우리얘기

우리나라는 선진 우주개발 국가들보다 40년가량 늦은 1990년에 본격적으로 우주개발 사업을 시작했습니다.

그러나 현재 우리나라의 우주기술 수준은 국내 주도 개발에서 기술자립화 단계로 나아가며 비약적인 성과를 이뤄나가고 있습니다.

우리나라 최초의 위성개발은 KAIST 인공위성연구센터의 우리별 1호가 1992년 8월 11일 남미 꾸르우주센터에서 아리안 4호 발사체에 실려 발사되면서 시작되었습니다.

우리별 1호 개발은 위성분야 기술인력 양성 및 우주 기초기술 확보 차원에서 KAIST가 영국 Surrey 대학의 기술을 전수받아 42kg급 소형 인공위성을 제작한 것으로, 이 후 1993년에 2호, 1999년에 3호 위성을 자체 개발하는 실적을 거두었습니다.

○ 우리나라는 1995년부터 국가우주개발중장기계획 수립을 위한 기획연구를 시작해, 이를 바탕으로 1996년 4월 '우주개발중장기기본계획'이 수립되었습니다.

이는 앞서 1994년 착수한 다목적실용위성 1호 개발에 약 2000억 원의 예산이 책정되고, 범부처 사업으로 기획된 경험에 미뤄 향후 우주개발사업을 보다 체계적으로 추진하기 위한 조치였습니다.

이러한 계획으로 우주개발이 위성 개발, 발사체 개발, 연구개발과 국제협력 등 부문별 계획에 따라 체계적으로 추진되는 계기가 마련되었습니다.

이후 정부의 우주개발중장기기본계획 중 한 축이라고 할 수 있는 소형과학실험위성인 과학기술위성 1호 개발에 착수하여, 2003년 9월 27일 러시아의 코스모스 발사체를 이용해 발사했습니다.

한편 민간분야에서는 무궁화위성 1호가 1995년 8월 발사되면서 첫 상용위성으로서 통신방송위성 시대를 열었고, 그 후 1996년에 2호, 1999년에 3호, 2006년에 5호, 2010년 12월에 올레1호(무궁화6호)를 발사했습니다.

○ 1994년부터 국내의 실용급 위성수요 충족 및 해외시장 진출의 기반을 구축하기 위해 우리나라 최초의 실용위성인 470kg급 다목적실용위성(아리랑) 1호를 한국항공우주연구원이 미국 TRW사와 기술협력을 통해 개발, 1999년 12월 21일에 미국 반덴버그 공군기지에서 토러스 발사체에 실려 궤도 진입에 성공했습니다.

다목적실용위성 1호는 고도 685km에서 임무기간 3년을 넘겨 8년 이상 운영하였으며, 2008년 2월 임무가 종료되었습니다.

지난 2006년 7월 28일에는 다목적실용위성 1호의 성공적인 개발을 통해 축적된 기술을 바탕으로 국내주도로 개발된 1m급 고해상도 지구관측위성인 다목적실용위성 2호(아리랑 2호)를 러시아 플레세츠크 발사장에서 로콧 발사체로 성공적으로 발사했습니다.

이어 2012년 5월에는 우리나라 최초 서브미터급 관측위성인 다목적실용위성 3호가 일본 미쓰미시 H2A 로켓에 실려 성공적으로 발사되었습니다.

또 레이더 관측위성인 다목적실용위성 5호가 러시아 발사체를 이용해 곧 발사될 예정이며, 또 다목적실용위성 3A호와 과학기술위성 3호가 개발 중입니다.

○ 2010년 6월 27일에는 남미 기아나 쿠루 우주센터에서 국내 최초 정지궤도 위성인 천리안 위성이 발사되었습니다.

천리안 위성은 2003년부터 한국항공우주연구원을 중심으로 ETRI(한국전자통신연구원), 한국해양연구원, 국립기상연구소 등과 함께 프랑스 ASTRIUM사와 공동개발한 위성입니다.

천리안 위성은 고도 3만 6000km의 정지궤도에서 7년간 위성통신, 해양 및 기상관측 임무를 수행하게 됩니다.

우리나라는 천리안 위성 개발 성공으로 세계에서 7번째 독자적인 기상위성 운용국이 되었으며, 기상감시체계를 강화하고 기상자료 수혜국에서 제공국으로의 국제적 위상을 높였습니다.

전 세계에서 단지 10개가 조금 넘는 국가에서 우주 로켓 발사장을 운영하고 있습니다.

이들 대부분의 우주센터들은 미국, 러시아, 중국과 같은 강대국에 집중되어 있습니다.

우주센터는 안전상의 문제로 바닷가에 위치하거나 국가의 지형 상 바닷가에 위치하기 어려운 경우 인적이 드문 곳에 위치하게 됩니다.

○ 현재 가장 많은 우주센터를 보유하고 있는 나라는 미국으로, 총 10개의 우주센터를 운영하고 있습니다.

그 중 가장 대표적인 곳은 플로리다주 동해안의 커내버럴 국립해양공원에 위치한 케네디 우주센터입니다.

케네디 우주센터는 1960년대 초 아폴로 달 착륙 프로그램을 지원하기 위해 건설된 것으로, 총면적 1억 7000만 평의 광활한 면적을 보유하고 있고, 이 중 대부분의 면적이 국립 야생동물보호구역으로 지정되어 있을 만큼 자연친화적인 시설로도 유명합니다.

케네디 우주센터가 '과학문화 국민공원'으로 불리는 이유도 바로 이 때문입니다.

○ 세계 3번째로 유인우주선 발사에 성공한 중국 역시 우리나라보다 훨씬 먼저 우주센터 건설을 추진했습니다.

중국의 우주센터는 총 3곳으로, 지구정지궤도 위성인 통신위성은 시창 우주센터에서, 기상위성은 타이위안 우주센터에서, 그리고 저궤도 과학위성과 귀환위성은 주취안 우주센터에서 전문적으로 발사합니다.

그 중 주취안 우주센터는 1958년에 건설된 후, 무인우주선 시리즈인 선저우 1~4호를 모두 발사했고, 유인우주선 선저우5호까지 발사해 중국 우주개발의 요람이라 할 수 있습니다.

중국은 현재 하이난에 4번째 우주센터를 건설 중입니다.

 
○ 일본은 1960년대부터 우주센터 건설을 시작하여 현재 가고시마 우주센터와 다네가시마 우주센터 등 2곳의 우주센터를 운영 중에 있으며, Christmas Island에 3번째 발사장 건설을 추진 중입니다.

<자료=한국항공우주연구원 제공>

○ 미국의 Landsat 위성시리즈는 대표적인 지구관측위성으로는 1970년대부터 개발됐습니다.

중간 해상도의 영상을 제공하는 Landsat 위성은 현재 5호와 7호가 운영 중입니다.

민간부문에서는 모두 50cm급 고해상도의 GeoEye-1, WorldView-2 등을 운영 중이며, 후속위성인 GeoEye-2(2013년) 및 WorldView-3(2014년)은 30cm급 영상을 제공할 예정입니다.

정찰위성인 KH 위성시리즈는 현재 15cm급 해상도를 지닌 것으로 알려지고 있습니다.

○ 유럽은 1990년대 초부터 유럽우주국(ESA)을 통해 ERS, Envisat 등 지구관측위성을 개발했고, 최근에는 GMES(전지구환경안보감시시스템) 구축사업의 일환으로 개발 중인 5기의 Sentinel 위성 중 2호기(2014년)가 10m급의 광학위성입니다.

유럽의 고해상도 광학위성 개발분야는 1980년대부터 SPOT 지구관측위성 시리즈를 개발해 온 프랑스가 주도하고 있습니다.

현재 2.5~10m급 해상도의 SPOT 4호와 5호를 운영 중이며, 후속위성으로 1.5m급의 SPOT 6호(2012년)와 7호(2013년)를 발사할 예정입니다.

또한 민군 겸용 차세대 고해상도 위성 시리즈인 70cm급 Pleiades 위성 1호(2011년)와 2호(2012년)기를 함께 운영합니다.

프랑스는 유럽 내 군용 광학위성의 개발도 담당하고 있는데, 현재 운용 중인 30cm급 Helios 2A호와 2B호의 후속으로 소형위성시리즈(2016년부터)를 개발하고 있습니다.

반면 레이더 위성은 이탈리아와 독일이 주도하고 있습니다.

○ 일본은 1990년대 JERS, ADEOS 등의 지구관측위성을 개발 하였으며, 최근에는 2.5~10m급 광학 영상을 제공하는 ALOS(2005~2011년) 위성을 운영했습니다.

후속 광학위성으로 ALOS-3호(2014년)를 개발 중입니다.

또한 정보수집위성(IGS)으로 현재 60cm~1m 해상도의 광학위성 4기를 운용 중이며, 40cm급 해상도의 5호 실증기(2012년) 및 광학 5호(2014)를 발사할 예정입니다.

한편 해외수출 등을 겨냥한 ASNARO 소형위성 시리즈로 50cm급 해상도의 ASNARO 1호(2012년)를 개발 중이며, 이밖에도 초소형 광학위성의 개발이 계획되어 있습니다.

○ 인도는 1980년대 말부터 IRS 지구관측위성 시리즈를 개발했습니다.

현재 IRS 시스템을 이루는 위성으로는 중간 해상도의 Resourcesat 1호와 2호, 1m급 고해상도 광학위성인 Cartosat 1호, 2호, 2A호, 2B호 등이 있습니다.

후속 위성으로는 Resourcesat 3호 및 30cm급 해상도를 지닌 것으로 알려진 Cartosat 3호(2012) 등이 계획되어 있습니다. 

○ 러시아는 1980년대 중반부터 Resurs 지구관측위성 시리즈 등을 개발해 왔으며, 현재 운용 중인 Resurs DK-1호와  후속위성 Resurs-P(2012년) 모두 1m급 광학영상을 제공합니다.

이 밖에 소형 관측위성인 Kanopus-V(2012)의 발사도 계획되었습니다.

30cm급 해상도를 가진 것으로 알려진 Persona 정찰위성은 2008년 발사 후 정상 운용에 실패한 것으로 알려지고 있습니다.

○ 중국은 1990년대 말부터 Zi Yuan(ZY) 지구관측위성 시리즈를 개발하고 있습니다.

브라질과 공동으로 ZY-1(CBERS) 위성시리즈를 개발해왔고, 시리즈 중 CBERS 1호, 2호, 2B호는 운영이 종료되었습니다.

현재 5m급 3호(2012년, 4호(2014년)를 개발 중입니다.

또한 ZY-2 위성시리즈를 독자적으로 개발 하였으며, 2000년대 초중반에 발사된 2m급 해상도의 ZY-2B호 및 2C호가 현재까지 운영 중입니다.

2000년대 중후반 발사가 시작된 고해상도 위성군인 Yao Gan(YG) 위성시리즈도 현재 운용 중인 14기의 위성 중 절반이 광학위성인 것으로 추정되고 있습니다.

○ 이스라엘은 2000년대 초부터 EROS 지구관측위성 시리즈를 개발했습니다.

현재 운영 중인 EROS-A호와 B호의 후속으로 0.7m급 해상도의 EROS-C호(2012년)를 발사할 예정입니다.

Ofeq 정찰위성 시리즈의 경우 현재 모두 50cm급 이하 해상도의 광학위성인 Ofeq 5호, 7호, 9호를 운영 중에 있습니다.

<자료=한국항공우주연구원 제공>

모든 위성은 자신만의 궤도가 있습니다.

위성의 임무에 따라 궤도의 형태도 다른데, 일반적으로 고도에 따라 저궤도, 중간궤도, 지구정지궤도 등으로 구분됩니다.

또한 특정 목적을 위해 크기나 모양이 특이한 극궤도, 타원궤도도 있습니다.

○ 저궤도(Low Earth Orbit)

저궤도 위성은 대기 밀도가 거의 0에 가까운, 지구 대기의 최 상층부를 도는 위성입니다.

이러한 저궤도 위성은 지구와 가까이 돌고 있어 지구의 아름다운 광경들을 볼 수 있는데, 우주에서 찍어오는 아름다운 사진들이 거의 저궤도에서 찍어오는 사진들입니다.

또한 대기 밀도가 거의 0에 가깝기 때문에 천문 관측 시에 대기에 의한 영향을 받지 않습니다.

따라서 허블 우주망원경 같은 관측 장비를 궤도상에 올려서 먼 우주를 촬영하는데 사용한 바 있습니다.

저궤도 위성은 주로 고도 500km~1500km이하의 궤도에서 돌고 있습니다.

500km 안쪽에서는 인공위성이 공기저항으로 1년 내에 추락하게 되고, 1500km이상에서는 밴 앨런대로 인해 지자기의 영향을 받게 되기 때문에 500~1500km의 궤도를 유지하도록 하고 있습니다.

다만 특별한 고해상도 사진 획득을 목적으로 하는 첩보위성은 500km 보다 훨씬 낮은 고도에서 단 단 기간 동안 지구를 돌며 정찰 임무를 하고 추락하기도 합니다.

저궤도는 기상 관측, 지구 관측 등의 목적으로 많이 사용됩니다.

우리나라의 우리별 시리즈, 아리랑 시리즈 등의 인공위성이 저궤도 위성입니다.

○ 극궤도(Polar Orbit)

극궤도 위성은 저궤도 위성의 특별한 형태로, 북극과 남극을 잇는 궤도를 돕니다.

위성이 북극과 남극을 도는 동안 지구가 자전하게 되는 데, 그로 인해 인공위성이 서쪽으로 조금씩 치우쳐가는 현상(인공위성의 서편현상)을 볼 수 있습니다.

지구의 전체표면을 관측할 수 있다는 특징이 있으며 이러한 특징을 이용하여 기상위성, 관측 위성, 군사 위성 등으로 사용됩니다.

○ 정지궤도 (Geo-synchronous Orbit)

정지궤도 위성은 지구의 자전 주기와 동일한 공전주기를 가지고 지구 주위를 도는 위성으로 약 3만 6000km고도에서 지구 주위를 돌게 됩니다.

이 때 지구의 자전 주기와 정지궤도 위성의 공전 주기가 같기 때문에 항상 같은 지역의 위에 떠있는 것처럼 보이게 됩니다.

따라서 우리가 하늘을 볼 때 정지한 것처럼 보이게 되는 것입니다.

이러한 정지궤도 위성은 통신위성, 기상위성 등의 목적으로 사용되며, 우리나라 천리안위성이 정지궤도 위성입니다.

○ 타원궤도(Elliptical Orbit)

모든 위성의 궤도는 윈 또는 타원의 형태를 가지고 있습니다.

원형의 궤도는 지구와의 거리, 즉 고도가 일정하고 속도 또한 일정하게 움직이고 있습니다.

반면 타원형의 궤도는 지구로부터의 거리가 일정하지 않아서 고도가 높은 지점과 고도가 낮은 지점이 생기게 됩니다.

이 때 고도가 가장 높은 지점을 원지점 , 고도가 가장 낮은 지점을 근지점이라고 합니다.

타원형 궤도를 도는 위성들은 근지점 근처서는 아주 빠른 속도로 움직이고, 원지점 근처서는 아주 느리게 움직이게 됩니다.

다시 말해서 위성의 고도가 낮을수록 빠르게 움직이고 고도가 높을수록 느리게 움직이게 됩니다.

이러한 원리를 이용한 특수 형태의 궤도를 몰니야(Molniya)궤도라고 하는데, 정지궤도 위성과 통신을 항 수 없는 고위도 지방에서 통신이나 방송용으로 사용하고 있습니다.

즉, 근지점은 남반구에, 원지점은 북반구에 오도록 궤도를 형성하면 위성은 남반구보다는 북반구에 훨씬 더 오래 머무르게 됩니다.

따라서 적도상의 정지궤도 위성을 사용할 수 없는 러시아 같은 고위도에 위치한 국가에서는 이러한 몰니야 궤도상의 위성을 이용해서 통신을 할 수 있습니다.

<자료=한국항공우주연구원 제공>

한의학의 대표 치료기술인 침을 통해 고혈압, 소화불량, 약시 등의 환자를 대상으로 대규모 한방 임상연구가 진행됩니다.

한국한의학연구원은 고혈압, 기능성 소화불량, 약시 등과 관련된 임상연구 지원자를 모집합니다.

고혈압 전단계 환자 침치료 임상연구 대상자는 선착순 20명입니다.
대상자는 만 19~65세의 남, 여로 수축기 혈압이 120~159mmHg 또는 이완기 혈압이 80~99mmHg이며. 현재 고혈압 약을 복용하지 않고 임상연구 선정기준에 부합해야 합니다.
선정된 사람은 한국한의학연구원 임상연구센터에서 24시간 활동혈압을 포함하여 각종 혈액검사와 심전도 검사를 받고, 4주간 귀에 부착하는 이침치료를 무료로 받을 수 있습니다.

기능성 소화불량증 임상연구 대상자는 선착순 40명 입니다.
모집대상은 만 20~65세 미만의 남녀로, 기능성 소화불량증 증상인 식후 또는 조기 포만감, 상복부 통증, 작열감 등이 있고, 상부 위장관 내시경 검사 상 식도염, 종양, 미란, 궤양 등 기질적 질환이 없는 사람입니다.
침 치료는 주 3회 씩 4주간, 총 12회에 걸쳐 진행되며, 참가자에겐 침치료 및 상부 위장관 내시경 검사가 무료로 제공되고, 소정의 교통비도 지급됩니다.

약시 임상연구 대상자는 45명입니다.
모집대상은 만 3~13세 미만의 남녀로, 약시 진단을 받고 4개월 이상 안경을 착용한 사람, 이전에 안경 이외의 다른 약시치료를 받지 않은 사람이 해당됩니다.
그러나 근시가 -6.0D 이상인 사람, 다른 전신질환이 있는 경우는 제외됩니다.
침치료는 주 2회 씩 16주간 총 32회에 걸쳐 진행되며, 참가자에겐 침치료 및 각종 안과 검사가 무료로 제공되며, 소정의 교통비가 지급됩니다.

문의 및 참가신청은 한국한의학연구원 임상연구센터(042-223-2951, 전자우편: syjung@kiom.re.kr)를 통해 할 수 있습니다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 '올해의 KIGAM인 상' 수상자로 광물자원연구본부 김상배 박사와 지구환경연구본부 선우춘 박사를 각각 선정했습니다.

김상배 박사

선우춘 박사

김상배 박사는 1985년부터 한국지질자원연구원에 근무하면서 광물자원 정제 및 부가가치 향상 기술개발 분야에서 탁월한 연구업적을 쌓았고, 각종 폐자원으로부터 유가자원을 회수하는 기술을 연구하는 등 친환경 기술 개발과 환경산업 활성화에 공헌했다.

선우춘 박사는 30여 년간 암반조사 및 평가, 갱도 안정성 평가, 사면의 안정성 평가 등 자원개발 및 암반공학 분야 발전에 선도적 역할을 수행했고, 다이아몬드 와이어 쏘를 이용한 채석법 소개, 양면발파 보급, 석재가공기술 및 채석기술개발 등 다양한 연구업적을 인정받았다.

KRISS(한국표준과학연구원)은 '이달의 KRISS인 상' 5월 수장자로 대기환경표준센터 이정순 박사를 선정했습니다.

이정순 박사는 온실가스 측정 및 분석연구를 지속적으로 수행하면서 2009년부터 3년간 온실가스 측정 분야에 대한 국제비교를 성공적으로 주관해 KRISS의 온실가스 측정능력의 우수성을 대내외에 알린 공로를 인정받았습니다.

국제비교(KC: Key Comparison)는 국가측정표준 분야의 올림픽으로 비유되는 것으로, 국제비교의 수행을 총괄하는 주관기관은 해당 측정 분야의 역량이 세계적으로 인정된 국가표준기관만 수임이 가능합니다.

또 이박사는 그동안 수행해 온 대기 중 육불화황 물질에 대한 분석기술 개발 및 분석능력을 바탕으로 지난해 기상청과 함께 세계기상기구가 정하는 'WMO 육불화황 세계표준센터(WCC)'를 우리나라에 성공적으로 유치하는데 기여했습니다.

WMO 육불화황 세계표준센터 유치를 통해 우리나라는 육불화황 측정분야와 분석기술에 관한 국제적 선도 역할을 수행하게 되었습니다.

(육불화황은 교토의정서 규제대상 물질 중 하나로, 지구온난화 효과가 이산화탄소의 2만 3900배이면서, 대기 중 이산화탄소보다 1/1억 배 정도로 극미량 존재해 측정하기가 매우 어렵습니다. 배출원은 냉매와 반도체 공정, 자동차산업 등입니다.)

나노선은 수 십~수 백 ㎚(10억 분의 1m)의 굵기를 갖는 반도체 물질로 이루어진 머리카락 형태의 나노 구조체입니다.

나노선은 독특한 물리·화학적 특성을 갖고 있어 학문적으로 중요한 연구 대상이 되고 있습니다.

또한 각종 미래 첨단 전자소자 구현을 위한 핵심 재료로서 각광받고 있는 분야입니다.

주요 적용 분야로는 차세대 신재생 에너지로 주목받고 있는 고효율 태양전지, 폐열을 전기에너지로 변환하는 열전소자, 질병 유무를 판별하는 폭발물, 마약 탐지 등이 가능한 분자센서 등이 있습니다.

그러나 나노선들이 기판 면에 평행하게 누워있는 구조로 되어 있어, 단일 나노선의 경우 나노 암페어 정도의 매우 적은 양의 전류만을 발생시킬 수 있었습니다.

나노선 소자의 성능은 단위면적당 집적될 수 있는 나노선 개수와 표면적에 비례하기 때문에 수평배열을 갖는 나노선 소자는 구조적인 특성으로는 얻어낼 수 있는 성능에 한계가 있습니다.

이러한 문제는 나노선을 기판 위에 고밀도로 수직정렬 시키면 해결할 수 있지만, 수직 정렬된 각각의 나노선 끝과 안정적으로 전기적 접촉을 성공시키기 위해서는 기술적 문제가 남아 있어 그동안 나노선 기반 첨단 소자의 상용화에 걸림돌로 작용되었습니다.

■ KRISS(한국표준과학연구원) 나노소재평가센터 이우 박사 연구팀이 대면적의 기판 위에 극미세 가닥 나노선을 수직으로 정렬해 만들고 안정적으로 전기적 접촉이 이루어지도록 하는 기술을 개발했습니다. 
 

연구팀은 수직 정렬된 나노선 상단에 구름다리 형태로 걸쳐진 2차원적 고분자 박막을 입히고, 그 위에 금속을 덧씌워 선택적으로 개별 나노선 사이에 안정적인 전기적 접촉이 이루어지도록 했습니다.

이를 통해 기존의 나노선을 수평으로 배열한 소자에 비해 단위면적당 나노선 집적도가 월등한 소자를 구현할 수 있고, 전류의 양 또한 100만 배 이상을 얻을 수 있었습니다. 

안정적으로 나노선 사이의 전기적인 접합을 구현한 이번 연구결과는 지금까지 수직 정렬된 나노선이 실질적으로 다양한 분야에 응용되기 위한 핵심기술로 평가받고 있습니다.

또한 물질의 종류에 상관없이 다양한 분야에 접목이 가능해 상용화를 위한 핵심기술로 평가받고 있습니다. 

연구팀은 열을 가하면 부드럽게 되어 다른 모양으로 바꿀 수 있는 열가소성을 가진 고분자 막이 특정 온도에서 액체형태로 완전히 녹지 않고 어느 정도의 유동성 만을 갖는다는 점에 주목했습니다.

또 개별 나노선 표면이 갖는 본래의 물리·화학적 특성은 변화시키지 않는다는 특징도 이용했습니다.

그 결과 수평정렬 나노선 소자에 비해 탁월한 성능을 갖는 수직정렬 나노선을 기반으로 한 기체분자 센서를 성공적으로 제작했고, 이 기술이 실질적으로 응용될 수 있음을 확인했습니다.

이 기술은 기존 반도체 소자 제작 공정에 비해 비용 및 시간 측면에서 매우 경제적이며, 다양한 나노선 물질에 적용될 수 있습니다.

이 수직 정렬 나노선으로 고효율 태양전지, 열전소자, 압전소자, LED 소자, 분자센서 등 다양한 첨단소자를 구현할 수 있을 전망입니다.

연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 나노선 기반 고효율 에너지수확 장치 개발 및 상용화를 추진 중입니다.

연구팀은  이번 연구개발에 앞서 실리콘 나노선의 결정학적 배향, 크기, 형상을 자유자재로 제어할 수 있는 원천기술을 개발해 세계적 권위의 나노기술 학술지인 나노레터스(Nano Letters), 에이씨에스 나노(ACS Nano) 등에 발표한 바 있습니다.

이번 연구는 세계적 권위의 재료 학술지인 '어드밴스드 머티리얼(Advanced Materials)' 05월 2일자에 게재되었습니다.

수직정렬 나노선 소자의 전기적 특성을 평가하고 있는 모습

한희 박사(왼쪽), 이우 박사(오른쪽)

 용  어  설  명

나노 암페어(nA) :
암페어는 전류의 단위로, 1 나노 암페어는 10억분의 1 암페어

금속유기골격구조체는 분자단위에서 같은 물질들이 일정한 규칙과 간격을 가지고 배열돼 생성되는 것이기 때문에, 1g 당 축구장과 같은 크기의 표면적을 가지고 있으며, 고용량의 물질 저장 능력과 빠른 물질 이동특성을 갖고 있습니다.

이는 많은 양의 물질을 내부에 저장할 수 있기 때문에  최근 다양한 종류의 차세대 저장체 연구에 필수 장비로 사용되고 있습니다.

그러나 현재까지 금속유기골격구조체는 7.0Å(100억 분의 1m) 크기의 아주 작은 단분자만을 사용했기 때문에 커다란 크기의 고분자 및 단백질의 저장에는 활용될 수 없었고, 단지 고용량 가스 저장체로서의 가능성만 입증된 상태였습니다.

또한 구조가 내부에서 서로 엇갈려 있어 큰 크기의 단백질을 저장하는 것은 사실상 불가능했습니다.

■ KAIST EEWS대학원 오마르 야기(Omar M. Yaghi)교수팀은 커다란 크기의 기공을 갖는 금속유기골격구조체를 개발해 여러 종류의 단백질을 고용량으로 저장할 수 있는 원천기술을 확보했습니다.

이번에 개발된 기술은 다양한 종류와 크기의 단백질을 저장 할 수 있어 ▲고용량 고집적의 신약 개발 ▲특정 바이러스 분리 물질 개발 ▲인체 내에서 악성 반응을 일으키는 특정 단백질의 선택적 제거 ▲특정 부위에서 작용하는 신약 수용체 개발 ▲희귀 고분자 단백질 영구 보존 등 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있습니다.

이와 함께 줄기세포를 포한한 모든 인체의 세포까지 선택적으로 분리하고 영구히 저장할 수 있어 난치병 치료나 생명연장을 위한 의학기반 기술 발전에도 큰 도움이 될 전망입니다.

야기(Yaghi) 교수팀은 커다란 크기의 분자들을 이용해 금속유기골격구조체를 만들고, 단백질처럼 아주 큰 물질을 구조체 내부에 일정하게 배열시켜 효율적으로 저장하는 방법을 고안해 세계 최초로 규칙적 분자구조체 내부에 비타민과 미오그로빈(Myoglobin) 같은 단백질을 고용량으로 저장하는데 성공했습니다.

또 5nm 이상의 크기를 가지는 분자체를 이용한 금속유기골격구조체를 개발하고, 금속유기골격구조체의 주기적인 기공을 처음으로 투과전자현미경을 이용해 관찰했습니다.

다른 길이의 분자를 사용하여 합성된 금속유기골격구조체를 보여주는 모식도. IRMOF-74-I 에서 IRMOF-74-XII 로 점점 연결된 벤젠 (benzene)숫자가 늘어나 기공의 크기가 원자단위에서 늘어가고 있다.

이번 연구는 그동안 불가능했던 큰 크기의 단백질 및 고분자들을 규칙적 배열을 가지는 다공성 물질을 개발해 고용량으로 저장하는 원천기술로, 고용량으로 집적된 단백질 약을 원하는 곳에 투여함과 동시에 제거해야 할 분자들을 선택적으로 흡수함으로써 난치병이나 희귀병 치료에 획기적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대받고 있습니다.

이번 연구는 오마르 야기(Omar M. Yaghi) 교수와 오사무 테라사키(Osamu Terasaki) 교수가 공동으로 수행했습니다.

이번 연구결과는 '사이언스(Science)' 5월호(25일자)에 게재되었습니다.

각각 다른 기공크기를 가지고 합성된 금속유기골격구조체에 다양한 크기의 단백질 및 고분자가 저장 될 수 있음을 역동적으로 나타내는 모식도

 용 어 설 명

금속유기골격구조체 :
금속과 유기물질을 사용하여 일정하게 배열된 구조를 가지는 골격체

단백질 :
아미노산이 펩타이드 결합을 하여 생긴 여러 개의 아미노산으로 이루어진 고분자 화합물.

다공성 물질 :
물질의 내부나 표면에 작은 구멍이 많이 있는 성질.

표면적 :
물질을 구성하고 있는 원자가 공간 내에서 규칙적으로 배열되어 생성된 겉넓이

메조포어 :
20~500Å 크기를 가지는 미세기공

투과전자현미경 :
고진공 하에서 아주 얇은 시편을 전자 빔을 이용해 원자 단위로 확대하여 볼 수 있는 장비

<Omar M. Yaghi 교수> 1. 인적사항 ○ 소  속 : KAIST 공과대학 EEWS대학원 ○ 연락처 : yaghi@kaist.ac.kr 2. 학    력 ○ State University of New York 학사 1984 ○ University of Illinois, Urbana 박사 1990 ○ Harvard University, Postdoctorial Fellow 1992 3. 경력사항 ○ 2010. 3.~현재 KAIST EEWS 대학원 교수 ○ 2012. 1.~현재 University of California, Berkeley 교수 4. 주요연구실적 ○ 2011 세계 인용횟수 2위의 화학자 선정 (Top one quarter of one percent of the most highly cited chemists (ranked number 2 of 6,548)) ○ 2008 AAAS Newcomb Cleveland Prize for most outstanding paper published in Science during 2006-2007 ○ 2007 세계 인용횟수 10위의 화학자 선정 (Top one quarter of one percent of the most highly cited chemists (ranked number 10 of 6,548)) ○ 2007 100 papers with over 100 citations per paper (1997-2007) ○ 2006 Listed among the "Brilliant 10" scientists and engineers 5. 출판 ○ 국외논문 150여편 게재 ○ Science 및 Nature 20편 게재 ○ 22개의 특허 보유

<Osamu Terasaki 교수> 1. 인적사항 ○ 소  속 : KAIST 공과대학 EEWS대학원 ○ 연락처 : 042-350-1711,           2. 학    력 ○ Tohoku University 학사 1965 ○ Tohoku University 석사 1967 ○ Tohoku University 박사 1982 3. 경력사항 ○ 2010. 3.~현재 현재 KAIST EEWS 대학원 교수 ○ 2003. 3.~2011. 9. Stockholm 대학 화학과 교수 ○ 1967. 2.~2003. 2. Tohoku 대학 교수 4. 주요수상경력 ○ 2008 Humboldt Research Award (Alexander von Humboldt Foundation) ○ 2007 The Donal W Breck Award, International Zeolite Association ○ 2001 The Best Paper Award, Japanese Society of Electron Microscopy. 5. 출판 ○ 300 편 이상의 국제 학술 논문 출판 ○ Science 및 Nature 14편 게재 ○ 저서 2권

한국천문연구원에 따르면 2012년 5월 21일 오전 6시 23분부터 8시 48분까지 우리나라 전역에서 부분일식이 관측됐습니다.

이날 가장 많이 가려지는 최대 부분식 시각은 오전 7시 32분(서울 기준)이며, 이 때 해의 약 80%가 달에 가려졌습니다.

이후 8시 48분까지 약 2시간 25분 동안 일식이 진행됐습니다.

일식은 해가 가려지는 정도를 기준으로 부분일식, 개기일식, 금환일식으로 구분됩니다.

부분일식은 해의 일부가 가려지는 경우, 개기일식은 해의 전부가 가려지는 경우입니다.

금환일식은 달의 공전 궤도상 지구와의 거리에 의해 해의 전부가 가려지지 않고 테두리가 남아 금반지처럼 보이는 경우입니다.

이날 일본 남부지역과 북태평양, 그리고 미 서부 지역 일부 등지에서는 금환일식이 관측됐습니다.

이전에 우리나라에서 볼 수 있었던 일식은 지난 2010년 1월15일 부분일식이었습니다.

우리나라에서 관측이 가능한 다음 일식은 4년 후인 2016년 3월 9일입니다.