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- 박재형 교수, 2023년 과기정통부 기초연구사업 '리더연구' 신규과제 선정
- 박재형 교수, 2023년 과기정통부 기초연구사업 '리더연구' 신규과제 선정 세계 최고 수준의 기초연구 역량을 확보하기 위한 대표 기초연구사업인 리더연구와 선도연구센터 신규과제 선정 결과가 발표됐다. 과학기술정보통신부는 15일 정부세종청사에서 브리핑을 열고 2023년도 리더연구 7개 과제와 선도연구센터 25개 과제를 신규로 선정했다고 밝혔다. 기초연구는 장기간에 걸쳐 다양한 분야에 응용할 수 있는 과학적 기초를 제공하기 위한 연구를 의미한다. 올해 기초연구사업에는 총 5183개 과제가 들어왔고, 다양한 평가를 거쳐 총 1120개를 신규 과제로 선정했다. 올해에만 연구비로 1221억원이 지원되는 대규모 연구 지원 사업이다. 기초연구사업 가운데 가장 관심을 모으는 건 리더연구다. 리더연구는 국내 최고 수준의 기초연구자를 지원하기 위한 사업으로 과제당 72억원 내외의 연구비가 지원된다. 매년 8억원씩 9년 동안 지원이 되는 사업으로 1997년 사업이 시작된 이래 259명에게 1조2000억원이 지원됐다. 리더연구 사업은 원천기술 확보, 기술 창업 등 다양한 성과를 내고 있다. 김덕수 한양대 교수는 분자 구조 분석 및 인공지능 기반 분자 설계 연구를 수행하던 중에 이를 응용하는 기술을 찾아 미 공군으로부터 33만달러에 달하는 추가 연구비를 수주하기도 했다. 지금은 위성의 충돌위험을 예측하는 스타트업 ‘스페이스 맵’을 설립했다. 서울대 권성훈 교수는 질병 발병 전 대응으로 건강관리의 패러다임을 바꾸는 차세대 건강관리 체계 구축 연구를 하고 있고, 인간의 세포분화와 발생과정 규명(KAIST 주영석 교수), 뇌에서 기억이 저장되는 장소 발견(서울대 강봉균 교수), 노벨상 수상자가 예측한 액체금속의 전자 구조 발견(고려대 김근수 교수) 등 다양한 연구가 리더연구를 통해 진행됐다. 올해는 7명이 리더연구에 새로 선정됐다. 이광열 고려대 교수는 다성분 나노입장 구조론 연구로 리더연구에 선정됐고, 서성배 한국과학기술원(KAIST) 교수는 내부 나트륨 센싱 기작과 장 마이크로바이옴과의 연관성 이해라는 주제를 제시해 선정됐다. 조은경 충남대 교수는 자가포식-면역대사 연결고리 해석을 통한 감염 제어 연구, 한창수 고려대 교수는 체성감각 및 인지 시스템의 분자레벨 공학적 모사, 전석우 고려대 교수는 그래핀 양자점 초분자 구조 기반 초형광 광전자 소재 및 소자 연구단으로 선정됐다. 정보통신기술(ICT) 융합 분야에서도 2개의 과제가 선정됐다. 황성주 KAIST 교수는 일반화 가능한 스스로 진화하는 생성모델 기반 자동화 인공지능 프레임워크를, 박재형 성균관대 교수는 초음파역동 암 면역치료를 위한 면역원성 세포사멸 유도 나노감각제 개발을 연구 과제로 제안해 선정됐다. 선도연구센터는 25개 과제가 새로 선정됐다. 선도연구센터에 지원된 예산은 1990년부터 지금까지 2조9148억원에 이른다. 선도연구센터 지원을 통해 배출된 석·박사 인력이 4만2000여명에 달한다. 과기정통부는 리더연구와 선도연구센터 외에도 국가전략기술 분야 우수한 박사후연구자의 국외연수를 지원하는 세종과학펠로우십 국외연수트랙의 50개 과제를 새로 선정했다. 과기정통부 관계자는 “기초연구는 새로운 지식 창출과 창의적 인력 양성을 통해 국가 경쟁력의 원천인 과학적 기초를 제공하고, 장기간에 걸쳐 다양한 분야에 응용되며 신산업 창출 및 국민 삶의 질 향상에 기여하고 있다”며 “장기적 관점에서 정부가 기초연구에 꾸준히 투자하고 세계 최고 수준의 기초연구 강국이 될 수 있도록 지원해 나갈 계획”이라고 말했다.
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- 작성일 2023-10-11
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- 기계공학부 백승현 교수 연구팀, 재사용 가능한 상변화물질 기반 고성능 열계면소재 개발
- 기계공학부 백승현 교수 연구팀, 재사용 가능한 상변화물질 기반 고성능 열계면소재 개발 - 전자장비, 전자소자, 기계장비 등의 냉각 및 방열에 활용 기대 기계공학부 백승현 교수 연구팀이 재사용 가능한 상변화물질 기반 고성능 열계면소재를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 고분자 기지와 상변화물질의 화학적 기능화를 통해 기존 상변화물질의 한계로 지적되어 왔던 새는(leaking) 문제를 해결함과 동시에 손상 후 치유가 가능한 고열전도도 저열저항 열계면소재를 개발하는 데 성공하였다. 이번 연구에는 샤바스 아함메드(박사과정)과 김태훈 박사가 공동1저자로 참여하였다. 열계면소재는 열을 발생시키는 소자와 열을 외부로 방출하는 히트싱크 사이의 틈을 메움으로써 발열소자를 효과적으로 냉각시키는 역할을 한다. 상변화물질 기반 열계면소재는 비교적 낮은 온도에서 고체에서 액체로 상태가 변화하기 때문에, 효율적으로 틈을 메울 수 있게 된다. 하지만 상변화로 인한 새는 문제(leaking)와 비교적 낮은 열전도도가 한계로 지적되어 왔다. 연구팀은 상변화물질과 고분자의 기능화를 통해서 새는 문제를 해결하고, 수소 결합을 통해 손상 후 치유하여, 재사용 가능한 열계면소재를 개발하였다. 또한, 은입자와 기능화된 탄소나노튜브를 이용하여 높은 열전도도와 낮은 열저항을 달성하였다. 또한 컴퓨터에 실장 테스트를 진행하여, 기존 상변화물질 기반 열계면소재 대비 우수한 방열 성능과 재사용성을 확인하였다. 개발된 상변화물질 기반 열계면소재는 우수한 방열 성능과 재사용 가능한 특성을 나타내고 있어 △전자장비 △전자소자 △기계장비의 냉각 및 방열에 활용이 기대된다. 또한, 열계면소재 재사용은 전자부품 폐기물 감소에 긍정적인 효과가 있을 것으로 예상된다. 연구팀의 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 중견연구자지원사업, 나노및소재기술개발사업 미래기술연구실 및 교육부 대학중점연구소지원사업으로 수행되었다. 연구결과는 과학기술분야 세계적인 학술지인 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 6월 10일(토) 온라인 게재됐다. ▲ 손상 후 치유 가능한 열계면소재 이미지 ※ 논문명: Covalently Functionalized Leakage-Free Healable Phase-Change Interface Materials with Extraordinary High-Thermal Conductivity and Low-Thermal Resistance, Shabas Ahammed Abdul Jaleel (공동1저자), 김태훈 (공동1저자), 백승현 (교신저자), Advanced Materials, 2300956. ※ DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202300956 ○ 관련 언론보도 - 성대 백승현 교수 연구팀, 재사용 가능한 고성능 열계면소재 개발 <파이낸셜뉴스, 2023.06.16.> - 백승현 성균관대 교수, ‘재사용 가능’ 상변화물질 기반 고성능 열계면소재 개발 <메트로신문, 2023.06.16.> - 성균관대 기계공학부 백승현 교수 연구팀, 재사용 가능한 상변화물질 기반 고성능 열계면소재 개발 <교수신문, 2023.06.16.> - 성균관대 백승현 교수팀, 재사용 가능한 상변화물질 기반 고성능 열계면소재 개발 <에너지경제, 2023.06.16.>
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- 작성일 2023-10-11
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- 윤원섭 교수, 유필진 교수 공동연구팀, 수소 생산 효율 높인 음이온 교환막 촉매 개발
- 윤원섭 교수, 유필진 교수 공동연구팀, 수소 생산 효율 높인 음이온 교환막 촉매 개발 이산화탄소 배출이 없는 ‘그린 수소’를 효율적으로 빨리 생산할 수 있는 비백금계 음이온 교환막 촉매를 국내 연구진이 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 이성수 물질구조제어연구센터 선임연구원과 윤원섭 성균관대 에너지과학과 교수, 유필진 성균관대 화학공학·고분자공학부 교수 공동연구팀이 산소 발생 반응성능을 높인 촉매 계면 제어기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 수소는 청정 에너지원으로 평가받지만, 현재는 화석연료를 사용해 생산하기 때문에 탄소가 배출된다. 탄소 배출이 없는 그린 수소를 생산법으로는 물을 전기로 분해해 수소와 산소를 생성하는 수전해 방식이 개발되고 있다. 하지만 물을 분해하는 촉매의 구조 제어기술 연구가 부족해 생산비와 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 연구팀은 기상 반응을 제어해 고산화수 원자를 갖는 촉매 구조를 얻기 위해 기체 투과도가 낮은 흑연 탄소 껍질로 둘러싸인 금속 나노입자를 합성했다. 기상 반응은 기체 상태로 진행되는 화학 반응을 의미하는데, 입자 간 충돌 빈도와 에너지를 제어하기 어려워 반응 속도와 선택성을 조절하는 데 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 촉매는 기체 투과도가 낮아 물질의 확산 속도가 경계면에서 다르게 나타나는 ‘커켄달 효과’가 제한적으로 발생했다. 산소 발생 성능이 좋은 철 원자는 기상 반응에서 반응성을 제어하기 어려웠는데, 새로 개발한 촉매 계면에서는 철 원자가 높은 산화수를 가지는 구조를 보였다. 새로 개발한 촉매는 최근 주목 받는 비백금계 음이온 교환막 수전해 장치에 적용됐다. 이 장치는 기존 음이온 교환막 수전해 기술에 적용되는 비백금계 촉매보다 고전류밀도 성능이 1.5배 높다는 게 연구팀의 설명이다. 이성수 선임연구원은 “그린 수소의 운전 비용과 에너지 효율을 획기적으로 개선해 향후 대형 수소 기반 발전소, 선박, 트럭 등 신규 수소산업을 형성할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 미래소재디스커버리사업과 집단연구지원사업, 개인기초연구, 세종과학펠로우십, KIST 주요사업의 지원을 받았다. 연구 성과는 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 엔바이론멘탈(Applied Catalysis B: Environmental)’에 게재됐다. Applied Catalysis B: Environmental, DOI: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122816
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- 작성일 2023-07-10
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- 기계공학부 최덕현 교수 국제 공동연구팀, 마찰전기 분야 10년간의 논문 집대성한 메가 리뷰 논문 게재
- 기계공학부 최덕현 교수 국제 공동연구팀, 마찰전기 분야 10년간의 논문 집대성한 메가 리뷰 논문 게재 - 국제학술지 ACS Nano 보조 표지논문으로 선정 - 관련 분야 전 세계 석학들과 공동연구 ▲ (왼쪽부터) 기계공학부 최덕현 교수, 신소재공학부 백정민 교수, 조지아공과대 신소재공학부 Zhong Lin Wang 교수 기계공학부 최덕현 교수 연구팀은 마찰전기(Triboelectric nanogenerators) 분야에서 지난 10년간의 연구성과를 분석하여 마찰전기의 잠재력을 조명하고 상용화를 앞당기기 위한 향후 10년의 연구 방향을 제시한 메가 리뷰 논문을 세계적인 저명 학술지 ACS Nano(IF: 18.027 JCI 상위 3.74%)에 게재했다고 7일 밝혔다. '마찰전기'는 미래 기후 변화와 에너지 관련 환경 문제를 대비하기 위해 ‘정전기’를 이용하여 에너지를 수집하는 기술이다. 마찰전기는 2012년 처음 보고된 이래 지난 10년간 버려지는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하기 위한 매개로써 이와 관련된 활발한 연구가 진행되고 있다. 연구팀은 지난 10년간 보고된 800편 이상의 기존 연구를 분석해 마찰전기 분야의 역사와 이론부터 응용 사례 및 연구 방향 등을 제시하며 해당 분야 연구를 한 편의 논문에 집대성하였다. 특히 이론, 소재, 디바이스, 시스템, 회로, 응용 등을 세분화하여 분석하고 연구 방향을 담은 로드맵을 제시하였다. 또한 기존 연구에서의 이슈들을 정의하고 상용화를 앞당기기 위한 특화 기술에 대해 논의하여 최적의 응용방안을 소개하는 등 연구 동향과 전망을 제시하였다. 마찰전기 분야를 개척한 Zhong Lin Wang 교수는 "마찰 전기 분야는 다양한 기술과 산업에 전 세계적으로 영향을 끼치고 있으며 현재 12,000명 이상의 과학자들이 83개국에 분산되어 연구가 진행되고 있다"고 말하며 "이번 메가 리뷰는 △웨어러블 전자 장치 △인간-기계 인터페이스 △사물 인터넷 △로봇 공학 △의학 △환경 보호 및 보안 분야에서 광범위하게 응용될 마찰전기 분야에 대한 가장 완전한 최신 리뷰를 제공한다"라고 밝혔다. 성균관대 최덕현 교수는 "이번 연구를 통해 전 세계 석학들과 마찰전기의 상용화를 위해 논의하는 과정에서 한국이 그 중심에 있다는 것을 확인할 수 있었다"며 "앞으로도 해당 분야의 석학들과 힘을 합쳐 마찰전기가 인류의 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다. 이번 논문은 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 산업통상자원부, 대만 국가과학기술위원회의 지원으로 수행되었으며 국제학술지 ACS Nano에 지난 5월 23일(화)에 온라인 게재되어 보조 표지 논문 및 주목해야할 논문으로 선정되었다. 이번 연구는 기계공학부 최덕현 교수 연구팀에서 이끌었으며 신소재공학부 백정민 교수와 노벨물리학상 후보로 거론되는 조지아공과대 Zhong Lin Wang 교수가 공동교신저자로, 경희대학교 기계공학과 최동휘 교수, 가천대학교 기계공학과 이영훈 교수 및 국립대만대학교 Zong-Hong Lin 교수가 공동제1저자로 이름을 올렸다. 아울러 마찰전기 분야를 선도하는 전 세계 80여 명의 석학들과 공동으로 수행되었다. ※ 논문명: Recent Advances in Triboelectric Nanogenerators: From Technological Progress to Commercial Applications ※ DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.2c12458 ※ 저자명: 최덕현, 백정민, 종린 왕(교신저자), 최동휘, 이영훈, 종홍 린(제1저자), 69명의 공동저자
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- 작성일 2023-07-10
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- 2023 공과대학 전체교수워크샵 및 성공Young-fellowship 시상식 성료
- 2023 공과대학 전체교수워크샵 및 성공Young-fellowship 시상식 성료 공과대학에서는 2023.06.19.(월)~2023.06.20.(화) 양일간 공과대학 전체교수워크샵을 진행하였다. 이날 행사에서는 40여명의 공과대학 교원 및 공과대학총동창회가 참석하여 공과대학의 전체적인 발전방향과 성공(成工) Young-fllowship 시상식이 이루어졌다. 대상 교원으로는 화학공학 고분자공학부 김재윤교수, 신소재공학부 백정민교수, 기계공학부 이원영교수, 건설환경공학부 심성한 교수, 시스템경영공학과 강석호 교수, 건축학과 손세형교수가 선정되었다. 김태성 공과대학 학장은 금번 행사를 통화여 공과대학의 발전방향을 공유하고, 전체 교원들이 함께하여 글로벌 탑5의 공과대학이 될 수 있도록 하길 바란다고 전했다.
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- 작성일 2023-06-26
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- 기계공학부 SAVE팀, 현대자동차그룹 자율주행 챌린지 버추얼 부문 우승
- 기계공학부 SAVE팀, 현대자동차 자율주행 챌린지 버추얼부문 우승 성균관대 기계공학부 SAVE팀(박영근(팀장), 김효빈, 안지혁, 송은지; 지도교수 황성호)이 지난 5월 24 일~25일 양일에 걸쳐 강원도 알펜시아 인터콘티넨탈호텔에서 개최된 ‘현대자동차 자율주행 챌린지 버추 얼 부문’에서 우승하였다. 대회는 총 15개 대학 19개 팀이 참가한 가운데 5월 10일부터 12일까지 치러진 예선 경기를 통해 상 위 9개 팀인 ▲KAIST ▲건국대 ▲국민대 ▲성균관대 ▲인하대 ▲충북대(3팀) ▲한국기술교육대 등이 본선에 진출했다. 본선은 3개의 참가팀이 한 조가 돼 7바퀴를 완주하고 가장 빨리 결승선을 통과한 차량이 결승에 진출 하는 방식으로 진행됐다. 본선 결과 각 조에서 우승한 ▲성균관대 ▲건국대 ▲인하대가 결승에 올랐으며, 치열한 접전 끝에 성 균관대 SAVE팀(14분39초)이 최종 우승했다. 이어 건국대 AutoKU-V팀(14분40초)이 2등을, 인하대 AIM팀(14분69초)이 3등으로 입상했다. 대회 우승을 차지한 성균관대 SAVE팀에게는 상금 2천만원과 함께 해외(싱가포르) 시찰 기회가 제공됐 으며 이어 2등팀 상금 1천만원, 3등팀 상금 500만원이 각각 시상됐다. 또한, 우승팀에게는 추후 서류 전형 면제 등 채용 특전이 제공될 예정이다. 참고기사: 매일경제 https://www.mk.co.kr/news/business/10745704
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- 작성일 2023-06-05
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- 박남규 교수, 차세대 태양전지 환경오염 가능성 사전차단 산산조각나도 납 안 샌다
- 박남규 교수, 차세대 태양전지 환경오염 가능성 사전차단 산산조각나도 납 안 샌다 박남규 성균관대 화학공학과 교수 연구팀이 고안한 페로브스카이트 제조공정 4단계. 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 기반 태양전지보다 효율이 더 높아 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 현재 이를 상용화하기 위해 전 세계 기업들이 연구개발 중이다. /국립재생에너지연구소(NREL) 제공 국내 연구진이 차세대 태양전지로 꼽히는 페로브스카이트의 단점인 환경 오염 문제를 해결할 기술을 개발했다. 페로브스카이트 태양전지에 들어있는 납 성분이 밖으로 빠져나오지 않도록 원천적으로 차단할 수 있는 기술로, 향후 상용화에 필수적으로 적용될 기술이 될 것으로 기대된다. 박남규 성균관대 화학공학과 교수 연구팀은 25일(한국 시각) 국제학술지 네이처에 페로브스카이트 태양전지에 들어간 납 성분 유출을 원천 차단하기 위한 4단계의 제조 공정을 논문에서 제안했다고 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 제조가 쉽고 제조 원가가 낮아 실리콘 태양전지를 대체할 유망주로 평가된다. 하지만 태양전지에 들어가는 들어가는 납 성분이 외부로 유출되면 환경을 오염시키고 인체에도 피해를 줄 수 있다. 태양광 발전 설비가 많아지면 제대로 관리되지 않는 시설이 함께 늘어나 환경 오염 우려는 더욱 커진다. 페로브스카이트는 ABX3라는 화학식을 갖는 광물 구조를 가진다. A와 B는 양이온이고 X는 음이온이다. 두 종류의 양이온 하나씩과 음이온 세개가 결합한 것이 페로브스카이트 구조인 셈이다. A, B, X를 각각 어떤 원소로 구성해야 빛을 잘 흡수하고 전기가 잘 통하는지 찾는 게 페로브스카이트 태양전지 개발의 관건이다. 페로브스카이트 태양전지는 현재 널리 쓰이는 실리콘 기반 태양전지보다 에너지 생산 효율이 더 좋은 차세대 제품이다. 같은 면적만큼 태양전지를 깔았을 때 실리콘보다 페로브스카이트 쪽이 더 많은 전기를 만들어낸다. 이 때문에 국내 기업 한화큐셀을 비롯한 전 세계 태양전지 기업들이 페로브스카이트 태양전지 상용화를 위해 연구개발을 하고 있다. 페로브스카이트 태양전지를 만들려면 납을 반드시 써야 하는데 이 점이 상용화에 있어 걸림돌이었다. 각종 자연재해로 태양전지가 파괴될 경우 납이 주변 땅과 물을 오염시킬 가능성이 있기 때문이다. 박 교수 연구팀은 납 성분 유출을 원천 차단하기 위한 4단계의 제조 공정을 논문에서 제안했다. 박 교수는 “페로브스카이트 태양전지에는 1㎏당 15마이크로그램(㎍) 수준의 납이 들어가는데, 이는 여러 선진국들의 식수 수질 기준과 비슷해 크게 걱정할 요인은 아니다”라며 “다만 납 유출 가능성이 조금이라도 있다면 이를 원천 봉쇄하는 게 과학자 역할이라 생각해 이번 논문을 작성하게 됐다”고 설명했다. 실제로 한국은 먹는 물에 대한 납 노출 기준을 1㎏당 10㎍, 미국은 15㎍으로 설정해 관리하고 있다. 박남규 성균관대 화학공학과 교수 연구팀이 고안한 페로브스카이트 제조공정 4단계. 왼쪽부터 보호막 처리, 첨가물 이용, 계면 폭 축소, 납 흡착제 처리다. 4단계의 공정을 거치면 페로브스카이트의 납 성분이 외부로 유출될 가능성이 없어진다. /네이처 박 교수 연구팀이 고안한 제조공정의 첫 단계는 페로브스카이트 알갱이 하나하나에 보호막을 씌워 물과 같은 외부 환경과 접촉해도 납이 녹아나오지 않게 하는 것이다. 두 번째는 페로브스카이트 제조 시 특수한 첨가물을 집어넣어 페로브스카이트 알갱이 자체의 내구도를 끌어올리는 방법이다. 이렇게 하면 태양전지에 손상이 갈 수 있는 환경을 페로브스카이트가 더 잘 버틸 수 있다. 세 번째는 페로브스카이트 태양전지를 구성하는 여러 층 사이 틈을 최대한 줄이는 것이다. 태양전지는 태양열을 흡수하는 층, 열을 전기에너지로 바꾸는 층을 비롯해 여러 얇은 층이 겹겹이 붙어있는 구조다. 이때 층과 층 사이 계면이 넓으면 그 사이로 수분이나 미세 물질이 들어와 태양전지를 손상시켜 납이 빠져나올 수 있다. 이런 일이 없도록 계면 폭을 최대한 줄이는 작업이 필요하다는 것이다. 마지막은 페로브스카이트 태양전지 바깥면에 납 흡착제를 바르는 공정이다. 납 흡착제를 바르면 태양전지가 부서지면서 생긴 단면으로 빠져나가려는 납이 흡착제에 붙잡혀 외부 환경에 녹아들지 않는다는 게 박 교수 설명이다. 원래 이 네 가지는 페로브스카이트 태양전지를 만드는 과정에 쓰이는 여러 방법들 중 일부였다. 박 교수 연구팀이 납 유출 원천 차단을 위해 네 가지 제조방식을 이어 하나의 공정으로 만드는 방법을 처음으로 고안해낸 것이다. 박 교수는 “전 세계가 탄소 중립을 이루려면 원자력뿐만 아니라 태양발전의 힘 또한 반드시 빌려야 한다”며 “2050년까지 20~30테라와트(TW) 분량의 태양전지가 필요하기 때문에 페로브스카이트 태양전지 상용화가 하루빨리 필요한 상황”이라고 말했다. Nature Perspective, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-05938-4
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- 작성일 2023-06-05
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- 건설환경공학부 송두삼 교수, 일본 공기조화위생공학회 'Uichi Inouye Memorial Award-Asis International Award' 수상
- 건설환경공학부 송두삼 교수, 일본 공기조화위생공학회 'Uichi Inouye Memorial Award-Asis International Award' 수상 건설환경공학부 송두삼 교수가 일본 공기조화위생공학회에서 공기조화 및 환경공학분야에 관한 연구, 개발, 교육 등에 공헌한 연구자에게 수여하는 'Uichi Inouye Memorial Award-Asis International Award'의 올해의 수상자로 선정되었다. 이 상은 일본의 건축설비분야의 이론을 정립하고 많은 연구자, 전문가를 양성한 Uichi Inouye 교수(와세다대학교, 1918-2009년)의 업적을 기리기 위해 일본 공기조화위생공학회가 2010년 설립하여 매년 1명의 세계적 수준의 연구자에게 수여하는 상이다. 송두삼 교수는 건축환경설비에 관한 세계적 수준의 논문을 다수 발표하였으며, 현재까지 약 72명의 석박사 인원을 양성하고 그 가운데 7명이 교수로 임용되는 등 건축환경설비분야 발전에 많은 공헌을 한 점을 인정받아 올해의 수상자로 선정되었다. 일본 공기조화위생공학회는 1917년 설립되어 올해로 창립 106해를 맞이하는 일본을 대표하는 학술단체로 일본의 냉난방, 환기 및 위생설비 산업분야가 세계적 수준으로 발전하는데 많은 역할을 하고 있는 학술단체이다. 송 교수는 2009년 이 학회의 학술논문상을 수상하기도 하였다. 시상식은 5월 12일 일본 동경 메이지기념회관에서 거행되었으며, 수상 특별강연으로 "2050 Carbon Neutral Strategy of the Korea in Building Sector"라는 제목으로 강연을 실시하기도 하였다.
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- 작성일 2023-05-31
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- 김선국, 박호건 교수 공동연구팀, 레이저 유도 탄화 기술을 이용한 제품 위조 방지 태그 기술 개발
- 김선국, 박호건 교수 공동연구팀, 레이저 유도 탄화 기술을 이용한 제품 위조 방지 태그 기술 개발 - 향후 디지털 암호화의 대체재로 사용될 수 있는 기술 - 다양한 산업분야 응용 기대 ▲ 신소재공학부 김선국 교수(왼쪽)와 소프트웨어학과 박호건 교수(오른쪽) 위조 시장이 계속해서 성장하고 있는 상황 속, 위조품과 진품의 구분은 전 세계의 관심사로 떠오르고 있다. 이를 위한 방법으로 위조 방지 태그가 주목받고 있는데 위조 방지 태그를 사용하려면 비용이 저렴하고 복제할 수 없어야 하며 간편하고 빠른 제조 공정이 필요하다. 신소재공학부 김선국 교수, 소프트웨어학과 박호건 교수 공동연구팀은 제품 위조 문제를 해결하기 위한 태그를 제작하는 독특한 레이저 유도 탄화 기술을 개발하였다. 연구팀은 레이저 유도 탄화(LIC) 기법을 이용하여 레이저 파장에 감응하는 폴리이미드(PI) 필름에 개별 크기의 LIC 스팟을 생성하고 이를 랜덤하게 배열하는 방식으로 태그를 제작하였다. 이 기술은 PI에서 LIC 스팟을 내재적으로 생성할 수 있으므로 별도의 외부에서 제작된 기능성 재료가 필요하지 않다. 또한 레이저 기술을 이용한 방식이기 때문에, 입력 설계 및 레이저 처리 매개 변수를 기반으로 원하는 출력 태그를 매우 짧은 시간 내에 달성할 수 있다. 고유한 특성을 가진 LIC 기반 태그는 연성 인쇄 회로 기판 산업에 적용하여 위조 문제 해결에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 레이저 유도 탄화(LIC) 기법을 이용하여 제작된 배열 형태의 고유한 스팟들은 다양한 알고리즘을 거쳐서 3단계(Ternary)(0, 1, 2) 비트로 변환된다. 이후 Intra·Inter Hamming Distance(HD), Uniformity, Uniqueness 및 Reproducibility 등 제작된 태그들의 특성을 분석하기 위한 테스트 과정을 거치게 된다. 다양한 통계적인 분석을 활용, 필요한 기준을 충족한 후에야 비로소 위·변조에 대응할 수 있는 태그로 사용되게 된다. 김선국 교수는 이와 관련하여 "이번 연구는 IoT(사물 인터넷) 시대의 중심인 위·변조 및 보안과 관련된 이슈를 해결할 수 있는 중요한 기술적 발전을 이루어냈다"며 "향후 디지털 암호화의 대체재로 사용될 수 있는 기술임과 동시에 산업에서 다양한 응용 분야로 확장할 수 있는 기술"이라고 설명했다. 연구팀의 이번 연구결과는 2023년 4월 25일, 세계적으로 권위있는 학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Material) 지에 후면 내부 표지논문(Inside back cover)으로 채택되었다. 본 연구에는 신소재공학부 김선국 교수, 소프트웨어학과 박호건 교수가 공동교신저자로 참여하였으며, 김선국 교수 연구팀의 스리니바스 간들라 선임연구원이 제1저자로 참여하였다. 본 연구는 한국연구재단 미래기술연구실사업, 성균관대학교 연구자 펠로우십 프로그램의 지원을 통해 이루어졌다. ▲ 위조 방지 태그를 위한 레이저 유도 탄화 기술 및 태그 애플리케이션 모식도
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- 작성일 2023-05-31
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- 김선국, 박호건, 윤경재 교수 공동연구팀, 표면 근전도 신호를 통한 18가지 손동작 인식 시스템 구현
- 김선국, 박호건, 윤경재 교수 공동연구팀, 표면 근전도 신호를 통한 18가지 손동작 인식 시스템 구현 ▲ (왼쪽부터) 김선국 교수(신소재공학부), 박호건 교수(소프트웨어학과), 윤경재 교수(의학과) 장시간 동안 착용해도 안정적으로 18가지 손동작을 구분할 수 있는 표면 근전도(sEMG) 센서와 AI 모델이 개발되었다. 의료 현장과 같은 특수한 상황에 주로 사용되는 기존 근전도 센서와 달리, 이 센서는 얇은 두께와 인체 친화적 패치를 활용하여 이질감을 최소화하였다. 또한 무선통신 모듈과 AI 모델을 결합한 데이터 처리를 통해 시간과 장소에 구애받지 않고 동작을 인식할 수 있어 혁신적 기술로 주목받고 있다. 신소재공학부 김선국 교수, 소프트웨어학과 박호건 교수 공동연구팀은 이러한 18가지 손동작을 정확하게 구분할 수 있는 AI 모델과 고신축 어레이 형태의 EMG 센서를 통합한 동작 구분 시스템을 개발하였다고 밝혔다. 표면 근전도 신호는 장애, 근육의 활성화 수준, 피로 및 신체의 움직임을 감지하거나 분석할 수 있는 신경 근육 활동의 측정 지표이다. 또한, 생체 의학적 특성 이외에도 근전도 신호는 의료보조기기나 인공 장치, 로봇 등을 제어하는 제어 신호로 활용될 수 있어 가치가 매우 뛰어난 신호이다. 그러나 주로 실생활에서 사용하는 근전도 센서는 단일 양극으로 되어있어, 특정 근육과 관련된 특정 동작만 인식할 수 있다는 한계가 있다. 또한, 하이드로젤 소재를 주로 사용하여 장시간 착용이 불가능하고 일회용이라는 치명적인 문제도 존재하여 특수한 상황에서만 활용이 되고 있었다. 이러한 허들을 뛰어넘기 위해 연구진은 폴리이미드 기반 유연 소재에 나노 두께의 금속을 증착한 필름을 제조하였다. 그뿐만 아니라 목적에 맞게 x, y, z축 방향으로 높은 신축성을 보이는 자연형상기반 키리가미-서펜타인(Kirigami-Serpentine) 복합 구조를 디자인하고, IR와 UV 영역 대의 레이저 공정을 활용하여 8채널의 대면적 어레이 타입의 표면 근전도 센서를 개발하였다.이렇게 개발한 표면 근전도 센서는 블루투스로 무선통신이 가능한 모듈과 연결하여 실시간으로 발생하는 신호를 소프트웨어로 전송할 수 있다. 이를 통해 한번에 8개의 채널에서 발생하는 표면 근전도 신호를 손쉽게 수집할 수 있게 되었고, 25회 이상 재사용이 가능하며, 72시간 동안 피부에 부착하여도 인체 부작용 없이 성능을 유지할 수 있는 센서 디바이스를 구현할 수 있었다. 이렇게 수집한 표면 근전도 신호는 인공지능(AI)기반 그래프 신경망(Graph Neural Network. GNN)을 통해서 분석되었다. 기존에는 근전도 신호를 수집하고 분석할 때, 반복적인 동작이나 움직임이 매우 큰 동작을 취하면 잘못된 신호, 즉 노이즈가 다른 정적인 동작들에 비해 더 많이 발생할 수 있고 해당 신호로 인해 근전도 신호를 분석하는데 많은 어려움이 있었다. 또한, 착용자에 따라서 수집되는 표적 근육 신호가 다르다는 문제도 존재하였다. 이러한 연구의 한계를 극복하기 위해서 인공지능모델의 내부에 시·공간 레이어를 구분하여 설계하였으며 공간정보를 분석하는 레이어의 경우, 자기집중 기반 그래프 신경망을 구축하였다. 이를 통해 인공지능모델을 훈련시킨 결과 18개의 정적/동적 동작을 약 95.9±2%의 평균 정확도를 보이며 구분할 수 있었다. 그뿐만 아니라, 동일한 센서로 각기 다른 성별과 체형을 가진 착용자에게서 유의미하게 높은 결과를 기록하며 모델의 강건함을 뒷받침했다. 마지막으로 이 센서를 72시간 동안 착용하였을 때도 약 94.8±3%이내의 높은 정확도를 유지하는 것을 관측했다. 이는 일반적으로 최대 24시간 동안 사용하였을 때 정확도가 유지되는 현재의 하이드로젤 기반 센서 기술을 넘는 수준이라고 볼 수 있다. 김선국 교수는 이와 관련하여 “이번 연구는 재활의학, 가상현실까지 효율적인 제어가 필요한 응용 분야로의 실현을 이루어냈으며, 청각장애 및 난청 환자들이 자주 사용하는 손 제스처나 시각적 의사소통을 할 수 있는 수화에도 적용될 수 있을 것이고, 더 나아가 최근 주목받고 있는 사물-인터넷-사람 모두가 연결되는 6G 만물 인터넷(IoE) 시대를 관통하는 주요한 기술이 될 것”이라고 설명했다. 공동연구팀의 이번 연구 결과는 2023년 4월 세계적으로 권위 있는 저널 npj flexible electronics지에 게재되었다. 본 연구에는 신소재공학부 김선국 교수, 소프트웨어학과 박호건 교수, 의학과 윤경재 교수, 스리니바스 간들라 연구원이 공동 교신저자로 참여하였으며, 신소재공학과 이혜윤 석사과정 학생, 김재성 석·박사통합과정 학생과 전기전자컴퓨터공학과 이소영 석사과정생, 인공지능학과 정희수 석사과정생이 제1저자로 참여하였다. 본 연구는 한국연구재단, 성균관대 연구자 펠로우십 프로그램과 과학기술정보통신부 인공지능대학원사업의 지원을 통해 이루어졌다. ▲ 고신축 대면적 다채널 어레이 EMG 센서 및 AI 기반 그래프 신경망 (Graph Neural Network. GNN) 모델 모식도
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- 작성일 2023-05-31
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