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□ 사용후핵연료의 저장과 처분을 위해서는 안전성 관련 실험자료 수집이 필수적입니다.

높은 방사성을 띠는 사용후핵연료를 사용해서 실험할 경우 핫셀(hot cell) 같은 차폐 설비와 원격 장비 등 특수 시설이 필요하고, 실험 범위와 정밀도가 제한적인 문제가 발생합니다.

□ 한국원자력연구원 경수로핵연료기술개발부 김건식 박사팀이 개발한 연구용 모의 사용후핵연료 소결체 60개가 원자력 기술 종주국인 미국 Southwest Research Institute(SwRI)에 수출됩니다.

SwRI는 미국에서 가장 오래된 비영리 연구기관 중의 하나로, 사용후핵연료의 저장 및 처분 안전성에 대한 실험 및 평가자료 구축 사업을 추진 중인 NRC로부터 사용후핵연료 저장 및 처분 환경 조성에 관한 연구 업무를 부여받아 수행하는 기관입니다.

SwRI는 한국원자력연구원으로부터 공급 받은 연구용 모의 사용후핵연료를 표준 시료로 사용, 핵연료의 연소도 차이에 따른 핵분열 생성물 양의 변화나 미세조직의 변화 과정을 연구함으로써 사용후핵연료 저장 및 처분 조건에 대한 신뢰도 있는 자료를 구축하는데 활용할 계획입니다.

모의 사용후핵연료 소결체

모의 사용후핵연료 소결체


□ 김건식 박사팀은 방사성 물질을 포함하지 않으면서도 실제 핵연료가 원자로 안에서 연소되는 과정에서 생성되는 핵분열 물질의 화학적 및 물리적 특성과 분포가 거의 유사한 연구용 모의 사용후핵연료 소결체를 개발했습니다.

김건식 박사팀은 그동안 축적해온 분말 혼합, 성형, 고온 소결 기술 등을 융합해서 실제 사용후핵연료 소결체의 특성을 그대로 가지고 있는 고품질 모의 소결체 개발에 성공하고, 이를 미국에 수출하게 됐습니다.

연구용 모의 사용후핵연료 소결체는 핵분열 생성물이 포함된 이산화우라늄(UO2) 분말을 분말성형기에서 원통 형태의 성형체로 만든 다음, 1700℃ 정도의 고온에서 장시간 열처리하는 고온 소결 공정을 통해 제조됩니다.

고온소결로

분말성형기




김 박사팀은 볼-밀법(milling)법을 통해 UO₂분말을 분쇄 처리한 다음 핵연료 생성물을 혼합시키는 분말 혼합 과정을 거쳐, 고온 소결 과정에서 첨가되는 수소 등의 비율을 최적화함으로써 실제 사용후핵연료와 유사한 연구용 모의 사용후핵연료를 개발했습니다.

이를 통해 특수 시설 없이 관련 실험을 수행하면서도 광범위한 실험 자료를 정밀하게 얻을 수 있습니다.

 용  어  설  명

볼밀법(ball-mill) :
단단한 금속 또는 세라믹 재질의 공들과 분쇄하고자 하는 분말을 원통형의 용기에 함께 섞어 회전시키면서 공들로 하여금 분말을 미세하게 분쇄하도록 하는 공정

소결체(pellet) :
이산화우라늄(UO₂), 탄화우라늄(UC) 등 우라늄을 핵연료로 쓰일 수 있도록 작은 원통 모양으로 가공한 것.
소결체를 지르코늄 합급 피복관 안에 넣으면 원자력 발전소 연료로 사용하는 핵연료 봉이 된다.

posted by 글쓴이 과학이야기

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2011. 12. 21. 23:13 대덕밸리과학소식/KAIST

□ 표면주름은 여러 개로 적층된 구조에서 어느 한 층이 극도로 빠른 팽창이나 수축할 때 그 불안정성으로 나타나는 구조입니다.

이러한 불안정성을 갖는 적층구조는 동식물의 표피와 같은 생물의 조직뿐만 아니라, 최근 활발히 연구되고 있는 휘어지는 플렉시블 디스플레이나 소자에서도 흔하게 나타나고 있습니다.

특히 생체조직은 주름이 지속적으로 성장하는 과정을 겪는데, 지금까지 이러한 이차원적인 표면에서 잔주름의 성장이 만들어내는 삼차원적인 구조의 변형에 대해서는 밝혀진 바가 없었습니다

□KAIST 김필남 연구교수가 스트레스로 생긴 잔주름이 성장하면서 깊은 주름으로 발전하는 모든 과정을 가시화하고 그 원인을 규명했습니다.


연구팀은 얇은 박막이 극심한 스트레스를 받으면서 생기는 잔주름이 깊은 골짜기 형태의 접힌 구조물로 변형해가는 일련의 과정을 밝히고, 이를 통해 자연계에서 나타날 수 있는 다양한 복합 구조물을 모방해내는 기반기술을 개발했습니다.

이번 연구를 통해서 김 박사팀은 주름(wrinkle)이 곡률이 극심한 접힘(fold)이라는 구조로 변형되어가는 메커니즘을 규명했습니다.

또 연구팀은 실시간 분석을 통해 잔주름 구조물이 일련의 자기조직화 과정을 거쳐 궁극적으로 그물망 형태의 접힘 구조물로 변형된다는 사실을 밝혀냈습니다. 

흥미로운 것은 이 과정을 통해 만들어진 구조는 건조한 땅이 갈라지면서 만들어내는 균열구조와 매우 흡사하고, 나뭇잎에서 볼 수 있는 맥관구조 뿐만 아니라 인체에서 볼 수 있는 혈관 네트워크와도 매우 흡사한 구조를 가지고 있다는  것입니다.

(왼쪽) 고분자로 모방된 나뭇잎맥 패턴 (오른쪽) 실제 나뭇잎의 패턴

이는 무생물뿐만 아니라 생물계에서 보여주는 다양하지만 일관된 구조(그물망 구조 등)의 발생 원리를 기계적 물리학적 입장에서 재해석할 수 있음을 보여주는 결과입니다.

이번 연구 결과는 모든 발생과정을 볼 수 없는 생물계에서의 구조화, 패턴화를 이해하는데 크게 기여할 전망입니다.

이번 연구결과는 '네이처(Nature)'의 대표적인 자매지인 'Nature Materials' 12월호(12월 1일자) 표지논문으로 선정됐습니다.


 용  어  설  명

표면주름 제어기술 :
일반적으로 얇은 필름은 주름이 생기기 쉽다.
특히 박막에 기계적 물리적인 스트레스(수축)가 가하게 되면 주기성을 가지는 주름이 만들어진다.
이러한 주름은 가깝게는 피부 표면, 또는 손가락에 있는 지문 무늬가  대표적이다.
이러한 주름구조물은 고분자 박막을 수축 또는 팽창을 가하는 공정을 통해서 수십 나노에서 수백 마이크로 사이즈의 주기성을 가질 수 있도록 제작할 수 있고, 이러한 미세 구조물은 현재 광학적, 전기적 특성을 제어하는 연구에서 응용되고 있다.

자기조직화 과정 :
자기 조직화 과정은 시스템의 내/외적 환경에 의해서 자발적으로 안정한 상태, 균형 있는 상태로 나아가는 과정에서 만들어지는 구조화 과정을 의미 한다.
자기 조직화 과정에는 계층적 방식(Hierarchical process), 자발적 제어과정 (Self-regulation process), 연속적인 구획화(Subdivision process) 및 분지화(Branching process) 등이 있다.
이러한 구조화 또는 조직화 과정은 주어진 조건이 만들어낼 특정 패턴이 정해져 있지 않는 상황에서 시스템 자체의 동적작용을 통해서 최적화된 패턴을 만들어내는 것이다.
이는 자연계의 대부분의 패턴에서 볼 수 있는 구조화 과정으로 자연 발생적, 환경에 적응하는 과정에 기인한다.
이러한 자기조직화 과정은 최적화된 시스템을 만들어내고자 하는 자연모방연구에서 요구하는 다양한 삼차원적 복합 구조물을 제작할 수 있는 새로운 접근 방법으로 앞으로 많은 기대 가치가 있는 분야이다.


<연 구 개 요>

Hierarchical patterns of localized folds show intriguing resemblance to fracture patterns in drying pastes and to venation networks in leaves.
접힘으로 인해 만들어지는 계층적 패턴은 젖은 분말의 건조과정에서 나타나는 균열패턴 그리고 나뭇잎에 있는 그물망 맥관구조와 흡사하다.
 
적층된 구조물에서의 내외부 스트레스 주입을 통해서 발생되는 주기성을 가진 주름구조는 휘어지는 디바이스(stretchable electronics), 미세구조제작공정(microfabrication) 등에 다양하게 이용되고 있지만, 다양한 형태의 균열과 같은 기계물리적인 변형 (mechanical failure)으로 인해서 그 응용성에 제한이 있다. 특히 주름의 극심한 스트레스는 높은 곡률을 가진 접힘(folding) 구조로의 변형을 유발한다.  
이러한 주름-접힘현상(wrinkle-to-fold transition)과 관련하여 현재까지는 1차원적인 접근 (unidirectional system)과 해석만이 이루어지고 있는 실정이었다.
즉, 보편적인 시스템에서 흔히 일어나는 2차원적인 평판에서의 양방향 스트레스(Biaxial stress)에 의한 접힘구조의 생성, 진화, 변형 등과 같은 현상의 가시화 및 메커니즘 분석은 풀어야 할 중요한 과제였다. 

 
 본 연구를 통해 적층된 박막구조물이 2차원적인 시스템에서 양방향 압축스트레스 (Biaxial compressive stress)를 받게 되면 연속적인 주름-접힘 전환(Wrinkle-to-fold transition)을 거치게 되고 이러한 과정에서 스트레스의 재정립화/재조직화(Stress re-organization)를 통해서 접힘구조로 이루어진 계층적인 네트워크 구조물(Hierarchical network of folds)이 형성됨을 밝혔다. 이러한 박막에서의 기계/물리적 스트레스의 재정렬 및 재조직화는 자기조립화 과정에 의해서 구조를 형성하는 자연계에서 볼 수 있는 중요한 메커니즘으로 자발적 패턴화의 본질을 말해준다. 특히 이러한 자발적 패턴화 과정을 실시간으로 가시적 분석을 함으로써, Branching process(분기화), Subdivision process(구획화), Self-regulation process(자발적 제어과정), Spatial-temporal process(시공간 동시 변형 과정) 등과 같은 특징을 밝혀냈다.
흥미롭게도, 이러한 일련의 과정들은 식물 또는 동물에서 볼 수 있는 맥과 또는 혈관 구조물의 형성과정과 맥락을 같이 하고 있을 뿐만 아니라, 그 최종적인 구조 역시 비슷한 형태를 가지고 있음을 확인하였다.
이는 동/식물의 성장과정에서 만들어지는 여러 가지 형태들이 생물학적/화학적 작용만이 아니라, 기계/물리학적 변형들도 동반되어서 만들어졌을 가능성을 제시하였다는데 그 의의가 있다. 

 이러한 연구결과는 자연계의 패턴화 연구뿐만 아니라, 적층된 박막을 사용해서 구김, 휨 등을 제어하고자 하는 플렉시블 디바이스, 디스플레이 연구에서 중요한 소자의 내구성 평가, 향상 등과도 밀접한 관계가 있기 때문에 실질적 응용가치가 있을 것으로 기대된다.
현재 박막의 자발적 패턴화를 통한 다양한 응용연구는 대통령 Post.Doc. 지원과제를 통해서 활발하게 진행하고 있다. 

posted by 글쓴이 과학이야기

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교육과학기술부와 한국연구재단, 한국과학기술한림원이 2011년도 '한국과학상'과 '젊은과학자상' 수상자를 발표했습니다.

'한국과학상' 수상자는 ▲수학분야 - 박종일(48) 서울대 수리과학부 교수 ▲물리분야 - 최기운(5세) KAIST 물리학과 교수 ▲생명과학분야 - 노정혜(54) 서울대 생명과학부 교수 등 3명 입니다. 

 '젊은과학자상'수상자는 ▲전기분야 - 권성훈(36) 서울대 조교수 ▲신소재분야 - 안종현(39) 성균관대 조교수 ▲고분자분야 - 정운룡(39) 연세대 부교수 ▲건축분야 - 김수민(36) 숭실대 조교수 등 4명 입니다.

'한국과학상'수상자에게는 대통령상과 상금 5000만 원, '젊은과학자상' 수상자에게는 대통령상과 매년 2300만 원씩 5년간 연구장려금이 지원됩니다.

◈ 제13회 한국과학상 - 수학분야 수상자

□ 인적사항

  ○ 성명 : 박종일 (朴 鍾 逸)
  ○ 소속 : 서울대학교 수리과학부

 □ 학    력

  ○ 1982.03 - 1986.02 서울대학교 수학 학사
  ○ 1986.03 - 1988.02 서울대학교 위상수학 석사
  ○ 1991.09 - 1996.08 미시간 주립대학교 위상수학 박사

 □ 경    력

-2004.08 - 현재
-1997.09 - 2004.07
-1996.09 - 1997.06
서울대학교 - 부교수/(정년보장)부교수/정교수
건국대학교 - 조교수/부교수
U. of California, Irvine - 방문조교수(비정년전임)

□ 주요업적 : b2+=1과 c12=2(*입력 특성상 위아래 첨자가 안된점 양해바랍니다) 인 단순연결된 4차원 사교다양체의 발견



  박종일 교수는'b2+=1과 c12=2인 새로운 4차원 사교다양체의 발견 및 그 후속 연구'를 통하여 4차원 다양체 분야에서 세계적인 탁월한 연구업적을 쌓았다. 특히, 위상수학과 사교기하학 분야에서 지난 수십 년 동안 최고의 난해한 문제로 여겨진 'b2+=1과 c12=2인 단순연결된 4차원 사교다양체의 존재성 문제'에 대해 'rational blow-down surgery'라는 위상적 수술을 독창적인 방법으로 사용하여 해결하였다.

  이 결과는 수학분야의 최고 3대 학술지 중 하나인'인벤숀네스 매스매티카(Inventiones Mathematicae'에 2005년 발표되었으며, 지난 25 여년 사이에 4차원 다양체 분야에서 얻어진 가장 획기적인 성과이며, 4차원 다양체의 연구에 새로운 지평을 연 성과로 평가받고 있다.

◈ 제13회 한국과학상 - 물리분야 수상자

□ 인적사항

  ○ 성명 : 최 기 운
  ○ 소속 : KAIST 물리학과

 □ 학    력

  ○ 1977 - 1981 서울대학교 물리학사
  ○ 1981 - 1983 서울대학교 입자물리학 석사
  ○ 1983 - 1986 서울대학교 입자물리학 박사

 □ 경    력

-1994 - 현재
-1992 - 1993
-1990 - 1992
-1988 - 1990
-1987 - 1988
카이스트 (정교수, 부교수, 조교수)
전북대학교 (Brainpool 연구교수)
UC San Diego (Post Doc)
Carnegie Mellon Univ (Post Doc)
Johns Hopkins Univ (Post Doc)


□ 주요업적 : 새로운 형태의 초대칭깨어짐 발견과 초대칭입자 질량패턴 규명

  최기운 교수는 입자물리이론 분야에서 "mirage mediation"으로 명명된 새로운 형태의 초대칭 깨어짐을 발견하였으며 이에 따르는 초대칭입자 질량패턴을 규명하여 이 분야 연구를 세계적으로 주도하였다.
  입자물리학에서 초대칭이론은 표준모형을 대체할 수 있는 가장 유망한 이론이며 초대칭이론에서 가장 중요한 연구주제는 "초대칭의 깨어짐"이다. 후보자는 2000년대 중반 이루어진 초끈이론 모듈라이 안정화에 대한 이론적 발전을 기반으로 이전에 알려지지 않았던 새로운 형태의 초대칭 깨어짐을 발견하였으며, 계속된 후속연구를 통해 이 이론이 예측하는 초대칭 입자들의 질량형태를 밝혀냈다. 
  후보자에 의해 발견된 초대칭 깨어짐은 학계에서 "mirage mediation"으로 명명되었으며 현재 초대칭 깨어짐에 대한 유망한 이론중 하나로 받아들여지고 있다. 후보자는 이 연구업적을 국제적으로 인정받아 최근 5년 동안 입자물리분야 주요국제학회에서 25회 이상의 초청발표(Invited Plenary Talk)를 하였고, 2007년 Thompson Scientific Citation Laureate Award를 수상하였다.
  대표연구는 해당분야 주요학술지인 Nucl. Phys. B에 2005년 발표되어 현재 250회 이상 인용되었으며, 초대칭 현상론, LHC 입자현상론, 암흑물질 우주론 등의 분야에서 다양한 새로운 연구주제들을 창출하였다.

◈ 제13회 한국과학상 - 생명과학분야 수상자 

□ 인적사항

  ○ 성명 : 노 정 혜 (盧 貞 惠)
  ○ 소속 : 서울대학교 생명과학부

 □ 학    력

  ○ 1975.03 - 1979.02 서울대학교 미생물학, 이학사
  ○ 1979.08 - 1984.12 미국 Univ. of Wisconsin-Madison, 분자생물학, Ph.D.
  ○ 1984.12 - 1986.05 UW-Madison, McArdle Laboratory, 분자생물학, post-doc

 □ 경    력

-2009 - 2010
-2008 - 현재
-2005 - 2008
-2004 - 2006
-1986 - 현재
국가교육과학기술자문위원회 위원
한국과학기술한림원 정회원(이학부)
기초기술연구회 이사
서울대학교 연구처장
서울대학교 자연과학대 미생물학과, 생명과학부 조교수, 부교수, 교수


 □ 주요업적 : 세균의 항산화 스트레스 반응

  공기에 노출되고 산소로 호흡하는 모든 생물체는 산화적 스트레스 (oxidative stress)를 받는다. 이에 대한 적절한 대응반응은 생물체의 생존에 필수적이며, 단세포성 생물체인 세균(bacteria)으로부터 인간에 이르기까지 그 메커니즘이 상당부분 보존되어 있다. 노정혜 교수는 세균을 모델로 산화적 스트레스에 대한 대응반응을 분자수준에서 밝혀낸 업적으로 국제적으로 선구적인 입지를 구축했다. 
  특히 산화적 스트레스를 인지하여 유전자의 발현을 조절하는 전사조절시스템 (Redox-dependent transcriptional regulatory system)에 대한 연구는 대표적으로 인정받는 업적이다. 항생제나 항암제등의 산화성 약제, 산소 호흡으로 유발되는 활성산소들은 세포내 redox buffer를 고갈시키고 세포 성분을 손상시킨다. 이러한 산화적 스트레스를 감지하는 새로운 유형의 센서이자 전사 조절자 (sensor-regulator)를 발견한 논문은 이런 유형의 센서-조절자로서는 처음 보고되어 많은 주목을 받고 있다. 
  산화적 환경을 thiol-disulfide switch 메카니즘으로 감지하여 활성이 바뀌는 이 새로운 조절자 (RsrA)는 세균에서 인간에 이르기까지 산화제에 대해 동일한 감지기작을 가지며, 유사한 표적 유전자들을 유도시킨다는 사실을 보여주는 대표적인 예가 되었다. 또한 금속과 산화적 스트레스가 연관된 현상의 근원을 감지 메카니즘으로부터 유전체적 발현양상의 의미에 이르기까지 아우를 수 있는 모델을 제시하였다.  
  순수기초분야에서 일관되게 이루어온 그간의 업적은 2600여회 이상 인용되며, 병원성세균 독성, 항산화성 항암기작, 항생제 내성 등을 이해하는데 큰 기여를 하였다.


◈ 제15회 젊은과학자상 수상자 - 전기분야 권성훈 조교수 

□ 인적사항

  ○ 성명 : 권 성 훈 (權 聖 勳)
  ○ 소속 : 서울대학교 전기공학부 조교수


 □ 학    력

  ○ 1994.3 - 1998.2 서울대학교 공학사 전기공학
  ○ 1998.3 - 2000.2 서울대학교 공학석사 의용생체공학
  ○ 2000.3 - 2004.2  U. C. Berkeley 공학박사 바이오엔지니어링

 □ 경    력

  ○ 2006.8 - 현재   서울대 전기공학부 조교수
  ○ 2011.5 - 현재   Quanta Matrix Corp., CEO
  ○ 2004.2 - 2006.7  Lawrence Berkeley National Lab. Molecular Foundary, 박사후 연구원           
 □ 주요업적 : 다중질병분자진단 및 고속신약개발을 위한 확장형 다중 바이오 어세이 플랫폼 개발

  치매와 같은 많은 질병들이 분자 수준에서의 조기진단이 어려워 적절한 치료할 시기를 놓치는 경우가 많다. 질병이 진단되었다 하더라도 치료를 위한 신약 개발에는 10년이 넘는 시간과 천문학적 비용이 소요되기 때문에, 약이 비쌀 뿐 아니라 희귀병에 대한 약들은 거의 개발조차 되기 어려운 실정이다. 미래의 개인 맞춤형 의학은 질병의 진단과 치료를 개개인의 유전적, 분자생물학적 형질에 최적화하여 더 정확하고 효과적으로 질병의 예방과 대응을 가능케 하는데 초점을 맞추어야 한다.  
  서울대학교 권성훈 교수는 이러한 현재의 질병 진단과 신약 개발 방법이 가지고 있는 문제들을 해결하여 개인 맞춤형 의학시대를 앞당기기 위해, 많은 수의 바이오실험을 하나의 칩에서 동시에 수행할 수 있는 초고속 확장형 바이오 어세이 플랫폼을 제안하였고 기술 개발을 진행하였다. 
  그 결과, 현재까지 미세 유체 내에서의 미세입자 자기조립 기술, 자성 나노입자를 이용한 미세입자 코드화 기술, 바이오 실험이 가능한 지능형 미세입자 제작 기술과 같은 많은 요소기술 개발에 성공하였으며, 이러한 요소 기술들을 융합하여 수백 가지의 서로 다양한 지능형 미세입자들을 생체 분자와 반응시켜 질병 진단 혹은 신약 개발 시간을 획기적으로 단축할 수 있는 "Partipetting"이라는 개념을 고안, 플랫폼 개발에 적용 중에 있다. 이러한 연구 결과들은 과학 분야의 세계적인 논문지인 Nature Materials, Nature Photonics 등에 다수 게재되었다.

◈ 제15회 젊은과학자상 수상자 - 신소재분야 안종현 조교수 

□ 인적사항

  ○ 성명 : 안 종 현 (安 鍾 賢)
  ○ 소속 : 성균관대학교 신소재공학부 조교수

 □ 학    력

  ○ 1991.3 - 1995.2 POSTECH 이학사 신소재공학
  ○ 1995.3 - 1997.2 POSTECH 이학석사 신소재공학
  ○ 1997.3 - 2001.2 POSTECH 이학박사 신소재공학

 □ 경    력

  ○ 2008.03 - 현재    성균관대학교 신소재공학부 조교수
  ○ 2004.11 - 2008.2   Univ of Illinois at urbana-champaign, 박사후 연구원
  ○ 2004.04 - 2004.10  연세대학교, 박사후 연구원
    
 □ 주요업적 : 그래핀 신소재 및 응용 전자소자 개발

  디스플레이, 휴대폰 등에 없어서는 안 될 중요한 소재가 인듐-주석-산화물(ITO) 투명전극 소재이다. ITO 소재는 기계적 물성이 취약하여 차세대 전자소자인 플렉서블 전자기기에 응용될 수 없고, ITO의 중요한 구성 원소인 인듐은 부존자원이 극히 제한되어 있고  우리나라는 전량 수입하고 있다.
  성균관대학교 안종현 교수는 미국에서의 박사 후 연구원 시절 동안 유리와 실리콘 웨이퍼를 기반으로하는 부서지기 쉬운 기존 전자소자와는 다른 플라스틱 기판위에 고성능 플렉서블 전자소자를 개발하여 관련 논문을 Science지에 발표하였다. 
  이후 기존 전자소재인 ITO 투명전극 소재가 가지고 있는 기계적 물성의 한계를 뛰어넘는 탄소기반의 신소재인 그래핀 필름의 대면적 제조기술과 그래핀 기반 플렉서블 터치스크린에 응용가능한 기술을 세계 최초로 제시하였다. 또한, 그래핀의 반도체 특성을 활용하여 신축가능한 트랜지스터를 실현하는데 성공하여, 그 연구결과들을 Nano Letters, ACS Nano, Nature Nanotechnolgy 등 다수의 세계적 학술지에 발표하였다. 
  이들 연구결과는 세계적으로 기초적 연구단계에 머물고 있던 그래핀 소재를 전자산업분야로의 응용가능성을 열어준 획기적 연구 성과로 인식되고 있으며, 특히 소재 분야에서 해외기술 의존도가 높은 우리나라 전자산업분야에 플렉서블, 착용형 전자소자 등 차세대 전자소자 개발에 중요한 역할을 담당할 그래핀 신소재의 기술 주도권을 확보할 수 있도록 하는데 큰 공헌을 하였다.

◈ 제15회 젊은과학자상 수상자 - 고분자분야 정운룡 부교수 

□ 인적사항

  ○ 성명 : 정 운 룡 (鄭 雲 龍)
  ○ 소속 : 연세대학교 신소재공학과 부교수

 □ 학    력

  ○ 1992.3 - 1998.2 POSTECH 공학사 화학공학
  ○ 1998.3 - 2000.2 POSTECH 공학석사 화학공학
  ○ 2000.3 - 2003.8 POSTECH 공학박사 화학공학

 □ 경    력

  ○ 2010.03 - 현재  연세대학교 신소재공학과 부교수
  ○ 2006.03 - 2010.2 연세대학교 신소재공학과 조교수
  ○ 2003.10 - 2005.12 University of Washington, 박사후 연구원

 □ 주요업적 : 새로운 하이브리드 나노소재의 개발 및 응용

  제품의 품질이 기초소재의 특성에 의해 결정되는 시대로 들어서면서, 새로운 기능을 갖는 소재에 대한 기초연구와 산업적인 필요성이 점점 커지고 있다. 그러한 소재에 대한 요구는, 다양한 나노물질의 융합 즉 하이브리드 소재의 개발을 통해 해결될 수 있다. 그러나 하이브리드 소재는 유기소재와 무기소재 모두에 대한 광범위한 지식을 필요로 하기 때문에, 전 세계적으로 깊이 있는 연구를 진행할 수 있는 연구자가 드물다.  
  연세대학교 정운룡 교수는 고분자물리로 박사학위를 받은 후, 박사후 연구원 과정에서 무기 나노소재의 합성과 응용을 연구하여, 두 분야에서 탁월한 업적을 보여주었다. 연세대에 부임한 이후, 두 영역의 융합을 통해 새로운 형태와 종류의 하이브리드 나노소재를 개발하고, 기존의 틀을 넘어서는 응용을 보여주었다. 
  지난 6년간 Science, Angewandte Chemie, Nano Letters, Advanced Materials 등의 최정상급 학술지에 다수의 논문을 발표하였으며, 그 중 8편의 논문이 표지논문으로 하이라이트 되어 주목받았다. 특히, 프로그램이 가능한 신개념의 약물전달체 개발, 고연성 트랜지스터의 제조, 화학적 치환법을 통한 나노소재의 합성에서 큰 공헌을 하였다.

◈ 제15회 젊은과학자상 수상자 - 건축분야 김수민 조교수

 □ 인적사항

  ○ 성명 :  김 수 민 (金 秀 珉)
  ○ 소속 : 숭실대학교 건축학부 조교수

 □ 학    력

  ○ 1994.3 - 2001.2 국민대학교 학사 임산공학/건축학 부전공
  ○ 2001.3 - 2003.2 서울대학교 석사 환경재료과학
  ○ 2003.3 - 2007.2 서울대학교 박사 환경재료과학

 □ 경    력

  ○ 2008 - 현재 숭실대학교 공과대학 건축학부, 조교수
  ○ 2007 - 2008 Michigan State University, 박사후 연구원

 □ 주요업적 : 건물에너지절약 및 친환경건축재료

  에너지와 자원을 절약하고 쾌적하고 건강한 실내 환경을 제공하는 저탄소 녹색건축은 21세기 건축이 추구하는 가장 중요한 목표이며, 이를 달성하기위해서는 무엇보다도 친환경건축자재의 연구개발 및 보급이 필수적이다. 하지만 기능성 건축자재에 대한 국내의 연구와 기술개발은 아직 미흡한 실정이며, 고부가가치의 기능성 건축자재 시장에서는 외산 건축자재의 수입 의존도가 큰 것이 현실이다. 
  이러한 상황에서 김수민 교수는 친환경성 건축자재를 개발하기 위해 Tannin/CNSL 기반의 천연 페놀릭 재료를 연구하여, 요소-포름알데히드 수지로 제작된 기존 건축자재에서 방출되는 포름알데히드 및 TVOC 방출량을 획기적으로 저감시킬 수 있는 방안을 제시하였으며, 오염물질 흡착/제거 성능이 극대화된 원천소재를 개발하기 위한 연구에 매진하고 있다. 
  또한, 친환경건축자재 개발 외에도 건축물 냉·난방 에너지 부하를 저감하기 위하여, 탄소나노소재 및 PCM 재료를 적용시킨 에너지 고효율 건축자재 개발 및 적용방안을 제시하여, 국내 친환경 건축자재분야의 발전과 저탄소녹색건축의 실현에 지대한 공헌을 하고 있다. 
  연구업적을 살펴보면 지난 5년간 SCI급 45편과 연구재단 등재지급 논문 21편을 발표하였으며, 특히 SCI급 논문을 젊은과학자로써 매년 10편 정도씩 지속적으로 게재하였다는 사실은 김수민 교수의 학문에 대한 열정과 자질을 보여주고 있다.

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원자력연료 설계·제조 전문회사인 한전원자력연료가 원자력 종주국인 미국의 웨스팅하우스에 원자력연료 핵심부품인 지르코늄합금 피복관(연료봉)을 첫 수출합니다.

이번 수출은 기술전수국인 미국 웨스팅하우스에 3년간 지르코늄합금 피복관 5만 개(2백만 달러 규모)를 수출하는 것으로서, 올해 인도분 1만 5000개가 첫 출하됐습니다.

지르코늄합금 피복관은 핵연료 부품 재료비의 70%를 차지하는 핵심부품으로서,  그동안 전량 수입에 의존해왔습니다.

그러나 한전원자력연료가 피복관 제조 및 성능평가 기술을 국산화하고, 2009년부터 연간 30만 개의 피복관을 생산하면서  국내 원자력발전소 소요 전량을 공급햇습니다.

피복관의 국산화로 연간 400억 원의 수입대체 효과를 거둠은 물론 국제적으로 전략물자로 취급하고 있는 지르코늄 물자를 안정적으로 확보하는 기반을 구축했습니다.

한전원자력연료는 이번 수출 성사를 위해 2009년 2월부터 생산장비, 시스템, 인력 등 제조공정 전반에 대해 검증을 받아 지난해 미국 웨스팅하우스로부터 공급업체 자격인증을 획득했습니다.

 용  어  설  명

지르코늄합금 피복관(튜브) :
지르코늄합금 튜브는 길이 약 4m, 직경 약 1 cm의 가늘고 긴 둥근 관으로, 우라늄 소결체를 안전하게 감싸는 역할을 한다. 튜브는 원자력연료의 품질, 나아가 원전의 안전성과도 직결됨에 따라 내마모성, 내부식성이 탁월할 뿐만 아니라 열전달성이 뛰어난 지르코늄합금을 소재로 특수한 공법으로 만들어지는 원자력연료의 핵심 부품이다.

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육불화황(SF6)은 반도체, 자동차, 전기절연체, 냉매 등의 생산공정에서 주로 배출되는 온실가스로, 대기 중 농도가 이산화탄소의 1/6에 불과하지만, 지구온난화 효과는 약 2만 4000배나 더 큰 물질입니다.

한국표준과학연구원(KRISS)과 기상청이 UN 세계기상기구(WMO)로부터 교토의정서 규제대상 6개 온실가스 중 하나인 육불화황에 대한 세계표준센터로 인증받았습니다.

육불화황(SF6)에 대한 세계표준센터 인증은 우리나라가 세계 최초 입니다.

한국표준과학연구원은 기상청과 '육불화황 세계표준센터' 유치를 위해 지난 2010년부터  관련 기술을 공동으로 개발, 특허를 포함한 기반기술을 확보했습니다.

또 2007년부터는 안면도에 위치한 기상청 기후변화감시센터에서 이를 상시 관측하고 있습니다.

국가표준가스를 생산하는 한국표준과학연구원은 가장 정확한 표준가스 최상위 제조방법인 중량법으로 제조하고 있으며, BIPM(국제도량형국) 주관 국제비교시험에 참가하여 매우 우수한 결과를 획득했습니다.

이번 '육불화황 세계표준센터' 유치 승인은 세계 기후변화감시를 선도하는 관측기술 향상과 유지의 국제적인 대표기관임을 의미합니다.

세계기상기구는 교토의정서 규제대상 6개 온실가스 중 3개 물질(CO2, CH4, N2O)에 대하여 세계표준센터(미국, 스위스, 일본, 독일)를 운영하고 있습니다.

세계표준센터의 기능은 관측에 필요한 표준가스 제조 보급, 측정기술에 대한 교육, 국제비교시험 주관 등을 수행하며,  또한 육불화황 국가 표준가스와 관련기술의 수출하게 됩니다.

육불화황 세계표준센터 유치 성공으로 우리나라는 육불화황 측정분야와 분석기술에 관한 국제선도 역할을 수행하고, 아울러 표준가스 및 관련 시스템 수출 기회를 가질 것으로 기대되고 있습니다.

 용  어  설  명

세계기상기구(WMO) :
World Meteorological Organization

세계표준센터(WCC) :
World Calibration Center

교토의정서 규제대상 6개 온실가스 :
이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 염화불화탄소(CFCs), 수불화탄소(HFCs), 육불화황(SF6)


<WMO/GAW 세계표준센터 현황>

관측요소

QA/SAC

(품질보증

/과학활동센터)

CCL

(중앙표준연구실)

WCC

(세계표준센터)

RCC

(지역표준센터)

WDC

(세계자료센터)

CO2

ESRL(미국)

ESRL(미국)

JMA(일본)

ESRL(미국)

 

JMA(일본)

CH4

EMPA(스위스)

JMA(일본)

ESRL(미국)

EMPA(스위스)

JMA(일본)

 

JMA(일본)

CFCs

 

 

미지정

 

JMA(일본)

불화합물계

HCFCs, HFCs

 

 

미지정

 

JMA(일본)

SF6

 

ESRL(미국)

*2010년 유치

2011년 유치

(대한민국)

 

N2O

UBA(독일)

ESRL(미국)

IMK-IFU(독일)

 

JMA(일본)

QA/SAC : Quality Control / Science Activity Centers

※ CCL : Centeral Calibration Laboratory

※ WCC : World Calibration Centers

※ RCC : Regional Calibration Centers

※ WDC : World Data Centers

 

※ ESRL : Earth System Reseach Laboratory, NOAA

※ EMPA : Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research, Dubendorf, Switzerland

※ JMA : Japan Meteorological Agency

※ UBA : German Environmental Protection Agency, Berlin

※ IMK-IFU : Forschungszentrum Karlsruhe, Institute for Meteorology and Climate Research, Garmisch-Partenkirchen, Germany



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