◇ 현택환 연구팀, ‘세계 최고 성능’ 청정수소 대량생산법 개발
한국인 노벨과학상 후보로 거론되는 현택환 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단장이 이끄는 연구팀이 청정수소 생산 능력을 획기적으로 높인 연구성과를 네이처 자매지에 발표했다.
연구팀은 물에 뜨는 젤 형태의 광촉매 플랫폼을 개발했다. 광촉매 플랫폼은 2개 층으로 나뉜 스폰지처럼 생겼다. 위층은 광촉매를 가볍고 구멍이 많은 ‘크라이오에어로겔’ 형태로 만든 광촉매층, 아래층은 역시 가벼워 물에 잘 뜨는 지지층이다. 이렇게 만들면 광촉매가 물속이 아닌 수면에 분포해 햇빛을 잘 받으면서도, 플랫폼이 스폰지처럼 물을 빨아들여 광촉매와 만나게 할 수 있다. 발생한 수소가 물과 만나지 않기 때문에 역반응 우려도 없다.
연구팀은 실제로 1㎡ 면적의 광촉매 플랫폼을 만들어 수소를 생산한 결과 그 양이 시간당 4L(리터)에 달했다고 했다. 이는 세계 최고 수준의 성능으로, 학계 평균보다 4배 정도 많다는 게 연구팀의 설명이다.
◇ 아주대 연구팀, 소형 로봇 적용 가능한 고감도 센서 개발
아주대 연구팀은 소형 로봇에 적용할 수 있는 고내구성·고감도의 촉각 센서를 개발했다고 24일 밝혔다.
강대식 아주대 기계공학과 교수팀에 따르면 연구팀은 폴리이미드 필름 위에 폴리이미드 레진과 은 나노와이어 층을 쌓아 내구성을 높인 크랙 기반 센서를 제작했다.
강 교수는 "연구 과정에서 새로 개발한 센서를 상용 지상 로봇에 부착, 소형 로봇 제어에 활용할 수 있다는 점을 입증했다"며 "해당 센서는 군사·산업·수색용 소형 로봇이 외부 신호를 안정적으로 전달하고 제어하도록 하는 데 유용하게 활용될 수 있을 전망"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 과학 저널 'npj 플렉서블 일렉트로닉스'(npj Flexible Electronics) 지난 20일 자에 온라인 게재됐다.
◇ 포스텍 연구팀, 홍합 접착제 개발… 줄기세포 연골 이식에 획기적
포항공대(포스텍)는 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 통합과정 맹성우씨, 박태윤 박사, 주계일 연구교수(현 이화여대 교수), 동국대의대 일산병원 임군일 교수·고지윤 박사, 네이처글루텍 하성민 박사 공동연구팀이 연골 줄기세포 이식용 액상형 접착제를 만들었다고 25일 밝혔다.
연골은 자연 치유 능력이 없어 손상되면 줄기세포 이식을 통해 재생을 유도한다. 하지만 연골 표면이 매우 매끄럽고 주위에 끈끈한 윤활액이 있어 이식된 대부분 줄기세포는 초기에 흩어져 치료 효과가 미미하다.
연구팀은 홍합에서 유래한 접착 단백질과 고분자량의 히알루론산을 결합한 액상형 접착제를 개발했다. 홍합 단백질과 히알루론산은 서로 반대 전하를 띠고 있어 둘 사이에는 서로를 당기는 힘이 발생한다.
◇ UNIST "저온·저압에서 높은 효율로 암모니아 합성"
울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 백종범 교수 연구팀이 저온·저압에서 높은 효율로 암모니아를 생산하는 방법을 개발했다고 27일 밝혔다.
암모니아를 합성하기 위해서는 삼중으로 구성된 질소의 기체 결합을 끊어야 하는데, 1900년대 초부터 고온·고압 조건에서 촉매를 이용해 질소와 수소를 반응시키는 하버-보쉬법으로 암모니아를 대량 생산해 왔다.
연구팀은 산화칼륨 대신 산소가 없는 칼륨을 직접 반응 촉진제로 사용해 질소의 결합을 효과적으로 끊었다. 이 방법으로 산화칼륨과 비교해 약 30% 높은 촉매 성능을 달성했고, 철 촉매만 사용했을 때 82.5%였던 암모니아 수율이 94.5%로 향상됐다.
◇ 포스텍, 가시광 메타렌즈 양산기술 개발
포스텍은 노준석 기계공학과·화학공학과 교수가 이헌 고려대 신소재공학과 교수, 전교선 포항산업과학연구원(RIST) 박사팀과 공동으로 세계 최초로 가시광선 대역 메타렌즈를 대량생산하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.
연구팀은 공정의 한계를 극복하기 위해 반도체와 디스플레이 제작에 이용되는 포토리소그래피와 나노임프린트 리소그래피를 결합했다. 우선 고속전자빔으로 하나의 패턴을 만들고, 불화아르곤(ArF) 포토리소그래피로 패턴을 복제해 12인치 크기 스탬프를 제작했다. 그리고 스탬프와 나노임프린트 리소그래피를 이용해 1㎝ 지름을 가진 메타렌즈를 빠르게 찍어내는 데 성공했다.
기존 나노임프린트 기반 구조체는 굴절률이 낮아 효율이 10%로 낮았다. 효율을 높이기 위해서 큰 비용이 필요했다. 연구팀은 찍어낸 렌즈에 20㎚ 정도의 매우 얇은 이산화티타늄(TiO2) 막을 코팅해 렌즈 효율을 90%까지 향상시켰다. 두 기술을 결합해 간단한 공정으로 고성능 메타렌즈를 양산하는 데 성공했다.
◇ GIST-성균관대, 전자와 격자 간 상호작용 세기 정밀제어 성공
광주과학기술원(GIST)은 이종석 물리·광과학과 교수팀이 최우석 성균관대 물리학과 교수팀과 공동으로 금속과 비금속으로 이뤄진 초격자 구조에서 원자 수준의 정밀한 제어를 통해 전자와 격자 간 상호작용 세기를 자유롭게 제어하는 데 성공했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 금속 산화물인 스트론튬 루테늄산염과 비금속 산화물인 스트론튬 티탄산염을 결합시킨 초격자 형태로 제작한 인공복합구조물 각 층의 두께와 반복 횟수를 원자 단위로 정밀하게 조절해 상호작용 세기를 자유롭게 제어했다. 최적 조건에서 세기가 300배 이상 증가했으며 두께가 얇고 반복 횟수가 많을수록 상호작용의 세기가 증가하는 것으로 나타났다.
연구팀은 금속 산화물 내 2차원 상태 전자와 초격자 간의 상호작용에 의해서도 상호작용의 세기가 크게 증가한다는 사실을 규명했다. 극초단 펨토초 레이저를 이용한 펌프-프루브 열반사율 실험을 통해 전자와 격자 간 상호작용의 세기를 정밀하게 측정했다.
◇ UNIST "금속 화합물 활용해 리튬 전지 성능 크게 향상"
울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 이현욱 교수 연구팀이 금속 화합물을 활용한 전극 공정 기술을 개발해 리튬 금속 전지의 성능을 크게 향상시켰다고 25일 밝혔다.
UNIST에 따르면 연구팀은 금속 플루오라이드 화합물을 이용해 금속 표면은 내화학성이 좋은 보호층으로, 내부는 리튬 원자의 이동성이 향상된 리튬 합금으로 이뤄진 전극 공정 기술을 개발했다.
리튬 플루오라이드는 표면 보호층을 형성하면서 내부 리튬 합금을 전해질로부터 보호할 수 있게 된다.
이 리튬 합금 전극은 전해질 첨가제가 포함된 시스템에서 구동할 때 기존 전극 대비 약 4배 이상, 약 2000시간 이상의 향상된 전지 수명을 보였다.
◇ 코트라, 美텍사스에 韓반도체 기업 지원 거점 마련
코트라가 27일(현지시간) 미국 텍사사주 오스틴주에서 '오스틴 반도체 글로벌 파트너링(GP)센터 개소식을 열었다.
오스틴 반도체 GP센터에서는 △공유 오피스 입주비 지원 △현지 정착을 위한 전문 컨설팅 제공 △해외 바이어 대상 마케팅 지원 등이 제공된다.
코트라는 "우리 반도체 중소·중견기업의 원활한 미국 시장진출, 반도체 글로벌 공급망 편입을 체계적으로 지원할 수 있을 것"이라고 말했다.
◇ 반도체·AI 첨단학과 정원 1829명 늘린다… 서울대는 30년 만에 증원
정부가 내년부터 반도체·인공지능(AI)을 비롯한 첨단학과의 학부 정원을 1829명 늘리기로 했다. 첨단융합학부를 신설하는 서울대는 30여년 만에 입학 정원이 200명 넘게 늘어난다.
교육부는 2024학년도 일반대학 첨단분야 정원 조정 결과를 확정해 각 대학에 통보했다고 27일 밝혔다. 이번 정원 조정은 정부가 첨단분야 인재 양성을 위해 지난해 말 대학이 교원 확보율만 충족해도 정원을 늘리고 입학 총정원도 순증할 수 있도록 제도를 바꾼 뒤 처음 이뤄졌다.
분야별로는 ▲반도체 14개 학과 654명 ▲인공지능(AI) 7개 학과 195명 ▲소프트웨어(SW)·통신 6개 학과 103명 ▲에너지·신소재 7개 학과 276명 ▲미래차·로봇 11개 학과 339명 ▲바이오 5개 학과 262명이 늘었다.
◇ 자율주행용 정밀 도로지도, 일반 국도까지 지원
국토교통부 국토지리정보원은 고속국도와 일반국도를 대상으로 자율주행의 핵심 인프라인 정밀도로지도 구축을 완료하고 이달 27일부터 무상으로 제공한다고 26일 밝혔다.
정밀도로지도는 자율주행뿐 아니라 고정밀 내비게이션과 운전 중 발생할 수 있는 상황을 차량이 스스로 인지해 판단하는 시스템인 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)에 활용할 수 있다.
정부는 2019년 고속국도 5천858km, 지난해 일반국도 1만6천820km의 정밀도로지도를 완성했다.