◇ 용인반도체고교 설립 가시화…교육부 중앙투자위 통과

25일 경기도교육청과 용인시청 등에 따르면 25일 교육부 중앙투자심사위원회는 ‘용인 반도체고등학교’ 신설을 일단 승인 하고 그 조건으로 ▲학교 규모와 수요의 적정성 확인 ▲용인반도체특화도시 개발 계획과 연계한 운영 계획을 제출토록 요청했다.

이에 따라 경기도교육청과 시는 오는 2026년 3월 개교를 목표로 함께 노력하기로 했다.

학교는 지난 3월 1일 폐교된 처인구 남사읍 남곡초등학교 분교장 부지에 자리 잡게 되며 약 455억원을 들여 부지면적 1만 7990㎡에, 2개 학과·24학급, 384명 규모로 추진된다.

◇ '전기차 효율성↑' 탄소나노튜브 등 핵심소재 기술, 국제표준화 추진

국가기술표준원은 한국, 미국, 일본, 독일 등 7개국 표준 전문가들과 함께 나노전기전자 분야(IEC/TC 113) 기술위원회를 온·오프라인으로 동시 개최하고, 나노소재에 대한 국제표준안 4종을 신규로 제안했다고 26일 밝혔다. 

이번 총회에서 우리나라는 전기차, 이차전지의 효율성을 증가하고 충전 시간을 단축할 수 있는 나노소재에 대한 국제표준안 4종을 신규로 제안했다. 그래핀, 탄소나노튜브는 강도가 높고 출력 특성이 우수해 전기차 등의 효율성을 향상할 수 있으며 배터리의 에너지 밀도를 높여 충전 시간을 단축할 수 있다. 

이번에 제안한 표준은 나노소재의 전기적 특성 및 전자기파에 대한 차폐 성능을 평가하는 방법을 개발한 것으로 향후 반도체, 전기차, 이차전지의 안정성 및 효율 향상에 기여할 것으로 예상된다.

◇ 초음파로 몸속 배터리 무선 고속 충전…인체 삽입 의료기기에 도움

대구경북과학기술원(DGIST)은 장진호 전기전자컴퓨터공학과 교수팀이 초음파로 인체 삽입형 의료기기의 배터리를 무선으로 고속 충전할 수 있는 전력 송수신 기술을 개발하고 연구 결과를 15일 국제학술지 '나노 에너지'에 공개했다고 25일 밝혔다.

연구팀은 초음파의 크기와 형태를 고려해 가능한 넓은 영역에 초음파가 집중적으로 모이도록 송신기를 설계했다. 초음파의 에너지가 주로 모이는 영역과 크기가 같은 직사각형 모양의 수신기도 제작했다.

완성된 송신기와 수신기 사이에 50mm 두께의 물과 생체조직(돼지고기)을 두고 충전 속도를 각각 시험했다. 그 결과 30밀리암페어시(mAh) 용량의 상용 배터리를 완충하는 데 물에서는 1시간 20분, 생체조직에서는 1시간 50분이 소요돼 약 8시간의 기존 충전 시간을 크게 단축했다.

◇ 서강대 박정열 교수 연구팀, 뇌 닮은 무발열 유체컴퓨팅 소자 개발

서강대학교 기계공학과 박정열 교수 연구팀이 네덜란드 Utrecht 이론 물리학과 R.H.H.G.(René) van Roij 교수 연구팀과 국제공동연구를 통해 새로운 컴퓨팅 패러다임을 가져올 유체기반의 무발열 뉴로모픽 소자를 개발하였다고 4월 25일 발표했다. 

고체소자를 기반으로 한 기존의 반도체 컴퓨팅 시스템은 서버시스템의 계산, 데이터처리, 추론 성능면에서 우수하나 그에 비례하여 발열과 에너지 소모량 또한 급격히 증가했다. 특히, 인공지능의 발달로 인한 데이터 수요 증가로 인해 발열 문제가 더욱 심각해져, 이를 낮추기 위해 서버를 바닷물이나 비전도성 유체에 담구는 액침냉각방식이 도입되기도 했다. 

또한, 신경세포를 모사하고자 하는 뉴로모픽 컴퓨팅 소자에 대한 연구가 고체 소자 기반으로 이루어져 왔으나 전자와 이온 간의 에너지 변환이 매 연산마다 이루어져야 해서 에너지 소모가 크고, 발열 문제 해결에는 한계가 있었다. 하지만 뇌와 유사하게 유체환경에서 이온을 전달체로 하여 컴퓨팅할 수 있는 뉴로모픽 소자 제작이 이루어진다면 이러한 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

◇ '인공다이아몬드 합성 장벽 깨져'‥IBS 연구팀 1기압서 성공

다이아몬드는 고온고압 조건에서 생산된다는 상식이 국내 연구팀에 의해 깨졌다. 다이아몬드를 양자분야에 활용할 수 있다는 사실도 확인됐다.

기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 로드니 루오프 연구단장 연구팀이 갈륨, 철, 니켈, 실리콘으로 구성된 액체 금속 합금을 이용하여 일상적인 환경인 1기압에서 다이아몬드를 합성하는 데 세계 최초로 성공했다고 25일 밝혔다. 

다이아몬드는 보석이기도 하지만 우수한 열 전도성과 단단함 및 내화학성을 가지고 있어 전자기기의 열 전도체, 반도체의 온도 상승을 방지하는 방열 장치, 절삭용 도구 등으로 활용도가 매우 높다. 

◇ 아주대 연구팀, 친환경 플라스틱 고분자 상용화 길 열어

23일 아주대는 화학과 장혜영 교수팀이 이산화탄소로부터 친환경 고분자 소재인 PPC(polypropylene carbonate)를 제조할 수 있는 고활성 촉매 개발에 성공했다고 밝혔다. 

아주대 공동 연구팀은 이산화탄소 첨가 비율이 높으면서도 활성이 매우 높은 무독성의 촉매를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 이산화탄소의 고분자 반응은 불균일 촉매 표면에서 진행되기 때문에 촉매 표면의 활성 자리가 적으면 촉매 활성이 떨어진다. 이번 연구에서 제조한 촉매는 느슨한 층상 구조를 가지고 있어 화학반응이 시작되면서 나노 크기의 박막 입자로 쪼개져서 활성 자리의 숫자가 폭발적으로 늘어나며 고분자 반응을 촉진한다. 연구팀이 개발한 촉매를 활용하면, 1t의 PPC 제조 시 440kg 수준의 CO2를 포함할 수 있다.

◇ 붙이는 스티커 대신 메타물질 라벨 새겨 위변조 막는다

과학기술정보통신부는 노준석 포스텍 교수 연구팀이 친환경이면서도 위변조 방지가 가능한 메타물질 기반 '스마트 라벨링 기술' 개발에 성공해 연구 결과를 25일(현지 시각) 국제학술지 '네이처 푸드'에 발표했다고 밝혔다.

메타물질은 기존 자연계에 없는 인공적으로 만든 물질을 뜻한다.

기존 농식품 라벨은 단순한 잉크 스티커 형태로 붙이는 방식이라 원산지나 영상 성분 정보를 쉽게 속일 수 있고, 라벨이 쓰레기가 되거나 라벨과 접착제가 붙은 플라스틱, 유리병 재활용도 어려웠다.

연구팀은 물에 녹는 친환경 물질을 활용해 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 구조체로 이뤄진 메타 표면을 만들고, 이를 과일이나 플라스틱 용기에 QR코드 형태로 인쇄하는 기술을 개발했다.

◇ "시력 회복"…DGIST, 점자형태 3차원 망막전극 개발했다

대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 김소희 교수 연구팀은 볼록볼록한 점자와 같은 3차원 망막 전극을 개발했다고 23일 밝혔다. 

망막 임플란트는 손상된 광수용체를 대체해 망막의 정상 신경세포들에 전기 신호를 전달한다. 이 신호가 시신경을 따라 뇌로 전달될 수 있도록 해 시력을 복원하는 장치다. 기존의 망막 임플란트는 대개 단순한 2차원 형태의 전극을 채택해 세포와의 밀착이 어려웠다. 

또한 몇몇 연구그룹이 개발한 3차원 형태의 전극은 뾰족한 침 형상 또는 모서리가 각이 져 정상 세포의 손상을 유발할 수 있었다. 

김 교수 연구팀은 유연한 박막 위에 볼록볼록한 점자 형태의 3차원 전극을 형성하는 기술을 개발했다.

◇ KAIST, 장기간 작동 뇌-기계 인터페이스 개발

한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 박성준 교수 연구팀이 한양대 바이오메디컬공학과 최창순 교수 연구팀과 함께 열 인발공정(TDP)과 탄소나노튜브 시트를 병합해 장기간 사용 가능한 다기능성 섬유형 신경 인터페이스를 개발했다고 24일 밝혔다.

열 인발공정은 열을 가해 큰 구조체의 복잡한 구조체를 빠른 속도로 당겨 같은 모양 및 기능을 갖춘 섬유를 뽑아내는 일을 뜻한다.

연구팀은 탄소나노튜브 섬유가 한 방향으로 배열된 탄소나노튜브 시트 전극을 통해 신경세포 활동을 효과적으로 기록했고, 광 전달을 담당하는 고분자 광섬유에 이를 감아 머리카락 크기의 다기능 섬유를 제작했다. 

연구팀이 제작한 섬유는 우수한 전기적, 광학적, 기계적 성질을 보였다.