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2024년도 제34회 과학기술우수논문상 5명 수상

2024학년도 제34회 과학기술우수논문상 5명 수상 ▲ (왼쪽부터) 김동환 교수, 심성한 교수, 이상규 교수, 이은호 교수, 이동현 박사과정생 우리 대학 소속 교원 4명과 박사과정생 1명 등 총 5명이 한국과학기술단체총연합회(이하 과총)의 2024년도 제34회 과학기술우수논문상을 수상하였다. 과학기술우수논문상은 매년 창의적인 연구 활동으로 국내 학술지에 우수 논문을 발표한 과학기술인에게 수여되며, 올해 과총은 회원 학회로부터 지난해 발표된 논문 471편을 추천받아, 그중 243편을 우수 논문으로 선정하였다. 과총의 과학기술우수논문상을 수상한 연구자는 ▲김동환 교수(화학공학/고분자공학부, 종합분야) ▲심성한 교수(건설환경공학부, 공학분야) ▲이상규 교수(약학과, 이학분야) ▲이은호 교수(기계공학부, 공학분야)와 ▲이동현 박사과정생(화학공학과, 종합분야) 등 5명이다. 김동환 교수는 차(tea)에 포함되어있는 중요한 항산화제인 갈릭산(gallic acid)을 검출하는 새로운 방법을 제시하였으며, 실제 차 샘플에서도 잘 작동하는 것을 보여줌으로써 음식 품질 관리에 유용한 방법을 제시하였다. 심성한 교수는 건축물 안전점검의 주요 평가항목 중 하나인 기울기 계측값을 구조물 포인트 클라우드로부터 계산할 수 있는 자동화 알고리즘을 개발하는 연구로 우수논문상을 수상했다. 이상규 교수는 당뇨 및 비만 치료에 사용되는 리라글루타이드 제제의 약물동력학 평가를 위해 액체크로마토그래피-질량분석기를 기반으로 혈중 농도를 정량 분석한 연구를 진행하였다. 신약개발 시장에서 유망한 분야로 부상하고 있는 치료용 펩타이드 제제 개발에 필수적인 고감도 정량분석법을 개발한 것으로, 앞으로 많은 신약개발 현장에서 활용될 것으로 기대된다. 이은호 교수는 최근 중요성이 증가하고 있는 첨단 반도체 패키징 분야에서 인공지능을 활용한 패키징 물성 예측, 솔더볼 신뢰성, 하이브리드 접합 등의 연구를 활발히 진행한 공로를 인정받았다. 이동현 박사과정생은 이종 세포의 코어-쉘 구조 스페로이드를 이용한 지방 유래 줄기세포의 상처 치유 효과 향상 연구를 수행했다. 이 연구는 줄기세포 스페로이드의 상처 치유 효과를 증진하는 새로운 접근법을 제시했고 피부 상처뿐만 아니라 만성 및 허혈성 질환에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 작성일 2024-08-14
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화학공학/고분자공학부 양우석 교수, 황화물 소재 내 양이온 무질서도 제어하는 신기술 개발

화학공학/고분자공학부 양우석 교수, 황화물 소재 내 양이온 무질서도 제어하는 신기술 개발 - 재료 물성 제어 기술의 새로운 패러다임 제시 - 재료 분야 국제학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈 게재 ▲ 화학공학/고분자공학부 양우석 교수(왼쪽)와 하늘 석박통합과정생(오른쪽) 화학공학/고분자공학부 양우석 교수 연구팀(제1저자 하늘 석박통합과정생)은 용액 화학을 기반으로 한 양이온 무질서도를 제어하는 기술 개발에 성공했다고 24일 밝혔다. * 양이온 무질서(Cation disorder): 다중 양이온 시스템에서 양이온이 무작위로 분포하는 현상 최근 다양한 재료의 물성을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 재료 내 양이온의 배열을 제어해 재료 물성을 변화시키는 양이온 무질서도 제어(Cation disorder engineering) 기술은 배터리와 태양전지 등을 비롯한 여러 응용 분야에서 재료의 물성을 향상하는 새로운 기술로 주목받고 있다. 양우석 교수는 열처리 온도에 의존하던 기존 기술에서 벗어나 용액 내 구성 원소 간 화학적 상호작용 변화를 통해 다성분계 황화물 소재 내 양이온 무질서도를 제어할 수 있는 완전히 새로운 기술을 학계에 보고했다. ▲ 성균관대 양우석 교수 연구팀이 제시한 용액 화학 기반 양이온 무질서도 제어 매커니즘 양 교수 연구팀은 다이싸이오카바메이트(Dithiocarbamate, DTC) 작용기를 가진 착화제와 금속 양이온 사이의 배위 정도에 따른 양이온 무질서도의 상관관계를 분석하고 규명하였다. 해당 제어 기술을 통해 제작된 실버비스무트설파이드(AgBiS2) 박막의 광학적 특성을 크게 개선하였으며(광흡수계수 5x105cm-1 이상) 광반응기 소자의 성능 평가 결과 약 4배 이상의 광전기적 성능 향상을 확인하였다. ▲ 용액 화학 기반 양이온 무질서도 제어 기술 및 광전기적 성능 평가 양우석 교수는 “완전히 새로운 이번 양이온 무질서도 제어 기술의 개발은 기존 소재의 물성을 획기적으로 개선하는 재료과학의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다”며 “이와 같은 소재 기술은 앞으로 초고효율 태양전지, 초고에너지밀도 배터리 등 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것으로 전망된다”고 설명했다. 연구팀의 이번 연구는 그 성과를 인정받아 재료 분야 최고 권위 국제학술지인 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials, IF:27.8)에 지난 7월 8일자 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Dithiocarbamate-Based Solution Processing for Cation Disorder Engineering in AgBiS2 Solar Absorber Thin Films ※ 저널: Advanced Energy Materials(IF: 27.8) ※ 저자명: Wooseok Yang(교신저자), Neul Ha(제1저자), GwangHee Lee, Jaemin Park, Joo-Hong Lee, Jisu Jung, Sunil V. Barma, Jugyoung Kim, Ji Hoon Kim, Jung Kyu Kim, Seok Joon Kwon, Sang Uck Lee, Sohee Jeong, Sae Byeok Jo, Jin-Wook Lee(공동저자) ※ DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.202402099
- 작성일 2024-08-13
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성균관대–고려대 공동연구팀, 광대역 전자파 차폐 가능한 소재 개발

성균관대–고려대 공동연구팀, 광대역 전자파 차폐 가능한 소재 개발 - 국제 저명학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈에 논문 게재 ▲ 구종민 교수(교신저자, 성균관대), 김명기 교수(교신저자, 고려대), Aamir Iqbal 박사(제1저자, 성균관대), 권지성(제1저자, 고려대) 우리 대학 신소재공학부 구종민 교수와 고려대 김명기 교수 공동연구팀은 한국과학기술연구원 전자파솔루션융합연구단(단장 박종혁), (주)이노맥신(대표 오정민)과 공동으로 차세대 전자기 간섭(EMI) 차폐를 위한 혁신적인 고결정성 맥신(MXene) 소재를 개발했다. 이 새로운 재료는 최대 110GHz의 밀리미터파에 이르기까지 광범위한 주파수 대역에서 탁월한 차폐 성능을 보여주며, 첨단 전자 및 통신 장치의 전자기 간섭(EMI) 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시한다. 고결정성 맥신, 특히 Ti3C2Tx의 합성과 응용에 중점을 두고 진행한 이번 연구에서 공동연구팀은 높은 전도도(18,000 S cm-1)와 환경 안정성을 자랑하는 소재를 개발하였다. 기존의 구리와 알루미늄 같은 차폐 재료는 무겁고 부식되기 쉬운 반면, 맥신은 가볍고 가공이 용이하며 얇은 층에서도 차폐 효과를 유지한다. 고결정성 Ti3C2Tx 맥신은 현대 통신 및 레이더 시스템에서 사용되는 모든 주요 주파수 대역을 포함하여 100kHz에서 110GHz까지의 전자기파를 효과적으로 차폐한다. 이 물질은 시험된 맥신 및 합성 재료 중 가장 높은 전도도를 자랑하며 환경에 노출된 후 1년 후에도 초기 전도도의 95% 이상을 유지한다. 10μm 두께의 Ti3C2Tx 맥신 필름은 최대 106dB의 EMI 차폐 효과를 발휘하며 유사한 두께의 다른 재료보다 우수한 성능을 보인다. 이 혁신은 휴대용 전자 기기, 자율 주행 차량, 차세대 레이더 시스템 등 다양한 산업 분야에 걸쳐 EMI 차폐 솔루션을 제공하여 전자 기기의 호환성과 안정성을 보장할 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 신소재공학부 구종민 교수는 “맥신은 소재의 독특한 이차원 소재 특성 덕분에 전자파 차폐 재료의 새로운 가능성을 열어가고 있다. 저희가 개발한 소재는 광범위한 주파수 대역에서 탁월한 차폐 성능을 제공할 뿐만 아니라, 산화 안정성 면에서도 뛰어난 결과를 보여준다”고 말했다. 고려대 김명기 교수는 “고전도성 다층 나노구조를 갖는 맥신은 다양한 응용 분야에서 우수한 성능을 발휘할 것”이라고 덧붙였다. 박종혁 한국과학기술연구원 전자파솔루션융합연구단장도 “고결정성 맥신 소재 적용을 통해 미래 모빌리티의 전자파솔루션을 확보할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부의 나노및소재사업, 출연연융합연구사업과 현대모비스의 지원을 받아 수행된 이번 연구의 성과는 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF: 18.5) 7월 10일자로 게재되었다. ※ 논문명: Environmentally Stable and Highly Crystalline MXenes for Multispectral Electromagnetic Shielding up to Millimeter Waves ※ 저널: Advanced Functional Materials(IF: 18.5) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/adfm.202409346 ※ 저자정보: 구종민 교수(교신저자, 성균관대), 김명기 교수(교신저자, 고려대), Aamir Iqbal 박사(제1저자, 성균관대), 권지성(제1저자, 고려대) ▲ 다양한 주파수 대역에서의 전자기 스펙트럼과 이를 활용한 응용 분야 ▲ 제작된 맥신 소재의 고결정성을 보여주는 X선 회절패턴과 전자 주사 현미경 및 고해상도 투과 전자 현미경 이미지
- 작성일 2024-08-13
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시스템경영공학과 전비호 초빙교수(IRO 조직위원장), “내년 부산대회, 로봇 스포츠문화축제로 확대”

시스템경영공학과 전비호 초빙교수(IRO 조직위원장), “내년 부산대회, 로봇 스포츠문화축제로 확대” 전 세계 청소년들의 로봇스포츠대회가 내년 1월 부산에서 열린다. 사륜형 자동차 로봇을 움직이는 인공지능(AI) 자율주행, 사족보행 로봇을 활용한 레이싱, 휴머노이드를 조종해 블록을 옮기는 스마트파머 등 12개 종목 경기가 2025년 1월 17일부터 21일까지 부산 벡스코에서 개최된다. 이 행사는 국제로봇올림피아드위원회(IROC)가 주최하는 국제로봇올림피아드(IRO)다. IRO는 청소년 창의성·협동심 증진과 로봇 산업 발전을 도모하기 위한 로봇스포츠 대회로 1999년 1회 대회 이후 매년 열리고 있다. 한국 개최는 2021년 대구 대회 이후 4년 만이다. 전비호 IRO 조직위원장은 최근 전자신문과 인터뷰에서 “기존 IRO 대회가 관리형으로 치러졌다면 내년 부산대회는 서비스형·비즈니스 창출형으로 탈바꿈, 로봇 문화를 확산할 수 있는 스포츠문화축제로 확대 운영할 계획”이라며 “이를 위해 청소년 대상 로봇 교육훈련과 로봇 렌탈 서비스 등을 준비 중”이라고 밝혔다. 그는 “IRO는 국제 로봇대회이자 한국에서 시작된 토종 로봇대회”라며 “위상을 높이기 위해 내년 대회에서는 초중고 청소년 종목 이외에 대학생과 일반인이 참가하는 시범 종목을 최초로 개최할 예정”이라고 말했다. 로봇 저변 확대와 생태계 강화 차원에서 초중고 대상 교육훈련 강화 의지도 내비쳤다. 한국과학기술원(KAIST) 교수와 연구원을 강사진으로 투입해 학교를 찾아가는 방식의 교육훈련을 실시하고, 국제 표준에 맞춘 교육 프로그램도 구축할 계획이다. 전 위원장은 “로봇 대중화 걸림돌 요소 중 하나는 청소년이 사용하기에 너무 비싼 로봇 가격”이라며 “사무국 차원에서 구독 프로그램을 운영해 학생들이 부담 없이 로봇을 즐길 수 있는 렌탈 서비스를 준비하겠다”고 설명했다. 부산시도 IRO 지원을 약속했다. 부산시는 26회 대회에서 부산의 디지털·모빌리티·커넥티비티 역량을 강조할 예정으로 추가경정예산 확보를 위해 시의회와 협의하고 있다. IROC는 내년 대회를 성공적으로 개최하기 위해 조직위원회를 발족하고, 위원장에 전비호 한국외교협회 부회장을 위촉했다. 전 위원장은 주불가리아·주멕시코 대사를 역임한 외교관 출신으로 현재 성균관대 초빙교수로 재직 중이다. 전 위원장은 “IRO 부산 개최에 따른 총생산 유발효과는 78억원 수준으로 예상돼 지역경제 활성화에 기여할 수 있을 것”이라며 “더 나아가 국내 로봇 인프라와 AI 교육 확대라는 국가 차원 디지털 역량 발전을 도모하겠다”고 강조했다.
- 작성일 2024-08-13
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기계공학부 송륜근 박사, 충북대 조교수 임용

기계공학부 송륜근 박사, 충북대 조교수 임용 기계공학부 송륜근 박사가 충북대학교 기계공학부 조교수로 2024년 9월부로 임용됐다. 송륜근 박사는 우리 대학 기계공학부에서 2022년 2월, ‘Geometric effect on the small-scale flows; visualization and scaling analysis’ (지도교수 이진기, 기계공학부 마이크로유체융합연구실)를 주제로 한 논문으로 박사학위를 받았다. 이후 미국의 Princeton University에서 박사후연구원으로 한국연구재단의 세종과학펠로우십 지원을 받아 microtubule을 활용한 bio-micro/nano actuator 개발에 대한 연구를 수행했다. 송륜근 박사는 총 21편의 SCI논문을 발표하였으며, 박사학위 과정중에 대한기계학회 우수학위논문상, LG생활건강 미래화장품육성재단 우수논문상, 삼성휴먼테크 논문대상 장려상 등을 수상했다. 최근에는 ‘Building on-chip cytoskeletal circuits via branched microtubule networks’를 주제로 Proceedings of the National Academy of Sciences (IF 11.1)에 제1저자로 논문을 게재했다. 송륜근 박사는 충북대학교 부임 이후 미세 유체 시스템 최적화 및 바이오 물질을 기반으로 한 소프트로봇 개발 등 다양한 연구를 수행할 계획이다. 한편 기계공학부의 마이크로유체융합연구실은 현재까지 총 4명의 전임직교수와 1명의 정부출연연구소 연구원을 양성했다. [연구실 취업현황] - Ali Turab Jafry: Ghulam Ishaq Khan Institute 교수 - Muhammad Salman Abbasi: University of Engineering and Technology, Lahore 교수 - 이민기: 조선대학교 기계공학과 교수 - 임호섭: 한국기계연구원 선임연구원
- 작성일 2024-08-13
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기계공학부 박성수 교수 연구팀, 식물유래 나노바디 항체의 유방암 항암제 저항성 규명

기계공학부 박성수 교수 연구팀, 식물유래 나노바디 항체의 유방암 항암제 저항성 규명 - HER2+형 유방암 항암제 저항성 문제 해결 가능성 확인 - 국제학술지 ACS Nano 표지 논문으로 선정 ▲ (왼쪽부터) 기계공학부 박성수 교수, 오스트리아 린츠대학교 오유진 박사, 중앙대학교 고기성 교수, 성균관대학교 박찬용 박사 기계공학부 박성수 교수 연구팀은 오스트리아 린츠대학교 오유진 박사, 중앙대학교 고기성 교수와 공동으로 식물 유래 나노바디 항체가 HER2+형 유방암의 항암제 저항성을 극복하는 데 효과적이라고 밝혔다. 유방암은 여성암 중 발병이 가장 흔한 암으로 매년 발병건수가 지속적으로 증가하고 있다. 특히 HER2+형 유방암은 전체 유방암 환자의 약 20%를 차지하며, 다른 유방암에 비해 재발률과 전이율이 높고 예후도 나쁜 것으로 알려져 있다. HER2+형 유방암을 치료하기 위해 표적항암제라고 불리는 Trastuzumab 항체 항암제가 널리 사용되지만, HER2의 돌연변이로 인한 저항성 문제로 치료에 어려움을 겪고 있다. 기존에는 세포와 항체 간의 상호작용을 매크로 수준에서 분석하기 때문에 저항성 세포 수용체와 항체 간의 미세한 상호작용에 대한 분석이 어려워 저항성 메커니즘을 밝히기 어렵다는 한계가 있었다. 박성수 교수 공동연구팀은 이를 해결하고자 원자힘 현미경 기반 단일분자 힘 분광학 기술을 사용하여 매크로 수준이 아닌 단일 분자 수준에서 접근했다. 원자힘 현미경 팁에 항체를 연결하여 살아있는 세포 위에서 낚시하듯 결합과 해리를 반복함으로써 단일 분자 수준에서 HER2와 항체 항암제 간의 친화성과 특이성을 확인했다. 또한 크기가 작은 식물유래 나노바디 항체는 Trastuzumab 항체 항암제에 비해 높은 결합력과 특이성을 가지며, 저항성을 가진 세포에서도 효과적으로 작동하였다. 이 연구 결과는 면역결핍 쥐를 대상으로 한 실험에서도 식물유래 나노바디 항체가 Trastuzumab보다 우수한 항종양 활성을 보여 식물유래 나노바디 항체가 Trastuzumab 내성 유방암 환자에게 잠재적인 면역 치료 옵션으로 사용될 수 있음을 보여주였다. 또한 식물유래 나노바디 항체는 안정적이며 저렴한 형질전환 식물을 기반으로 제작되므로 대규모 제조가 가능하여 항암제 제조 비용도 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 연구에 참여한 박찬용 박사는 “유방암 치료에서 항암제 저항성을 극복하는 것은 큰 도전 중 하나”라며 “이번 연구는 원자힘 현미경기반 단일분자 힘 분광법을 통해 단일 분자 수준에서 세포와 항암제 간의 상호작용을 분석해 항암제 저항성 문제를 해결할 수 있는 중요한 발전”이라고 전했다. 연구팀의 이번 연구 결과는 오스트리아 과학재단 FWF 프로젝트, 국가과학기술연구회 사업, 한국연구재단의 기본연구, 과학기술정보통신부와 오스트리아 교육과학연구부의 과학기술협력 한-오스트리아 인력교류 사업, 국가과학기술연구회 UnTACT융합연구단의 지원으로 수행되었으며, JCR 상위 5.8% 국제학술지 ACS Nano (IF: 15.8)에 6월 25일자 표지 논문으로 게재되었다. ▲ 표지논문 이미지 ※ 논문명: Plant-Derived Anti-Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 Antibody Suppresses Trastuzumab-Resistant Breast Cancer with Enhanced Nanoscale Binding ※ 저자명: 박성수 (공동교신저자), 오유진 (공동교신저자), 고기성 (공동교신저자), 박찬용 (제1저자) ※ DOI: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c00360
- 작성일 2024-08-13
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성균관대 김태성 교수 연구팀, 공정 비용 대폭 절감한 “차세대 유기물 패키징 기술” 개발

성균관대 김태성 교수 연구팀, 공정 비용 대폭 절감한 “차세대 유기물 패키징 기술” 개발 - 차세대 AI 반도체 패키징 공정 간소화 및 수율 향상 기대 ▲ (왼쪽부터) 기계공학부 김태성 교수, 이진형 석박통합과정생, 우건후 석박통합과정생, 이규영 석박통합과정생 기계공학부 김태성 교수 연구팀이 반도체 패키징 공정에 들어가는 비용과 과정을 대폭 줄인 '차세대 유기물 패키징 기술'을 개발했다고 밝혔다. Chat GPT 열풍으로 인공지능(AI) 서버가 빠르게 확산되면서 고성능 그래픽처리장치(GPU), HBM 등 고성능 반도체 수요가 급증하는 가운데 반도체 업계에서는 미세 공정의 물리적 한계를 극복하기 위해 로직칩, 메모리 등 개별 반도체를 수직으로 적층하여 성능을 최적화하는 3D 패키징 기술의 중요성이 커지는 추세다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고대역폭 초고속 메모리로 AI 반도체에 필수다. 데이터 중심의 산업구조 개편과 AI 기반 전 산업 분야 융합이 가속화 됨에 따라 반도체의 필요성이 확대되면서 HBM의 수요는 급격한 증가세를 보일 전망이다. 하지만, 이질적인 물질 간의 열 팽창 계수, 낮은 접합 신뢰성, 낮은 열안정성 등으로 인해 신규 3D 이종 직접화 기술 개발이 반드시 필요한 상황이다. 이에 연구팀은 기존의 3D 이종 집적화 기술의 한계를 해결하기 위하여 Cu 표면 위에 NHC (N-heterocyclic carbene) 자가조립 단분자막을 전기화학 증착법을 통해 선택적으로 증착한 뒤, Cu 표면 위에 선택적으로 증착된 NHC (N-heterocyclic carbene) 자가조립 단분자막을 기반으로 170도, 1분 조건에서 3D 이종 직접화 (Cu-NHC-Cu)에 성공하였다. ▲ 저온 및 대면적 이종집적 가능한 “차세대 유기물 패키징 플랫폼”의 모식도 Cu-NHC 구조의 열적 안정성을 확인하기 위하여 열 충격 실험이 0도~170도 / 5회 반복 조건으로 진행되었고, 기존에 가장 널리 사용되는 구리 부동태 층인 Cu-BTA (benzotriazole) 구조와 함께 열 충격 전과 후의 유기 박막 표면 및 수직 단면 이미징을 통해 170도 열 충격 조건에서 Cu-NHC 구조만 매우 안정적임을 확인하였다. 마찬가지로, NHC 박막의 전도성을 검증하기 위하여 conductive AFM 이미징이 절연 특성을 지니는 Cu-BTA (benzotriazole) 구조와 함께 진행되었으며, Cu-NHC 구조에서만 전하 밀도가 낮은 Carbene 원자로 터널링이 발생하여 전도 특성을 지니는 것을 검증하였다. 또한, Cu-NHC 구조를 원자 힘 현미경 탐침으로 힘-거리 분광법을 각 픽셀마다 측정하여 기계적인 특성도 계측하였다. 마지막으로, 실제 3D 이종 직접화된 Cu-NHC-Cu 구조의 단면 이미지를 통해 접합 (170도, 1분 조건) 이후에도 이종 접합 계면 상태와 NHC 자가조립 단분자막이 안정적으로 존재함을 확인하였다. 김태성 교수는 "기존 3D 이종직접화 기술에서 사용되던 유기물을 기능적 관점에서 바라볼 수 있는 연구로, NHC 자가조립 단분자막은 높은 열안정성, 전도성, 공정 간소화 등 획기적으로 기존 공정의 한계를 뛰어넘으며 차세대 반도체 원천 기술 경쟁력 강화와 시스템 반도체 글로벌 공급망 확보에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 본 연구는 한국연구재단과 한국기초과학연구원의 연구결과로 나노미터 (nm) 수준의 3D 패키징 기술에 다양하게 적용 가능함에 따라 향후 국내 반도체 초격차를 이어갈 주요 기술이 될 것으로 기대된다. 이번 연구 성과는 재료과학 및 나노과학 / 기술 분야의 세계적인 학술지인 ‘ACS Applied Materials & Interfaces'에 6월 28일 온라인 게재됐다. ※ 논문명: Ultrastable 3D Heterogeneous Integration via N-Heterocyclic Carbene Self-Assembled Nanolayers ※ 저자명: Taesung Kim (교신저자), Jinhyoung Lee, Gunhoo Woo, Gyuyoung Lee (제 1저자) Jongyeong Jeon, Seunghwan Lee, Ziyang Wang,Hyelim Shin, Gil-Woo Lee, Yeon-Ji Kim, Do-Hyun Lee, Min-Jae Kim, Eungchul Kim, Hyunho Seok, Jinill Cho, Boseok Kang, You-Shin No, Won-Jun Jang (공동저자) ※ 논문 링크: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c04665
- 작성일 2024-07-17
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시스템경영공학과 전비호 초빙교수, 국제로봇올림피아드 부산 세계대회 조직위원장 위촉

시스템경영공학과 전비호 초빙교수, 국제로봇올림피아드 부산 세계대회 조직위원장 위촉 ▲ 전비호 초빙교수(겸 한국외교협회 부회장)가 제26회 국제로봇올림피아드 부산 세계대회 조직위원장으로 위촉되었다. 시스템경영공학과 전비호 초빙교수(겸 한국외교협회 부회장)가 제26회 국제로봇올림피아드(IRO) 부산 세계대회 조직위원장으로 위촉되었다. 전비호 조직위원장은 스페인 마드리드 콤플루텐세대학교에서 정치사회학 박사를 취득하고, 모교인 우리 대학에서 초빙교수로 연구와 강의를 하고 있다. 김종환 국제로봇올림피아드위원회(IROC) 위원장은 위촉식에서 “전비호 교수가 주 불가리아, 주 멕시코 특명전권대사를 지냈고 이외에도 강원특별자치도 국제관계대사 역임, 성균관대 특임교수, JW중외제약 사외이사 등 학계와 기업에서 봉사하고 있고, 현재 IRO 국제협력위원장으로 활동하고 있는 점에 비추어 이번 대회를 성공적으로 이끌 적임자라 판단했다”고 위촉 이유를 밝혔다. 한편, 국제로봇올림피아드는 1999년 로봇 및 교육 분야의 석학들이 미래 로봇 융합 인재 양성을 위해 설립한 권위 있는 국제대회로, 매년 30개 회원국에서 약 1,500여 명의 청소년들이 참가하고 있다. 전비호 조직위원장은 “국제로봇올림피아드 부산대회 개최를 통해 부산광역시가 추진 중인 글로벌 모빌리티 허브시티 육성발전에 기여하는 한편, 국내외 초·중·고등학생들의 AI 디지털 과학, 기술, 엔지니어링, 수학 역량을 함양시켜 국가 차원의 AI 디지털 역량발전을 도모해 나가겠다”고 밝혔다. 부산광역시는 그리스 아테네에서 열린 제25회 대회에서 말레이시아와의 경쟁 끝에 제26회 대회 유치에 성공했다. 부산광역시와 부산정보산업진흥원은 이번 대회의 성공적 개최를 위해 재정 및 제반지원을 제공할 예정이며, 유네스코 한국위원회와 유앤글로벌컴팩트코리아도 후원을 약속했다. 2024-25 국제로봇올림피아드 부산 세계대회는 전 세계 청소년들이 로봇공학과 AI 디지털 역량을 선보이는 중요한 무대가 될 것이며, 이를 통해 부산의 글로벌 디지털 허브로서의 국제적 위상을 한층 더 높일 것으로 기대된다.
- 작성일 2024-07-17
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기계공학부 김태성 교수 연구팀, 누르는 힘만으로 작동하는 차세대 인공지능 반도체 소자 개발

기계공학부 김태성 교수 연구팀, 누르는 힘만으로 작동하는 차세대 인공지능 반도체 소자 개발 - 차세대 인공지능 반도체 소자의 저전력화 및 소자 신뢰성 확보 기대 기계공학부 김태성 교수 연구팀(제1저자 이진형 석박통합과정생, 우건후 석박통합과정생)이 누르는 힘만으로 이온 이동을 선택적으로 제어하는 차세대 프리스탠딩 멤리스터* 소자를 개발했다. * 멤리스터(Memristor): 메모리(memory)와 저항(resistor)이 합쳐진 전자 소자로, 메모리와 프로세스가 통합된 기능을 수행하는 차세대 메모리 소자. 차세대 논 폰노이만 구조에 쓰일 수 있는 차세대 소자로 주목받고 있는 멤리스터 소자는 저전력으로 인메모리 컴퓨팅, 가중치 저장 등의 기존 반도체 소자 대비 다양한 강점을 갖고 있지만, 실용적인 대용량 인공신경망 컴퓨팅(Large-scale neural computing)을 구현하기 위해서는 각 멤리스터 소자의 신뢰성 확보가 필수적이다. 하지만 멤리스터 소자가 지니는 가장 큰 한계점은 이온의 이동의 무작위성으로 이러한 확률론적 이온 거동은 전통적으로 멤리스터 소자의 신뢰성 및 재현성에 악영향을 끼친다는 치명적인 한계가 있어 상용화가 불가능했다. 이러한 확률론적 한계를 해결하기 위하여 연구팀이 주목한 것은 나노미터(nm)에서 발생하는 변전효과(flexoelectric effect)*다. * 변전효과(flexoelectric effect) : 외부의 힘으로 재료의 격자 구조가 휠 때 내부에 분극과 전기장이 발생하는 현상. 해당 연구에서의 변전 효과는 물질 내 격자 구조의 변형으로 전체 분극 합계를 수직 방향으로 이동시키고, 이는 물질 내부 격자에 -Z 방향의 내부 자체 변전장을 형성. 변전효과는 외부의 힘으로 재료의 격자 구조가 휠 때 내부에 분극과 전기장이 발생하는 현상으로, 2011년 학계에 물질이 나노미터(㎚) 크기로 작아질 때 변전효과가 극대화된다고 보고된 바 있다. 하지만, 나노미터 수준의 변전효과를 기반으로 물질 내에서 원하는 위치에 선택적으로 상변화 및 이온 이동을 활성화하기 위해서는 기존 선행 연구의 변전효과보다 훨씬 더 큰 격자 구조의 변형이 요구된다. 따라서, 기존 선행 연구보다 물질의 변전효과를 공간적으로 극대화시키기 위하여 연구진은 원자힘 현미경(AFM)* 탐침으로 프리스탠딩(free-standing)** 상태인 이종 접합에 수직 방향의 응력을 가하여 특정 영역에서만 선택적으로 강이온성 물질의 자체 변전장과 하부 강유전 분극을 극대화시켰다. 연구진은 국소적으로 극대화된 변전효과로 인해 특정 영역에서만 선택적으로 성장한 전도성 필라멘트 관측에 성공하였으며, 더 나아가 하부 강유전 분극의 변조에 의해 가역적으로 전환된 상변화 임계 전압을 기반으로 나노미터 수준의 영역에서 전도성 필라멘트의 공간적 능동 제어에 성공하였다. * 원자힘 현미경(AFM): 나노 미터 수준의 탐침을 이용하여 탐침과 시료 표면의 원자 사이에 작용하는 반데르발스 힘을 검출하여 표면 이미지를 측정 및 계측하는 장비. ** 프리 스탠딩(free-standing): 별도의 지지체 없이 그 자체로 형태 및 구조의 유지가 가능하며 자체적인 지지구조를 갖는 상태. ▲ 탐침 유도 변전장 기반으로 구현된 차세대 프리스탠딩 강이온성 멤리스터 소자 플랫폼 김태성 교수는 “기존 강이온성 물질이 가진 확률론적 한계점을 뛰어넘으며, 변전효과 기반의 이온 이동을 물질의 구조적 관점에서 바라볼 수 있는 연구로, 향후 차세대 반도체 소자 연구에서 이온을 정확하게 공간적으로 제어하여 반도체 소자 성능 및 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 한국연구재단과 한국기초과학연구원의 지원으로 수행되었으며 연구 성과는 세계적인 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 6월 18일 게재되었다. ※ 논문명: Free-standing two-dimensional ferro-ionic memristor ※ 저자명: Taesung Kim (교신저자), Jinhyoung Lee, Gunhoo Woo (제1저자), Jinill Cho, Sihoon Son, Hyelim Shin, Hyunho Seok, Min-Jae Kim, Eungchul Kim, Ziyang Wang, Boseok Kang, Won-Jun Jang (공동저자) ※ 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41467-024-48810-3(DOI: 10.1038/s41467-024-48810-3) ○ 관련 언론보도 - 성균관대, 차세대 프리스탠딩 멤리스터 소자 개발 <뉴스1, 2024.06.19.> - “누르는 힘으로 작동”…성균관대, 차세대 AI 반도체 소자 개발 <아시아투데이, 2024.06.19.> - 성균관대, 누르는 힘만으로 작동하는 차세대 AI 반도체 소자 개발 <뉴데일리, 2024.06.20.> - 성균관대, 누르는 힘만으로 작동하는 차세대 인공지능 반도체 소자 개발 <이뉴스투데이, 2024.06.19.> - 성균관대 연구팀, 누르는 힘만으로 작동하는 '차세대 인공지능 반도체 소자' 개발 <아시아타임즈, 2024.06.19.>
- 작성일 2024-07-17
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신소재공학부 김미소 교수 연구팀, 3D 프린팅 기반 차세대 유연 세라믹 복합체 센서 개발

신소재공학부 김미소 교수 연구팀, 3D 프린팅 기반 차세대 유연 세라믹 복합체 센서 개발 - 광경화 방식 3D 프린팅 기술로 고성능 유연 센서 구현 ▲ 신소재공학부 김미소 교수(왼쪽)와 이동수 박사과정생(오른쪽) 신소재공학부 김미소 교수 연구팀은 디지털 광학기술(Digital Light Processing, DLP) 3D 프린팅 공정을 활용하여 고유전성 세라믹과 광경화성 유연 레진, 전도성 필러를 결합한 유연 세라믹 복합체 기반의 광범위 압력 센서를 개발했다고 14일 전했다. DLP는 광경화 기반의 3D 프린팅 기술로 특정 파장의 광원을 사용하여 광경화성 수지를 경화시키는 방식이다. DLP 공정은 UV 광원을 이용하여 디지털 마이크로 미러 장치(DMD)를 통해 원하는 형태의 이미지를 조사해 단층 레이어를 형성하고, 이를 연속적으로 쌓아 3차원의 구조체를 형성한다. 이 기술은 빛을 이용하기 때문에 고해상도 및 정밀한 형태의 구조체를 빠르게 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 다양한 소재와 호환할 수 있어 의료, 엔지니어링, 전자기기 등 여러 산업 분야에서 폭넓게 응용될 수 있다. 스마트 헬스케어, 웨어러블 기기, 로봇 공학 등 다양한 분야에서 유연하고 고성능의 압력 센서를 구현하기 위한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 기존의 세라믹 복합체 구조 제작은 리소그래피나 몰드 제작과 같이 공정이 복잡하고 비용이 큰 반면 본 연구는 DLP 3D 프린팅 기술을 사용하여 다양한 구조의 세라믹 복합체의 프로토타입을 신속하게 제작할 수 있다. 김미소 교수 연구팀은 기계적으로 유연하면서도 광경화 3D 프린팅 방식에 적합한 광경화성 수지 개발을 위해 상용 유연 수지에 4-아크릴로일 모르폴린(ACMO) 모노머를 혼합하는 방식을 제안하였다. 제안한 혼합 광경화 수지소재에 고유전율 세라믹인 티탄산바륨 분말과 전도성 필러인 카본 나노 튜브(MWCNT)의 최적 함량을 추가함으로써 최종적으로 높은 유전 특성을 갖는 유연 세라믹 복합체를 제작했다. ▲ DLP 3D 프린팅 공정을 이용한 유연 세라믹 복합체 제작 및 유연압력센서 모식도 또한 연구팀은 센서의 민감도를 향상시킬 수 있는 대칭적인 모래시계 구조를 제안하여, 유한 요소 해석을 통해 압력에 대한 응력 분포를 확인한 후, 이를 DLP 3D 프린팅 공정으로 제작하였다. 제안한 모래시계 구조는 대칭성과 응력 집중 효과로 인해 작은 압력에서도 큰 변형을 보이며 넓은 압력 범위에서 높은 민감도를 나타냄을 확인하였다. 최종적으로 제안한 모래시계 단위 구조를 8 x 8 배열 형태로 적용한 유연 세라믹 복합체 센서로 제작하여 작은 외부 압력에 민감하게 반응할 수 있는 정전용량식 유연압력센서 시스템을 구현했다. 이 센서는 반복적인 저압 환경에서도 안정적이고 신뢰성 있는 신호를 유지했다. 김미소 교수는 “본 연구를 통해 3D 프린팅을 통해 단일 공정 프로세스(one-step synthesis)로 유연 세라믹 복합체의 구조체와 물성을 동시 제어하여 넓은 압력 범위의 유연 압력 센서에 적용한 것이 큰 의미가 있다. DLP 3D 프린팅 공정 내 더 다양한 소재를 적용하고 구성 요소 비율 조절을 통해 정전 방식 이외의 더 넓은 범위의 센서 및 에너지 소자 응용 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대한다.”고 설명했다. 김 교수의 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 STEAM연구사업(BRIDGE융합연구개발) 지원을 받아 수행되었다. 본 연구 성과는 공학 분야 JCR 랭킹 상위 1.11% 이내의 세계적인 국제학술지 Composite Part B: Engineering(IF: 13.1)에 최근 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Engineering digital light processing ceramic composites for wide-range flexible sensing arrays ※ 저자명: Miso Kim(교신저자), Dongsu Lee(제1저자), Dong Hwi Kim(공동저자), Hyungyong Kim (공동저자), Hong Min Seung(한국표준과학연구원, 공동저자), Hyun-Cheol Song(KIST, 공동저자) ※ DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111595
- 작성일 2024-07-17
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