과학기술

귀금속 백금(Pt)을 극소량만 사용하여 수소를 대량으로 생산할 촉매가 개발됐다. UNIST는 자연과학부 화학과 김광수 특훈교수(국가과학자) 연구팀이 상용화한 백금 촉매의 80배 적은 양의 백금만 사용해 수소 생성 활성도는 100배 높이는 새로운 수소 생산 촉매를 개발했다고 지난 31일 밝혔다. 이번 연구결과(논문명 ‘Multicomponent electrocatalyst with ultralow Pt loading and high hydrogen evolution activity’)는 에너지...

식물의 자연 광합성 반응을 모방한 친환경적인 리튬공기전지가 숙명여대·UNIST 연구팀에 의해 개발됐다. 한국연구재단은 류원희 교수(숙명여자대학교), 류정기 교수(UNIST) 공동연구팀이 인공광합성 촉매를 적용해 리튬공기전지용 촉매 시스템을 개발했다고 29일 밝혔다.현재 상용되는 리튬이온전지로는 전기자동차의 주행거리가 200~300km 내외에 그친다. 한 번 충전으로는 서울에서 부산까지 가기 어렵다. 반면 리튬공기전지는 리튬이온전지보다 에너지밀도가 2~3배 높아 500km 이상 장거리 운행이...

사람을 포함한 포유류 정자의 형성과정에 대해 분자수준의 핵심원리가 보고됐다.조정희 교수와 김지혜 대학원생(광주과학기술원) 연구팀이 정자의 형성과정에서 머리와 꼬리를 이어주고 안정화시키는 정자 특이단백질을 규명했다. 이 연구 성과는 세계적인 학술지인 엠보 리포트(EMBO Reports) 7월 19일 논문으로 게재됐다.정자는 꼬리의 움직임을 이용해 이동할 수 있다. 정자 꼬리의 형성을 비롯해 오로지 생식세포에서만 볼 수 있는 고유한 발생과정에는 정자 특이단백질이 관여한다. 정자 특이단백질에 대한 연구는 아직 미흡한 단계이지만 남성 생식 현상, 정자 기능 및 수정 능력을 이해하고 판단하는 데 매우 중요하다.

한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 이중기 박사팀이 이차전지 소재 설계에 있어서 반도체 접합 구조 계면을 형성해 급속 충·방전 조건하에서도 고용량, 장수명이 가능한 신개념 리튬이차전지 음극 소재를 개발했다. 반도체 접합 구조 계면이란 단결정 안에서 서로 다른 특성의 반도체가 접해 있는 구조. 즉, 비정상 반도체(P형)와 정상 반도체(N형)가 접해 있는 P-N 접합구조(P-N junction)를 말한다.이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘ACS Nano’ (IF: 13.942, JCR 분야 상위 3.082%) 최신호에 논문명 으로 온라인판에 게재됐다.

승강기를 타면 종종 전화가 끊어진다. 통신에 필요한 전파를 금속이 가로막기 때문이다. 이 문제는 보통 승강기에 중계기를 달아서 해결하는데, 더 간편한 방법이 나올지 모른다. ‘특정 무늬’를 새기면 금속도 전파를 통과시킬 수 있다는 게 밝혀졌기 때문이다. UNIST 전기전자컴퓨터공학부의 변영재 교수팀은 ‘평면에 무늬를 새겨 넣는 것만으로 금속 통신이 가능하다’는 사실을 발견했다. 금속에 전파를...

국내 연구진이 해외 연구진과 공동으로 스스로 광합성하는 인공세포를 제작하는 데 성공했다. 이는 기존 생화학-의학연구를 살아있는 세포와 매우 유사한 환경에서 자유롭게 실험할 수 있는 획기적인 세포 모사체를 제공할 수 있다.신관우 교수(서강대학교), 케빈 파커 교수(하버드대학교), 안태규 교수(성균관대학교) 및 정광환 교수(서강대학교)가 공동연구를 통해 살아있는 세포와 같은 형태와 기능을 가지며, 빛을 사용하여 스스로...

최근 국내 연구진이 망막 내에 구성 단백질인 광수용체를 인공적으로 제작해 사람의 시각 기능과 유사하게 빛을 인지할 수 있는 소재를 개발했다.인간의 눈은 신체 오감 중 가장 중요한 기관 중 하나로, 손상 시 치명적인 영향을 주는 감각 기관이다. 사고를 통한 장애나, 황반변성, 당뇨성 망막증 등의 질환에 의해 의학적으로 시력의 회복이나 복원이 불가능한 상태가 될 수 있다. 손상된 망막을 대체하기 위한 기술로 ‘인공망막’ 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 시각 질환자에게 이식하여 시력을 일부 회복시키기 위한 노력이 진행되고 있다.  

국내 연구진이 메타물질과 그래핀을 접합해 빛의 속도를 느리게 만들었다가 다시 빠르게 만드는 소자를 개발했다. 세상에서 가장 빠른 속도를 가진 물질은 빛이다. 정보를 전달하는데 빛보다 더 유용한 물질은 없다. 그러나 현재 빛을 정보로 처리하려면 빛을 전기신호로 전환하는 과정이 동반되어야 한다. 이 때 신호를 처리하는 전자소자의 한계와 발열 문제 때문에 정보처리 속도가 느려지고 병목 현상이 나타난다. 이에 따라 전력비용도 많이 발생한다. 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 나노구조물리 연구단(단장 이영희) 김튼튼 연구교수팀이 KAIST 기계공학과 민범기 교수 연구진과 공동으로 진행한 이번 연구는 메타물질과 그래핀을 접합해 빛의 속도를 느리게 만들었다가 다시 빠르게 만드는 소자를 만들었

2차원 반도체 소재는 기존 실리콘 반도체의 물리적인 성능 한계를 극복할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 하지만, 원자층 수준의 얇은 두께 때문에 주변 영향에 매우 민감하다는 특성이 있다. 특히 2차원 반도체가 올려진 기판으로부터의 불규칙한 영향에 의해 성능과 신뢰성이 확보되지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 해외 연구팀들이 기판의 영향을 원천적으로 차단할 수 있는 방법을 연구하고 있다. 그 중 2차원 반도체를 공중에 매달린 구조로 설계하는 기술이 보고된 바가 있지만 반도체 층 하단을 받쳐주는 구조물이 존재하지 않아 기계적 내구성이 크게 떨어지는 단점이 있다. 정 교수 연구팀은 2차원 반도체 하단에 산화규소 재질의 초미세 돔형 구조물을 촘촘히 형성하는 아이디어로 문제를 해결했다.

연필심에 사용되어 우리에게 친숙한 흑연은 탄소들이 벌집 모양의 육각형 그물처럼 배열된 평면들이 층으로 쌓여 있는 구조인데, 이 흑연의 한 층을 그래핀(Graphene)이라 부른다. 그래핀은 0.2㎚의 두께로 물리적, 화학적 안정성이 매우 높다. 2004년 영국의 가임(Andre Geim)과 노보셀로프(Konstantin Novoselov) 연구팀이 상온에서 투명테이프를 이용하여 흑연에서 그래핀을 떼어 내는 데 성공하였고, 그 공로로 이들은 2010년 노벨 물리학상을 받았다. 그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빠르다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다.

나노미터 단위에서는 변전효과가 압전효과보다 더 커질 수 있다는 점에 착안해 강유전체인 비스무스산화철(BiFeO3)을 실험에 적용했다. 비스무스산화철은 8가지 방향의 전기적 분극을 가지면서 동시에 자기적 성질과 탄성도를 모두 지녀 최근 차세대 메모리 소자의 신소재로 관심 받고 있다.공동 연구진은 먼저 비스무스산화철을 나노박막 형태로 증착한 뒤, 주사탐침현미경(Scanning Probe Microscope, SPM)의 탐침(Tip)으로 나노박막에 힘을 가하며 박막 내부의 분극 변화를 관찰했다. 그 결과, 아주 얇고 뾰족한 탐침으로 나노박막을 누르며 움직이면 탐침의 이동방향에 따라 비스무스산화철 내부의 분극 방향(180。, 71。)을 선택적으로 제어할 수 있다는 흥미로운 사실을 발견했다.

국내 연구진이 반창고 형태의 빛을 내는 광원을 피부에 부착하여 시간과 장소에 구애받지 않고 상처를 치유할 수 있는 기술을 개발했다. 최경철 교수(KAIST)․전용민 연구원(제1저자, KAIST)․박경찬 교수(서울대학교 분당병원)․최혜령 연구원(제1저자, 서울대학교 분당병원) 연구팀이 OLED로 웨어러블 광 치료 패치를 개발했다. 이 연구는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지(Advanced Materials Technologies) 3월 8일자에 논문명 <A Wearable Photobiomodulation Patch Using...