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우리 학교 공동 연구팀이 신체 내 근육 조직의 손상을 감지할 수 있는 근적외선 이미지 센싱 소자를 개발했다. 이에 고감도·고효율의 센서가 필요한 의료진단용 이미징 장치에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 서형탁 교수(신소재공학과·대학원 에너지시스템학과, 사진) 연구팀은 교류광전효과를 이용하여 검출률이 높고 응답 시간 또한 빠른 근적외선 이미지 센싱 소자를 개발했다. 관련 내용은 ‘광대역 교류 광전효과: 고성능 감지와 신체 통증 이미징 활용(Broadband alternating current photovoltaic effect: An application for high-performance sensing and imaging body aches)’이라는 논문으로 나노 분야 국제 학술지 <나노 에너지(Nano Energy), IF=16.602> 8월29일자 온라인판에 게재됐다. 우리 학교 박지용 교수(물리학과·대학원 에너지시스템학과), 김상완 교수(전자공학과)와 쿠마 모히트(Mohit Kumar) 연구원(제1저자)이 함께 참여했다.광을 전기 신호로 전환하는 광전효과 기반의 광 센서는 대표적으로 태양전지 기술을 통해 널리 쓰이고 있다. 광 센서는 신재생 에너지 활용과 스마트폰, 사물인터넷(IoT), 광통신 등에서 필수적인 부품이다. 특히 의료 분야에서 다른 진단 방식에 비해 간편하게 진단 및 상시 모니터링을 할 수 있어 광 센서를 활용한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다. 의료 분야 중에서도 특히 광 센싱 기반으로 신체 내부의 근조직 손상을 이미징 방식으로 진단할 수 있는 기술 개발에 산업계·학계의 관심이 높다. 대표적으로 고도 화상 진단에 광 센싱 기술이 활용되고 있다. 이에 의료용 광 진단 분야에서 근적외선 활용에 대한 관심이 높다. 근적외선을 활용하면 낮은 광 손상과 깊은 조직 침투가 가능해 인체 내부 조직의 이미징에 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 이를 위해서는 미세한 근적외선 신호의 변화를 감지할 수 있는 고성능의 광 센서 개발이 필수적이다. 센서를 휴대할 수 있는 의료 진단 기기에 실제 적용하기 위해서는 높은 에너지 효율 또한 요구된다. 지금까지 근적외선 활용 광 센서에는 화합물 반도체 소자가 적용되어 왔다. 그러나 갈륨비소를 비롯한 화합물 반도체 소자는 가격이 매우 비싸고 근적외선 영역에서 검출 감도가 낮은 데다 성능이 떨어지는 한계를 보여왔다. 특히 의료 진단용으로 활용이 가능한 정도로 인체 내부 조직 손상을 감지, 이미지화할 수 있는 높은 감도를 구현하지는 못했다. 이에 아주대 연구팀은 근적외선 활용이 가능한 광 센서 소자를 개발하기 위해 고품질 이산화티타늄 산화물(TiO2) 나노 필름을 실리콘(Si) 기판 위에 적층하고 그 계면 특성을 제어하는 기술을 확보했다. 이와 동시에 은나노선을 이용하여 광학 응답성을 극대화하는 광 검출 소자 구조를 개발했다. 이를 통해 기존보다 훨씬 높은 스위칭 비율(≈1E4)과 높은 검출률(≈1E11 Jones), 빠른 응답 시간 (~ 120 μs)의 고성능 광 검출 소자를 구현하는 데 성공했다. 기존에 상용화된 근적외선 검출 소자에 비해 모든 면에서 훨씬 우수한 성능이다. 연구팀은 광 센서에 교류 광전류를 이용했는데, 빠르게 꺼짐과 켜짐을 반복하는 입사광을 이용하여 광 소자에서 전력을 스스로 생산하므로 외부 전원을 필요로 하지 않는다. 연구팀이 개발한 광 센서는 태양전지에서 활용되는 직류 광 전류에 비해 약 3만9000배 높은 광전류를 발생시켜 의료용에 적합한 고감도 광 센싱이 가능하다. 연구팀은 전도성 및 정전기 원자 현미경을 이용하여 이번에 발견한 광 센서의 작동 원리를 규명해냈다. 교류 광 입사로 인해 반도체 내부에 생성된 광 전하들이 위치별로 불균형적으로 생성되고, 이로 인한 ‘준 페르미 레벨 분할 및 재정렬’에 따르는 물리적 현상이 빠른 응답성과 높은 검출률의 특성을 유발함을 증명해 낸 것.서형탁 교수는 “이번에 개발한 소자를 이용하여 스캔 이미징 방식으로 손가락 근조직의 내부 변화를 이미지화하는 데 성공했다”며 “이 소자를 이용하면 초고속으로 신체 통증을 감지하고 통증 부위를 이미징하는 것이 가능하다”고 설명했다.서 교수는 이어 “근육뿐 아니라 다양한 신체 내부 조직의 변화 진단에 적용할 수 있을 것으로 기대하며, 특히 소아 대상 진단에 활용성이 높을 것”이라고 덧붙였다.이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 미래신소자기술원천기술개발사업 및 중견·기본 기초연구지원사업의 지원으로 수행되었으며 특허 출원이 진행 중이다.
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2385
- 작성자이솔
- 작성일2020-09-03
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- 작성자이솔
- 작성일2020-09-01
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- 작성자서정원
- 작성일2020-08-31
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- 작성자서정원
- 작성일2020-08-31
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우리 학교 황종국 교수가 참여한 공동 연구팀이 나노 다공성 소재의 형상제어 원천기술을 개발했다. 이에 차세대 이차전지를 비롯한 에너지 저장장치 뿐 아니라 앞으로 에너지, 촉매, 환경, 의학 분야에 활용이 가능할 것으로 기대된다.황종국 교수(화학공학과)가 제1저자로 참여한 공동 연구팀은 관련 성과를 <사이언스> 자매지인 <사이언스 어드밴시스(Science Advances), impact factor 13.116, JCR 4.93%> 8월12일자 온라인판에 발표했다. 한국과학기술원(KAIST)의 김성섭 박사와 이진우 교수가 함께 참여했다. 논문 제목은 '고분자 블렌드의 비등방 자기조립을 이용한 다공성 접시와 나노시트의 합성(Polymer blend directed anisotropic self-assembly toward mesoporous inorganic bowls and nanosheets)'이다. 연구팀은 유기물인 고분자 블렌드와 무기물 금속 산화물 전구체를 단순히 혼합하고 열처리하는 것만으로 입자의 형상과 나노구조를 쉽게 제어할 수 있는 합성법을 개발했다. 또 합성한 접시모양의 니오븀 산화물을 차세대 이차전지로 주목받고 있는 포타슘이온전지의 음극재로 사용했을때 최고 수준의 용량과 안전성을 나타냄을 확인했다.기존의 다공성 소재 형상제어는 복잡한 과정이 동반되거나, 고가의 장비를 사용하는 방법에 의존해왔다. 하지만 이는 기공의 나노구조와 입자의 형상을 정밀하고 효율적으로 제어할 수 없으며, 경제성 역시 떨어진다는 단점이 있다. 때문에 기공의 크기, 구조, 입자의 형상 모두를 제어할 수 있으면서도 손쉬운 합성이 가능한 새로운 합성기술 개발이 요구되어 왔다.연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 다성분계 고분자 블렌드의 자기조립 현상에 주목했다. 다성분계 고분자 블렌드는 특정 조건을 만족하면 복잡하고도 정교한 나노구조로 자발적으로 조립된다. 이러한 현상은 고분자 물리학 분야에서는 널리 알려 졌으나, 다른 분야에서의 활용은 미미했다. 황 교수팀은 다성분계 고분자 블렌드의 자기조립 현상과 무지재료화학을 융합할 수 있는 설계 가이드라인을 확립, 이를 이용해 다공소재의 나노구조, 화학조성, 형상을 쉽고 간단히 제어할 수 있는 합성기술을 개발해 냈다. 이 합성법은 ASAP(anisotropically self-assembled particle)로 명명했다.황종국 교수는 “기존 다공성 무기질 소재 합성기술의 문제점을 고분자 블렌드의 자기조립성질을 이용하여 해결할 수 있음을 처음으로 보여줬다는데 이번 연구의 의의가 있다”며 “이는 고분자 물리학과 무기재료화학을 연결하여 새로운 융합연구분야를 창출할 수 있음을 의미한다”고 말했다. 황종국 교수는 나노에너지 소재 전문가로 나노 다공성 소재의 구조와 형상을 제어하는 연구를 수행해왔다. 황 교수는 앞으로 ▲무기질 다공소재의 간단합성공정 개발 연구 ▲차세대 이차전지 전극재의 맞춤형 설계 연구를 집중 수행할 계획이다. * 사진 설명 - ASAP: 다성분계 고분자 블렌드의 자기조립을 이용한 무기질 다공 소재의 합성모식도
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2377
- 작성자이솔
- 작성일2020-08-26
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우리 학교 서형탁·김유권 교수가 참여하는 공동 연구팀이 산업통상자원부가 주관하는 '산업기술 알키미스트 프로젝트' 1단계 사업에 선정됐다.산업통산자원부와 한국산업기술평가관리원은 '산업기술 알키미스트 프로젝트'를 통해 성공을 조건으로 하는 기존 연구개발의 틀을 벗어나, 향후 10~20년 내에 산업의 판도를 바꿀 만한 도전적·혁신적 주제를 선정해 지원한다. 강력한 산업적 파급력을 가진 도전적이며 혁신적인 10개 주제가 대상이다. ▲Brain to X(B2X) ▲신체 보호형 스마트 수트 ▲유전자 자가교정 및 치유조절 기술 ▲CO2 Free 저가 수소 생산 ▲아티피셜 에코 푸드 등이 혁신 주제다.'산업기술 알키미스트 프로젝트'는 경쟁형 과제로, 약 2년 간 1~2단계 사업에 참여하는 복수 사업단의 경쟁을 통해 최종 3단계에 진입한 1개 사업단에 대해 5년간 총 연구비 약 250억원을 지원하는 정부의 대형 국책 사업이다. 1~2단계 사업은 오는 2022년까지, 3단계 사업은 오는 2027년까지로 예정되어 있다. 우리 학교 서형탁 교수(신소재공학과·대학원 에너지시스템학과)·김유권 교수(화학과) 공동 연구팀은 ‘CO2 Free 저가 수소 생산’ 테마에 공모하여 선정됐다. 한국과학기술원(KIST) 수소연료전지단이 총괄책임을 맡고, 아주대 연구팀의 서형탁 교수가 세부과제 책임을 맡는다. 연구팀에는 한국에너지기술연구원, 한국생산기술연구원, 현대자동차 등 총 8개 기관이 함께 참여한다. 수소 경제의 구현을 위해서는 수소 연료의 대량 공급이 필수적이다. 그러나 현재 수소의 대량생산은 화석연료 기반의 부생 수소 등에 의존, 대량의 이산화탄소를 발생시키는 한계가 있다. 이에 공동 연구팀은 기존 수소 대량생산 기술의 한계를 뛰어넘는 수소경제 서비스 기반 구축을 위해, 이산화탄소를 발생시키지 않으면서 가격경쟁력까지 갖춘 방법을 제안하기 위해 연구를 진행하고 있다. 서형탁 교수는 "청정 수소 생산 기술의 중요성을 인식하고 수년 전부터 공동 연구를 진행해왔다"며 "액상합금촉매기술을 기반으로 한 이산화탄소 무발생 수소 대량 생산 기술에 대한 기초연구 기술력을 확보, 대기업과 협력 연구를 진행하고 있다"고 전했다.이어 "이번 프로젝트에서 우수한 참여 기관들과의 협업을 통해 1단계 6개 사업단 중 1위로 선정되었으며, 앞으로 우수한 연구성과를 도출해 3단계 본 과제에 진입하겠다"라고 포부를 밝혔다. 우리 학교 연구팀은 이번 프로젝트에서 핵심 합금 촉매 원천기술 개발과 상용화 반응기 기초 설계 등을 담당하게 된다.
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2375
- 작성자이솔
- 작성일2020-08-26
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- 작성일2020-08-19
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- 작성자이솔
- 작성일2020-08-13
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- 작성일2020-08-11
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- 작성자서정원
- 작성일2020-08-10
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오는 9월부터 7년 간 진행되는 ‘제4단계 BK21 사업’에 우리 학교 4개 사업단이 예비 선정됐다.BK21(Brain Korea21, 두뇌한국) 사업은 세계적 수준의 대학원 육성과 우수한 연구인력 양성을 위해 석ㆍ박사과정생 및 신진연구인력(박사후 연구원 및 계약교수)을 집중적으로 지원하는 고등교육 인력양성 사업이다. BK사업은 1999년부터 시작하여 매 단계별로 각 7년에 걸쳐 진행되었으며, 올해 시작되는 사업은 제4단계다. ‘제4단계 BK21 사업’에 선정된 사업단은 오는 2027년 9월까지 7년동안 사업비를 지원받게 된다. 교육부와 한국연구재단은 연간 4080억원씩, 총 2조9000억원을 ‘제4단계 BK21 사업’에 투자한다. 우리 학교에서 이번 ‘제4단계 BK21 사업’에 선정된 사업단은 총 4개로 모두 혁신인재 양성사업 분야에 속해 있다. 교육부는 ▲미래인재 양성사업과 ▲혁신인재 양성사업 2유형으로 사업단 신청을 받았다. 혁신인재 양성사업은 혁신 성장을 선도하는 신산업과 산업∙사회 문제 해결을 선도하는 연구인력 양성을 목표로 한다. 신산업은 빅데이터와 AI, 맞춤형 헬스케어와 가상증강현실, 지능형 로봇과 반도체, 스마트시티, 자율주행차, 신재생 에너지 등의 분야다.우리 학교에서 예비 선정된 사업단은 ▲켐바이오메디신 교육연구단(대학원 분자과학기술학과, 김용성 교수) ▲탄소-제로 신재생에너지시스템사업단(대학원 에너지시스템학과, 장혜영 교수) ▲Ajou DREAM 인공지능 혁신인재 양성사업단(소프트웨어학과, 손경아 교수) ▲차세대 초지능네트워크 융합 교육연구단(소프트웨어학과, 고영배 교수)이다. 이 사업단들은 8월 현장점검을 거쳐 9월부터 사업을 시작한다. 교육부와 한국연구재단은 이번 ‘제4단계 BK21 사업’ 지원 대상으로 68개 대학 총 562개 교육연구단(팀)을 선정했다고 지난 6일 밝혔다. 교육연구단이 386개, 교육연구팀이 176개다. 교육부는 전국단위 대학과, 지역단위 대학으로 구분해 사업을 진행한다. 우리 학교의 경우 4개 사업단이 선정되어, 전국단위로 ‘제4단계 BK21 사업’에 참여하는 대학 가운데 상위 12위를 기록한 것으로 나타났다. 서울대가 42개로 가장 많은 사업단이 예비선정됐고, 성균관대(28개), 연세대(27개), 고려대(25개), 카이스트(15개), 포항공대(12개)가 뒤를 이었다.
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2363
- 작성자이솔
- 작성일2020-08-07
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