DGIST 정보통신융합전공 곽정호 교수팀이 차세대 네트워크 시스템에 활용 가능한 새로운 네트워크-클라우드 협력 프레임워크를 개발했다. 또한 개발한 프레임워크 상에서 자율주행이나 원격 의료, 원격 수술 등 다양한 차세대 어플리케이션을 활용하는 방안을 함께 제시해 향후 6G 시대 사회의 청사진을 제공할 것으로 기대된다. 현재 네트워크 사업자와 클라우드 서버 사업자는 서로의 이익과 편의성을 고려해 서비스를 개별적으로 운영해왔다. 하지만 최근 증강현실(AR), 가상현실(VR) 등 차세대 네트워크의 킬러 어플리케이션의 경우, 네트워크와 클라우드 서버 사업자들이 서로의 서비스를 활용해야만 작업 수행이 가능한 상황이 많아지고 있다. 특히 증강현실 어플리케이션은 컴퓨팅 자원과 네트워크 자원의 지원이 동시에 이루어져야한다. 곽 교수팀은 현재 분리돼 운영되는 네트워크, 클라우드 서버 서비스는 한계가 있을 것으로 예측했다. 따라서 곽 교수팀은 하나의 클라우드 서버를 엣지 클라우드(Edge Cloud), 미들 클라우드(Middle Cloud), 센트럴라이즈드 클라우드(Centralized Cloud) 세 부분으로 분할, 클라우드 서버 서비스 사업자와 네트워크 사업자가 유기적으로 협력할 수 있는 ‘네트워크-클라우드 협력 프레임워크’를 구성했다. 이번 연구를 통해 개발한 프레임워크는 처리가 필요한 프로그램을 구분해, 처리에 최적화된 클라우드에 할당한다. 예를 들어 AR 작업을 처리하는 경우, 전송 속도보다 전송 지연을 줄이는 것이 중요하므로 엣지 클라우드를 활용할 수 있다. 하지만 빅데이터 분석처럼 큰 규모의 프로세싱 자원이 필요한 작업은 센트럴라이즈드 클라우드의 자원을 활용하도록 해 클라우드 서버를 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 곽 교수팀은 개발한 프레임워크를 활용한 유기적인 협력 방안 연구도 함께 진행했다. 연구를 통해 네트워크-클라우드 협력 프레임워크 상에서 활용할 수 있는 차세대 프로그램 선별과 협력 시나리오를 분석한 결과, 기존 방식 대비 최대 77%의 성능개선을 확인했다. 곽 교수는 “이번 연구는 시공간의 변화에 따라 네트워크와 컴퓨팅, 스토리지 자원을 동적으로 활용하는 차세대 어플리케이션의 성능 최적화에 적합한 구조”라며 “향후 자율주행 차량 서비스와 초저지연 원격 의료 및 수술 서비스처럼 6G 시대의 킬러 어플리케이션 활용의 청사진을 제공할 수 있도록 하는 것이 목표다”고 말했다. 이번 연구는 서울대학교 이경한 교수 연구팀, 성균관대학교 김동인 교수 연구팀, 아일랜드 트리니티 칼리지 더블린(Trinity College Dublin)의 조지 이오시피디스(George Iosifidis)교수 연구팀 등이 참여했다. 연구 결과는 관련 분야 국제학술지인 ‘IEEE Network‘에 지난 12일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

시력 회복을 위해 라식, 라섹 수술을 받는 사람들이 많다. 이들 수술은 각막을 절개해 시력을 교정하는 방식으로 회복 과정에서 각막의 신경세포가 충분히 재생되지 않거나 외부 환경에 반응하는 말초신경 손상 같은 부작용 때문에 야간에 빛 번짐 현상을 겪거나 안구건조증에 고생하는 이들이 많다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 연구팀은 이처럼 각막신경이 손상돼 발생하는 안구건조정을 근적외선 레이저로 치료할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 의생명공학 분야 국제학술지 ‘광화학 및 광생물학 B: 생물학’(Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology)에 실렸다. 연구팀은 안구건조증의 직접적 원인 중 하나인 삼차신경절세포 손상을 근적외선 레이저로 재생시키는데 성공한 것이다. 삼차신경절세포는 안면 감각을 담당하는 말초신경으로 외부 자극을 받아들여 중추신경계로 신호를 전달하는 역할을 한다.연구팀은 라식, 라섹 수술을 받아 부작용을 겪는 환자와 비슷한 상태로 만든 유전자변형 생쥐에게서 삼차신경절세포를 채취한 뒤 실험실에서 1차세포배양을 했다. 이렇게 배양된 신경세포에 다양한 연속파와 펄스파 레이저 광선을 쪼여 말초신경세포가 재생되는 최적의 광조사 조건을 찾아냈다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 연구는 빛을 이용해 손상된 말초신경계의 성장을 촉진시킬 수 있는 가능성을 보여준 것으로 각막절제 수술로 인한 안구건조증 치료와 말초신경계 손상으로 인한 만성통증 치료에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한 참가자가 15일(현지시간) 미국 사우스다코타주 스터지스에서 열린 ‘제 80회 스터지스 모터사이클 랠리(the 80th annual Sturgis Motorcycle Rally) 동안, 버팔로 칩 뷰티 미인대회에서 버팔로 칩의 울프맨 잭 스테이지 올라 멋진 포즈를 선보이고 있다. AP 연합뉴스

DGIST와 GIST가 11일 ‘달빛 AI 워크숍 2020’을 공동 개최했다. 이번 워크숍은 온라인 강의 프로그램인 줌(Zoom)을 통해 비대면으로 진행됐다. ‘AI경량화 및 강화학습’을 주제로 양 기관의 교수, 연구원, 대학원생 등 전문가들이 모여 현재 진행 중인 최신 연구·개발 기술들을 공유했다. 워크숍은 두 세션으로 나눠 진행됐다. 먼저 첫 번째 세션에서는 DGIST 정보통신융합전공 김예성 교수팀이 자체 개발한 뇌공학 기반의 인공지능 경량화 모델에 대한 소개 및 발표와 함께 GIST AI대학원 최종현 교수팀이 개발한 엣지 디바이스에서의 시각인지를 위한 경량화 모델 소개가 이어졌다. 두 번째 세션은 먼저 GIST 융합기술학제학부 김경중 교수팀이 기존에 쌓여 있는 방대한 데이터를 활용해 강화학습을 현실 문제에 적용하기 위한 강화학습의 오프라인 학습방법 및 응용사례 소개 발표를 진행했다. 이어서 DGIST 정보통신융합전공 곽정호 교수팀이 개발한 콘텐츠 캐싱(Contents Caching)네트워크를 위한 강화학습 기법을 소개가 진행됐다. DGIST 정보통신융합전공 박경준 전공책임교수는 “이번 워크숍은 두 학교가 중점적으로 추진 중인 AI경량화 연구 및 강화학습 기술에 대한 최신정보 교류를 위해 개최하게 됐다”며 “이번 행사를 계기로 공동 연구 추진을 위한 토대를 마련하고 향후 인공지능 기술 발전에 함께 기여할 수 있는 좋은 연구를 진행할 수 있었으면 한다”고 말했다. GIST AI대학원의 김종원 원장은 “이번 달빛워크숍이 양 기관의 인공지능 분야 전문가들을 모시고 개최되는 만큼, AI 분야의 최신정보 공유와 연구 교류 활성화의 의미 있는 시도가 될 것으로 기대한다” 면서, “달빛워크샵이 지속적으로 개최되어 지역 균형 발전과 AI융합인재 양성, 그리고 무엇보다 미래 일자리 창출의 밑거름이 되길 바란다”고 전했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 정보통신융합전공 이성진 교수팀이 기존 키-값 저장장치에 존재하던 문제를 해결한 개선된 키-값 저장장치를 개발했다. 이 교수팀은 연구를 통해 기존 저장장치에서 발생하는 문제점의 원인을 밝히고 이를 개선해 향후 빅데이터와 같은 광범위한 IT분야에서 긍정적인 효과를 줄 수 있을 것으로 기대된다. ‘키-값 저장장치는 비정형 데이터 저장과 빠른 처리가 가능한 고유의 ‘키’를 부여해 ‘값’인 데이터를 저장하는 자료저장소로, 빅데이터 분석, 인공지능, 클라우드 시스템 등 광범위하게 사용되는 장치다. 이 교수팀은 키-값 저장장치에 데이터를 저장할수록 응답 시간 지연과 처리량 감소는 저장장치에 내부 알고리즘으로 사용 중인 ‘해시(Hash)의 구조’가 문제의 원인임을 밝혀냈다. 해시 구조는 부여된 키를 모두 하나의 표 형태로 보유, 키가 입력되면 그와 연결돼 있는 정보를 불러온다. 하지만 요즘 많이 사용하는 SSD는 해시 구조를 저장하고 관리할 별도의 용량이 적어 해시 구조를 그대로 적용하면 과부하가 걸리고 처리가 느려진다. 이를 해결하기 위해 이 교수팀은 연구를 통해 ‘PinK’라는 새로운 기술을 개발했다. PinK를 적용할 경우, 해시 구조대비 더 경제적으로 키를 보관하고 활용하는 것이 가능하다. 이는 PinK가 모든 종류의 키를 한꺼번에 저장해 보유하지 않고, 여러 단계로 키들을 나눠 보유하며, 필요한 단계로 명령을 분할해 처리하기 때문이다. 그 결과 기존 대비 최대 7배 향상된 응답 시간과 2배 향상된 처리량을 달성해, 차세대 저장장치로 주목 받고 있는키-값 저장장치 확산에 큰 기여를 할 것으로 기대된다. 이성진 교수는 “이번 연구를 통해 키-값 저장소에 데이터를 저장하고 불러올 때 발생하는 병목현상을 제거하고 시스템의 성능을 최대 7배 이상 향상할 수 있는 길이 열렸다”고 말했다. 이번 연구는 美 매사추세츠 공대 컴퓨터과학 및 인공지능연구소(MIT CSAIL)의 아빈드(Arvind) 교수팀과의 공동협력으로 진행됐으며, DGIST 정보통신융합전공 임준수 석박통합과정생과 DGIST 정보통신융합전공 배진욱 석사과정생이 각각 제1저자와 제2저자로 참여했다. 또한 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행된 이번 연구의 논문은 지난 7월 15~17일 개최된 USENIX ATC‘20에서 최우수논문상을 수상했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

“코로나19 변이 바이러스 새로 확인돼”파키스탄서 2건·우즈베키스탄서 1건 유입“감염력·병원력 등 변화 있는지 검토 필요” 코로나19 해외유입 확진자 중 일부 변이 사례가 새로 확인됐다. 중앙방역대책본부는 10일 “해외 입국자에서 검출된 바이러스에서 감염에 관여하는 스파이크 단백질의 새로운 변이 3건을 확인해 세계보건기구(WHO)에 보고하고, 추가 분석할 예정”이라고 밝혔다. 스파이크 단백질은 코로나바이러스 입자의 표면을 덮고 있는 돌기 형태의 단백질이다. 스파이크 단백질이 인체 세포 표면의 ACE2 수용체와 결합해야 사람의 세포 안으로 들어갈 수 있다. 방대본에 따르면 변이가 확인된 사례는 파키스탄 유입 사례 2건, 우즈베키스탄 유입 사례 1건이다. 지난 5일 기준으로 WHO가 운영하는 코로나19 바이러스 유전자 정보(GISAID)는 7만 8810건인데, 그간 전 세계적 보고가 없던 변이라고 방대본은 전했다. 정은경 방대본부장은 “현재로서는 유전자 검사(PCR)에는 영향이 없으나 감염력이나 병원력 등의 변화가 있는지에 대해서는 검토가 필요한 것으로 보고 있다”고 설명했다. 방대본이 지난 1월부터 최근까지 코로나19 확진자의 검체 776건에서 검출한 바이러스 유전자의 염기서열을 분석한 결과 현재까지 ‘GH 그룹’ 바이러스가 많이 검출된 것으로 파악됐다. GH 그룹은 다른 그룹에 비해 전파력이 높은 것으로 추정된다. 776건 가운데 국내 지역발생 확진자 검체 597건에 대한 유전자 분석 결과에서는 GH 그룹이 73.2%에 해당하는 437건으로 파악됐다. 이어 V 그룹 120건, S 그룹 32건, GR 그룹 8건 등의 순이었다. 방대본은 “우리나라 국내 발생의 경우 4월 초 이전에는 S, V 그룹이 다수였는데 이후 경북 예천과 서울 이태원 클럽 발생 사례부터 현재까지 GH 그룹에 속하는 바이러스가 다수 검출됐다”고 밝혔다. 최근 발생한 서울 강남 커피 전문점, 강원 홍천 캠핌장 등의 사례도 모두 GH 그룹에 속한다고 방대본은 전했다. 해외유입 사례의 경우 179건 가운데 GR 그룹이 100건(55.9%)으로 가장 많았다. 이어 GH 그룹 40건, G 그룹 18건, S 그룹 7건, V 그룹 7건, L 그룹 4건, 기타 3건 등이었다. 최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

세계 곳곳의 숲속에는 식물을 숙주 삼아 뿌리에 붙어 영양분을 쪽쪽 빨아먹는 기괴한 뱀파이어 식물이 숨어산다고 식물학자들이 밝혔다. 영국 옥스퍼드대와 브라질 세르지페연방대 공동연구진은 최근 한 학술지를 통해 이른바 뱀파이어 식물로 불리는 한 기생식물 속을 자세히 소개했다.이들 연구자에 따르면, 발라노포라과(Balanophoraceae) 랑스도르피아속(Langsdorffia)의 기생식물은 꽃 부분이 핏빛 붉은색을 띠는 특징이 있으며 관목과 무화과 심지어 선인장의 뿌리에도 달라붙어 양분을 흡수하며 성장한다. 이는 이른바 흡근으로 불리는 빠는뿌리 덕분이다.특히 이들 뱀파이어 식물은 수꽃과 암꽃으로 나뉘어 있고 이들은 모두 각자 달콤한 향기를 내는 꽃꿀을 분비해 딱정벌레와 개미 등 곤충이나 벌새 등 조류를 꽃가루 매개자로 끌어들여 수분한다. 그중에서도 딱정벌레가 수분에 가장 큰 역할을 하는 것으로 전해졌다.흥미로운 점은 이들 식물의 줄기가 잘 보이지 않아 뿌리에서 곧바로 꽃이 자라고 있는 듯이 보인다는 점이다. 수꽃에는 줄기가 어느 정도 있지만 암꽃에는 줄기가 극히 짧아 뿌리에서 직접 나온 것처럼 보이는 데 이를 무병(sessile) 구조라고도 한다. 이들 연구자는 논문을 통해 “랑스도르피아는 다른 식물들과 달리 잘 알려지지 않은 꽃식물 속으로서 꽃식물보다 심해생물과 닮았다”면서 “이런 식물의 희소성과 이해하기 어려운 특징 그리고 외진 서식지는 더 많은 종을 발견할 수 있을지도 모른다는 점을 보여준다”고 말했다. 이 연구를 주도한 옥스퍼드대의 기생식물 전문가 크리스 토로구드 박사는 “이들 식물의 생김새와 생태를 보고 알면 그야말로 뱀파이어 식물이라고 부를 수 있다”고 말했다.한편 랑스도르피아속 식물은 지금까지 중앙아메리카와 남아메리카에 걸쳐 분포하는 랑스도르피아(이하 L.) 히포게아 마르트(hypogaea Mart)와 마다가스카르 고유의 L. 말라가시카(malagasica), 파푸아뉴기니의 L. 파푸아나 지싱크(papuana Geesink), 그리고 브라질 남부와 남동부의 일부 숲에만 있으며 최근 그 존재가 확인된 L. 헤테로테팔라(heterotepala)까지 총 4종이 확인된 것으로 전해졌다.자세한 연구 결과는 뉴 파이톨로지스트 재단(NPT·New Phytologist Trust)의 오픈엑세스 학술지 ‘플랜츠 피플 플래닛’(Plants People Planet) 5월호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

DGIST 슈퍼컴퓨팅·빅데이터센터와 핵심단백질자원센터가 슈퍼컴퓨팅으로 디자인된 코로나19 치료제 인공단백질 11가지를 개발했다. DGIST 핵심단백질자원센터 연구진들이 개발한 코로나19 치료제 인공단백질은 기존과 전혀 다른 연구방식으로 진행됐다. 기존 코로나19 치료제 개발은 이미 개발된 약물을 이용하는 ‘약물 재창출’, 완치자 혈액 속 항체를 이용하는 ‘혈장 치료제’, 세포주를 이용해 코로나19 바이러스에 반응하는 항체를 개발하는 ‘항체 치료제’, 화학합성 물질을 이용한 ‘신약 개발’이 주를 이뤘다. 그러나 DGIST 연구진들은 슈퍼컴퓨팅 시뮬레이션을 이용하여, 코로나19 바이러스 표면의 스파이크 돌기 RBD 단백질이 인간세포 수용체 단백질에 결합하지 못하도록 중화작용을 하는 방식으로 인공단백질을 개발했다. 이 개발을 위해 연구진들은 슈퍼컴퓨팅 디자인된 치료제 후보 인공단백질의 클로닝, 발현, 정제, 생산 공정을 개발하고 자체 생산을 진행했다. 그 결과 11가지 단백질들 중 7가지는 고순도 생산을 완료했고, 나머지 4가지는 곧 생산 완료될 예정이다. 생산된 단백질들에 대해서는 고급 질량 분석과 원편광 이색성 분석을 실시해 단백질의 질량, 아미노산 서열의 정상 여부 및 단백질 2차 구조의 안정성을 확인했다. 실제로 생산된 인공단백질을 인체에 투여한 결과 독성이 발생하지 않았다. 장익수 센터장은 “개발한 코로나19 치료제 후보 단백질들의 효능을 검증하기 위하여 코로나 바이러스 실험 및 전임상 실험을 실시할 계획이다”며 “앞으로 진행될 세포주, 동물 및 인간에 대한 치료제 후보 단백질의 효능분석 연구의 결과에도 큰 기대를 갖다”고 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

청와대는 28일 한미 미사일지침 개정으로 우주 발사체에 대한 고체연료 사용 제한이 해제됐다고 밝혔다. 이번 미사일지침 개정으로 고체연료를 사용한 민간용 우주 발사체의 개발 및 생산이 자유로워질 전망이다. 대한민국의 모든 기업과 연구소, 대한민국 국적의 모든 개인은 기존의 액체연료뿐 아니라 고체연료와 하이브리드형 등 다양한 형태의 우주 발사체를 아무 제한 없이 자유롭게 연구·개발하고 생산, 보유할 수 있게 됐다. 기존 한미 미사일지침은 우주 발사체와 관련해 추진력 ‘100만 파운드·초’로 제한해 사실상 고체연료 발사체 개발이 불가했다. 문재인 대통령은 지난해 10월 국가안보실이 백악관 국가안보회의(NSC)와 접촉해 이 문제를 해결할 것을 지시했고, 지난 9개월간 한미 간 집중 협의 끝에 미사일지침 개정에 이르렀다. 한국항공우주연구원(KARI) 등 연구기관과 연구자 등 항공우주학계는 이에 대해 발사체 연구개발의 족쇄 중 하나가 풀려 발사체 연구 선택지가 많아지고 확장성도 커지게 됐다며 환영하고 있다. 비츠로테크·한양이엔지·한화 등 관련주 주목고체연료 관련주로는 비츠로테크, 한양이엔지, 한화 등이 주목받고 있다. 이날 주식 시장서 주가 급등과 상한가까지 점쳐지고 있는 상황이다. 비츠로테크는 전력 기자재 전문기업으로 우주 발사체 개발 수혜를 받을 것으로 전망된다. 비츠로테크의 스위치기어사업부는 금속폐쇄배전반(MCSG), 가스절연개폐장치(GIS) 등 특화 제품을 중심으로 국내 전력기자재 표준화를 주도해오고 있다. 한양이엔지 또한 반도체 화학약품 중앙공급장치, 배관설비 생산업체로 관련 수주를 기대케한다. 한화는 고체연료 로켓을 만드는 곳으로 주목받고 있다. 한화는 민수용, 군사용 로켓을 모두 만들고 있는 것으로 전해졌다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr

경남도는 도내 일본인 명의 부동산과 일본식 지명 등을 조사해 정비하고 바로잡는 일제 잔재 청산작업을 올해 말까지 완료한다고 28일 밝혔다.일제 강점기에 일본이 우리나라 역사와 전통을 비하하기 위해 왜곡한 일제 잔재가 광복 75주년이 된 지금까지 남아 있는 것을 청산하기 위해서다. 도는 먼저 행정기관이 관리하고 있는 일본식 이름 공적장부와 지명을 시·군과 함께 전수 조사한 뒤 정비한다. 조사를 통해 확인된 일본인 명의 부동산은 국고로 귀속하고 일본식 지명은 우리 지명으로 바꾼다. 도는 창씨개명 등으로 명의자가 일본식 이름으로 기록돼 있는 공적장부는 모두 1만 6822건으로 토지가 1만 4755건, 건축물이 2067건으로 파악됐다고 밝혔다. 도는 일본식 이름 공적장부에 대한 소유권 연혁 등을 조사한 뒤 일본인 명의 부동산은 조달청에 통지해 국가로 귀속 조치할 예정이다. 땅 소유자가 일제시대 창씨개명을 한 것으로 확인되는 한국인 명의 재산은 후손들이 다음달 5일 부터 시행되는 ‘부동산소유권 이전등기 특별조치법’ 등을 활용해 상속등기를 할 수 있도록 안내한다. 도는 공간정보와 지리정보시스템(GIS)을 이용해 일본인 명의 토지위치 파악, 공공용지 여부, 토지이용 현황 등을 정확하게 조사해서 국유화 대상 토지 등을 신속하게 확인할 예정이다. 도는 일제강점기에 일본이 비하 의도에서 일본식으로 바꾼 도내 지명도 올해말까지 모두 바로 잡는다. 국토지리정보원이 실시한 경상권역 지명조사사업 결과 일제강점기에 왜곡하기 위해 일본식으로 변경된 지명은 14건으로 창원시 무학산·정병산, 진주시 영천강, 거제시 옥녀봉 등이 있다. 도는 일본식 지명 가운데 사천시 봉대산(峰臺山)은 지난해에 안점산(鞍岾山)으로 변경 했으며 나머지 13건은 정비를 추진하고 있다고 밝혔다. 도는 최근 ‘민족문제연구소 진주지회’에서 일본인 서택효삼랑(西澤孝三郞)의 이름을 딴 사천시 용현면 ‘서택저수지’에 대한 명칭 정비도 요청해 이름 변경을 추진하고 있다. 도는 문헌조사, 전문가 자문, 주민의견 청취에 이어 시·군 지명위원회, 경남도 지명위원회, 국가지명위원회 최종심의를 거쳐 올해 말까지 변경·고시할 계획이라고 밝혔다. 도와 시군은 일본식 지명에 대한 폭넓은 조사·정비를 위해 시·군에 접수창구를 설치·운영하고 시민단체, 향토전문가, 지역주민 등의 의견을 수렴한다. 윤인국 경남도 도시교통국장은 “광복 75주년이 되는 지금까지도 행정내부와 우리 주변에 일제 잔재가 남아있어 안타깝다”며 “일본인 재산을 국가로 귀속하고, 일본식 지명은 모두 정비해 사회 곳곳에 남아있는 일제 잔재를 청산하는 계기가 되도록 하겠다”고 말했다. 창원 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/

국내 연구진이 바이러스를 이용해 화학약품이나 환경호르몬 같은 유해물질을 신속하게 감지할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부, 부산대 나노에너지공학과 공동연구팀은 인체에 무해한 바이러스를 이용해 유해물질을 빠르고 정확하게 판별해 낼 수 있는 ‘바이러스 기반 컬러센서’를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 컬러 센서는 약물이나 기능성 색 필터로 화학원소나 화합물을 색 변화로 감지하는 센서로 매우 작은 유해입자까지 감지하고 눈으로 바로 변화를 관찰할 수 있기 때문에 유해물질 감지가 쉽다는 장점이 있다. 또 스마트기기와 연동해 실생활에서 손쉽게 사용할 수 있고 작동을 위해 별도의 전원이 필요하지 않아 차세대 유해환경 감지센서로 주목받고 있다. 연구팀은 다양한 환경오염물질을 빠르고 정확하게 감지하기 위해 ‘M13 박테리오파지’라는 바이러스를 얇게 코팅해 기존보다 2.5배 이상 빠른 반응속도를 구현했다. 연구팀은 바이러스 표면 유전자를 변형시켜 다양한 휘발성 유기화합물, 환경호르몬 같은 각종 유해물질에 대한 반응성을 조절하고 유해물질이 10억분의 1 수준(ppb)의 낮은 농도에서도 구분할 수 있도록 했다. 또 바이러스를 이용해 유해물질의 색변화 감지를 관측하기 위해서는 복잡한 구조가 필요했지만 연구팀은 60나노미터(㎚)라는 얇은 바이러스 두께만으로도 뚜렷한 색을 구현할 수 있도록 하는 기술을 도입했다. 송영민 GIST 교수는 “이번 연구는 나노미터 수준의 섬유형태의 바이러스로 유해물질과 컬러센서간 결합을 유도해 빠르고 정확하게 탐지가 가능하도록 했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

광주시는 지난 21일 김대중컨벤션센터에서 ‘광주형 AI(인공지능)-그린뉴딜 비전 보고회’를 열었다. 포스트 코로나 시대 AI를 기반으로 한 ‘디지털뉴딜’, 탄소 중립 ‘그린뉴딜’, 상생·안전의 ‘휴먼뉴딜’ 등 3대 전략을 제시했다. 광주형 AI-그린뉴딜은 이 가운데 핵심이자 기반이 되는 사업이다. 광주는 2035년까지 모든 전기를 재생에너지로 대체하는 ‘광주 재생에너지(RE) 100’을 실현한다는 구상이다. RE 100은 전기를 100% 재생에너지로 사용하겠다고 선언하는 자발적 글로벌 캠페인이다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 재생에너지를 사용하지 않은 기업의 수출입을 제한하는 정책을 추진하는 것으로 알려졌다. 이를 포괄하고 뒷받침하는 비전이 광주 경제자유구역이다. 첨단3지구(AI), 빛그린산업단지(자동차), 도시첨단·일반산업단지(에너지) 등이 경제자유구역 아래 하나로 통합된다. 산업통상자원부가 최근 이들 4개 산업단지를 경제자유구역으로 지정하면서 자동차와 스마트 에너지, AI 융합 바이오헬스 등 미래산업 육성에도 가속도가 붙었다. 시는 당장 코로나19 확산 저지에 행정력을 집중하고 있지만 최근 확진자가 감소하면서 진정세로 돌아섰다. 광주형 뉴딜 사업 등 핵심 현안을 본격적으로 챙겨야 할 시간이 다가왔다. 23일 이용섭 광주시장을 만나 시정 전반에 대해 들어 봤다.-돌아오는 ‘광주’를 화두로 내걸었다. “청년들에게 좋은 일자리를 만들어 주는 것 이상 최선의 정책은 없다. 민선 7기 1호 공약으로 경제자유구역 지정을 내세운 것도 이 때문이다. 산업부는 신청 2년 만인 지난달 3일 첨단3지구 등 4개 산업단지 4371㎢(약 132만 4000평)를 경제자유구역으로 지정했다. 광주는 어려울 때마다 시대정신과 대의를 쫓아 역사의 물꼬를 바로 돌렸지만, 경제적으로는 낙후를 면치 못했다. 2012년부터 일자리가 부족해 인구가 순유출로 돌아섰다. 2018년 한 해 동안 8000명이 광주를 떠났고, 이 가운데 60％가 20~30대 청년들이다. 돌아오는 광주를 만들기 위해 경제자유구역 지정을 서둘렀고, 내년 초쯤 ‘광주경제자유구역청’이 발족된다. 투자와 기업 유치를 이끄는 견인차 역할이 기대된다.”●첨단 3지구 1106㎢를 AI 융복합지구로 개발 -경제자유구역 내 산업별 배치 등 구체적 전략은. “AI, 미래형자동차, 스마트 에너지 분야를 중점 육성한다. 이 가운데 AI 분야를 미래 전략산업으로 선택한 게 ‘신의 한 수’였다. 경제적으로 낙후된 도시의 경쟁력을 높일 수 있는 유일한 돌파구가 4차 산업혁명이고, 그 중심에 AI가 자리한다. 2025년까지 광주 연구개발특구인 첨단 3지구 1106㎢를 AI 융복합지구로 개발한다. 국가사업으로 확정된 ‘AI 클러스터’ 조성에는 향후 10년간 1조원가량이 투입된다. 지난 1월 과학기술정보통신부와 AI 산업융합사업단을 출범시킨 이후 관련 기업들이 잇따라 광주에 둥지를 틀고 있다. 그동안 16개 기업·기관과 업무협약했고, 이 가운데 8개 기업이 최근 법인·연구소 등을 개소했다. 첨단3지구 내 AI 집적단지에는 올해 안으로 빅데이터센터를 착공한다. 이곳에는 세계 10위권 수준의 슈퍼컴퓨팅 시스템이 갖춰진다. 이같이 마련된 AI 인프라스트럭처는 전 국민과 기업, 단체 등 누구에게나 개방·공유된다. 특히 정부의 디지털뉴딜에 맞춘 AI 실증도시 조성에 모든 행정력을 집중하고 있다. AI를 기반으로 일상을 바꾸는 자율주행, 바이오 헬스케어, 에너지 등 신제품·서비스를 실증하는 테스트 베드 구축이 1차 목표다. 그린뉴딜과 연계한 친환경 공기산업 육성과 청정 대기산업 클러스터 조성도 탄력을 받을 것으로 본다.”-전국 최초 노사상생형 광주형일자리와 에너지산업 육성 복안은. “광산구 빛그린산업단지에 노사 상생형 광주형일자리 첫 사업으로 광주글로벌 모터스 자동차 공장을 건립 중이다. 공정률은 30％로 내년 9월이면 연간 10만대 양산체제를 갖춘다. 친환경, 디지털화, 유연화 등 3대 콘셉트로 생산 시스템을 구축해 언제든지 친환경 자율주행차 생산 전환이 가능토록 설계됐다. 또 산업단지 안에 국비 1431억원 등 3030억원을 투입해 기술센터·부품인증센터 등 친환경자동차 부품클러스터를 조성한다. 이 공장이 완성되면 직간접 일자리 1만개가 새로 생긴다. ●글로벌모터스, 내년 9월 완공… 年 10만대 양산 남구 에너지밸리에는 2021년까지 일반산업단지와 도시첨단산업단지가 들어선다. 이곳은 정보통신기술(ICT) 융복합 분야를 중심으로 육성된다. 스마트그리드와 그린에너지 등 포스트 코로나 시대에 대비한 광주형 에너지 자립도시를 이끄는 중심지이다. 도시첨단산업단지에는 차세대 전지인 레독스흐름전지 인증센터를 건립 중이다. 한국전기연구원과 대기업인 LS일렉트릭 등이 입주해 스마트 에너지 생태계 구축을 주도하고 있다.” -경제자유구역은 정부나 지자체 지원만으론 한계가 있다. 민간 투자유치 방안은. “경제자유구역은 우리나라가 1990년대 말 외환위기를 겪은 이후 적극적인 외자유치를 위해 도입됐다. 초창기엔 투자기업에 파격적인 세제 지원이 뒤따랐으나, 이 제도가 세계무역기구(WTO) 등 국제기구 기준에 위반된다는 이유로 지난해 폐지됐다. 현재 조세감면, 경영활동지원 등 각종 인센티브 제도가 있지만 기업에 크게 매력적이진 않다. 해외 경제특구와 경쟁하기 위해서는 투자기업의 법인세 감면 부활 등 새로운 지원제도 마련이 시급하다. 최근 경제자유구역위원회에서 국내외 첨단업종 기업이 입주할 경우 과감한 법인세 감면을 건의했고, 정부도 이를 적극 검토하기로 했다. 또 내년 1월 투자유치 전담기관인 광주경제자유구역청을 설립한다. 이를 중심으로 내외국 기업의 투자유치를 촉진시켜 산업불모지나 다름없는 지역에 혁신성장 동력을 확보한다.” -경제자유구역 내 산업 생태계 조성 방안은. “산·학·연·관 협력 네트워크를 구축하고 이를 하나로 아우르는 통합거버넌스 체제를 구축, 경제자유구역의 운영과 지원을 돕는다. 산업·산업단지별 협의회를 구성하고 추진사업을 확정한 뒤 운영위 심의·의결을 거쳐 최종 예산을 투입하는 방식이다. 무엇보다 지속가능한 산업 발전을 위해서는 인재양성이 중요하다. 이들을 네트워크로 활용하는 시스템을 갖춰 나간다. 미래형자동차 산업지구는 기존 지역 대학의 자동차 관련 학과 외에도 산업단지 내 연구개발센터·전남대·테크노파크 등과 협업해 연구·개발→인력양성→고용의 선순환 생태계를 구축하는 내용의 산학융합촉진사업을 적극적으로 추진하고 있다.●스마트에너지 인재는 한전공대 중심 양성될 것 AI 관련 인재육성은 ‘발등의 불’이다. 광주과기원(GIST)은 올해부터 AI 및 응용기술 경쟁력을 갖춘 석박사 통합과정의 AI대학원을 개설하고 지난 3월 학생들을 모집했다. 우리 시도 최근 국비지원사업으로 ‘인공지능사관학교’를 개설했다. 180명 모집에 1045명이 지원할 정도로 관심이 높았다. 이들 학생은 소프트웨어·코딩 등 AI 분야에 대해 6개월 교육과정을 거친 뒤 산업현장에 실무인력으로 투입된다. 전남대·조선대·호남대 등 지역대학도 인공지능대학이나 관련 학과를 개설했다. 스마트 에너지 관련 인재는 2022년 개교 예정인 한전공대를 중심으로 양성될 예정이다. 산업부 에너지 전문인력 양성과정을 통해 전력 전문 기술인력을 안정적이고 지속적으로 공급하게 된다.” -경제자유구역 기대 효과는. “산업단지마다 이미 기반조성이 이뤄지고, 기업들의 투자가 진행되는 만큼 단기간 내 가시적 성과가 기대된다. 경제적 파급효과는 ▲생산유발 10조 3641억원 ▲부가가치 3조 2440억원 ▲투자유치 1조 6000억원 ▲지역 일자리 5만 7000여개 창출이 예상된다. 최근 정부의 그린뉴딜을 뒷받침하는 지역 뉴딜과 관련해서는 생산 30조 490여억원, 부가가치 9조 5600억원, 고용 13만 4800여명이 기대된다.” 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

콧물 검사로 알츠하이머성 치매 환자를 조기 선별할 수 있는 새로운 기술을 국내 연구진이 개발했다. DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀이 치매 환자의 콧물에서 알츠하이머성 치매의 핵심 바이오마커인 아밀로이드-베타의 응집체 발현량이 증가하는 것을 규명했고, 간단한 콧물시료 검사로 치매환자를 조기 선별할 수 있는 기술 기반을 마련했다. 문 교수 연구팀은 알츠하이머성 치매 초기에 나타나는 후각기능의 이상에 주목하고 환자의 콧물 시료를 통해 알츠하이머성 치매의 핵심 바이오마커인 수용성 아밀로이드-베타 응집체 검출에 성공했다. 그리고 단백질 발현 여부를 확인하고자 면역블롯 분석을 이용해 경도(mild) 및 중등도(moderate) 정도의 인지저하를 가진 환자 그룹과 동 연령대 정상 대조군 그룹 사이의 유의한 차이를 확인했다. 이를 통해 환자들의 콧물에 아밀로이드-베타의 응집체 발현이 더 높다는 것을 확인했다. 연구팀은 이를 증명하고자 지난 3년 간 종단 코호트 연구 종단를 수행하며 콧물 속에 더 높은 응집체 발현을 보인 환자들은 그렇지 않은 환자들에 비해 3년 이내에 인지능력이 더욱 악화됨을 확인했다. 따라서 콧물에서 감지되는 아밀로이드-베타 응집체의 양에 따라 향후 알츠하이머성 치매 진행의 심각도를 미리 예측할 수 있다는 점도 추가로 규명했다. 문 교수는 “많은 분들이 치매 초기관리에 필요한 골든타임을 놓치는 경우가 많다”며, “이번 연구성과를 활용해 조기선별키트를 개발 중이며, 이를 통해 저렴한 비용으로 조기 검사를 받게 되어 환자와 보호자들에게 희망을 주고 국가적으로도 사회적 비용을 절감하길 기대한다”라고 소감을 밝혔다. 이번 연구는 가천대학교 이영배, 장근아 교수, 경희대학교 황교선 교수, 연세대학교 김영수 교수 연구팀과 공동연구로 진행됐으며, 세계적 학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 지난 8일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

집 안 정리를 하다보면 병원에서 처방받거나 약국에서 구입한 약이 유통기한이 지난 것을 발견하는 경우가 종종 있다. 이렇게 남은 약들을 무심코 개수대, 하수구에 버리거나 일반 쓰레기봉투에 넣어 버리는 경우가 있는데 이 경우 물이나 토양으로 약물이 스며들어 생태계 교란을 일으킬 가능성이 크다. 원칙적으로 유통기한이 지나거나 먹다 남은 약은 약국에 반납해 폐기해야 하지만 잘 지켜지지 않고 있다. 국내 연구진이 이렇게 버려진 약이 강으로 흘러들어 수돗물로 다시 돌아올 가능성이 있다는 연구결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부, 부산 수질연구소 공동연구팀은 뇌전증 치료약인 가바펜틴이라는 의약품이 먹는 물 원수에 존재하고 염소로 수처리하는 과정에서 독성을 지닌 부산물로 변환될 수 있다는 가능성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 및 수질과학 분야 국제학술지 ‘워터 리서치‘에 실렸다. 가바펜틴은 뇌전증 치료제로 널리 사용되는데 국내외 하수나 상수원에서 빈번하게 검출되는 약물로 알려져 있다. 이에 연구팀은 낙동강 유역 하수처리장과 강물, 먹는 물 처리장에서 시료를 채취해 미량의 오염물질을 모니터링 분석했다. 그 결과 연구팀은 낙동강 유역 하수 유출수와 낙동강 물에서 가바펜틴이 광범위하게 검출됐고 낙동강 하류에 위치한 정수장 원수에서도 발견했다. 동시에 정수장에서 염소 수처리 과정에서 가바펜틴이 다른 물질로 변환되는 것도 확인했다. 특히 가정에서 배출되는 생활하수가 가바펜틴의 주요 배출원이라는 것을 연구팀은 처음 확인했다. 또 가바펜틴의 분자가 염소와 빠르게 반응해 다른 물질로 변환된다는 것을 실험실에서 확인했고 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장 물에서도 만들어진다는 것을 확인했다. 그렇지만 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장의 후속공정에서 대부분 제거돼 무해한 수준으로 농도가 낮아진다고 연구팀은 밝혔다. 이윤호 GIST 교수는 “이번 연구는 우리 주변에서 흔히 사용되는 의약품과 인공합성화합물이 수처리공정에서 변환돼 먹는 물 수질에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인한 것에 의미가 있다”라며 “미량으로 존재하는 오염물질이라도 물 속에서 어떻게 이동하고 변환하는지에 대한 후속 연구를 통해 지속적 관리가 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계 최초 ‘염료감응 베타전지’ 개발방사성 동위원소 이용 차세대 전지우주·바닷속·의료 분야서 적용 기대충전 없이 반영구적으로 사용 가능한 ‘염료감응 베타전지’가 세계 최초로 개발됐다. 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학전공 인수일 교수 연구팀은 15일 “베타선에 염료가 반응하는 원리를 응용해 값싸고 안전하면서 반영구적인 베타전지를 개발했다”고 밝혔다. 인 교수는 “베타전지를 연구하고 개발하는 나라는 많으나 값싼 염료를 이용한 개발은 처음”이라고 말했다. 미국과 러시아 등을 중심으로 베타전지 연구에 각축을 벌이지만 소재가 비싸고 복잡한 제작 공정으로 인해 대량생산에 어려움을 겪고 있다는 것이다. 인 교수는 “앞으로 베타전지가 우주나 깊은 바닷속과 같은 극한 환경이나 의료 분야에 차세대 전원으로 활용될 것으로 기대된다”고 전망했다. 그는 베타전지에 대해 하나씩 설명했다. 베타전지는 방사성 동위원소를 원료로 이용하는 차세대 전지 중 하나다. 방사성 동위원소에서 방출된 베타선이 방사선흡수체인 반도체에 충돌하면서 전기가 생산되는 원리다. 베타선은 인체 유해성과 투과도가 낮고 외부 동력원 없이 자체 전력 생산이 가능하다. 수명은 방사성 동위원소의 반감기와 비례하기 때문에 길다. 이번 연구 결과의 핵심은 기존의 베타전지에서 방사선흡수체로 사용된 값비싼 반도체 물질을 루테늄 계열의 ‘N719’ 염료로 대체한 것이다. 루테늄은 전이금속으로 백금족 금속의 하나다. 인 교수 팀은 또 베타선을 방출하는 동위원소인 ‘탄소-14’를 적용해 기존 베타전지가 가진 복잡한 구조를 단순화했다. 이와 함께 ‘탄소-14’를 나노입자로 만들어 에너지 밀도를 높였다. 인 교수 연구팀은 후속 연구로 베타전지 효율을 실용화 수준까지 끌어올릴 계획이다. 인 교수는 “이번 연구는 기존 방식과는 달리 값싼 염료를 적용해 새로운 베타전지 개발에 성공했다는 데 큰 의의가 있다”면서 “풀어야 할 숙제가 많지만 안전하고 저렴한 염료감응 베타전지 개발에 노력하겠다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 방사선기술개발사업으로 진행됐으며, 지난 4일 화학 분야의 저명한 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션스’ 표지 논문으로 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 에너지융합연구부 김영훈 박사 연구팀이 페로브스카이트 양자점 태양전지의 성능과 안정성을 높인 기술을 개발했다. 빛에너지 전기발광 특성도 동시에 갖추고 있어 건물일체형 태양광 발전과 다기능성 광전소자, 라이파이 등 광기술 개발 및 상용화에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 최근 신재생에너지 기술을 비롯한 태양전지의 관심이 높아지면서 양자점(Quantum dot)을 이용한 태양전지 연구가 활발하다. 양자점은 빛 흡수 능력이 뛰어나고 넓은 영역의 빛을 흡수하는 차세대 태양전지의 핵심 소재다. 특히 양자점 태양전지 분야에서 가장 높은 효율을 가진 페로브스카이트 양자점 태양전지는 빛을 전기에너지로 바꾸거나 전기를 빛으로 바꾸는 특성을 동시에 갖기 때문에 다기능성 태양전지로 각광받고 있다. 우수한 페로브스카이트 양자점을 합성하기 위해서는 긴 탄화수소 체인을 가진 유기 리간드가 이용된다. 리간드는 10나노미터(nm)에 분산이 될 수 있게 한다. 이러한 양자점을 기판 위에 잘 배열시킴으로써 양자점 태양전지가 만들어진다. 이 때 양자점 표면에 흡착된 긴 체인의 리간드는 양자점 간의 전하이동을 어렵게 해 태양전지 성능을 저하시키기 때문에, 짧은 탄화수소 체인을 가진 리간드로 치환시키는 과정을 거쳐야 한다. 이 때문에 기존에는 ‘포르마미디늄(Formamidinium, FA)’이라는 짧은 탄화수소 체인을 가진 리간드로 치환시켜 소자의 성능을 향상시킬 수 있었다. 하지만 포르마미디늄 리간드의 특성상 물과 잘 결합하고 습기를 잘 흡수하는 친수성때문에 공기 중 수분으로 인해 안정성이 현저히 감소하는 문제점들이 발생했다. DGIST 김영훈 박사 연구팀은 다양한 실험을 통해 벤젠 그룹 기반의 ‘페네실라모늄(Phenethylammonium, PEA)’리간드가 가진 물 분자와 잘 결합하지 않는 소수성에 주목했고, 이를 페로브스카이트 양자점 표면에 안정적으로 흡착시키는데 성공했다. 이를 통해 연구팀은 광전변환효율을 14.1%까지 향상시켰고, 약 15일 간 실제 외부환경과 같은 조건인 상대습도 20~25%에서 90%이상의 높은 광전변환효율을 유지하는 안정성도 추가로 확인했다. 김영훈 박사는 “짧은 탄화수소 체인을 가지면서 소수성을 갖는 리간드를 도입해 페로브스카이트 양자점 태양전지의 성능 및 안정성을 동시에 향상시킬 수 있음을 최초로 규명했다”며, “차세대 양자점 태양전지 개발 및 실용화를 위한 새로운 패러다임을 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔다. □이번 연구는 한양대학교 화학공학과 고민재 교수 연구팀과 공동협력으로 진행했으며, DGIST 에너지융합연구부 김지건 위촉연구원 및 한양대학교 화학공학과 석박사통합과정생이 제1저자로 참여했다. 에너지과학 분야의 세계적 학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’ 6월 15일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST는 신물질과학전공 이재동 교수 연구팀과 바이오융합연구부 김현민 박사 연구팀이 이차원 반도체 물질인 이셀레늄화텅스텐(WSe2)이 가지는 특정한 빛 파장 주파수를 조합해 다양한 빛과 밝기를 변환할 수 있는 ‘이중공명 합 주파수 생성’ 방법을 최초로 발견했다고 8일 밝혔다. 인류의 문명은 빛을 다루기 위한 노력을 통해 발전해 왔다. 다양한 빛의 생성과 변환기술은 근현대의 산업과학기술부터 광통신, 광의료, 광에너지 등 미래첨단분야에 이르기까지 활용되고 있다. 빛에너지는 진동을 하는 다양한 주파수를 가지고 있으며, 빛의 원리를 이용해 반도체 물질이 가진 주파수를 활용한 광연구가 다각도로 진행 중이다. 반도체는 전기전도율을 조절 가능한 물질로써, 전자가 존재할 수 없는 에너지 금지대를 사이에 두고, 전자가 존재하는 가전자대와 전도대가 연속적인 에너지밴드로 이뤄져 있다. 에너지밴드 내에 특정 주파수의 빛인 광펄스(light pulse)가 입사되면 에너지의 진동 폭이 급격하게 늘어나는 공명이 일어난다. 이 때 전자들이 에너지 금지대를 통과해 활발하게 이동하면서 새로운 전류나 빛이 생성된다. 이러한 에너지 밴드의 공명을 조절해 빛의 색 변환 효율을 높이기 위한 연구가 진행 중이나, 대체적으로 낮은 효율 때문에 어려움이 많은 실정이다. DGIST 연구팀은 차세대 반도체소재로 각광받는 이차원 물질인 이셀레늄화텅스텐(WSe2)이 가시광선에 반응하면서 빛 흡수율이 높아 여러 개의 공명 주파수를 가지는 특성에 주목했다. 연구팀은 이셀레늄화텅스텐에 입사되는 두 개의 광펄스를 같은 출력으로 조절해 더욱 강력한 두 개의 공명이 동시에 발생하는 것을 확인했다. 이를 통해 색의 변환과 더불어 극대화된 고출력의 광펄스가 방출됨을 확인할 수 있었다. 이번 성과는 단일공명을 활용한 기존 방식에 비해 2개의 공명을 이용해 빛의 파장이 20배 이상 손쉽게 증폭 가능했기 때문에 다양한 광학기술에 활용 가능한 무궁한 잠재성을 가지고 있다. DGIST 신물질과학전공 이재동 교수는 “빛의 출력 증폭과 고효율로 빛의 색 변환이 이차원 물질에서 손쉽게 가능함을 규명했다”고 말했다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학연구소의 김영재 박사가 제1저자로 참여했으며, 나노 과학·기술 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 5월 18일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

50대 이후에 주로 발병하는 뇌졸중은 대표적인 심혈관질환이다. 뇌혈관이 막히거나 혈액을 공급받지 못해 뇌 부위가 손상되는 뇌졸중은 다양한 후유증을 남기는 질환으로 잘 알려져 있다. 국내 연구팀이 이런 뇌졸중 후유증이 발생하는 원인을 밝혀내 다양한 뇌 질환 치료 방법을 찾는데 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 뇌졸중이 발생하면 언어장애나 운동능력, 인지능력 저하 같은 후유증이 일어나는 메커니즘을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8일자에 실렸다. 뇌졸중은 손상된 뇌 부위 뿐만 아니라 멀리 떨어져 있는 다른 부위에도 기능적 변화를 일으킨다. 기능해리라고 부르는 이 같은 변화는 뇌신경세포들의 활동성이 낮아지면서 뇌 대사와 기능을 떨어뜨리는 것으로 알려졌지만 정확한 발생 원인은 규명되지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 백질부분에서 뇌졸종우 발생하면 멀리 떨어져 있는 운동을 담당하는 뇌 부위인 운동피질 부분에 초미세 신경변성이 발생한다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 신경변성 부위에서 별세포라고 부르는 뇌세포가 다른 신경세포의 활성과 대사를 억제해 기능해리를 일으킨다고 보고 백질부분에 뇌졸중을 유도한 생쥐의 뇌를 관찰했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별모양의 비신경세포로 그 숫자와 크기가 증가하면 주변 신경세포에 여러 영향을 미쳐 파킨슨병, 알츠하이머, 중풍 등 다양한 뇌질환을 일으키는 것으로 알려져 있다.관찰 결과 연구팀은 뇌졸중이 발생한 생쥐의 뇌에는 멀리 떨어져 있는 운동피질에 신경세포의 활성과 대사를 억제시키는 가바라는 신경전달물질이 증가하면서 뇌 기능이 떨어진다는 것을 확인했다. 뇌졸중이 발생하면 별세포가 증가하면서 가바를 과다분비해 주변 신경세포 기능을 저하시키고 결국 기능해리를 일으킨다는 것이다. 또 연구팀은 별세포에서 가바를 생성하는 핵심효소인 마오비를 억제하는 약물을 자체 개발해 적용한 결과 기능해리 현상이 완화된다는 것을 관찰하기도 했다. 이창준 IBS 인지및사회성연구단 단장은 “이번 연구는 뇌졸중 뿐만 아니라 편두통, 뇌종양, 뇌염 같은 다양한 뇌질환에서 나타나는 기능해리 유발 원리를 규명했다는 점에 의미가 크다”라며 “별세포 조절로 다양한 신경학적 뇌질환 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 과학자가 참여한 미국 연구진이 미세혈관 손상까지 찾아낼 수 있는 고해상도 초음파 영상 기술을 개발했다. 미국 피츠버그대 생체공학과, 피츠버그대 의대 초음파분자이미징 및 치료센터 연구팀은 기존 초음파 기술로는 불가능했던 질환의 진행과정을 관찰할 수 있는 초고해상도 초음파 영상기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘국제 신장학’(Kidney International)에 실렸다. 이번 연구에는 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 유재석 교수도 참여했다. 흔히 건강검진에서 복부와 목 부위 갑상선 검사를 위해 초음파 검사를 실시한다. 여기에 쓰는 초음파 영상 기기 해상도는 음향회절한계가 있었다. 음향회절한계란 특정 물체를 시각화하기 위해서는 물체 크기가 시각화하는데 필요한 주파수의 절반 이상이 되야 한다는 것이다. 충분히 크지 않으면 초음파 영상을 볼 수 없다는 것이다. 또 기존 방식은 데이터를 취합하는데도 시간이 걸리기 때문에 응급 상황에서는 사용이 쉽지 않았다. 연구팀은 초음파 조영제의 개별신호를 구분해 위치를 찾아내는 국지화 기술을 이용해 기존 기기보다 4~5배 이상 해상도를 높이는데 성공했다. 기존에는 150~200㎛(마이크로미터) 크기의 혈관까지만 찾아낼 수 있었지만 이번 기술을 활용하면 32㎛의 미세혈관도 관찰이 가능하다. 또 천문학에서 주로 사용되는 신호처리 기술을 활용해 데이터 수집시간을 기존 수 분에서 1초 이내로 줄여 응급상황에서도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 이용해 기존 초음파 영상기기로는 관찰이 불가능했던 급성신장손상이 만성신장질환으로 진행되는 과정을 관찰하는데 성공했다. 연구에 참여한 유재석 교수는 “이번에 개발한 초음파 영상기술은 기존 초음파 기기로는 해상도의 한계 때문에 진단이 불가능했던 질병의 진행을 관찰함으로써 치료하는데 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST(총장 국양)가 지식재산 창출·활용의 선순환 체계 구축을 통한 발명문화 진흥에 기여한 공로를 인정받아 ‘제55회 발명의 날’에서 발명장려유공 단체부문 대통령표창을 수상했다. DGIST는 지식재산관리시스템을 활용한 지적재산 창출 기반을 조성, 안정적인 특허출원을 위한 노력을 아끼지 않았다. 특히 DIPS는 특허출원 관련자들 간의 유기적인 소통을 가능케 하는 시스템을 구축, 특허처리업무를 진행하는데 있어 혁신적인 사례로 많은 주목을 받았다. 또 DGIST는 신기술을 사고 팔수 있는 ‘T-Market’을 구축·운영해 기술개발 활성화를 위한 다양한 지원을 아끼지 않았다. T-Market은 국내대학 최초 오픈마켓 방식의 기술거래 온라인 플랫폼으로, 기술 수요자 및 공급자들이 함께 유기적인 소통을 통해 좀 더 손쉽게 기술이전 및 거래를 진행할 수 있게 해, 사용자들에게 긍정적인 평가를 받았다. DGIST 한상철 산학협력단장은 “지식재산권 창출 및 활용을 위한 그 간의 공로를 인정받아 기쁘게 생각하며, 현재에 만족하지 않고 앞으로도 발명문화 확산 및 진흥을 위해 계속해서 노력해 나가겠다”며 수상소감을 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr