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2020-09 25

[학술]공구‧이정연 교수 연구팀, 전이성 유방암의 원인 찾아

한양대 의과대학 공구‧이정연 교수팀(제1저자 정가영 박사과정, 박미경 박사, 최희주 박사)이 전이성 유방암을 유발하는 유전자의 기능을 새롭게 밝혀 전이성 유방암의 진단과 치료 가능성을 높였다. 유방암은 다른 암에 비해 치료가 비교적 쉽고 생존율이 높은 암으로 알려져 있다. 하지만 유방암이 다른 장기로 전이될 경우 효과적인 치료법이 없으며, 환자의 5년 생존율이 30~40%에 불과하다. 이에 따라 전이성 유방암의 조기진단과 치료법 발견의 필요성이 높아졌다. 이번 연구에서 공구‧이정연 교수팀은 ‘NSD3’라는 히스톤 메틸화 효소 유전자가 전이성 유방암을 유발한다는 사실을 발견했다. 또 NSD3 유전자 진단을 통해 전이성 유방암을 예측하고 나아가 치료할 수 있는 방법을 제시했다. 유방암 환자의 약 13%에게 NSD3 유전자 증폭 현상이 나타난다. 하지만 현재까지 NSD3의 비정상적인 발현이 유방암 발생과 진행에 미치는 영향에 대해 명백히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 이번 연구를 통해 ‘NSD3 유전자 증폭현상이 나타난 유방암 환자’와 ‘암의 전이 및 재발’ 사이의 상관관계가 매우 높다는 사실을 발견했고, 이를 억제할 경우 암의 성장과 전이가 저해되는 것을 확인했다. 연구팀은 연구를 통해 NSD3 유전자가 암 발생과 전이 유도에 영향을 끼치는 ‘NOTCH 신호전달계’를 활성화시킨다는 것을 증명했다. 또 마우스(mouse) 실험을 통해 NSD3가 과(過)발현된 전이성 유방암에 NOTCH 신호전달계 억제제를 투여할 경우 항암효과가 높아지는 것을 증명했다. 공구‧이정연 교수는 “이번 연구결과를 바탕으로 향후 NSD3 유전자 증폭 진단이 유방암 전이를 예측하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다”며 “현재 임상시험 중인 NOTCH 저해제를 NSD3가 과(過)발현된 전이성 유방암 치료에 적용해 치료효과를 높일 수 있을 것으로 예상된다“고 말했다. 연구팀은 현재 ‘NSD3 유전자를 활용한 전이성 유방암 동반진단 및 이에 따른 NOTCH 저해제 적용 치료방안’에 대한 특허출원을 마쳤다. 아울러 NSD3 효소활성 저해제 개발 연구를 계속 진행해 전이성 유방암의 새로운 항암제로서의 활용 가능성을 확인할 계획이다. 이번 연구는 암 연구 분야의 세계적 저명 학술지 「Cancer Research」 9월 24일자 온라인 판에 게재됐다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 이공분야 기초연구사업(중견연구자지원사업)이 이번 연구를 지원했다. ▲ 논문 저자 (왼쪽부터) 공 구 교수, 이정연 교수, 정가영, 박미경, 최희주 박사

2020-09 23

[학술]최진호 연구원, 인권위 '온라인 혐오표현 근절 세미나'에서 발표

한양대 최진호 컴퓨테이셔널 사회과학 연구센터 연구원이 지난 22일 국가인권위원회(위원장 최영애, 이하 인권위)와 카카오(대표이사 여민수 · 조수용), 한국언론법학회(학회장 김종철)가 공동 개최한 <온라인 혐오표현이란 무엇인가> 세미나에서 이승선 충남대 교수와 함께 발표를 진행했다. 이번 세미나는 온라인에서 확산되고 있는 혐오표현의 대안을 만들기 위한 공동연구의 중간성과를 발표하고 향후 연구과제와 대응방안을 모색하는 자리로 마련됐으며, 서울 중구 프레스센터 매화홀에서 개최됐다. 앞서 인권위는 지난 6월 온라인에서 확산되는 혐오표현 근절 및 현실적인 대안을 만들어 가기 위해 민·관·학 공동연구를 시작했으며, 공동연구 과제의 하나로 실시한 시민 인식조사에 따르면 여성이 남성보다, 연령대가 낮을수록, 교육수준이 높을수록 혐오표현에 대한 민감도가 더 높은 것으로 나타났다. 또한 조사대상자들은 차별이나 폭력을 선동하는 표현보다 모욕, 비하, 멸시, 위협하는 표현을 더 혐오표현에 가깝게 인식하고 있으며, 장애인, 여성, 성소수자, 노인 등이 특히 취약한 온라인 혐오표현 대상이라 인식하는 것으로 드러났다. 세미나에서 최 씨와 이 씨는 온라인 혐오표현에 대해 시민 1천명과 전문가 대상으로 한 인식조사 결과와 그 의미에 대해 발표했다. 이어 한국언론재단 박아란 선임연구위원이 혐오표현과 표현의 자유의 한계에 대해 살펴보면서 역사적·사회적 맥락과 디지털 테크놀로지 발달 등 온라인 혐오표현 개념 정의에서 고려할 요소 등을 발표했다. 서울대학교 인권센터 이주영 전문위원은 온라인 혐오표현에 대한 자율 규제를 강화하고 있는 유엔(UN)과 유럽의 동향을 비롯해 온라인 혐오표현 규제에 있어 글로벌 소셜미디어 기업의 역할과 과제에 대해 발제했다. 인권위는 "온라인 혐오표현의 심각성에 대한 공감대가 형성된 가운데 법제도적, 정책적, 기술적, 실천적 차원의 해법을 마련하기 위해 여러 주체들이 노력하고 있다"면서도 "온라인 혐오표현의 개념이 무엇이며, 혐오표현에 대한 일반 시민들의 인식은 어떠한지, 전문가들의 인식과는 어떠한 차이가 있는지 등에 대한 사회적·학술적 논의가 아직 부족한 상황"이라고 설명했다. 또 "이번 세미나가 온라인 혐오표현 대응의 해법을 찾아가는 계기가 되길 바란다"고 전했다.

2020-09 21

[학술]이동윤 교수, 옵티팜과 공동개발한 이종췌도 세포 피막화 관련 특허 취득

한양대 이동윤 생명공학과 교수와 옵티팜이 공동개발한 이종췌도 세포 피막화 관련 특허가 취득됐다고 17일 옵티팜이 밝혔다. 특허명은 세포 피막화용 알지네이트 미세캡슐 및 이의 제조방법이다. 이번 특허는 미니돼지의 췌도 세포를 인체에 이식할 때 알지네이트와 에티갈로카테킨 갈레이트(Epigallocatechin Gallate, 이하 EGCG)라는 물질로 이중 피막화 처리해 인체 면역반응이나 저산소증 등 시술 후 부작용을 경감시켜 주는 기술이다. 알지네이트는 미국 식품의약국(FDA)에서 승인된 인체에 사용가능한 고분자 화합물로서 세포 피막화에 쓰이는 대표적인 재료다. 인체 면역으로부터 췌도 세포를 보호하는 역할을 담당한다. 세포 성장에 필요한 산소와 영양분을 흡수하고 인슐린을 분비할 수 있어 췌도 세포 본연의 기능에는 영향을 주지 않는다. 하지만 시간이 경과하면서 체내에서 융해되는 현상이 종종 발생해 그동안 문제점으로 지적됐다. 이번 특허는 이러한 문제를 해결하기 위해 췌도 세포를 감싼 알지네이트에 EGCG라는 물질로 한 번 더 코팅하는 방식을 적용했다. 이를 통해 이식된 췌도 세포의 내구성과 생존율을 높이고 체내에서 쉽게 분해되는 것을 막는 효과를 기대할 수 있다. 최기명 옵티팜 이사는 알지네이트와 인체 친화적인 천연물을 이용해 만들어진 EGCG로 이중코팅 처리하면 알지네이트 단독 사용시 발생할 수 있는 섬유화, 생존기간 단축, 면역억제제 과다 사용 등의 문제점을 상당수 해결할 수 있다"고 설명했다. 옵티팜은 특정 유전자를 넣거나 빼서 만드는 형질전환 돼지의 췌도 세포를 이용해 1형 당뇨 치료용 이종 췌도 사업에 집중해 오고 있다. 회사 측은 이번 특허 기술의 안정화에 전력을 쏟아 내년에 원숭이를 대상으로 비임상 실험을 진행할 계획이다.

2020-09 17

[학술]한양대학교 산학협력단, 스마트 카본 그리드 플랫폼 특허 등록

▲조병완 교수 한양대 산학협력단이 14일 이산화탄소 같은 온실가스의 탄소배출권을 4차 산업혁명 플랫폼 개념에서 효율적으로 저감, 관리, 거래할 수 있는 웹2.0 스마트 카본 그리드 플랫폼 특허를 2020년 연차 등록했다고 말했다. 특허를 등록한 조병완 건설환경공학과 교수는 “세계적 경제학자 제러미 리프킨이 최근 발간한 저서 '글로벌 그린뉴딜'에서 화석연료 문명은 2028년에는 종말을 고할 것이라고 전망하고 있다”고 말했다. 또한 “세계는 지금 자원 위기, 에너지위기, 환경 위기, 기상 위기에 직면해 있으며 에너지수요 증가와 자원 고갈의 심각성을 깨닫고, 온실효과의 지구 온도를 혁신적으로 낮출 수 있는 혁신적인 탄소 저감과 관리 기술을 하나로 융합할 수 있는 전세계 탄소경제 플랫폼이 절실히 필요하다”고 설명했다. 미국, 일본, 유럽 등 선진국은 도시별 온실가스 배출량 및 배출원을 정확히 파악하기 위해 온실가스 배출 통제, 관리의 경제성 확보와 효율적인 모니터링, 거래 시스템 검증을 최우선 과제로 추진하고 있으며, 도시별, 지역별, 구역별, 기관별, 가정별 에너지와 온실가스 총량을 효율적으로 통제 하려하고 있다. 조 교수는 "4차 산업혁명 개념의 온실가스 배출원 양방향 (발생원-관리자-구매자) Web 2.0 네트워크속에 인공지능 알고리즘으로 탄소배출권 및 온실가스 인벤토리 구축을 지능적으로 관리, 거래하는 탄소경제 특화 플랫폼 특허는 구글의 유튜브나 안드로이드처럼 지구온난화 대비 가장 효율적인 플랫폼 기술로서 전세계 모든 국가, 모든 도시, 모든 기관, 모든 가정에서 반드시 사용되어 질것"이라고 말했다.

2020-09 17

[학술]이윤정 교수 공동연구팀, 연료전지 성능 4배 높이는 ‘단일원자 촉매’ 개발

한양대 이윤정 에너지공학과 교수팀이 KIST 에너지소재연구단 윤경중 박사, 신지수 연구원 연구팀과 공동으로 단일원자로 이뤄진 연료전지 촉매를 개발했다. 기존 촉매보다 귀금속 함량을 줄이면서도 전력 생산 효율이 4배 높은 것으로 나타났다. 충전이 필요한 배터리인 2차 전지와 달리 ‘3차 전지’로 불리는 연료전지는 연료(수소와 산소)의 화학반응으로 전기를 생산하는 장치다. 연료를 주입하는 방식이기 때문에 비교적 긴 충전 시간이 소요되는 2차 전지의 단점을 보완할 수 있다. 특히 고체산화물 연료전지는 섭씨 영상 700도 이상의 고온에서도 작동한다는 장점 때문에 활발히 연구되고 있다. 연료전지의 화학반응 효율을 높여 전기생산의 경제성을 갖추려면 백금 촉매가 필요하다. 귀금속인 백금은 비싸기 때문에 연료전지 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 단일원자 촉매의 개념도. 원 안의 검은색 둥근 구슬(오른쪽 위)이 세륨 산화물이며, 그 표면의 노란색 점들이 백금 원자가 하나씩 붙어 있는 모습이다.(출처: KIST) 공동연구팀은 소량의 백금만 사용하면서도 효율을 높이고 고온에서 안정적으로 작동할 수 있는 방법을 찾았다. 연구팀은 백금 원자와 세륨(Ce) 산화물 나노입자를 강하게 결합해 고온에서도 백금 원자들이 뭉치지 않고 개별적으로 분산 반응할 수 있도록 했다. 덕분에 강력한 결합력으로 분산된 원자 상태를 장시간 유지하기 때문에 모든 백금 원자가 반응에 원활하게 참여할 수 있게 된 것이다. 이에 따라 백금의 사용량을 최소화하면서도 전극의 반응속도를 10배 이상으로 향상시킬 수 있었다. 또한 성능 실험에서 섭씨 영상 700도 이상의 고온에서도 500시간 이상 안정적으로 작동하며, 원자촉매의 전력 생산 효율은 기존대비 3~4배 향상시키는 것으로 확인됐다. 이번 연구를 통해 차세대 친환경 연료전지인 고체산화물 연료전지의 상용화를 앞당기게 될 것으로 기대된다. 이와 함께 새로 개발한 고체산화물 연료전지용 촉매는 백금과 세륨 이온이 녹아있는 용액을 연료전지의 전극 내부로 주입한 후 연료전지가 고온에서 작동하는 동안에 촉매가 합성되도록 했다. 또 별도의 특수장비 없이도 간단하게 전극에 주입할 수 있어 기존 연료전지에도 쉽게 적용될 수 있을 것으로 전망되고 있다. 연구팀은 "고체산화물 연료전지의 성능을 향상시켜 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라며 "후속 연구를 통해 원자촉매를 대량 합성할 수 있는 기술 개발이 필요하다"고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행됐으며, 연구 성과는 국제학술지 ‘Energy & Environmental Science’ (IF: 30.289, JCR 분야 상위 0.189%) 최신 호에 게재됐다. (왼쪽) 고체산화물 연료전지 전극(가운데) 전극 내부의 표면에 형성되어 있는 단일원자 촉매(오른쪽) 촉매 표면에 분산되어 있는 백금 원자 (밝은 점: 백금 원자)(출처: KIST)

2020-09 14

[학술]한양대 관광연구소, ‘대백제전’의 완성도를 높이다

한양대 관광연구소(소장 이훈)가 지난 11일 충청남도청 대회의실에서 열린 ‘2021대백제전 기본계획 수립 및 타당성 연구용역’ 중간보고회에서 2021대백제전 기본 구상과 운영 계획, 주요 프로그램을 보고했다. 구체적으로 한양대 관광연구소는 △무령왕 갱위강국 선포 공연 △백제금동대향로의 비밀 △백제왕, 다시 만나다! 불꽃-드론 아트쇼, △시·군 교류 프로그램으로 ‘백제 12담로’ 공연, △고대 백제와 교류했던 중국·일본·베트남을 초청하는 ‘한류원조, 대백제!’ 공연 프로그램을 제안했다. 또한 증강현실(AR)·가상현실(VR) 등 정보통신기술(ICT)을 활용한 ‘백제 사비 컬처랜드’, ‘백제 웅진 플레이존’에 대해서도 설명했다. 특히 이 가운데 공연과 드론, 불꽃이 어우러진 ‘백제왕, 다시 만나다! 불꽃-드론 아트쇼’는 개·폐막식을 화려하게 장식할 것으로 기대된다. 이와 함께, 충남도는 코로나19 발생 상황에 대응해 각 국가에서 2021대백제전 관련 영상을 실시간으로 시청하고, 관람객들이 온라인을 통해 참여할 수 있는 콘텐츠 등 비대면 방식의 기획을 구상하고 있다. 도는 오는 10월 중 최종보고회를 통해 용역을 마무리하고, 세부 실행계획을 수립·추진할 계획이다. 한편 2021대백제전은 무령왕의 갱위강국 선포 1500주년을 기념해 2021년 9월 18일부터 10월 3일까지 총 16일간 공주·부여 일원에서 국제 행사 규모로 개최할 예정이다. ▲2021 대백제전 기본계획 수립 및 용역 중간보고회 (출처:충청남도)

2020-09 14

[학술]한양대 김성신 교수, 운동기술 습득의 뇌과학적 원리 발견

김성신 교수 김성신 한양대 심리뇌과학과 교수가 처음 접하는 운동기술을 습득하고 숙달되는 과정을 설명하는 뇌과학적 원리를 발견했다고, 한양대가 11일 밝혔다. 심리뇌과학과는 2021학년도에 신설되는 학과로, 인간의 의사결정과 인공지능(AI)의 중첩분야를 연구해 새로운 기술개발에 초점을 둔 연구와 학문을 진행한다. 사람은 태어나면서 죽을 때까지 다양한 운동기술을 습득한다. 즉 걷고, 젓가락으로 음식을 집고, 악기를 연주하고, 운전을 하는 일상의 모든 일이 운동기술 습득을 통해서 이뤄진다. 하지만 이러한 운동기술을 습득하고 익숙해지는 과정에서 우리 뇌에 어떤 변화가 일어나는지에 대해 상세히 밝혀지지 않았다. 김 교수팀은 이를 검증하고자 학습자에게 새로운 운동과제를 제시하고 기능성 핵자기공명영상장치(fMRI)를 통해 뇌의 변화를 관찰했다. 실험에서 김 교수팀은 뇌 영역 중 보상(reward)과 관련된 올챙이 모양의 미상핵(caudate nucleus)의 역할에 주목했다. 관찰 결과, 훈련이 진행됨에 따라 운동기술 습득 시 얻어지는 보상에 대한 정보가 미상핵의 머리부분에서 꼬리부분으로 이동되는 것이 발견됐다. 또 추가적으로 미상핵의 머리부분은 대뇌 전두엽(판단·추론 담당)과, 꼬리부분은 대뇌 운동피질(운동기능 담당)과 상호작용하고 그 강도에 따라 개개인의 운동 능력 차이를 예측할 수 있다는 것을 발견했다. 이번 연구 결과는 쾌락·보상·동기부여를 담당하는 미상핵이 새로운 운동기술 습득하고 습관화되는 수준까지 도달하는데 중요한 역할을 한다는 것을 최초로 밝혀내었다는데 그 의미를 가진다. 김 교수는 “이번 연구를 통해서 파킨슨 증후군으로 인해 일어나는 운동장애를 보다 깊이 이해하고 치료할 수 있는 방법에 대해서 새로운 관점과 접근법을 제시할 것으로 기대된다”며 “나아가 효율적인 인공지능 시스템 개발하는데 영감을 주는 것은 물론 향후 뇌-기계 접속시스템을 이해하고 발전시키는데도 기여할 것” 이라고 말했다. 이번 연구는 기초과학연구원의 차세대 기초연구리더 사업의 지원을 받아 「미국 국립과학원회보(PNAS)」 에 9월 8일 게재됐다. 해당 논문은 기초과학연구원 뇌과학이미징 연구단(경기도 수원소재) 소속인 최예라, 신윤하 연구원이 공동 제1저자로 참여하고 김성신 한양대 교수가 교신저자로 참여했다. (왼쪽) 참가자가 실제로 컴퓨터 커서를 움직인 궤적. 학습이 진행됨에 따라 네 귀퉁이에 있는 목표물에 잘 도달할 수 있도록 손가락의 움직임을 통해서 커서를 움직이는 법을 배우게 된다. (오른쪽) 실험 참가자 30명의 7번 실험 참여기간 동안의 학습 곡선 훈련의 초기에서 후기로 진행됨이 따라 보상에 대한 정보가 머리 부분에서 꼬리부분으로 전이되는 현상을 설명하는 그림 미상핵의 머리와 꼬리부분이 각각 전두엽과 운동피질과 상호작용을 하며 그 강도가 개개인의 운동 능력의 차이를 예측할 수 있다는 것을 설명하는 그림 [[한양위키]]에서 내용 보기 hyu.wiki/운동기술습득뇌과학

2020-09 14

[학술]김영필 교수, 생물발광 이용한 암(癌)치료 기술 개발

김영필 교수 김영필 한양대 생명과학과 교수팀이 생물발광(bioluminescence, 생물이 스스로 빛을 내는 현상) 기반의 재조합 단백질을 활용한 암(癌) 치료 기술을 개발했다고, 12일 발표했다. 해당 기술은 광(光)치료 분야의 신기술로서, 기존 치료기술에 비해 부작용이 현저히 적어 향후 다양한 암 치료와 감염치료 분야에 사용될 것으로 기대된다. 생물발광은 외부에서 빛을 쪼일 필요가 없고 광선으로 인한 부작용이 거의 없어 다양한 연구가 진행되어 왔으나, 현재까지는 낮은 광량으로 인해 암 치료 목적으로는 활용되지 못했다. 이에 연구팀은 해양생물 유래 생물발광 효소(luciferase)와 광수용체 단백질 그리고 암세포막 수용체를 표적하는 펩타이드를 결합해 단백질을 재조합했다. 생물발광은 생물체내 산화과정의 부산물을 억제하기 위한 생물의 진화적 적응 산물로 인식됐으나, 연구팀은 이를 역으로 활용하여 활성산소를 발생하는 데 이용했다. 이렇게 재조합된 단백질은 ▲외부에서 빛을 조사하지 않고도 생체 친화적 기질에 의해 스스로 빛을 낼 수 있고 ▲암세포막 주위에서만 스스로 빛을 낸 후 활성산소를 빠르게 발생시켜 정상세포에는 영향을 주지 않고 암조직의 사멸을 유도하고 ▲빠른 체내 분해를 통해 잔류 부작용을 최소화 할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 해당 단백질은 실시간 3D 홀로그래피 현미경 기술을 사용해 분석한 결과, 단백질 소재가 암세포막 수용체와 결합해 활성산소 유발에 의해 세포막에 손상을 주어 세포괴사를 일으키는 것으로 관찰됐고 마우스 모델을 통해 종양조직이 크게 감소됨을 증명했다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 중견연구자지원 사업으로 수행된 이번 연구 성과는 서울 아산병원 이경진 박사팀 및 한국기초과학지원연구원 이성수 박사팀과 공동으로 수행됐으며, 과학분야 최상위 국제저명 학술지인 「Science Advances」에 9월 12일 온라인 게재됐다. [[한양위키]]에서 내용 보기 hyu.wiki/생물발광암치료

2020-09 01

[학술]한양대 4차산업혁명연구소, 지하 터널의 미세먼지 정화 효율화 방안 특허 등록

한양대 4차산업혁명연구소가 도시 미세먼지 해결을 위한 지하철 터널의 미세먼지 정화 효율화 방안 특허 등록을 31일 완료했다. 수업진행 중인 조병완 교수 한양대학교 산학협력단은 최근 양자 에너지 장 기반의 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간, 터널의 자연 통기 방법 및 정화장치 특허를 등록(특허등록번호 제10-2144020호)했다. 이는 4차 산업혁명연구소 소장이자 건설환경공학과 조병완 교수의 국내 미세먼지 발생 원인 중 하나인 대도시 지하철 같은 지하 터널 공간의 미세먼지를 해결하기 위한 연구결과다. 최근 지하철의 건설이 증가하면서 터널의 수가 많아지고 길이도 길어지면서 터널 내부의 공기가 외부와 원활하게 환기가 이뤄지지 않고 정화되지 않은채 배출구로 유입돼 도시 미세먼지의 원인이 되는 현상이 발생하고 있다. 이런 터널 내부의 공기 중에는 미세분진, 질소산화물(NOx), 황산화물(Sox), 포름알데히드, 휘발성 유기화합물질(VOC) 등과 같은 인체에 유해한 오염물질을 다수 포함하게 된다. 지하철의 경우 그 특성상 대부분의 운행구간이 지하공간으로 이뤄져 전동차가 지하역사의 구내로 들어오거나 나갈 때 피스톤 효과에 의해서 열차풍이 발생한다. 이와 같은 열차풍은 소음 발생은 물론 미세먼지가 스크린 틈새를 통해서 승강장으로 유입되어 승강장과 열차내 공기 오염의 큰 원인이 돼 시민들의 건강을 위협하고 있다. 이에 터널 내부의 공기를 정화하기 위해 터널 내부에 제트 팬(jet-fan)을 설치하고 환풍 시설에 필터를 장착해 오염물질을 필터링하는 기술들이 실시하고 있다. 대체로 고가의 정화 필터가 사용되고 팬 타입의 거대한 집진기의 막대한 전기소모 등으로 인한 막대한 운용비용과 소음문제 등으로 거의 사용하지 않고 필요시 임시방편으로 미세먼지 집진 정화차량, 세척차량 등을 운용하고 있지만 실제 정화 효과는 미미한 것으로 나타나고 있다. 이번 특허에서는 4차 산업혁명 시대의 첨단 과학기술을 응용해 최신 첨단 양자역학이 규명하는 에너지 장 기반의 베르누이 유체 흐름을 극대화하는 자연 통기 방법 및 장치에 관해 기술한다. 또한 베르누이 정리에 따라 터널의 공간속 단면 변화를 이용해 터널 내부 오염 공기의 유속을 증가시켜 집진기를 통해 자연 통기하는 기술과 터널의 공간 속에 양자 에너지 장 기반의 나노 플라즈마 빛 폭포 및 나노 수소 항산화수 분사 폭포를 통해 내부 공기를 실시간 정화시키는 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 조 교수는 “선진국을 포함한 전세계 지하철 시스템의 심각한 미세먼지 문제를 해결하는 세계 최초의 과학적 시스템으로 4차 산업혁명 기술과 함께 전세계 지하철, 도로, 해저 터널 등 건설에 크게 활용할 수 있도록 컨설팅해 대한민국 터널건설 및 관리에 획기적 전환이 될 수 있도록 하겠다”고 말했다.

2020-08 27

[학술]한양대-서울대 연구팀, 원자 단위 수준 화학 반응 실시간 관찰 가능한 플랫폼 개발

이원철 한양대 기계공학과 교수와 박정원 서울대 화학생물공학부 교수 공동 연구팀이 최근 액체 내 화학 반응을 원자 단위 수준에서 직접 관찰할 수 있는 벌집구조 플랫폼 개발에 성공했다. 과학기술정보통신부의 바이오닉암메카트로닉스융합기술개발사업, 수소에너지혁신기술개발사업, 선도연구센터사업 및 삼성 미래기술육성성재단의 지원을 받아 개발된 해당 플랫폼은 코로나 19 등의 바이러스 반응 기작, 단백질 구조, 차세대 연료전지, 촉매 반응 등을 연구하는데 활용될 전망이다. ▲ 학술지 ‘Advanced Materials’에 게재된 연구 성과 요약 그림. 본 연구진이 개발한 액상 관찰 플랫폼 최신 분석기술인 실시간 액상 투과전자현미경법은, 특수용기인 액체 셀(Liquid cell)에 극미량의 액상 시편을 담고 이를 투과전자현미경으로 관찰하는 분석법이다. 복잡한 화학 반응을 이해하기 위해서는 동일한 반응환경을 반복적으로 관찰할 필요가 있으나 기존 액체 셀 시스템으로는 한계가 있었다. 이에 공동 연구팀은 두 그래핀 사이 다공성 물질인 양극 산화 알루미늄 막을 끼워 벌집구조로 배열된 천 만 개 이상의 액체 셀을 만드는데 성공했다. 이렇게 개발된 액체 셀을 활용, 코로나19 바이러스보다 10분의 1 정도로 작은 미세 나노입자의 구조를 분석하고 그들의 용액상 움직임 및 반응 기작을 실시간 관찰, 원자 수준에서 일어나는 화학반응을 통계적으로 분석했다. 이원철 한양대 교수 박정원 서울대 교수 공동 연구팀은 “이번 연구를 통해 실시간으로 화학반응을 관찰해 대량의 데이터를 확보하는 것이 가능해졌고, 이를 통해 나노 물질의 성질을 통계적으로 분석할 수 있게 되었다”며 “고분해능 실시간 이미징 기술의 지속적인 개발을 통해 코로나19 등의 미세 입자 구조 및 작동기작 규명, 백신 및 신약 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 한편 이번 연구 결과는 재료 분야 세계적인 학술지인 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 8월 26일자 온라인 게재됐다.

2020-08 19

[학술]유원철 교수 공동연구팀, 고에너지 밀도 폴더블 슈퍼커패시터 개발

한양대 유원철 화학분자공학과 교수팀이 인하대 이근형 화학공학과 교수팀과 공동으로 고에너지밀도를 가진 전고체 폴더블 슈퍼커패시터를 개발했다. 슈퍼커패시터는 커패시터 즉 콘덴서의 성능 중 특히 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 것이다. 다공성 전극 표면에 전해질 이온의 흡착, 탈착을 통해 전하가 저장돼 높은 전력밀도와 빠른 충·방전 속도를 가진다. 하지만 배터리 대비 에너지밀도가 낮아 전기자동차 등의 전력 보조장치로 주로 이용되며 적용분야가 제한적이었다. 공동연구팀은 전기화학적 안정성이 높은 이온성 액체 기반의 고분자 전해질과 이온 이동이 원활하도록 디자인된 3차원 연결구조를 가지는 다공성 탄소를 이용해 슈퍼커패시터의 에너지 저장 특성을 획기적으로 향상시켰다. 또한 고분자 전해질을 적용하여 크기와 모양을 다양하게 조절할 수 있고 완전히 접힌 상태에서도 성능저하 없이 안정적으로 작동하는 폴더블 슈퍼커패시터를 개발해 최근 활발한 연구 개발이 진행되고 있는 웨어러블 전자기기의 에너지 저장장치로 응용될 가능성을 높혔다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 재료 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 2020년 30호의 표지논문으로 게재됐다. Advanced Functional Materials 표지

2020-08 13

[학술]선양국 교수 공동연구팀, 리튬산소전지 리뷰 논문 발표

한양대 선양국 에너지공학과 교수 공동연구팀이 차세대 이차전지 시스템 중 하나인 리튬산소전지에 대한 리뷰 논문을 발표했다. 공동 연구팀에는 한양대 선양국 교수를 포함해 곽원진 아주대 교수, 이스라엘 바이란대학의 도론 얼박 (Doron Aurbach) 교수, 영국 옥스포드대학의 피터 브루스(Peter Bruce) 교수, 캐나다 워털루대학의 린다 나자르(Linda Nazar) 교수가 참여했다. 논문의 제목은 「Lithium–Oxygen Batteries and Related Systems: Potential, Status, and Future」으로 「케미컬 리뷰(Chemical Reviews)」7월22일 자 온라인판의 표지 논문으로 선정됐다. 공동 연구팀은 다년간의 연구 경험과 성과를 토대로 리튬산소전지의 구조, 구동 원리, 관련 파생 시스템들을 소개했다. 또한 리튬산소전지와 관련한 핵심 문제점과 최신 연구동향, 그리고 실용성을 고려한 개선 방향 등을 제시했다. 리튬산소전지는 공기 중 산소를 에너지원으로 활용하는 차세대 이차전지 시스템으로 휴대폰이나 전기자동차에 활용되는 리튬이온전지의 이론 에너지 밀도 한계를 뛰어넘는 잠재력을 가지고 있다. 때문에 관련 연구가 매우 활발히 진행되고 있으나 ▲에너지원인 산소로 인해 유발되는 부반응에 의한 짧은 전지 수명 ▲생성물의 비가역적인 생성 및 분해로 인한 낮은 에너지 효율 등으로 상용화 단계로 진입이 매우 어려운 한계가 있었다. 때문에 이러한 문제점을 전문적으로 해결할 수 있는 혁신적인 연구가 필요한 상황이다. 한편 선 교수는 최근 양국소재분야에서의 권위를 인정받아 한국인으로 유일하게 Research Interfaces의 '리튬이온전지분야 10대 과학자'로 선정되었다. 교내 2020년 최상위논문연구자로 선정됐으며, 현재 599편의 SCI급 논문과 456개의 국내외 특허를 보유하고 있다. 특히 클래리베이트 애널리틱스가 선정하는 '세계에서 가장 영향력 있는 상위 1% 연구자'에 선정된 바 있다. ▲「Lithium–Oxygen Batteries and Related Systems: Potential, Status, and Future」 논문 일부 발췌 [[한양위키]]에서 내용 보기 hyu.wiki/선양국