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대덕특구는 국가 R&D(연구개발)의 중추를 담당하며 대한민국의 미래 먹을거리를 책임지고 있다.
대덕연구개발특구지원본부(이하 대덕특구본부)는 이런 대덕특구의 연구개발성과의 사업화와 기술 네트워크 구축, 상호교류, 투자유치 등을 지원·조율하는 중책을 맡고 있다.
대구와 광주의 특구 지정 등 갈수록 복잡해지는 구도 전개 속에 대덕특구본부의 새 지휘봉을 잡은 이재구(52) 신임 이사장의 생각을 들어본다.

 

-취임 소감과 취임 후 경험한 대덕에 대한 느낌은.

"먼저 우리나라 과학발전의 중추인 대덕특구본부 이사장을 맡게된 것을 큰 영광으로 생각하고, 동시에 막중한 사명감도 느낀다. 대덕과 특구본부에 대한 지역사회의 다양한 의견이 있었던 것을 잘 알고 있다. 특히 우려의 시각은 특구에 대한 애정과 관심으로 알고, 특구발전을 위해 최선을 다하라는 뜻으로 받아 들이고 있다. 앞으로 열정을 갖고 산학연 관계자 등과 자연스럽게 교감하며 발전방안을 찾아갈 것이다. 취임 후 아직 얼마 안지났지만 대덕특구가 매우 쾌적하고 아름다운 환경을 갖췄다는 것을 새삼 느꼈다."

-기획재정부 출신이지만 나름대로 특구와 관련된 경력을 쌓았다는데.

"특구에 관련된 전문성에 관해 KAIST에서 기술·R&D관리에 관한 석사학위를 취득했고, 업무적으로도 제6차 5개년 계획 과학기술부문과 벤처캐피탈 활성화방안, 기술개발 지원제도 개선방안 수립과 신성장동력 발굴 등 과학기술과 산업정책 분야의 전문 업무를 수행해 왔다. 때문에 과학기술이나 R&D분야의 업무에 나름 익숙하다. 또 대전은 젊은 시절 행정고시를 합격한 후 6개월 정도 교육을 받았던 인연이 있고, 대덕특구도 과거 과학기술 정책분야 업무를 담당하면서 자주 방문해 웬지 친숙하다."

-그동안 보고 들었던 대덕특구의 강점은.

"대덕은 우리나라 과학기술의 메카로써 30년 이상 투자된 국가 최고의 연구역량이 집중돼 있고, 또 많은 잠재적 비즈니스파트너가 존재하는 곳이다. 특히 국가 연구소 30여 곳 한곳에 집적돼 있고 세계적인 박사급 연구인력도 6000명이 넘는 등 3만 명 이상의 전문 인력을 보유하고 있다. 여기에 민간연구소 70여 개와 5개의 대학, 1000개가 넘는 기업 등이 있어 비즈니스 시너지 창출도 도모할 수 있다고 본다. 또 지리적으로는 수도권과 영·호남 어느 곳이던 접근성이 높아 인력과 물류, 유통 등에서 유리한 위치에 있기 때문에 국가 혁신 시스템(NIS)의 허브 역할을 담당하기 위한 최적지라고 생각한다."

-그렇다면 대덕특구의 단점으로 지적할만한 것은.

"대덕특구는 국내 최고의 연구인력과 기관 등 혁신 역량이 지리적으로 집적돼 있음에도 불구하고 구성원간의 네트워크와 연대의식이 상대적으로 미흡하다고 생각한다. 때문에 특구 내부 구성원 간의 단절성 보완과 네트워크를 강화가 필요하다. 세계 초일류 혁신클러스터는 기업과 연구기관, 대학 등이 유기적으로 협력해 경제의 성장동력을 창출하고 있다. 단순 지식이나 정보공유의 교류, 협력체제를 넘어 산학연 네트워킹을 강화해 대덕특구 구성원간에 강한 일체감이 형성되어야 한다. 이를 위해 내년부터 네트워킹 사업의 대상과 예산을 확대 지원해 구성원들의 참여와 소통을 활성화시킬 계획이다. 또 이 부분은 대덕특구본부 본연의 기능으로써 강화돼야 할 사업이라고 생각한다."

 -이사장 임기 중 중점적으로 추진할 사업을 꼽는다면.

"대덕특구는 지난 5년간 축적한 양적 성장과 노하우로 상당한 기반이 조성된 것이 사실이며, 앞으로는 대덕특구의 도약기라고 생각한다. 이를 통해 대덕특구가 기술전반에 걸쳐 국가혁신시스템의 허브 기능을 유지하면서도 IT나 BT, NT 등의 융복합 분야를 중심으로 대덕특구만의 차별성을 유도하도록 방향을 잡을 계획이다. 신기술 사업화능력 제고와 자생력 확대, 글로벌 역량강화 등을 통해 대덕특구가 세계적 혁신클러스터 도약하도록 견인해 나가고자 한다. 또 기술과, 사람과, 정보와, 자본이 어우러지고, 생동감 있는 대덕특구를 만들어 갈 것이다. 이를 위해 산학연을 연계하는 기술사업화 지원기능을 대폭 강화해 세계적 사업화 전문기관으로 도약시킬 것이다. 대덕을 기업가 정신이 살이 숨쉬고 모험정신을 가진 인재들이 모여드는 벤처 요람으로 육성하는 것도 중요하다. 테크비즈센터와 연구생산 집적시설 등을 연계한 전주기적인 서비스를 제공하는 벤처지원시스템 구축해 대덕이라는 공간과 구성원간의 유기적 네트워킹과 일체감 조성하고 싶다."

-갈수록 대덕특구본부의 예산이 축소되고 있다는 우려가 있는데.

"그동안 특구 지정 이후 대덕테크비즈센터와 내년에 준공 예정인 연구생산집적시설 등 하드웨어나 인프라적인 부분에 예산이 많이 늘어났다. 그러나 이 부분이 완료되면서 예산이 줄어들고 있는 것처럼 보일수 있으나, 신기술 사업화 등 소프트웨어적 예산은 꾸준히 늘어나고 있다. 특구본부의 경우 전체적 예산규모도 중요하지만 동시에 예산의 내용과 예산을 어떻게 효율적으로 사용하는가도 중요하다. 하드웨어적인 부문은 어느 정도 완성됐다고 보고, 소프트웨어적 측면에서 좋은 사업 프로그램을 만들어 예산을 확보 집행하도록 노력할 것이다."

-광주, 대구의 특구지정이 추진되고 있는데 이에 대한 대덕특구의 차별화 전략은?

"특구지정은 국가 및 지역이라는 관점에서 R&D특구를 바라봐야할 것이다. 일단 올 연말이나 내년 초 대구와 광주가 특구로 지정될 것으로 예상된다. 특히 대덕은 국가 과학클러스터의 허브이며 인력이나 연구기관들의 경쟁력을 가진 곳인 만큼 NIS의 허브로 확실히 자리매김할 수 있는 기회로 생각한다. 대구와 광주가 대덕과 경쟁하면서 대덕의 위상이 축소될 것이란 우려도 있지만, 대덕이 허브 역할을 제대로 한다면 위상이 더욱 높아지는 기회가 될 것이다. 특히 국가 혁신시스템의 허브 기능을 유지하면서도 IT나, BT, NT 등의 융복합 분야를 중심으로 대덕특구의 차별성을 유도하고 지역경제의 성장동력이 될 수 있도록 방향을 잡아 갈 계획이다."

-대덕특구 벤처기업의 육성방안은?

"대덕특구가 기업가정신이 살아 쉼쉬는 벤처의 진정한 요람이 될 수 있도록 지원체계와 인프라를 강화해 나가는데 주력하겠다. 창업과 자금, 경영컨설팅, 디자인, 마케팅 등 전 프로세스에 걸친 기업별 맞춤형 통합지원 솔루션을 제공하되, 단계별 성과가 공유될 수 있도록 연계지원 체계를 확립할 것이다. 특히 대덕테크비즈센터와 내년 준공예정인 연구생산집적시설을 연계해 소프트웨어와 하드웨어를 고루 갖춘 서비스를 제공, 시너지를 창출할 것으로 예상된다. 또 녹색성장, 거대복합, 첨단융합 등 신성장동력 분야의 R&BD 지원기능을 활성화시켜 첨단 스타기업과 강소기업 성공사례를 창출하겠다.

-이를 보다 구체적으로 설명한다면.

"연구소기업의 성공은 공공연구성과의 사업화 측면에서도 상징적 의미를 가지고 있기 때문에 현재 연구소기업 성장지원 프로그램을 재점검하고 발전방안을 찾아갈 것이다. 차별성있게 제도적으로 뒷받침되고 있는 연구소기업을 전략적으로 육성해 첨단 스타기업을 창출하도록 지원할 방침을 갖고 현재 연구소기업 성장지원 프로그램을 재점검하고 발전방안을 구상 중이다. 기업측면에서는 새로운 먹거리에 대해 지속적으로 고민하게 되는데, 향후 시장에서 먹힐 수 있는 신규 아이템 발굴을 적극적으로 지원할 예정이다 이를 통해 벤처의 자생력을 키우고 골프존과 같은 제2, 제3의 강소기업이 출현할 수 있도록 하는 것이 목적이다."

-대덕특구의 글로벌 역량 강화를 위한 전략이나 사업은.

"이미 구축된 선진 클러스터와의 네트워크를 강화해 실질적 성과를 창출하고 협력사업을 수행해 나갈 것이다. 대덕특구는 출범 후 특구본부가 6개의 공동 R&D센터를 설립했으며, 최근 핀란드 VTT KOREA본사의 대덕이전, 내년 상반기 가인정보기술과 노르웨이 파네다와 공동R&D센터 설립 확정 등 가시적 성과를 보이고 있다. 앞으로는 실질적 국제협력에 중점을 두고, 대덕특구 모델이전 지원사업의 내실화를 도모하고자 한다. STP모델 전수는 개도국을 대상으로 국가적 차원에서도 의미있는 사업이며, 공공의 영역에 있는 특구본부가 사업을 실질적으로 수행하기에 적합한 사업이다."

-끝으로 대덕특구의 방향을 정립한다면.

"대덕특구가 국가혁신시스템의 허브 역할을 담당할 수 있도록 확실히 자리매김하고, 지역경제의 성장동력이 될 수 있도록 조직의 모든 역량을 집중할 것이다. 이를 위해 대덕특구의 산학연과지자체와의 연계·협력을 촉진하기 위한 촉매제 역할을 제대로 수행하도록 봉사정신과 열정의 자세로 다듬어 나가겠다. 대덕특구 발전을 위한 많은 관심과 성원을 부탁드린다." 
 


- 이재구 이사장 프로필 -

□ 소속 및 직위 : 대덕연구개발특구지원본부 이사장

□ 생년월일 : 1958년 2월 20일 (만 52세)

□ 학력사항

ㅇ ‘73. 3 ~ ’76. 2 용산고등학교 졸업

ㅇ ‘76. 3 ~ ‘80. 2 서울대학교 경제학 학사

ㅇ ‘82. 3 ~ ’84. 2 한국과학기술원 경영과학 공학석사

ㅇ ‘03. 9 ~ ’06. 12 성균관대학교 대학원 경제학 박사(수료)

 

□ 경력사항

ㅇ ‘80. 05 ~ ’93. 10 경제기획원, 공정거래위 사무관/서기관

ㅇ ‘93. 11 ~ ’94. 02 공정거래위원회 기업관리과장

ㅇ ‘94. 03 ~ ’95. 08 국무총리실 경제조정관실 총괄과장

ㅇ ‘95. 08 ~ ’03. 05 공정위 규제개혁총괄과장, 기업집단과장, 독점정책과장, 하도급국 국장

ㅇ ‘03. 09 ~ ’05. 05 국회 예산결산특별위원회 전문위원

ㅇ ‘05. 06 ~ ’07. 01 기획예산처 정책홍보관리실 홍보관리관

ㅇ ‘08. 03 ~ ’09. 02 기획재정부 성장기반정책관

ㅇ ‘09. 02 ~ ’10. 07 기획재정부 복권위원회 사무처장

ㅇ ‘10. 10 ~ 현 재 대덕연구개발특구지원본부 이사장


 

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비소는 화학적으로는 금속과 비금속의 성질을 가지면서 준 중금속으로 분류되며, 다양한 화합물의 형태로 환경 중에 분포하는 주요 환경오염물질 중 하나입니다. 

비소는 맹독성 발암물질로 채광 및 제련, 화석연료 연소, 농약의 제조 및 사용, 목재 처리 등 다양한 경로를 통해 토양에 유입돼 인류와 생태계에 대한 직접적인 위해뿐만 아니라 2차적으로 지하수, 지표수, 농작물 오염을 유발하고 있습니다.

얼마전 나사는 독극물인 비소를 먹고 사는 슈퍼박테리아의 존재를 공개해 큰 반향을 불러일으키기도 했습니다.

비소의 유해성은 이온 상태나 화합물의 형태에 따라 다른데, 3가 비소 화합물이 5가 비소 화합물보다 더 유해하고, 무기비소 화합물이 유기비소 화합물보다 더 유해합니다.

무기비소 화합물은 비교적 이동이 자유롭기 때문에 식품이나 음용수에 오염되는 경우도 있습니다.

비소 및 비소화합물은 인간과 동물에서 발암성이 있는 것으로 알려지고 있어 국제암연구소(IARC)에서는 이를 인체 발암물질(group1)로 분류하고 있습니다. 

사람이 비소에 노출되는 주요 경로는 호흡기와 소화기계입니다.

일반적으로 금속 제련업, 살충제 제조업, 목재 운반 및 가공업 등 비소 화합물을 취급하는 사업장 근로자의 경우 호흡기를 통해 비소 화합물에 노출될 수 있습니다.

그러나 일반인들은 비소에 오염된 물이나토양에서 재배된 농작물 및 어패류 등의 섭취를 통해서 노출되고 있는데요.

연구 결과 무기비소에 노출된 사람들은 피부암 등 암 발생이 증가하는 것으로 나타나고 있습니다.

한국지질자원연구원 지구환경연구본부 김재곤 박사 연구팀은 비소오염 토양을 복원하는 기술인 ‘비소오염토양 세척복원기술’을 개발했습니다.

연구진은 오염된 토양을 환원제와 산을 함유한 세척액과 반응시키면 토양이 약산성을 띄면서 환원환경을 조성해 비소를 토양입자로부터 용출시키는 원리를 적용했습니다.

또 토양 세척 후 황산염과 비소를 함유한 세척액으로 인한 재오염을 막기 위해 산화제, 칼슘염, 응집제 등을 이용해 유해물질을 제거, 2차 오염을 방지하고 재활용 할 수 있도록 한 것도 특징입니다.

이 기술은 토양 1톤 당 처리비용이 15만 원 미만으로, 기존의 동전기추출, 열처리, 오염정화식재 등 기존의 복원법보다 경제적일 뿐 아니라 효율성도 훨씬 우수합니다.
 
지질연구원은 국내 현장에서 실증시험을 거친 후 기술 상용화 한다고 합니다.

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슈퍼박테리아의 항생제 내성을 유발하는 세포막 단백질을 국내 연구진이 밝혀냈습니다.

이에 따라 슈퍼박테리아 ‘아시니토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii)’를 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발의 기반이 확보됐습니다.

‘아시니토박터 바우마니’는 대표적인 병원성 감염균의 하나로, 면역체계가 약해진 환자나 중증 화상환자를 사망에 이르게 하는 주요 사망 원인균입니다.

아시니토박터 바우마니



특히 ‘아시니토박터 바우마니’는 최근 관련 연구자 사이에서 항생제 내성이 급격히 증가한 것으로 보고됨에 따라 기존 세균감염 치료에 사용하는 모든 항생제로도 치료하지 못하는 슈퍼박테리아 중 하나로 급부상하는 중입니다.

‘아시니토박터 바우마니’는 다른 균으로부터 각종 유전자를 획득해, 치료제로 많이 사용되는 카바페넴 등의 항생제에 대해 내성을 가진다고 합니다.
또 이 외에도 여러 세포막 단백질의 발현과 조절을 통해 병원성 및 항생제 내성을 가지고 있는 것으로 알려지고 있는데요.

박테리아의 항생제 내성에 대해 인간은 보다 강력한 항생제를 개발하는 것으로 대처함에 따라 결국 어떠한 항생제로도 치료하지 못하는 슈퍼박테리아의 출현으로 이어진 것입니다.

한국기초과학지원연구원 생명과학연구부 김승일 박사팀과 경북대 의대 이제철 박사 연구팀은 새로운 슈퍼박테리아로 급부상중인 ‘아시니토박터 바우마니’의 항생제 내성을 일으키는 세포막 단백질을 발굴하고 그 기능을 규명했습니다.

한국기초과학지원연구원생명과학연구부 김승일 박사

경북대 의대 이제철 교수














이에 따라 현재 발표된 대부분의 항생제로도 치료가 불가능한 것으로 알려진 ‘아시니토박터 바우마니’의 치료제를 개발할 수 있는 토대를 마련했는데요.

연구팀은 국내 주요 병원 입원 환자로부터 항생제 내성이 있는 ‘아시니토박터 바우마니’를 추출 한 뒤, 이 균의 세포벽과 세포막에 존재하는 다양한 막단백질의 특성을 단백질체학 기법을 통해 분석했습니다.

단백질체 분석법을 통해 발굴된 세포막 단백질



이번 연구결과는 슈퍼박테리아의 항생제 내성기전의 규명과 슈퍼박테리아를 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대받고 있습니다.

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KINS(한국원자력안전기술원)이 12월 1일 창립 20주년을 맞았습니다.

KINS는 지난 1982년 원자력연구원 부설기관인 원자력안전센터로 출범, 1990년 2월 독립하면서  국내 유일의 원자력안전규제 전문기관으로 발돋움했습니다.


KINS는 
이번 20주년 기념식에서는 국제적인 원전의 수출 경쟁 구도 심화로 최근 부각되고 있는 ‘원자력 안전’의 중요성을 재인식하고, 이에 따른 KINS의 전략적 역할 강화를 위해 마련된 'KINS의 뉴비전 2020 글로벌 원자력안전의 중심’을 선포했습니다..

‘KINS 2020 NEW 비전’은 KINS가 지난 20년 동안의 경험과 성과를 토대로 오는 2020년에 우리나라를 '글로벌 원자력안전의 중심'으로 만들겠다는 다짐을 비전으로 나타낸 것입니다.

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곡물과 이물질을 분리하는 곡물 선별기에 쓰일 수 있는 에너지 절약형 압전식 공압 밸브가 국내 최초로 개발됐습니다.

이번에 개발된 기술은 향후 대형 에너지 플랜트 분야의 파이로트 라인에도 적용될 전망입니다. 

한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부의 윤소남 박사팀이 경원훼라이트공업㈜와 한국과학기술연구원 등과 공동으로 곡물 선별기의 공기분출기(이젝터)에 쓰이는 압전밸브를 개발한 것인데요.

색채 선별기 구조 및 작동도. 이번에 개발된 밸브는 곡물 선별기의 공기총(이젝터)으로 사용된다.


기존 곡물 선별기에는 솔레노이드(전자석) 방식의 밸브가 사용돼 코일에 전류를 흘러 보내면 100% 전기의 힘으로 곡물을 튕겨내면서 이물질을 걸러냈습니다.

그런데 이번에 기계연구원이 개발한 압전밸브는 훨씬 적은 전력으로도 공기 압력을 만들어 이물질이 튕겨내기 때문에 소비전력을 기존보다 30% 가량 줄일 수 있습니다.

공기 이젝터에 의해 이물질이 제거되는 모습


또 기존 솔레노이드 방식의 밸브는 1000만 회 가동시 15% 가량 성능이 저하된 반면 새로 개발된 압전밸브는 같은 조건에서 성능 저하율이 5%에 그쳤습니다.

아울러 박막 세라믹과 고탄성 판재를 사용해 내구성이 약했던 압전밸브의 단점을 극복해 국내 최초로 2000만 회 이상의 시험 운전을 달성하기도 했습니다.

개발된 압전밸브


현재 곡물 선별기의 세계 시장 규모는 450억 원 규모로, 이 가운데 국내 시장 점유율은 40%입니다.

기계연구원은 이번 개발을 통해 관련 세계시장의 한국 점유율이 60% 이상으로 높아질 것으로 관측하고 있습니다.

새로 개발된 곡물 선별기용 압전밸브의 내구성을 실험 중인 기계연구원 윤소남 박사


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교육과학기술부와 한국연구재단은 2010년 ‘올해의 여성과학기술자상’에 한국표준과학연구원 신용현(49세) 책임연구원과 세종대 김성은(43세) 교수, 경희대학교 김지영(61) 교수 등 3명을 선정했습니다.

신용현 표준연 책임연구원

김성은 세종대 교수

김지영 경희대 교수



표준연 신 책임연구원은 진공기술 분야 국내 일인자로, 지난 25년 간 진공연구에 매진해 국내 진공연구 수준을 세계적 최고로 끌어 올렸고, 특히 반도체 제조와 나노기술, 우주항공 산업에 두루 활용되는 진공과 미세 누출 측정을 위한 표준 기술을 개발했습니다.


또 이에 대한 기술데이터를 산학연에 보급해 국내 생산 기술력 향상과 장비 부품 국산화에 크게 기여했습니다.

세종대 김 교수는 세계 최초로 우리 은하와 이웃하는 마젤란 은하 전체의 원자가스 분포를 고해상도로 관측하고, 성간물질의 특성과 별 생성 연구에 크게 이바지해 우리나라 과학기술의 위상을 높였습니다.

경희대 김 교수는 차세대 인재 교육과 우리나라 여성과학기술인의 위상을 제고하는데 중추적인 역할을 담당한 점을 인정받았습니다.


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일반적으로 섬유는 의류 제조에만 사용된다고 생각하기 쉽습니다.

그러나 최근 첨단기능의 신섬유들이 수처리 분야나 공기정화 분야, 바이오 산업분야, 첨단 의료 분야 등에서 기존 소재의 대체품으로 각광을 받으면서  섬유산업이 소재산업의 중심으로 부상하고 있습니다.

신섬유 가운데 대표적인 것으로는 탄소섬유와 나노섬유 등이 있습니다.

○ 탄소섬유

탄소섬유의 예를 보면 최근 자동차의 연비향상이 세계적인 이슈로 부각되면서 도요타와 벤츠는 일본의 토레이와, BMW는 미쯔비시레이온과 함께 자동차의 차체를 강판에서 탄소섬유로 대체하기 위해 납품을 논의하고 있습니다.

만약, 차체 대부분을 탄소섬유로 대체할 경우 차체의 중량이 가벼워지기 때문에 차량의 연비가 현저하게 개선되기 때문입니다.

하지만 강판 대비 탄소섬유의 단가가 비싸기 때문에 일부 고급차종에서 부분적으로만 사용되고 있습니다.

기존 탄소섬유의 단가가 높은 이유는 제조공정이 복잡하고 열에너지 및 시간이 많이 소모되기 때문입니다.

그러나 기존 탄소섬유 단가는 철에 비해 20배 가까이 비쌉니다.

○ 나노섬유

나노 섬유도 그렇습니다.

나노 섬유는 반도체, 광학, 디스플레이, 센서 등의 전기전자 분야 / 필터, 분리막, 촉매, 복합재, 단열재 등의 기계화학 분야 / 배터리, 축전기, 연료전지, 태양전지 등의 에너지 분야 / 인공피부, 혈관, 약물전달, 임플란트, 세균검출 등의 의약생명 분야 / 초경량 구조, 보강재 등의 자동차 분야 / 고급 의류, 흡착제, 친환경 섬유 등의 전통섬유 분야 및 국방, 항공우주 등에 사용됩니다.

현재 나노섬유는 라면처럼 구불구불한 단사(短絲)형태 또는 부직포처럼 조각난 웹(web) 형태로 제조됩니다.

이렇게 제조된 나노섬유는 제품에 따른 성형이 쉽지 않아 응용분야가 제한되는 단점이 있습니다.

○ 한국화학연구원, 섬유소재 신기술 개발

이런 가운데 한국화학연구원 이재락 박사 연구팀이 30년 동안 개발한 '나노 마이크로급 장섬유 제조 및 가공기술'의 상용화가 곧 실현될 전망이어서 관심이 집중되고 있습니다.

화학(연) “나노/마이크로급 장섬유 제조 및 가공기술”의 국제특허 PCT WO2005/123995 : Filament Bundle Type Nano-fiber and Manufacturing Method Thereof의 대표도면


이 기술은 다양한 직경의 섬유를 무한히 길게 방사할 수 있는 기술로, 기본적으로 나노섬유로 활용될 수 있고, 후처리 공정을 통해 탄소섬유 또는 기능성 섬유로도 쉽게 가공할 수 있습니다.

 화학연구원의 ‘섬유소재 신기술’의 제조 및 시스템 기술을 적용해 대량생산하면서도 기존 탄소섬유의 절반 이하 가격으로 생산이 가능할 것으로 예상되고 있습니다.

제조된 탄소 나노섬유 FE-SEM 사진


또한 기존 탄소섬유의 적용이 어려웠던 분야에 ‘섬유소재 신기술’의 새로운 복합층 구조재 성형 기술을 접목하면 충격강도, 재활용성 및 공간 활용성(자동차 차체 공간에 배터리를 수납하는 등)이 증대될 수 있기 때문에 강판의 대체소재로서 탄소섬유가 부각될 것입니다.

○ 기능성 섬유

기능성 섬유는 탄성, 내열, 건조, 보온, 발열, 방수, 방진, 전자파 차폐, 생분해, 자외선 차단, 전기전도, 인간친화적 등 다양한 기능을 섬유와 결합시킨 것입니다.

기능성 섬유를 제조하는 방법은 새로운 원료(전구체)를 개발하거나, 원사를 특수코팅 또는 화학처리하는 방법, 여러 원사를 복합하여 사용하는 방법 등이 있습니다.
      
‘섬유소재 신기술’은 대부분의 액상 전구체를 다양한 형태로 방사할 수 있으며, 원사의 직경제어가 용이해 다양한 후처리 공정과 특수코팅이나 화학처리 자동화 공정 등에 유리합니다.

즉, 기존의 케불라(방탄섬유), 고어텍스(방수섬유)보다 뛰어난 성능의 다양한 기능성 섬유를 우리나라 화학연구원의 ‘섬유소재 신기술’로 제조할 수 있는 것입니다.


간접 전기방사 장비 및 제조된 나노급 장섬유 SEM 사진


‘섬유소재 신기술’은 다양한 액체 전구물질(precursor)을 노즐로 방사하여 나노부터 마이크로미터 직경의 섬유를 생산 및 가공할 수 있는 기술입니다.

화학연구원은 이에 대해 현재 특허기술의 상용화를 완료하고, 파트너 기업이 선정 되는대로 공장설비 및 시제품 생산에 착수할 계획입니다.

‘섬유소재 신기술’은  무한히 긴 섬유를 다양한 직경으로 손쉽게 대량생산할 수 있으며, 방사된 섬유를 일반섬유, 탄소섬유, 기능성 섬유 등 원하는 형태로 가공할 수 있어 소비자 또는 생산자의 니즈에 맞춰 시장에 탄력적으로 적응할 수 있는 확장성이 뛰어난 기술입니다.

이번에 기업 이전을 추진하는 기술은 섬유방사 관련특허 12건, 탄소섬유 관련특허 10건, 리튬배터리분야 응용특허 6건 등 총 36건의 특허가 패키지 형태로 구성되어 있어 다양한 응용분야에 적용이 가능합니다.
이를 통해 원료중합 → 방사 → 제직/편직 → 염색/가공 → 응용제품 생산에 이르는 섬유소재 생산의 모든 단계를 커버할 수 있습니다.

세계 섬유시장은 올해에만 6500억 달러 규모를 가진 거대시장이며(한국은 120억 달러 규모의 세계 6위 섬유수출국), 이 중 탄소섬유는 43억 달러, 기능성 섬유는 84억 달러를 차지하고 있습니다.
 

고분자 나노섬유 응용분야


일반섬유 시장은 성장이 둔화되었지만, 탄소 및 기능성 섬유 시장은 연평균 10% 이상의 가파른 성장세를 보이고 있으며, 때문에 섬유산업 선진국들은 신섬유 개발에 연구개발 역량을 집중하고 있습니다.

일본은 토레이, 테이진, 토호-테낙스, 미쯔비시 등을 주축으로 탄소섬유, 나노섬유 등 다양한 기능성 신섬유 개발에 주력하고 있으며, 미국은 듀폰, GE, 도날드슨 등이 첨단섬유를 개발하고 있습니다.
 
또한 유럽도 EU 소속국이 공동으로 신섬유 원천기술을 개발하고 있습니다.

우리나라도 WPM(World Premier Materials) 프로그램을 통해 세계시장 선점 10대 소재 개발 사업을 추진하고 있으며, 탄소저감형 케톤계 프리미엄 섬유, 에너지 절감/변환용 다기능성 나노복합소재 등 첨단기능형 신소재 개발에 관심과 노력을 기울이고 있습니다.

이런 가운데 한국화학연구원 화학소재연구본부 이재락 박사 연구팀은 지난 30여년 간의 연구 끝에 완성한 '나노/마이크로급 장섬유 제조 및 가공기술(섬유소재 신기술)'을 민간기업에 이전하기 위해 다음달 7일 기술설명회를 가질 예정입니다.


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한국항공우주연구원이 내년 1월 11일부터 2박 3일간 전남 고흥 나로우주센터에서 학생들을 대상으로 '우주인과 떠나는 우주여행'을 개최합니다.

이번 캠프는 한국 최초 우주인 이소연 박사와 함께 우주과학을 놀이 체험할 수 있는 특별한 우주과학캠프로, 
국립고흥청소년우주체험센터에서 다양한 우주과학 강연과 우주과학 체험을  이소연 박사를 통해 직접 들고, 또 나로우주주센터를 견학할 수 있는 기회가 마련됩니다.


참가 접수는 오는 12월 1일부터 오전 9시부터 홈페이지
(www.karischool.re.kr) 를 통해 선착순 모집합니다.

아울러 항우연은 내년 1월 18일과 20일, 대전 본원에서도 '우주인과 함께하는 우주과학교실'을 개최할 예정입니다.

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한국생명공학연구원 국가생명연구자원정보센터(KOBIC)는 차세대 염기서열분석(NGS) 기술로 생산되는 대용량 서열 데이터로부터 유전자 발현 양을 계산할 때 정확도를 획기적으로 개선한 ‘유일매핑지역의 기대치 정규화(뉴마, NEUMA)’ 라는 새로운 분석기술을 최근 개발했습니다.

이상혁 박사



NGS 방법은 유전체 서열을 짧은 시간에 수천 만 번 읽어서 결정하는 기법으로, 생산되는 데이터의 용량이 수십 기가바이트에 달해 정보 분석이 매우 어렵습니다.

특히 NGS 기술은 생명체의 유전자 발현 양을 측정하는 전사체서열기술(RNA-Seq) 분야에 많이 활용되고 있습니다.

유전자 발현 양을 계산하는 프로그램으로 최근 미국에서 개발된 Cufflinks나 TopHat 등이 널리 사용되고 있습니다.
 
연구팀이 이번에 개발한 ‘뉴마(NEUMA)’ 분석기술은 기존의 방법에 비하여 정확도가 월등히 우수함을 실험과 모의계산을 통하여 증명했습니다.

뉴마(NEUMA)는 기존의 Cufflinks나 TopHat 방법들이 가지는 한계를 뛰어넘기 위해서 이미 알려진 RNA의 정보를 이용하여 유전자 발현 양을 측정합니다.

뉴마는 대용량으로 생산되는 NGS 데이터에서 유전자 발현 양 측정의 정확도를 획기적으로 향상시킨 최신 기술로서, 개인유전체 정보 기반의 미래의학 시대를 앞당길 핵심기술로 평가받고 있습니다.

이번 연구결과는 생명과학 분야의 저명 국제학술지인 ‘핵산리서치(Nucleic Acids Research)'의 지난 8일자 인터넷판에 게재됐습니다.


*용어설명*

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펨토 초는 1조 분의 1초라는 상상도 할 수 없는 짧은 시간입니다.

1 펨토 초는 대략 빛이 0.3 마이크로미터를 움직일 때 걸리는 시간입니다.

분자와 원자 세계에서 화학반응이 일어날 때 입자들의 움직임, 생체 내에서 효소가 분자를 떼었다 붙였다 하는 일은 펨토 초 단위에서 일어납니다.

예를 들어 광합성이 일어날 때 엽록소가 에너지를 전달하는 시간은 약 350 펨토 초입니다.

사람이 인식하기도 어려운 이 짧은 시간에 식물은 빛을 받아 에너지로 바꾼 뒤 저장합니다.

또 효소가 유기물에 산소를 붙이는 시간은 약 150 펨토 초,
수소 원자에서 전자가 원자 주변을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 0.1 펨토 초입니다.

펨토 초 동안 벌어지는 이런 물리, 화학, 생물학적 현상을 연구할 때 주로 쓰이는 것이 펨토 초 레이저입니다.

펨토 초 레이저는 대략 10~50 펨토 초 동안만 켜졌다 꺼지는 펄스로 이루어져 있습니다.

깜빡깜빡하는 펄스를 분자나 원자에 쏘면 이 펄스는 펨토 초 시간 동안만 분자를 만나게 되며 반사되거나 투과된 빛에는 분자의 모습이 담겨 있습니다.

교차편광구조와 헤테로다인 측정 기법을 이용한 펨토 초 진동 광학 활성 측정 장치 개략도


바꿔 말해 펨토 초 만에 찍어 내는 카메라인 셈 이며 펄스를 연사하면 펨토 초라는 ‘찰나’의 시간 동안 분자가 어떻게 움직이는지를 담은 ‘동영상’도 만들 수 있는 것입니다.

이 펨토 초 레이저를 이용해 생체분자의 3차원 입체 구조를 분석하는 데 유용한 극초고속 광학 이성질체 측정법과 계산법이 최근 국내 연구진에 의해 개발됐습니다.

자연계에 존재하는 대부분의 생체 물질이나 합성 신약들은 광학 이성질체로 되어 있습니다.

광학 이성질체가 원형 좌편광 또는 우편광 된 빛과 차등 상호작용하여 빛의 흡수 차이 또는 속도 차이를 발생시키는 광학활성


따라서 새로운 신약의 생체 반응의 특성을 이해하기 위해서는 3차원 광학 이성질체 구조를 분석 측정하는 기술이 대단히 중요합니다.

특히, 생체반응 중 수반되는 분자의 빠른 구조 변화를 관찰하기 위해서는 초고속 시분해능이 겸비된 구조 분석 장비가 필요합니다.

시분해 광학 활성 측정의 중요성



그런데 기존의 분석 방법들은 근본적인 측정 원리의 한계로 인해 시분해능이 길게는 수 시간에 달하는데, 이는 분자들의 움직임에 비해 무한히 느린 시간입니다.

한국기초과학지원연구원 이한주 박사팀과 고려대 화학과 조민행 교수팀은 최근 공동으로 생체분자의 3차원 입체 구조를 1조 분의 1초 시분해능으로 관찰할 수 있는 펨토 초 광학 이성질체 측정법 개발에 성공했습니다.

이한주 박사

조민행 교수



이는 실험적 측면에서 기존의 극미세 신호 및 시분해능 한계를 독창적인 방식으로 극복했다는데 그 의의가 있습니다.

또한 이론⋅계산적 측면에서 분자역학 시뮬레이션 기법을 활용한 새로운 시간 상관 계산법을 개발하였으며, 실험과의 정량적 일치를 통해 방법의 타당성을 입증했습니다. 

시간 영역 광학활성 측정 및 계산법


연구진은 이번 연구 성과를 바탕으로 현재 적절한 들뜸-탐침 방법을 연동해 생체 시스템에서 일어나는 다양한 생체분자의 구조 다이나믹스 연구를 진행할 예정입니다.

이번 연구가 지속된다면, 앞으로 단백질 접힘-펴짐 현상이나 DNA-단백질 결합 등과 같은 생체 내 근본적인 생화학 반응 및 비대칭 화합물들의 화학 반응의 메커니즘을 밝히는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

또 의약(high-throughput screening) 및 재료과학에도 널리 사용될 전망입니다.

이번 연구 결과는 미국 화학회(American Chemical Society)에서 발간하는 Accounts of Chemical Research 지(IF=18.203) 학술지에는 12월 21일에 게재될 예정입니다.
(논문명 : Infrared Optical Activity : Electric Field Approaches in Time Domain)



*용어설명*

□ 광학 이성질체 / 광학 활성 

사람의 왼손과 오른손은 서로 거울상입니다.
이 둘은 비슷하게 생겼지만 공간상에서 완전히 포개어 겹쳐질 수 없습니다.

분자들 중에도 마치 사람의 왼손과 오른손처럼 그 거울상과 서로 포개질 수 없는 것들, 즉 3차원 입체 구조가 서로 다른 것들이 있는데 이를 광학 이성질체라 합니다.

그 이유는 이들이 광학적으로 서로 다른 특성을 가지기 때문입니다.
즉, 광학 이성질체는 원형 좌편광 또는 우편광 된 빛(진행함에 따라 그 편광 방향이 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전하는 빛)과 서로 다른 상호작용을 하여 빛의 흡수 차이 또는 속도 차이를 발생시키는데 이러한 성질을 광학 활성이라고 합니다.

따라서 광학 활성은 분자의 3차원 입체 구조에 대한 유용한 정보를 제공합니다.


□ 분자역학 시뮬레이션 / 시간 상관 계산법

실험에서 측정된 분광 스펙트럼으로부터 분자의 구조 정보를 얻기 위해서는 분자 계산을 통한 비교 분석이 필수적입니다.

그런데 기존의 계산법에서는 기체상의 분자에 대해 양자역학적 계산을 수행하기 때문에 용매 분자(용질 분자를 둘러싸고 있는 분자)의 영향이 고려되기 힘듭니다.

반면, 분자역학 시뮬레이션을 이용한 시간 상관 계산법에서는 용매 분자와 용질 분자 사이의 상호작용이 고려된 분자들의 궤적을 펨토 초 단위로 계산한 후 광학 활성과 관련된 물리량들의 시간 상관 함수로부터 스펙트럼을 획득합니다.

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