고성능 실리콘-탄소 음극재 개발

고성능 실리콘-탄소 음극재가 개발됐습니다. 실리콘의 높은 에너지 저장 능력과 탄소의 탄성을 결합한 새로운 복합체라고 하는데요. 실리콘과 탄소를 동시에 합성해 시간과 비용을 절감하는 간단한 방법을 발견했습니다. 개발된 실리콘-탄소 복합체 제조법은 범위가 제한되어 있지 않고 다양한 수정과 변형이 가능합니다. 

원자 틈 이용해 이산화탄소의 연료 변환 성공

구리 입자 내 '원자의 틈'을 제어하는 기술을 적용해 온실가스인 이산화탄소를 연료로 변환하는 데 성공했습니다. 이산화탄소로부터 에틸렌 생성 비율을 최고 80%까지 높이는 기술로 기존 나노입자기반 촉매의 한계를 뛰어넘기 위해 원자수준의 촉매제어 기술을 도입했습니다. 이 기술은 향후 기후변화 및 온실가스 문제 대응을 위한 핵심 대안기술이 될 수 있을 전망입니다. 

"20회 세탁해도 재사용 가능" 마스크 등장

20회 세탁해도 재사용이 가능한 나노섬유 마스크가 개발됐습니다. 직경 100~500nm 크기의 나노섬유를 직교 혹은 단일 방향으로 정렬시키는 독자 기술 개발을 통해 세탁 후에도 우수한 필터 효율이 잘 유지되는 나노섬유 멤브레인을 개발했습니다. 개발된 나노섬유 마스크는 마스크 품귀 문제와 마스크 폐기에서 발생하는 환경 문제를 동시에 해결 가능할 것으로 보입니다. 

차세대 칼륨·나트륨 이온전지용 활성 그래핀 제조 기술

장희동 박사 연구팀은 구조적, 화학적으로 안정한 구겨진 종이공 형상의 그래핀 결정 구조를 조절하고 활성화시켜 칼륨 및 나트륨 이온 전지용으로 적용했습니다. 활성 그래핀을 사용한 이온 전지는 높은 저장 용량, 고속 충방전 및 장시간 안정성 등의 우수한 물성을 나타냈습니다. 특히, 이번 연구의 활성 그래핀은 에어로졸 공정으로 제조된  구겨진 종이공 형상의 그래핀 산화물을 부분 환원 및 저온 열처리를 통해 활성화시킨 것입니다.

새로운 청색광 반도체 기술 개발

새로운 청색광 반도체 기술이 개발됐습니다. 연구진은 구리(Cu)와 요오드(I)를 합성한 요오드화 구리(CuI) 1-7족 화합물 반도체를 소재로 사용해 고효율로 청색광을 발광하는 소자 기술을 세계 최초로 개발했습니다. 이는 질화물 반도체를 대체해 고효율 광소자 개발에 활용될 수 있을 것으로 보입니다. 또한 차세대 디스플레이로 각광받는 마이크로 디스플레이에 응용이 가능할 전망입니다. 

신개념 방탄‧방폭‧EMP 복합기능 방호구조물 기술

방탄과 방폭, EMP 방호가 동시에 가능한 방호 구조물 재료 기술 및 설계 시공 기술이 개발됐습니다.  폭발 충격을 측정하는 동적충격강도 실험에서 압축은 300 MPa 이상, 인장(당김)은 45 MPa 이상 견디는 것으로 나타났습니다. 일반 콘크리트와 비교하여 방호능력이 약 3배 이상 높은겁니다. 새로운 복합기능 방호구조물 기술은 군사시설물뿐만 아니라 민간 분야에도 응용될 수 있을 전망입니다. 

지문 크기의 전지

연구팀은 이 기법을 이용해 동전보다 작은 칩(0.8cm x 0.8cm) 위에 전지 36개를 만들고 직렬 연결하는 데 성공했습니다. 이 전지들은 80℃의 온도에서 잘 작동해 실제 전자 부품의 작동하는 과정에서 발생하는 고열도 견딜 수 있었습니다. 또 이 전지들은 병렬이나 직렬로 자유롭게 연결 가능해 소형기기에 맞춤형 전원 공급이 가능합니다.

염색 과정, 실시간 확인한다

염색 과정을 실시간으로 확인해 불량 발생을 줄이는 기술이 나왔습니다. 염색 공정의 주요 변수들을 실시간으로 측정 및 제어하여 불량 발생을 줄일 수 있는 '염색 정보 실시간 통합 모니터링 기술'입니다. 

베타선 방출해 암 세포 죽인다

베타선을 방출해 암 세포를 죽이는 치료용 방사성동위원소 구리-67(Cu-67)가 드디어 국내에서 생산 가능해졌습니다. 입자 가속기인 RFT-30 사이클로트론을 활용해 국내 최초로 Cu-67을 생산했습니다. 하반기부터 의료기관에 공급할 예정이라고 합니다. 

인간 두뇌 모사한 차세대 컴퓨팅 뉴로모픽 칩

인간 두뇌를 모사한 차세대 컴퓨팅 뉴로모픽 칩이 개발됐습니다. 뉴로모픽 칩 컴퓨팅은 뇌의 구조와 시냅스의 가소성 특징을 모사하는데요. 연구팀은 산화물 반도체의 광 반응성 특성과 강유전체 물질의 분극 특성을 이용해 광(光)반응성을 제어해 신호전달 세기가 조절되는 뉴로모픽 칩을 구현했습니다.

극저온서 강력한 첨단합금의 비밀

극저온에서 충격에 강한 '엔트로피 합금'의 비밀이 규명됐습니다. 비밀은 낮은 적층결함에너지에 있다는 사실이 규명된건데요. 이번 연구 결과로 엔트로피 합금의 고도화에 도움이 될 전망입니다. 또한 단순히 학술적 성과에 그치지 않고 산업에서도 파급력을 가져올 것으로 예상됩니다.

고성능 완전 분산 금속 앙상블 촉매

요약고성능 완전 분산 금속 앙상블 촉매 개발됐습니다. 연구진은 100%의 분산도를 갖는 금속(백금, 팔라듐, 로듐) 앙상블 촉매를 개발해 삼원 촉매 반응에 적용했습니다. 이는 기존의 단일 원자 촉매의 한계를 극복한 새로운 촉매로써 학술적으로 기여하는 바가 큽니다. 이는 실제 가솔린 차량 배기가스 정화 반응에 적용될 수 있다는 점에서 산업적으로도 그 가치가 매우 큽니다. KAIST 생명화학공학과 이현주 교수 연구팀이 자동차 촉매로 활용할 수 있는 고성능의 완전 분산 금속 앙상블 촉매를 개발했습니다. 연구팀의 금속 앙상블 촉매는 휘발유

2차원 소재로 양자 터널링 소자 개발

2차원 소재를 이용해 실리콘을 넘어서는 양자 터널링 소자 개발됐습니다. 성균관대학교 에너지과학과 정문석 교수와 오혜민 박사 연구팀이 2차원 적층시료의 표면을 제어해 부성미분저항(Negative differential resistance) 및 핫 캐리어 효과(Hot carrier effect)를 활용한 초저전력 및 고속 소자를 개발했다고 밝혔습니다. 해당 연구는 에 게재됐습니다.