◇ KAIST, 고분자 반도체 균열 억제 성공...유연 소자 개발 게임체인저 '기대'
한국과학기술원은 신소재공학과 강지형 교수, 미국 버클리 대학교 문재완 박사와 미국 스탠퍼드 대학교 제난 바오 교수 공동연구팀이 고분자 반도체와 회로기판 경계면을 개선하는 새로운 계면 개질법을 개발하고, 이를 이용해 고성능 스트레처블(늘어나고 유연한) 고분자 반도체를 구현했다고 24일 밝혔다.
고분자 반도체는 기존 실리콘 기반 반도체와 다르게 탄소를 기반으로 구성돼 있으며, 상대적으로 낮은 가격과 대면적 공정이 가능하다는 장점으로 인해 추후 유연 소자, 태양전지, OLED 등의 산업에 응용될 수 있는 차세대 반도체 재료다.
KAIST 강지형 교수와 스탠퍼드 대학교 제난 바오 교수 공동연구팀은 이번 연구에서 고분자 자체의 성질을 변화시키는 것이 아닌 기판과 고분자 반도체 사이의 계면을 개질하는 새로운 방법을 제시했다. 이러한 계면 공학법을 통해 고분자 반도체는 전기적 성질을 잃지 않으면서 기계적 물성이 크게 개선됐다.
◇ 국토부, 부산·대전·전북 익산시 자율차 시범운행지구 신규 지정
국토교통부는 자율차 시범운행지구 위원회를 열어 부산 오시리아와 익산시 2개 신규 지구와 기존 충청권(충북·세종) 지구의 연장인 대전광역시를 자율차 시범운행지구로 확정하고 이달 중 고시할 예정이라고 24일 밝혔다.
자율차 시범운행지구는 2020년 5월 시행된 ‘자율주행자동차법’에 따라 도입된 제도다. 지금까지 3차에 걸쳐 서울 상암, 제주 등 14개 지구가 지정됐다. 이번 지정으로 전국 12개 시·도에 16개 지구로 확대된다. 14개 지구는 서울 3개(상암·강남·청계천), 경기 2개(판교·시흥), 강원 2개(강릉·원주), 전북 군산, 전남 순천, 제주, 세종, 충북·세종, 광주, 대구 각 1개 지구 등이다.
기존에 지정된 서울·세종시 등 6개 지구에서는 총 9개 기업이 한정운수 면허를 받아 실증서비스를 일반 국민에게 제공했다. 새해에는 서울 청계천·경기 판교 등 8개 지구에서도 서비스를 개시할 예정이다.
◇ 경상국립대 김윤희 교수 "붕소 기반 고색순도·고효율 OLED 재료 개발"
경남 진주 경상국립대학교는 이 대학 자연과학대학 화학과 김윤희 교수가 다중공명효과를 이용한 붕소계 재료를 기반으로 고색순도·고효율로서 청색을 띤 지연형광 재료를 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.
이 논문은 재료 분야 최고 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 최신호의 후면 표지논문에 선정됐다.
이번 연구는 경상국립대 유기반도체재료연구실, 화학과 BK21 소속 박사후연구원 천형진 박사(공동 제1저자), 인하대학교 이정환 교수팀, 서울대 우승제 박사와 공동으로 수행했다.
다중공명효과를 이용한 붕소계 재료는 지연형광 재료의 가장 큰 난제이던 낮은 색순도를 새로운 방법으로 해결한 것으로 평가받는다.
◇ 노원을지대병원 연구팀 “AI 근전도 검사 판독, 의사보다 뛰어나”
노원을지대학교병원 신경과 유일한 교수팀은 근육 수축 상태의 근전도를 인공지능에 적용하여 분석한 결과 의사에 비해 판독 정확도는 19% 높았고, 속도도 30~40분 더 빨랐다. 그동안 인공지능 검사 판독에 관한 연구는 주로 심전도, MRI, X-ray를 중심으로 진행했고 근전도 검사 관련 연구는 이번이 처음이다.
근전도는 신경병과 근육병 환자를 감별 진단하는 검사다.
유 교수팀은 이번에 2015년부터 2020년까지 6년 동안 신경병 또는 근육병이 의심되어 근전도 검사를 받았던 57명의 환자의 근전도 파형 데이터를 숫자형 데이터로 추출해 인공지능에 적용했다.
그 결과 정확도 88%, 민감도 82%, 양성 예측도 86%로 나타났다. 반면 6명의 의사가 같은 조건으로 근전도 검사 판독을 한 결과 정확도 69%, 민감도 54%, 양성 예측도 60%로, 정확도는 19%P, 민감도는 28%P, 양성 예측도는 26%P 각각 높았다.
◇ 서강대 연구팀, ‘메탄→알코올’ 전환 촉매기술 개발
서강대학교 화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀은 상온에서도 고효율로 메탄을 알코올로 전환하는 기술 개발에 성공했다.
메탄은 천연가스의 주성분이자 기후변화를 일으키는 온실가스로, 메탄을 유용물질로 화학적으로 전환하는 기술이 필요하며, 그 파급효과가 크다. 그러나 매우 안정한 물질인 메탄은 기존에는 고온에서 산화촉매를 이용해야 처리할 수 있었다.
연구팀은 전기화학적 방법을 이용해 상온에서 메탄을 알코올로 전환했으며, 특히 ‘나노막대’와 ‘이종구조’를 활용했다. 나노막대의 일방향 형태상의 특징과 이종구조에 의해 형성되는 내부전위는 전하를 빠르게 이동시켜 전기화학적 산화를 촉진한다. 연구팀은 이와 같은 이종구조 나노막대 촉매를 이용해 높은 효율로 메탄을 에탄올로 전환하는 데 성공했다.
◇ 수명 70배 향상된 수전해 촉매 개발…그린수소 생산 상용화 기여
한국과 독일 공동연구팀이 물을 전기분해해 수소를 얻는 수전해 과정에 필요한 비귀금속 촉매의 수명을 70배 향상시키는 기술개발에 성공했다. 물 분해 그린수소 생산 공정 상용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 예상된다.
이리듐(Ir)과 루테늄(Ru)이 가장 적합한 촉매로 평가받고 있지만 귀금속 촉매로서 가격이 비싸 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 따라서 산소발생 반응에 사용하기 위한 고성능 및 고내구성의 비귀금속 촉매를 개발하는 것이 중요하다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 이재영 지구·환경공학부 교수(에틀 촉매 연구센터) 연구팀이 로버트 슐레겔 독일 막스플랑크 화학에너지전환연구소(MPI CEC) 교수·티모 야콥 독일 울름 대학 교수 등과 함께 내구성이 향상된 니켈-철 기반 비귀금속 수전해 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.
연구팀은 실시간 금속 용출 분석을 통해 철의 탈출이 니켈-철 촉매의 주된 열화기작임을 확인, 테트라페닐포르프린(TPP)으로 이루어진 보호막을 도포해 철의 유출을 최소화했다.
이는 기존 촉매에 비해 70배 정도 수명이 향상된 것으로 100시간 동안 시간당 126 L의 수소를 발생시키며 안정적인 수전해 전극의 핵심 부품으로 작용했다.
◇ “미세먼지, 뇌 망가뜨린다”… MRI로 첫 확인
미세먼지(PM10)에 많이 노출될수록 뇌가 손상돼 뇌혈관질환이 발생할 위험이 높아진다는 사실이 MRI(뇌자기공명영상) 분석을 통해 처음 확인됐다.
서울대병원(가정의학과 박진호 교수, 신경과 정한영 교수)·보라매병원(신경과 권형민 교수)·국립암센터(김현진 교수) 공동 연구팀은 건강검진에서 뇌 MRI를 촬영한 성인 3257명(평균나이 56.5세)의 영상을 분석한 결과 미세먼지의 이런 위해성이 사실로 확인됐다고 24일 밝혔다.
이 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 최신호에 발표됐다.
연구팀은 분석 대상자의 거주지역별 연평균 미세먼지 농도를 연간 노출량으로 추정하고 1년간의 노출량 차이가 뇌 백질 변성(WMH), 무증상(열공성) 뇌경색, 뇌 미세출혈 등 병변과 어떤 연관성이 있는지를 분석했다.
◇ KIST 연구진, 그린수소 생산하는 '세라믹 수전해 전지' 상용화 앞당겨
한국과학기술연구원(KIST)은 에너지소재연구센터의 지호일 박사, 이종호 박사, 강형묵 박사 연구팀이 차세대 고효율 세라믹 전지인 '프로톤 세라믹 전지'의 상용화 가능성을 높였다고 20일 밝혔다.
연구진은 프로톤 세라믹 전지의 전해질-전극 소결 과정에서 전극에 생성되는 중간상태의 물질이 전해질의 치밀화에 영향을 준다는 사실에 착안했다.
실험 결과 전극에서 생성되는 중간상태 물질로부터 미량의 소결조제가 기체화되어 전해질로 공급된다는 것이 규명됐다.
기체상태의 소결조제는 사례가 극히 드물고 기술적으로도 관찰이 어렵다. 연구진은 계산과학을 통해 기체상태의 소결조제를 검증하고, 해당 반응이 전해질의 전기적 성능을 저해하지 않음을 확인했다.
◇ 포스텍, 리시콘 구조 활용해 산화물 전고체전지 개발
포스텍(POSTECH)은 강병우 신소재공학과 교수팀이 '리시콘(LiSICON)'형 산화물 고체전해질의 우수성을 확인하고 이를 이용한 전고체전지를 개발했다고 23일 밝혔다. 관련 연구성과는 최근 '저널 오브 머터리얼 스케미스트리 에이'에 발표됐다.
리시콘형 고체전해질은 공기 중에서 안정적일 뿐 아니라, 주 구성물이 실리콘(Si)과 인(P)으로 구성되어 있어 고가의 금속을 포함한 다른 산화물 고체전해질에 비해 가격적으로 장점을 가지고 있으며 다른 산화물 전해질에 비해서 가벼워 고에너지 용량을 구현할 수 있다.
연구팀은 현재 주로 사용되는 고 니켈(High-Ni) 양극재와 리시콘형 고체전해질이 고온에서 열처리를 하더라도 서로 화학 반응해 성능이 저하되지 않고 양극재와 전해질과 연속적으로 접촉해 상온에서도 효율적으로 충전과 방전이 이루어진다는 것을 확인했다.