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아주대와 팬옵틱스 공동 연구팀이 실크 단백질 나노섬유를 활용해 다기능 전자문신을 구현하는 데 성공했다. 이에 원하는 회로를 그려 넣은 후 굴곡진 피부 조직에 부착, 진단 및 약물 전달용으로 활용할 수 있는 차세대 헬스케어 소자로 이용될 전망이다.우리 학교 김성환 교수(물리학과·대학원 에너지시스템학과, 사진 왼쪽)는 실크 단백질 나노섬유 위에 탄소나노섬유 잉크로 회로를 그려 넣는 방식의 전자문신 구현에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 신소재 분야 최고 권위지 중 하나인 <어드밴스드 머트리얼즈(Advanced Materials)> 권두 표지논문(Frontispiece)으로 5월6일 자에 온라인 게재됐다. 논문 제목은 ‘피부 위 진단 및 치료응용을 위한 다기능, 극박 전자문신(Multifunctional and Ultrathin Electronic Tattoo for On-Skin Diagnostic and Therapeutic Applications)’이다. 이번 연구는 광학 전문 기업 팬옵틱스와의 산학협력 연구를 통해 진행됐다. 제1저자로 우리 학교 나렌다 고굴라 BK연구 조교수(사진 오른쪽), 공동저자로 팬옵틱스의 김장선 대표이사 외 3인이 참여하였다. 최근 전 세계적으로 인체 조직에 부착 가능한 차세대 헬스케어용 전자 소자에 대한 연구가 매우 활발하다. 생체 신호를 직접 읽어 들이고 분석할 수 있는 덕분. 이러한 헬스케어용 전자 소자를 구현하기 위해서는 실제 생체 조직과 같이 유연하고 잘 늘어나는 전자 소자가 필요하다. 이에 많은 연구자들이 유연 기판에 전극과 전자 소자를 집적, 다양한 인체 신호를 읽고 분석하는 소자를 개발해왔다. 이러한 형태의 소자는 ‘피부를 인공적으로 모방한 전자 소자’라는 개념으로 해석되어 ‘전자 피부’라 불린다.이렇게 개발된 전자 피부와 실제 인체 피부와의 완벽한 인터페이스를 위해서는 지문을 비롯한 굴곡진 표면을 따라 부착할 수 있어야 하며, 생체 적합성도 중요하게 고려해야 한다. 따라서 전자 회로를 생체적합 물질을 사용해 매우 얇게 구현해야 하는 어려움이 존재해왔다. 이에 김성환 교수 공동 연구팀은 천연 실크 단백질에 주목했다. 누에고치에서 나온 실크 단백질은 생체친화적이고 물리적·화학적 물성이 우수해 활용 가능성이 높은 바이오 고분자 소재다.먼저 연구진은 전기방사 방법을 활용하여 인간 머리카락 50분의 1 두께의 실크 나노섬유 종이를 제작했다. 여기에 탄소 나노섬유 잉크를 활용, 붓으로 실크 나노섬유 종이에 원하는 모양의 회로를 그려 넣었다. 잉크가 마르면서 그린 모양대로 회로가 떨어져 나오고, 이를 문신 스티커처럼 물을 살짝 묻힌 피부에 올려놓기만 하면 전자문신을 형성하는 것이 가능하다. 이렇게 만든 전자문신은 두께가 매우 얇아서 지문처럼 촘촘하게 주름진 표면에도 올릴 수 있으며, 샤워를 제외한 여타 일상 생활 속에서도 안정적으로 전기적 특성을 유지할 수 있다. 전자문신의 사용을 마치면 물티슈 등으로 가볍게 닦아내면 되기에 관리도 쉽다. 탄소 나노섬유에서 기인할 수 있는 유해성은 전자문신 중간에 삽입된 실크 나노섬유가 차단해 준다. 피부에 부착한 전자문신은 심전도와 근전도 검사를 위한 전극으로, 혹은 온열 치료나 약물 전달을 위한 패치로 응용이 가능하다. 전자문신에 약한 전류를 흘려주거나 빛을 쬐어주면 탄소 나노섬유에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 특히 빛을 활용할 수 있다는 점은 원격으로 전자문신을 데울 수 있음을 의미하고, 이는 응용 범위가 매우 넓다는 것으로 해석할 수 있다. 실크 단백질에 원하는 약물을 탑재할 수도 있어, 원격으로 문신 온도를 조절하여 약물 전달 효율을 조율할 수 있다. 김성환 교수는 “인체 피부에 전자회로를 집적하려는 연구는 많은 진전을 이루어 왔지만 생체 적합성 및 생체 조직과의 인터페이스 문제는 상대적으로 간과되어 온 측면이 있다”며 “생체 물질인 단백질을 활용해 생체 조직과 전자 소자의 상이한 물성 차이를 극복할 인터페이스를 제공할 수 있다”고 말했다.김 교수는 이어 “이번에 개발한 소재 기술은 바이오 소재들이 전자 소자 구현에도 적용될 수 있음을 보여줬다는 데 의의가 있다”며 “앞으로 다양한 헬스케어 소자와 소프트 로보틱스 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단 주관 중견연구자지원사업, BK21 Four 사업과 경기도 주관 지역협력연구센터사업(GRRC), 한국에너지기술평가원 주관 에너지인력양성 사업의 지원으로 수행되었다. 관련 기술은 팬옵틱스와의 산학협력 연구를 통해 개발되었으며, 국내 특허 출원과 함께 일부 기술이전 되었다. 연구 개념을 보여주는 모식도. 누에고치로부터 만들어진 실크 종이에 전도성 잉크로 전자회로를 그린 후 문신처럼 피부에 부착할 수 있다.
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2542
- 작성자이솔
- 작성일2021-05-11
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2540
- 작성자서정원
- 작성일2021-05-04
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2538
- 작성자서정원
- 작성일2021-05-04
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우리 학교가 경기도와 자율주행연구 분야 협력을 위해 업무협약을 맺었다. 협약에는 우리 학교와 포항공대, 경희대, 성균관대, 차세대융합기술원이 함께 참여했다.협약식은 지난 30일 경기도청에서 이재명 경기도지사와 우리 학교 박형주 총장, 김무환 포항공대 총장, 한균태 경희대 총장, 신동렬 성균관대 총장, 주영창 차세대융합기술원장이 참석한 가운데 진행됐다. 우리 학교에서는 자율주행 모빌리티 센터장 송봉섭 기계공학과 교수도 함께 자리했다.이번 협약을 통해 경기도는 도내 자율주행센터에서 생산되는 빅데이터를 대학에 제공한다는 방침이다. 도는 ▲자율주행 테스트베드 및 빅데이터 ▲자율주행 연구를 위한 PC, 소프트웨어 등 제반 시설을 해당 대학들에 제공하고, 경기도-대학 간 빅데이터 시스템을 구축해 연구 결과를 공유할 계획이다.대학들은 자율주행 빅데이터를 활용한 교과목을 운영하고, 경기도와 함께 자율주행 빅데이터와 인공지능 분야 경진대회도 개최할 예정이다. 판교2테크노밸리 임직원들을 위한 빅데이터, 인공지능 특별 교육과정과 자율주행 빅데이터를 활용한 교과목 운영을 계획하고 있다.박형주 총장은 협약식에서 “이번 협약을 통해 경기도가 제공하기로 한 자율주행 공공 데이터에는 차량 데이터 만이 아니라 관제 데이터까지 포함되어 있어 더욱 의미 있다”며 “경기도와 대학, 융기원의 협력과 경기도청의 광교 이전을 계기로 차세대 제로셔틀 2.0을 체험할 수 있는 기회가 되면 좋겠다”고 말했다.박 총장은 이어 “아주대는 거대연구그룹 지원과 연구자 간 협업을 통해 교통-ITS(Intelligent Transport Systems)-자율주행을 연결하는 연구를 수행하고 있다”며 “특히 자율주행 안전성 부문에서 공동 연구에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 경기도는 차세대융합기술연구원과 함께 자율주행 산업 생태계를 구축하기 위해 지난 2019년 판교에 경기도자율주행센터를 출범했다. 센터는 자율주행 관련 기업 및 연구기관의 실증을 지속 지원 하고 있다. 비즈니스센터를 통해 자율주행 신생기업을 인큐베이팅하고, 자율주행셔틀(제로셔틀)도 운영한다.
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2536
- 작성자이솔
- 작성일2021-05-03
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우리 학교가 과학기술정보통신부의 ‘혁신성장 선도 고급연구인재 성장 지원(KIURI) 사업’ 신규 연구단으로 선정됐다. KIURI(Korea Initiative for fostering University of Research & Innovation) 사업은 이공계 신진 박사급 연구인재의 독립적 연구자로의 성장 지원 및 산업계 진출 확대를 위해 과학기술정보통신부가 지난 2020년부터 추진하고 있는 사업이다. 사업 기간은 올해 5월부터 2024년 10월까지 3년이며, 연 15억원 규모의 사업비를 지원받는다. 연구단에 참여하는 박사후연구원에게는 최대 3년간 인건비를 포함한 연 1억원 내외의 연구비가 지원된다. 우리 학교는 ‘인공지능(AI)-초융합 KIURI 질환극복 중개연구단(단장 뇌과학과·신경과 김병곤 교수)’을 구성하고 ▲기초 의·생명과학 ▲임상의학 간 중개연구 ▲인공지능 기반 신약개발 ▲생체기능 조절용 바이오 신소재 분야 고급인재를 양성한다. 또한 경기도 남부에 위치한 휴온스, 올리패스, 플라리트, 프롬바이오 등 21개 바이오 기업과 협력 체계를 구축하고 기업수요 기반 기술개발, 자문, 파견연구 등을 지원해 기업의 실질적인 개발역량을 뒷받침할 계획이다. 이를 위해 8월까지 의대·공대·약대·자연대 등 다양한 전공의 박사후연구원 12명을 채용하고 신진연구인력을 위한 프로그램 개발 및 관련 멘토 교수진과 참여 기업을 매칭하여 산학협력 융합연구를 수행할 예정이다. 한편, KIURI 사업에는 서울대(바이오헬스), 성균관대(에너지환경), 연세대(미래차소재부품), 포항공대(바이오진단치료제) 등 4개 대학 연구단이 선정돼 2020년부터 박사후연구원 68명이 기업 공동연구 등을 수행하고 있다. 올해는 우리 학교와 인하대학교 연구단이 신규 선정되어 12명씩 총 92명의 박사후연구원이 산업혁신 고급인재로 성장하게 된다.
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2534
- 작성자서정원
- 작성일2021-05-03
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2532
- 작성자서정원
- 작성일2021-04-28
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우리 학교 대학원 분자과학기술학과 이시민 학생이 ‘2021년도 춘계 한국고분자학회’에서 우수논문발표상을 수상했다. 이번 춘계 한국고분자학회는 지난 4월7일부터 9일까지 온라인으로 진행되었으며 ▲고분자합성 ▲기능성 고분자 ▲복합 고분자재료 ▲의료용 고분자 ▲콜로이드 및 분자조립 등 고분자 분야 논문들이 발표되었다. 이시민 학생은 ‘생의학적 응용을 위한 다재다능한 특성의 주입형 하이브리드 하이드로젤의 개발(Injectable Hybrid Hydrogels with Versatile Properties for Various Biomedical Applications)’이라는 논문으로 우수논문발표상을 수상했다. 논문 지도는 박기동 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과)가 맡았다. 논문은 생체적합성 고분자인 젤라틴(Gelatin)과 폴리에틸렌글리콜(PEG)의 복합 하이드로젤을 개발한 내용을 담고 있다. 하이드로젤은 과량의 수분을 함유할 수 있고 특정 외부 자극 없이는 쉽게 분해되지 않는 재료로, 체내 약물전달이나 임플라트 및 생체접착제로의 개발이 진행되고 있다. 그러나 기계적 특성 및 접착강도 개선에 대한 어려움이 남아 있었다. 이번 논문에서는 젤라틴과 폴리에틸렌글리콜의 조성 및 가교밀도를 조절해 기존 하이드로젤이 지닌 탄성도, 인장강도, 접착강도 등의 한계를 극복했다. 이번 연구 내용을 적용하면 기존 상용제품 대비 우수한 조직접착제, 임플란트 등 응용 분야에서의 다양한 개발이 가능할 것으로 보인다. 1976년 창립된 한국고분자학회는 고분자에 관한 화학, 물리학, 생물학, 공학 등에 관한 학문적 연구 및 기술 발전 증진을 목표로 하는 학술단체로, SCI 등재 논문집인 <Macromolecular Research>를 포함, <폴리머>, <고문자 과학과 기술> 등의 간행물을 발행하고 있다.
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2530
- 작성자서정원
- 작성일2021-04-28
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2528
- 작성자서정원
- 작성일2021-04-23
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우리 학교 대학원 환경안전공학과 박서아(사진 왼쪽), 박현아 학생(사진 오른쪽)과 최권영 교수가 작성한 논문 두 편이 저명 학술지에 게재됐다. 대학원 환경안전공학과 석박사통합과정에 재학 중인 박서아, 박현아 학생이 저자로, 환경안전공학과 최권영 교수가 교신저자로 참여한 논문의 제목은 '비올라세인 염료의 생물학적 합성과 응용(Microbial synthesis of violacein pigment and its potential applications)'이다.이번 논문은 <크리티컬 리뷰즈 인 바이오테크놀로지(Critical Reviews in Biotechnoogy)> 3월17일자 온라인판에 게재됐다. 이 저널은 생명공학 분야 최신 연구 동향을 다루는 저명 학술지(Impact Factor 8.108)이다.논문은 비올라세인 염료의 생합성 메커니즘과 생산 균주, 효소 개량을 통한 생산성 증대 등에 대해 다뤘다. 비올라세인은 항암, 항균, 항산화, 항바이러스 등 다양한 의약적 기능을 지니고 있어 친환경 색소 화장품 및 식품 색소첨가제 등 다양한 산업 분야에서 관심을 받는 물질이다.비올라세인을 자연적으로 합성하는 생산 균주들의 유전자 조절, 신호전달 체계인 ‘쿼럼 센싱 메커니즘’을 정리하고, 비올라세인 합성에 관여하는 vioD와 vioE의 결정구조 및 물리 화학적 성질을 확인했다. 이번 연구 결과를 적용하면 효소 개량을 통한 비올라세인의 대량 생산 가속화 및 기능성 소재, 나노 섬유 등 구체적인 활용도 가능할 것으로 기대된다.한편 박서아, 박현아 학생과 최권영 교수가 작성한 'Bacillus subtilis 균주를 활용한 바이오 매스의 생화학물질로의 전환(Bacillus subtilis as a robust host for biochemical production utilizing biomass)'이라는 제목의 논문도 같은 저널 2월23일자에 게재됐다.'Bacillus subtilis'는 바이오 알코올, 바이오 고분자, 생물응집제 등의 물질을 생산할 수 있는 다목적 생산 균주이다. 논문에서는 균주 내의 유전자 및 외래 도입 유전자가 발현된 야생 또는 재조합 균주를 통하여 다양한 고부가 가치 물질을 합성하는 연구의 동향을 다루었다. 또한, 해당 생산 시스템에 포함되는 효소의 개량을 통해 부반응을 최소화함으로써 생산하고자 하는 물질의 생산량을 선택적으로 증대하는 방안을 중점으로 다뤘다.
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2526
- 작성자서정원
- 작성일2021-04-21
- 5484
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2524
- 작성자서정원
- 작성일2021-04-20
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2522
- 작성자이솔
- 작성일2021-04-19
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2520
- 작성자서정원
- 작성일2021-04-09
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