국내 연구진이 사람 눈보다 더 정교한 인공망막을 만들 수 있는 기술을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 연구팀은 인공안구를 만들 때 반드시 필요한 고밀도의 불규칙한 반도체 나노선 다발의 광학적 현상을 규명했을 뿐만 아니라 나노선 다발 구조를 대면적으로 제작할 수 있는 방법을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼즈’ 15일자에 실렸다. 나노선 다발은 머리카락의 1000분의 1 굵기인 나노선 여러 개를 묶어 놓은 것으로 반도체 소재 기반의 수직형 나노선 다발은 기계적, 전기적, 광학적 특성이 우수해 차세대 전자소자의 핵심 소재로 주목받고 있다. 특히 인공안구를 만드는데도 필수적인 장치로 알려져 있다. 문제는 나노선 다발은 수십~수백 ㎚(나노미터)라는 아주 작은 구조를 갖고 있으며 전자빔 리소그래피라는 특수공정을 거쳐야 하기 때문에 제작비용이 많이 들고 대면적 제작이 쉽지 않다는 단점이 있다. 연구팀은 밀도는 높고 불규칙적인 반도체 나노선 다발 안에서 일어나는 광학적 현상을 3차원 파동방정식을 이용해 규명해내고 실험적으로 관찰하는데 성공했다. 이를 바탕으로 리소그래피 공정 과정 없이 실리콘 웨이퍼에 고밀도의 갈륨비소 나노선 다발을 성장시키는데 성공했다. 이렇게 성장된 나노선 다발을 투명한 고분자물질인 PDMS로 코팅한 다음 면도칼로 긁어내는 방법을 이용해 고밀도 나노선 다발을 분리했다. 이를 통해 저렴한 실리콘 웨이퍼 위에 나노선 다발을 손쉽게 성장시킬 수 있고 나노선 다발을 분리한 다음에 웨이퍼를 재활용할 수 있기 때문에 제작비용을 낮출 수도 있다. 송영민 GIST 교수는 “이번 연구는 나노선 다발을 이용해 복제 불가능한 보안 하드웨어를 만들 수 있으며 사람 눈보다 훨씬 해상도가 높은 인공 망막소재로 사용할 수 있는 이론적, 실험적 바탕을 내놨다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 로봇공학전공 김소희 교수 연구팀이 여러 마리 성체 제브라피쉬의 뇌파를 동시에 측정하는 기술 개발과 이를 활용한 뇌전증 치료약의 효과 검증에 성공했다. 한 마리의 뇌파만을 측정할 수 있던 기존 기술의 한계를 극복한 기술로, 향후 뇌신경계 질환 치료에 쓰이는 신약 후보물질 연구의 정확도와 효율성 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 제브라피쉬는 척추동물로, 인간과 70% 유사한 유전정보와 생체기관을 갖고 있다. 따라서 신약 개발 단계 중 첫 단계로 세포를 대상으로 한 기초연구단계와 다음 단계인 설치류 대상 비임상시험 단계 사이에 사용될 동물로 주목받고 있다. 김 교수팀은 성체 제브라피쉬 여러 마리를 안정적으로 고정시켜 뇌파를 측정할 수 있는 고정유닛과 약물 주입·교환 유닛이 결합된 장치를 고안해 환경 변화 없이도 약물 교환과 연속적인 뇌파 측정이 가능하도록 했다. 이를 통해 여러 마리에서 장시간의 비침습적 뇌파 측정이 가능하다. 이는 한 번에 제브라피쉬 한 마리만의 뇌파 측정이 가능하던 기존 기술의 한계를 극복한 것이다. 또한 김 교수팀이 개발한 방식은 유닛을 손쉽게 확장 가능해, 동시 측정 가능 개체 수를 손쉽게 늘릴 수 있고, 뇌파 측정 후 제브라피쉬를 다시 수조로 돌려보내 장기간의 추적 관찰도 가능하다. 김 교수팀이 개발한 기술을 활용한다면 향후 제브라피쉬의 장점을 극대화한 신약 개발·연구가 가능할 것으로 기대된다. 특히 뇌신경계 질환 치료에 쓰일 수 있는 여러 후보약물들을 여러 마리의 제브라피쉬에 동시에 투입, 그에 따른 뇌파 반응을 연구하는데 있어 정확도와 효율성이 크게 개선될 것으로 기대된다. 또한 여러 약물을 시험하는데 소요되는 시간도 크게 단축할 수 있어, 그 중 효과가 나타나는 약물들을 선별하는 초기 스크리닝 과정에 소요되는 비용과 시간을 대폭 줄일 수 있을 것으로 보인다. 김소희 교수는 “이번에 개발한 기술은 뇌전증이나 수면 장애, 자폐증 등 다양한 뇌신경계 질환 치료를 위한 신약 후보물질의 초기 스크리닝 단계에 활용할 수 있다”며 “처리 속도가 느리다는 뇌파의 약점을 극복하고, 정확도가 높다는 뇌파의 장점을 바탕으로 약효 관련 연구를 진행할 수 있어 향후 후보물질 초기 스크리닝 단계의 성공률을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 한편 본 연구는 DGIST 학부 및 석사과정 졸업생인 로봇공학전공 이유현 연구원이 제1저자로, 김소희 교수가 교신저자로 참여했다. 이번 연구 결과는 바이오센서 분야 국제학술지인 ’바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스’ 지에 온라인 게재됐으며, 과학기술정보통신부 뇌과학원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 대학원생들이 한국연구재단에서 지원하는 ‘2020 이공분야 학문후속세대지원사업’의 박사과정생 연구장려지원금 부문에 선정됐다. 선정된 학생들은 로봇공학전공 최정현, 뉴바이올로지전공 노현철, 뇌·인지과학전공 주빛나, 정민석 학생 등 모두 4명이다. 모두 박사과정에 재학 중으로, 자신만의 연구주제를 구상, 이에 관한 계획과 역량을 다방면에서 평가받아 선정됐다. 이들은 향후 2년간 자신만의 연구를 진행할 수 있는 전폭적인 지원을 받게 된다. 최정현 학생은 ‘소형 모빌리티의 주행거리 향상을 위한 모델예측 제어기반의 구동·조향 토크 최적분배 알고리즘’에 대한 연구를 진행하게 된다. 이 연구는 전기 자동차 및 다른 소형 모빌리티의 주행거리 향상에 관한 연구로써, 최정현 학생은 향후 주행에 대한 수학적 모델을 도출하고 모델예측 제어를 기반으로 하는 주행제어 관련 연구를 진행하게 된다. 노현철 학생은 다양한 대사질환들과 밀접한 관계가 있는 ‘미접힘 단백질 반응(UPR, Unfolded Protein Response)’을 매게하는 ‘XBP1s 단백질’에 대한 연구를 진행할 예정이다. 노현철 학생은 해당 단백질이 대사 활동 조절에 미치는 영향에 대한 연구와 이에 따라서 비만에 미치는 영향까지도 알아볼 계획이다. 주빛나 학생은 뇌의 여러 부위 중 현재까지 많은 연구가 진행된 적이 없던 ‘후두정피질’에 대한 연구를 진행하게 된다. 특히 후두정피질의 기능과 신경회로망 작동원리에 대한 연구를 다방면에서 진행해 사고로 인해 트라우마를 겪는 인간의 신경회로망 작동 방식 규명에 대한 연구를 진행 할 계획이다. 정민석 학생은 뇌의 ‘해마’ 신경회로에 대한 외상후 스트레스 증후군(PTSD, Post-Traumatic Stress Disorder) 환자들에게서 관찰되는 감정조절 및 인지능력 손상의 상관관계 및 발병기전에 대한 연구를 진행하게 된다. 특히 이러한 연구를 통해 잠재적인 치료기법 개발을 위한 단서를 찾는 연구까지도 함께 수행할 예정이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

전남도가 암·치매 등 난치성 질환의 국가 컨트롤타워를 담당할 ‘국가 면역치료 플랫폼’ 유치에 성공했다. 김영록 전남지사는 1일 전남도청 기자실에서 과학기술정보통신부가 주관한 ‘국가 면역치료 플랫폼’ 공모사업에 전남도가 최종 선정됐다고 밝혔다. ‘블루바이오, 전남’을 실현하겠다는 민선 7기 김영록 전남지사의 구상이 한층 탄력을 받을 것으로 보인다. 김 지사는 “면역치료제 산업은 초고령화 등으로 난치성 질환이 급증하고 있는 상황에 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 165조원 규모의 거대 세계시장을 선점하기 위한 국가 간 경쟁이 치열한 상황이다”고 설명했다. 이어 “우리나라도 이번 사업을 통해 화순백신산업특구를 중심으로 면역치료제 개발과 제품화를 위한 글로벌 경쟁에 당당히 합류하게 됐다”고 밝혔다. 김 지사는 “이번 사업은 전남도가 2017년 전국 최초로 기획하고 그동안 정부 설득과 예산확보 노력을 통해 올해 정부예산에 반영되고, 국가사업으로 채택돼 큰 의미가 있다”고 말했다. ‘국가 면역치료 플랫폼’은 국비 230억원 등 총 460억원을 투자해 오는 2021년까지 화순전남대병원 내에 센터가 들어선다. 면역치료 전문가 70여명과 국내 유수의 대학교, 기업, 종합병원 등 17개 기관이 참여한다. 참여기관은 전남대와 GIST, 포스텍, 화순전남대병원, 삼성서울병원, (주)박셀바이오 등 국내 최고의 면역치료 전문 기관, 기업 등이다. 전문가간 협업(오픈이노베이션) 방식으로 추진된다. ‘국가 면역치료 플랫폼’은 지역경제에도 효자 역할을 할 것으로 기대된다. 도는 이번 사업으로 면역치료 연관 기업 30개사 유치와 1100여개의 일자리 창출을 비롯 항암면역치료제 국산화와 신약 개발에도 큰 기여를 할 것으로 예상하고 있다. 이와 함께 대형 국가 프로젝트인 ‘첨단의료복합단지’ 지정에도 청신호가 켜질 것으로 전망된다. 김 지사는 “2027년까지 스마트 임상지원시스템(250억, 복지부), 마이크로바이옴 기반 면역제어 시스템(250억, 과기부) 등 총 9개 사업에 2460억 원을 투자해 면역치료 3단계 종합계획을 차질 없이 추진, 국가 첨단의료복합단지도 전남에 유치하겠다”고 밝혔다. 도는 국가 면역치료 플랫폼이 들어설 부지 매입과 개념 설계를 이미 마쳤다. 센터 조기 완공과 성공적 운영을 위해 전문가TF를 구성, 내년 준공을 목표로 실시설계를 조기 마무리하고 연내 착공에 들어갈 방침이다. 무안 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

2020년 5월 현재, 지구상의 모든 나라가 코로나바이러스감염증-19(COVID-19; 이하 코로나19)로 인해 대혼란을 경험하고 있다. 급기야 세계보건기구(WHO)는 지난 3월 11일, 설립 이래 3번째로 감염병 최고 경고 등급인 ‘팬데믹(pandemic)’을 선포했다. 이제 바이러스 감염으로 인한 신체질환의 문제 뿐 아니라 이와 관련된 심리적 불안과 공포 등의 정신건강도 위험하고 취약한 상황이다. 즉, 감염 가능성에 따른 대인관계의 불신과 회피, 사람들의 사망이나 질환으로 인한 트라우마와 스트레스 반응 등은 다양한 정신건강의 문제를 야기하고 있다. 동시에 소비생활의 위축과 생산 활동의 저하 등을 초래해 사회적, 경제적으로도 엄청난 파장을 일으키고 있으며, 이는 또다시 생활 전반에 대한 불안을 유발하는 악순환으로 이어지고 있다. 이제 코로나19 사태는 우리에게 닥친 사회적 재난이며, 이러한 현상을 어떻게 받아들이고 대처해야 할 것인가가 우리에게는 중요한 과제인 것이다. 코로나19 사태가 언제 종식될지 모르고, 아직 치료제나 백신이 개발되지도 않은 상황에서 바이러스의 전파력이 높아 감염에 대한 불안이 증가하고 사람들이 심리적 불편감을 크게 느끼는 것은 자연스럽고 일반적인 반응이며, 따라서 이전에 경험한 신종플루나 메르스에 비해 ‘심리방역’이 더욱 필요하다고 볼 수 있다. 최근 ‘코로나 블루’라는 새로운 용어가 나올 정도로 코로나19 사태로 인한 우울, 불안, 초조, 걱정 등의 심리적 불편감을 호소하는 경우가 많다. 그렇다면 우리는 어떻게 심리방역을 해야 할까? 우선 코로나19에 대해 과학적인 근거에 의한 정확한 지식과 정보를 알고 있어야 하며, 자신의 신체 및 심리 상태를 정확하게 인식하고 모니터링 함으로써 본인의 상황에 맞는 스트레스 대처방안을 적용하는 것이 필요하다. 이를 위해 (사)한국심리학회 홈페이지(http://www.koreanpsychology.or.kr/)에 탑재된 “간편 심리건강 자가진단 검사(우울, 불안, 자살사고, 활력수준 검사)”를 활용해 자신의 심리상태를 체크하고, 필요할 경우 정신건강 및 심리전문가를 찾아 전문적인 도움을 받는 것이 중요하다. 코로나19 사태로 심리적인 어려움을 경험한 모든 사람이 우울증이나 외상 후 스트레스 장애를 겪는 것은 아니다. 이에 대해 일시적인 심리적 불편감은 누구나 경험하는 정상적인 반응임을 알고, 한편으로는 신체의 교감신경계의 과잉활성화에 의한 과각성에 대처하는 안정화 방법들을 적용하는 것도 도움이 될 수 있겠다. 구체적으로는, 믿을 수 있는 사람과 이야기하기, 적당한 정도의 운동하기, 명상하기, 복식호흡하기, 자신의 하루를 간단하게 적어보기, 좋은 영화보기, 영상이나 전화통화로 심리적 지지가 되고 의미 있는 타인과 연결을 유지하기 등 자신의 환경이나 성향에 맞는 다양한 방법을 통해 스트레스를 관리하면 심리방역에 많은 도움이 될 것이다. (사)한국심리학회는 2020년 3월9일부터 질병관리본부와 연계해 심리전문가들의 무료 심리 상담을 제공하고 있으며, 5월 16일 현재 678건의 심리 상담이 진행되고 있다. 주요 상담내용으로는 코로나19 감염에 대한 불안(26.8%), 일반적인 불안(16.8%), 우울(10.6%), 주변 사람들의 부정적인 시선(8.8%), 가족 갈등(5.6%), 경제적인 어려움(5%) 등의 심리적 어려움을 호소하는 것으로 나타났다. 현재, 한국은 코로나19의 방역 우수국가로 평가받고 있지만 코로나19가 신체적인 질병만이 아니라 심리적인 어려움을 야기할 수 있다는 점을 인식한 예방 활동이 적극적으로 이루어졌다면 보다 효과적인 심리방역을 할 수 있지 않았나 하는 아쉬움이 있다. 물론 사회적 재난 상황에 처했을 때 필요한 재난위기의 특성, 가짜뉴스나 오정보의 식별, 향후 초래될 구체적인 어려움, 자가진단 및 모니터링, 전문기관과의 의뢰체계구축 등이 조금은 이루어졌지만 전 국민이 도움을 받을 수 있을 정도로 충분하고도 인구 특성에 따라 정교하게 특화된 심리서비스가 전달될 필요가 있다. 심리방역과 관련해 우리나라도 OECD국가는 물론 많은 나라들이 시행하고 있는 국가전문자격심리사(Licensed Psychologist)제도를 도입함으로써 심각한 정신질환 뿐 아니라 대부분의 국민이 지닐 수 있는 경도에서 중등도 수준의 정신건강문제에 대해 심리서비스를 제공하는 것이 시급하다. 특히 사회적 재난 상황에서 국민의 심리건강을 위한 예방과 조기개입을 위해서는 전문적인 심리서비스의 실시가 필요하며, 이제는 국가위기 재난 부서에 심리방역을 위한 심리학자가 적극적으로 참여해야 한다. 마지막으로 재난 상황일수록 우리 사회는 저소득층, 장애인, 어린이, 외국인 등 사회적 약자에 대한 배려와 돌봄을 고려해야 할 것이다. 또한, 방역 현장에서 일하는 보건의료인과 관련 공무원을 포함한 서비스 제공 인력을 위한 소진(burn out) 관리에 대해서도 관심을 가져야 할 것이다. 이제는 사회적 재난 상황에서 국민 모두가 의료방역 뿐 아니라 심리방역을 각자의 위치에서 함께 실천할 때 우리나라는 국민의 안전과 행복증진에 한 걸음 더 나아갈 수 있을 것이다. 장은진 침례신학대학교 상담심리학과 교수

국내 연구진이 뇌의 도파민 특정 유전자 스위치가 켜지면 약물 중독에 쉽게 빠지게 된다는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 생명과학부, 한국뇌연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 마운트시나이 아이칸의대 신경과학과, 존스홉킨스대 심리·뇌과학과, 존스홉킨스대 의대 신경과학연구소 공동연구팀은 코카인 같은 약물 중독에 신경세포의 특정 도파민 수용체가 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘생물 정신의학’에 실렸다. 약물 중독은 특정 약물을 강박적으로 찾고 사용하는 행동을 보이는 정신질환으로 치료가 어렵고 오랜 시간이 지난 뒤에도 재발 가능성이 높다. 특히 마약류 같은 중독성 약물은 뇌의 보상회로 속 도파민 농도를 증가시키고 도파민 수용체를 활성화시켜 쉽게 중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 문제는 중독에 유독 쉽게 빠지는 사람이 있는데 이런 현상에 대한 정확한 신경생물학적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 생쥐들을 이용해 코카인을 스스로 투여할 수 있는 장치에 넣은 뒤 전기생리학적, 광유전학 기법으로 실험을 실시했다. 그 결과 중독에 취약한 생쥐들은 일반 생쥐들과 2909개의 유전자가 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 중독 취약 생쥐들은 기분과 감정을 조절하는 영역인 대뇌 보상회로 중격의지핵에 있는 콜린성 뉴런이라는 신경세포에서 ‘DRD2’라는 유전자가 과도하게 발현되는 것으로 관찰됐다. 콜린성 뉴런에서 DRD2가 쉽게 켜지고 발현량도 급증하는 생쥐는 똑같은 코카인에 노출되더라도 쉽게 중독된다는 설명이다. 구자욱 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구는 뇌 중격의지핵 신경세포 중 1~2% 정도에 불과한 콜린성 중간뉴런의 도파민 신호전달체계가 중독 행동에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 약물 중독 환자에 대한 새로운 치료전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

당뇨환자들은 매일 혈당 수치를 확인하기 위해 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취한다. 혈액 한 방울이라고는 하지만 바늘이 피부를 뚫고 들어가는 통증을 매일 겪는 불편함이 있다. 국내 연구진이 혈액 대신 눈물로 간단히 혈당 검사를 할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 정의헌 광주과학기술원(GIST) 의공학과 교수와 이동윤 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀은 포도당 농도에 따라 색깔이 달라지는 나노입자를 이용한 혈당 검사 콘택트렌즈 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실렸다. 현재 당뇨환자들이 사용하는 혈당측정기는 손가락 끝에서 혈액 한 방울로 혈당을 검사하는 방식인데 주사기로 혈액을 뽑는 방법보다 단순하고 간편해졌지만 여전히 바늘을 사용하기 때문에 통증과 바늘에 대한 거부감으로 당뇨 관리가 쉽지 않다는 문제가 있다. 연구팀은 눈물 속 포도당과 혈액 속 포도당 농도는 매우 밀접한 관계가 있다는데 착안했다. 연구팀은 포도당 농도에 따라 가시광선 내 반사광이 달라지는 나노입자와 포도당 산화효소를 이용해 콘택트렌즈를 만들었다. 연구팀은 다양한 농도의 포도당 용액을 만들어 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색깔 변화를 분석함으로써 눈물 내 포도당 농도 예측 모델을 만들었다. 연구팀은 당뇨를 유발시킨 생쥐로 이번에 개발한 당뇨 측정 콘택트렌즈를 실험했다. 그 결과 혈액을 채취하지 않고 당뇨 측정 콘택트렌즈만으로도 혈당을 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 연구결과는 주사바늘로 피부를 뚫는 침습적 방법 대신 광학기술로 눈물 속 포도당 농도를 측정해 혈당을 비교적 정확하게 예측함으로써 환자의 불편함을 줄일 수 있게 됐다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 로봇공학전공 문인규 교수팀이 다양한 비정형 빅데이터의 암호화에 필요한 대용량 비밀키를 빠르고 안전하게 공유할 수 있는 랜덤위상키 교환 기법을 개발했다. 개발된 기술은 효율적인 빅데이터 암호화에 활용 가능한 핵심적인 원천기술로, 향후 관련분야 기술개발에서의 다양한 적용이 기대된다. 문 교수팀은 기존 암호화 방식을 광학적인 원리로 작동하는 새로운 방식을 고안했다. 이는 기존보다 큰 용량의 비밀키 생성이 가능하다. 또 기존의 암호화 방식은 비밀키의 용량이 커지면 안전성을 보장할 수 없었지만 이번 문 교수팀이 개발한 방식은 이중랜덤위상인코딩(DRPE, Double Random Phase Encoding)을 통해 비밀키의 용량에 관계없이 안정성을 보장한다. 또한 달리 홀로그램이나 영상처럼 고용량의 정보나 비정형 데이터의 효율적이고 신속한 암호화와 이를 효과적으로 공유할 수 있는 장점이 있다. 특히 이번에 고안된 기술은 사용자들끼리 복소수 정현파 파형의 형태로 비밀키의 정보를 주고받고, 개인이 소유한 비밀지수로 파형을 풀어 비밀키를 제작하거나 공유할 수 있도록 했다. 이는 파형을 전달하는 과정에서 해커가 가로채더라도 물결처럼 반복되는 파형에서 암호해독에 필요한 정보가 숨겨진 위상을 찾고 비밀키를 생성해야하기 때문에 해킹이 매우 어렵다. 이처럼 문 교수팀이 고안한 암호화 기법은 향후 의료계에서 환자를 촬영한 고해상도의 촬영 이미지나 금융권에서 관리하는 개인정보처럼 굉장히 민감하지만 용량이 매우 큰 정보를 빠르게 암호화하고 이를 안전하게 공유하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 문 교수는 “이번 연구는 정형화된 데이터나 비정형의 빅데이터를 고속으로 암호화하는데 기존의 블록암호기술이 갖는 근본적인 한계를 극복하는 새로운 암호체계 개발 연구가 필요하다고 판단해 시작했다”며 “향후 연구를 더 진행해 이번에 고안한 암호시스템이 차세대 암호체계의 주요 핵심기술로 활용될 수 있도록 더 노력하겠다”고 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

19세기 영국 도싯주의 한 해변에서는 특별한 화석이 발견됐다. 이는 두 고대 생명체가 엉켜있는 것으로 밝혀졌지만, 이들 종을 확인할 만큼 정밀한 분석장치가 없어 오늘날에 이르기까지 연구되지 못한 채 노팅엄에 있는 영국지질조사국(BGS) 전시실에 보관돼 있었다. 그런데 최근 영국 플리머스대와 미국 캔자스대 등 국제 연구진이 이른바 쥐라기코스트로 알려진 해변에서 발굴된 해당 화석을 자세히 연구한 결과, 그 정체가 고대 오징어가 사냥감을 습격해 포식하는 순간임을 알아냈다. 게다가 이들 연구자는 연대 측정으로 화석이 약 2억 년인 쥐라기 시네무리움절(시네무리안)로 거슬러 올라간다는 사실도 확인했다. 물론 고대 오징어 화석은 이전에도 발견됐지만, 이번 화석은 지금까지 가장 오래된 것보다 1000만여 년 더 이전의 것으로 밝혀진 것이다.특히 공개된 화석을 보면, 사진상 왼쪽이 ‘클라케이테우티스 몬테피오레이’(Clarkeiteuthis montefiorei)라는 학명이 붙여져 있는 고대 오징어이며, 오른쪽이 먹잇감이 된 ‘도르세티크티스 베체이’(Dorsetichthys bechei)라는 학명의 청어처럼 생긴 물고기이다. 해당 물고기의 머리 뼈는 오징어의 습격으로 완전히 부서졌고 그 주변에는 여전히 오징어의 다리가 뒤엉켜 있는 모습이다.이에 대해 이번 연구에 책임저자로 참여한 맬컴 하트 플리머스대 명예교수는 “19세기 이후로 도싯에 있는 (쥐라기코스트의) 블루리아스층과 차머스이암층에서는 고대 연체동물의 화석이 대거 발견됐다. 그중에는 이번처럼 이들 생물의 생태를 알려주는 화석도 있다”면서도 “그렇지만 이런 화석은 극히 드물어 매우 희소한 것”이라고 설명했다. 다만 이런 동적인 순간이 어떻게 화석으로 남을 수 있었는지는 여전히 풀리지 않는 수수께끼이다. 빙하기 육상에서 갑자기 얼음이 됐다면 몰라도 바다 속에서, 게다가 포식하는 도중에 화석이 됐다는 점은 이해하기가 어렵다. 하지만 이들 연구자는 이 점에 대해 다음과 같은 두 가설을 제시했다. 하나는 오징어가 노린 물고기가 먹기에는 너무 컸거나 먹을 때 입에 끼어서 함께 죽어 그대로 해저로 가라앉았고, 어떤 이유로 그 위에 침전물이 단기간에 쌓여 화석이 됐다는 가설이다. 그다음 가설은 오징어가 물고기를 포획했지만, 다른 포식자에게 빼앗기지 않으려고 해저 깊이 내려갔다가 실수로 산소량이 거의 없는 수역으로 들어가 질식사했다는 것이다. 확실히 이런 가설이라면 오징어의 포식 순간을 간직한 채 화석이 됐다는 것도 납득할 만하다. 자세한 연구 성과는 유럽지구과학연맹(EGU) 연례회의에서 발표되며, 국제 학술지 ‘영국 지질학자협회 회보’(Proceedings of the Geologists’ Association)에도 게재될 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

DGIST 정보통신융합전공 장재은 교수팀이 기존 박막전극에 아주 작은 마이크로 구멍을 특정 형상으로 배치해 전기적 내구성을 높인 박막전극 제조 기술을 개발했다. 또 이를 이용한 박막 트랜지스터를 제작 기술도 함께 개발해, 향후 전기적 내구성이 필수적인 플렉시블 디바이스에 많은 응용이 가능할 것으로 기대된다. 최근 폴더블 스마트폰처럼 휘거나 접는 전자제품이 증가하며 플렉시블 전극 연구가 활발하다. 기존 연구들은 전도성을 확보하면서도 유연성을 향상시키기 위해 전극의 새로운 구조를 설계하거나 응력 응력(Stress): 재료에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 하중(외력)을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력 이 최소인 부분을 이용한 균열 억제에 초점을 맞춰왔으나 제조 공정이 복잡하거나 새로운 생산라인이 필요한 한계가 있어왔다. 또 전극을 제작 하더라도 제한적인 물질로만 제작이 가능하며, 개발한 전극도 전도성이 낮아 상용화에는 문제가 많았다. 이에 장 교수팀은 기존과 다른 관점에서 접근했다. 기존 연구가 전극이 접히거나 구부러지면서 생기는 균열을 억제하려 했다면, 장 교수팀은 균열을 발생시키고, 이를 제어하는 관점에서 전극 연구를 진행했다. 그 결과, 최적화된 배열로 작은 마이크로 구멍을 형성하는 새로운 박막 전극 구조를 제시했다. 이는 특정 부분에만 응력을 집중시켜 균열이 퍼지는 것을 제어하는 새로운 구조다. 연구팀은 2~3마이크로미터의 아주 작은 구멍을 전극에 특정한 배열로 형성해 구멍 부분에서만 균열이 일정하게 발생하게끔 유도했다. 기존의 전극은 휘거나 굽을 경우, 전극 전반에 균열이 발생하며 전기가 전달되지 않았다. 하지만 일정 배열로 전극에 배치된 구멍들은 구멍의 측면 부분에만 균열을 집중적으로 발생시켰으며, 전극을 30만 번 이상 굽혔다 펴도 전극 내 다른 부분에 균열이 가지 않을 정도로 전극의 전기적 내구성을 개선시켰다. 또한 개발된 박막전극은 현재 전극을 생산하는데 사용 중인 반도체 공정 장비를 그대로 이용해 제작이 가능하다. 이는 전혀 새로운 생산 장비가 필요하던 기존 연구보다도 훨씬 경제적이고 효율적이다. 그리고 개발한 박막 전극을 이용해 개발한 트렌지스터 또한 기존과 유사한 성능을 유지하면서도 높은 내구성을 자랑해 향후 광범위한 활용이 기대된다. DGIST 정보통신융합전공 장재은 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 박막전극은 미세한 구멍을 이용해 균열을 효과적으로 통제하는 새로운 개념의 전극”이라며 “향후 관련 기술을 좀 더 발전시킨다면 플렉시블 전자기기의 전자적 내구성을 획기적인 개선에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 관련 분야 국제학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 지난 4월 2일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

과기부, 오늘 현장 방문 뒤 내일 최종 확정 청주, 기업 집적효과·국토 중심 위치 강점 KTX·4개 고속道 연결 교통인프라 풍부 나주, 혁신도시 인접·광주 생활권 내세워 표고 30m 이하 평지로 구성돼 공사 용이 구축 시 생산유발 6조원·고용창출 13만명1조원이 투입되는 다목적 방사광가속기 신규 건립 후보지가 충북 청주와 전남 나주 2곳으로 압축됐다. 과학기술정보통신부는 6일 대전 인터시티호텔에서 열린 다목적 방사광가속기 구축 부지 선정 발표 평가회를 갖고 청주와 나주를 후보지로 선정했다. 두 지역 중 누가 높은 점수를 받았는지는 공개되지 않았다. 평가회에는 유치를 신청한 강원 춘천, 경북 포항, 전남 나주, 충북 청주 등 4곳이 참여해 치열한 경쟁을 벌였다. 과기부는 청주와 나주를 대상으로 7일 오전과 오후로 나눠 현장실사를 벌인 뒤 8일 오전 한 곳을 건립 예정지로 최종 확정 발표할 예정이다. 주요 평가 항목은 부지 만족성, 지리적 여건, 발전 가능성, 지자체 지원 등이다. 현장 방문에는 해당 지역에서 설명과 질의응답이 가능한 담당 국장 등 5명 이하만 참석할 수 있다. 충북 청주 예정지는 청원구 오창테크노폴리스 산업단지다. 오창은 수도권과 중부권에 가속기를 필요로 하는 기업이 밀집돼 있다. 국내 반도체 제조 84.9%, 의약품의료기기 제조업 58.4%, 화학물질 제조업 63%가 몰려 있다. 세계 3대 바이오클러스터인 청주 오송생명과학산업단지가 바로 옆에 위치해 정부의 바이오헬스산업 혁신 전략과 시너지를 창출할 수도 있다. 오창이 국토 중심부에 자리잡은 것도 장점이다. 전국 유일의 분기역인 KTX오송역과 경부·중부·중부내륙·중앙고속도로 등 4개의 고속도로, 청주공항 등 교통 인프라도 풍부하다. 단단한 화강암반이 넓게 분포돼 있는 오창의 지질구조도 강점으로 꼽힌다. 가속기는 지진, 화산 등 자연재해 위험이 없는 단단한 암석층 위에 건설되는 게 좋기 때문이다. 충북도 관계자는 “현장 방문에서 편리한 교통망, 발전 가능성, 안전적인 지반 등을 재차 부각할 계획”이라며 “유치에 성공하면 오창은 4차 산업혁명을 선도하는 대한민국 대표 과학도시가 될 것”이라고 밝혔다.전남 나주 예정 부지는 혁신도시와 연접해 있다. 5.5㎞ 인근에 인구 150만명의 광주광역시가 공동생활권을 형성하고 있어 생활·교육·의료 여건 면에서 풍부한 생활 인프라를 자랑한다. 2시간 이내 접근이 가능한 고속철도와 고속도로 등 교통 인프라도 우수한 편이다. 또한 큰 고도차로 부지 개발이 어려운 타 지역과 다르게 나주 예정 부지는 표고 30m 이하가 약 90%인 평지다. 이 때문에 공사가 쉽고, 다른 지역에 비해 2년 이상 공사 기간을 단축할 수 있다. 전남은 가속기를 유치하면 2022년 개교 예정인 한전공대와 광주과학기술원(GIST) 등 호남권 대학과 산·학·연 클러스터 구축이 가능하다는 논리도 펴고 있다. 자치단체들이 가속기 유치에 열을 올리는 것은 파급효과가 크기 때문이다. 가속기 구축 시 6조 7000억원의 생산 유발 효과, 13만명의 고용 창출 등이 기대된다. 첨단과학도시로 성장하는 계기도 마련할 수 있다. 가속기는 전자를 빛의 속도로 가속시킬 때 발생하는 ‘방사광’이란 빛으로 물질의 미세구조를 관찰하는 초정밀 거대현미경이다. 신약, 차세대 신소재, 초소형 기계부품 등 다양한 신물질 개발 분야에 활용돼 기초과학의 꽃으로 불린다. 과기부는 부지 선정을 마치면 올해 안에 예비타당성 조사를 신청하고, 늦어도 2022년 사업에 착수해 2028년 완공한다는 계획이다. 신규 가속기는 둘레 길이 800m 규모의 원형으로 건립될 예정이다. 현재 국내에는 경북 포항에 2개의 방사광가속기가 있다. 2500억원이 투입돼 1994년 3세대 가속기가 준공됐고, 4260억원을 들여 2016년 4세대 가속기가 구축됐다. 하지만 수용 인원 한계 등이 문제로 지적돼 신규 가속기 구축 필요성이 제기됐다. 새 가속기는 3세대와 4세대 장점이 접목돼 ‘다목적’ 또는 ‘차세대’ 가속기로 불린다. 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr나주 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

국내 연구진이 술을 마시지 않아도 생기는 비알코올성 지방간 치료 방법을 찾아 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 화학과 안진희 교수팀은 식욕을 조절하고 에너지 항상성 유지에 관여하는 것으로 알려진 세로토닌 수용체를 차단하는 물질을 찾아 비알코올성 지방간 질환 치료에 사용할 수 있음을 확인했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의약화학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 메디컬 케미스트리’ 최신호에 실렸다. 간세포 안에 5% 이상 지방이 축적된 상태를 지방간이라고 하는데 보통 음주 때문에 발생하는 것으로만 알려져 있다. 그렇지만 최근에는 음주가 아닌 비만이나 당뇨, 대사증후군, 나이 등 다양한 요인으로 발생하는 비알코올성 지방간 환자가 급격히 늘고 있는 추세다. 간경화나 간암으로 이어지는 것을 차단하기 위해서는 비알코올성 지방간을 치료하거나 개선해야 하는데 아직까지 마땅한 치료제가 없다는 것이 문제다. 연구팀은 행복호르몬으로 알려진 세로토닌이 중추신경계에서는 식욕을 조절하고 말초조직에서는 에너지 항상성 유지에 관여한다는 점에 주목했다. 연구팀은 말초조직에서 세로토닌 수용체의 촉매작용을 저해해 간에 지방이 축적되는 것을 막는 물질을 개발했다. 안 교수는 “이번 연구 결과는 음주를 하지 않고도 생기는 비알코올성 지방간이나 간염 치료를 위한 새로운 약물을 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST는 뉴바이올로지전공 문대원 석좌교수, 에너지공학전공 인수일 교수 공동연구팀이 산화금속 나노입자를 접합시킨 항체를 이미지화시켜 마이크로미터 이하의 공간 분해능으로 단백질을 관찰하는 ‘다중 단백질 질량분석 바이오 이미징 기술’을 개발했다고 20일 밝혔다. 바이오 이미징 기술은 세포에서 일어나는 현상을 영상으로 볼 수 있게 만드는 기술이다. 질병의 조기 진단이나 신약개발 등에 필요한 핵심 기술로써 생명공학, 물리, 화학, 기계 전자와 같은 여러 분야의 융합이 필수적이다. 현재 주로 사용되는 바이오 이미징 기술은 형광 물질을 단백질에 입혀서 관찰하는 방법인데, 광학 기술의 한계 때문에 동시에 관찰 가능한 단백질은 3~4가지 정도로 분석의 한계가 있었다. 이에 DGIST 연구팀은 SIMS 분석법(Secondary Ion Mass Spectrometry, 2차 이온 질량 분석법)을 적용해 세포막에 존재하는 여러 종류의 단백질을 관찰하는데 성공했다. SIMS 분석법은 가속 이온을 이용해 주로 반도체 제조를 위한 극미량의 불순물 분석에 활용되는 기술인데, 최근에는 바이오 이미징 기술에 적용하려는 연구가 활발하다. 하지만 가속 이온의 파괴적인 특성 때문에 지질 분자 이미징 정도만 가능했고, 단백질 이미징은 불가능해 SIMS 분석법을 통한 바이오 이미징 연구가 제한적이었다. 연구팀은 SIMS 분석법이 수십 종의 산화금속을 분석하고 이미징 할 수 있다는 데 착안했다. SIMS 분석 시 감도가 매우 높은 수십 나노미터(nm) 크기의 산화금속 나노입자를 항체에 접합시킨 후, 이 항체를 단백질(항원)과 결합시켰다. 그런 다음 SIMS 분석을 통해 단백질에 결합된 산화금속 나노입자를 300 나노미터 분해능으로 이미징 해 세포막에 존재하는 여러 종류의 단백질을 동시에 볼 수 있게 했다. 연구팀은 실제 알츠하이머 모델 실험쥐의 해마 조직에 적용해 보았고, 알츠하이머 병에 관여하는 것으로 보고된 7종의 단백질 이미지를 동시 관찰할 수 있었다. 또한 알츠하이머 병이 진전되면서 여러 단백질들의 분포가 어떻게 변화하는지 규명했다. DGIST 문대원 석좌교수는 “이번에 개발한 기술을 통해 기존 형광 분광 이미징 기술보다 이미지화 할 수 있는 단백질 분자의 수를 증가시켰으며, 금속 산화물 나노입자의 높은 SIMS 감도를 활용해 시료 손상을 최소화해 세포막에서의 단백질 상호 작용 관찰을 가능하게 했다”며 “여러 단백질이 관여하는 복잡한 질병 기전 연구에 기여할 새로운 바이오 이미징 기술이 될 것이다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제과학저널 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 지난 15일자 표지논문으로 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수 연구팀이 인체 내 치료가 필요한 부위에 정확하고 안정적으로 약물 전달이 가능한 바늘형 마이크로로봇을 개발했다. DGIST는 이번 연구 성과는 기존의 마이크로로봇 약물전달기능 및 제어방식을 획기적으로 개선해 다양한 정밀의학기술에 적용 가능할 것으로 기대된다고 13일 밝혔다. 현재 인체 내 조직 치료 중 약물치료는 가장 일반적인 치료방법으로 쓰이는데, 약물은 신체의 순환기능에 의해서만 전달되기에 목표하는 부위에만 필요한 양의 약물을 정확히 전달이 어려워 상당한 부작용이 발생한다. 이러한 한계를 극복하고자 몸 속을 자유롭게 돌아다니며 목표하는 체내 조직의 정밀 치료가 가능한 마이크로 의료로봇 연구가 최근 각광받고 있다. 이에 최 교수 연구팀이 세계 최초로 바늘형 마이크로로봇은 3차원 레이저 리소그라피 3D 공정을 통한 나노-마이크로 스케일로 제작됐으며, 금속박막 증착기술을 이용해 자성물질(Nickel, Ni)과 생체적합물질(Titanium oxide, TiO2)을 증착했다. 더불어, 생체적합물질로 사용된 TiO2는 화학적인 방식으로 항암제(Paclitaxel, PTX) 탑재 능력을 향상시켰다. 연구팀은 체외 약물 테스트 플랫폼에서 실험을 통해 기존의 마이크로로봇의 제어 기능을 한 차원 개선시켰다. 특히 이번에 개발한 바늘형 마이크로로봇은 목표지점으로 정확한 이동이 가능하며, 제어 시간 또한 획기적으로 줄였다. 또한 특정 치료 부위에 로봇을 고정시키기 때문에 외부의 지속적인 자기장 에너지 공급이나 제어가 불필요하며, 실제 인체 내부와 같이 특정 유체 흐름이 있는 환경에서 기존보다 유체 저항을 최대 6배 더 견디면서 안정적으로 약물을 전달할 수 있는 것이 장점이다. 연구팀은 또한 바늘형 마이크로로봇을 체외에서 배양한 암 종양 조직에 적용해 보았는데 암 종양에 고정되기 전, 후의 성능 테스트에서 유의미한 결과를 확인했으며, 항암제 약물방출을 통한 치료적인 효능도 추가로 증명했다. 최홍수 교수는 “이번 연구결과를 통해 기존의 마이크로로봇의 기능을 더욱 개선시켜 약물전달 효율을 높이고 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로도 더욱 향상된 마이크로로봇을 지속적으로 개발하여 장기적으로 동물실험과 관련 병원 및 기업과 후속 연구를 진행해 실제 의료 현장에서 활용될 수 있는 마이크로로봇 기반 정밀치료 시스템을 개발하는데 노력하겠다”고 말했다. 이번 연구는 DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수가 교신저자로, DGIST 이승민 박사가 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 세계적인 국제과학학술지인 ‘Advanced Healthcare Materials’에 지난 8일 표지논문으로 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 DGIST의 지원으로 수행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 핵심단백질자원센터가 진단 시간을 단축하는 특수 코로나19 진단시약을 개발했다. DGIST는 이 진단시약을 진단키트 생산기업인 (주)엠모니터와 지난 3일 생산위탁 협약을 맺고 생산에 착수했다. 기존의 코로나19 진단법은 바이러스 증폭과정에서 장비를 90℃로 높였다가 60℃로 낮추는 과정을 40회 반복해야 하며, 전처리 과정을 포함해 4~6시간이 소요되고 있다. 또한 진단시약을 제작하기 위해 5000만원대의 고가 RT-PCR 장비를 사용하고 있는 실정이다. 하지만 이번에 개발한 진단키트는 60℃를 유지하면서도 유전자를 증폭시키는 기존과 동일한 효과를 거둘 수 있어, 현장에서 20~30분 이내 진단이 가능하다. 또 DGIST 핵심단백질자원센터가 생산한 시약으로 키트를 제작하면 장비 온도를 60℃로 유지하기만 하면 되기 때문에, 고가의 온도조절 기능이 불필요해 신형 장비 비용이 100만원 이하로 대폭 절감할 수 있다. DGIST 핵심단백질자원센터는 지난 2018년 ㈜엠모니터와 업무협력 협약 체결 후 진단기기, 진단키트 및 효소자원 개발을 위한 상호 협력을 구축해 지속적인 연구개발을 하고 있다. 이번 생산위탁 협약으로 핵심기술 및 단백질 고도 정제 분야 전문 인력을 투입해 코로나19 진단 키트용 효소 단백질을 3개월간 대량 생산하여 엠모니터에 공급하게 된다. DGIST 핵심단백질자원센터 장익수 센터장은 “DGIST 핵심단백질자원센터는 최고 수준의 고순도 정제 단백질 생산기술과 슈퍼컴퓨팅 단백질 디자인의 노하우를 보유하고 있다”며, “코로나19 진단시약 생산 뿐만 아니라 사이토카인 단백질 등 국가차원의 관리가 필요한 의료용 핵심단백질 생산·응용에 소임을 다할 것”이라고 밝혔다. 진단시약 생산의박사는 “DGIST가 가진 연구 역량을 바탕으로 코로나19 극복의 버팀목이 되길 바란다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

인천과학예술영재학교 3학년 이원진, 2학년 박준섭 군이 제33회 국제청소년물리토너먼트대회(IYPT) 한국대표로 최종 선발됐다. IYPT는 고등학생 5명이 한 팀을 이루어 벌이는 팀 경기로, 과제 탐구활동을 수행한 뒤 그 결과를 영어로 토론하는 세계대회다. 두 학생은 오는 7월 9일부터 16일까지 루마니아 티미쇼아라에서 열리는 대회에 한국 대표로 참가한다. 코로나19로 일정이 바뀔 수도 있다. 앞서 대구경북과학기술원(DGIST)에서 지난 2월 3일 부터 4일간 진행된 제19회 한국청소년물리토너먼트(KYPT)에서 인천과학예술영재학교의 ‘Frisbee’팀이 금상을 수상했다. KYPT에서 대상 금상 은상을 수상하면 출전 자격이 주어지며, 2문제를 발표하고 획득한 점수를 기준으로 최종 선발한다. 이원진 군은 “학교에서 다양한 분야의 융합 수업이 대회 준비에 많은 도움이 됐다”고 말했다. 이윤서 지도교사는 “물리 분야의 국가대표 5명 중 2명이 우리 학교 학생이라는 사실이 자랑스럽다”며 “학교에서는 새로운 시대의 변화와 흐름에 주목하며 지식정보화 시대를 이끌어 갈 창의·융합 교육을 운영하고 있다”고 말했다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr

DGIST는 에너지공학전공 최종민 교수와 토론토대학교 Edward H. Sargent 교수 연구팀이 양자점 태양전지의 성능 저하 원인을 규명하고 이를 안정화 시킬 수 있는 소재 가공법을 개발해, 실제 구동환경에서도 안정적인 양자점 태양전지를 구현했다고 30일 밝혔다. 양자점은 빛 흡수 능력이 우수하고 넓은 영역의 빛을 흡수할 수 있어 차세대 태양전지의 핵심 소재로 각광받고 있다. 특히 가볍고 유연하며 공정비가 저렴하기 때문에 현재 상용중인 실리콘 태양전지의 단점을 보완하여 대체할 수 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 양자점 태양전지의 성능 향상을 위한 광전변환 효율 연구를 하고 있지만, 상용화에 필수적인 안정성 향상에 관한 연구는 미비한 편이다. 특히 태양전지의 실제 구동환경인 최대 전력점에서 양자점 태양전지를 구동한 사례는 거의 없는 실정이다. 이에 연구팀은 양자점 태양전지의 실제 상용화에 필수적인 안정성 향상을 위해 실제 구동 조건과 같이 빛과 산소 등에 장시간 노출시키며 성능 저하 원인을 분석했다. 그 결과, 양자점 표면의 요오드 이온이 산화로 제거되면서 산화층이 형성돼 양자점 구조의 변형을 가져왔고, 이로 인해 소자 효율이 저하되기 때문임을 규명했다. 연구팀은 이러한 낮은 소자 효율을 개선하고자 칼륨을 포함한 리간드 치환 방법을 개발했다. 리간드란 착화합물의 중심원자에 가지처럼 결합해 있는 이온 또는 분자를 말한다. 여기에 요오드의 산화를 방지할 수 있는 칼륨이온을 양자점 표면에 도입해 치환 과정을 거쳤다. 이를 소자에 적용한 결과, 기존보다 더욱 높은 수준인 300시간 동안 80% 이상의 초기 효율을 유지하는 소자를 구현할 수 있었다. DGIST 최종민 교수는 “이번 연구는 양자점 태양전지가 실제 구동 환경에서도 보다 안정적으로 작동할 수 있다는 것을 규명한 것”이라며, “본 연구 결과가 양자점 태양전지의 상용화를 더욱 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 국제학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스에 2월 20일자 게재됐다. 본 연구는 DGIST 에너지공학전공 최종민 교수가 제 1저자로 참여했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

DGIST 에너지융합연구부 정순문 박사 연구팀이 새로운 구조의 발광기술을 개발했다. 이를 통해 기존 방식의 한계점을 극복한 발광소자 제작이 가능해져 전광판과 현수막처럼 다양하게 활용되는 발광소자 효율성 개선에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 정순문 박사팀은 기존의 발광소자와 다르게 발광층 내부에 섬유로 된 새로운 종류의 전극을 교차삽입시켰다. 그리고 교차삽입한 전극에서 발광층과 평행하게 발생하는 In-Plane 전계를 이용하는 새로운 발광기술을 개발할 수 있었다. 이처럼 제작된 발광소자는 기존의 발광소자보다도 유연하면서도 안정적으로 빛을 내도록 해 효율성을 대폭 개선했다. 정 박사 연구팀은 In-Plane 전계를 이용함과 동시에 함께 발광층에 황화아연과 폴리디메틸실록산을 이용한 새로운 발광필름을 적용했다. 이를 통해 기계적인 힘을 가해 빛을 발생시키는 기계적 발광과 전계를 작용시켜 빛을 발생시키는 전계발광이 동시에 가능하도록 했다. 이는 기존의 발광소자에서는 불가능했던 것으로, 다양한 환경에서도 빛의 세기가 일정하고 효율적으로 유지될 수 있도록 했다. 이번에 개발된 발광소자는 기존의 발광소자가 갖는 여러 한계점들을 극복할 수 있는 결정적인 실마리를 제공했다. 먼저 정 박사 연구팀이 개발한 발광소자 구조는 전극을 발광층 내부로 삽입시켜 전극이 발광층의 빛을 가리는 기존 발광소자의 단점을 해결했다. 이로써 발광소자의 빛 세기를 높이기 위해 필요한 두꺼운 전극이 도리어 그 사이에 있는 발광층의 빛을 더 가리는 단점도 한꺼번에 해결했다. 정 박사는“더욱 더 다양한 형태 변형에도 일정한 빛을 방출하는 발광소자 개발을 통해 향후 관련 산업계의 패러다임을 바꿔보고자 한다”이라며 “개발한 발광소자를 좀 더 보완한다면 충분히 가능한 목표로, 향후 다양한 형태의 발광섬유와 웨어러블 기기에 사용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 한편, 이번 연구 결과는 세계적 재료공학 국제학술지인 머티리얼즈 투데이(Materials Today) 최신호에 게재되었다. 또한 이번 연구는 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업과 DGIST의 연구지원으로 진행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

△ 광주과학기술원(GIST) 기계공학부 안효성 교수가 유명 과학·기술 분야 전문 출판사인 스프링거(Springer)에서 ‘편대제어’서적을 발간했다. 이 책은 관측, 제어, 통신, 연산을 모두 지역적 방식으로 처리하는 다개체 시스템의 상대적 운동을 정의하고 있다. 안효성 교수는 16일 “출판까지 약 5년의 세월이 소요됐는데, 앞으로는 분산 제어이론을 인공지능 이론 쪽으로 연결하고 싶다”고 밝혔다.

DGIST 학생 창업팀 (주)씨위드가 과학기술정보통신부가 주최하고 한국연구재단, 한국청년기업가정신재단이 주관한 실험실창업 페스티벌 ‘랩 스타트업 2020’행사의 IR 발표경연부문에서 대상을 수상했다. 대학, 벤처캐피털, 엑셀러레이터, 창업기업 등 800여명이 참석한 이번 행사는 실험실창업 지원 사업성과를 공유하고, 실험실 창업기업의 투자기회를 제공함으로써 실험실 창업문화를 확산하기 위해 개최됐다. 사업에 선정된 실험실 창업팀 중 10개 팀과 5개 창업선도대학 창업팀이 예선을 펼쳤고, 최종 5개 팀이 본선을 치뤘다. 대상을 수상한 (주)씨위드는 가축 사육 및 도축을 기반으로 하는 기존 축산업에서 벗어나 실험실 환경에서 육류를 생산하는 배양육 기술을 발표했다. 2019년 3월 창업한 씨위드는 DGIST 대학원 뉴바이올로지 전공 금준호, 이희재 학생 등으로 이루어진 학생 창업팀으로 배양육 ‘C Meat(씨밋)’을 비롯해 저요오드 해조류 가공식품 ‘Yo.od(요오드)’의 생산 원천기술 개발 및 상용화를 진행하고 있다. 씨위드 금준호 대표는 “조별과제 팀으로 시작된 실험실기반 창업이 실제 창업으로까지 이어져 결실을 맺고 있다”며 “앞으로 2년 내 배양육 생산기술을 상용화시켜 시장에 진입할 목표를 달성하기 위해 더욱 매진하겠다”라고 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr