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교육과학기술부와 한국연구재단은 2011년 10월 '이달의 과학기술자상' 수상자로 한국기계연구원 이학주(53) 박사를 선정했습니다.

이 박사는 10nm급 나노측정 원천기술을 개발해 국제표준기술로 채택되는 등 우리나라가 세계 나노측정기술 산업을 주도하는 계기를 마련하고, 그래핀을 이용한 초박막 고내구성의 나노고체윤활막을 개발한 공로를 인정받았습니다.

◆ 이 박사가 개발한 띠굽힘시험법을 이용한 박막의 인장 물성 측정 기술과 미소(微少) 기둥 압축시험법은 각각 지난 2월과 7월 국제전기기술위원회(IEC) 국제표준기술로 채택됐습니다.

띠굽힘시험법은 길이가 길고 너비와 두께가 얇은 마이크로 나노 구조물을 변형시키면서 하중과 변형을 간편하고 정확하게 측정하는 방법으로, 측정의 자동화는 물론 관련 제품의 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있는 획기적인 기술로 평가받고 있습니다.

지금까지 전 세계 연구자들은 물성의 정확한 측정을 위해 다양한 방법들을 개발해 왔으나, 보다 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 방법이 없어 물성의 가치를 정확히 측정하는데 어려움을 겪었습니다.

이 박사가 개발한 띠굽힘시험법과 미소 기둥 압축시험법이 국제표준으로 채택됨에 따라, 우리나라는 세계 나노측정기술 산업을 주도할 수 있는 계기를 마련하고, 또 상용화 촉진을 위한 기반을 구축했습니다.

◆이 박사는 지난 5월 10nm 이하의 두께로 강철의 100배 이상의 강도를 지닌 나노소재 그래핀을 이용해 매우 얇으면서도 내구성이 뛰어난 나노고체윤활막을 처음으로 개발했습니다.

이 박사는 화학기상증착(CVD)법으로 제조된 그래핀 고체윤활막이 기존에 고체윤활제로 널리 사용되고 있는 그라파이트와 비슷하게 마찰 저감 효과가 있음을 밝혀냈습니다.

이것은 공학적으로 응용할 수 있는 대면적 그래핀의 마찰 특성을 규명하고, 현존하는 가장 얇은 고체윤활제로 활용할 수 있는 가능성을 확인한 의미 있는 연구결과로 인정받아, 나노화학분야의 권위 있는 학술지인 ACS Nano지(IF=9.855) 2011년 5월호에 게재됐고, 나노과학 기술분야 인터넷 뉴스사이트에 스포트라이트 기사로 소개되기도 했습니다.

아울러 이 박사는 지난 30년간 재료구조, 특성, 시험 분야에 대한 연구를 꾸준히 진행했고, 최근 3년간 국제표준(2건 발간, 1건 제정 중, 2건 신규 제출), 논문게재(ACS Nano, MRS Bulletin 등 31건), 특허등록(25건), 기술이전(기술료 징수 4건) 등의 실적을 쌓았습니다.

이 박사의 연구결과로 축적된 350건의 물성측정 데이터는 웹 기반 데이터베이스로 구축돼 일반 국민에게 공개되고 있습니다.

◆이학주 박사 수상 소감
"정답을 모르는 상태에서 답을 찾기 위해 끊임없이 노력하고 새로운 길을 찾는데 함께한 연구원들과 10년 동안 연구에만 전념할 있는 환경을 마련해 주신 관계자 여러분들께 수상의 영광을 돌린다. 앞으로도 나노물성측정 결과를 데이터베이스화하여 나노제품 관련 국내 연구자와 기업들에게 제공함으로써 관련 연구와 제품 경쟁력 향상에 활용될 수 있도록 최선의 노력을 다하겠다."

posted by 글쓴이 과학이야기

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나노측정기술은 나노 크기 소재의 기계적, 전자기적, 광학 물성 등을 측정하고 평가하는 기술로, 나노공정기술을 실제 제품 생산에 적용할 때 필수적입니다.

한국기계연구원이 개발한 나노측정기술이 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission, IEC)의 국제표준 기술로 채택됐습니다.

이학주 박사

IEC는 한국기계연구원 이학주 박사팀이 개발한 나노측정기술 '띠굽힘시험법'이 미세전자기계시스템(MEMS) 분야 국제표준으로 선정하고, 이를 홈페이지(http://www.iec.ch)에 사전공표했습니다.

IEC 국제표준은 세계 3대 국제표준기구 중 하나인 국제전기기술위원회(IEC)에서 제정하는 통일된 국제 표준으로, 각국이 국가 표준을 제정할 때 이에 준거하도록 권고하고 있습니다.
 
우리나라에서 개발된 나노측정기술이 국제표준으로 공표된 것은 이번이 처음으로, 나노측정 원천기술의 국제표준 선취권을 확보함에 따라 우리나라가 세계 나노기술 기반 확립을 주도하는 계기를 마련하게 됐습니다.
   
IEC 국제표준명은  '띠굽힘 시험법을 이용한 박막의 인장물성 측정'(IEC 62047-8 Ed. 1.0)으로, 오는 4월 책자로 발간됩니다.

'띠굽힘시험법'은 길이가 길고 두께가 얇은 마이크로·나노 구조물을 변형시키며 하중 등을 간편하고 정확하게 측정하는 방법으로, 측정의 자동화는 물론 관련 제품들의 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있습니다.

이학주 박사는 "지금까지는 나노 구조물의 측정이 어려워 마이크로·나노 구조물 상용화에 걸림돌이 돼왔으나, 이번 국제표준 채택으로 신뢰성 문제 해결은 물론 우리나라가13조 5000억 원 규모의 세계 나노측정기술 산업을 주도하는 계기를 마련하게 됐다"고 밝혔습니다.

이학주 박사팀은 10 ㎚급 나노측정 원천기술을 보유하고 있으며, 이외에도 미소 기둥 압축시험법, 박막의 열팽창계수 측정법을 개발하는 등 박막의 기계적 물성 측정법 분야에서 기술표준원의 협조로 국제표준을 주도하고 있습니다.

                               <띠굽힘시험법>
 
○ 띠굽힘시험은 길이가 길고 두께가 얇은 구조물을 변형시키면서 하중과 변형을 측정하는 시험이다. 띠굽힘시험에서 사용하는 구조물은 축방향의 하중만 지탱하고 구조물의 길이에 비해 너비가 매우 작기 때문에 3차원적인 변형 대신 2차원적인 변형으로 단순화할 수 있는 형상을 지닌다. 

○ 띠굽힘시험에서 측정된 하중과 변위는 시편의 기하학적인 형상  정보를 이용해 응력과 변형률로 쉽게 환산된다. 띠굽힘시험에서는 축방향 하중의 영향으로 구조물 전체에 인장 하중이 지배적으로 발생한다. 따라서 인장시험을 모사할 수 있으며, 재료의 응력-변형률 관계를 얻을 수 있다.

○ 띠굽힘시험은 기존의 미소인장시험보다 훨씬 손쉽게 나노스케일에서의 자유지지 박막의 기계적 물성을 측정할 수 있는 방법으로, 현재 30 ㎚ 두께의 박막의 응력-변형률 관계를 성공적으로 측정했다.  


띠굽힘시험법의 개략도

띠굽힘시험용 시험기

띠굽힘시험용 시험편

나노박막의 응력-변형률 측정 결과



○'띠굽힘 시험법'은 2월 18일까지의 사전공표 기간을 마친 뒤 발간 작업에 착수해 오는 4월 1일 책으로 발간될 예정이다.
(참조: http://webstore.iec.ch/Webstore/webstore.nsf/Artnum_PK/999994771)

○'띠굽힘 시험법'은 지난 2007년 열린 IEC MEMS 분야 국제 표준화회의에서 신규 국제표준(안)으로 채택됐으며, 이후 이학주 박사를 중심으로 세계 각국의 전문가들로 구성된 작업반(working group)이 조직돼 지금까지 기술적인 의견수렴과 회원국들의 투표 등을 거쳤다.
(참조: http://www.iec.ch/cgi-bin/procgi.pl/www/iecwww.p?wwwlang=e&wwwprog=pro-det.p&progdb=db1&He=IEC&Pu=62047&Pa=8&Se=&Am=&Fr=&TR=&Ed=1.0)


posted by 글쓴이 과학이야기

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한국기계연구원은 2010년 최우수연구상 수상자로 이학주 책임연구원(금상)과 김현실 책임연구원(은상)을 각각 선정했습니다.

이학주 박사

김현실 박사


이학주 박사는 나노측정 원천기술 개발 및 국제표준화에 기여한 공로를 인정받았습니다.
 
김현실 박사는 차기 상륙함 등 국내 함정의 저소음 설계·해석기술을 개발해 함정의 생존성 향상에 기여했습니다.

한국기계연구원은 1993년부터 탁월한 연구성과를 거둬 과학기술계 및 산업계에 크게 기여하고 연구원의 명예를 드높인 연구자를 선정해 매년 최우수연구상을 수여해왔다.
 
최우수연구상 선정에는 연구원 내부 심사위원 1명과 외부 위원 4명 등 총 5명 참여하며, 상금은 금상 1000만 원, 은상 500만 원입니다.

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한국기계연구원 김동수 박사(선임연구본부장)와 이학주 박사(나노역학연구실 책임연구원)가  교육과학기술부와 한국과학기술기획평가원(KISTEP)이 주관하는 ‘국가연구개발사업 우수성과 100선’에 선정됐습니다.

올 해 우수성과 100선은 지난 2009년 국가연구개발사업 성과를 대상으로 총 16개 부·청에서 추천한 328건 가운데 선정위원회의 심층 평가를 거쳐 선정됐습니다.

  
‘기계·소재’ 분야에서는 총 17개의 우수성과가 선정됐습니다.
이 가운데 김동수 박사의 ‘나노박막 태양전지 생산용 롤(Roll) 프린팅 기술’과 이학주 박사의 ‘10㎚급 나노측정 원천기술’로 각각 우수성과에 꼽혔습니다.

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