에도 하천을 따라 나무화석들도 발견됐다. 이 화석들은 향토사 연구에 나선 의성향토사연구회(회장 김기문) 회원들이 남대천 일대를 답사하던 중 발견했다. 이에 군은 향토사연구회와 함께 지난 8일 발자국 화석 전문가인 김경수 교수(진주교육대)를 초청해 현지조사에 나선 결과, 보존상태가 우수한 공룡발자국 등의 화석들이 다수 분포한 사실을 확인했다. 김경수 교수는 "확인된 목긴초식공룡(용각류) 발자국 화석의 뒷발자국 길이가 약 1m에 이르는 것을 토대로 살펴보면, 발자국을 남긴 주인공은 높이(골반까지)가 약 4.7m 정도인 대형공룡으로 추정된다"면서 "공룡시대인 중생대 말 금성산의 화산활동이 맹렬할 때, 뜨거운 열에 의해 암석이 구워지면서 단단해진 탓에 화석의 보존 상태가 양호한 편"이라고 밝혔다. 특히 그는 "화석 분포와 지층 규모 등을 고려하면 남대천이 의성군 최대 공룡발자국 화석산지가 될 가능성도 있다"고 말했다. 김주수 의성군수는 "공룡발자국 화석 발견은 지역 문화유산에 대한 지역민들의 지속적인 관심과 열정 덕분에 가능했다"면서 "지질학적 가치규명 등 적절한 보전·활용 방안을 강구하고, 의성지질공원이 지질명소로 추진될 수 있도록 최선을 다 하겠다"고 말했다. 한편, 의성군은 국내 최초로 공룡뼈화석(현재 천연기념물센터에서 전시 중)을 필두로, '제오리 공룡발자국 화석(천연기념물 제373호)', '만천리 아기공룡발자국 화석' 등 중생대 백악기 공룡화석이 발견된 바 있다. 따라서 군은 이 같은 지질학적 가치를 바탕으로 올해 3월 환경부에 국가지질공원 인증후보지 신청서를 제출하는 등 '의성국가지질공원' 인증을 추진 중이다. 마창훈기자 topgun@yeongnam.com공룡발자국과 나무 등의 화석이 다수 발견된 의성군 의성읍 남대천 변 전경. 의성군 제공의성군 의성읍 내를 가로지르는 남대천 변에서 발견된 육식공룡 발자국 화석(분필로 표시된 부분). 의성군 제공
2021.06.14
태양계 가장 큰 달 '가니메데' 20년 만의 근접
미국의 목성 탐사선 '주노'(Juno)가 목성의 가장 큰 위성(달)인 '가니메데'(Ganymede)를 20여 년 만에 근접 비행하면서 촬영해 전송한 고해상도 사진이 9일(이하 한국시각) 공개됐다. 지난 8일 새벽 1천38㎞까지 접근한 가니메데에 대한 최근접 비행은 2000년 갈릴레오호 이후 처음으로, 고해상도 사진과 함께 각종 첨단 장비로 측정한 자료를 통해 태양계에서 가장 큰 행성급 위성에 대한 새로운 과학적 발견이 이뤄질 것으로 기대되고 있다. 주노가 1차로 전송한 사진은 두 장으로 탐사선에 탑재된 가시광 이미저 '주노캠'과 궤도를 유지해주는 내비게이션용 카메라 '스텔라 레퍼런스 유닛'(SRU)으로 각각 촬영한 것으로 얼음으로 덮인 위성 표면의 지형적 특징과 충돌구, 명암지역 등을 생생하게 보여주고 있다. 주노캠 이미지는 녹색 필터를 적용한 것으로 나중에 적색 및 청색 필터로 촬영한 같은 이미지가 전송되면 컬러 이미지를 얻을 수 있다. SRU는 태양 빛을 직접 받지는 못하고 목성에 반사된 희미한 빛이 스며드는 위성의 뒷면을 흑백으로 촬영했다. 주노캠 이미지는 픽셀당 1㎞, SRU는 픽셀당 600~900ｍ의 해상도를 갖고있다. 주노 프로젝트 책임연구원인 사우스웨스트연구소(SwRI)의 스콧 볼턴은 "한 세대만에 대형 위성에 가장 근접한 것"이라며 "과학적 결론을 얻기까지 시간이 걸리겠지만 그때까지는 태양계에서 수성보다 큰 유일한 위성인 가니메데의 신비에 경탄할 뿐"이라고 했다. 연합뉴스
2021.06.10
DGIST 로봇공학 김회준 교수팀, 친환경 '마찰전기 나노발전기' 개발
DGIST 로봇공학전공 김회준 교수팀은 최근 인체에 무해한 소재를 이용한 '마찰전기 나노발전기'를 개발했다.친환경적인 소재인 사이클로덱스트린을 이용해 개발된 금속유기골격체(MOF)는 골격체 내부에 다양한 화학물질을 탑재할 수 있는 능력도 함께 갖춘 소재다. 향후 이를 활용해 새로운 개념의 나노발전기 제작에 큰 영향을 줄 것으로 보인다. 김 교수는 "단순히 발전기소자만을 개발하는 것에 멈추지 않고 실제 응용분야에 맞는 소자 개량을 통해 실생활에서 사용가능한 나노발전기 개발을 목표로 연구를 계속할 것"이라고 했다.이번 연구는 그 우수성을 인정받아 국제적 재료 학술지인 'Advanced Functional Materials' 4월19일자 온라인판 에 게재됐다. 오는 7월 발간예정인 저널의 표지논문으로 선정됐다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.com
2021.06.08
국내 개발 어류질병 진단법 국제 표준으로 등재
우리나라가 수산생물질병 진단 분야에서 국제적 입지를 확고히 다지고 있다.해양수산부 국립수산과학원(NIFS)은 세계동물보건기구(OIE)가 지정한 우리나라 표준실험실(국립수산과학원 내 소재)에서 개발한 바이러스성 출혈성 패혈증(VHS) 유전자 진단법이 국제 표준으로 등재됐다고 1일 밝혔다. OIE는 전 세계 국가 간 동물의 전염병 확산 방지와 복지 증진을 목적으로 1924년 프랑스에서 설립된 국제기구로 국제표준을 관장하며, 현재 182개국이 회원으로 가입돼 있다. VHS는 넙치와 연어과 어류에 발생하는 바이러스성 질병으로 치사율이 높으며, OIE와 국내 법정전염병으로 지정돼 있다. 이번에 국제 표준진단법으로 등재된 VHS 유전자 진단법은 3일 이내에 결과를 확인할 수 있는 신속 진단법이다. 기존 14일 이상 걸렸던 세포배양법보다 훨씬 신속하게 검사 결과를 알 수 있다. 이 진단법은 전 세계 모든 VHS 바이러스를 높은 검출력으로 진단할 수 있는 것으로 확인돼 까다로운 OIE 진단법 가이드 라인의 유효성 검증을 완료했다고 수산과학원은 설명했다. 기존 진단법은 주로 연어과 어류에서 유행하는 유럽형 바이러스에 대해서는 높은 검출력이 확인됐으나, 우리나라와 일본 등지에서 양식하는 넙치에 감염되는 아시아형 바이러스는 검출하지 못했다. 이번에 국내에서 개발한 유전자 진단법은 이런 문제도 해결할 수 있다.최완현 국립수산과학원장은 "우리나라가 개발한 VHS 유전자 진단법이 OIE 국제 표준진단법으로 지정됨으로써 수산생물질병 진단 분야에서 국제적 입지가 강해질 것으로 기대한다"고 말했다. 김기태기자 ktk@yeongnam.com지난 5월 24∼28일 프랑스에서 영상 회의로 열린 제88차 OIE 정기총회에서 우리나라에서 개발한 새로운 진단법을 기초로 작성한 개정안이 최종적으로 등재가 결정됐다.
2021.06.01
대학수학능력시험 6월 모의평가 대비 학원 방역 점검
경북도교육청이 오는 6월3일 치러지는 2022학년도 대학수학능력시험 6월 모의평가에서 졸업생 등이 응시하는 학원 시험장에 대한 방역 점검에 나선다.이번 모의평가에서 도내 학원 시험장으로 지정된 곳은 구미 2곳·포항 3곳·경주 1곳 등 총 6곳으로 304명의 학원생 및 졸업생이 응시한다.방역 점검은 사전 준비사항과 시험 당일 조치사항·시험 종료 후 조치사항 등을 담은 학원 시험장 방역 관리 지침의 준수 요청과 방역 관리 상황을 사전 점검한다.점검단은 방역 점검표를 활용해 방역체계 구성, 예방 교육 및 홍보, 환경·위생관리, 시험장 출입관리, 시험실 학생 간 간격 확보, 통학 차량 관리 등을 살핀다.모의평가 시험 당일에는 교육청 파견감독관이 학원 시험장 방역 관리책임자의 조치사항 등에 대해 관리·감독한다.방역 관련 미흡한 부분 발견 시 현장에서 시정 요구하고, 학원 방역 관리책임자는 요구사항을 이행해야 한다.권영근 중등교육과장은 "시험 응시자 모두가 개인위생 관리를 철저히 준수해야 하지만 학원 시험장에서도 시험장 방역 관리 지침을 지켜 수험생의 건강권과 안전한 시험 환경을 만들 수 있도록 점검해 나가겠다"고 말했다.피재윤기자 ssanaei@yeongnam.com경북교육청이 대학수학능력시험 6월 모의평가 대비 학원 시험장에 대한 방역 점검에 나서고 있다.경북교육청 제공
2021.05.27
DGIST 로봇공학전공 윤동원 교수팀, 사람 손처럼 정교한 인간형 로봇핸드 핵심 기술 개발
"강체 및 유연구조의 장점을 함께 지니고 단점을 극복하기 위해 '유연힌지구조'(Crossed Flexure Hinge·CFH)를 이용하여 높은 충격흡수율과 다양한 형상의 물체와 무거운 물체를 파지할 수 있는 인간형 로봇핸드 개발하는데 성공하였다. 베어링등의 정밀부품을 사용한 조립이 필요없어, 제작이 보다 용이하고, 저가로 로봇핸드를 만들 수 있다."DGIST 로봇공학전공 윤동원 교수 연구팀이 사람 손과 같이 정교하고 유연한 인간형 로봇핸드(Robot Hand) 핵심 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 제작이 간편하고 외부충격에도 안정적으로 구동이 가능해, 산업체의 협동로봇분야 등 다양한 스마트 로봇분야에 적용이 기대된다.이번 연구성과에 대해 윤동원 교수는 "연구팀이 개발하고자 하는 유연힌지구조의 인간형 로봇핸드 개발 기술은 기존의 강체구조와 유연구조의 장점만을 취하고 단점을 극복한 하이브리드형 부분 유연구조 로봇핸드 개발을 새롭게 했다는 점에서 의미가 있다. 향후 추가 연구를 통해 보다 더 컴팩트하고 실제 필드에서 요구되는 자격을 갖춘 로봇핸드를 제안할 수 있을것으로 기대한다"고 말했다.연구팀은 후속 연구를 통해 CFH의 소재를 변형하여 보다 더 높은 충격흡수율과 파지 능력을 지닌 로봇 핸드 개발 연구를 진행할 예정이다. 또 다양한 응용 가능성을 추가적인 실험을 통해 실용화 방안을 모색하고, 기존의 현장에서 사용되는 그리퍼 및 매니퓰레이터 등과의 호환성을 고려하여 현장 적용 실험 등을 수행하면 실용화 할 수 있을 것이라 기대된다."우리 연구팀이 개발한 유연힌지구조의 인간형 로봇핸드는 힌지 자체의 순응 특성(compliance)으로 인하여 충격이 가해졌을 시 흡수율이 우수하며, 최대 4㎏ 무게의 물체를 파지할 수 있다. 따라서, 현장에서 사람과 상호작용 하며 사용되는 협동로봇인 메니퓰레이터 또는 다양한 서비스 로봇에 적용될 수 있으며, 그 외에도 공정 및 생산라인, 스마트 산업용 로봇 분야에 사용될 수 있다."윤 교수는 "이번 연구를 통하여 협동 로봇 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 로봇핸드가 잘 보급되는 것이 목표다. 특히, 내충격력, 생산성의 향상 등을 통하여 좋은 성능의 로봇 핸드를 저가로 공급하여 많은 산업분야에서 활용되기를 바란다"면서 "앞으로 개발된 인간형 로봇핸드의 규격과 성능, 호환성을 보완하여 실제 산업용 로봇이 적용되는 현장 널리 보급하도록 하겠다"고 말했다.이번 연구 결과는 로봇분야의 최상위 국제학술지 '소프트 로보틱스(Soft Robotics)'에 지난 3월 5일자 온라인으로 게재됐다. 더불어 DGIST 로봇공학전공 양준모 석박사통합과정생과 김정석 석사졸업생이 공동1저자로 참여했고, 한국연구재단의 신진연구지원사업으로 수행됐다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.comDGIST 로봇공학전공 윤동원 교수(왼쪽)와 제1저자인 양준모 석박사통합과정생이 개발한 인간형 로봇핸드를 들고 포즈를 취하고 있다.DGIST 윤동원 연구팀이 개발한 교차형 힌지구조가 적용된 로봇핸드 프로토타입 실제이미지.제안된 유연힌지 구조의 인간형 로봇핸드
2021.05.27
DGIST 에너지공학전공 샨무감 교수팀, 연료전지 성능저하와 내구성 향상 위한 새로운 합성법 제시
상가라쥬 샨무감 (Sangaraju Shanmugam) 대구 DGIST 에너지공학전공 교수팀이 연료 전지에 사용되는 내피온(Nafion) 소재의 '고분자 전해질막(PEM, Polymer Electrolyte Membrane)'이 갖는 성능저하 및 열화 문제를 해결하는데 성공했다. 새로운 방식으로 개발된 PEM은 연료전지의 출력과 내구성을 모두 개선시킬 것으로 기대돼, 향후 연료전지가 활용되는 다양한 산업분야에 긍정적인 영향을 줄 것으로 예상된다.'고분자 전해질 연료전지'는 수소가스의 수소가 수소 이온과 전자로 분리되면서 수소 이온은 전해질 막을 통해서 반대 전극으로 이동하게 되고, 전자는 도선을 따라 이동하면서 전기에너지를 생산하는 원리로 작동된다. 이 때, 수소이온만을 통과시키는 막이 바로 고분자 전해질막(PEM)이다. 이러한 막을 제작하는데 있어 이온 전도성이 높은 '내피온'이 강점을 갖지만 습도가 낮아질수록 성능과 수명이 저하되는 단점을 지녀, 활용에 한계가 있어왔다.이에, 샨무감 교수팀은 내피온으로 제작된 PEM이 낮은 습도에도 안정적은 성능과 수명을 보장할 수 있는 방법에 대한 연구를 진행했다. 그 결과, 기존 사용되던 내피온에 새로운 물질을 혼합해 기존의 단점뿐만 아니라 성능과 내구성 문제를 함께 해결할 수 있었다. 이번 연구결과는 관련 분야에서의 세계적인 학술지인 'American Chemical Society'에 온라인 게재됐다.상가라쥬 샨무감 교수는 인도 인도공과대에서 박사학위 취득 후 이스라엘 Bar-IIan대학교 박사후 연구원, 독일 RWTH Aachen 대학교 박사후 연구원, 일본 와세다대학교 조교수를 거쳐 지난 2011년 DGIST 에너지공학전공 조교수로 부임했다. 상가라쥬 샨무감 교수에게 연구성과에 대해 들어봤다. ▶ 이번 성과를 요약한다면?"내피온(Nafion)은 습도에 영향을 크게 받으며, 낮은 습도 조건에서는 수소 이온 전도가 일어날 수 없어 연료전지 성능이 저하될 뿐만 수명이 제한되어 스택 비용을 더욱 증가된다. 이번 연구에서 개발한 PEM 연료 전지용 복합막은 낮은 습도 조건에서 최대 출력(1219mW cm-2)과 전류 밀도(3986mA cm-2)를 보였다. 연구팀이 개발한 복합막은 열화를 최대 1/2로 줄이고 최대 400시간까지 작동가능한 수준까지의 내구성 향상시켜, 현 최첨단 Nafion-211 멤브레인을 능가하는 것을 발견했다." ▶어떤 의미가 있는가?"기존 대비 습도가 낮은 환경에서 우수한 연료 전지 성능을 관찰할 수 있었고, 이와 더불어 더욱 더 향상된 내구성을 확인할 수 있었다는데 의미가 있다. 기존 대비 개선된 사항들은 향후 수소연료 전지 상용화에 필수적인 내구성 확보에 더욱더 기여할 것으로 보인다."▶어디에 쓸 수 있나"PEM을 사용한 고분자전해질 연료전지(PEMFC)는 고효율 및 Zero-CO2 배출의 장점을 가지기 때문에 기존 에너지원의 대안으로 많은 관심을 받고 있다. 현대자동차를 포함한 도요타, 혼다, 도시바, 에어버스 등 수소 전기차를 개발 중에 있으며, 특히 내구성 문제를 해결하고자 노력하고 있기 때문에 이 연구 결과는 연료전지 시장에 큰 기여를 할 것이다."▶실용화까지 필요한 시간과 과제는?"아직 상용화 초기 단계에 있으며 대체할 기존 기술과 동등한 성능 발휘여부 및 비용 절감, 기타 내구성 관련 매개 변수를 평가를 위해 더 많은 연구개발이 수반돼야 한다."▶연구를 시작한 계기가 궁금하다."환경 보호에 대한 애정과 석유 기반 에너지의 생산 및 소비와 관련된 주요 문제를 완화하는 데 도움이 되고자 고분자전해질 연료전지(PEMFC) 관련 연구를 진행하게 됐다."▶꼭 이루고 싶은 목표는?"이번 연구에서는 전해질 막에 첨가제의 도입을 통해 연료전지의 성능과 수명을 향상시키는 것을 이루었다. 다음 목표는 실험실 스케일인 아닌 실질적인 평가 시스템에서 연료전지 성능을 평가하고 기술을 확보하여 기술 이전 및 양도 등을 통해 사업화를 이루고 싶다."?고분자 전해질막(Polymer Electrolyte Membrane)= 수소연료전지의 4대 구성요소 가운데 하나로, 선택적 투과능력을 보이는 분리막(멤브레인)이다. 외부에서 유입된 수소가스가 전극층에서 수소이온과 전자로 분리되는데 이 전자가 도선을 따라 전류를 만든다.?열화(劣化)= 절연체가 외부적인 영향이나 내부적인 영향에 따라 화학적 및 물리적 성질이 나빠지는 현상박종문기자 kpjm@yeongnam.com대구 DGIST 에너지공학전공 샨무감 교수(왼쪽)와 맥스웰 치포아카 석사과정생이 포즈를 취하고 있다.성능저하 및 열화 문제를 해결한 PEM 연료 전지의 개략도
2021.05.24
대구 DGIST 홍정일 교수팀, 기계적 진동으로 반강자성체 자기상태 제어 기술 최초 개발
DGIST 신물질과학전공 홍정일 교수 연구팀이 차세대 메모리에 적용되는 반강자성체에 기계적인 진동을 가해 자기정렬을 제어하는 기술을 최초 개발했다고 17일 밝혔다. 기존의 이진법을 뛰어넘는 멀티레벨(Multi-Level) 컴퓨터 기반 차세대 메모리 소자 등에 적용될 것으로 기대된다. 1990년대부터 자성체를 활용한 스핀트로닉스 전자공학이 본격 도입되면서 더 많은 정보의 저장 및 처리가 가능한 차세대 메모리 및 정보처리 소자가 개발되고 있다. 스핀트로닉스는 자성체의 자기 상태를 전기적으로 제어해 정보를 처리하고 저장하는 기술로, 기존의 실리콘을 이용한 반도체 소자보다 훨씬 빠르고 효율적으로 데이터를 처리할 수 있다.스핀트로닉스 기술을 활용한 차세대 메모리인 '스핀 메모리'를 포함한 다양한 스핀소자는 강자성체와 반강자성체의 결합 구조로 되어 있다. 일반적으로 강자성체의 내부 자기 배열상태는 똑같은 방향으로 배열되어 있어 외부자기장을 이용해 원하는 자기정렬 상태로 만들 수 있기 때문에 제어가 용이하다. 하지만 반강자성체의 내부 자기 배열상태는 서로 반대 방향으로 되어 있어, 외부자기장에 의한 제어가 어렵다. 이 때문에 반강자성체 제어를 위해서는 현재까지 주로 열과 자기장을 이용해 원자들을 원하는 자기정렬 상태로 만드는 교환바이어스 설정법이 사용되어 왔다. 하지만 복잡한 프로세서를 가진 소자들의 특성상 특정 부위만을 제어하기 어렵고, 원하지 않는 다른 물성들이 손상이 일어나는 단점 때문에 열 제어의 한계가 있는 실정이다.이에 DGIST 홍정일 교수 연구팀은 열을 가하지 않고 기계적 진동을 이용해 원자 결정 구조의 미세 변형을 가해 원자간 자기 결합(Magnetic Coupling)의 변화를 유도했다. 연구팀은 전압을 가하면 형태가 바뀌는 압전물질(piezo-electric materials)로 구성된 기판 위에 반강자성체로 된 박막을 덧씌웠다. 여기에 교류전압을 통한 기계적 진동을 주면 압전물질의 변형이 일어남과 동시에, 덧씌운 반강자성체 박막에 진동이 전해지면서 내부 자기배열상태를 임의로 변경할 수 있음을 확인했다. 또한 이를 반복적으로 인가(印加)하여 자기 결합 상태를 재설정할 수도 있음을 추가로 알아냈다. 연구팀이 최초 개발한 이번 공정은 기존의 열을 이용한 방법보다 국소부위에 적용이 가능하고, 상온에서도 적용 가능해 에너지 효율면에서 훨씬 유리하다. 또한 반복된 작동으로 인해 자기정렬도가 떨어진 소자의 재설정이 가능해 소자의 기능회복을 통한 내구성을 높일 수 있게 됐다. 무엇보다 자기 정렬의 미세 패턴화가 가능해, 기존의 소자와는 완전히 다른 작동 메커니즘의 스핀 소자를 설계할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 홍정일 교수는 "기존 교환바이어스 설정법의 단점과 한계를 극복한 새로운 설정 방법을 제시해 반강자성체의 스핀트로닉스 활용 가능성을 높였다는 점에서 그 의의가 있다"면서 "향후 지속적으로 반강자성체의 제어 메카니즘을 이해하고 개발하여 스핀 신소재 연구를 발전시키고자 한다"고 밝혔다.한국연구재단이 지원하는 '중견연구자지원사업'으로 수행된 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공을 졸업한 김현중 박사(現표준과학연구원 재직)가 제1저자로 참여했으며, 재료과학분야의 최고권위지인 Acta Materialia에 5월 15일자 지면판으로 게재됐다.?반강자성체(反强磁性體, Antiferromagnetic Substance)=물질 중의 자기(磁氣) 배열이 2조로 갈라져 서로 반대 방향으로 향하기 때문에 전체로서는 자력이 나타나지 않는 물질. 대표적인 물질은 금속은 망간 등, 화합물에서는 산화망간, 산화크롬 등이 있다. 홍정일 교수연구팀에서는 주로 이리듐망간(IrMn), 코발트 옥사이드(CoO)를 반강자성체 물질로 연구했다.?교환바이어스(Exchange Bias)= 2018년부터 양산되고 있는 차세대 스핀 메모리의 핵심 동작 원리로, 스핀 정보의 안정적인 저장에 결정적 역할을 한다. 교환 바이어스 크기가 크면 정보저장 안정성이 좋아지고, 작으면 안정성이 떨어진다.박종문기자 kpjm@yeongnam.comDGIST 신물질과학전공 홍정일 교수기계적 진동에 의한 교환바이어스 특성을 나타낸 연구 내용의 전반적 개요도
2021.05.17

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