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- 노영훈 교수팀, 나노버블과 광촉매 가수분해를 이용한 저분자 히알루론산 제조법 개발
- 노영훈 교수팀, 나노버블과 광촉매 가수분해를 이용한 저분자 히알루론산 제조법 개발 나노버블이 도입된 광 가수분해 장치를 이용 생체친화적 저분자 히알루론산 제조 방법 개발에 성공 고분자 분야 세계적인 학술지 ‘Carbohydrate Polymers’ 게재 [사진. (왼쪽부터) 조성연 공동 제1저자, 이석재 공동 제1저자, ㈜뉴트렉스테크놀러지 박지용 연구소장, 노영훈 교수] 생명시스템대학 생명공학과 노영훈 교수 연구팀이 국내 기능성 원료 개발 중소기업인 ㈜뉴트렉스테크놀러지(Nutrex, 대표 김성한, 연구소장 박지용)와 공동연구를 통해 나노버블이 도입된 광 가수분해를 이용한 저분자 히알루론산 제조 방법을 최초로 개발했다. 이번 연구로 생체 내 부작용을 최소화하면서 추가 공정이 필요 없는 저분자 제조의 산업 활용 가능성이 학문적으로 제시됐다. 우리 몸의 구성 성분인 히알루론산은 보습효과, 윤활효과, 세균에 대한 보호효과 등 다양한 효능과 우수한 물성을 가지고 있어서, 화장품 첨가제, 관절염 치료제, 안과용 수술보조제 등 화장품, 의약품 및 의료기기의 소재, 식품 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 최근 고령화 인구 증가, 미용 시술에 관한 관심 증대, 미적 의식 증가로 인해 히알루론산 소재는 점차 시장성이 확대되고 있다. 높은 분자량의 히알루론산은 체내 흡수 및 피부 내로의 흡수가 용이하지 않아 그 효과를 충분히 발휘하지 못하는 단점이 제기되고 있어, 피부 조직 투과도가 높고 사용이 용이한 저분자 히알루론산에 대한 관심이 증대되고 있다. 고분자량 히알루론산의 저분자량화 방법으로는 산에 의한 가수분해 방법, 히알루로니다아제 효소를 사용하는 방법 등이 대표적으로 많이 사용되고 있다. 그러나 산성 조건에서의 가수분해는 단당이 많이 생성돼 분자량 분포가 넓고, 변환 효율이 낮으며, 중화 과정에서 수반되는 염 생성으로 인해 투석 또는 한외여과 등 탈염 공정이 추가로 필요하고 더욱이 당의 고리열림 반응이 진행돼 부산물이 생성된다고 보고돼 안전성에 문제가 있을 수 있다. 또한 효소 가수분해를 이용하면 사용되는 효소 활성 및 반응시간을 선택함으로써 분자량 분포가 좁은 저분자 히알루론산을 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 엔도톡신에 의한 오염, 높은 비용과 효소 반응이 장시간 소요되는 단점이 있다. 따라서 고분자 히알루론산의 분자량을 낮추거나 고분자 히알루론산으로부터 저분자 히알루론산을 생산하는 효율적인 방법의 개발이 필요한 실정이다. 연구팀은 이런 한계점을 극복하기 위해 나노버블이 도입된 광촉매 방법을 사용했다. 먼저 대기 및 수질 정화, 의료기기 살균 등에 사용되고 있는 TiO2 광촉매는 TiO2 입자 표면에 자외선(UV)을 조사하면 TiO2 촉매 역할에 의한 연속 반응으로 수산화 라디칼(hydroxyl radical, ·OH)이 생성된다. 이 수산화 라디칼은 염소나 산 처리 공정 시 추가되는 탈염공정이 필요하지 않기 때문에 히알루론산의 점도 조절 및 물성 개량에 적합했다. 또한 수산화 라디칼의 반응을 촉진시키기 위해 나노버블을 도입했다. 사용된 나노버블(~130㎚)은 표면적 증대를 통해 라디칼 반응성을 향상하는 방법으로 광촉매 처리 효율을 높여 반응시간을 획기적으로 줄이면서 엔도톡신이 거의 없고 높은 항산화능을 보유한 저분자량의 히알루론산을 제조할 수 있었다. 선행연구를 통해 나노버블보다 상대적으로 손쉽게 만들 수 있는 마이크로버블(~30㎛)을 광촉매 장치의 반응을 이용해 나노버블화시킬 수 있는 결과를 얻어 설비 비용을 절감할 수 있는 장점도 있었다. [그림. 나노버블-광촉매에 의한 히알루론산 가수분해 메커니즘 및 공정 모식도] 이 기법은 히알루론산을 고농도로 함유하면서도 분자량과 점도가 낮은 초저분자 히알루론산 화장품 원료나 피부 외용제를 만드는 데 활용될 수 있으며, 식품 및 화장품 소재로 이용 가능한 자원을 광분해 기술을 이용해 친환경적으로 대량생산할 수 있는 기술적 기반을 확립했다. 또한 기능성 물질을 함유한 식품 및 화장품 원료에 첨단 나노공학 기술을 접목시켜 고부가가치 제품을 창출할 수 있는 소재 개발이 가능하므로, 원료의 활용도를 끌어올리고 해외 기술 의존도를 낮추는 데 기여할 것으로 보인다. 노영훈 교수와 ㈜뉴트렉스테크놀러지 박지용 연구소장은 “추가 공정 없이 간편하고 엔도톡신이 저감화된 저분자 히알루론산을 제조할 수 있도록 한 연구”라며, “본 기법은 경제성 및 안전성이 매우 높기 때문에 다양한 식품 및 화장품 소재를 친환경적으로 대량생산하는 데 산업적으로 적용 가능할 것으로 기대된다.”고 연구의 의의를 밝혔다. 본 연구는 그 우수성과 독창성을 인정받아 고분자 분야의 국제 학술 권위지 ‘Carbohydrate Polymers (IF 10.7)’ 온라인판에 10월 1일 게재됐다. 우리 대학교 조성연 연구원, 이석재 연구원이 제1저자로, 양경직 연구원, 김영민 연구원, 김정운 박사, 중앙대 이동언 교수, 경북대 최덕영 교수가 공동저자로 참여했다. 논문정보 ● 논문제목: Hyaluronic acid hydrolysis using vacuum ultraviolet TiO2 photocatalysis combined with an oxygen nanobubble system ● 논문주소: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.120178
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- 정윤석 교수팀, 알루미늄 기반 저가 소듐 고체전해질 소재 개발
- 정윤석 교수팀, 알루미늄 기반 저가 소듐 고체전해질 소재 개발 고체전해질 저가화를 통해 ESS용 소듐 전고체전지 핵심 소재기술 개발 국제 학술 권위지 ‘ACS Energy letters’ 게재 [사진. (왼쪽부터) 박주현 제1저자, 손준표 제1저자, 정윤석 교수] 공과대학 화공생명공학과 정윤석 교수 연구팀은 소듐 전고체전지의 가격을 낮추고 입자 간 계면 저항 증가를 근본적으로 해결하기 위해 알루미늄 기반 소듐 전고체전지용 신규 고체전해질을 개발했다. 현재 널리 상용화된 리튬이온전지는 유기계 액체전해질을 사용한다. 하지만 이는 단 한 번의 스파크로도 쉽게 불이 붙을 수 있고, 일단 불길이 시작되면 걷잡을 수 없기 때문에 안전성에 심각한 문제가 있다. 실제로 리튬이온전지를 적용한 ESS는 잦은 발화 사고가 발생하고 있다. 이에 더해 급격히 증가하는 배터리 수요에 따라 리튬 가격이 최근 10년간 10배 가까이 상승하면서, 소듐을 이용한 소듐이온전지에 대한 관심이 커지고 있다. 소듐 고체전해질은 발화성이 없는 무기계 물질이면서 주 성분인 소듐은 지표면에 6번째로 많이 존재하는 원소로 매장량에 대한 우려도 없다. 따라서, 이를 적용한 소듐 전고체전지는 기존 리튬이온전지에 비해 저렴한 가격으로 안전하게 에너지를 저장할 수 있는 차세대 전지로서 ESS에 적용될 수 있다. 그러나 지금까지 개발된 소듐 전고체전지는 고체전해질의 가격이 비싸다는 문제가 있다. 또한 높은 에너지밀도를 구현하기 위해서는 3~4V 이상의 높은 전압 구동이 필수적인데, 대부분 고전압에서 심각한 분해 반응을 보여 성능 구현에 어려움이 있었다. 최근 고전압에서도 안정적인 할라이드계 고체전해질 소재가 연구되고 있지만, 대부분 비싼 희토류 금속 원소를 사용하기 때문에 상용화가 어렵다는 문제가 있다. 이러한 기존 연구의 한계를 극복하기 위해, 정윤석 교수 연구팀은 저렴한 금속원소를 이용한 고전압 소듐 전고체전지용 고체전해질을 고안했다. 지구 표면에 3번째로 많이 존재하는 원소인 알루미늄을 이용한 고체전해질 소재를 개발함으로써, 3V급 전고체전지를 수백 회 사이클 동안 안정적으로 구현하는 데 성공했다. 정윤석 교수 연구팀이 개발한 신규 소듐 고체전해질인 NaAlCl4는 기존에 고온 환경에서 구동되는 ZEBRA 타입 전지에서 용융염 전해질로 사용되던 물질인데, 본 연구를 통해 상온에서 전고체전지 구동을 최초로 구현한 데 그 의의가 있다. 전해질 내 소듐 이온 전도 메커니즘 또한 X선 회절 분석과 결합원자가모델 계산을 통해 규명됐다. 해당 물질 안에서 소듐은 염소 원자와 NaCl6 삼각기둥을 형성하며, 1차원 또는 2차원 경로를 통해 이온이 이동하는 것으로 밝혀졌다. [그림. 논문 대표 이미지] 정윤석 교수는 “이번 연구는 안전한 저가 ESS용 전지 기술에 중요한 전환점이 될 것으로 기대한다.”고 본 연구의 의의를 밝혔다. 이 연구는 한국연구재단 탄소중립기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 정윤석 교수 연구팀의 박주현 연구원(공동 제1저자), 손준표 연구원(공동 제1저자), 성균관대 김종순 교수 연구팀, UNIST 서동화 교수 연구팀 및 한국원자력연구원 김형섭 박사가 함께 진행했으며, 에너지 분야 국제 학술 권위지인 ‘미국화학회 에너지 레터스(ACS Energy Letters)’에 9월 7일 온라인 게재됐다. 논문정보 ● 논문제목: NaAlCl4: New Halide Solid Electrolyte for 3 V Stable Cost-Effective All-Solid-State Na-Ion Batteries ● 논문주소: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01514
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- 박장웅 교수팀, 돌연사의 주범인 부정맥을 실시간 진단-치료하는 심장 부착형 전자패치 개발
- 박장웅 교수팀, 돌연사의 주범인 부정맥을 실시간 진단·치료하는 심장 부착형 전자패치 개발 심장 질환 진단 및 치료 장치에 활용 기대 [사진. (왼쪽부터) 박장웅 교수, 조승우 교수, 이삭 교수, 김무현 제1저자] 몸속 심장 표면에 부착해 돌연사의 주범인 부정맥을 실시간으로 진단하고, 동시에 부정맥을 치료할 수 있는 새로운 개념의 심장 부착형 전자패치가 개발됐다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 9월 15일 온라인 게재됐다. 공과대학 신소재공학과 박장웅 교수(고등과학원 IBS 연구위원) 연구팀은 부정맥 환자의 심장 기능을 실시간 감지하면서, 동시에 부정맥이 발생하면 심장에 미세 전기 자극을 줘 심장 박동의 이상을 정상화시키는 심장 부착형 전자패치 기술을 개발했다. 이 연구에는 생명공학과 조승우 교수, 세브란스병원 심장혈관외과 이삭 교수 연구팀이 공동으로 참여했다. 부정맥 유발 요인은 심장의 선천적 이상이나 질환, 흡연·음주 같은 생활습관 등 다양하지만 돌연사의 주범이라고 일컬어질 만큼 생명을 위협하는 심각한 심혈관 질환이다. 따라서 돌연사 위험이 높은 심장질환 환자의 경우, 몸속에 이식형 제세동기를 삽입해 부정맥 발생 시 자동으로 심장에 전기 충격을 가해 사망 위험을 감소시키기도 한다. 하지만 기존의 이식형 전자장치는 크기가 커 이식 시 가슴 피부를 절개하는 부담이 있고, 정맥을 통해 전극을 심장에 넣는 방식으로 작동하기 때문에 감염이나 정맥 천공, 허혈성 염증 등 합병증의 위험이 있다. 또한, 이식형 전자장치는 심장의 전기 활동을 감지하고 부정맥을 감지하면 전기 충격을 주는 방식이기 때문에 외부 전기 자극에 민감할 수 있어 시술받은 환자의 외부 활동에 각별한 주의가 요구된다. 연구팀은 대표적인 심장 진단 방식인 심전도가 아닌, 심장이 수축과 이완하는 물리적 운동을 직접 감지할 수 있는 반도체 기반의 압력센서를 개발했다. 이 센서는 심장 표면에 부착될 정도의 얇은 패치 형태로, 고해상도의 압력센서가 분포돼 있어 심장 표면의 압력 분포를 실시간 감지할 수 있다. 또한, 부정맥을 감지하면 심장에 효과적으로 전기 자극을 가하기 위해 표면적이 넓은 나노구조의 전극이 결합돼 있다. 즉, 하나의 패치 장치로 심장의 압력 감지와 미세 전기 자극을 동시 수행 가능하게 한 것이다. 특히 반도체 기반의 압력센서는 몸속 내부 또는 외부에서 가해지는 전기적 신호에 간섭을 받지 않아, 압력 감지 기능과 전기 자극 기능을 동시에 수행할 수 있다. 연구팀은 부정맥을 유발한 실험 토끼의 심장 표면에 전자패치를 부착해 측정한 압력 분포 데이터로 부정맥 발현으로 심장의 수축과 이완이 불규칙해진 것을 확인했다. 동시에 심장에 자동으로 미세 전기 자극을 가해 심장 박동을 정상화하는 데 성공해 전자패치의 임상 효과를 증명했다. 또한 전자패치를 심장 표면에 장기간 안정적으로 고정하기 위해 홍합의 접착 능력을 모방해 생체 접합성이 우수한 하이드로젤 접착제를 개발했다. 연구팀은 접착제가 코팅된 전자패치가 실험 토끼의 심장 표면에 부착 후 10주가 지나도 안정적으로 유지되며 토끼의 정상적인 활동이 가능함을 확인했다. 박장웅 교수는 “이번 연구로 개발된 심장 부착형 전자패치 기술은 기존 이식형 제세동기 기술의 한계를 극복하고 새로운 심장 질환 진단 및 치료 전자장치에 활용될 수 있을 것”이라며, “향후 임상실험을 통해 상용화해 실제 부정맥 환자들에게 적용할 것을 기대한다.”고 밝혔다. 고등과학원은 세계 최고 수준의 기초과학 연구와 교육을 목표로 나노의학 융합연구를 수행하며 100년을 바라보는 세계 초일류 수준의 대학 내 기초과학연구소를 지향한다. 고등과학원은 융합 분야의 퍼스트 무버(First Mover) 및 빅 사이언스(Big Science) 창출을 목표로 하며, 나노과학과 의학을 융합한 나노바이오메디컬엔지니어링 전공을 통해 미래과학을 선점하는 데 기여하고 있다. 논문정보 ● 논문제목: In-situ diagnosis and simultaneous treatment of cardiac diseases using a single device platform ● 논문주소: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq0897
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 외국인 유학생 지원을 위한 Global Service Desk 오픈
- 외국인 유학생 지원을 위한 Global Service Desk 오픈 9월 15일 외국인 유학생 안내 창구 서비스 개시 우리 대학교는 외국인 유학생을 위한 원스톱 서비스 창구 ‘글로벌 서비스 데스크(Global Service Desk)’를 교내 백양누리 글로벌라운지 내에 신설하고 9월 15일 서비스를 개시했다. 우리 대학교는 우수한 외국인 인재를 유치하고 이들의 안정적인 초기 정착 및 생활 지원을 강화해 미래 인재로 양성하기 위해 다양한 프로그램을 진행하고 있다. 이번 글로벌 서비스 데스크 신설은 대학혁신지원사업의 일환으로 추진됐다. 글로벌 서비스 데스크는 외국인 유학생을 위한 원스톱 헬프 데스크로, 교내 접근성이 뛰어난 백양누리 글로벌라운지 내에 설치됐다. 외국인 유학생들은 글로벌 서비스 데스크를 통해 영어 및 중국어 대면 상담 서비스를 제공받을 수 있으며, 이를 통해 필요로 하는 교내/외 각종 정보에 더 쉽고 간편하게 접근할 수 있다. 이와 더불어 전용 홈페이지(https://gosc.yonsei.ac.kr)와 SNS를 신규 개설하는 등 온라인·비대면 채널을 통한 정보 서비스도 강화해, 외국인 유학생들이 정보를 얻을 수 있는 보다 다양한 채널을 갖추게 됐다. 김동훈 국제처장은 “글로벌 서비스 데스크 오픈을 계기로 외국인 유학생 서비스를 강화하고 향후 다양한 프로그램을 통해 외국인 유학생이 우수한 미래 인재로 성장할 수 있도록 적극적으로 지원할 계획”이라고 전했다.
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 안순일 교수팀, 온실가스 감축 회복성 관련 연구 추진
- 안순일 교수팀, 온실가스 저감되더라도 지구온난화 되돌리기 어려울 것으로 전망 지구 대부분 지역에서 온실가스 줄여도 기후 회복되지 않아 아프리카, 남아메리카 소재 개발 도상국 온실가스 감축 회복성 매우 낮아 기후변화 분야 국제 최고 권위지 ‘Nature Climate Change’ 게재 [사진. (왼쪽부터) 안순일 교수, 김승기 연구원, 신종수 박사, 김효정 박사, 임나리 연구원] 이과대학 대기과학과·비가역적기후변화연구센터 안순일 교수 연구팀은 대기 중 온실가스 농도를 산업화 이전으로 줄이더라도, 기후를 원래 상태로 회복시키기는 어렵다는 것을 기후 모형 시뮬레이션을 통해 밝혀 냈다. 산업혁명 이래 인위적 온실가스 배출로 인해 지구온난화는 점점 가속화되고 있으며, 이로 인한 피해는 이미 전 지구적으로 관측되고 있다. 이러한 피해를 줄이기 위해 파리협정과 같은 온실가스 저감을 위한 노력이 지속되고 있지만, 미래에 증가한 온실가스 농도를 현재 수준으로 감소시키더라도 지구의 기후가 이전 상태로 회복될 수 있을지에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이를 해결하기 위해 안순일 교수 연구팀은 KISTI 국가슈퍼컴퓨팅센터 슈퍼컴퓨터를 활용해 대기 중 이산화탄소 농도를 현재 상태로 되돌리는 기후 모형 시뮬레이션을 수행하고, 기후 회복성을 정량적으로 측정할 수 있는 새로운 방법을 개발해 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션 결과에 적용했다. 이로부터 온실가스 배출 및 저감에 대한 기후 회복성을 보여주는 ‘기후 회복성 지도’를 세계 최초로 완성했다. [그림 1. 온실가스 배출에 대한 기후 회복성이 취약한 지역을 나타내는 ‘기후 회복성 지도’. 온실가스를 감축하더라도 기온과 강수량 모두 회복되지 않는 지역을 빨간색으로 표시했다.] 그 결과, 아프리카, 남아메리카, 인도 북부, 그린란드 지역 등이 기후 회복성이 취약한 지역으로 나타났다. 또한, 기후에 대한 핵심 지표인 기온과 강수량에 대한 기후 회복성 측정 시, 전 지구 면적의 89%와 58%에 달하는 지역에서 이산화탄소 농도를 감축시키더라도 현재 상태로 회복되지 않음을 확인할 수 있었다. 특히 아프리카, 남아메리카 지역의 개발 도상국들에서 기후 회복성이 매우 낮은 것으로 나타났으며, 반면 선진국 국가들이 위치한 북미, 유럽, 동아시아 지역은 상대적으로 기후 회복성이 높은 것으로 나타났다. 논문의 제1저자 김승기 연구원(박사과정)은 “이러한 연구 결과는 지구상의 대부분 지역에서 온실가스를 감축해도 기후가 원래 상태로 회복되지 않는다는 것을 보여주며, 온실가스가 한번 배출되면 대기 중에서 제거되더라도 이의 영향은 매우 장기적으로 남아 있는 것을 보여준다.”고 연구성과를 정리했다. 아울러 “개발 도상국들과 선진국들의 기후 회복력 차이가 유의미하게 큰 것으로 나타나며, 이는 온실가스 배출에 의한 개발 도상국의 잠재적 피해가 매우 크다는 것을 시사하는 결과”라고 덧붙였다. 또한 교신저자인 안순일 교수는 “파리협정의 목표인 ‘이산화탄소 순배출량 0’의 달성이 기후 문제의 완전한 해결책이 아니며, 보다 강력한 감축 정책이 필요하다.”고 언급했다. 이번 연구는 한국연구재단 선도연구센터사업의 지원을 받아 수행됐으며, 포항공대, 한양대, 미국 캘리포니아 주립대 샌디에이고의 연구진이 함께 연구에 참여했다. 연구 결과는 기후변화 분야 국제 최고 권위지 ‘네이처 기후변화(Nature Climate Change)’에 9월 1일(현지시간) 게재됐다. [그림 2. 온실가스 배출에 대한 온도 회복성이 취약한 지역을 나타내는 ‘온도 회복성 지도’. 빗금 친 영역은 온실가스 감축 시 원래 상태로 온도가 회복되는 지역을 나타내며, 빗금이 쳐져 있지 않은 지역은 원래 상태로 회복되지 않는 지역을 나타낸다. 색깔은 온실가스 배출과 감축 시기 간에 나타나는 온도의 차이를 나타낸다.] [그림 3. 온실가스 배출에 대한 강수 회복성이 취약한 지역을 나타내는 ‘강수 회복성 지도’. 빗금 친 영역은 온실가스 감축 시 원래 상태로 강수량이 회복되는 지역을 나타내며, 빗금이 쳐져 있지 않은 지역은 원래 상태로 회복되지 않는 지역을 나타낸다. 색깔은 온실가스 배출과 감축 시기 간에 나타나는 강수량의 차이를 나타낸다.] 논문정보 ● 논문제목: Widespread irreversible changes in surface temperature and precipitation in response to CO₂ forcing ● 논문주소: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01452-z
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- 서정목 교수팀, 면역위장 유막코팅 기술 개발
- 서정목 교수팀, 면역위장 유막코팅 기술 개발 삽입형 의료기기 사용 시 발생하는 혈전 및 감염 부작용 원천 억제 [사진. (왼쪽부터) 서정목 교수(교신저자), 박기준 석·박사통합과정생(제1저자), 면역위장 유막코팅(Lubricant Skin) 기술 모식도. 본 기술은 기계적 손상이나 윤활유 소실로부터 자유로우며 다양한 의료용 소재에 적용 가능한 부작용 원천 방지 기술로, 의료기기 및 의공학 응용 분야에 폭넓게 사용 가능하다(ex. 도뇨관 카테터, 3D 바이오 프린팅, 미세유체칩 등).] 전기전자공학과 서정목 교수 연구팀은 최근 삽입형 의료기기 사용 시 발생하는 혈전 및 감염 부작용을 원천 억제하는 면역위장 유막코팅(Lubricant Skin) 기술을 개발했다. 고령화 사회가 지속되면서 다양한 생체재료로 이뤄진 의료기기를 활용해 기능이 저하된 인체의 장기를 대체 및 치료하려는 시도가 계속되고 있다. 하지만 의료기기를 몸 안에 이식하고 사용하는 과정에서 발생하는 혈전 형성, 박테리아에 의한 감염, 그리고 면역 거부 반응과 같은 부작용에 대한 우려가 존재하고, 실제 의료 현장에서는 위의 부작용으로 인한 재수술 및 치료가 빈번하게 이뤄지고 있다. 서정목 교수팀이 개발한 면역위장 유막코팅은 홍합 유래 접착 물질과 부착방지 윤활유를 머금을 수 있는 고분자 소재의 적층을 통해 구현되며, 의료기기의 재질 및 형태에 구애받지 않고 동일한 부작용 방지 기능을 구현할 수 있는 장점을 가진다. 특히, 홍합 유래 접착 물질 위 형성되는 고분자 소재는 생부착을 방지하는 윤활성 액체를 머금어 부착을 원천적으로 억제할 수 있게 하고, 사용 중 소실되는 윤활유를 재생시켜 장시간 코팅 기능을 유지할 수 있는 것이 기존 기술과의 차별점이다. 서정목 교수는 “해당 코팅 기술은 기존에 사용돼 오던 도뇨관, 스텐트 등의 의료기기뿐 아니라 3D 바이오 프린팅, 미세유체칩 등 다양한 의공학 응용 분야에도 적용 가능한 무궁무진한 가능성을 가진다.”며, “기존 문제를 해결함과 동시에 생체재료 분야에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다.”고 연구의 의의를 밝혔다. 본 연구는 생체재료 분야 최상위 학술지인 ‘바이오액티브 머티리얼즈(Bioactive Materials, IF 16.874, JCR Ranking 상위 1.53%)’에 8월 6일 게재됐으며, 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단 ‘나노소재기술개발사업(전략형 및 미래기술연구실)’의 지원을 받아 수행됐다. 논문정보 ● 논문제목: Lubricant skin on diverse biomaterials with complex shapes via polydopamine-mediated surface functionalization for biomedical applications ● 논문주소: https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.07.019
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 대학원 신입생을 위한 Gateway to Graduate School 행사 개최
- 대학원 신입생을 위한 ‘Gateway to Graduate School’ 개최 8월 10일 오리엔테이션 성황리 개최 우리 대학교는 오는 9월에 입학하는 대학원 신입생을 위한 오리엔테이션 행사 ‘Gateway to Graduate School’을 8월 10일 백양관 대강당에서 개최했다. 코로나19로 인해 2년 반 만에 열린 이날 대학원 신입생 오리엔테이션 행사는 약 4백여 명의 신입생이 참석한 가운데 성황리에 진행됐다. 우리 대학교는 4단계 BK21 사업 등을 통해 학사 제도 및 교육·연구 환경 개선 등을 추진하고 있는 가운데, 근본적인 대학원 체질 개선과 연구중심대학으로의 변화를 도모하고 있다. 기존 OT 행사가 교직원이 중심이 돼 준비하는 행사였다면, 이번 행사는 대학원 재학생들이 직접 기획하고 진행하는 학생주도형 행사로서의 취지가 크며, 실제 대학원생들에게 필요한 정보를 제공하고 커뮤니케이션의 장을 마련하는 대학원혁신사업의 일환으로 진행된다는 점이 특징이다. 이날 환영사를 통해 박승한 연구부총장 겸 대학원장은 BK21 대학원혁신사업의 핵심 목표인 ▲학생 수요자 중심의 학사 제도 개선 ▲대학원생 권익 증진 ▲학제간 융복합 교육 및 연구 프로그램 확대 ▲다양한 제도 개선과 비교과 프로그램 확대 ▲장학금 확대와 연구 환경 개선을 통한 연구 몰입 환경 등을 설명하고, “연세의 ESG 가치와 사회 공헌의 중요성이 커짐에 따라 대학원 차원에서 실용적 연구가 이뤄질 수 있도록 대학원생에 대한 지원을 아끼지 않을 것”이라고 밝혔다.
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 김동호 교수팀, 퍼릴렌 비스이마이드에서의 단일항 분열 메커니즘 규명
- 김동호 교수팀, 퍼릴렌 비스이마이드에서의 단일항 분열 메커니즘 규명 종합화학 분야 세계적 권위 학술지 ‘Nature Communications’ 게재 [사진. 김동호 교수(왼쪽), 홍용석 박사] 이과대학 화학과 김동호 교수 연구팀(단독 제1저자 홍용석 박사)은 시간 분해 흡수 및 형광상위 전환 분광법(Time-resolved absorption & fluorescence-upconverison spectroscopy)과 펨토초 시간 분해 순간 유도 라만 분광법(time-resolved impulsive stimulated Raman spectroscopy)을 이용해 퍼릴렌 비스이마이드(perylene bisimide)에서의 단일항 분열(singlet fission) 메커니즘(mechanism)을 규명했다. 1965년 안트라센(anthracene)의 광물리 현상을 설명하기 위해 처음 제안된 단일항 분열(singlet fission)은 하나의 단일항 엑시톤(singlet exciton)이 삼중항쌍(multiexciton)을 거쳐 두 개의 삼중항 엑시톤(triplet exciton)으로 분열되는 현상을 의미한다. 특히 단일항 분열은 광증폭 현상(exciton multiplication)의 일환으로 지난 십 년간 태양전지의 이론적 한계 효율(Shockley-Quisser limit)을 극복하기 위한 대표적인 방법으로 큰 주목을 받고 있다. 단일항 분열 현상에 대한 큰 관심에도 유기 태양전지 소자 내에서의 단일항 분열 메커니즘은 지금까지 명확히 규명된 바 없다. 소자 내에서 발생하는 메커니즘을 이해하기 위해서는 유기 분자 쌓임체 내의 분자 간 상호작용(intermolecular interaction: structure)과 이에 따른 단일항 분열 현상(SF: property)의 관계(structure-property relationship)에 대한 체계적인 연구가 필수적이다. 이에 본 연구팀은 인천대 김형준 교수 연구팀, 포항공대 주태하 교수 연구팀 및 독일 연구팀과의 공동연구를 통해 퍼릴렌 비스이마이드에서의 단일항 분열 현상을 연구했다. 이를 위해 퍼릴렌 비스이마이드 삼합체(trimer)를 합성했고, 다양한 시간분해 분광법과 양자 계산을 이용해 퍼릴렌 비스이마이드의 전자 구조(electronic structure)에 전자 전이 성질(charge-transfer character)이 단일항 분열의 발생 및 효율에 핵심 요소임을 최초로 규명했다. 김동호 교수 연구팀은 200 펨토초(10⁻¹⁵초, 1000조 분의 1초)의 시간 분해능을 갖는 레이저를 이용해 시간 분해 흡수 분광기를 구축했고, 이는 들뜬 상태(excited-state)에서의 전자 구조 및 동역학(excited-state dynamics)에 대한 정보를 제공해 준다. 또한 10 펨토초 미만의 레이저 펄스를 이용해 일반적인 유기 분자체에서 관측되는 100~3000 ㎝⁻¹ 영역의 진동 모드를 관측할 수 있는 ‘시간 분해 라만 분광법’을 도입했다. 이러한 라만 분광법은 들뜬 상태에서 수반되는 구조 변화에 대한 정보를 얻어 낼 수 있다. 구조에 대한 정보를 얻기 위해 퍼릴린 비스이마이드 삼합체의 X-선 단일 결정 구조(X-ray crystal structure)를 분석했고, 양자 계산을 수행해 전자 전이 성질이 강한 전자 구조의 에너지를 구분해 냈다. 시간 분해 흡수 및 형광상위 전환 분광법을 이용해 전자 전이 성질이 강한 에너지를 독립적으로 여기(excitation)시켜 분자 수준에서 500 펨토초에 달하는 초고속 단일항 분열 현상을 관측했다. 더 나아가 들뜬 상태 라만 분석을 통해 단일항 분열 현상에 오비탈 상호작용을 조절하는 구조 변화가 동반되며, 해당 구조 변화가 전자 전이 성질의 증대를 이끈다는 결과를 관측했다. 최종적으로, 양자 화학 계산을 통해 전자 전이 성질의 증대가 단일항과 다중항쌍의 결합(nonadiabatic coupling between singlet and multiexciton states)을 증진시켜 단일항 분열이 촉진됨을 규명했다. 김동호 교수는 “본 연구에서 밝혀낸 단일항 분열 메커니즘은 앞으로 태양 전지 소자의 디자인에 초석이 되는 연구 결과이며, 더 나아가 합성-이론-실험이 융합된 공동연구를 통해 얻어낸 귀중한 성과”라고 연구의 의의를 밝혔다. 본 연구 결과는 그 우수성과 독창성을 인정받아 종합화학 분야 세계적 권위 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF=17.69)’에 8월 2일 게재됐다. 논문정보 ● 논문제목: Steering the multiexciton generation in slip-stacked perylene dye array via exciton coupling ● 논문주소: https://doi.org/10.1038/s41467-022-31958-1
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- 손알로이시우스 교수팀, 차세대 청정에너지 기술을 위한 나노 다공성 및 비정질 이리듐 산화물 구조-특성 관계 규명
- 손알로이시우스 교수팀, 차세대 청정에너지 기술을 위한 나노 다공성 및 비정질 이리듐 산화물 구조-특성 관계 규명 국제 학술지 ‘Nature Communications’ 게재 [사진. (왼쪽부터) 손알로이시우스 교수, 이상섭 연구원, 이윤재 박사, 이기역 연구원] 공과대학 신소재공학과 손알로이시우스(Soon Aloysius) 교수 연구팀은 제일원리 양자역학 시뮬레이션을 통해 산소 발생 반응(OER)에 뛰어난 성능을 보이는 다양한 이리듐 산화물 다형체의 구조-특성 관계를 규명했다. 산소 발생 반응은 물 분자를 산소로 분해하는 촉매 반응으로, 청정에너지로 각광받고 있는 수소를 얻을 때 필요한 중요한 화학 반응이다. 하지만 느린 반응 속도로 인해 효과적인 촉매 없이는 반응을 일으키기 어렵다고 알려져 있다. 손 교수 연구팀은 비정질 이리듐 산화물 내의 복잡한 연결성이 이리듐 원자의 산화수 가변성에 영향을 끼친다는 것을 밝혀내고, 이로 인해 발생된 친전자성 산소가 뛰어난 촉매 효율을 보이는 이유에 관한 새로운 물리화학적 통찰을 제공했다. 손 교수는 “매우 높은 촉매 효율을 보이는 나노 다공성 구조들을 포함한 비정질 이리듐 산화물 다형체들에 대한 기초적인 연구 및 이해가 최근까지도 부족한 상황이었고, 이는 더 높은 효율을 가지는 차세대 청정에너지 촉매 설계에 큰 어려움을 주고 있었다.”고 설명했다. 첨단 신소재 개발 연구에서 복잡한 구조-특성 관계를 확실하게 파악하는 것이 고효율, 고기능성 소재 탐색 및 설계에 있어 매우 중요함에도 불구하고, 청정에너지 기술에의 활용 가능성이 높은 비정질 산화물에 대해 원자 수준의 직관적인 이해를 제공할 수 있는 연구는 한정된 자원 및 인력 등 현실적인 문제로 인해 부족한 실정이었다. 그중 특히 반응성, 선택성, 안정성 등 다양한 측면에서 장기적인 촉매 효율이 매우 높을 것으로 예측된 이리듐 및 루테늄 산화물(및 산화 수산화물)은 최근 몇 년간 세계 각국 연구 그룹들의 지대한 관심을 받았으나 기존에 알려진 거시적인 광물 구조에서는 그 효과 발현이 쉽지 않아 실질적인 활용 가능성을 타진하기 어려웠다. 손 교수는 “본 연구와 같이 원자 단위 수준에서 화학량론과 다형체를 제어하는 연구 방법론은 이러한 산화물 촉매들의 구조-특성 관계를 조정하고 활용 가능성을 극대화할 수 있는 가장 유망한 방법 중 하나”임을 강조했다. [그림. (좌) 계산을 통한 Ir-O 결합길이와 integrated crystal orbital Hamilton population (ICOHP)과의 상관관계 및 이론적 과전압 (우) ICOHP와 실험적 과전압의 상관관계 및 모식도] 본 연구는 실험적으로 제시된 준안정상 다공성 및 비정질 이리듐 산화물에 대한 양자역학 시뮬레이션을 통해 소재의 구조-특성 관계에 대한 새로운 물리적 통찰을 제공하고, 산소 발생 반응 효율 발현 원리를 과학적으로 규명해 청정에너지 기술에 활용 가능성이 높은 고효율 촉매의 신속 설계 분야에 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구 결과는 세계적인 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 6월 8일 게재됐다. 논문정보 ● 논문제목: Activated chemical bonds in nanoporous and amorphous iridium oxides favor low overpotential for oxygen evolution reaction ● 논문주소: https://www.nature.com/articles/s41467-022-30838-y
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- 2022학년도 1학기 '대학원 혁신 우수논문 발표회' 개최
- 2022학년도 1학기 ‘대학원 혁신 우수논문’ 발표회 단과대학 최우수논문상 13편, 학과 우수논문상 35편, 장려상 67편 선정 대학원은 대학원생의 연구의욕 고취와 내실 있는 대학원 학문 풍토 조성을 위해 1993년 이래 매년 대학원생 우수논문을 선정, 시상하고 있다. 특히, 2021학년도 2학기부터 ‘대학원 혁신 우수논문 공모’로 개편돼 수상 인원과 상금이 확대됐으며, 각 학문 분야의 연구를 더욱 장려하기 위해 단과대학 최우수논문, 학과 우수논문, 장려로 구분해 시상하고 있다. 2022학년도 1학기 대학원 혁신 우수논문 공모 심사에는 각 학과와 단과대학에서 총 118편의 논문을 추천했다. 분야별로 구성된 심사위원들의 엄정한 심사를 거쳐 단과대학 최우수논문상 13편, 학과 우수논문상 35편, 장려상 67편이 최종 선정됐다. 7월 5일(화) 오전 10시 백양누리 김순전 홀에서 단과대학 최우수논문상 수상자들의 논문발표회가 진행됐다. 각 단과대학 최우수논문상 수상자들이 수상 논문에 대해 발표했으며, 이후 관심 분야에 대한 참석자들의 질의와 답변으로 이어졌다. 이날 송현주 대학원 교학부원장은 “우리 대학원에서 시행해 온 오랜 역사와 전통의 가장 중요한 상 중 하나인 ‘대학원 혁신 우수논문상’ 수상을 하게 된 모든 수상자들을 축하한다.”고 축사를 했다. 이어서 김동현 대학원 기획부원장은 “수상자들이 우리나라의 미래를 선도할 수 있는 학문적 지도자가 되기를 바라며, 이번 발표회가 다양한 분야의 연구 교류의 장이 됐으면 한다.”고 축사를 했다. 2022학년도 1학기 대학원 혁신 우수논문 수상자들의 논문은 다음과 같다. 구분 지원 형태 소속 성명 논문제목 단과대학 최우수논문상 학위논문 독어독문학과 홍자선 무한한 대칭과 착종: 독일 낭만주의 아라베스크 연구 컴퓨터과학과 조영현 딥러닝 기반 영상 초해상도 모델의 학습과 효율적 활용을 위한 새로운 전략 행정학과 강혜연 지방정부 부채구조에 관한 연구-지방자치단체 유형별 부채 및 재원 간 상호관계를 중심으로- 학술논문 경영학과 양지혜 Baltic Dry Index와 Interest Rates를 반영한 포트폴리오 선정 모형의 설계와 투자성과 분석 화학과 김진석 휴켈-뫼비우스 방향성 치환에 의한 금속-리간드 상호작용 및 광물성 조절 전기전자공학과 상민규 고정밀 연속 피부 온도 모니터링을 위한 초고감도 금 도핑 실리콘 나노막 기반 웨어러블 센서 어레이 교육학과 장수빈 고교학점제 담론에서의 해외 국가 참조 패턴 연구 약학과 이동희 Aβ 응집체 용해 화합물에 의해 뇌에서 유출된 Aβ의 혈액 검출 의학과 정승호 당뇨가 동반된 파킨슨병에서 DPP-4 억제제의 유용성 응용생명과학과 김지영 다가 양극성 네트워크 개질제를 통해 생체 활성이 상향 조절된 바이오필름 저항성 폴리알케노에이트 시멘트의 개발 간호학과 김은영 Use of Mobile Apps for Self-care in People With Parkinson Disease: Systematic Review 국어국문학과 장기영 영화 <69세>의 기록의 레이어를 통해 본 재현과 실재의 관계 - '뭉뚱그려져온' 노년여성은 어떻게 재현될 수 있는가 방사선융합공학과 이민재 다중 레벨 웨이블릿 컨볼루션 신경망 기반 초 저선량 스펙트럼 컴퓨터 단층 촬영 학과 우수논문상 학위논문 노어노문학과 정지민 파스테르나크와 러시아 햄릿주의 비교문학협동과정 신지혜 디지털 매체 시대의 소음, 하우스 음악 –하우스 음악의 매체미학적 특징과 혼합적 양상을 중심으로 지구천문대기학부 (대기과학) 김효정 기후 강제력과 자연 변동성에 의한 AMOC의 변동 메커니즘 건축공학과 위승환 고성능 건물외피 시스템을 위한 단열재의 에너지, 환경, 내화성능 특성 생명과학부 (생명공학) 민성진 심장 미세환경 구현을 통한 삼차원 심장 조직 모델 개발 정치학과 권순환 한국 시민들의 정당일체감이 원자력과 신재생 에너지 인식에 미치는 영향 사회학과 조윤명 젠더화된 기대 협상하기: 한국의 젠더구조 변동과 20-30대의 결혼 문화인류학과 이영은 그들만의 리그'는 어떻게 움직이는가? -한국 금융투자업계의 젠더화된 네트워크에 관한 비판적 분석- 법학과 박상현 금융기관 부실 개선제도 연구 - 적기시정조치 제도를 중심으로 - 제약산업학협동과정 이도현 제2형 당뇨 환자에서 진료지속성과 당뇨망막병증 발생에 관한 후향적 코호트 연구 의학전산통계학 협동과정 허석재 자발적 보고 데이터베이스에서 약물 간 상호작용 신호 탐지 트리 기반 검색통계량 치의학과 김복음 일차성 쇼그렌증후군 환자에서 자가항체 종류와 타액선 기능 저하와의 상관관계 학술논문 중어중문학과 GUO, JING 현대중국어 가능보어 구조 ‘看不X’의 결합 양상에 대한 인지적 분석 영어영문학과 황정현 영화 「무산일기」의 장르를 존재론적 감정 사실주의로 규명하기 심리학과 천정은 Cultural Variability in the Attribute Framing Effect 인지과학협동과정 유영재 차량 내 에이전트 목소리의 지배성이 운전자의 상황 인식, 감정 통제, 신뢰에 미치는 영향: 수동 주행과 자율 주행에 대한 시뮬레이터 실험 연구 수학계산학부 (수학) 김현균 CEV 내재 변동성의 프랙셔널 확률적 변동성 조정 물리학과 김광은 예외적 장론에 대한 Kerr-Schild 가설 풀이를 통한 M-이론의 고전적 이중복제 구조 연구 지구천문대기학부 (지구시스템과학) 김병우 시추시험 결과와 배경 잡음의 복합 계산을 이용한 남한지역 VS30 모델 개발 수학계산학부 (계산과학공학) 김성윤 생성적 적대 신경망을 이용한 임피던스 기반 리튬 이온 배터리 용량 추정 화공생명공학 김민수 고종횡비 금속유기골격체 나노플레이트를 이용한 고성능 탄화수소 분리막 건설환경공학과 양예랑 찻잎 조성과 토양 미생물 군집의 변화 기계공학과 심상준 Highly Sensitive Flexible Tactile Sensors in Wide Sensing Range Enabled by Hierarchical Topography of Biaxially Strained and Capillary-Densified Carbon Nanotube Bundles 신소재공학과 이정엽 Elucidating the Synergistic Behavior of Orientation-Controlled SnS Nanoplates and Carbon Layers for High-Performance Lithium- and Sodium-Ion Batteries 글로벌융합공학 문희승 최적 행동 기반 및 사용자 예측 기반 햅틱 가이던스의 비교 및 개선 인공지능학과 최정환 교통량 예측을 위한 그래프 신경 제어 미분 방정식 의류환경학과 방원배 Impact of COVID-19 pandemic upon fashion consumer behavior: focus on mass and luxury products 체육학과 류현지 Importance of weightlifting performance analysis in anti-doping 스포츠응용산업학과 박동혁 한국 성인의 미진단 당뇨병 위험 모델에서 안정시 심박수의 예측력 의과학과 노병화 우성음성 진행성 난청 Kcnq4 마우스 모델에서 외유모세포의 유전자편집을 통한 청력개선 보건학과 김윤태 소방공무원에서 다환방향족탄화수소류 노출과 뇌 구조적 퇴행의 관계에 대한 연구: 소방공무원 안전 및 건강증진 연구 융합의학과 이주영 Evaluation of Computer-Aided Nodule Assessment and Risk Yield (CANARY) in Korean patients for prediction of invasiveness of ground-glass opacity nodule 의료기기산업학과 김경이 상급종합병원 진단검사의학과 완전자동화시스템의 경제성 평가 의료법.윤리학 협동과정 김민지 간호과오로 인한 위해사건 현황 및 기여요인에 관한 연구 제약의료규제과학 협동과정 오경선 Single tablet regimen 시판 등재에 따른 HIV/AIDS 치료제의 처방 경향성 연구
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