• 서울대 정유성 교수팀 신소재 재설계 관련 AI 기반 기술 개발

  서울대학교 공과대학 화학생물공학부 정유성 교수팀이 대규모언어모델(LLM, Large Language Model)을 활용해 기존에 합성이 어려웠던 신소재를 실제로 합성 가능한 형태로 다시 설계하는 혁신적 AI 기반 기술을 개발했다. 단순히 물질의 합성 가능성(synthesizability)을 예측하는 단계에서 한 걸음 더 나아가 합성이 어려운 신소재를 재설계할 수 있는 실질적 해법을 제시한 것이다. 반도체 신소재나 고효율 배터리 소재 개발 등에 활용될 수 있어 첨단 소재 개발 속도를 크게 앞당길 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구에는 서울대학교 최재환 석박사통합과정생과 김성민 박사후연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 성과는 화학 분야 국제 저명 학술지인 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)에 게재됐다. 계산화학과 AI 기술의 발전으로 이론적으로 유망한 물질 후보를 대량으로 탐색할 수 있게 됐지만, 실제 실험실에서 그 물질을 합성하는 과정은 여전히 큰 과제로 남아 있었다. 기존 연구들은 물질의 합성 가능성 예측에 집중해온 반면, 합성이 어렵다고 판정된 물질을 어떻게 합성 가능한 구조로 전환할 것인지는 답을 내리지 못했다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 새로운 LLM 기반 프레임워크인 ‘SynCry’를 개발했다. 이 모델은 신소재의 결정 구조 정보를 역변환 가능한 텍스트로 표현하고, 반복적 미세조정(iterative fine-tuning)을 통해 합성이 어려운 구조를 합성 가능한 구조로 변환하는 방법을 스스로 학습한다. 연구 결과 SynCry는 초기 514개의 성공적 구조 변환에서 출발해 반복적 미세조정을 통해 총 3395개의 구조를 합성 가능한 형태로 재설계하는 데 성공했다. 더욱 눈에 띄는 점은 재설계된 상위 100개 구조 중 34개가 학습 데이터에는 존재하지 않음에도 실제 문헌에서 실험적으로 합성이 보고된 물질과 일치했다는 것이다. 이는 SynCry가 단순 학습 데이터를 모방하는 수준을 넘어 실제로 합성이 가능한 새로운 구조를 창출할 수 있음을 보여준다. 이러한 재설계 기술은 ‘학습 후 재생성(learn-and-regenerate)’ 전략을 통해 LLM이 단순 예측을 넘어 실질적인 신소재 설계 도구로 활용될 수 있음을 입증했다. 특히 첨단 소재 개발 기간을 획기적으로 단축하고 기존에 합성이 어려워 제외됐던 수많은 후보 물질을 다시 활용할 수 있는 길을 열었다. 정유성 교수는 “이번 연구는 AI가 합성이 어려운 구조에서 출발해 신소재를 직접 재설계할 수 있음을 처음으로 보여준 사례”라며 “향후 더 다양한 소재 시스템과 대규모 데이터셋으로 확장해 실용적 신소재 발굴 도구로 발전시킬 계획”이라고 설명했다. 최재환 석박사통합과정생은 “합성이 어렵다고 판단돼 버려지던 가상물질을 다시 활용할 수 있을지에 대한 고민에서 출발한 연구”라며 “앞으로 언어모델을 포함한 범용 AI 에이전트를 개발해 신소재 개발을 더욱 가속화하는 기술을 구현하겠다”고 말했다. 그동안 지속적으로 LLM 기반 합성 가능성 예측 연구를 수행해 온 김성민 박사후연구원은 “이번 성과는 AI가 소재과학에서 창의적 설계 역할을 할 수 있음을 보여주는 중요한 사례”라고 설명했다. 한편 최재환 석박사통합과정생은 앞으로 LLM을 포함한 범용 AI 에이전트를 개발해 무기 소재의 합성 메커니즘 규명 및 최적 합성 경로 도출을 자동화하는 연구를 수행할 계획이며, 서울대학교 화학공정신기술연구소에서 근무 중인 김성민 박사후 연구원은 앞으로 신소재 개발의 패러다임 변화를 모색하는 방향으로 기계학습과 재료과학을 융합한 후속 연구를 수행할 계획이다.

• 한국항공대 인천국제공항교육협의체와 계약학과 신설

  한국항공대학교(KAU)와 인천국제공항교육협의체가 지난 3일 인천국제공항공사 청사 대회의실에서 맞춤형 계약학과 신설을 위한 협약을 체결했다. 이번 협약은 인천공항 상주기관 임직원을 대상으로 한 재교육 기반의 계약학과를 공동으로 운영하기 위한 것이다. 신설될 계약학과의 명칭은 ‘항공관리학과’로, 항공경영, 교통물류, 항공안전·정책의 세부 전공으로 구성되며, 석·박사 학위 과정을 모두 포함한다. 교육은 내년 1학기부터 시작되며, 인천국제공항공사 내 교육시설과 한국항공대 캠퍼스를 함께 활용해 진행된다. 이날 협약식에는 한국항공대 허희영 총장을 비롯해 인천국제공항공사 이학재 사장 및 협의체 8개사의 기관장이 참석했다. 참여 기관은 인천국제공항공사, 한국공항, 공사 3개 자회사(인천공항시설관리, 인천국제공항보안, 인천공항운영서비스) 및 유관업체(한국면세점협회, 네스트호텔, 인스파이어리조트)다. 교육비는 참여기관이 일부를 지원하는 방식으로 운영돼 임직원이 안정적으로 교육에 참여할 수 있도록 제도적 기반을 마련했다. 학과 운영과 교육과정은 공항 산업의 수요를 반영해 한국항공대와 협의체 참여기관이 함께 설계한다. 한국항공대는 공항 운영·안전·정책·물류 분야의 전문성을 높일 수 있도록 교육과정을 운영할 예정이며, 이를 통해 인천공항 상주기관 임직원이 글로벌 기준에 맞는 역량을 갖추고 각 기관의 경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다. 협약식에서 허희영 한국항공대 총장은 “국내에서 처음 설치되는 항공관리학과 대학원 과정은 항공안전, 교통물류, 항공경영 등 전공별로 글로벌 수준의 맞춤형 커리큘럼을 통해 인천공항의 국제경쟁력을 이끌 리더와 전문가 양성의 허브로 자리 잡게 될 것”이라고 말했다. 이학재 인천국제공항공사 사장은 “이번 계약학과 학위과정은 공항 종사자들의 직무 역량 향상과 더불어 참여기관 간 상생 협력에 도움이 될 것”이라며 “앞으로도 유관 기관들과 협력해 인천공항의 경쟁력 강화 및 국내 항공 산업 발전에 기여하겠다”고 밝혔다. 한편 1952년 개교한 한국항공대학교(KOREA AEROSPACE UNIVERSITY)는 대한민국 유일의 항공우주 종합대학이다. 항공기와 인공위성의 제작과 설계, 정비(MRO), 소프트웨어, 인공지능(AI) 등의 공학부터 운항, 항공교통관제, 물류, 경영학에 이르기까지 항공우주 전 분야를 교육하고 연구하고 있다.

• 서울대 안성훈 교수팀, 전자회로 없이 특정 주파수 증폭 가능한 필터 개발

  서울대학교 공과대학은 기계공학부 안성훈 교수 연구팀이 전자회로 없이도 특정 주파수를 걸러내고 증폭할 수 있는 ‘음향 밴드패스 필터(Interference Acoustic Filter)’를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 연구진은 마이크 하나와 간섭 기반 메타구조를 활용해 원하는 주파수만 선택적으로 들을 수 있는 기술을 구현함으로써 산업 현장의 고소음 환경에서도 기계 고장을 진단할 수 있는 길을 열었다. 이번 연구 결과는 기계공학 분야의 국제 학술지 ‘메카니컬 시스템즈 앤 시그널 프로세싱(Mechanical Systems and Signal Processing)’에 이번 달 게재됐다. 공장, 발전소, 항공기 엔진룸과 같은 산업 현장은 80~100데시벨(dB)에 달하는 엄청난 소음으로 가득하다. 이러한 환경에서는 기계가 고장 나기 직전 내는 미세한 ‘이상 신호음’이 거대한 기계 소음에 묻혀버려 작은 균열이나 기계 마모 같은 초기 징후를 놓치기 쉬웠다. 이는 결국 큰 사고로 이어져 인명 피해와 막대한 수리 비용이 발생하거나 생산 차질을 빚는 경우가 많았다. 이 문제를 해결하기 위해 고소음 환경에서 ‘소리’로 기계 고장을 진단하는 기술이 등장했다. 기계가 정상일 때와 고장 났을 때 내는 소리(주파수)가 다른 점에 착안해 고장을 의미하는 특정한 ‘이상 주파수’ 성분만 정확히 분리해 기계 이상을 진단하는 원리가 적용된 방식이다. 따라서 이 기술에는 기계 내외부에 장착된 전자회로나 컴퓨터 소프트웨어를 이용해 센서 신호에서 특정 주파수를 분리하는 ‘밴드패스 필터’와 복잡한 마이크 배열이 필수적이었다. 하지만 이러한 기존 방식에는 계산량이 많고, 서로 다른 종류의 기계 고장(다른 주파수)을 진단하기 위해 매번 번거롭게 비싼 회로나 구조를 새로 설계해야 하는 한계가 있었다. 이에 안성훈 교수 연구팀은 복잡한 전자식 필터나 다중의 마이크 배열 없이 피리 모양의 세계 최소형 메타구조(직경 4cm·길이 30cm)와 마이크 하나만으로 1.8~22킬로헤르츠(kHz) 대역의 소리를 선별·증폭하는 하드웨어 밴드패스 필터를 세계 최초로 개발했다. 이번 연구는 ‘소리를 간섭시키는 구조만으로도 주파수를 걸러낼 수 있다’는 아이디어에서 출발했다. 이 발상의 구현에 나선 연구진은 실린더 형태의 ‘간섭 원리 기반 메타구조(Interference Structure)’를 고안하고, 그 안에 일정 간격으로 뚫린 여러 개의 슬릿을 통해 들어오는 소리가 서로를 상쇄·보강하도록 설계했다. 그에 따라 이 밴드패스 필터는 기존의 전자신호 대신 음파의 위상 차이를 이용해 특정 방향의 특정 주파수를 강화할 수 있다. 더 나아가 구조를 돌려 각도만 바꿔도 어떤 주파수의 소리를 집중적으로 받아들이는지가 달라지므로(예: 2kHz → 71°, 5kHz → 20°, 10kHz → 11°) 장치를 물리적으로 회전시켜 원하는 주파수의 소리만 선택적으로 들을 수 있다. 따라서 이번에 고안된 밴드패스 필터는 이전 방식과 달리 새로운 종류의 기계 고장(다른 주파수)을 탐지할 때마다 매번 새 구조를 제작할 필요가 없다. 즉, 다양한 장비의 고장을 사전에 탐지해야 하는 산업 현장에서 범용성이 부족했던 기존 밴드패스의 한계를 극복한, 하드웨어로 작동하는 음향 밴드패스 필터가 구현된 것이다. 연구진은 밴드패스 필터의 유효성을 검증하는 현장 실험에서 공사장 소음, 클럽 음악, 기차 소리와 유사한 크기의 100dB 소음 조건에서도 목표 주파수의 신호 세기가 4.82배 커지는 결과를 확인했다. 또한 CNC(Computerized Numerical Control) 가공 기계에 적용한 실험에서는 고장을 뜻하는 이상 주파수(2041Hz)가 19.9배 증폭해 새로 개발한 밴드패스 필터의 탁월한 성능을 입증했다. 또 기존의 소리 센서로 취득한 데이터로 훈련시킨 인공지능(AI) 고장 진단 모델은 소음 환경에서의 기계 고장 인식률이 0%에 그쳤으나 음향 밴드패스 필터 센서로 취득한 데이터로 학습시킨 모델은 동일한 환경에서 78.6%의 인식률을 기록하는 성과를 거뒀다. 이는 기존에는 탐지 자체가 불가능했던 고장이 앞으로는 정밀하게 진단될 수 있다는 가능성을 시사한다. 이처럼 연구진은 단순한 하드웨어 구조 하나의 기능이 복잡한 전자식 필터나 다중 마이크 배열이 맡던 역할을 뛰어넘을 수 있음을 실증했다. 이번 연구의 밑바탕인 ‘간섭 원리 기반 메타구조’ 설계는 연구진이 이전에 개발한 ‘단일센서 기반 3차원 위치추정(3DAR, 3D Acoustic Ranging)’ 기술과도 맥을 같이 한다. 안 교수팀은 해당 연구에서도 메타구조를 활용해 마이크 하나와 회전 구조만으로 소리의 위치를 추정하는 혁신적 음향 센서를 구현한 바 있다. 이번에는 그 원리를 한 단계 더 확장해 소리를 ‘듣는’ 걸 넘어 ‘선택적으로 걸러내는’ 단계까지 발전시킨 성과를 거둔 것이다. 이번 기술은 앞으로 스마트 공장, 로봇, 항공기, 풍력 터빈 등 고소음 산업 환경에서 안전 사고의 징후인 주요 이상 신호를 잡아내는 하드웨어로 활용될 전망이다. 예를 들어 공장 내 CNC나 모터의 이상 소리만 자동 감지해 사고를 예방하거나 24시간 계속되는 소음 속에서도 센서가 배관 누수나 충돌음을 식별하는 시스템으로 확장될 수 있다. 오직 하드웨어만으로 구현되기 때문에 전력 소모가 없고, 고장 위험이 낮으며, 유지 비용이 적다는 강점도 향후 음향 밴드패스 필터가 폭넓게 응용될 가능성을 높인다. 안성훈 교수는 “이번 연구는 회로가 계산하기 전에 기계가 먼저 판단하는 지능, 즉 물리적 지식 기반 구조가 정보를 선별·가공해 연산 부담을 줄여 빠르고 효율적으로 작동하는 기계지능(Mechano-Intelligence)을 구현했다는 점에서 의미가 깊다”고 밝혔다. 논문의 제1저자인 안세민 박사과정생은 “세계 최초로 선보인 하드웨어 음향 필터는 각도만으로 주파수를 조절할 수 있는 강점을 지녔으며, 향후 AI와 결합 시 소음 속에서도 더욱 정확한 판단이 가능한 ‘기계의 지능화’ 시대를 앞당길 것”이라고 전망했다. 안세민 서울대 기계공학부 박사과정생은 혁신설계 및 통합생산 연구실에서 인간처럼 소리의 의미를 이해하는 ‘파운데이션 모델 기반 인지/판단/행동 시스템’을 개발 중이며, 다중 로봇의 협업을 연구하고 있다. 한편 이번 연구는 산업통상부가 지원하는 한국산업기술진흥원(KIAT) 산업혁신인재성장지원사업(RS-2024-00409092)의 지원으로 수행됐다.

• 서울대 이건도 교수팀 ‘열적 디커플링’으로 고온초전도 현상 매커니즘 규명

  서울대학교 고온초전도 연구단(단장 이건도 신소재공동연구소 연구교수)이 40년 가까이 미제로 남아 있던 고온초전도 현상의 근본 원인을 ‘열적 디커플링(Thermal Decoupling)’이라는 새로운 개념으로 설명하는 데 성공했다고 밝혔다. 기존의 전자 중심 이론으로는 해석되지 않던 여러 실험 결과를 모두 정량적으로 설명하는 이번 연구는 초전도 연구의 새로운 패러다임을 제시했다는 평가를 받고 있다. 이번 연구 결과는 재료물리 분야의 국제학술지 ‘머티리얼즈 투데이 피직스(Materials Today Physics, IF=9.7)’에 ‘Thermal Decoupling in High-Tc Cuprate Superconductors’ 제하의 논문으로 지난 10월 27일 온라인 게재됐다. 1911년 네덜란드의 물리학자 카멜링 오네스가 발견한 ‘초전도 현상’은 전류가 저항 없이 흐르는 상태다. 이후 1957년 ‘BCS(Bardeen·Cooper·Schrieffer) 이론’을 발표해 초전도 현상의 메커니즘을 밝힌 미국의 물리학자 바딘·쿠퍼·슈리퍼가 노벨물리학상을 수상했지만, 이 이론은 섭씨 약 영하 250도(절대온도 약 25K) 이하에서만 성립되는 한계가 있었다. 그러나 1986년 IBM취리히연구소의 베드노르츠와 뮐러가 영하 240도에서도 초전도체가 되는 구리산화물(cuprate)을 발견한 뒤 상압·영하 140도에서도 초전도 현상이 발견된다. 따라서 전 세계의 물리학자들은 ‘왜 이렇게 높은 온도에서 초전도가 일어나는가?’라는 질문에 오래 매달려왔다. 지난 40년 동안 많은 접근법이 실패한 건 ‘전자’에만 초점을 맞췄기 때문이라고 파악한 서울대 이건도 교수팀은 층상 구조를 가진 고온 초전도체의 열적 특성에 주목한 연구로 이 난제의 해결에 도전했다. 그 결과, 대부분의 고온 초전도 물질은 이차원 물질이 적층된 구조며, 각 층이 서로 다른 원소로 이뤄져 층간 결합이 약한 상태라는 사실을 확인했다. 그리고 섭씨 영하 70도(절대 온도 약 200K) 이하일 때 층 사이의 열 흐름이 끊어지는 ‘열 분리(thermal decoupling)’ 현상을 발견하는 성과를 거뒀다. 특히 초전도가 실제로 일어나는 구리와 산소로 이뤄진 층은 YBCO(Yttrium barium copper oxide, 이트륨 바륨 구리 산화물로 이뤄진 고온 초전도 물질) 내부에 있고 낮은 유효온도를 유지하며 BCS 이론의 조건을 만족하지만, 실험에서 측정되는 값은 바륨과 산소로 이뤄진 표면층의 높은 온도를 반영하기 때문에 그간의 실험 결과가 기존 이론과 불일치했던 것으로 밝혀졌다. 이 유효온도 차이를 만든 핵심 요인은 바륨(Ba)과 같은 알칼리 토금속으로, 이들이 층간 이온 결합을 조절하며 열 흐름을 차단하는 역할을 한다는 점도 규명됐다. 아울러 이론적 계산에 따르면 이 ‘온도 분리 효과’를 보정했을 때 지금까지 수수께끼로 남아 있던 저항과 온도의 선형관계(linear-T resistivity), 우에무라 관계(Uemura relation), 초전도 돔(superconducting dome), 축소된 동위원소 효과(isotope effect)가 모두 하나의 원리 하에 정량적으로 설명된다는 사실이 확인됐다. 학계의 오랜 난제였던 고온초전도 메커니즘 규명에 성공한 이번 연구는 반도체 중심의 기존 전자 산업을 뛰어넘는 혁신적 산업, 즉 양자소자, 전력전송, 양자 컴퓨팅, 자기부상, 에너지 저장 기술 등의 발전이 가속화되는 전환점이 될 것으로 전망된다. 연구진은 상온에 근접한 초전도체 개발의 핵심 아이디어를 확보해 관련 특허를 이미 출원했으며, 머신러닝 기반의 고온 초전도 신물질 탐색 연구에 곧 착수할 계획이다. 이건도 교수는 “이번 연구 결과는 기존의 열평형 개념을 넘어서는 새로운 물리 패러다임으로, 과거 아인슈타인의 상대성 이론이나 플랑크의 양자론이 처음 등장했을 때처럼 큰 논쟁을 불러일으킬 수 있다”며 “곧 ‘열적 디커플링’을 직접 검증하는 실험 결과도 나올 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 논문의 주저자로서 핵심 계산을 수행한 서울대 신소재공동연구소의 이성우 박사는 마법각도 꼬임 이중층 그래핀, 카고메 초전도 물질 등 다른 고온 초전도 물질에서도 ‘열적 디커플링’ 메커니즘을 규명하는 후속 연구를 수행할 계획이다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 ‘미래유망융합기술 파이오니어’ 난제도전과제 및 KISTI 슈퍼컴퓨팅 센터의 거대도전과제의 지원으로 수행됐다.

• 아태이론물리센터 전재형 사무총장, 경북과학기술대상 과학기술진흥 부문 대상 수상

  아태이론물리센터(소장 사사키 미사오, 이하 APCTP)는 ‘2025 경북과학기술대상’ 과학기술진흥 부문 대상 수상자로 전재형 사무총장이 선정됐다고 밝혔다. 경북과학기술대상은 과학기술의 육성과 그 문화 확산에 현저한 기여를 한 개인 또는 단체에 수여되는 상으로, 창의적인 연구개발 의욕을 고취시키고 과학기술문화 저변 확대를 위해 2001년 제정됐다. 수상자는 부문별 성과, 우수성, 그리고 지역 과학기술 발전에 대한 기여도 등을 종합적으로 평가해 선정된다. 전재형 사무총장은 물리 연구 활동을 중심으로 기초과학 진흥 및 과학기술의 국제화에 기여하고, 우수한 연구 성과를 바탕으로 차세대 글로벌 리더 육성에 공헌한 업적을 인정받았다. 특히 2021년 APCTP 사무총장으로 부임해 △정부 공공사업 우수 운영을 통한 지역 과학행정 위상 제고 △APEC 기반 국제협력 확대 및 과학외교 실현 △과학문화 대중화 및 지역 인재 양성 기반 확립 등 전반적인 사업 운영과 공로를 인정받아 수상자로 선정됐다. 2025 경북과학기술대상 시상식은 오는 18일 안동체육관에서 개최되는 경북과학축전 내에서 진행될 예정이다. 경북과학축전은 경상북도에서 매년 개최하는 대표적인 과학문화 축제로 다양한 전시·체험·강연 프로그램으로 구성돼 있다. APCTP는 경북과학축전과 연계해 경북도민들을 대상으로 ‘APCTP 올해의 과학도서 저자강연’을 양일간 진행 예정이다. APCTP 사사키 미사오 소장은 “센터는 국내외 연구 활동과 국제학술 활동뿐만 아니라 지역 공동체를 위한 다양한 활동도 이어오고 있다”며 “이러한 노력이 결실을 거두는 것 같다. 앞으로도 센터는 국가적 위상을 높이는 동시에 경북도민을 위한 다양한 과학문화 활동을 함께 펼쳐나갈 것”이라고 밝혔다. 한편 APCTP는 1996년 아시아태평양경제협력기구(APEC) 회의를 계기로 설립된 우리나라가 유치한 국내 유일의 국제이론물리센터다. 현재 아태 지역 19개 회원국 및 36개 협력·협정기관과 협력 관계를 맺고 있으며, 지금까지 300여 명의 국내외 과학 인재를 유치하고 양성해 왔다. 정부의 과학기술진흥기금 및 복권기금의 지원을 바탕으로 지속적인 성장과 연구 협력 확대를 이어가며 아시아태평양 지역의 이론물리 및 기초과학 분야에서 공동연구와 학술 교류를 활발히 촉진하고 있다. 또한 대중강연, 지역 과학축제, 청소년 대상 프로그램 등 시민 대상의 다양한 프로그램을 통해 기초과학의 공익적 가치를 증진하고 있다.

• 서울대 권성훈 교수팀, 신속 무균 시험법 개발 성공

  서울대학교 공과대학(이하 서울공대)은 전기정보공학부 권성훈 교수 연구팀이 서울대학교병원 의생명과학과 이은주 교수, 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 김태현 교수 연구팀과 공동으로 기존에는 14일이 걸리던 의약품 무균 검사를 단 하루 만에 마칠 수 있는 ‘신속 무균 시험법(NEST, Nanoparticle-based Enrichment and rapid Sterility Test)’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’에 게재됐다. 대한약전에 따른 무균시험법은 의약품이나 의료기기 등 균이 없어야 하는 제품이 실제로 무균 상태인지 확인하는 시험법으로, 일반적으로 14일이 소요된다. 아울러 최근 제약시장에 새롭게 등장한 세포·유전자 치료제 등의 바이오의약품에도 이와 동일한 확인 시험법이 적용된다. 바이오의약품은 현대 생명공학의 산물로, 난치 혈액암 환자를 완치시킨 CAR-T 세포치료제, 팬데믹의 흐름을 바꾼 코로나19 mRNA 백신, 그리고 암 면역치료의 핵심 무기가 된 단일클론항체 등이 대표적이다. 이 의약품들은 불치의 영역으로 여겨지던 암을 완치시키고 치료 기회가 없던 환자에게 새로운 선택지를 제공하는 등 난치병 치료의 새로운 길을 연 바 있다. 이처럼 미래 의료의 핵심으로 그 중요성이 부각되면서, 글로벌 바이오의약품 시장은 2024년 기준 약 4000억달러(약 550조원) 규모로 추정되며, 매년 약 15% 이상의 높은 성장세가 이어질 것으로 전망된다. 하지만 빠른 시장 성장 및 기술 진보와는 대조적으로, 바이오의약품의 품질관리 기준은 과거 합성의약품의 기준을 답습하는 데 머물고 있다. 이 기준은 유효 기간이 수일에 불과한 최신 세포·유전자 치료제 등 바이오의약품의 특성을 반영하고 있지 않기 때문에 큰 문제를 낳는다. 바이오의약품의 무균시험 결과를 기다리는 사이, 약효는 사라지고 환자는 치료 기회를 놓칠 수 있는 것이다. 결국 의약품의 무균 입증이 완료되지 않은 상태에서 환자에게 투여할 수밖에 없는 경우가 발생한다. 이는 환자 안전과 치료 효과 사이에서 불가피하게 감수해야 했던 한계였다. 이 문제의 해결에 나선 공동 연구진은 기존 검사에 소요됐던 14일의 기간을 단 하루 이내로 단축한 신속 무균 검사 기술인 NEST를 개발했다. 환자에게 무균이 입증된 바이오의약품을 제때 안전하게 투여할 수 있는 가능성을 연 것이다. 연구진은 우리 몸의 선천 면역 반응(침입균을 구별하는 방어 체계)에서 아이디어를 얻어 다양한 병원균에 선택적으로 결합하는 특수 펩타이드 코팅 자성 나노입자를 활용해 의약품 내 극미량의 병원균을 신속히 농축했다. 이어 광범위한 미생물의 대사 신호를 실시간으로 고감도 형광 검출할 수 있는 전용 이미징 칩과 자동화 장비를 개발해 기존보다 수십 배 빠른 속도와 높은 신뢰도를 동시에 확보하는 성과를 거뒀다. 특히 최소 5시간에서 최대 18시간 이내에, 14가지 균종에서 극미량의 균(1ml당 하나의 균체) 검출이 가능함을 확인했다. 더 나아가 공동 연구진은 임상 등급의 줄기세포와 1회 투여 비용이 수억 원에 달하는 CAR-T 세포치료제 등 실제 투여용 샘플을 활용해 검증을 수행했고, 그 결과 NEST가 실험실 단계를 넘어 실제 환자 시료에서도 안정적으로 작동함을 확인했다. 서울대학교병원 의생명과학과 이은주 교수는 “첨단재생의료 분야에서 제조 직후 환자에게 즉시 투여되는 바이오의약품의 경우 완제에 대한 14일 무균 검증은 완료되지 않은 상태에서 처치가 이루어질 수밖에 없었다”며 “향후 완제에 대해서도 당일 무균성을 확인하고 환자에게 투여할 수 있게 된다면, 관련 규제 체계에도 변화가 뒤따를 것이며 환자 안전성 역시 획기적으로 개선될 것”이라고 밝혔다. 권성훈 교수가 대표로 있는 종합 미생물 진단 기업 퀀타매트릭스와 서울대학교병원은 NEST의 현장 적용을 위해 지난 8월 신속 무균 검증 연구 및 사업화를 위한 업무협약(MOU)을 체결하고 대규모 임상 검증에 착수했다. 서울대병원은 환자용 세포·유전자 치료제를 자체 생산·운영하는 인프라를 갖추고 있어, 실제 환자 시료 기반 평가를 신속하게 수행할 수 있다. 또한 퀀타매트릭스는 서울대·고려대·서울대병원 연구진과 ‘uRAST(세계 최초로 배양 없이 13시간 이내 항생제 감수성·병원체 동정, 2024년 Nature 게재)’ 기술을 공동 개발하는 등 미생물 진단 분야에서 검증된 기술 개발 및 상용화 역량을 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 NEST의 장비·시스템 고도화와 현장 적용을 담당한다. 양 기관은 올해 안에 서울대병원 첨단세포·유전자치료센터 내에 장비 2대를 설치하고, 실제 임상 시료로 성능 평가와 기술 고도화를 진행할 계획이다. 이번 연구에서 개발된 기술은 바이오의약품을 넘어 패혈증 진단, 식품 안전성 검사, 화장품 무균성 검증, 감염병 확산 초기 대응 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다. 고려대 김태현 교수는 “NEST는 단순한 연구 성과를 넘어 여러 산업 분야로 확장될 수 있는 잠재력이 크다”며 “임상 현장에서 축적되는 데이터를 토대로 신뢰성을 높여갈 것”이라고 말했다. ﾠ 서울대 권성훈 교수는 “이번 성과가 환자 안전을 보장하는 새로운 기준으로 자리 잡을 수 있도록 추가 검증과 임상 적용을 적극적으로 이어가겠다”며 “향후 국내를 넘어 글로벌 임상과 규제 환경 개선에도 기여할 계획”이라고 밝혔다. ﾠ 이번 논문의 제1저자인 강준원 박사는 2025년 2월 서울대학교 공과대학 협동과정 바이오엔지니어링 전공에서 박사학위를 취득한 후, 현재 한국과학기술연구원(KIST)에서 박사후연구원으로 재직 중이다. 혈액 배양 단계를 생략한 패혈증 진단 플랫폼과 의약품의 신속 무균 입증 플랫폼 등 혁신적인 균 검출 및 항생제 감수성 검사 기술을 개발해 왔으며, 산업체 및 서울대학교병원과의 협력을 통해 상용화를 추진하고 있다. 향후 해당 기술들의 임상 적용성과 산업적 확장을 위한 후속 연구를 지속하는 동시에 신생아 패혈증 진단 및 환경 모니터링, 폐렴 모사 시스템 등 감염성 질환의 진단 및 관리 분야로 연구 범위를 넓혀갈 계획이다.

• 서울대 정유성 교수팀 신소재 재설계 관련 AI 기반 기술 개발

  서울대학교 공과대학 화학생물공학부 정유성 교수팀이 대규모언어모델(LLM, Large Language Model)을 활용해 기존에 합성이 어려웠던 신소재를 실제로 합성 가능한 형태로 다시 설계하는 혁신적 AI 기반 기술을 개발했다. 단순히 물질의 합성 가능성(synthesizability)을 예측하는 단계에서 한 걸음 더 나아가 합성이 어려운 신소재를 재설계할 수 있는 실질적 해법을 제시한 것이다. 반도체 신소재나 고효율 배터리 소재 개발 등에 활용될 수 있어 첨단 소재 개발 속도를 크게 앞당길 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구에는 서울대학교 최재환 석박사통합과정생과 김성민 박사후연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 성과는 화학 분야 국제 저명 학술지인 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)에 게재됐다. 계산화학과 AI 기술의 발전으로 이론적으로 유망한 물질 후보를 대량으로 탐색할 수 있게 됐지만, 실제 실험실에서 그 물질을 합성하는 과정은 여전히 큰 과제로 남아 있었다. 기존 연구들은 물질의 합성 가능성 예측에 집중해온 반면, 합성이 어렵다고 판정된 물질을 어떻게 합성 가능한 구조로 전환할 것인지는 답을 내리지 못했다. 이를 극복하기 위해 연구팀은 새로운 LLM 기반 프레임워크인 ‘SynCry’를 개발했다. 이 모델은 신소재의 결정 구조 정보를 역변환 가능한 텍스트로 표현하고, 반복적 미세조정(iterative fine-tuning)을 통해 합성이 어려운 구조를 합성 가능한 구조로 변환하는 방법을 스스로 학습한다. 연구 결과 SynCry는 초기 514개의 성공적 구조 변환에서 출발해 반복적 미세조정을 통해 총 3395개의 구조를 합성 가능한 형태로 재설계하는 데 성공했다. 더욱 눈에 띄는 점은 재설계된 상위 100개 구조 중 34개가 학습 데이터에는 존재하지 않음에도 실제 문헌에서 실험적으로 합성이 보고된 물질과 일치했다는 것이다. 이는 SynCry가 단순 학습 데이터를 모방하는 수준을 넘어 실제로 합성이 가능한 새로운 구조를 창출할 수 있음을 보여준다. 이러한 재설계 기술은 ‘학습 후 재생성(learn-and-regenerate)’ 전략을 통해 LLM이 단순 예측을 넘어 실질적인 신소재 설계 도구로 활용될 수 있음을 입증했다. 특히 첨단 소재 개발 기간을 획기적으로 단축하고 기존에 합성이 어려워 제외됐던 수많은 후보 물질을 다시 활용할 수 있는 길을 열었다. 정유성 교수는 “이번 연구는 AI가 합성이 어려운 구조에서 출발해 신소재를 직접 재설계할 수 있음을 처음으로 보여준 사례”라며 “향후 더 다양한 소재 시스템과 대규모 데이터셋으로 확장해 실용적 신소재 발굴 도구로 발전시킬 계획”이라고 설명했다. 최재환 석박사통합과정생은 “합성이 어렵다고 판단돼 버려지던 가상물질을 다시 활용할 수 있을지에 대한 고민에서 출발한 연구”라며 “앞으로 언어모델을 포함한 범용 AI 에이전트를 개발해 신소재 개발을 더욱 가속화하는 기술을 구현하겠다”고 말했다. 그동안 지속적으로 LLM 기반 합성 가능성 예측 연구를 수행해 온 김성민 박사후연구원은 “이번 성과는 AI가 소재과학에서 창의적 설계 역할을 할 수 있음을 보여주는 중요한 사례”라고 설명했다. 한편 최재환 석박사통합과정생은 앞으로 LLM을 포함한 범용 AI 에이전트를 개발해 무기 소재의 합성 메커니즘 규명 및 최적 합성 경로 도출을 자동화하는 연구를 수행할 계획이며, 서울대학교 화학공정신기술연구소에서 근무 중인 김성민 박사후 연구원은 앞으로 신소재 개발의 패러다임 변화를 모색하는 방향으로 기계학습과 재료과학을 융합한 후속 연구를 수행할 계획이다.

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  2025-12-17

• 한국항공대 인천국제공항교육협의체와 계약학과 신설

  한국항공대학교(KAU)와 인천국제공항교육협의체가 지난 3일 인천국제공항공사 청사 대회의실에서 맞춤형 계약학과 신설을 위한 협약을 체결했다. 이번 협약은 인천공항 상주기관 임직원을 대상으로 한 재교육 기반의 계약학과를 공동으로 운영하기 위한 것이다. 신설될 계약학과의 명칭은 ‘항공관리학과’로, 항공경영, 교통물류, 항공안전·정책의 세부 전공으로 구성되며, 석·박사 학위 과정을 모두 포함한다. 교육은 내년 1학기부터 시작되며, 인천국제공항공사 내 교육시설과 한국항공대 캠퍼스를 함께 활용해 진행된다. 이날 협약식에는 한국항공대 허희영 총장을 비롯해 인천국제공항공사 이학재 사장 및 협의체 8개사의 기관장이 참석했다. 참여 기관은 인천국제공항공사, 한국공항, 공사 3개 자회사(인천공항시설관리, 인천국제공항보안, 인천공항운영서비스) 및 유관업체(한국면세점협회, 네스트호텔, 인스파이어리조트)다. 교육비는 참여기관이 일부를 지원하는 방식으로 운영돼 임직원이 안정적으로 교육에 참여할 수 있도록 제도적 기반을 마련했다. 학과 운영과 교육과정은 공항 산업의 수요를 반영해 한국항공대와 협의체 참여기관이 함께 설계한다. 한국항공대는 공항 운영·안전·정책·물류 분야의 전문성을 높일 수 있도록 교육과정을 운영할 예정이며, 이를 통해 인천공항 상주기관 임직원이 글로벌 기준에 맞는 역량을 갖추고 각 기관의 경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다. 협약식에서 허희영 한국항공대 총장은 “국내에서 처음 설치되는 항공관리학과 대학원 과정은 항공안전, 교통물류, 항공경영 등 전공별로 글로벌 수준의 맞춤형 커리큘럼을 통해 인천공항의 국제경쟁력을 이끌 리더와 전문가 양성의 허브로 자리 잡게 될 것”이라고 말했다. 이학재 인천국제공항공사 사장은 “이번 계약학과 학위과정은 공항 종사자들의 직무 역량 향상과 더불어 참여기관 간 상생 협력에 도움이 될 것”이라며 “앞으로도 유관 기관들과 협력해 인천공항의 경쟁력 강화 및 국내 항공 산업 발전에 기여하겠다”고 밝혔다. 한편 1952년 개교한 한국항공대학교(KOREA AEROSPACE UNIVERSITY)는 대한민국 유일의 항공우주 종합대학이다. 항공기와 인공위성의 제작과 설계, 정비(MRO), 소프트웨어, 인공지능(AI) 등의 공학부터 운항, 항공교통관제, 물류, 경영학에 이르기까지 항공우주 전 분야를 교육하고 연구하고 있다.

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  2025-12-04

• 서울대 안성훈 교수팀, 전자회로 없이 특정 주파수 증폭 가능한 필터 개발

  서울대학교 공과대학은 기계공학부 안성훈 교수 연구팀이 전자회로 없이도 특정 주파수를 걸러내고 증폭할 수 있는 ‘음향 밴드패스 필터(Interference Acoustic Filter)’를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 연구진은 마이크 하나와 간섭 기반 메타구조를 활용해 원하는 주파수만 선택적으로 들을 수 있는 기술을 구현함으로써 산업 현장의 고소음 환경에서도 기계 고장을 진단할 수 있는 길을 열었다. 이번 연구 결과는 기계공학 분야의 국제 학술지 ‘메카니컬 시스템즈 앤 시그널 프로세싱(Mechanical Systems and Signal Processing)’에 이번 달 게재됐다. 공장, 발전소, 항공기 엔진룸과 같은 산업 현장은 80~100데시벨(dB)에 달하는 엄청난 소음으로 가득하다. 이러한 환경에서는 기계가 고장 나기 직전 내는 미세한 ‘이상 신호음’이 거대한 기계 소음에 묻혀버려 작은 균열이나 기계 마모 같은 초기 징후를 놓치기 쉬웠다. 이는 결국 큰 사고로 이어져 인명 피해와 막대한 수리 비용이 발생하거나 생산 차질을 빚는 경우가 많았다. 이 문제를 해결하기 위해 고소음 환경에서 ‘소리’로 기계 고장을 진단하는 기술이 등장했다. 기계가 정상일 때와 고장 났을 때 내는 소리(주파수)가 다른 점에 착안해 고장을 의미하는 특정한 ‘이상 주파수’ 성분만 정확히 분리해 기계 이상을 진단하는 원리가 적용된 방식이다. 따라서 이 기술에는 기계 내외부에 장착된 전자회로나 컴퓨터 소프트웨어를 이용해 센서 신호에서 특정 주파수를 분리하는 ‘밴드패스 필터’와 복잡한 마이크 배열이 필수적이었다. 하지만 이러한 기존 방식에는 계산량이 많고, 서로 다른 종류의 기계 고장(다른 주파수)을 진단하기 위해 매번 번거롭게 비싼 회로나 구조를 새로 설계해야 하는 한계가 있었다. 이에 안성훈 교수 연구팀은 복잡한 전자식 필터나 다중의 마이크 배열 없이 피리 모양의 세계 최소형 메타구조(직경 4cm·길이 30cm)와 마이크 하나만으로 1.8~22킬로헤르츠(kHz) 대역의 소리를 선별·증폭하는 하드웨어 밴드패스 필터를 세계 최초로 개발했다. 이번 연구는 ‘소리를 간섭시키는 구조만으로도 주파수를 걸러낼 수 있다’는 아이디어에서 출발했다. 이 발상의 구현에 나선 연구진은 실린더 형태의 ‘간섭 원리 기반 메타구조(Interference Structure)’를 고안하고, 그 안에 일정 간격으로 뚫린 여러 개의 슬릿을 통해 들어오는 소리가 서로를 상쇄·보강하도록 설계했다. 그에 따라 이 밴드패스 필터는 기존의 전자신호 대신 음파의 위상 차이를 이용해 특정 방향의 특정 주파수를 강화할 수 있다. 더 나아가 구조를 돌려 각도만 바꿔도 어떤 주파수의 소리를 집중적으로 받아들이는지가 달라지므로(예: 2kHz → 71°, 5kHz → 20°, 10kHz → 11°) 장치를 물리적으로 회전시켜 원하는 주파수의 소리만 선택적으로 들을 수 있다. 따라서 이번에 고안된 밴드패스 필터는 이전 방식과 달리 새로운 종류의 기계 고장(다른 주파수)을 탐지할 때마다 매번 새 구조를 제작할 필요가 없다. 즉, 다양한 장비의 고장을 사전에 탐지해야 하는 산업 현장에서 범용성이 부족했던 기존 밴드패스의 한계를 극복한, 하드웨어로 작동하는 음향 밴드패스 필터가 구현된 것이다. 연구진은 밴드패스 필터의 유효성을 검증하는 현장 실험에서 공사장 소음, 클럽 음악, 기차 소리와 유사한 크기의 100dB 소음 조건에서도 목표 주파수의 신호 세기가 4.82배 커지는 결과를 확인했다. 또한 CNC(Computerized Numerical Control) 가공 기계에 적용한 실험에서는 고장을 뜻하는 이상 주파수(2041Hz)가 19.9배 증폭해 새로 개발한 밴드패스 필터의 탁월한 성능을 입증했다. 또 기존의 소리 센서로 취득한 데이터로 훈련시킨 인공지능(AI) 고장 진단 모델은 소음 환경에서의 기계 고장 인식률이 0%에 그쳤으나 음향 밴드패스 필터 센서로 취득한 데이터로 학습시킨 모델은 동일한 환경에서 78.6%의 인식률을 기록하는 성과를 거뒀다. 이는 기존에는 탐지 자체가 불가능했던 고장이 앞으로는 정밀하게 진단될 수 있다는 가능성을 시사한다. 이처럼 연구진은 단순한 하드웨어 구조 하나의 기능이 복잡한 전자식 필터나 다중 마이크 배열이 맡던 역할을 뛰어넘을 수 있음을 실증했다. 이번 연구의 밑바탕인 ‘간섭 원리 기반 메타구조’ 설계는 연구진이 이전에 개발한 ‘단일센서 기반 3차원 위치추정(3DAR, 3D Acoustic Ranging)’ 기술과도 맥을 같이 한다. 안 교수팀은 해당 연구에서도 메타구조를 활용해 마이크 하나와 회전 구조만으로 소리의 위치를 추정하는 혁신적 음향 센서를 구현한 바 있다. 이번에는 그 원리를 한 단계 더 확장해 소리를 ‘듣는’ 걸 넘어 ‘선택적으로 걸러내는’ 단계까지 발전시킨 성과를 거둔 것이다. 이번 기술은 앞으로 스마트 공장, 로봇, 항공기, 풍력 터빈 등 고소음 산업 환경에서 안전 사고의 징후인 주요 이상 신호를 잡아내는 하드웨어로 활용될 전망이다. 예를 들어 공장 내 CNC나 모터의 이상 소리만 자동 감지해 사고를 예방하거나 24시간 계속되는 소음 속에서도 센서가 배관 누수나 충돌음을 식별하는 시스템으로 확장될 수 있다. 오직 하드웨어만으로 구현되기 때문에 전력 소모가 없고, 고장 위험이 낮으며, 유지 비용이 적다는 강점도 향후 음향 밴드패스 필터가 폭넓게 응용될 가능성을 높인다. 안성훈 교수는 “이번 연구는 회로가 계산하기 전에 기계가 먼저 판단하는 지능, 즉 물리적 지식 기반 구조가 정보를 선별·가공해 연산 부담을 줄여 빠르고 효율적으로 작동하는 기계지능(Mechano-Intelligence)을 구현했다는 점에서 의미가 깊다”고 밝혔다. 논문의 제1저자인 안세민 박사과정생은 “세계 최초로 선보인 하드웨어 음향 필터는 각도만으로 주파수를 조절할 수 있는 강점을 지녔으며, 향후 AI와 결합 시 소음 속에서도 더욱 정확한 판단이 가능한 ‘기계의 지능화’ 시대를 앞당길 것”이라고 전망했다. 안세민 서울대 기계공학부 박사과정생은 혁신설계 및 통합생산 연구실에서 인간처럼 소리의 의미를 이해하는 ‘파운데이션 모델 기반 인지/판단/행동 시스템’을 개발 중이며, 다중 로봇의 협업을 연구하고 있다. 한편 이번 연구는 산업통상부가 지원하는 한국산업기술진흥원(KIAT) 산업혁신인재성장지원사업(RS-2024-00409092)의 지원으로 수행됐다.

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  2025-11-13

• 서울대 이건도 교수팀 ‘열적 디커플링’으로 고온초전도 현상 매커니즘 규명

  서울대학교 고온초전도 연구단(단장 이건도 신소재공동연구소 연구교수)이 40년 가까이 미제로 남아 있던 고온초전도 현상의 근본 원인을 ‘열적 디커플링(Thermal Decoupling)’이라는 새로운 개념으로 설명하는 데 성공했다고 밝혔다. 기존의 전자 중심 이론으로는 해석되지 않던 여러 실험 결과를 모두 정량적으로 설명하는 이번 연구는 초전도 연구의 새로운 패러다임을 제시했다는 평가를 받고 있다. 이번 연구 결과는 재료물리 분야의 국제학술지 ‘머티리얼즈 투데이 피직스(Materials Today Physics, IF=9.7)’에 ‘Thermal Decoupling in High-Tc Cuprate Superconductors’ 제하의 논문으로 지난 10월 27일 온라인 게재됐다. 1911년 네덜란드의 물리학자 카멜링 오네스가 발견한 ‘초전도 현상’은 전류가 저항 없이 흐르는 상태다. 이후 1957년 ‘BCS(Bardeen·Cooper·Schrieffer) 이론’을 발표해 초전도 현상의 메커니즘을 밝힌 미국의 물리학자 바딘·쿠퍼·슈리퍼가 노벨물리학상을 수상했지만, 이 이론은 섭씨 약 영하 250도(절대온도 약 25K) 이하에서만 성립되는 한계가 있었다. 그러나 1986년 IBM취리히연구소의 베드노르츠와 뮐러가 영하 240도에서도 초전도체가 되는 구리산화물(cuprate)을 발견한 뒤 상압·영하 140도에서도 초전도 현상이 발견된다. 따라서 전 세계의 물리학자들은 ‘왜 이렇게 높은 온도에서 초전도가 일어나는가?’라는 질문에 오래 매달려왔다. 지난 40년 동안 많은 접근법이 실패한 건 ‘전자’에만 초점을 맞췄기 때문이라고 파악한 서울대 이건도 교수팀은 층상 구조를 가진 고온 초전도체의 열적 특성에 주목한 연구로 이 난제의 해결에 도전했다. 그 결과, 대부분의 고온 초전도 물질은 이차원 물질이 적층된 구조며, 각 층이 서로 다른 원소로 이뤄져 층간 결합이 약한 상태라는 사실을 확인했다. 그리고 섭씨 영하 70도(절대 온도 약 200K) 이하일 때 층 사이의 열 흐름이 끊어지는 ‘열 분리(thermal decoupling)’ 현상을 발견하는 성과를 거뒀다. 특히 초전도가 실제로 일어나는 구리와 산소로 이뤄진 층은 YBCO(Yttrium barium copper oxide, 이트륨 바륨 구리 산화물로 이뤄진 고온 초전도 물질) 내부에 있고 낮은 유효온도를 유지하며 BCS 이론의 조건을 만족하지만, 실험에서 측정되는 값은 바륨과 산소로 이뤄진 표면층의 높은 온도를 반영하기 때문에 그간의 실험 결과가 기존 이론과 불일치했던 것으로 밝혀졌다. 이 유효온도 차이를 만든 핵심 요인은 바륨(Ba)과 같은 알칼리 토금속으로, 이들이 층간 이온 결합을 조절하며 열 흐름을 차단하는 역할을 한다는 점도 규명됐다. 아울러 이론적 계산에 따르면 이 ‘온도 분리 효과’를 보정했을 때 지금까지 수수께끼로 남아 있던 저항과 온도의 선형관계(linear-T resistivity), 우에무라 관계(Uemura relation), 초전도 돔(superconducting dome), 축소된 동위원소 효과(isotope effect)가 모두 하나의 원리 하에 정량적으로 설명된다는 사실이 확인됐다. 학계의 오랜 난제였던 고온초전도 메커니즘 규명에 성공한 이번 연구는 반도체 중심의 기존 전자 산업을 뛰어넘는 혁신적 산업, 즉 양자소자, 전력전송, 양자 컴퓨팅, 자기부상, 에너지 저장 기술 등의 발전이 가속화되는 전환점이 될 것으로 전망된다. 연구진은 상온에 근접한 초전도체 개발의 핵심 아이디어를 확보해 관련 특허를 이미 출원했으며, 머신러닝 기반의 고온 초전도 신물질 탐색 연구에 곧 착수할 계획이다. 이건도 교수는 “이번 연구 결과는 기존의 열평형 개념을 넘어서는 새로운 물리 패러다임으로, 과거 아인슈타인의 상대성 이론이나 플랑크의 양자론이 처음 등장했을 때처럼 큰 논쟁을 불러일으킬 수 있다”며 “곧 ‘열적 디커플링’을 직접 검증하는 실험 결과도 나올 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 논문의 주저자로서 핵심 계산을 수행한 서울대 신소재공동연구소의 이성우 박사는 마법각도 꼬임 이중층 그래핀, 카고메 초전도 물질 등 다른 고온 초전도 물질에서도 ‘열적 디커플링’ 메커니즘을 규명하는 후속 연구를 수행할 계획이다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 ‘미래유망융합기술 파이오니어’ 난제도전과제 및 KISTI 슈퍼컴퓨팅 센터의 거대도전과제의 지원으로 수행됐다.

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  2025-11-07

• 아태이론물리센터 전재형 사무총장, 경북과학기술대상 과학기술진흥 부문 대상 수상

  아태이론물리센터(소장 사사키 미사오, 이하 APCTP)는 ‘2025 경북과학기술대상’ 과학기술진흥 부문 대상 수상자로 전재형 사무총장이 선정됐다고 밝혔다. 경북과학기술대상은 과학기술의 육성과 그 문화 확산에 현저한 기여를 한 개인 또는 단체에 수여되는 상으로, 창의적인 연구개발 의욕을 고취시키고 과학기술문화 저변 확대를 위해 2001년 제정됐다. 수상자는 부문별 성과, 우수성, 그리고 지역 과학기술 발전에 대한 기여도 등을 종합적으로 평가해 선정된다. 전재형 사무총장은 물리 연구 활동을 중심으로 기초과학 진흥 및 과학기술의 국제화에 기여하고, 우수한 연구 성과를 바탕으로 차세대 글로벌 리더 육성에 공헌한 업적을 인정받았다. 특히 2021년 APCTP 사무총장으로 부임해 △정부 공공사업 우수 운영을 통한 지역 과학행정 위상 제고 △APEC 기반 국제협력 확대 및 과학외교 실현 △과학문화 대중화 및 지역 인재 양성 기반 확립 등 전반적인 사업 운영과 공로를 인정받아 수상자로 선정됐다. 2025 경북과학기술대상 시상식은 오는 18일 안동체육관에서 개최되는 경북과학축전 내에서 진행될 예정이다. 경북과학축전은 경상북도에서 매년 개최하는 대표적인 과학문화 축제로 다양한 전시·체험·강연 프로그램으로 구성돼 있다. APCTP는 경북과학축전과 연계해 경북도민들을 대상으로 ‘APCTP 올해의 과학도서 저자강연’을 양일간 진행 예정이다. APCTP 사사키 미사오 소장은 “센터는 국내외 연구 활동과 국제학술 활동뿐만 아니라 지역 공동체를 위한 다양한 활동도 이어오고 있다”며 “이러한 노력이 결실을 거두는 것 같다. 앞으로도 센터는 국가적 위상을 높이는 동시에 경북도민을 위한 다양한 과학문화 활동을 함께 펼쳐나갈 것”이라고 밝혔다. 한편 APCTP는 1996년 아시아태평양경제협력기구(APEC) 회의를 계기로 설립된 우리나라가 유치한 국내 유일의 국제이론물리센터다. 현재 아태 지역 19개 회원국 및 36개 협력·협정기관과 협력 관계를 맺고 있으며, 지금까지 300여 명의 국내외 과학 인재를 유치하고 양성해 왔다. 정부의 과학기술진흥기금 및 복권기금의 지원을 바탕으로 지속적인 성장과 연구 협력 확대를 이어가며 아시아태평양 지역의 이론물리 및 기초과학 분야에서 공동연구와 학술 교류를 활발히 촉진하고 있다. 또한 대중강연, 지역 과학축제, 청소년 대상 프로그램 등 시민 대상의 다양한 프로그램을 통해 기초과학의 공익적 가치를 증진하고 있다.

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  2025-10-16

• 서울대 권성훈 교수팀, 신속 무균 시험법 개발 성공

  서울대학교 공과대학(이하 서울공대)은 전기정보공학부 권성훈 교수 연구팀이 서울대학교병원 의생명과학과 이은주 교수, 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 김태현 교수 연구팀과 공동으로 기존에는 14일이 걸리던 의약품 무균 검사를 단 하루 만에 마칠 수 있는 ‘신속 무균 시험법(NEST, Nanoparticle-based Enrichment and rapid Sterility Test)’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)’에 게재됐다. 대한약전에 따른 무균시험법은 의약품이나 의료기기 등 균이 없어야 하는 제품이 실제로 무균 상태인지 확인하는 시험법으로, 일반적으로 14일이 소요된다. 아울러 최근 제약시장에 새롭게 등장한 세포·유전자 치료제 등의 바이오의약품에도 이와 동일한 확인 시험법이 적용된다. 바이오의약품은 현대 생명공학의 산물로, 난치 혈액암 환자를 완치시킨 CAR-T 세포치료제, 팬데믹의 흐름을 바꾼 코로나19 mRNA 백신, 그리고 암 면역치료의 핵심 무기가 된 단일클론항체 등이 대표적이다. 이 의약품들은 불치의 영역으로 여겨지던 암을 완치시키고 치료 기회가 없던 환자에게 새로운 선택지를 제공하는 등 난치병 치료의 새로운 길을 연 바 있다. 이처럼 미래 의료의 핵심으로 그 중요성이 부각되면서, 글로벌 바이오의약품 시장은 2024년 기준 약 4000억달러(약 550조원) 규모로 추정되며, 매년 약 15% 이상의 높은 성장세가 이어질 것으로 전망된다. 하지만 빠른 시장 성장 및 기술 진보와는 대조적으로, 바이오의약품의 품질관리 기준은 과거 합성의약품의 기준을 답습하는 데 머물고 있다. 이 기준은 유효 기간이 수일에 불과한 최신 세포·유전자 치료제 등 바이오의약품의 특성을 반영하고 있지 않기 때문에 큰 문제를 낳는다. 바이오의약품의 무균시험 결과를 기다리는 사이, 약효는 사라지고 환자는 치료 기회를 놓칠 수 있는 것이다. 결국 의약품의 무균 입증이 완료되지 않은 상태에서 환자에게 투여할 수밖에 없는 경우가 발생한다. 이는 환자 안전과 치료 효과 사이에서 불가피하게 감수해야 했던 한계였다. 이 문제의 해결에 나선 공동 연구진은 기존 검사에 소요됐던 14일의 기간을 단 하루 이내로 단축한 신속 무균 검사 기술인 NEST를 개발했다. 환자에게 무균이 입증된 바이오의약품을 제때 안전하게 투여할 수 있는 가능성을 연 것이다. 연구진은 우리 몸의 선천 면역 반응(침입균을 구별하는 방어 체계)에서 아이디어를 얻어 다양한 병원균에 선택적으로 결합하는 특수 펩타이드 코팅 자성 나노입자를 활용해 의약품 내 극미량의 병원균을 신속히 농축했다. 이어 광범위한 미생물의 대사 신호를 실시간으로 고감도 형광 검출할 수 있는 전용 이미징 칩과 자동화 장비를 개발해 기존보다 수십 배 빠른 속도와 높은 신뢰도를 동시에 확보하는 성과를 거뒀다. 특히 최소 5시간에서 최대 18시간 이내에, 14가지 균종에서 극미량의 균(1ml당 하나의 균체) 검출이 가능함을 확인했다. 더 나아가 공동 연구진은 임상 등급의 줄기세포와 1회 투여 비용이 수억 원에 달하는 CAR-T 세포치료제 등 실제 투여용 샘플을 활용해 검증을 수행했고, 그 결과 NEST가 실험실 단계를 넘어 실제 환자 시료에서도 안정적으로 작동함을 확인했다. 서울대학교병원 의생명과학과 이은주 교수는 “첨단재생의료 분야에서 제조 직후 환자에게 즉시 투여되는 바이오의약품의 경우 완제에 대한 14일 무균 검증은 완료되지 않은 상태에서 처치가 이루어질 수밖에 없었다”며 “향후 완제에 대해서도 당일 무균성을 확인하고 환자에게 투여할 수 있게 된다면, 관련 규제 체계에도 변화가 뒤따를 것이며 환자 안전성 역시 획기적으로 개선될 것”이라고 밝혔다. 권성훈 교수가 대표로 있는 종합 미생물 진단 기업 퀀타매트릭스와 서울대학교병원은 NEST의 현장 적용을 위해 지난 8월 신속 무균 검증 연구 및 사업화를 위한 업무협약(MOU)을 체결하고 대규모 임상 검증에 착수했다. 서울대병원은 환자용 세포·유전자 치료제를 자체 생산·운영하는 인프라를 갖추고 있어, 실제 환자 시료 기반 평가를 신속하게 수행할 수 있다. 또한 퀀타매트릭스는 서울대·고려대·서울대병원 연구진과 ‘uRAST(세계 최초로 배양 없이 13시간 이내 항생제 감수성·병원체 동정, 2024년 Nature 게재)’ 기술을 공동 개발하는 등 미생물 진단 분야에서 검증된 기술 개발 및 상용화 역량을 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 NEST의 장비·시스템 고도화와 현장 적용을 담당한다. 양 기관은 올해 안에 서울대병원 첨단세포·유전자치료센터 내에 장비 2대를 설치하고, 실제 임상 시료로 성능 평가와 기술 고도화를 진행할 계획이다. 이번 연구에서 개발된 기술은 바이오의약품을 넘어 패혈증 진단, 식품 안전성 검사, 화장품 무균성 검증, 감염병 확산 초기 대응 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다. 고려대 김태현 교수는 “NEST는 단순한 연구 성과를 넘어 여러 산업 분야로 확장될 수 있는 잠재력이 크다”며 “임상 현장에서 축적되는 데이터를 토대로 신뢰성을 높여갈 것”이라고 말했다. ﾠ 서울대 권성훈 교수는 “이번 성과가 환자 안전을 보장하는 새로운 기준으로 자리 잡을 수 있도록 추가 검증과 임상 적용을 적극적으로 이어가겠다”며 “향후 국내를 넘어 글로벌 임상과 규제 환경 개선에도 기여할 계획”이라고 밝혔다. ﾠ 이번 논문의 제1저자인 강준원 박사는 2025년 2월 서울대학교 공과대학 협동과정 바이오엔지니어링 전공에서 박사학위를 취득한 후, 현재 한국과학기술연구원(KIST)에서 박사후연구원으로 재직 중이다. 혈액 배양 단계를 생략한 패혈증 진단 플랫폼과 의약품의 신속 무균 입증 플랫폼 등 혁신적인 균 검출 및 항생제 감수성 검사 기술을 개발해 왔으며, 산업체 및 서울대학교병원과의 협력을 통해 상용화를 추진하고 있다. 향후 해당 기술들의 임상 적용성과 산업적 확장을 위한 후속 연구를 지속하는 동시에 신생아 패혈증 진단 및 환경 모니터링, 폐렴 모사 시스템 등 감염성 질환의 진단 및 관리 분야로 연구 범위를 넓혀갈 계획이다.

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  2025-10-14

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• 서울대 김진영 교수팀, 차세대 친환경 수소 생산 위한 전기화학 촉매 개발

  서울대학교 공과대학은 재료공학부 김진영 교수 연구팀이 국민대학교 이찬우 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사 연구팀과 함께 차세대 친환경 수소 생산을 선도할 전기화학 촉매를 개발했다고 밝혔다. 연구팀이 설계한 코어-쉘(Core-shell) 구조의 루테늄(Ru) 기반 나노클러스터 촉매는 극소량의 귀금속 사용만으로도 세계 최고 수준의 성능과 안정성을 확보했다는 평가를 받고 있으며, 실제 산업용 수전해 장비에 적용 시에도 뛰어난 효율을 입증했다. 이번 연구 결과는 촉매 분야의 저명 학술지인 ‘Energy & Environmental Science (IF: 32.4, JCR 상위 0.5%)’ 최신호에 게재됐다. 특히 학술지의 커버 논문으로도 선정돼 연구의 혁신성과 학문적 가치를 입증했다. 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않는 수소는 기존 화석 연료를 대체할 친환경 에너지원이다. 이 친환경 수소의 생산에는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 수전해 기술이 쓰인다. 특히 전기 분해를 통해 고순도 수소를 생산하는 ‘음이온 교환막 수전해(이하 AEMWE)’는 차세대 기술로 주목받고 있다. 이 기술을 상용화하려면 높은 효율과 안정성을 갖춘 촉매 전극의 존재가 필수적이다. 그러나 현재 대표적 촉매로 사용되는 백금(Pt)은 높은 비용과 빠른 열화(degradation)로 인해 상용화의 걸림돌이 되고 있다. 때문에 그 대안으로 비귀금속에 기반한 촉매가 연구되고 있지만, 효율이 낮고 불안정한 촉매라는 한계가 있다. 이에 공동 연구팀은 백금 대비 2배 이상 저렴한 귀금속인 루테늄(Ru)에 기반한 ‘코어-쉘 나노클러스터 촉매(Core-shell Nanocluster Catalyst)’를 개발했다. 촉매의 크기를 2나노미터(nm) 이하로 줄이고, 귀금속 사용량을 현재 상용 중인 백금 촉매 전극의 3분의 1 수준으로 대폭 낮췄음에도 불구하고, 오히려 백금 촉매를 능가하는 성능을 달성하는 데 성공한 것이다. 특히 이 혁신적인 코어-쉘 촉매는 동일한 귀금속 함량에서 백금 촉매에 비해 4.4배 높은 성능을 기록했을 뿐 아니라 현재까지 보고된 수소 발생 촉매 중 세계 최고 수준의 성능을 나타냈다. 또한 발포체 전극 구조를 갖춘 덕분에 반응물의 공급 속도가 최적화돼 높은 전류밀도에서도 탁월한 안정성을 보였다. 나아가 실제로 AEMWE가 활용되는 산업 환경에서도 상용 백금 촉매 전극에 비해 월등히 낮은 전력 소모량을 기록해 차세대 수전해 촉매의 강력한 후보로 자리매김했다는 평가다. 연구팀은 개발 과정에서 먼저 과산화수소 처리를 통해 티타늄 발포체 기판 위에 얇은 티타늄 산화층을 형성한 후 전이금속 몰리브데늄(Mo)을 도핑했다. 그리고 그 위에 1~2nm 크기의 루테늄 산화물 나노입자를 균일하게 증착했다. 이후 정교한 저온 열처리로 원자 수준에서 열확산을 유도해 독창적인 코어-쉘 구조를 형성했다. 최종 단계에서는 수소 발생 반응 도중 발생하는 전기화학적 환원 반응을 통해 코어-쉘 구조의 환원을 유도했다. 그 결과, 개발된 촉매는 루테늄 금속 코어에 다공성의 환원 티타니아(titania) 단일층을 갖고, 그 계면에 금속성의 몰리브데늄 원자들이 존재하는 독특한 코어-쉘 구조를 갖추게 됐다. 향후 ‘코어-쉘 나노클러스터 촉매’는 친환경 수소 생산의 효율을 획기적으로 향상시키는 동시에 귀금속 사용량도 줄여 수소 생산 비용을 크게 낮출 전망이다. 또한 고성능과 경제성을 겸비한 강점 덕분에 수소차를 비롯해 다양한 친환경 운송 수단의 연료로 쓰이고, 수소 발전 등 관련 사업 분야에서 광범위하게 활용될 것으로 기대된다. 나아가 이번 연구는 화석연료 중심의 에너지 시스템에서 벗어나 수소 경제의 실현 가능성을 한층 더 높일 수 있는 기술적 돌파구를 마련할 것으로 예상된다. 서울대 김진영 교수는 “2nm 미만의 극소형이면서도 우수한 성능과 안정성을 지닌 코어-쉘 촉매는 앞으로 나노 코어-쉘 소자 제작 기술, 그리고 탄소중립 시대를 앞당길 수소 생산 기술의 발전에 중대한 기여를 할 것”이라고 강조했다. 논문의 제1저자인 임현우 박사는 우수한 연구성과를 바탕으로 올해부터 정부의 세종펠로우십 사업의 지원을 받아 서울대학교 재료공학부 김진영 교수의 연구실에서 박사후연구원으로서 연구를 이어가는 중이다. 특히 이번에 개발한 촉매의 구조인 ‘코어-쉘 구조’를 실제로 상용화하는 후속 연구를 집중적으로 수행할 예정이다.

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  2025-03-10

• 행복나눔재단 시각장애 아동 점자 학습 특화 기기 개발

  행복나눔재단은 시각장애 아동을 위한 점자 학습 장난감 ‘슬라이닷(Slidot)’을 개발했다고 밝혔다. 슬라이닷은 시각장애 아동의 ‘점자 모양 구별’ 연습에 특화된 교구다. 사용자가 점자 문제카드를 스마트폰에 태그하면 안내 음성이 나오고, 점자를 읽고 키보드로 정답을 입력하는 퀴즈 게임 방식으로 작동한다. 연습 모드를 포함해 2200여 개의 학습 콘텐츠와 시각장애 아동의 흥미를 돋우는 다채로운 음성 리액션이 탑재돼 있다. 행복나눔재단이 시각장애 학생과 학부모, 특수학교 교사 등을 대상으로 실시한 조사에 따르면 ‘점자 모양 구별’은 점자 학습 과정에서 가장 어려운 단계로 꼽힌다. 이는 손끝으로 점자를 반복적으로 만지며 감각을 익혀야 하기 때문이다. 하지만 학습 적령기 아동들을 위한 재미있고 효과적인 교구가 부족한 실정이다. 이 문제를 해결하기 위해 행복나눔재단은 2023년 7월 슬라이닷의 프로토타입을 개발했다. 이후 지속적으로 사용자 피드백을 반영한 끝에 2024년 12월에 상용화 버전을 내놓았다. 브릭(brick)과 중고 스마트폰을 활용해 개발 기간을 단축하고, 시각장애 아동의 눈높이에 맞춘 인터페이스를 구축한 점이 큰 특징이다. 또한 덮개와 손잡이를 추가해 휴대성을 높였다. 슬라이닷의 학습 효과를 검증하기 위해 시각장애 아동 5명을 대상으로 4개월간 사용 테스트를 진행했다. 그 결과 4명이 슬라이닷을 이틀에 한 번 이상 꾸준히 사용했으며, 3명은 점자 모양 구별 단계를 완료하고 글자 읽기 단계로 진입하는 성과를 보였다. 한 학부모는 슬라이닷을 사용한 이후 아이가 점자 공부를 즐기게 됐고, 방학 숙제도 거부감 없이 하게 됐다고 밝혔다. 한편 슬라이닷을 개발한 행복나눔재단은 창의적이고 지속 가능한 사회문제 해결 모델을 개발하는 사회공헌 기관이다. 혁신에서 소외돼 있는 사회 문제들 속에서 작고 구체적인 문제를 찾아, 실험을 거듭하며 최적의 문제 해결 모델을 만들고 있다.

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  2025-03-07

• 시립청소년미디어센터와 티랩, 청소년 교육 프로그램 운영 협력

  시립청소년미디어센터(이하 스스로넷)가 지난 6일 글꼴 연구·개발 전문기업 티랩(대표자 박성민)과 청소년 교육 프로그램 운영을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 이번 협약을 통해 스스로넷과 티랩은 청소년 대상 서체 개발 교육 프로그램 ‘청소년디자인제작전문그룹’을 운영해 청소년의 타이포 디자인 분야 진로 탐색 지원을 위해 적극 협력할 계획이다. 서울알림체 등 일상에서 시민들에게 친숙한 서체를 개발하고 ‘서울마이소울’ BI 리디자인 등 공공기관과 협업을 진행해온 티랩은 청소년디자인제작전문그룹의 교육 과정을 구성하고 전문 강사를 지원한다. 청소년디자인제작전문그룹은 청소년이 서체 디자인 이론교육부터 실습까지 서체 제작 전 과정을 전문적으로 배워 나만의 서체를 개발할 수 있는 프로그램이다. 2020년부터 스스로넷에서 진행된 교육 과정을 통해 개발된 총 10종의 서체는 모두 무료로 배포돼 TV 방송, OTT 콘텐츠, 유튜브, 광고 등에서 다양하게 활용되고 있다. 이종익 스스로넷 관장은 “서체 디자이너를 꿈꾸는 청소년들이 디자인 기초교육부터 실습까지 경험하면서 전문교육은 물론 현장 중심의 생생한 진로 멘토링을 경험하게 될 것”이라며 “더불어 청소년이 서체를 개발하고 배포함으로써 자신의 재능으로 공공에 기여할 수 있는 기회가 되길 기대한다”고 말했다. 한편 시립청소년미디어센터는 ‘청소년이 미디어로 세상과 소통하고 스스로 네트워크를 만드는 즐거움을 일깨운다’는 미션으로 운영되고 있는 청소년 미디어 특화 기관이다.

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  2025-03-07

• 서울대 김도년 교수팀 논문 IEEE TSM 최우수논문상 수상

  서울대학교 공과대학은 기계공학부 김도년 교수 연구팀의 논문이 반도체 운영 분야 국제 학술지 ‘IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing(이하 IEEE TSM)’에서 2024년 최우수논문상(Best Paper Award)을 수상했다고 밝혔다. 해당 분야의 가장 권위 있는 저널 중 하나인 IEEE TSM은 반도체 공정 및 생산 관련 최신 기술과 응용을 다루며, 1년 동안 해당 저널에 게재된 논문들 중 가장 우수한 1편을 최우수 논문(Best Paper)으로 선정해 시상한다. 김도년 교수팀의 또 다른 논문은 지난 2021년 IEEE TSM에서 우수 논문(Best Paper Award: Honorable Mention) 3편 중 하나로 선정된 바 있으며, 3년 만에 같은 저널에서 최우수논문상을 수상하는 쾌거를 이뤘다. 연구팀은 ‘Hotspot Prediction: SEM Image Generation with Potential Lithography Hotspots’ 제하의 이번 논문에서 리소그래피 공정 중 결함이 발생할 수 있는 취약 부위를 리소그래피 패턴 정보만으로 미리 예측할 수 있는 딥러닝 기술을 제시했다. 이는 취약 부위에 대한 선제적인 설계 변경 등을 통해 반도체 생산 수율을 높이고 비용은 줄일 수 있는 핵심 기술이라는 평가를 받고 있다. 논문의 주저자인 김재훈 박사는 “뜻깊은 상을 받게 돼 큰 영광이며 함께 연구에 참여하신 모든 분들께 감사드린다”고 인사를 전하며 “이번 성과를 발판 삼아 반도체 공정의 계측 및 검사 기술에 관한 연구에 정진하겠다”고 밝혔다. 김재훈 박사는 현재 서울대학교 기계공학부에서 박사후연구원으로서 연구 활동을 이어가고 있다. 특히 적은 데이터만으로도 학습이 가능한 딥러닝 모델을 개발하고, 실제 산업 현장에서도 활용되도록 그 응용 범위를 확장하는 연구를 진행 중이다. 공동 주저자인 임재경 박사는 “이번 연구 결과가 2024년 최우수 논문으로 선정돼 매우 기쁘며, 연구를 지원해주신 많은 분들께 고맙다는 말씀을 드리고 싶다”며 “앞으로 반도체 제조 분야의 발전을 위해 지속적으로 노력하겠다”고 각오를 밝혔다. 서울대학교 기계공학부에서 박사 학위를 취득한 임재경 박사는 현재 삼성전자 DS부문에서 주사현미경과 전자빔 검사를 활용해 반도체 불량을 검출하는 업무를 수행하고 있다.

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  2025-03-05

• 용인 기쁨의교회 대학 신입생 대상 열린 콘서트 가져

  용인 기쁨의교회(담임목사 정의호)는 지난 2월 18일 경희대 앞 카페에서 대학 신입생을 위한 열린 콘서트를 개최했다. 100여 명의 대학생들이 참석한 이번 콘서트는 ‘다음세대 전도’의 새로운 방식으로 기획됐으며 2025학년도 신입생들을 응원하기 위한 자리로 마련됐다. 콘서트에는 기쁨의교회 대학부에서 전도한 60명의 새가족이 참석해 새로운 만남과 교제를 나누는 시간이 됐다. 콘서트에는 캐나다, 베트남, 중국 출신의 약 10명의 외국인 유학생들도 함께했다. 이들은 다양한 문화 속에서 신앙과 우정을 나누는 소중한 시간을 가졌다. 이날 공연은 경희대학교 포스트모던음악학과 교수와 학생들이 멋진 무대를 선보이며 감동을 선사했다. 특히 이번에 신입생으로 입학하는 박성진 학생이 무대에 올라 교수 및 학생들과 함께 신앙 고백을 담은 콜라보 무대를 펼쳐 큰 박수를 받았다. 신입생의 담담하면서도 진솔한 고백이 음악과 어우러져 많은 이들에게 신앙적인 도전을 불러일으키는 감동적인 시간이 됐다. 또한 포스트모던음악학과 2학년 선배들의 특별한 공연도 이어졌다. 이들은 “실패해도 다시 일어서서 도전하라”는 주제의 곡을 선보이며 새로운 출발을 앞둔 신입생들에게 용기와 희망을 전했다. 이를 통해 젊은 세대가 실패를 두려워하지 않고 믿음 안에서 담대하게 나아갈 수 있도록 응원하는 메시지를 줬다. 이들의 무대가 끝난 후 관객들은 뜨거운 환호와 함께 앵콜을 외쳤고 이에 2학년 학생들은 추가 공연을 펼쳤다. 마지막 곡이 울려 퍼지자 현장에 있던 모든 이들이 자리에서 일어나 함께 노래하고 박수를 치며 분위기는 절정에 달했다. 음악과 응원의 메시지가 하나 되어 전해지는 순간 참석자들은 새로운 시작을 맞이하는 기쁨과 희망을 온몸으로 느낄 수 있었다. 이날 공연에서는 특별히 포스트모던음악학과에 재학 중인 외국인 학생이 무대에 올라 한국어로 노래를 부르며 많은 이들에게 감동을 줬다. 외국인 유학생이 한국어로 노래를 부르는 모습은 한국 문화에 대한 애정과 열린 마음을 보여주는 것이었고 다양한 배경을 가진 청년들이 음악을 통해 하나가 되는 의미 있는 장면이었다. 콘서트에 참여한 김모 학생은 “대학교 생활이 기대되고 믿음의 선배들과 함께 새로운 환경에서 신앙적으로 성장할 수 있는 용기를 얻게 되어 기쁘다”고 했다. 대학부를 담당하고 있는 이현미 전도사는 “전도 콘서트는 단순한 공연을 넘어 캠퍼스 내에서 건강한 기독교 문화를 조성하고 신앙 안에서 새로운 시작을 응원하는 의미에서 기획됐다”면서 “이런 문화가 확산돼 더 많은 청년들이 희망과 믿음을 나눌 수 있기를 바란다”고 소감을 밝혔다. 기쁨의교회 정의호 목사는 “세상과 미디어에 중독되기 쉬운 다음세대를 위해 교회가 앞장서서 건전한 문화를 형성하는 것이 중요하다”면서 “앞으로도 기쁨의 교회는 젊은 세대들을 전도하고 감동을 줄 수 있는 다양한 문화 프로그램을 마련해 건전한 기독교 문화를 형성하는 데 이바지할 것”이라고 강조했다. 한편 용인 기쁨의교회는 캠퍼스 선교단체 사역을 하던 정의호 목사를 중심으로 1996년 개척된 교회로 화양리 상가 2층에서 시작됐고 분당 구미동을 거쳐 2007년 용인으로 사역 거점을 옮겼다. 개척 초기부터 예배와 셀 모임, 일대일과 제자 양육의 삼중 사역 중심으로 전파하고, 가르치며, 치유하는 사역을 해오고 있는 곳이다.

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  2025-02-25

• 서울대 이관형 교수팀 반도체 관련 ‘Hypotaxy’ 세계 최초 개발

  서울대학교 공과대학은 재료공학부 이관형 교수 연구팀이 같은 학부의 장혜진, 한정우 교수 연구팀과 함께 다양한 기판 위에서 웨이퍼 면적의 단결정(single-crystal) 2차원 반도체를 직접 성장시킬 수 있는 신기술 ‘하이포택시(Hypotaxy)’를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 2월 20일 세계 최고 권위의 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다. 최근 인공지능(AI) 기술 발전에 따라 반도체 성능 향상의 필요성이 커졌고, 소자의 전력 소모를 줄이려는 연구 또한 활발해졌다. 따라서 기존의 실리콘을 대체할 새 반도체 소재가 주목받는 중인데, 그중 얇은 두께와 뛰어난 전기적 특성을 지닌 2차원 물질 ‘전이금속칼코겐화물(Transition metal dichalcogenide, 이하 TMD)’이 차세대 반도체로 주목받고 있다. 그러나 이를 높은 품질로 합성해 산업적으로 활용할 수 있는 대량 생산 기술이 부족한 실정이다. 현재 가장 유망한 합성 기술인 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)은 전기적 특성의 저하, 성장한 TMD의 전사(transfer, 다른 기판으로 옮기는 추가 공정) 등의 문제를 안고 있다. 또 높은 결정성(crystallinity)을 갖는 기판 위에서 TMD를 성장시키는 ‘에피택시(epitaxy)’ 방식도 성장 후 전사 과정이 수반되고 특정 기판만 사용 가능하다는 한계가 있다. 반도체 및 박막 소재 제작에 필수적인 기술로 여겨졌던 이 방식은 합성 시 TMD의 결정성, 표면, 층수가 불균일해 전기적 성능이 저하되는 약점도 존재한다. 따라서 고품질 TMD에 기반한 고도의 3차원 집적화 기술 개발이 현대 반도체 산업의 필수 과제로 부각됨에 따라, 새로운 TMD 합성 기술의 필요성이 절실한 상황이었다. 이에 연구진은 기존에 보고된 적 없는 새로운 성장법을 개발해 이 문제를 해결했다. 그래핀과 같은 2차원 물질을 템플릿으로 활용해 TMD의 결정이 정렬된 형태로 성장하도록 유도하는 방식을 고안함으로써, 어떤 기판에서도 완벽한 단결정 TMD 박막을 합성할 수 있는 ‘하이포택시(Hypotaxy)’ 기술을 세계 최초로 구현한 것이다. 박막이 하부 방향으로 성장한 특성을 반영해 이 합성법을 ‘아래 방향’을 의미하는 ‘하이포(hypo)’와 ‘정렬’이란 뜻의 ‘택시(taxy)’를 접목한 ‘하이포택시’로 명명했다. 반도체 제조 공정과의 호환이 가능한 저온(400℃)에서도 단결정 TMD를 성장시킬 수 있는 이 기술은 산업적으로 큰 의미를 지닌다. 후처리 없이 템플릿이 자연적으로 제거되며, 금속 박막 두께를 조절해 TMD의 층수까지 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서도 기존 방식과 크게 차별화된다. 또한 이번 기술을 이용해 합성한 TMD로 만든 반도체 소자가 높은 전하 이동도와 우수한 소자 균일성을 보임으로써, ‘하이포택시’가 반도체 소자의 고성능화·고집적화 및 차세대 2차원 반도체 상용화에 기여할 핵심 기술로 활용될 가능성이 커졌다. 아울러 ‘하이포택시’는 단순히 2차원 반도체 성장 기술에 그치지 않고, 모든 결정질 박막 물질의 성장에도 적용 가능한 혁신적 기술이라는 평가를 받고 있다. 기존 반도체 제조 방식의 한계를 극복했을 뿐 아니라, 템플릿을 통해 결정 방향 및 구조를 원하는 대로 조절할 수 있는 완전히 새로운 방식을 세계 최초로 제안했기 때문이다. 연구를 지도한 이관형 교수는 “우리가 개발한 하이포택시(Hypotaxy) 기술은 1930년대에 최초로 그 개념이 제안돼 현대 전자소자 개발을 이끈 에피택시(Epitaxy) 기술의 한계를 돌파했다”고 이번 연구의 의미를 짚으며 “하이포택시는 차세대 AI 반도체의 기반이 되는 3차원 집적을 가능케 한 만큼 재료공학 분야에서 혁신적인 접근법으로 자리매김하리라 기대한다”고 밝혔다. 논문의 단독 1저자인 문동훈 연구원은 “다양한 소재를 고품질로 합성하는 대표적 기술인 에피택시에 대한 관념과 틀을 깨는 것이 가장 큰 도전이었다”고 연구 과정을 돌아보며 “기판의 종류와 관계없이 단결정 성장이 가능한 하이포택시 기술이 바로 에피택시에 대한 역발상에서 나왔듯, 이번 성과가 앞으로 신물질 개발과 새로운 격자 구조의 합성 등의 분야에서 기존 연구들을 뛰어넘는 혁신적인 연구를 촉진하는 마중물이 되길 바란다”고 말했다. 현재 서울대학교 재료공학부에서 박사과정을 밟고 있는 문동훈 연구원은 기존에는 합성이 불가능해 다양한 측정에 제약이 있었던 무아레 구조(Moiré structure)를 하이포택시 성장법으로 합성시키는 연구에 주력하고 있다. 또한 이전의 합성법으로는 대면적 고품질 성장이 어려웠던 다양한 신물질에 하이포택시 기술을 적용시키는 연구도 수행하고 있으며, 향후 박사후연구원으로서 연구를 이어 나갈 예정이다.

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  2025-02-24

• ‘대한민국학생창의력올림피아드’ 말레이시아 UCYP대학교에서 열려

  창의력과 문제 해결 능력을 겨루는 글로벌 대회인 ‘제25회 대한민국학생창의력올림피아드’ 겸 ‘제8회 아시아창의력올림픽’이 지난 17일부터 말레이시아 콴탄의 UCYP 대학교에서 열리고 있다. 대회에는 대한민국과 아시아 각국의 초·중·고등학생 및 대학생이 참여해 다양한 분야의 도전과제를 해결하는 경쟁을 펼치고 있는 중이다. 이번 대회에서는 학생들의 창의적 문제 해결 능력을 평가하는 다양한 미션이 주어졌고, 이를 해결하는 팀워크, 기획력, 실행력 등을 중심으로 평가했으며 한국팀은 금상을 받았다. 수상자 명단은 다음과 같다. △임재상 학생(양일고 3학년) 외 6인 △김유한 학생(별내고 1학년) 외 6인 △서라율 학생(청심국제고 1학년) 외 5인 △이한빛 학생(청심국제중 1학년) 외 6인 △김건우 학생(서울성일초 5학년) 외 6인 △이승주 학생(Shepherd International Education 5학년) 외 3인 △차성우 학생(세종보람초 4학년) 외 6인. 금상 수상자에게는 특허청장상, 한국교총회장상, UCYP 총장상 등이 수여됐으며, 중·고등학생들에게는 세계창의력올림피아드(DI) 미국 켄자스시티 대회 출전권과 NASA 헌츠빌 SPACE 캠프 입소 자격이 부여됐다. 대한민국 국가대표로 선발된 학생들과 지도교사들은 오는 5월 21일부터 24일까지 미국 켄자스시티에서 열리는 세계창의력올림피아드에 출전할 기회를 얻었다. 이 대회는 NASA, Disney, 3M, National Geographic, IBM 등 세계적인 기업들이 후원하는 국제적인 창의력 경연으로, 참가자들에게 글로벌 무대에서의 소중한 경험을 제공할 예정이다. 한국학교발명협회 김종국 회장은 “이번 대회를 통해 학생들이 창의적 사고와 문제 해결 능력을 한층 더 발전시키고 글로벌 무대에서 실력을 쌓을 수 있는 기회가 되기를 바란다”면서 “앞으로도 창의력과 혁신을 키우는 교육의 장을 지속적으로 마련하겠다”고 강조했다. 한편 지난 19일에는 콴탄 국제학교를 방문해 국제 교류 프로그램을 진행하며 참가자들 간 문화적 교류와 네트워킹의 장을 가졌고 학생들은 이를 통해 학문적 역량을 넓힐 수 있는 시간이 됐다. 이번 대회는 오는 25일 마무리될 예정이다.

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  2025-02-21

• 서울대 전기·정보공학부 삼성휴먼테크논문대상에서 대학 부문 특별상과 대상 수상

  서울대학교 전기·정보공학부(학부장 홍용택 교수)가 삼성전자가 주최하고 과학기술정보통신부와 중앙일보가 공동후원하는 ‘제31회 삼성휴먼테크논문대상’에서 대학부문 특별상, 대학부문 대상 등을 대거 수상했다. 삼성휴먼테크논문대상은 국내외 대학·대학원생과 고교생 가운데 21세기 과학기술을 이끌어갈 과학도를 발굴하기 위해 지난 1994년 제정된 논문상이다. 역대 가장 많은 3152편의 논문이 접수된 올해에는 116팀이 수상의 영예를 누렸다. 서울대 전기·정보공학부는 삼성휴먼테크논문대상에서 매년 다수의 수상자를 배출한 바 있다. 삼성휴먼테크논문대상은 개별 수상자가 받는 개인상과 우수한 성과를 거둔 대학 및 지도교수에게 수여되는 특별상으로 나뉜다. 올해 심병효·최재혁·이종호·박세웅·이경한 교수 연구실에 소속된 학생들이 대상 1편, 금상 2편을 포함한 총 11편의 논문상을 수상함에 따라, 서울대 전기·정보공학부는 지난해에 연이어 또다시 ‘대학부문 최다 수상 학과’ 특별상을 수상하는 쾌거를 이뤘다. ‘최다 논문제출 지도교수’ 특별상 또한 전기·정보공학부 이종호 교수에게 돌아갔다. 그리고 소속 학생들이 대학부문 개인상 중에서 총 10개 분과에 걸친 최고상에 해당하는 대상, ‘Circuit Design’ 분과 및 ‘Signal Processing’ 분과의 금상을 각각 수상하는 등 전기·정보공학부는 양과 질 모두에서 최고의 수상 실적을 보였다. 문지훈 학생(지도교수 심병효)은 ‘멀티모달 센싱(multi-modal sensing)을 활용한 밀리미터파(mmWave) 대용량 다중 입출력 시스템 채널 예측 기법’을 개발해 전 분과를 아우르는 대상 수상의 영예를 안았다. 또한 김재호 학생(지도교수: 최재혁, 공동저자: 한명호 학생, 방주은 박사)은 HBM 메모리 인터페이스의 동작 특성을 이용해 최소 추가 전력 소모로 고속 동작 시에도 초고밀도 I/O 신호의 무결성을 보장하는 Command-Aware 방식의 새로운 전원 레귤레이션 회로를 고안한 공로로 ‘Circuit Design’ 분과의 금상을 수상했다. 그리고 김지환 학생(지도교수: 한보형, 공동저자: 강준오·최진영 학생)은 짧은 길이의 비디오만 만들 수 있던 기존 비디오 생성모델을 이용해 무한히 긴 비디오를 제작할 수 있는 ‘피포 디퓨전(FIFO-Diffusion)’ 기술을 제안한 독창적 성과를 인정받아 ‘Signal Processing’ 분과의 금상을 받았다. 그 외에도 신주훈 학생(지도교수 박세웅), 고종현 학생(지도교수 이종호), 채문재 학생(지도교수 최재혁)이 은상을 받았다. 임지성 학생(지도교수 이종호), 황준 학생(지도교수 이종호), 신상목 학생(지도교수 심병효), 황대욱 학생(지도교수 이경한)은 동상을, 황준 학생은 장려상을 수상했다.

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  2025-02-14

• 한국 거주 원하는 이공·의약계열 외국인 국내 박사, 처우 개선 필요

  이공·의약계열 외국인 국내 박사는 한국 거주를 강하게 원하지만, 처우 개선과 경력경로 개발 지원이 필요한 것으로 나타났다. 이는 한국직업능력연구원(원장 고혜원)이 13일 발표한 ‘KRIVET Issue Brief 298호(이공·의약계열 전공 외국인 국내 박사 양성 및 노동시장 이행 분석)’를 보면 드러난다. 이번 분석은 2017년~2023년 국내 대학에서 자연계열, 공학계열, 의약계열 등에서 박사 학위를 신규 취득하고 조사에 응답한 박사 4만2408명(내국인 3만7338명, 외국인 5070명)을 대상으로 했다. 노동시장 이행은 학업전념 박사 2만6339명(내국인 2만1734명, 외국인 4605명)을 중심으로 분석했다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 이공·의약계열 전공 외국인 박사의 장학금 비중은 줄고, 내국인 박사에 비해 연구프로젝트 참여는 적은 것으로 나타났다. 이공·의약계열 외국인 박사의 학비에서 장학금이 차지하는 비율은 2017년 83.1%에서 2023년 71.2%로 감소했으나 같은 기간 자부담(본인부담 혹은 가족지원) 비율은 13.2%에서 24.4%로 증가했다. 이공·의약계열 학업전념 외국인 박사의 연구프로젝트 참여 경험은 최근 7년 평균 76.0%(2.72개)로, 동일 계열 학업전념 내국인 박사 93.9%(5.72건)보다 낮았다. 이공·의약계열 전공 학업전념 외국인 박사 초기 노동시장 이행 성과가 내국인 박사에 비해 낮으며, 대부분 박사후연구원으로 취업하는 것으로 조사됐다. 이공·의약계열 학업전념 외국인 박사의 취업률은 48.9%로 내국인 박사 58.3%에 비해 낮았다. 국내에 취업한 이공·의약계열 학업전념 외국인 박사 중 연 근로소득이 5000만원 이상은 7.8%로 내국인 박사 42.7%에 비해 크게 낮았다. 이공·의약계열 전공 외국인 박사는 타 전공 박사에 비해 한국 거주를 더 원하는 편이지만, 국내 취업의 대부분은 박사후연구원인 것으로 조사됐다. 이공·의약계열 전공 외국인 박사의 한국 거주 계획 비율은 45.7%로 타 전공 박사 14.8%에 비해 매우 높았다. 국내에 취업한 이공·의약계열 전공 외국인 박사 중 73.1%는 박사후연구원으로 내국인 박사 비율(43.7%)에 비해 상당히 높았다. 이번 연구를 수행한 한국직업능력연구원 장광남 부연구위원은 “학업전념 박사의 비율이 높은 외국인 박사과정생의 학비 자부담 비율 상승은 학업과 동시에 학비 마련에도 신경 써야 하는 환경으로 변화하고 있음을 시사한다”고 말했다. 이어 “이공·의약계열 외국인 박사의 대부분이 박사후연구원으로 취업해 상대적으로 임금이 낮다”며 “외국인 고급 인재의 국내 정착을 위해서 외국인 박사후연구원의 처우 개선과 경력경로 개발 방안 검토가 필요하다”고 밝혔다. 한편 이번 분석을 발표한 한국직업능력연구원은 1997년 직업교육과 직업훈련의 연계와 통합이라는 사회적 요구에 부응하기 위해 설립된 곳으로 국민의 일상생활에 필요한 교육과 고용 분야에 대한 정책 연구와 프로그램 개발을 수행하고 있다.

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  2025-02-13

• 건국대 윤대진 교수팀 식물 전사조절인자 활성화 매커니즘 새롭게 밝혀

  건국대학교 글로벌식물스트레스연구센터 윤대진 교수 연구팀이 식물이 가뭄을 견디는 과정에서 핵심적인 역할을 하는 전사조절인자(transcription factor)의 활성화 메커니즘을 새롭게 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 식물 과학 및 농업 분야 국제 학술지 New Phytologist (IF=8.3)에 온라인 게재됐다. 윤대진 교수(교신저자, 건국대 의생명공학과), 샤자린 박사(제1저자, 건국대 글로벌식물스트레스연구센터), 알리 악타 박사(공동 제1저자, 건국대 글로벌식물스트레스연구센터) 등이 참여한 이번 연구에서는 식물이 건조한 환경에 놓였을 때 가뭄 저항성 유전자의 발현을 조절하는 단백질의 생성과 소멸 과정을 분자 수준에서 분석했다. 식물은 스스로 이동할 수 없지만 환경 변화에 적응하는 능력을 갖고 있다. 건조한 환경에 노출되면 식물은 ABA(압시스산)라는 스트레스 호르몬을 생성하는데, 이 호르몬이 신호를 전달해 기공을 닫고 수분 증발을 막는 방식으로 생존을 돕는다. 이러한 과정에서 중요한 역할을 하는 것이 바로 생체 방어 유전자의 발현을 조절하는 전사조절인자다. 그동안 전사조절인자가 언제, 어떻게 생성되고 분해되는지에 대한 분자적 기전은 명확히 밝혀지지 않았다. 그러나 윤 교수팀은 이 연구를 통해 식물이 외부 환경 변화에 대응하는 과정에서 전사조절인자의 생성을 조절하는 메커니즘을 밝혀냈으며, 이를 통해 가뭄 저항성 식물 개발의 기반을 마련했다. 현재 전 세계 육지의 40% 이상이 사막화되고 있으며, 이는 식량 생산 감소와 환경 문제로 이어져 인류 생존에도 영향을 미치는 중요한 이슈다. 이에 따라 많은 연구자들이 건조한 환경에서도 생존할 수 있는 작물을 개발하기 위해 노력하고 있다. 건국대 연구팀은 이번 연구 결과가 가뭄에 강한 작물 개발의 초석이 될 수 있을 것이라고 주장하며 기후변화 시대에 식량 문제 해결에 도움이 되길 바란다고 밝혔다. 한편 건국대학교 글로벌식물스트레스연구센터는 2024년 과학기술정보통신부의 선도연구센터사업에 선정돼 7년간 총 112억원의 연구비를 지원받는다.

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  2025-02-11