우리얘기

광학 안테나는 휴대폰의 안테나가 전파를 수신하여 전기신호로 변환하고, 반대로 전기신호를 전파로 변환하여 송신하는 것처럼 빛을 수신하여 전자기장으로 변환하고, 그 반대의 역할도 수행할 수 있는 광학 소자입니다.

전파가 아닌 빛을 송수신하기 위해서는 안테나의 크기를 머리카락의 10만분의 1미터 수준으로 매우 작게 제작해야 합니다.

그러나 기존에 개발된 광학 안테나들은 파장의 범위가 매우 제한적이어서 한 가지 파장의 빛에서만 작동하기 때문에, 다양한 파장에서 송수신기 역할을 수행할 만큼 효율적이 못했습니다.

■ 완전결정(perfect crystal)은 원자배열이 전체 결정체에 완전히 조직적으로 된 결정으로 이상결정(ideal crystal)으로, 실제 자연환경에서는 거의 존재하지 않는 상태입니다.

완전결정 은(銀) 나노선을 이용해 모든 파장의 빛에 작동하는 광학 나노 안테나가 개발됐습니다.

■ KAIST 김봉수 교수와 서민교 교수, 강태준 박사(제1저자),고려대 박규환 교수팀은  기존 한 가지 파장의 빛에서만 작동하는 광학 나노 안테나의 한계를 극복하고, 모든 파장의 빛에서 반응하는 광학 나노 안테나 개발에 성공했습니다.

연구팀은 지금까지 활용하던 나노입자가 아닌 가시광 전 영역에서 작동하는 은(銀)을 사용해 다양한 파장에서 공명할 수 있는 나노선으로 광학 안테나를 제작, 모든 파장의 빛에서 은 나노선 안테나가 작동한다는 사실을 증명하였습니다.

이번 연구 결과는 태양광 발전 등에 핵심적으로 활용할 수 있는 효율 높은 안테나 개발에 새로운 가능성을 열었다는 평가를 받고 있습니다.  

김 교수팀이 합성한 은 나노선 안테나는 완벽한 결정구조를 가지면서도 결함이 없어 표면이 매끈하기 때문에, 모든 파장의 빛을 어떠한 손실 없이 송신하고 동시에 수신하여 효율을 극대화할 수 있습니다.
 
모든 파장의 빛을 손실 없이 송수신하기 위해서는 나노선 안테나의 표면에 아주 작은 결함도 없어야 합니다.

이에 연구팀은 800℃의 고온에서 아무 결함도 없는 완전결정 은 나노선을 만들었습니다.

은 나노선 안테나에 백색광을 비춰주면 빛을 송신하여 안테나 표면에 집중된 전자기장으로 변환시키고, 이 전자기장을 다시 여러 가지 파장의 빛으로 수신하여 마치 무지개와 같은 화려한 색상을 나타냅니다.

이번 연구성과인 은 나노선 안테나는 실제로 활용할 수 있는 광학 안테나 개발에 한 걸음 다가선 것으로, 태양광 발전 및 극미세 나노센서 등에 핵심기술로 사용될 수 있어 향후 나노-광-바이오산업에 선도적인 위치를 차지할 수 있을 것으로 기대받고 있습니다.

이번 연구결과는 나노과학 및 기술 분야의 권위 있는 학술지인 'Nano Letters'지에 4월 17일자로 게재되었습니다.
(논문명 : Rainbow Radiating Single-Crystal Ag Nanowire Nanoantenna)

 용  어  설  명

광학 나노 안테나
광학 나노 안테나는 빛을 수신하여 전자기장으로 변환하고 반대로 전자기장을 빛으로 변환하여 송신할 수 있는 나노미터 크기의 광학 소자로서, 태양광 발전과 같은 미래 산업 발전에 필수적인 역할을 수행할 것으로 기대되어 최근 주목받고 있다.

표면 플라즈몬 (Surface Plasmon)
표면 플라즈몬이란 빛과 전자가 결합되어 금속 표면을 따라 집단적으로 진동하는 파동을 말한다.
일반적으로 빛은 회절 한계에 의하여 파장보다 작은 크기로 집속할 수 없는데, 표면 플라즈몬을 이용하면 빛의 파장 이하의 작은 영역 (나노미터 수준)에서도 빛을 강하게 증폭시켜 집속할 수 있다.

완전결정(perfect crystal) 
원자배열이 전체 결정체에 완전히 조직적으로 된 결정으로 이상결정(ideal crystal)이라고도 부름. 실제 자연환경에서는 거의 존재하지 않는 상태임

나노선 
수십에서 수백 나노미터(10억분의 1미터)의 굵기를 갖는 반도체 물질로 이루어진 머리카락 형태의 나노 구조체

Nano Letters지
나노과학 및 나노기술 분야에서 세계적으로 권위 있는 학술지로, 나노 과학기술 전반에 걸쳐 최첨단 선도연구과제 중 가장 우수한 결과를 세계 학계에 널리 빠르게 알리기 위한 목적으로 미국 화학회에서 발행하는 학술지이다. (2010년도 SCI 피인용지수 : 12.219)

<김봉수 교수> 1. 인적사항  ○ 소 속 : 한국과학기술원 (KAIST) 화학과  | 2. 학력   1977 - 1981  서울대학교 화학과 학사   1981 - 1983  서울대학교 화학과 석사     1984 - 1990  미국 University of California, Berkeley 화학과 박사 3. 경력사항   1990 - 1994  일본분자과학연구소 협력연구원   1994 - 1996  경북대학교 화학교육과 조교수   1996 - 현재  한국과학기술원 (KAIST) 화학과 조교수, 부교수, 교수 4. 전문 분야 정보 - SCI 논문 130여 편, 국내외 특허 출원/등록 40여건 5. 수상 경력 2011 대한화학회 학술상 2011 올해의 100대 우수과학기술연구 2010 교육과학기술부 우수연구성과 50선 2010 한국과학기술원 (KAIST) 학술상 2008 교육과학기술부 우수연구성과 50선

<박규환 교수> 1. 인적사항  ○ 소 속 : 고려대학교 물리학과   2. 학력   1978 - 1982  서울대학교 물리학과 학사   1982 - 1987  미국 Brandeis University 물리학과 박사 3. 경력사항   1987 ? 1988  미국 Brandeis University 박사후연구원   1988 ? 1990  미국 University of Maryland 연구원   1990 ? 1992  영국 University of cambridge 연구원   1992 - 2001  경희대학교 물리학과 조교수, 부교수   2002 - 현재  고려대학교 물리학과 교수 4. 수상 경력 2010 올해의 성도광과학상

<서민교 교수> 1. 인적사항  ○ 소 속 : 한국과학기술원 (KAIST) 물리학과 2. 학력   1999 - 2003  한국과학기술원 (KAIST) 물리학과 학사   2003 - 2005  한국과학기술원 (KAIST) 물리학과 석사   2005 - 2009  한국과학기술원 (KAIST) 물리학과 박사   3. 경력사항   2009 - 2009  고려대학교 연구교수   2009 - 2010  미국 Stanford University 박사후연구원   2011 - 현재  한국과학기술원 (KAIST) 물리학과 조교수

<강태준 박사> 1. 인적사항  ○ 소 속 : 한국과학기술원 (KAIST) 화학과 2. 학력   2000 - 2004  한국과학기술원 (KAIST) 화학과 학사   2004 - 2010  한국과학기술원 (KAIST) 화학과 박사   3. 경력사항   2010 - 현재  한국과학기술원 (KAIST) 박사후연구원 4. 수상 경력 2011 7회 삼성전기 1nside 논문 대상 은상

첨단기술이 집약된 '바이오칩'은 혈액 몇 방울로 집에서도 암을 포함한 모든 질환을 진단할 수 있는 기반이 됩니다.

나노플라즈모닉스는 금속나노구조표면에 빛을 집광시켜 특정파장의 세기를 크게 향상 시킬 수 있는 나노광학 분야로, 최근 DNA, 단백질, 항체 또는 세포 등을 감지하는 위한 바이오칩 개발에 필수적인 기술입니다.

그러나 사람 머리카락의 1/1000의 크기를 갖는 금속나노구조를 넓은 면적의 유리기판에 균일하게 제작하는 것이 어려워 바이오칩 상용화에 걸림돌이 되어왔습니다.

■ KAIST 바이오및뇌공학과 정기훈 교수와 오영재 박사과정생(제1저자)은 3차원 나노플라즈모닉스 구조를 이용해 검출가능 한계를 수십 배 이상 향상시킨 초고감도 바이오칩 양산기술 개발에 성공했습니다.

유리기판에 넓은 면적으로 제작된 나노플라즈모닉 기판

정 교수팀은 유리기판 위에 은나노 필름을 입히고 열을 가해 은나노섬을 만들었습니다.

그리고 반도체에 적용되는 식각공정을 이용해 3차원 금속나노구조를 유리기판에 균일하게 형성하고 나서 은나노 입자를 증착시켰습니다.

나노플라즈모닉 기판의 전자현미경 사진(단면도) 및 전자기장 시뮬레이션. 전자현미경 사진은 3차원적인 금속나노구조가 형성된 것을 보여주고 있으며 이를 통해 나노미터 수준의 갭(gap)을 가진 구조를 설계해 국소 전자기장 극대화를 통해 라만분광 신호 증가를 유도하였음. 시뮬레이션은 나노갭에서 강화된 전자기장을 나타냄.

초고감도 나노플라즈모닉 기판의 대면적(직경4인치) 나노공정 순서도.a) 은나노섬을 증착해 식각과정의 마스크로 사용. b) 식각과정을 통한 유리 나노필라어레이(glass nanopillar arrays) 형성c) 증착을 통한 다수의 나노갭을 가지는 나노플라즈모닉 구조 형성.

이 구조는 나노플라즈모닉 현상을 유발하는 다수의 나노갭을 갖고 있어 입사되는 빛의 세기를 수십배 향상시킬 수 있습니다.

또한 상용화중인 반도체 증착공정을 그대로 사용 가능하기 때문에 즉시 양산기술에 적용할 수 있습니다.

정 교수팀은 유리기판위에 표면강화라만분광기술을 접목해 별도의 형광물질 없이 나노몰 수준의 DNA 염기 4종류를 1초 안에 구분했습니다.

이번에 개발된 기술은 향후 실시간 초고감도 DNA 분석은 물론, 신약개발용 약물 스크리닝 등 다양한 질환의 조기진단기술에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대받고 있습니다.

이번 연구결과는 재료 및 나노분야 세계적 학술지인 '어드밴드스 머터리얼스(Advanced Materials)' 5월호(2일자) 표지논문으로 선정됐습니다.

좌측 : 정기훈 교수, 우측 : 오영재 박사과정(제1저자)

 용  어  설  명

라만 분광 (Raman Spectroscopy)
빛(광자)이 입자에 의해 산란될 때 발생하는 비탄성 산란 현상. 이 과정에서 빛의 에너지가 변화하며 생체분자(biomolecules) 또한 산란과정에서 고유의 라만산란(에너지 변화)을 나타내므로 이를 분광학적으로 분석하여 분자 검출 및 분석에 응용이 가능. 

나노플라즈모닉스 
금속나노구조는 빛이 입사될 때 표면의 자유전자가 광자(photons)에 반응하여 진동하고, 입사되는 빛 중 특정파장의 세기를 크게 향상 시킬 수 있다.
이러한 물리적 현상은 다루는 나노광학분야를 나노플라즈모닉스라고 불리우며, 금속나노구조를 이용한 국부적으로 강화된 빛의 세기를 이용한 다양한  응용분야가 최근 활발히 개발 중이다.

표면증강라만분광 (Surface-enhanced Raman Spectroscopy)
라만 분광은 일반적으로 신호가 작아 생체분자 검출이 어렵다는 단점이 있다.
이를 나노플라즈모닉스 기술을 이용하여 금속나노구조 근처에서 강화된 빛의 세기를 통해 라만산란 신호를 극대화하여 검출능을 향상시키는 기술을 표면증강라만분광기술이라고 한다.

무지개나 공작새 날개깃의 영롱한 색은 투명한 물질들의 주기적인 구조에 의해 반사와 간섭을 거치면서 만들어지는 '구조색'입니다.

구조색은 매우 밝고, 보는 각도에 따라 색이 바뀌는 특징이 있습니다.

몰포나비(Morpho Rhetenor)

반면 몰포나비의 날개는 밝은 구조 색을 가지면서도 다양한 각도에서 똑같은 푸른 빛깔을 냅니다.

이는 질서와 무질서를 동시에 포함하는 몰포나비 날개의 독특한 구조 때문입니다.

몰포나비의 날개 구조는 1㎛ 수준에서 관찰하면 주기적인 질서를 갖고 있는 것처럼 보이지만, 100㎚ 수준에서 보면 주기성을 상쇄시킬 수 있는 무질서함을 구조 속에 포함하고 있습니다.

그동안 학계에서는 나노미터 수준에서 질서와 무질서를 동시에 포함하는 구조를 완벽히 재현하는 데에는 아무도 성공하지 못했습니다.

■ KAIST 물리학과 신중훈 교수팀은 몰포나비와 같이 무질서와 질서를 동시에 포함하는 구조를 유리구슬을 이용해 완벽하면서도 대면적으로 재현하는 데 성공했습니다.

신 교수팀은 이번 연구를 통해 다양한 크기를 갖는 수백 ㎚ 크기의 유리구슬을 임의로 배열해 무질서함을 구현했고, 배열된 유리구슬 위에 반도체 증착 방법을 통해 주기적인 박막을 쌓아 넓은 면적의 몰포나비의 구조를 만들었습니다.

몰포나비를 모방해 연구팀이 만든 박막. 플렉서블하면서도 크게 만들 수 있다.

몰포나비를 모방해 연구팀이 만든 박막. 다양한 색깔을 구현할 수 있다.

새롭게 개발된 박막은 몰포나비의 색과 밝기의 재현을 넘어 실제 몰포나비 보다도 각도에 따른 색의 변화가 훨씬 더 적은 우수한 성질을 지니고 있습니다.

연구진은 또 이 박막을 얇은 플라스틱 필름 안에 파묻음으로써 몰포나비보다 더 우수한 성질을 유지하면서도, 더욱 견고하고 종이처럼 접을 수 있는 신개념 재료를 세계 최초로 구현했습니다.

이번 연구 성과는 최근 각광받고 있는 생체모사 기술의 대표적 성공사례로, 구조색을 이용하는 반사형 디스플레이 뿐만 아니라 센서, 패션 등 매우 다양한 분야에서도 응용될 수 있을 것으로 전망됩니다.

실례로 외부 빛을 반사시켜 화면을 출력하는 반사형 디스플레이를 구현할 수 있는 원천기술로, 밝으면서도 전력소모가 매우 적은 디스플레이를 만드는데 활용될 수 있습니다.

기존 디스플레이에서는 대부분의 전력을 화면 출력에 필요한 빛을 만드는데 쓰는데, 반사형 디스플레이는 화면을 출력시키는 전력이 필요 없이 외부 빛을 이용하기 때문에 에너지효율을 크게 증가시킬 수 있다.

또 이 기술을 이용해 지폐의 부분 노출 은선을 만들어 위조나 복제가 어려운 화폐를 만들 수도 있습니다.

만원권의 부분노출 은선은 청회색 특수 필름 띠로, 여러 개의 태극무늬가 사방 연속으로 새겨져 있으며 은행권을 상하로 움직이면 태극무늬가 좌우로, 은행권을 좌우로 움직이면 태극무늬가 상하로 움직이는 것처럼 보이는데, 연구팀이 개발한 나노 구조를 이용해서 만들 수도 있다.

이 밖에 기존의 색소와 다르게 번쩍거리는 느낌을 주기 때문에 핸드폰이나 지갑 등의 코팅재로도 활용될 전망입니다.

이번 연구는 KAIST 신중훈 교수와 정경재 박사과정생(제1저자), 서울대 전자과 박남규 교수, 삼성 종기원 등이 공동으로 수행했습니다.

연구결과는 재료분야 최고 권위 저널 중 하나인 어스밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)지 온라인 판에 게재됐고 5월 8일자 내부 표지논문으로 게재될 예정입니다.

또 5월 3일자 네이처(Nature)지에 주목받는 연구(Research Highlights)로 소개되었습니다.
 

몰포나비 날개를 확대해서 전자현미경으로 찍은 사진(왼쪽)과 이를 모방해서 연구팀이 만든 구조(오른쪽). 선반모양의 기둥이 세로방향에서 나란히 배열되지 않고 임의적으로 배열돼 있다.

 용  어  설  명

반사형 디스플레이 :
별도의 광원 없이 외부의 빛(외광)을 이용해 정보를 표시하는 디스플레이.

구조색 :
나노 구조에서 일어나는 반사와 간섭의 결과로 생긴 색. 염료나 발광체 등에 의해 나타나는 색이 아니다.

몰포나비 :
남부와 중부 아메리카에서 주로 서식하는 나비 종. 80여 가지가 있으며 주로 파란 계열의 색을 띤다.
색이 좋기 때문에 관상용 및 전시용으로 많이 쓰인다.

반도체 증착 :
반도체 증착은 나노미터 크기의 매우 얇은 박막을 만드는 과정이다.
크게 화학적 증착 방법과 물리적 증착 방법이 있다. 대표적 화학적 증착 방법은 가스를 흘리면서 반응을 일으켜 박막을 만든다.
물리적 증착 방법은 이미 만들어진 물질을 플라즈마 등을 이용하여 원자 단위로 떼어내어 박막으로 만든다.

<신중훈 교수> 1. 인적사항 ○ 소  속 : KAIST 이과대학 나노과학기술대학원, 물리학과  http://spl.kaist.ac.kr 2. 학    력 ○ Harvard University 물리학과 학사 1989 ○ Caltech 응용물리학과 박사 1994 3. 경력사항 ○ 2008. 6.~현재 KAIST 나노과학기술대학원 책임교수 ○ 1996. 9.~현재 KAIST 물리학과 교수 ○ 1994. 1.~1995. 1. 네덜란드 FOM-Institute for Atomic and Molecular Physics 박사 후 연구원 ○ 1989. 9.~1993.12 Caltech 연구조교 4. 주요연구실적 ○ 2011 연구상, KAIST ○ 2009 공적상, KAIST ○ 2006 대통령 표창, MOST ○ 2005 SBS 문화재단 교수 해외연구 지원상, SBS Foundation ○ 2004 젊은과학자상, 한림원 5. 출판 ○ 국외논문 90여편 게재 ○ 저서 2권 ○ 16개의 국내 특허, 8개의 해외 특허 보유

기질(substrate)은 효소와 특이적으로 결합하여 화학반응을 일으키는 분자입니다.

세포는 시시각각 변하는 환경에 대응하여 필요한 단백질들을 생산 또는 폐기하고 재활용하는 정교한 시스템을 갖고 있지만, 만일 이 과정에서 오류가 생기면 '질병'으로 이어지게 됩니다.

따라서 단백질 분해를 조절하는 E3 효소와 기질 간의 관계를 파악하면 관련 질병을 치료하거나 예방할 수 있는 길이 열리게 됩니다.

E3 효소는 단백질 분해의 80%를 담당하는 것으로 알려져 수많은 질병이 관련되어 있을 것으로 예측되고 있습니다.

그러나 E3 효소와 기질 간의 정보들이 개별 논문과 DB에 흩어져 있어, 단백질 분해 조절과 관련된 세포의 기능과 질병의 특성을 종합적으로 분석할 수 없었습니다.

이 같은 단백질의 분해를 조절하는 효소와 기질에 대한 관계정보를 담은 바이오마커  발굴 시스템이 국내 연구진에 의해 개발돼 고부가가치의 새로운 바이오마커 개발 가능성을 열었습니다.

바이오마커(Biomarker)는 유전자나 단백질 등에서 유래된 특이한 패턴의 분자적 정보로, 유전적 또는 후천적 영향으로 발생한 신체의 변화를 감지할 수 있는 생물표지인자입니다.

■ KAIST 이관수 교수팀은 세계 바이오 관련 DB와 약 2만 편의 논문으로부터 정보를 추출해 단백질 분해를 조절하는 E3 효소와 기질들 간의 네트워크를 집대성하고, 이와 관련된 세포의 기능과 질병을 분석하는 'E3Net' 시스템을 개발했습니다.

이 교수팀은 모든 E3 효소 2201개와 기질 4896개, 그리고 이에 대한 조절관계 1671개에 대한 정보를 통합해 E3 효소 조절 네트워크 내에 존재하는 관련 세포의 기능과 질병을 시스템적으로 분석할 수 있는 E3Net을 구축했습니다.

이 네트워크는 지금까지 구축된 조절정보를 모두 합친 것보다 무려 10배나 많은 방대한 양으로, E3 효소가 독자적 또는 협력해서 조절하는 세포의 기능과 관련 질병을 정확히 파악할 수 있는 토대가 마련된 첫 사례입니다.

E3Net을 이용하면 각각의 질병과 관련된 단백질들의 분해조절을 담당하는 E3 효소들을 찾을 수 있고, 분해조절 원리와 세포기능 네트워크를 함께 파악하여 질병의 발생 원인이나 환자에 적합한 맞춤형 치료방법을 제공할 수 있는 바이오마커를 발굴할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

실제 연구팀은 E3Net을 활용해 암이나 뇌심혈관 질환 및 당뇨병 등 현대인의 대표적 질환과 관련된 E3 바이오마커 후보 수십 개를 새롭게 발견하는 등 눈에 띄는 성과를 거두었고, 현재 이를 검증할 후속 연구를 계획 중입니다.

이번 연구결과로 E3 효소와 관련된 단백질 분해조절의 네트워크가 구축되고, 이 네트워크에 존재하는 세포의 기능과 질병의 특이성을 시스템적으로 분석할 수 있게 됨에 따라, E3 효소와 관련된 세포의 기능 연구와 질병 연구에 새로운 전기가 마련될 전망입니다.

이번 연구는 이관수 교수가 주도하고, 한영웅 박사과정생, 이호동 박사 및 박종철 교수가 참여했습니다.

연구결과는 단백질체 연구 분야의 권위 있는 학술지인 'Molecular and Cellular Proteomics'지 4월호(4월 1일자)에 게재되었습니다.
(논문명: A system for exploring E3-mediated regulatory networks of cellular functions)

E3 효소에 의한 단백질 분해 및 세포 내 기능 조절 네트워크 모식도. 본 연구에서 구축한 E3Net을 통해 다양한 E3 (중앙의 원들)들이 독립적으로 또는 협력하여 조절하는 단백질들 (직사각형들)의 네트워크를 파악할 수 있고, 이들이 관련된 세포 기능과 질병들 (외부 띠에 표현됨)을 알 수 있다.

중요 바이오마커 인 P53 단백질의 분해조절에 관련된 E3 네트워크 예시. E3Net을 분석한 결과에 의하면 대표적인 종양 억제 단백질인 P53는 23개의 E3 효소에 의해 유비퀴틴화된다. P53를 조절하는 23개의 E3 효소는 P53 외 다른 기질의 분해도 함께 조절하는데, 해당 E3 효소들은 DNA 손상, 전사, 세포 사멸 등 P53의 기능과 관련된 3가지 세포 기능에 연관된 단백질 그룹을 협력하여 조절하는 것으로 나타났다.

 용  어  설  명

유비퀴틴화(Ubiquitination) :
유비퀴틴은 76개의 아미노산으로 이루어진 작은 단백질로 다른 단백질에 결합함으로써 단백질의 분해를 촉진하는데 이를 '유비퀴틴화'라고 한다.

E3 효소(E3 ligase; Ubiquitin protein ligase) :
유비퀴틴은 세 종류의 단백질 E1, E2, E3의 순차적인 작용에 의해 기질에 결합하게 된다. E3 효소는 유비퀴틴을 기질에 붙게 하는 마지막 단계의 효소로서 세포 내 특정 단백질에 결합하여 기질의 특이성을 결정한다.

텍스트 마이닝(Text-mining) :
비정형 데이터인 서면 자료로부터 유용한 정보 혹은 지식을 자동으로 추출하는 기법을 의미한다.

바이오마커(Biomarker) :
유전자, 단백질 등에서 유래된 특이한 패턴의 분자적 정보로, 유전적?후천적 영향으로 발생한 신체의 변화를 감지할 수 있는 생물표지인자

기질(substrate) :
효소와 특이적으로 결합하여 화학반응을 일으키는 분자로, 소화작용은 우리의 몸속에서 일어나는 효소와 기질간의 반응의 대표적인 사례

Molecular & Cellular Proteomics :
단백질체 연구 분야에서 최고의 권위를 인정받고 있는 대표과학전문지 (인용지수: 8.354)

<이관수 교수> 1. 인적사항  ○ 소   속 : 한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과  ○ 웹사이트: http://bisyn.kaist.ac.kr 2. 학력   1984 - 1988    서울대학교 동물학 학사   1988 - 1990    한국과학기술원(KAIST) 생물공학 석사   1990 - 1993    한국과학기술원(KAIST) 생물공학 박사   3. 경력사항   1993 - 1994 한국생명공학연구원(KRIBB) 연구원   1994 - 1996 한국기초과학지원원구원(KBSI) 연구원   1996 - 1999 University of North Carolina 연구원   1999 - 2001 University of Toronto 연구원   2001 - 2002 Affinium Pharmaceuticals Inc. 책임연구원   2002 - 2009     한국정보통신대학교 공학부 조교수, 부교수   2009 - 현재 한국과학기술원 바이오및뇌공학과 부교수 4. 주요 논문업적  - 생물정보학, 시스템스 생물학, 단백질 구조생물학 및 합성생물학 분야의 통합 연구를 지향하며 35편의 SCI 급 논문 게재. 아래는 최근 3년간 SCI 논문 업적.    ○ Y. Han, H.D. Lee, J.C. Park and G.S. Yi (2012) "E3Net: A system for exploring E3-mediated regulatory networks of cellular functions" Mol. Cell. Proteomics 11(4) O111.014076  ○ C.Y. Kang and G.S. Yi (2011) "Identification of ubiquitin/ubiquitin-like protein modification from tandem mass spectra with various PTMs" BMC Bioinformatics 12 Suppl 13:S8  ○ D.H. Lee, J.H. Ha, Y. Kim, K.H. Bae, J.Y. Park, W.S. Choi, H.S. Yoon, S.G. Park, B.C. Park, G.S. Yi and S.W. Chi (2011) "Interaction of a putative BH3 domain of clusterin with anti-apoptotic Bcl-2 family proteins as revealed by NMR spectroscopy" Biochem. Biophys. Res. Commun. 408(4), 541-547  ○ N. Kim, J.C. Yoo, J.Y. Han, E.M. Hwang, Y.S. Kim, E.Y. Jeong, C.H. Sun, G.S. Yi, G.S. Roh, H.J. Kim, S.S. Kang, G.J. Cho, J.Y. Park and W.S. Choi (2011) "Human nuclear clusterin mediates apoptosis by interacting with Bcl-XL through C-terminal coiled coil domain" J. Cell. Physiol. 227(3) 1157-1167  ○ D. Na, S. Lee, G.S. Yi and D. Lee (2011) "Synthetic inter-species cooperation of host and virus for targeted genetic evolution", J. Biotechnol. 153(1-2), 35-42  ○ T. Yun, T. Hwang, K. Cha and G.S. Yi (2010) "CLIC: Clustering analysis of Large microarray datasets with Individual dimension-based Clustering", Nucleic Acids Res. 38: W246-W253.  ○ C.H. Sun, T. Hwang, K. Oh and G.S. Yi (2010) "DynaMod: Dynamic Functional Modularity Analysis." Nucleic Acids Res. 38: W103-W108.  ○ E. Kim, E.M. Hwang, O. Yarishikin, J.C. Yoo, D. Kim, N. Park, M. Cho, Y.S. Lee, C.H. Sun, G.S. Yi, J. Yoo, D. Kang, J. Han, S.G. Hong and J.Y. Park (2010) "Enhancement of TREK1 channel surface expression by protein-protein interaction with beta-COP" Biochem. Biophys. Res. Commun. 395(2), 244-250  ○ T. Hwang, C.H. Sun, T. Yun and G.S. Yi (2010) "FiGS: a filter-based gene selection workbench for microarray data" BMC Bioinformatics 11:50  ○ S.W. Chi, J. Kim, G.S. Yi, H.J. Hong and S.E. Ryu (2009) "Broadly neutralizing anti-HBV antibody binds to non-epitope regions of preS1" FEBS Lett. 583(18), 3095-3100  ○ C.H. Sun, M.S. Kim, Y. Han and G.S. Yi (2009) "COFECO: Composite Function Annotation Enriched by Protein Complex Data." Nucleic Acids Res. 37: W350-W355

한국기초과학지원연구원 물성과학연구부 허윤석 박사와 최봉길 박사 연구팀이  KAIST EEWS 대학원 최장욱 교수팀과 공동으로 엠보싱 공정을 도입한 3차원 다공성 그래핀 필름제작기술 개발에 세계 최초로 성공했습니다.

이에 따라 전기화학적 특성이 우수한 차세대 고성능 에너지 저장소자의 전극활물질 상용화를 앞당기는 토대가 마련됐습니다.

이번 연구성과는 폴리스티렌(PS) 입자를 이용한 엠보싱 공정으로, 표면적은 넓히면서 전기전도도를 높이고, 동시에 기계적 물성까지 우수한 세계 최초의 '3차원 다공성 그래핀 필름 제조 기술'입니다.

3차원 다공성 그래핀 필름의 주사전자현미경 (SEM) 이미지.

연구팀은 그래핀 시트 사이에서 PS 입자의 삽입하고 다시 제거하는 과정을 통해 기공 구조를 만들어 그래핀의 재적층(restacking)을 효과적으로 제어했습니다.

연구팀은 PS 입자 제거 후에도 기공을 둘러싸고 있는 multi-layered 그래핀 층과 서로 연결된 기공구조에 의하여 전체 기공구조가 무너지지 않는 것을 확인했습니다.

또 sacrificial template을 이용한 PS 입자들의 크기에 따라 다공성 그래핀 필름의 기공크기를 100 nm에서 2μm까지 손쉽게 조절이 가능하단 사실도 발견했습니다.

엠보싱 기술을 이용한 3차원 다공성 그래핀 필름 제조공정

지금까지 2차원 그래핀 필름을 3차원 다공성 그래핀 필름으로 제작하기 위한 여러 시도들이 있었지만, 이번 연구처럼 기공 크기조절이 자유로운 3차원 다공성 그래핀 필름을 free standing film으로 제작할 수 있는 기술은 세계 최초입니다.

연구팀은 또 전기화학적, 기계적 특성이 우수한 다공성 그래핀 필름을 에너지 저장소자중의 하나인 슈퍼캐패시터의 전극물질로 활용할 소자제작 및 성능분석을 수행했습니다.

지금까지 그래핀의 반데르 발스 힘에 의한 응집현상으로 슈퍼캐패시터의 전극활물질로의 응용이 제한적이었습니다.

그러나 이번 연구를 통해 다공성 그래핀 필름 제조에 성공함으로써 재적층 현상을 제어하고 전기화학적 특성을 향상 시킬 수 있었습니다.

특히 제조된 다공성 그래핀 필름은 넓은 비표면적과 향상된 전하이동 특성을 나타냈고, 이를 통하여 고출력 에너지 저장전극 재료로 활용할 수 있게 됐습니다.

3차원 다공성 그래핀 필름을 이용한 비대칭 슈퍼캐패시터 소자의 구현.

슈퍼캐패시터의 성능을 결정하는 중요한 지표는 충전, 방전 속도와 사이클 수명입니다.

연구팀은 다양한 순환전위전류 속도 내에서 비정전용량을 측정해 3차원 다공성 그래핀 필름이 2차원 그래핀 적층시료에 비해 충전 및 방전 속도가 향상됨을 확인했습니다.

이는 순환전위전류 속도 내에서 전해질의 이온들이 충분히 빠르게 기공 속으로 전달되어 빠르게 그래핀 표면 위에서 전하들이 저장되었기 때문입니다.

또 일정 전류밀도 내에서 1000 cycles의 충전 및 방전 실험을 실시, 다공성 그래핀 필름이 1000 cycles 동안 비정전용량이 거의 감소되지 않고 안정적인 충전 및 방전 수명을 나타낸 것으로 확인됐습니다.

이번 연구는 향후 그래핀 기반의 다양한 전기화학적 소자의 전극물질에 적극 활용될 전망입니다.

이번 연구결과는 나노과학 분야 최고 권위지인 'ACS Nano 誌'의 4월 24일자 인터넷판에 게재되었습니다.
(논문명 : 3D Macroporous Graphene Frameworks for Supercapacitors with High Energy and Power Densities, IF=9.855)

 용  어  설  명

3차원 다공성 그래핀 필름 제조를 위한 엠보싱 기술 :
엠보싱(Embossing) 가공은 천이나 직물 표면에 틀을 이용하여 열과 압력을 가해  올록볼록한 형태의 모양을 나타내는 과정이다.
본 연구에서는 그래핀 시트들을 폴리스티렌(polystyrene) 입자 틀에 둘러 싼 후, 폴리스티렌입자들을 제거함으로써 볼록한 형태의 그래핀 필름을 제조하였다.

슈퍼캐패시터 : 
슈퍼캐패시터는 캐패시터(콘덴서)의 성능 중 특히 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 것으로서, 충전지 형태로 사용하는 부품이다.
전자 회로에 사용되는 캐패시터는 전기적으로 충전지와 같은 기능을 가지며, 전력을 모아서 필요에 따라 방출한다.
슈퍼캐패시터는 전자 회로를 안정되게 동작시키기 위해서 반드시 필요한 부품중의 하나이며, 충·방전을 반복하는 환경에서 오랜 시간이 경과해도 안정적으로 동작하는 특징을 가지고 있다.  

허윤석 박사(선임연구원)

최봉길 박사(박사후 연구원)

테라헤르츠파(THz)는 100GHz에서 30THz 범위의 주파수를 갖는 전자기파로, 가시광선이나 적외선보다 파장이 길어 X선처럼 투과력이 강할 뿐 아니라 X선보다 에너지가 낮아 인체에 해를 입히지 않습니다.

이러한 특성으로 X-ray처럼 물체의 내부를 투과해 볼 수 있으며, 주파수 내에서 특정 영역을 흡수하기 때문에, X선으로는 탐지하지 못하는 우편물 등에 숨겨진 폭발물이나 마약을 찾아낼 수 있고, 가짜약도 판별해낼 수 있습니다.

또한, 분광정보를 통해 물질의 고유한 성질을 특별한 화학적 처리 없이 분석할 수 있어 인체에 손상이나 고통을 주지 않고도 상피암 등 피부 표면에 발생하는 질병을 효과적으로 즉시 확인할 수 있습니다.

이러한 특성을 이용해 휴대용 투시카메라나 소형 바이오 진단시스템 등 다양한 분야에 응용될 수 있기 때문에 테라헤르츠파는 광학계의 블루오션이라 불립니다.

그러나 출력이 부족해 바이오센서 등 다양한 분야의 상용화에 어려움이 있어 그동안 과학자들이 출력을 증폭시키기 위한 많은 노력들이 이어졌습니다.

■ KAIST 바이오 및 뇌 공학과 정기훈 교수팀은 광학나노안테나 기술을 접목해 테라헤르츠파의 출력을 기존보다 최대 3배 증폭시키는 데 성공했습니다.

테라헤르츠파는 펨토초(10의 -15승 초) 펄스레이저를 광전도 안테나가 형성된 반도체기판에 쪼여주면 피코초(10의 -12승 초) 펄스 광전류가 흐르면서 발생됩니다.

정 교수팀은 광전도안테나 사이에 금 나노막대로 구성된 광학나노안테나를 추가하고 구조를 최적화했습니다.

나노안테나를갖는THz 발생기 전자현미경사진: 광학나노안테나가 집적된 테라헤르츠 생성소자의 전자현미경 이미지.

NP-PCA 개념도: 광학나노안테나가 집적된 테라헤르츠 생성 소자의 개념도. 테라헤르츠 광전도 안테나 사이의 집적된 광학나노안테나에 의해, 광전류 펄스를 생성하는 펨토초 광펄스의 세기가 기판 표면에서 증가한다. 이를 통해 기존 테라헤르츠 생성소자의 테라헤르츠 출력 파워를 증가 시킬 수 있다.

그 결과 광전도기판에 나노플라즈모닉 공명현상이 발생되면서 광전류 펄스가 집적도가 높아져 출력이 최대 3배까지 증폭됐습니다.

이에 따라 물체의 내부를 더욱 선명하게 볼 수 있을 뿐만 아니라 생검을 하지 않고도 좋은 영상과 함께 성분 분석이 가능해졌습니다.

이번에 개발한 원천기술을 테라헤르츠파 소자 소형화 기술과 결합해 내시경에 응용하면 상피암을 조기에 감지할 수 있고, 향후 바이오센서 시스템을 구축해 상용화도 가능할 전망입니다.

이번 연구는 바이오및뇌공학과 박상길 박사과정, 진경환 박사과정, 예종철 교수, 이민우 박사과정, 물리학과 안재욱 교수 등이 공동으로 수행했고, 연구결과는 나노분야 세계적 학술지 'ACS Nano' 3월호(27일자)에 게재됐습니다.

한편 2011년 총 8370만 달러의 시장규모를 기록한 테라헤르츠파 디바이스 시장은 오는 2016년에는 1만 2700만 달러 규모로 성장할 것으로 예측되며, 이후 시장의 다양화로 2021년까지 연평균 35%의 성장률을, 2021년에는 5만 7000만 달러의 시장규모를 형성할 것으로 예상되고 있습니다.

나노안테나를갖는THz 발생기모식도 : 광학나노안테나에 의한 증가되는 테라헤르츠 파 출력의 가상도.

 용  어  설  명


테라헤르츠 파(Terahertz wave) :
100 GHz~30 THz의 주파수를 가지는 전자기파. 기가=109(십억), 테라=1012(일조)

광자공학 (Photonics) :
빛의 생성, 방출, 전송, 변조, 신호처리, 스위칭, 증폭, 탐지 및 감지를 포함하는 학문으로 입자(particle)로도 파(wave)로도 설명 할 수 없는 빛의 이중성을 광자로 표현한다.

유전물질 (dielectric material) :
전기장안에서 편극이 되지만 전기가 통하지 않는 절연체인 물질.
플라스틱, 섬유, 목재, 종이 등 생활속의 대부분의 물질이 이에 속한다.

나노플라즈모닉 현상 :
금속나노패턴은 빛이 입사될때 표면의 자유전자가 광자(photons)에 반응하여 진동하고, 입사되는 빛 중 공명파장에 해당하는 특정파장의 전기장세기를 크게 향상 시킬 수 있다.
이러한 물리적 현상은 다루는 나노광학분야를 나노플라즈모닉스라고 불리우며 다양한 응용분야가 최근 활발히 개발 중이다.

광학나노안테나 : 
광학나노안테나는 사람의 머리카락 지름보다 500분의 1보다 작은 금 나노막대안테나로 이루어져 있으며, 입사광에 의해 금 나노막대안테나 표면에서 전자들의 집단적 운동, 즉 나노플라즈모닉 현상에 의해 나노막대안테나 주변의 빛의 세기를 국소적으로 최대 100배 이상 집광이 가능하다.

□ 그림설명
그림1.나노안테나를갖는THz 발생기모식도 : 광학나노안테나에 의한 증가되는 테라헤르츠 파 출력의 가상도.

그림2. 나노안테나를갖는THz 발생기 전자현미경사진: 광학나노안테나가 집적된 테라헤르츠 생성소자의 전자현미경 이미지.

그림3. NP-PCA 개념도: 광학나노안테나가 집적된 테라헤르츠 생성 소자의 개념도. 테라헤르츠 광전도 안테나 사이의 집적된 광학나노안테나에 의해, 광전류 펄스를 생성하는 펨토초 광펄스의 세기가 기판 표면에서 증가한다. 이를 통해 기존 테라헤르츠 생성소자의 테라헤르츠 출력 파워를 증가 시킬 수 있다.

MoleBot: Mole in a Table from Woohun Lee on Vimeo.

KAIST 산업디자인학과 이우훈 교수팀이 만든 두더지 게임 로봇 '몰봇(MoleBot)'이 첫 출전한  가상현실 전시회에서 최고 작품상을 차지했습니다.

이 교수팀은 '테이블 속에 두더지가 산다면...' 이라는 다소 황당한 발상을 통해 이 게임로봇을 구상했다고 합니다.

몰봇은 기존 컴퓨터 게임과 같은 가상현실 방식과는 다르게 순전히 물리적인 환경에서도 즐길 수 있는 신 개념 게임로봇으로, 인간과 가상세계가 상호작용할 수 있다는 점에서 관람객들로의 주목을 받았습니다.

몰봇 테이블은 약 1만 5000개의 작은 정육각형 핀들로 구성돼 있는데, 테이블 속에 있는 물체가 움직이면 육각 핀이 미끄러지듯 오르내려 마치 내부에 두더지가 돌아다니는 것처럼 보입니다.

몰봇

몰봇의 내부구조

조이스틱을 이용해 조종할 수 있고, 테이블 위 물체와 물리적 상호작용을 통해 축구나 미로게임 등 다양한 게임을 즐길 수 있습니다.

이와 함께 '몰봇'은 제스처로도 조종이 가능한데, 연구팀은 사람의 손동작을 인식할 수 있도록 '몰봇' 위에 키넥트(Kinect)를 설치했기 때문에 마치 애완동물을 가지고 노는 듯한 게임도 가능합니다.

연구팀은 우선 1만 5000여개의 육각 핀을 배열해 변형될 수 있는 테이블을 만든 다음, 유선형의 플라스틱 몰드를 핀 아래에 배치하고, 그 사이에는 스판덱스(Spandex)라는 고탄력 섬유를 적용해 마찰을 줄임으로써 내부에 두더지가 살아 움직이는 것과 같은 유연한 움직임을 구현하는데 성공했습니다. 

몰드 안에는 자석을 삽입해 내부의 기계적인 움직임을 잘 전달할 수 있도록 설계됐습니다.

몰봇은 여럿이 함께 몸을 움직이며 즐기는 새로운 형태의 게임을 위한 플랫폼이 될 수 있습니다.

자신들이 원하는 3차원 게임 세계를 테이블 위에 직접 만들고 몰봇과 상호작용하기 때문에, 특히 어린이나 노약자 등은 게임을 통해 신체와 인지의 협응능력을 발달시킬 수 있습니다.

또 Claytronics의 비전과 같이 미래 데스크톱 컴퓨팅에서 유비쿼터스 컴퓨팅으로 발전하며 디지털 정보는 점점 물리적인 세계로 침투해갈 것입니다.

몰봇은 이러한 미래 기술 비전의 한 단면을 보여줍니다.

사용자에게 이메일이나 메시지가 왔을 때 다정한 친구처럼 다가와 툭툭 치며 이 사실을 알려줄 수 있고, 사람들을 위해 테이블 탑에 올려진 물체화된 디지털 정보를 정리해줄 수도 있을 것입니다.

한편 올해로 14회 째를 맞은 라발 버추얼은 매년 1만 명 이상 참가하는 세계적 권위의 전시회로, 가상현실과 증강현실분야에서 최첨단 신기술을 선보이는 학회로 유명합니다.

올해 프랑스에서 열린 라발 버추얼에서 어린이들이 몰봇을 가지고 게임하는 모습

냉동인간의 해동과정에서 얼음이 재결정화면서 세포의 파괴가 진행되는데 현재 기술로는 이를 해결할 방법이 없습니다.

그러나 이 때 진행되는 현상을 분석해 결빙현상을 막아주는 해동기술에 적용하면 한가닥 가능성이 생기는 셈인데, 이를 연구하려면 액체 상태에서 원자분석이 가능해야 합니다.

여기에 이용되는 것이 투과전자현미경인데, 아직까지 액체를 원자단위로 연구할 방법은 없었습니다.

■ 투과전자현미경은 0.004nm에 불과한 아주 짧은 파장의 전자빔을 이용하기 때문에 가시광선을 이용하는 광학현미경 보다 약 1000배 높은 분해능을 갖고 있습니다.

따라서 계면의 결정구조와 격자결함 등 원자단위까지 분석이 가능해 최근 다양한 종류의 차세대 신소재 연구에 필수적인 장비로 사용되고 있습니다.

그러나 투과전자현미경은 0.001~0.00001 기압(atm)의 고진공상태에서 사용하기 때문에 액체를 관찰하려해도 고정이 되지 않고 즉시 공중으로 분해되기 때문에 관찰이 불가능합니다.

게다가 투과전자현미경의 원리상 전자빔이 수백 나노미터 이하의 시편을 투과해야 되는데 액체를 그만큼 얇게 만드는 것도 매우 어렵습니다.

■ KAIST 신소재공학과 이정용 교수팀은 꿈의 신소재인 그래핀을 이용해 수백 나노미터 두께로 액체를 가두는 데 성공했습니다

과학계의 오랜 숙원으로 꼽히던 액체를 원자단위까지 관찰하고 분석하는 기술이 세계 최초로 개발된 것입니다.

탄소원자들이 육각 벌집모양의 한 층으로 형성된 그래핀은 두께가 0.34nm로, 지금까지 합성할 수 있는 물질 중 가장 얇은 물질입니다.

그래핀으로 나노미터 크기의 결정이 담긴 액체를 감싸면 투과전자현미경 안에서 그래핀이 투명하게 보이며, 또한 액체를 감싸고 있는 그래핀은 강도가 매우 뛰어나 고진공 환경에서도 액체를 고정시킬 수 있습니다.

즉 투명한 유리 어항에 담긴 물속의 물고기들을 눈으로 볼 수 있는 것처럼 투명한 그래핀을 이용해 액체를 담아 그 속에 있는 결정들을 원자단위에서 관찰 할 수 있는 원리입니다.

그래핀 두 층으로 이루어진 그래핀 액체 용기를 보여주는 모식도이다. 회색으로 보여지는 그래핀이 위아래로 두층이 있고 그 사이에 백금 원자들을 포함한 유기 용액의 액체가 담겨있다.

연구팀은 이를 이용해 세계 최초로 액체 안에서 원자단위로 백금 결정들이 초기 형성되는 것과 성장과정을 관찰하는 데 성공했습니다.

가장 왼쪽의 녹색 모식도는 두 개의 백금 결정들이 서로 결합하는 것을 보여준다. 이것을 실제 투과전자현미경 안에서 두 개의 백금 결정들을 원자 단위에서 관찰한 것이 두 번째 사진이다. 화살표로 표시된 것이 두 개의 백금 결정들이다. 현재 백금 결정들은 액체 안에 담겨 있는 상태이다. 오른쪽으로 갈수록 시간이 지남에 따라 두 개의 백금 결정들이 하나로 합쳐지면서 그 모양이 육각형으로 변해가는 것을 볼 수 있다. 이 투과전자현미경 사진에서 백금들 안에 하얀 점들은 원자가 아니고 원자의 규칙을 보여주는 격자 사진이다. 이 격자 사진의 하얀 점들은 원자와 1대 1로 매칭할 수 있다. 즉, 이것은 원자 단위에서 관찰된 것이다.

이 기술은 액체가 고체로 결정화되는 메카니즘을 확인할 수 있어 나노 크기의 재료 제조나 전지 내에서 전해질과 전극 사이의 반응, 액체 내에서의 각종 촉매 반응, 혈액 속 바이러스 분석, 몸속 결석의 형성과정 등 다양한 분야에 활용될 전망입니다.

이번 연구는 이정용 교수의 지도아래 육종민 박사(제1저자)가 박사학위 논문으로 미국 UC버클리대 알리비사토스 교수, 및 제틀 교수와 공동으로 수행됐습니다.

연구결과는 세계적 학술지 '사이언스(Science)' 4월호(6일자)에 게재됐습니다.

그래핀 액체 용기 안에서 백금 원자들을 포함한 액체에 투과전자현미경을 이용해 전자 빔을 조사하였을 때 백금 결정들이 자라나는 것을 역동적인 모식도로 표현한 것

 용  어  설  명

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

그래핀 :
육각의 벌집구조로 결합한 탄소가 연속적으로 연결되어 탄소 원자 한 층의 두께를 가진 2차원의 평판 모양을 이룬 탄소소재

광식각 기술 :
빛에 민감한 고분자를 이용하여 미세한 패턴을 형성하는 반도체용 미세형상 제작 기술

결정구조 :
물질을 구성하고 있는 원자가 공간 내에서 규칙적으로 배열되어 결정을 이루는 구조다.

격자결함 :
결정체 속에서 결정격자가 불완전한 상태인 것을 말한다. 실제로 결정은 여러 이유로 원자가 결여되어 있거나 원자의 배열이 흐트러져 있다. 이는 물질의 열전도도나 전기전도도, 재료의 강도에 큰 영향을 끼친다.

계면 :
기체상, 액체상, 고체상 등의 3상 중 인접한 2개의 상(相)사이의 경계면이다. 흡착이나 분자의 배향 등, 특유한 현상이 나타난다.

재결정 :
온도에 따른 용해도 차이를 이용해 원하는 용질을 다시 결정화시키는 방법.

<이정용 교수> 1. 인적사항 ○ 소  속 : KAIST 공과대학 신소재공학과 2. 학    력 ○ 서울대학교 재료공학과 학사 1974 ○ KAIST 재료공학과 석사 1976 ○ U. C. Berkeley 재료공학과 박사 1986 3. 경력사항 ○ 1986. 7.~현재 KAIST 교수 ○ 1981. 10.~1986. 7. 미국 Lawrence Berkeley Laboratory 연구조교 ○ 1976. 1.~1981. 8. 금성사/금성정밀공업 중앙연구소 사원/과장 4. 주요연구실적 ○ 2010 한국물리학회에서 Best Poster Award 수상 ○ 2008 교육과학기술부 국가연구개발 우수개발성과패 수상 ○ 2008 한국학술진흥재단 학술연구조성사업 우수성과사례 인증패 수상 ○ 2001 한국과학기술단체총연합회 과학기술우수논문상 수상 ○ 1996 KAIST 학술상 수상 ○ 1985 미국전자현미경학회 Presidential Student Award 수상 ○ 1985 미국금속학회 Scholastic Achievement Award 수상 5. 출판 ○ 국외논문 400여편 게재 ○ 저서 7권 ○ 13개의 국내 특허 보유

<육종민 박사> 1. 인적사항 ○ 소  속 : KAIST 신소재공학과 2. 학    력 ○ KAIST 신소재공학과 학사 2004 ○ KAIST 신소재공학과 석사 2007 ○ KAIST 신소재공학과 박사 2012 3. 경력사항 ○ 2012. 3.~현재 울산 과학기술대학교 방문 연구원 ○ 2012. 3.~현재 KAIST 응용과학 연구소 연수 연구원 ○ 2010. 2.~2011. 8. 미국 U.C. Berkeley에 방문 연구 ○ 2008. 8.~2009. 8. 미국 Lawrence Berkeley National Laboratory의 National Center for Electron Microscopy에 방문 연구 4. 주요수상경력 ○ 2010 BK 21 해외 장기 연수 장학금 수상 ○ 2008 BK 21 해외 장기 연수 장학금 수상 ○ 2007 한국장학재단 대학원생 국가연구장학금 수상 5. 출판 ○ 15 편의 국제 학술 논문 출판 ○ 8번의 국내 및 국제 학회 발표 ○ 3개의 국내 특허 보유

KAIST가 '지능형 SoC 로봇워 2012' 참가접수를 오는 5월 31일까지 홈페이지(http://www.socrobotwar.org)를 통해 받습니다.

'지능형 SoC 로봇워 대회'는 반도체 기술을 로봇에 접목한 지능형 로봇대회입니다.

대회 종목은 '휴로-컴피티션(HURO-Competition)'과 'SoC 태권로봇'으로 나뉜다.

'휴로-컴피티션'은 장애물 피해가기, 다리건너기, 골프공 넣기 등의 미션을 수행하는 것으로, 로봇의 눈과 위치센서를 이용해 빠른 시간 내에 장애물을 통과하는 경기입니다.   

'SoC 태권로봇' 대회는 태권도 공격기술로 획득한 점수를 기준으로 순위를 결정하는 것으로, 영상인식, 전략, 로봇모션에 따라 승패가 결정됩니다.

이 경기에서 로봇은 사람의 조종 없이 스스로 경기를 수행해야 하며, 이를 위해 칩과 소프트웨어를 이용해 인간과 같은 지능을 갖추어야 합니다.

참가자격은 대학(원)생을 포함한 2인 이상 6인 이하로 구성된 팀이면 누구나 가능합니다.

참고로 작년에는 105개 팀, 500여 명이 참가했습니다.

본선대회는 오는 10월 말 일산 킨텍스에서 개최될 예정이며,  대회 우승팀에게는 대통령상과 국무총리상이 수여됩니다.

KAIST 산업디자인학과 정인모 학생이  세운 벤처회사 '아이엠컴퍼니'가  전국 초·중·고교를 대상으로 무료 앱 '아이엠스쿨'을 보급합니다.

이 앱을 통해 학부모는 자녀가 다니는 학교의 각종 정보를 스마트폰을 통해 언제든지 확인이 가능합니다.

또 알람기능을 설정하면 학교의 긴급 알림을 받을 수도 있으며, 학교측 입장에선 우편으로 보내던 가정통신문을 대체할 수 있습니다.

■ 정인모 학생은 전국 학교를 대상으로 한 무료 앱을 개발해 지난해 7월 KAIST 경영과학과가 창업패키지 수업의 일환으로 개최한 창업경진대회에서 최우수상을 차지했습니다.

정인모 학생은 이 아이디어로 지난해 대전시가 주관한 '대학창업 300 프로젝트'에 선정되어 지원받은 1300만 원으로  앱 기술을 지속적으로 업데이트했고, 최근에는 '아이엠컴퍼니'라는 벤처회사도 설립했습니다.
 
'아이엠컴퍼니'는 창업과 동시에 지난달부터 곧바로 전국 초등학교를 대상으로 '아이엠초등학교'라는 앱을 출시했고,  이어 중고등학교를 대상으로 하는 앱으로 확대시켰습니다.

'아이엠스쿨'은  홈페이지(www.iamschool.net)를 방문해 사용신청서를 작성하면 1주일 이내에 사용이 가능합니다.

학교에서는 단지 신청만 하면 되고, 학부모와 학생들은 이를 다운받아 학급별 알림장부터 각종 공지사항은 물론 가정통신문에 이르기까지 다양한 정보를 스마트폰을 통해 빠르고 편리하게 확인할 수 있습니다.

특히 무료 푸쉬 알림기능이 있어 선생님이 알림장에 글이나 가정통신문을 업로드하면 1분 이내에 스마트폰에 푸쉬 알람이 작동해 바로 확인할 수 있습니다.