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기계공학부 정형모 교수팀, ‘숨은 산소’ 깨워 그린 수소 만든다... 차세대 물 분해 촉매 원천기술 개발

기계공학부 정형모 교수팀, ‘숨은 산소’ 깨워 그린 수소 만든다... 차세대 물 분해 촉매 원천기술 개발 - 0.1 옹스트롬(Å) 수준으로 원자 간격 좁혀 새로운 반응 경로 활성화... 비싼 귀금속 의존 탈피 - 100시간 이상 고내구성 확보 및 아연-공기 전지 적용 가능... 친환경 에너지 플랫폼 상용화 가속 ▲ (왼쪽부터) 교신저자 기계공학부 정형모 교수, 경북대 신소재공학과 이지훈 교수, 주저자 기계공학부 권순형 연구원 기계공학부 정형모 교수 연구팀은 경북대학교 신소재공학과 이지훈 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 원자 단위의 결합 간격을 정밀하게 제어하여 소재 내부에 숨겨진 ‘격자 산소’를 반응에 직접 참여시키는 고효율 비귀금속 물 분해 촉매 소재를 개발했다. 온실가스 배출 없이 깨끗한 수소를 생산하는 수전해(물 분해) 기술은 탄소중립 실현을 위한 꿈의 기술로 불린다. 하지만 물을 분해하여 수소를 얻는 과정에서 산소가 발생하는 반응은 그 속도가 매우 느려, 전체 수소 생산 효율을 떨어뜨리는 가장 큰 ‘병목 현상’으로 작용해 왔다. 이를 해결하기 위해 기존에는 이리듐(Ir)이나 루테늄(Ru) 같은 고가의 귀금속 촉매를 사용해야만 했으며, 이는 수소 생산 비용을 높이는 원인이 되었다. 정형모 교수 공동 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 ‘하향식(Top-down) 소재 설계 기술’을 도입했다. 연구팀은 전기화학적 방법을 통해 기존의 덩어리 형태 코발트 산화물을 2나노미터(nm) 이하의 미세한 나노 클러스터로 쪼개는 데 성공했다. 이 과정에서 코발트 금속과 산소 원자 사이의 결합 길이를 기존보다 약 0.1 옹스트롬(Å, 100억 분의 1미터) 수축시켜 미세하게 조절했다. 포항가속기연구소(PAL)의 고성능 분석 결과, 약 2.03 Å의 원자 결합 길이가 새로운 반응 경로를 유도하는 최적의 조건임을 세계 최초로 규명해낸 것이다. ▲ 하향식(Top-down) 소재 설계 기술을 활용한 원자 결합 제어 원리, 전기화학적 반응 경로 및 이를 활용한 에너지 변환 장치 이 기술의 핵심은 금속과 산소 사이의 결합을 강하게 만들어, 촉매 내부 구조에 숨어있던 ‘격자 산소’를 반응에 직접 참여시킨 점에 있다. 이를 통해 개발된 나노 촉매는 고가의 상용 이리듐 촉매보다 더 낮은 에너지에서도 탁월한 성능을 발휘했다. 특히 실제 시스템 적용 시 고전류 조건에서 100시간 이상 성능 저하 없이 구동되는 강력한 내구성을 증명했으며, 차세대 에너지 저장 장치인 아연-공기 전지에서도 우수한 충전 안정성을 보여주며 다목적 에너지 활용 가능성을 입증했다. 기계공학부 정형모 교수는 “이번 연구는 원자 단위의 결합 거리를 미세하게 제어함으로써 촉매 반응의 경로 자체를 완전히 바꿀 수 있음을 실증한 성과”라며, “값비싼 귀금속을 대체해 고효율 그린 수소를 생산하는 것은 물론, 향후 다양한 차세대 친환경 에너지 장치의 상용화를 앞당기는 중요한 기준이 될 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경·에너지 분야 세계적 권위지인 ‘Applied Catalysis B: Environment and Energy (IF: 21.1)’에 게재되었다. ※ 논문명: The role of chemical bond contraction induced via nanoclusterization of cobalt oxide triggering robust lattice oxygen mechanism during the oxygen evolution reaction ※ 학술지: Applied Catalysis B: Environment and Energy (IF: 21.1) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.126857

2026-05-18

경제학과 안희수 학부생, SSCI 학술지 논문 게재

경제학과 안희수 학부생, SSCI 학술지 논문 게재 ▲ (왼쪽부터) 안희수 학부생, 류두진 교수 경제학과 안희수 학부생이 제1저자로 작성한 논문 “Effects of sovereign credit rating changes on exchange rates”가 유럽의 경제예측 전문 연구기관인 Institute for Economic Forecasting(IPE)이 발간하는 국제저명 SSCI학술지 Romanian Journal of Economic Forecasting에 게재되었다. 해당 연구는 국가신용등급 변화가 국가경제의 대외신인도와 거시경제 안정성을 보여주는 중요한 정책 신호가 될 수 있음을 제시한다. 특히 신용등급 변화의 영향은 국가별 경제 여건과 재정 구조에 따라 다르게 나타날 수 있어, 정책당국이 등급 변동을 단순한 사후 평가가 아니라 선제적 위험관리 지표로 활용할 필요가 있음을 시사한다. 안희수 학부생의 또 다른 제1저자 논문 「지속가능금융을 위한 바젤III 기반 환경규제의 효과: 문헌연구 및 사례분석」은 한국경영학회가 발간하는 Korea Business Review에 게재되었다. 이 연구는 바젤III 금융규제가 은행 대출을 일괄적으로 위축시키기보다는 은행과 차입기업의 특성에 따라 다르게 작용하며, 중소기업과 소형은행에 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 보였다. 바젤III 규제가 기후위험 대응과 지속가능금융 정책수단으로 활용될 수 있는지를 살펴보며, 금융안정과 탄소중립을 함께 고려한 정교한 정책 설계의 필요성을 제시한다. 두 논문은 모두 경제대학 Global Finance Research Center(GFRC) 센터장인 류두진 교수의 지도하에 경제대학 WAVE 수업과 연구학점제 수업을 통해 작성되었다. 안희수 학부생은 “류 교수님의 WAVE 수업인 금융경제학과 파생금융상품론을 수강하면서 학술논문 작성에 도전하게 되었습니다. 논문을 어떻게 작성해야 할지 막막했지만, WAVE 수업을 통해 해외 석학 및 해외 연구자들과의 연구세미나에 참여하며 논문을 차근차근 발전시킬 수 있었습니다. 류두진 교수님의 체계적인 지도와 GFRC 선배연구원들의 도움 덕분에 학부생으로서는 드물게 SSCI 학술지와 한국연구재단 등재지에 모두 논문을 게재하는 성과를 얻을 수 있었습니다. 앞으로도 연구를 더욱 확장하고 심화하여 저명 학술지 논문 게재에 꾸준히 도전하고 싶습니다”라고 밝혔다. 논문의 게재 정보는 다음과 같다. - Ahn, H., and D. Ryu. 2026. “Effects of Sovereign Credit Rating Changes on Exchange Rates.” Romanian Journal of Economic Forecasting 29(1): 34–55. - 안희수·류두진(2026), 「지속가능금융을 위한 바젤Ⅲ 기반 환경규제의 효과: 문헌연구 및 사례분석」, 『Korea Business Review』 제30권 제2호, pp.85–116.

2026-05-15

백정민 교수 연구팀, 이산화탄소에서 고효율 친환경 에탄올 생산하는 차세대 단원자 촉매 개발

백정민 교수 연구팀, 이산화탄소에서 고효율 친환경 에탄올 생산하는 차세대 단원자 촉매 개발 - 구리 단원자 정밀 제어로 CO2의 에탄올 전환 효율 극대화 및 장기 안정성 확보 - 저온 공정 통한 경제적 합성 성공... 탄소중립 실현을 위한 혁신적 미래 에너지 기술 제시 ▲ (왼쪽부터) 성균관대 백정민 교수, 김정규 교수, 충남대학교 김현유 교수, 성균관대 최성열 연구원 신소재공학과 백정민 교수 연구팀(화학공학과 김정규 교수, 충남대학교 신소재공학과 김현유 교수팀 공동연구)이 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO2)를 우리 실생활에서 유용하게 쓰이는 액체 연료인 '에탄올'로 효율적으로 바꿀 수 있는 차세대 ‘단원자(Single-atom) 촉매’ 기술을 개발했다. 이번 연구는 환경 오염 물질을 단순히 줄이는 것을 넘어, 미래 에너지원으로 재활용할 수 있는 탄소중립 기술의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받는다. 최근 기후 위기 대응을 위해 전 세계적으로 탄소 배출을 줄이는 노력이 한창인 가운데, 이미 배출된 이산화탄소를 다시 사용하는 기술이 주목받고 있다. 그중에서도 에탄올은 자동차 연료나 화학 제품의 원료로 바로 쓸 수 있어 가치가 매우 높다. 하지만 이산화탄소를 에탄올로 만드는 과정은 탄소 원자끼리 서로 결합해야 하는 복잡한 과정이 필요해 기술적으로 구현하기가 매우 까다로웠다. 특히 기존 촉매들은 원치 않는 수소가 발생해 효율이 떨어지거나, 오래 사용하면 성능이 금방 나빠지는 문제가 있었다. 백정민 교수 공동 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 구리(Cu) 원자를 아주 작은 ‘원자 단위’로 낱낱이 쪼개어 특수한 탄소 구조 안에 배치하는 새로운 설계 전략을 도입했다. 연구팀은 마치 정밀한 조각을 하듯 구리 원자 주변의 결합 환경을 미세하게 조절함으로써, 이산화탄소 분자가 에탄올로 더 쉽고 빠르게 변할 수 있는 최적의 반응 경로를 찾아냈다. 연구 결과, 새롭게 개발된 촉매는 높은 전류가 흐르는 조건에서도 44.1%라는 높은 효율로 에탄올을 생산해냈으며, 전체 생성물 중 65% 이상이 에탄올일 정도로 선택적 정확도가 높았다. 특히 50시간 이상 연속으로 작동해도 성능이 변하지 않는 뛰어난 내구성을 입증했다. 또한, 기존에는 촉매를 만들기 위해 400도 이상의 고온 공정이 필요했으나, 이번 기술은 약 160도의 낮은 온도에서도 합성이 가능해 제조 비용과 에너지 소비를 획기적으로 낮췄다. ▲ 연구결과 모식도 백정민 교수는 “이번 연구는 온실가스를 단순히 없애는 수준을 넘어, 이를 고부가가치 친환경 연료로 바꾸는 탄소 순환형 미래 기술의 가능성을 제시한 것”이라며, “앞으로 이 기술을 더 대형화하여 실제 산업 현장에서 사용될 수 있도록 후속 연구에 박차를 가하겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 성균관대와 충남대, 미국 UCLA의 공동 연구로 수행되었으며, 세계적 권위의 학술지인 'Applied Catalysis B: Environment and Energy'에 2026년 5월 온라인 게재되었다. 또한 한국연구재단의 미래융합파이오니어 사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 진행되었다. ※ 논문명: Heterogeneous Coordination Engineering of Cu Single-Atom Catalysts for Selective CO2-to-Ethanol Electrosynthesis ※ 학술지: Applied Catalysis B: Environment and Energy ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.126902

2026-05-15

바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 2026 대한기계학회 춘계학술대회 3관왕 수상 쾌거

바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 2026 대한기계학회 춘계학술대회 3관왕 수상 쾌거 ▲ (왼쪽부터 강채영 석박통합과정생, 최도은 석사과정생, 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수, 채경환 박사과정생 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 2026년 5월 6일부터 9일까지 여수 소노캄 및 디오션리조트에서 열린 ‘2026 대한기계학회 춘계학술대회’에서 학생경진대회 동상 1건과 우수논문상 2건을 수상하며 우수한 연구 성과를 인정받았다. 학생경진대회 동상(CAE 및 응용역학부문)은 채경환 석박사통합과정생(바이오의약융합전공)이 수상하였다. 채경환 학생은 ‘전자기장 시뮬레이션 기반 나노구조 설계: 바이오 및 독성 센서 응용’을 주제로 발표를 진행하였으며, 시뮬레이션 기반 나노구조 최적화를 통해 바이오 센서 감도 향상 가능성을 제시한 점에서 우수한 평가를 받았다. 우수논문상(마이크로/나노공학부문)은 강채영 석박사통합과정생(메타바이오헬스학과)과 최도은 석사과정생(바이오메카트로닉스학과)이 각각 수상하였다. 강채영 학생은 ‘Needle-free, Liquid Metal-embedded Electrospray Deposition System for Controlled Microdroplet Printing’ 연구를 통해 액체 금속 기반 차세대 프린팅 시스템을 제안하였으며, 정밀 마이크로·나노 제조 공정의 새로운 가능성을 보여주었다. 최도은 학생은 ‘다중 매개변수 최적화 기반 MIP 전기화학 센서를 이용한 고감도 비타민 C 검출’ 연구를 통해 MIP 기술과 데이터 기반 최적화 기법을 결합한 고감도 검출 기술의 우수성을 인정받았다. 논문을 지도한 박진성 교수는 “학생들이 우수한 연구 성과를 통해 좋은 결과를 얻게 되어 매우 기쁘다”며 “앞으로도 창의적이고 융합적인 연구를 이어갈 수 있도록 적극 지원하겠다”고 소감을 밝혔다. 이번 학술대회는 기계공학 전 분야의 최신 연구 성과와 기술을 공유하는 국내 대표 학술 행사로, 박진성 교수 연구팀은 CAE 및 응용역학부문과 마이크로/나노공학부문에서 고르게 수상하며 융합연구 역량을 입증하였다.

2026-05-13

문형필, 이은호교수 Nature Review Electrical Engineering과 제조 AI·로보틱스에 대한 연구결과 인터뷰 진행

문형필, 이은호교수 Nature Review Electrical Engineering과 제조 AI·로보틱스에 대한 연구결과 인터뷰 진행 ▲ 좌측부터 이은호 교수, 문형필교수 기계공학부 문형필, 이은호 교수가 Nature Reviews Electrical Engineering의 기사 “AI robotics research in manufacturing at Sungkyunkwan University” 인터뷰에 참여해, 우리 대학의 제조 AI 및 AI 로보틱스 연구, 산학협력, 학생 참여 기회와 연구 비전을 소개했다. 이번 인터뷰는 공장 데이터, 인공지능(AI), 로봇, 제조 장비를 실제 산업 현장 수요에 맞게 통합하는 성균관대의 연구 방향을 중심으로 구성됐다. 인터뷰에서 연구진은 한국의 K-Humanoid Alliance와 Manufacturing AI Transformation(M.AX) 흐름 속에서 성균관대가 한국전자기술연구원(KETI), CJ Logistics, Aidin Robotics 등과 함께 물류 분야 AI 로보틱스 연구를 수행하고 있으며, LG전자, 현대자동차 및 현대모비스와도 가전 제조 산업의 AI 기반 밸류체인 공정기술 개발을 추진하고 있다고 설명했다. 이를 통해 원자재, 공정, 설비, 품질 데이터를 통합 활용하는 스마트 제조 시스템과 실시간 공정 최적화가 가능한 AI 로보틱스 기술을 개발하고 있다고 밝혔다. 문형필 교수는 인터뷰에서 비전 기반 듀얼암 하역 로봇, 실시간 6D 포즈 인식, 엣지 컴퓨팅 기반 파지 기술 등 산업용 AI 로보틱스 연구를 소개했다. 이은호 교수는 접합, 소성가공, 몰딩과 같은 제조 핵심 공정에서 실시간 센싱–AI 기반 의사결정–행동 실행이 시스템 수준에서 긴밀하게 통합되어야 하며, 이것이 Physical AI 기반 지능형 제조의 핵심이라고 강조했다. 특히 실제 제조 공정 데이터와 현장 작업자의 암묵지를 AI 시스템에 반영하는 산학협력의 중요성을 설명했다. 또한 이번 인터뷰는 우리 대학 연구 환경의 특징으로, 학생들이 산업체 공동연구를 통해 실제 생산현장 문제를 다루고, 이를 바탕으로 인턴십과 취업으로 이어질 수 있는 기회를 얻는 점을 소개했다. 최근 성과로는 자율 하역 로봇 ROGIBOT 개발과 전기차용 헤어핀 코일 모터 제조의 AI 기반 자동화 기술이 언급됐으며, 일부 기술은 현대모비스로 이전되어 사바나 공장 적용도 추진 중이라고 밝혔다. 이번 인터뷰는 성균관대학교가 제조 AI, 로보틱스, 스마트 제조 장비 분야에서 추진해 온 현장밀착형 연구와 산학협력 기반 인재양성 모델을 국제 학술 플랫폼에 소개했다는 점에서 의미가 크며 Nature Review Electrical Engineering 기사에 소개되었다 (https://doi.org/10.1038/s44287-026-00292-9). 앞으로도 성균관대는 산업 현장과 긴밀히 연계된 연구를 통해 AI와 로봇 기술의 실질적 제조 혁신을 선도해 나갈 계획이다. ▲자율 하역 로봇 ROGIBOT 개발 (문형필교수) ▲전기차모터 자율제조 장비-현대모비스 기술 이전 (이은호교수)

2026-05-11

정소희 교수팀, 차세대 적외선 반도체 ‘III-V 나노결정’ 합성 원리 규명... 자율주행 센서 혁신 앞당긴다

정소희 교수팀, 차세대 적외선 반도체 ‘III-V 나노결정’ 합성 원리 규명... 자율주행 센서 혁신 앞당긴다 - 금속-아미드 기반 환원 메커니즘 규명으로 고성능 반도체 대량생산 가능성 열어 - 친환경·비독성 소재 설계 전략 제시... 스마트 센서 및 야간 감시 기술 핵심 기반 마련 ▲ (왼쪽부터) 김효인 석박통합과정, 정소희 교수, 취리히 공과대학 막심 코발렌코 교수, 김미리 박사 에너지과학과 정소희 교수 연구팀이 자율주행과 스마트 센서의 핵심 소재인 차세대 적외선 반도체 ‘III-V 나노결정’의 합성 원리를 세계 최초로 규명하며, 반도체 소재 설계의 새로운 패러다임을 제시했다. 이번 연구는 그간 베일에 쌓여있던 무거운 닉토젠(heavy pnictogen) 원소의 환원 반응 과정을 명확히 밝혀내어, 고성능 적외선 광소자 상용화에 박차를 가할 것으로 기대된다. 최근 우리 생활 속에서 자율주행 자동차의 야간 주행이나 스마트 가전의 물체 인식 등 적외선을 활용한 기술의 중요성이 갈수록 커지고 있다. 이러한 기술을 구현하기 위해서는 적외선을 흡수하고 내뿜는 반도체 소재가 필수적인데, 기존에 사용되던 소재들은 유독성 물질인 납(Pb)을 포함하고 있어 환경 오염과 인체 유해성 문제가 지적되어 왔다. 이에 대한 대안으로 인듐비소(InAs), 인듐안티모니(InSb)와 같은 ‘III-V족 나노결정’ 반도체가 주목받아 왔으나, 제조 과정이 매우 까다롭고 복잡해 대량 생산과 정밀 제어에 큰 어려움이 있었다. 정소희 교수팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 나노결정이 만들어지는 단계와 원료 전구체가 반응성을 얻는 단계를 분리하여 관찰하는 ‘디커플링(decoupling)’ 전략을 도입했다. 연구팀은 실험을 통해 특정 금속 복합체(금속-아미드)가 열을 받을 때 단계적으로 성질이 변하며 반도체의 원료가 되는 닉토젠 전구체를 환원·활성화시킨다는 사실을 밝혀냈다. 즉, 온도를 조절해 반응성이 제어된 전구체를 미리 준비하고, 이를 나노결정 합성에 활용할 수 있음을 확인한 것이다. 이는 마치 요리에서 재료를 한꺼번에 넣고 기다리는 것이 아니라, 각 재료가 가장 맛있는 상태가 되는 온도를 찾아 순서대로 조리하는 법을 알아낸 것과 같다. ▲ (상) 연구팀이 규명한 닉토젠 환원 제어 메커니즘 모식도 (하) 이를 통해 합성된 III-V 반도체 나노결정(InAs, InSb)의 흡수 스펙트럼과 투과전자현미경(TEM) 이미지 특히 이번 연구는 단순히 경험에 의존해 소재를 만들던 방식에서 벗어나, 화학적 원리에 기반한 ‘설계 전략’을 세웠다는 점에서 큰 의미가 있다. 연구팀이 개발한 새로운 전구체(원료 물질)는 상온에서도 안정적일 뿐만 아니라 대량 생산 공정에도 즉시 적용할 수 있는 유연성을 갖추고 있다. 이는 향후 우리나라가 차세대 반도체 소재 시장에서 기술적 우위를 점하는 데 중요한 자산이 될 전망이다. 정소희 교수는 “이번 성과는 복잡한 화학 반응 속에 숨겨져 있던 반도체 합성의 비밀을 논리적으로 풀어낸 결과”라며 “중·고등학생들이 배우는 화학적 원리가 어떻게 실제 첨단 기술인 자율주행 센서나 야간 감시 카메라의 성능을 높이는 데 쓰이는지 보여주는 좋은 사례가 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 성균에너지과학기술원(SIEST)의 노벨 클라스 석학이자 스위스 취리히 공과대학(ETH Zurich)의 막심 코발렌코(Maksym V. Kovalenko) 교수팀과의 긴밀한 국제 협력을 통해 이루어졌다. 또한 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 삼성전자의 적극적인 지원 아래 수행되었으며, 화학 분야의 세계적 권위지인 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, JACS)’에 게재되어 그 학술적 가치를 전 세계적으로 인정받았다. ※ 논문명: Metal–Amide Chemistry Enables Controlled Heavy-Pnictogen Reduction for Colloidal III–V Nanocrystal Synthesis ※ 학술지: Journal of the American Chemical Society ※ 논문링크: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c02928

2026-05-07

이은호 교수 연구팀, 양자컴퓨터 스케일업을 위한 첨단 패키징 기반 다중물리해석 모델 제안 및 수학적 검증

이은호 교수 연구팀, 양자컴퓨터 스케일업을 위한 첨단 패키징 기반 다중물리해석 모델 제안 및 수학적 검증 ▲ (왼쪽부터) 오성현 박사, 정연욱 교수, 이은호 교수 기계공학부 이은호 교수와 오성현 박사(기계공학과 박사 졸업, 현 KRISS 박사후 연구원)는 양자정보공학과 정연욱 교수와 협업하여, 초전도 양자컴퓨터에서 발생하는 에너지 손실을 연속체 기반으로 해석할 수 있는 새로운 모델링 프레임워크를 제안하였다. 이번 연구는 초전도 양자회로 내부의 다양한 손실 메커니즘을 하나의 열역학적 체계 안에서 통합적으로 설명함으로써, 양자 정보 수명 향상과 고성능 양자 프로세서 설계 가능성을 제시했다. 최근 양자 기술 분야가 차세대 컴퓨팅 기술로 주목받고 있으며, 그중 초전도 양자컴퓨터는 빠른 연산 속도와 높은 집적 가능성으로 활발히 연구되고 있다. 하지만 실제 양자컴퓨터 구현을 위해서는 양자 정보가 오랫동안 안정적으로 유지되어야 하며, 이를 위해 초전도 양자회로 내부에서 발생하는 에너지 손실 원인을 정확히 이해하는 것이 매우 중요하다. 이러한 손실은 양자 정보의 수명을 단축시키고, 결과적으로 양자컴퓨터의 계산 정확도를 저하시킬 수 있다. 특히 초전도 큐비트는 조셉슨 접합, 공진기, 커패시터, 배선 등 다양한 구성 요소가 결합된 복잡한 구조로 이루어져 있어, 각각의 손실 원인을 하나의 관점에서 체계적으로 설명할 수 있는 공학적 접근이 요구된다. ▲ 좌측 초전도 양자 회로의 에너지 손실 원인, 우측 양자 정보 수명 변화 연구팀은 첨단 반도체 패키징 설계에 활용되는 다중물리해석 모델을 확장하여, 초전도 큐비트에서 발생하는 양자적 에너지 손실 현상을 재료·전자기장·기계적 변형이 결합된 고전적 공학 시스템 관점에서 해석하고 이를 연속체 기반 수식 체계로 재구성하였다. 특히 유전 손실, 표면 저항 손실, 기계적 손실, 자기 손실 등 초전도 양자회로에서 발생할 수 있는 주요 손실 원인을 하나의 열역학적 틀 안에서 설명하였다. 이를 통해 각 손실이 양자 정보 수명인 에너지 완화 시간에 미치는 영향을 계산할 수 있도록 했으며, 다양한 큐비트 소재와 아키텍처에 적용 가능한 범용성도 확보하였다. 또한 기존 실험 결과와 잘 부합하는 결과를 확인하며 모델의 신뢰성을 입증하였다. 본 연구는 양자정보연구지원센터(2021M3H3A103657313)의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 interdisciplinary mathematics 분야 상위 5.5% 학술지인 Applied Mathematical Modelling에 게재되었다. 연구팀은 이번 연구를 통해 모델 framework의 수학적 엄밀성을 검증받았으며, 향후 양자컴퓨터 패키징용 고신뢰 솔더 복합소재 개발과 다중 큐비트 및 3차원 초전도 큐비트 패키징 해석으로 연구 범위를 확장할 계획이다. 이를 통해 초전도 양자컴퓨터의 양자 정보 수명을 향상시키고, 고성능 양자 프로세서 설계에 활용 가능한 공학 기반 설계 플랫폼으로 발전시킬 예정이다.

2026-05-06

강란 원우, 한국 다문화 가정 청소년 발달과 가족 스트레스 상호작용 구조 규명

강란 원우, 한국 다문화 가정 청소년 발달과 가족 스트레스 상호작용 구조 규명 - 부모 스트레스의 상호작용 구조와 양육 효능감의 보호 효과를 종단적으로 규명 아동·청소년학과 강란 박사과정생(지도교수: 이태경)은 한국 다문화 가정 내 부모 스트레스가 청소년 발달에 미치는 영향을 종단적으로 분석하여, 가족 스트레스 과정이 시간에 따라 상호작용하는 구조를 규명했다. 기존 가족 스트레스 연구는 주로 경제적 스트레스나 단일 스트레스 요인에 초점을 맞추어, 부모 스트레스가 시간에 따라 어떻게 상호작용하며 누적되는지에 대한 동적 과정은 충분히 설명하지 못했다. 특히 기존 연구들은 특정 시점의 횡단적 관계를 중심으로 분석되어, 가족 내 스트레스의 시간적 변화와 상호작용을 종합적으로 파악하는 데 한계가 있었다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고, 문화적응 스트레스와 일상 스트레스가 상호적으로 영향을 주고받는 순환적 스트레스 구조를 종단적으로 분석하였다. 특히 전국 단위 다문화청소년 패널자료를 활용하여 4년에 걸친 부모–자녀 데이터를 통합 분석함으로써, 가족 내 스트레스 과정의 시간적 변화와 상호작용을 정교하게 검증하였다. 연구 결과, 부모의 스트레스는 단순히 일방향으로 자녀에게 전달되는 것이 아니라 서로 영향을 주고받으며 강화되는 상호적 과정임이 확인되었다. 또한 부모의 양육 효능감은 이러한 스트레스 상황 속에서도 청소년의 학교적응을 유지하는 핵심 보호요인으로 작용하는 것으로 나타났다. ▲ 부모의 문화적응 스트레스와 일상 스트레스 간 상호작용(상호 강화) 구조 및 양육 효능감을 통한 다문화청소년의 학교적응 종단 경로 분석 결과 강란 박사과정생은 “한국의 다문화 가정에서 부모가 경험하는 문화적 스트레스와 일상적 스트레스는 서로 영향을 주고받으며 지속되는 경향이 있다”며, “이러한 상황에서도 부모가 자신의 양육 능력에 대한 긍정적 확신을 유지하는 것이 청소년의 적응을 보호하는 중요한 요인이 될 수 있음을 확인했다”고 설명했다. 또한 “본 연구는 다문화 가정의 스트레스 과정을 단순한 위험 요인이 아닌 가족 내 상호작용 속에서 이해해야 함을 보여주며, 향후 부모 교육 및 개입 프로그램 개발에 중요한 근거를 제공할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 2023학년도 SKKU Research Matters 연구성과 경진대회에서 사회과학 패널 대상을 수상한 연구를 확장한 것으로, 다문화 청소년의 학교적응을 종단적 관점에서 심화 분석한 연구이다. 본 논문은 미국심리학회(APA)에서 발행하는 SSCI 국제학술지 Journal of Family Psychology(APA 산하 대표 학술지)에 온라인 선게재(Online First)되었다. ※ 논문명: Reciprocal Stress Processes and Parenting Efficacy in Korean Multicultural Families: A Family Stress Model Perspective ※ 학술지: Journal of Family Psychology (American Psychological Association) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1037/fam0001475

2026-04-29

양자생명물리과학원 조한상 교수, 치매뇌 생체조직칩 연구로 국가연구개발 우수성과 선정

양자생명물리과학원 조한상 교수, 치매극복 우수연구 선정 <2026.4.27. 의학신문>

2026-04-29

신소재공학부 김선국 교수 공동 연구팀, 실리콘 한계 넘는 ‘옹스트롬’ 반도체 시대의 설계도 제시

신소재공학부 김선국 교수 공동 연구팀, 실리콘 한계 넘는 ‘옹스트롬’ 반도체 시대의 설계도 제시 - 8인치 웨이퍼 수율 99% 달성 및 초저 저항 확보 등 양산 가능성 입증하는 핵심 지표 분석 - 400℃ 이하 저온 공정으로 실리콘 한계 극복, 차세대 초고집적 반도체 상용화 앞당겨 ▲ (왼쪽부터) 성균관대 김선국 교수, 오주온 박사과정생, Prashant Bisht 박사, 조용인 박사과정생, Islam Md Mobaidul 박사, 경기대 박희경 교수 신소재공학부 김선국 교수 공동 연구팀이 경기대학교, 한양대학교, 이탈리아 IIT, 상하이대학교, 전북대학교 등 국내외 공동 연구팀과 함께 반도체 공정의 미세화 한계인 옹스트롬(Å, 100억 분의 1미터) 시대를 대비하여, 2차원(2D) 소재를 활용한 ‘상보형 전계효과 트랜지스터(CFET)’의 기술적 과제와 미래 로드맵을 종합적으로 제시했다. 이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 학술지인 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 2026년 4월 게재되며 학계의 큰 주목을 받고 있다. 현재 우리가 사용하는 실리콘(Si) 기반 반도체는 크기가 아주 작아질수록 전기가 새어 나가거나 성능이 급격히 떨어지는 물리적 한계에 부딪히고 있다. 이를 해결하기 위해 원자 한 층 수준으로 얇으면서도 전자를 자유자재로 조절할 수 있고, 표면 결함이 없어 층층이 쌓기에 유리한 2차원 반도체가 실리콘을 대체할 핵심 대안으로 떠오르고 있다. 특히 김선국 교수팀은 n형과 p형 트랜지스터를 수평이 아닌 수직으로 쌓아 올리는 CFET 구조와 이를 하나의 칩에 통합하는 3차원 집적 기술에 주목했다. 이번 연구는 단순히 실험적인 성과를 발표하는 것을 넘어, 소재의 합성부터 반도체와 금속이 만나는 접합 공정, 그리고 칩 내부의 열 관리 문제까지 반도체 제작의 전 과정을 아우르는 포괄적인 전망을 제공한다는 점에서 큰 의미가 있다. 연구팀은 실제 산업 현장에서의 양산 가능성을 입증하는 최신 지표들을 체계적으로 정리했다. 8인치 대면적 웨이퍼 기준 99% 이상의 높은 생산 수율을 확인했으며, 전기가 더 잘 흐르게 하는 초저 접촉저항과 높은 구동전류 성과를 달성했다. 이는 2차원 반도체가 실험실 연구 수준을 넘어 실제 공장에 적용되어 대량 생산될 수 있음을 보여주는 강력한 근거가 된다. ▲ 차세대 반도체 기술의 진화: 2차원 소재 기반 CFET 구조의 도입과 핵심 소자 공학 기술, 열 전력 특성 향상을 통한 고성능 저전력 구현 가능성 제시 또한, 연구팀은 400℃ 이하의 저온에서 반도체를 만드는 공정의 중요성을 강조했다. 이는 이미 만들어진 하부 소자에 열적인 손상을 주지 않고 그 위에 새로운 소자를 직접 쌓아 올릴 수 있게 하여, 고비용의 공정 없이도 진정한 의미의 3차원 수직 반도체를 구현하는 기반이 된다. 더불어 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 2차원 소재 기반의 CFET가 칩 내부의 온도 상승을 안정적으로 제어할 수 있다는 점도 확인하여 에너지 효율성을 입증했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 중견연구 사업과 한국산업기술기획평가원 소재부품기술개발 사업의 지원으로 수행되었다. 김선국 교수는 "이번 논문은 2차원 반도체가 실제 양산 가능한 초고집적 소자로 자리 잡기 위해 해결해야 할 기술적 지도를 완성한 것"이라며, "앞으로 2차원 CFET 구조가 실리콘의 한계를 극복하고 미래 반도체 산업의 핵심 설계 방식(아키텍처)으로 도약하는 데 중요한 지침서가 되기를 기대한다"고 전했다. ※ 논문명: Challenges and prospects of 2D electronics for future monolithic complementary fieldeffect transistors ※ 학술지: Nature Communications ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41467-026-71986-9

2026-04-29