짚신벌레가 다리 없이도 움직이는 비결

짚신벌레는 다리가 없어도 움직일 수 있는데요. 세포 표면에 돋아난 미세털인 섬모의 존재 덕분입니다. 이러한 섬모를 원하는 형태로 쉽게 합성할 수 있는 기술이 만들어졌습니다. UNIST 기계학과 정훈의 교수팀은 나노미터 크기 자성 입자를 위로 쌓아 올리는 방식으로 섬모 구조를 가늘고 길게 합성해 낼 수 있는 기술을 개발했습니다. 인공 섬모를 구동 장치(액츄에이터)로 쓰는 나노로봇 등의 개발에 도움이 될 전망인데요. 섬모는 액체 속에도 움직임이 자유롭습니다. 또한, 작은 외부 힘에도 민감하게 반응해 다양한 기능을 만들어낼 수 있죠. 코

뇌 신경세포 등 3차원 고화질 영상기술 개발

KAIST 김재철 AI 대학원 예종철 교수 연구팀이 서울대학교 장성호 교수팀, 포스텍 김기현 교수팀과 공동연구를 통해 형광 현미경의 오랜 문제인 이방성(Anisotropy)을 해결했습니다. 이것으로 3차원 영상 화질을 획기적으로 끌어올리는 인공지능 기술을 개발할 수 있었습니다. 이방성 문제란 형광 현미경으로 3차원 영상을 획득하는 데 있어 빛의 성질로 인해 영상 공간 방향 간에 적게는 2~3배, 많게는 10배까지도 화질 차이가 발생하는 문제를 뜻하는데요. 예를 들면 3차원 영상을 보는 각도마다 화질의 차이가 발생하는 것입니다. 연구

인간 뇌처럼 뉴런-시냅스 동시 구동 모사한 메모리 최초 구현

KAIST 신소재공학과 이건재 교수팀이 100 nm(나노미터) 두께의 단일 소자에서 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽(neuromorphic) 메모리를 개발했습니다. 뉴런은 신경계를 이루는 기본적인 단위세포를, 시냅스는 뉴런 간의 접합 부위를 말하는데요. 이 교수팀은 인간의 뇌처럼 뉴런과 시냅스가 유기적으로 동작하는 방식의 단일 메모리 소자를 최초로 구현했습니다. 이를 통해 반도체 소자로 인간 뇌를 완전히 구현한다는 뉴로모픽 컴퓨팅 본연의 목표 달성에 근접할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.1,000억 개의 뉴런과 100조

감염 예방 가능한 피부 일체형 항균 나노 패치 개발

한-일 국제 공동연구진이 감염을 예방하면서도 피부 고유의 상태와 감각을 유지할 수 있는 항균 나노메쉬 패치를 개발했습니다. 한국생명공학연구원(이하 생명연)은 감염병연구센터 권오석 박사팀이 일본 동경대학교(이하 동경대) 전자공학과 타카오 소메야(Takao Someya) 교수팀, 한국전자통신연구원 김재준 박사와 국제 공동 연구를 통해 세계 최초로 피부일체형 항균 나노메쉬 패치를 개발하였다고 밝혔습니다. 코로나19, 원숭이 두창을 비롯한 신‧변종 감염병이 일상을 위협하면서 각종 오염원으로부터 손쉽게 자신을 보호할 수 있는 항균 기술에 관

스핀-궤도 결합 없는 3차원 위상절연체 구현

한국연구재단은 노준석 교수(포항공과대학교) 연구팀이 주기적인 3차원 구조체*를 설계하여 스핀-궤도 결합**이 없는 3차원 위상절연체를 구현했다고 밝혔습니다. 이는 기존에 3차원 위상절연체 구현을 위해 스핀-궤도 결합이 필수적 이었던 것과는 차별화된 성과입니다.* 주기적인 3차원 구조체 : 주기적으로 배열된 3차원 형상의 구조체. 주기적으로 배열된 원자 또는 분자로 구성된 자연적 물질을 모방하여 만든 인공적 물질.** 스핀-궤도 결합 : 물체의 자전과 진행방향이 서로 연관되어 있음을 뜻함. 축구에서 공에 회전을 넣으면 직진하지 않고

종이 만들고 남는 찌꺼기, 완벽하게 재활용하는 방법

종이를 만드는 과정에서 나오는 ‘찌꺼기(크래프트 리그닌)’를 알뜰하게 활용해 ‘나일론 원료’를 만드는 촉매 공정이 개발됐습니다. 버려지던 물질을 자원으로 다시 쓰게 하는 기술이라 에너지와 환경 문제를 동시에 잡았다는 평가입니다. UNIST 에너지화학공학과의 안광진‧김용환 교수팀은 산업공정에서 배출된 부산물인 ‘리그닌’에서 탄소 화합물과 방향족화합물을 추출해, 나일론 섬유의 원료인 ‘카프로락탐(Caprolactam)’과 ‘아디프산(Adipic acid)’을 제조하는 촉매 공정을 개발하고 특허를 출원했습니다. 안광진 교수는 “산업공정에

빛 에너지 이용해 고효율의 친환경 암모니아 합성법 제시

KAIST 생명화학공학과 이도창 교수, 이상엽 특훈교수, 박영신 연구교수 연구팀이 디스플레이 소재인 양자점(퀀텀닷)을 이용해 질소 고정 박테리아의 암모니아 생산 효율을 대폭 늘렸습니다. 질소 고정(Nitrogen Fixation)이란 공기 중 질소 기체 분자(N₂)를 암모니아(NH₃)를 비롯한 질소화합물로 전환하는 과정을 말합니다. 이 교수 연구팀은 양자점에 의해 흡수된 빛 에너지가 박테리아의 암모니아 합성 반응에 사용되도록 설계했으며, 그 결과 박테리아의 암모니아 생산량을 큰 폭으로 증가시킬 수 있었습니다. 이를 위해 연구팀은 양

전기 10배 잘 통하는 필름형태 열전소재 개발

기존 소재 대비 10배 이상 전기가 잘 통하는 필름 형태의 고분자 열전소재가 개발됐습니다. 필름처럼 얇고 유연하게 프린트해낼 수 있고 값도 저렴해 체열로 전기를 만들어 충전 없이 작동하는 전자기기 제조 등에 응용할 수 있을 것으로 기대됩니다. UNIST 화학과 김봉수 교수와 아주대 김종현 교수 공동 연구팀은 고분자 열전소재의 분자량을 늘리는 방법으로 전기전도도를 획기적으로 개선한 열전소재 필름을 만들었는데요. 열전소재는 소재 안과 밖에 온도차(열)가 생기면 전하가 흐르는 힘이 생기는데, 온도차가 크고 전하가 잘 흐를수록 열전발전이

화재 걱정 없는 ESS, 수계아연전지 핵심기술 개발

최근 대부분의 ESS는 이차전지 중 기술 성숙도가 가장 높은 리튬이온전지를 채택하고 있죠. 하지만 화재의 위험성으로 인해 대용량의 전력을 저장하는 ESS에는 적합하지 않다는 지적이 있습니다. 국제적인 원자재 공급 불안정성 역시 큰 문제입니다. 반면 수계아연전지는 물을 전해질로 사용해 배터리 발화가 근본적으로 차단되며 원재료인 아연의 가격도 리튬의 1/16에 불과한데요. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구센터 이민아 박사 연구팀은 수계아연전지 상용화의 열쇠인 ‘고밀도 아연금속 음극’ 제조기술 개발에 성공했다고 밝혔습니다. 이번

차세대 뉴로모픽 구현을 앞당길 멤리스터 기반 고신뢰성 인공 뉴런(신경세포) 어레이 개발

KAIST 전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 뛰어난 안정성과 집적도가 높은 우리 뇌의 뉴런 세포의 동작을 모사하는 고신뢰성 차세대 저항 변화 소자(멤리스터) 어레이를 개발했습니다. 멤리스터(Memristor)란 입력에 따라 소자의 저항 상태가 바뀌는 소자입니다. 입력 전압의 크기와 길이 등에 따라 소자 내부의 저항 값이 바뀌며 정보를 저장하거나 처리합니다. 최 교수 연구팀은 기존 멤리스터의 불안정한 특성을 보이는 필라멘트 기반 방식에서 벗어나, 점진적인 산소 농도를 갖는 금속산화물을 이용해 안정적이고 신뢰성 높은 인공 뉴런 어레

6G 통신용 저전력 초고속 반도체 소자 개발

전기를 덜 잡아먹으면서 신호는 빠르고 정확하게 처리할 수 있는 6G 통신용 반도체 소자가 개발됐습니다. UNIST 전기전자공학과 김명수 교수는 미국, 프랑스, 이스라엘 연구진과 공동으로 저전력 초고속 아날로그 스위치를 개발했는데요. 아날로그 스위치는 무선 통신 전파를 골라내 전달하거나 차단하는 데 쓰는 반도체 소자입니다. 자율주행, AR·VR(증강·가상현실) 같은 무선 환경을 지원하려면 통신 소자가 소비하는 전력을 줄여야만 합니다. 기존의 다이오드나 트랜지스터 기반 아날로그 스위치는 작동 하지 않을 때도 대기전력을 소모하는 문제가

올레핀 환원 커플링 반응을 통한 비대칭 탄소-탄소 결합 생성 반응 개발

성균관대학교 화학과 윤재숙 교수 연구팀이 구리 촉매를 이용한 두 개의 올레핀으로부터 입체선택적인 연속 비대칭 반응을 통해 다중 카이랄성을 가진 화합물을 만드는 합성법을 개발했습니다. 탄소-탄소 결합 형성은 유기합성 분야에서 매우 근본적인 반응으로 오래전부터 연구되어온 주제인데요. 최근까지도 해외 유수의 연구진들이 여러 전이 금속 촉매를 이용한 비대칭 탄소결합 합성법에 관한 연구 결과를 발표해왔지만, 서로 다른 알켄을 시작물질로 사용한 경우에는 라디칼 반응을 통한 라세믹 결과만 보고되었습니다. 이에 연구팀은 쉽게 구할 수 있는 선구

‘무어의 법칙’한계 돌파할 반도체 핵심 소재 기술 개발

UNIST·영국 케임브리지 대학교 공동연구팀이 차세대 고집적 반도체에 들어갈 2차원 절연체 소재 합성 기술을 개발해 최고 권위 과학 저널인 Nature지에 공개했습니다. 2년마다 반도체 칩의 미세소자 집적도가 2배씩 증가한다는 ‘무어의 법칙’의 물리적 한계를 극복할 기술로 주목받고 있는데요. 고집적 반도체 칩의 전류누설과 발열과 같은 한계를 해결하기 위해 실리콘을 나노공정으로 얇게 깎는 대신, 이를 얇은 2차원 반도체 소재인 이황화몰리브덴 등으로 바꾸는 반도체 칩 기술이 대안으로 꼽히고 있습니다. 하지만 이 기술을 완성하기 위해서는