고성능 마이크로 로봇, "분당 100개 이상 만든다"

최소 침습적 표적 정밀 치료를 목표로 하는 마이크로로봇은 다양한 방법으로 제작이 가능합니다. 그 중 두 개의 레이저를 합성수지에서 교차시켜 중합반응을 일으키는 방식인 이광자 중합(Two-photon polymerization)이라는 초미세 3D 프린팅 기술이 가장 많이 사용됩니다. 해당 기술을 통해서는 나노미터 단위의 정밀도를 가진 구조체를 만들 수 있는데요. 3D 프린팅으로 구현된 화소인 Voxel을 하나하나 경화시켜야하기 때문에 하나의 마이크로로봇을 만드는데 시간이 오래 걸립니다. 또한, 로봇 내부에 포함되어 있는 자성나노입자가 이광자 중합 과정에서 빛이 지나가는 경로를 막을 수 있기 때문에 높은 농도의 자성나노입자를 사용할 시 공정 결과가 균일하지 못할 가능성이 높습니다.

동백꽃으로 신재생 에너지 소재 만든다

연구팀은 동백꽃으로 제작된 바이오숯(Biochar) 나노 소재를 전기화학적 물 분해 반응을 위한 다기능성 촉매로 이용했는데요. 그 결과 낮은 과전위와 24시간 연속 가동에도 불구하고 높은 안정성을 보였습니다. 또 바이오숯(Biochar)를 에너지 저장을 위한 슈퍼커패시터의 전극 소재로 도입했을 때는 우수한 비정전용량과 사이클링 안정성을 보여줬습니다. 우수한 에너지밀도를 보이는 하이브리드 슈퍼커패시터로의 가능성을 보여준 셈입니다.

물 부족 해결하는 '하이브리드 담수화' 기술

KIST 송경근 박사는 "이번에 개발한 하이브리드 담수화 기술은 담수 생산에 소비되는 에너지를 절감할 수 있어서 물 공급에 어려움을 겪고 있는 일부 산업단지와 도서지역의 용수공급 방법으로 고려될 수 있다"며 "우리나라에 비해 연평균 일사량이 1.5배 이상인 중동, 동남아시아 지역에서는 중요한 용수공급시설로 운영이 기대된다"고 말했습니다.

성장 조절하는 인슐린유사성장인자의 비밀

바이오분자 및 세포 구조 연구단은 인슐린유사성장인자 복합체의 3차원 분자구조를 규명하고, 인슐린유사성장인자 복합체의 조립 과정과 인슐린유사성장인자의 활성화 메커니즘까지 제시했습니다. 이번 연구 결과는 성장과 대사에 관한 다양한 질병에 대한 이해를 높이고 진단·치료제 개발에도 기여할 것으로 기대됩니다.

온난화로 늘어난 북반구 식생, 지구 온도 낮춘다

북반구 육지 면적의 80%를 차지하는 식생은 기온 상승에 따라 (1) 봄철 잎 출현시기가 빨라지고, (2) 가을철 단풍시기가 늦춰지고 있는데요. 이러한 식물의 계절활동 변화는 북반구 식생의 연간 생장기간을 늘려 “북반구 녹화”를 유도하는 것으로 알려져 있습니다. 식생은 기본적으로 초록색을 유지하는 생장기간 동안 광합성을 통한 탄소흡수 뿐만 아니라 생지물리과정 (증발산, 태양에너지 반사, 바람의 변화유도 등)을 통해 기온의 변화를 유도 하는데요. 따라서 온난화에 따른 식생의 녹화가 역으로 온난화에 영향을 끼칠 수 있지만, 아직 식생의

세포 속 도로 교통 상황, "나노 GPS로 확인 가능"

화학물리학과 서대하 교수 연구팀은 엔도좀의 병진, 회전 운동을 실시간 관찰하기 위한 방법으로 엔도좀 내 두 개의 나노 탐침을 설치했습니다. 또한 이를 구분하고 오랜 시간 관찰할 수 있는 초분해능 현미경을 개발했습니다. 광탈색이 없는 금 나노 입자를 사용하고 선형 편광을 빠르게 회전 조사합니다. 평관 의존 산란 신호를 초분해능 알고리즘으로 재해석하는 일련의 과정을 통해, 단시간(1초 이내)에 초분해능 이미지를 얻고, 연속 촬영을 통해 장시간 동안의 영상을 촬영합니다. 

소마토스타틴의 알츠하이머병 독성 개선 효과

KAIST 화학과 임미희 교수 연구팀이 단백질 기반 신경전달물질인 소마토스타틴(성장 억제 호르몬)이 알츠하이머 발병 메커니즘에서 독성을 개선할 수 있다는 새로운 역할을 발굴했습니다. 전 세계적으로 치매 인구는 5,000만 명에 육박하는데요. 그중 알츠하이머병은 가장 흔한 신경퇴행성 질환입니다. 언어 구사 능력과 기억력 등 전반적인 사고 능력 손상이 대표적인 증상이죠. 장노년 인구의 급격한 증가와 기대 수명 연장에 따라 치료제 개발의 중요성이 대두되고 있으나, 현재까지 그 발병 원인조차 명확하게 밝혀지지 않은 실상입니다. 아밀로이드

고층빌딩으로 태양광 발전 가능하다

2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있습니다. 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높죠. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어려운 것도 사실입니다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있는데요. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으

암의 조기 진단, 치료방향 결정 등을 위한 표적 마이크로RNA 다중 검출 기술

KAIST 생명화학공학과 박현규 교수, 신소재공학과 정연식 교수 공동 연구팀이 암 관련 마이크로RNA를 다중 검출할 수 있는 다색 양자점(퀀텀닷) 어레이를 개발했습니다. 마이크로RNA는 18~25개의 염기서열로 이루어진 짧은 RNA입니다. 유전자 발현을 조절함으로써 세포 성장 및 분화와 같은 다양한 세포 활동을 제어하는데요. 마이크로RNA의 비정상적인 발현은 암을 포함한 다양한 질병과 밀접하게 연관있습니다. 그래서 여러 가지 질병을 진단하는 차세대 바이오마커로 크게 주목을 받고 있습니다. 마이크로RNA를 검출하는 가장 일반적인 기존

면역세포만 찾아내는 형광분자

기초과학연구원 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장(POSTECH 화학과 교수) 연구팀이 B세포를 식별할 수 있는 새로운 형광분자 ‘CDyB’를 개발하고, B세포만 형광색으로 칠해 반짝이게 하는 요인이 B세포에 존재하는 수송체 단백질인 ‘SLC35C2’에 있음을 밝혔습니다. 추가로 B세포가 성숙할수록 해당 수송체의 유전자 발현량이 증가하고 이에 따라 CDyB의 염색이 진해진다는 사실을 발견했는데요. 향후 면역 세포 연구 및 질병 진단에 활용될 것으로 기대가 됩니다. 최근 코로나19의 전 세계적인 유행으로 인해 백신에 대한 관심이

3년 만에 ‘정상화’, 북극항해

극지연구소는 7월 4일 국내 유일 쇄빙연구선 아라온호가 인천항을 출발해 92일간의 북극항해에 나선다고 밝혔습니다. 2020, 2021년 두 번의 북극항해 때는 코로나19의 영향으로 중간에 인원을 교체할 수 없어서 인력 운영에 어려움을 겪었습니다. 올해는 코로나19 이전처럼 보급지인 알래스카에서 연구팀을 교대하며 3차례에 걸쳐 탐사활동을 수행하는데요. 아라온호는 북극 베링해와 동시베리아해, 보퍼트해 등에서 우리나라에 나타나는 이상기후현상의 원인을 파악하고, 지구온난화가 북극 해양생태계와 해저 환경에 미치는 영향을 조사합니다.북극 공해

투명하고 유연한 에너지 발전 소자 개발

폴리염화비닐(PVC)은 건축 파이프, 바닥재 등에 주로 사용되는 단단한 플라스틱이죠. 신축성 폴리염화비닐 고분자 겔을 응용한 마찰전기 나노발전기를 구현하여, 정전기로부터 얻은 에너지로 위치와 압력을 인식할 수 있는 촉각센서가 국내 연구진에 의해 소개되었습니다. 마찰전기 나노발전기란 기계적 에너지(접촉, 진동 등)를 이용해서 전기를 생산하는 소자인데요. 한국연구재단은 이주혁 교수 연구팀(대구경북과학기술원, 제1저자 박효식 석박통합과정)이 배진우 교수 연구팀(한국기술교육대학교, 제1저자 오승주 박사과정)과 협력하여 투명하고 신축성 있는

KAIST, 소형(20큐비트급) 리드버그 양자컴퓨터 개발

KAIST 물리학과 안재욱, 문은국 교수 연구팀이 20큐비트급 리드버그 양자컴퓨터를 개발해 계산과학의 난제인 최대독립집합 문제를 계산해냈습니다. 양자컴퓨터는 양자역학의 원리를 사용하여, 디지털컴퓨터로는 불가능한 계산을 수행할 것으로 예상되는 대표적 미래기술인데요. 20큐비트급 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터가 백만회 순차 처리해야 하는 계산량을 한 번에 처리하는 계산성능을 갖습니다. 세계 주요국들은 양자컴퓨팅을 전략기술로 분류했습니다. 국가적 연구역량을 집중하고 있으며 글로벌 대기업, 기술벤처, 국가연구소와 주요 대학의 막대한 시설과 인력