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NGPT 2026 및 NPS 창립행사 성공 개최

NGPT 2026 및 NPS 창립행사 성공 개최 우리 대학은 지난 6월 9일부터 12일까지 서울 인문사회과학캠퍼스에서 제8회 국제 나노발전기 및 피에조트로닉스 학술대회(NGPT 2026, The 8th International Conference on Nanogenerators and Piezotronics)를 성공적으로 개최하였다. NGPT는 나노발전기, 피에조트로닉스, 자가발전형 센서 및 에너지 하베스팅 분야의 세계 최고 수준 국제학술대회로, 관련 분야 연구자들이 최신 연구성과와 미래 기술 비전을 공유하는 대표적인 학술 교류의 장이다. 우리 대학은 2018년에 이어 두 번째로 NGPT를 개최하였으며, 이번 학술대회에는 미국, 중국, 독일, 영국, 캐나다, 싱가포르 등 21개국에서 500명이 넘는 연구자, 학생 및 산업계 관계자들이 참석하여 성황을 이루었다. 이번 학술대회에서는 자가발전형 센서, 웨어러블 전자소자, 인공지능 융합 센서, 바이오전자공학, 에너지 하베스팅, 지속가능 에너지 기술 등 다양한 분야의 최신 연구성과가 발표되었다. 또한 기조강연, 튜토리얼 강연, 초청강연, 구두 및 포스터 발표를 통해 참가자 간 활발한 학술 교류가 이루어졌다. ▲ Zhong Lin Wang 교수(Georgia Institute of Technology)가 인사말을 하고 있다. 특히 나노발전기 및 피에조트로닉스 분야의 창시자인 Zhong Lin Wang 교수(Georgia Institute of Technology)를 비롯하여, 나노소재 및 전자소자 분야의 세계적 석학인 Mark Hersam 교수(Northwestern University), 지속가능 바이오소재 분야의 권위자인 Orlando J. Rojas 교수(The University of British Columbia) 등 세계적인 연구자들이 참석하여 차세대 에너지 및 센서 기술의 발전 방향을 논의하였다. 또한 Nano Energy, Advanced Materials, Joule 등 세계 최고 수준의 학술지 편집진이 참석하여 연구자들과 최신 연구 동향 및 학술 출판 전략을 공유하였다. 아울러 NGPT 2026의 우수 연구성과를 중심으로 스페셜 이슈(Special Issue) 발간될 예정으로, 학술대회에서 발표된 연구성과가 국제 학계에 널리 확산되고 후속 연구 및 국제 공동연구로 이어질 것으로 기대된다. 이번 학술대회에서는 나노발전기 및 피에조트로닉스 분야 연구자들의 글로벌 협력과 학문적 발전을 위한 국제 학술단체인 Nanogenerators and Piezotronics Society(NPS)가 최초로 공식 출범하는 뜻깊은 행사도 함께 개최되었다. NPS 출범식에는 세계 각국의 연구자들이 참석하여 학회의 비전과 향후 발전 방향을 공유하였으며, 국제 공동연구 및 학술 교류 활성화를 위한 협력 방안을 논의하였다. ▲ 신소재공학과 백정민 교수가 축사를 하고 있다. 학술대회 조직위원장인 백정민 교수(신소재공학과)는 “성균관대학교가 2018년에 이어 다시 한번 NGPT를 개최하게 되어 매우 뜻깊게 생각한다”며 “이번 학술대회를 통해 세계 연구자들이 최신 연구성과를 공유하고 미래 기술 비전을 논의하는 것은 물론, NPS의 출범을 통해 해당 분야의 글로벌 연구 협력 기반이 한층 강화되는 계기가 되기를 기대한다”고 밝혔다.

2026-06-15

조새벽·양우석 교수 공동연구팀, 빛 색깔로 학습·망각을 조절하는 저전력 AI칩 원천기술 개발

조새벽·양우석 교수 공동연구팀, 빛 색깔로 학습·망각을 조절하는 저전력 AI칩 원천기술 개발 ▲ 화학공학과 조새벽 교수, 양우석 교수 화학공학과 및 성균에너지과학기술원 (SIEST) 소속 조새벽, 양우석 교수 공동연구팀이 빛의 색깔만으로 인공지능 반도체 소자의 기억을 강화하거나 약화시키는 기술을 개발했다. 연구팀은 반도체 소재의 고질적인 문제점이었던 ‘무질서도’와 ‘결함’특성을 거꾸로 기억의 '항상성'을 유지하는 수단으로 활용하여, 마치 사람의 뇌처럼 필요한 정보는 오래 기억하고, 불필요한 정보는 약화시키는 인공신경망용 차세대 시냅스를 개발했다고 밝혔다. 해당 기술은 전기를 적게 쓰는 차세대 인공지능칩과 '보고 기억하는' 인공 눈(인공 망막) 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. AI는 똑똑해질수록 전력 소모도 크게 증가해, 기억·연산을 동시에 처리하는 뉴로모픽(뇌 모방) 컴퓨팅이 주목받고 있다. 이를 위해서는 뇌처럼 정보를 전달하고 기억하는 인공 시냅스를 구현해야 하는데, 특히 광시냅스는 초저전력·고속 동작과 대규모 병렬처리가 가능해 차세대 AI 가속기의 핵심 소자로 평가된다. 하지만 기존 광시냅스는 학습과 망각을 같은 스위치로 조절해 와서 두 기능을 독립적으로 제어하기 어려웠고, 학습이 반복될수록 기억이 한쪽으로 치우쳐 과부하가 오거나 정보가 지워지는 문제가 발생했다. 연구팀은 광시냅스 소재의 ‘결함’을 오히려 기억의 항상성을 유지하는 수단으로 활용하는 역발상으로 문제 해결에 접근했다. 먼저 이 소재로 만든 반도체 내 금속 이온의 미세한 결함을 정밀하게 조절해 전기 신호를 붙잡아 두는 일종의 창고를 만들고, 그 위에 광학적 성질이 서로 다른 물질을 맞붙인 이종구조를 구현했다. 이를 통해 어떤 색의 빛을 비추느냐에 따라 전자의 이동 속도·방향이 달라지는 광시냅스 시스템이 완성되어, 근적외선을 비추면 시냅스가 13배 이상 강해지는 학습가속이, 청색광을 비추면 갇혀 있던 전자가 풀려나며 빠르게 약해지는 망각 가속이 일어났다. 연구팀은 1,000조분의 1초까지 들여다보는 초고속 레이저를 이용하여, 빛 색깔에 따라 전자가 다른 길로 움직이는 모습을 직접 확인했다. 나아가 이 소자로 손글씨 숫자를 알아맞히는 인공지능을 1,000번 반복학습시킨 결과, 기억이 폭주하거나 사라지지 않고 끝까지 또렷하게 유지돼 뇌처럼 균형 잡힌 학습이 가능함을 입증했다. 조새벽 교수는 "반도체에서 제거해야 할 결함으로 여겨지던 무질서한 상태를 오히려 AI 하드웨어가 스스로 기억의 균형을 잡는 기능으로 되살린 데 의의가 있다”며, “향후 스스로 학습 균형을 유지하는 저전력 AI 반도체로 발전시킬 계획”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 우수신진연구와 신진연구자인프라지원사업, 4단계 두뇌한국21 사업 대학원혁신의 지원으로 수행됐으며, 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 5월 18일 게재됐다. ▲ (위) 빛의 색으로 ‘외우기’와 ‘잊기’를 조절하는 뇌 모방 광시냅스의 학습과정 및 한계점. (아래) 본 연구에서 활용한 무질서 결함 제어 기반의 접근방법

2026-06-11

생명과학과 조홍백 교수 연구팀, 슈퍼박테리아 ‘녹농균’의 새로운 항생제 내성 기전 규명

생명과학과 조홍백 교수 연구팀, 슈퍼박테리아 ‘녹농균’의 새로운 항생제 내성 기전 규명 - 투과장벽의 온전성을 유지하는 핵심 분자 기전 규명 - 항생제 투과 효율을 높이는 신규 치료 전략 개발 가능성 제시 ▲ (왼쪽부터) 생명과학과 조홍백 교수, 가톨릭대 생명공학과 정정민 교수 생명과학과 조홍백 교수와 가톨릭대학교 생명공학과 정정민 교수 공동 연구팀이 대표적인 슈퍼박테리아인 ‘녹농균’의 새로운 항생제 내성 기전을 규명해 다제내성균 감염병 치료제 개발의 중요한 단서를 제시했다. 병원성 세균의 항생제 내성은 전 세계적으로 중요한 보건학적 위협으로 대두되고 있다. 특히 여러 항생제에도 살아남는 다제내성균은 치료가 매우 어려워 ‘슈퍼박테리아’로 불리며, 의료 현장의 큰 위협으로 꼽힌다. 그중 녹농균은 병원 내 감염, 폐렴, 패혈증 등을 유발하는 대표적인 다제내성균이다. ▲ 미국 질병통제예방센터(CDC)가 제시한 주요 항생제 내성 위협 사례. 다제내성 녹농균은 병원 감염과 관련된 주요 항생제 내성 병원체 중 하나로 분류된다. 녹농균은 세포를 둘러싼 외막이 항생제의 침투를 막아 강한 방어력을 갖는다. 또한 숙주를 감염시키기 위해 세포 표면에 ‘Type IV pilus’라는 실 모양의 구조를 형성하는데, 이는 숙주 세포에 부착하는 데 중요한 역할을 한다. 연구팀은 이 구조가 세포 밖으로 뻗어 나가기 위해 필요한 단백질 통로가 완전히 형성되기 전 단계에서는 항생제가 세포 내부로 들어올 수 있다는 점에 주목했다. 그동안 학계에서는 녹농균이 감염에 필요한 통로를 유지하면서도 어떻게 항생제의 유입을 막는지 명확히 밝혀내지 못했다. 이번 연구에서 공동 연구팀은 ‘SlkA’와 ‘SlkB’라는 단백질이 해당 통로 내부에 결합해 마개(plug) 역할을 하며 항생제의 유입을 차단한다는 사실을 발견했다. 또한 초저온 전자현미경(Cryo-EM)을 활용해 이 단백질들이 통로 내부에 결합한 3차원 구조를 고해상도로 관찰하는 데 성공했다. ▲ 녹농균 Type IV pilus 조립 과정에서 PilQ secretin 외막 통로가 SlkA 또는 SlkB 단백질 plug에 의해 막히는 개념도. SlkA/B는 내막 복합체가 도킹되기 전 PilQ lumen을 점유해 외부 물질 유입을 제한한다. 기존에는 통로 자체가 항생제 유입을 막을 것으로 추정됐지만, 이번 연구는 별도의 단백질이 통로를 막아 외막의 방어 기능을 보완한다는 새로운 메커니즘을 제시했다. 이는 녹농균이 감염에 필요한 구조를 유지하면서도 항생제에 대한 방어력을 확보하는 원리를 설명한 중요한 발견으로 평가된다. ▲ 녹농균 Type IV pilus 조립 과정에서 PilQ secretin 외막 통로가 SlkA 또는 SlkB 단백질 plug에 의해 막히는 개념도. SlkA/B는 내막 복합체가 도킹되기 전 PilQ lumen을 점유해 외부 물질 유입을 제한한다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업 및 바이오·의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 국제학술지 Nature Communications에 5월 29일 온라인 게재됐다. 연구팀은 이번 발견이 그람음성균*의 세포외막 장벽을 표적으로 하는 차세대 항균제 및 보조 치료제 개발의 기반이 될 수 있다고 설명했다. 또한 이번 연구가 향후 녹농균의 다제내성 문제를 극복하기 위한 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있을 것으로 전망했다. * 그람음성균: 세포외막을 가지고 있어 항생제가 쉽게 침투하지 못하는 세균. ※ 논문명: Secretin-interacting plug proteins prevent antibiotic influx during type IV pilus assembly in Pseudomonas aeruginosa ※ 학술지: Nature Communications ※ 논문링크: http://www.nature.com/articles/s41392-025-02381-x

2026-06-10

기계공학부 김태성 교수팀, 빛으로 학습하는 인공 시신경 반도체 소자 개발

기계공학부 김태성 교수팀, 빛으로 학습하는 인공 시신경 반도체 소자 개발 - 3차원 반도체 적층 기술 한계 극복의 돌파구 제시 - 빛만으로 학습·기억하는 반도체 구현…차세대 AI 반도체 개발 기대 ▲ (왼쪽부터) 교신저자 김태성 교수, 제1저자 이진형 석박통합과정생, 김건형 박사과정생, 이동호 박사과정생, 손서우 박사과정생, 석현호 박사후연구원 기계공학부 김태성 교수 연구팀이 반도체 구조를 원하는 형태로 설계하고, 빛만으로 학습과 기억이 가능한 광전자 시냅스 소자를 개발했다. 인공지능과 초연결 시대가 본격화되면서 방대한 영상 데이터를 실시간으로 감지하고 처리하는 뉴로모픽* 비전 시스템의 중요성이 커지고 있다. 광전자 시냅스*는 빛 신호를 활용해 인간의 신경세포와 시냅스 기능을 모방하는 핵심 기술로 주목받고 있지만, 기존 소재는 구조를 정밀하게 제어하기 어렵고 대면적에서 균일한 성능을 확보하는 데 한계가 있었다. * 뉴로모픽(Neuromorphic): 인간 뇌의 신경망 구조와 작동 방식을 모방한 차세대 컴퓨팅 기술 * 광전자 시냅스: 빛 신호를 이용해 인간의 신경세포와 시냅스 기능을 모방하는 반도체 소자 연구팀은 차세대 초박막 반도체 소재인 반데르발스 물질*에 특수 플라즈마 공정*을 적용해 하나의 소재 안에 서로 다른 구조를 동시에 구현하는 데 성공했다. 이를 통해 별도의 복잡한 공정 없이 빛 자극에 반응하는 인공 시신경 소자를 제작할 수 있었다. * 반데르발스 물질: 원자층이 여러 겹 쌓인 초박막 반도체 소재 * 플라즈마 공정: 기체를 고에너지 상태로 만들어 소재의 구조와 특성을 변화시키는 공정 ▲ 빛으로 작동하는 설계형 반데르발스 결정 기반 인공 시신경 광시냅스 소자의 구조와 동작 원리 연구팀은 해당 소자가 빛 자극에 따라 학습과 기억 기능을 구현할 수 있음을 확인했다. 또한 인공지능 이미지 인식 실험에서 96.24%의 높은 정확도를 기록했으며, 기존 구조보다 기억 유지 성능도 34.7% 향상된 것으로 나타났다. 이번 연구는 소자 수준의 학습·기억 기능을 실제 인공지능 연산으로 확장할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 김태성 교수는 "이번 연구는 반도체 구조 자체를 설계해 빛으로 학습하고 기억하는 인공 시신경 소자를 단일 공정으로 구현했다는 점에서 의미가 크다"며 "차세대 뉴로모픽 반도체와 인공지능 하드웨어 개발에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 리더연구사업과 기초과학연구원(IBS), 산업통상자원부 반도체 특성화대학원 사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 본교를 비롯해 IBS 양자나노과학 연구단과 한국기계연구원이 공동 연구에 참여했으며, 연구 성과는 세계적 학술지 Advanced Materials(IF 26.8, JCR 상위 1%)에 6월 3일 온라인 게재됐다. □ 논문명: Designable van der Waals Crystal for Artificial Neuronal Cell Mimicking □ 저자명: 교신저자 김태성 교수, 제1저자 이진형 석박통합과정생, 김건형 박사과정생, 이동호 박사과정생, 손서우 박사과정생, 석현호 박사후연구원 □ 논문링크: https://doi.org/10.1002/adma.73595

2026-06-08

성균관대 연구진, 초고성능 루이스산 이차 실릴륨 유기촉매 기술 세계 최초 개발

화학과 배한용 교수 연구팀, 초고성능 루이스산 이차 실릴륨 유기촉매 기술 세계 최초 개발 -'다이에틸실릴륨 이온'으로 기존 불가능했던 케톤의 환원성 설폰아미드화 구현 -당뇨치료제 시타글립틴 3단계 스케일-업 합성으로 실용성 입증 ▲ 배한용 교수, 김우희 박사, Muhammad Israr 박사 화학과 배한용 교수 연구팀은 연세대학교 화학과 및 양자정보학과 허준석 교수 연구팀과 함께, 새로운 실릴륨 유기촉매 반응 기술을 세계 최초로 개발했다. 이 기술은 이차 실릴륨 이온인 다이에틸실릴륨과 약배위 음이온을 조합한 이온 쌍 촉매를 활용해, 기존 촉매 방식으로는 반응이 어려웠던 베타-케토에스터를 포함한 기능성 케톤 화합물에 직접적으로 설폰아미드기를 도입할 수 있는 것이 특징이다. 이번 연구에서 개발된 촉매 시스템은, 복잡한 구조의 분자를 합성할 때 질소-탄소 결합 형성을 정밀하게 제어하는 '환원성 설폰아미드화(reductive sulfonamidation)' 분야에서 큰 진전을 이뤘다. 연구진은 기존의 전이금속 촉매나 고압 수소가스 대신, ‘트리틸 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트’와 ‘다이에틸실란’을 조합하여 반응 용기 내에서 강력한 실릴륨 이온 쌍을 곧바로 생성하는 새로운 촉매반응 조건을 구현했다. 다이에틸실란은 환원제와 실릴륨 전구체의 두 가지 역할을 동시에 수행하며, 생성된 신규 촉매는 반응 속도뿐 아니라 기질 활성화와 선택성까지 정밀하게 제어할 수 있도록 작동한다. 특히 이번 연구에서는 기존에 일반적으로 쓰이던 삼차 실릴륨 촉매로는 반응 전환율이 매우 낮았던 케토이민 중간체의 환원 단계를 포함한 일련의 과정을 하나의 반응 용기 안에서 구현해냈다. 이 반응을 통해 알킬 베타-아미노 에스터 계열 화합물을 최고 95%의 높은 수율로 합성하는 데 성공했으며, 용매·금속·수소·첨가제 없이도 스케일-업 반응이 원활히 진행되는 친환경적 공정을 실현했다. ▲ ‘초고성능 루이스산 이차 실릴륨 유기촉매’를 활용한 케톤의 환원성 설폰아미드화 구현 및 당뇨치료제 시타글립틴의 스케일-업 합성 또한 연구진은 실험 결과뿐 아니라 밀도 범함수 이론(DFT) 계산, 핵자기공명(NMR) 분광법, 고분해능 질량분석(HR-MS)을 통해 이 새로운 촉매 시스템이 어떻게 작동하는지 상세히 규명했다. 단순히 새로운 반응을 개발한 것을 넘어, 이차 실릴륨 이온이 삼차 실릴륨보다 낮은 입체 장애로 인해 더 강한 루이스 산성을 나타내고, 약배위 음이온과의 이온쌍 형성에서도 더 효과적으로 기질을 활성화한다는 점을 과학적으로 입증한 것이다. 배한용 교수는 "이번 연구는 이차 실릴륨 이온이라는 전혀 새로운 개념의 촉매 시스템을 제시했다는 데 큰 의미가 있다"며, "향후 다양한 탄소-헤테로원자 결합 형성 반응에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 허준석 교수는 "실험과 이론 양쪽에서 입증된 이 기술은 당뇨병 치료제 시타글립틴을 비롯한 천연물, 의약품, 항생제 등 고부가가치 화합물의 합성에 적용될 수 있는 기반 기술이 될 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 교육부, 보건복지부, 성균관대학교, 연세대학교의 지원을 받아 수행되었으며, 세계적 권위의 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 2026년 5월 26일 온라인 게재되었다. 논문 제목: A Strong Lewis Acidic Diethylsilylium Catalyst for Direct Sulfonamidation of Challenging Ketones 웹페이지: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.75783

2026-06-05

면역기능 탑재 차세대 ‘뇌 오가노이드’ 상용화 이끈다… 142억 대형 국책과제 선정

면역기능 탑재 차세대 ‘뇌 오가노이드’ 상용화 이끈다… 142억 대형 국책과제 선정 - 과기정통부 주관 ‘뇌 오가노이드 상용화 핵심 기술 개발 사업’ 성균관대 박종찬 교수 연구팀 최종 선정, 7년간 142억 원 투입 - 세계 최초 통합 상용화 플랫폼 구축 및 국제 표준화 추진으로 차세대 신약개발 시장 선도 ▲ 성균관대 박종찬 교수 생명물리학과 박종찬 교수 연구팀이 주도하는 ‘뇌 오가노이드 상용화 핵심 기술 개발’ 과제가 과학기술정보통신부 바이오·의료기술개발사업의 핵심 과제로 최종 선정됐다. 이번 프로젝트는 총 142억 원 규모의 대형 국책 과제로, 성균관대학교는 향후 7년간 연구를 주도하며 차세대 바이오의학 분야의 글로벌 기준을 정립해 나갈 예정이다. '오가노이드'란 줄기세포를 실험실에서 배양해 인간의 실제 장기와 유사하게 만든 '인공 미니 장기'를 의미한다. 특히 '뇌 오가노이드'는 인간의 복잡한 뇌를 모사해 치매나 파킨슨병과 같은 퇴행성 뇌 질환을 연구하고 치료제를 개발하는 미래 핵심 기술로 주목받고 있다. 그러나 기존 뇌 오가노이드는 제작 과정이 표준화되지 않아 실험마다 결과 차이가 발생하고, 실제 인체와 달리 질병과 싸우는 면역세포가 없어 질환을 완벽하게 재현하는 데 한계가 있었다. 또한 구조가 복잡해 대량 생산이나 정밀 운송에도 어려움이 있었다. 본교가 주관하는 이번 연구에는 넥스트앤바이오, 센트럴바이오, 세라트젠, 한국뇌연구원(KBRI), 국가독성과학연구소(KIT)가 참여한다. 연구팀은 면역 기능이 탑재된 고도화된 뇌 오가노이드를 균일하게 대량 생산하고, 이를 연구기관 및 제약회사에 분양한 뒤 품질과 효과를 평가하는 전 과정을 하나로 연결하는 '세계 최초의 통합 상용화 플랫폼'을 구축할 계획이다. 아울러 동물실험을 완전히 대체할 수 있도록 뇌 오가노이드 특이적 국산 Xeno-free ECM 개발도 함께 추진한다. 특히 박종찬 교수 연구팀은 살아있는 뇌 오가노이드의 전기 신호와 대사물질 등을 동시에 분석할 수 있는 세계 최초의 올인원 분석 플랫폼 ‘iTRAP’ 기술을 이번 사업에 확장 적용할 예정이다. 또한 성균관대 김인기·박별리 교수 연구팀이 기술 고도화에 참여하며, 국내 표준화 분야 최고 권위자인 안선주 교수가 참여해 국내 원천기술의 국제표준(ISO) 등재를 추진한다. 이를 통해 전 세계 신약 개발 및 동물대체시험 플랫폼 시장을 선도한다는 전략이다. 주관연구책임자인 박종찬 교수는 “본 연구는 단순한 뇌 오가노이드 연구를 넘어 부위별 뇌 제조부터 표준화까지 모든 과정을 하나로 연결하는 세계 최초 수준의 통합 상용화 연구”라며 “국산 바이오 소재와 차세대 분석 기술을 바탕으로 뇌 질환 정밀의학 분야를 선도하겠다”고 말했다. 이어 “성균관대 성균바이오융합과학기술원(BICS) 오가노이드 중점연구소 및 양자생명물리과학원(IQB)과의 유기적인 협업을 통해 기술 상용화에 더욱 박차를 가하겠다”고 포부를 밝혔다. ▲ 연구 추진 체계도

2026-06-05

화학공학부 박재형 교수팀, 암세포의 ‘방패’ 무력화하는 나노의약품 개발… 항암 면역치료의 새 지평 열어

화학공학부 박재형 교수팀, 암세포의 ‘방패’ 무력화하는 나노의약품 개발… 항암 면역치료의 새 지평 열어 - 종양 미세환경에서만 암 엑소좀을 선택적으로 파괴하는 기술 구현 - 기존 면역항암제와 병용 시 치료 효능 비약적 상승, 난치성 암 정복의 이정표 제시 ▲ (왼쪽부터) 화학공학부 박재형 교수, 김찬호 박사, 한국생명공학연구원 고혜원 박사 화학공학부 박재형 교수 연구팀(공동 제1저자 김찬호 박사, 고혜원 박사)이 항암 면역 치료의 최대 걸림돌로 꼽히는 ‘암세포 유래 엑소좀’을 선택적으로 파괴하는 혁신적인 펩타이드 나노의약품을 개발했다. 이번 연구는 암세포가 스스로를 보호하기 위해 구축한 견고한 방어 체계를 허물고, 우리 몸의 면역세포가 암을 효과적으로 공격할 수 있도록 돕는 획기적인 전략으로 평가받는다. 암세포는 성장 과정에서 ‘엑소좀(Exosome)’이라는 아주 작은 주머니를 주변으로 분비한다. 이 엑소좀은 일종의 ‘방패’이자 ‘교란 물질’로 작용하여, 주변의 면역세포 활성을 억제할 뿐만 아니라 종양 조직을 딱딱하게 만드는 섬유화 현상을 일으킨다. 이로 인해 암세포는 면역세포의 공격으로부터 자신을 보호하는 강력한 방벽을 세우게 된다. 이러한 방어 기전은 최신 항암제인 면역관문억제제(ICB)나 차세대 면역세포 치료제(ACT)의 효과를 떨어뜨리는 핵심 원인으로 지목되어 왔다. ▲ 종양 유래 엑소좀 파괴 치료제(ExoPERM)의 작용 기전 개념도 박재형 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 암세포의 특수한 환경에 주목했다. 연구팀은 정상 조직과 달리 산성을 띠는 종양 미세환경에서만 활성화되는 ‘ExoPERM(pH-enabled rupture of exosome membranes)’ 기술을 개발하였다. 이 나노의약품은 평소에는 생물학적 기능이 없지만, 종양 조직 내의 약산성 환경에 노출되면 물리화학적 변화를 일으켜 암세포가 내뿜은 엑소좀의 막을 선택적으로 파괴한다. 이러한 기전은 단순히 엑소좀을 제거하는 것에 그치지 않고, 암 엑소좀에 의해 억제되었던 체내 면역 반응을 다시 깨우는 역할을 한다. 또한, 종양 내부를 딱딱하게 만들어 면역세포의 침투를 막던 기질 섬유화를 효과적으로 완화하여 면역세포가 암세포에 쉽게 접근할 수 있는 길을 열어주었다. 연구팀이 정맥주사를 통해 동물실험을 진행한 실험 결과, ExoPERM의 치료 효과는 놀라웠다. 기존 면역관문억제제와 함께 투여했을 때, 단독 투여 시보다 면역 T세포의 활성도가 1.8배 이상 증가했다. 특히 차세대 치료법인 입양 T세포 치료(ACT)와 병용했을 때는 종양 내부로 침투하는 T세포의 양이 3배 이상 급증하며 항종양 효능이 비약적으로 상승하는 것을 확인했다. 연구를 주도한 박재형 교수는 “종양 조직만을 정밀하게 타격해 면역 활성 상태로 전환시키는 ExoPERM 플랫폼은 기존 면역 항암제만으로는 치료가 어려웠던 난치성 암의 혁신적인 대안이 될 것”이라며, “이번 연구 성과가 환자들에게 실질적인 완치의 희망을 전하는 새로운 이정표가 되길 기대한다”고 소회를 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 글로벌 리더연구, 범부처 재생의료기술개발사업단의 재생의료 원천기술개발사업, 차세대바이오 및 선도연구센터(ERC), 산업통산자원부의 이종기술융합형 사업의 지원 등을 통해 수행되었으며, 생화학 및 분자생물학 분야 세계 최고 권위의 학술지인 ‘시그널 트랜스덕션 앤 타겟티드 테라피(Signal Transduction and Targeted Therapy, IF 52.7)’에 2026년 5월 28일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Combating Small Extracellular Vesicle–Mediated Immunological Barriers in the Tumor Microenvironment via Strategically Activatable PEGylated Peptides ※ 학술지: Signal Transduction and Targeted Therapy ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41392-026-02736-y

2026-05-28

성균관대-GIST 공동연구팀, 전류 변화 제어하는 새로운 트랜지스터 동작 원리 발견

성균관대-GIST 공동연구팀, 전류 변화 제어하는 새로운 트랜지스터 동작 원리 발견 - 전압이 변해도 전류가 일정한 '플래토 트랜지스터' 구현에 성공 - 회로의 복잡성은 줄이고 효율은 높여 차세대 다진법 컴퓨터 소자 활용 기대 ▲ (왼쪽 위부터) 성균관대 박지상 교수, 강보석 교수, GIST 김현호 교수, 박효광 연구원, 메흐무드 칼리드 연구원 나노과학기술원(SAINT) 강보석 교수·박지상 교수 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 김현호 교수 연구팀과의 공동연구를 통해, 전압이 변하더라도 전류가 일정하게 유지되는 새로운 형태의 '플래토 트랜지스터(plateau transistor)'를 개발하는 데 성공했다. 이번 연구는 컴퓨터의 두뇌 역할을 하는 반도체 소자의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 길을 열어 큰 주목을 받고 있다. 최근 인공지능(AI)과 빅데이터의 발전으로 반도체가 처리해야 할 데이터의 양이 폭발적으로 늘어나고 있다. 하지만 기존 반도체 기술은 성능을 높이고 크기를 줄이는 데 물리적 한계에 부딪힌 상황이다. 이에 따라 전 세계 연구진은 0과 1의 두 가지 신호만 사용하는 기존 '이진법' 방식을 넘어, 하나의 소자로 0, 1, 2 등 여러 상태를 동시에 표현할 수 있는 '다진법 논리 소자' 연구에 집중하고 있다. 다진법 소자가 도입되면 반도체 회로가 훨씬 단순해지고 에너지를 대폭 아낄 수 있다. 그러나 초저전력 다진법 반도체를 만들기 위해서는 특정 전압 구간에서 전류가 늘어나거나 줄어들지 않고 똑같이 유지되는 특이한 성질이 필요하다. 기존 기술로는 이를 안정적으로 구현하기가 매우 어려웠다. 공동연구팀은 2차원 반도체와 코발트페라이트 계면에서 나타나는 전자와 '폴라론(polaron)'의 상호작용에 주목했다. 전압을 조절함에 따라 폴라론이 생겨나고 사라지는 과정에서 전류의 흐름을 비선형적으로 제어할 수 있음을 발견한 것이다. 이를 통해 전압이 높아져도 전류가 완벽히 평평한 구간(플래토 구간)을 유지하는 트랜지스터를 안정적으로 만들어내는 데 성공했다. 강보석 교수는 "이번 연구는 기존 반도체 소자의 한계를 극복하고, 복잡한 회로를 하나로 줄일 수 있는 차세대 다진법 소자의 가능성을 보여준 신기술"이라며 "앞으로 더 빠르고 에너지를 적게 쓰는 폴라론 기반 미래형 컴퓨터 소자 개발에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 연구의 의의를 밝혔다. 이번 연구는 성균관대 박효광 연구원과 금오공대 메흐무드 칼리드 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 성균관대 강보석·박지상 교수와 GIST 김현호 교수가 교신저자로 참여했다. 과학기술정보통신부와 산업통상자원부의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재되었다. ▲ (왼쪽) 폴라론 기반 플라토 트랜지스터의 구조와 동작 메커니즘 (오른쪽) 플라토 트랜지스터를 활용한 다진법 소자 구현 방법 ※ 논문명: Small polaron-mediated zero differential transconductance of 2D semiconductor/CoFe2O4 heterojunction for plateau transistor applications ※ 학술지: NATURE COMMUNICATIONS (2026) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41467-026-71814-0

2026-05-28

신소재공학부 김한기 교수 연구팀, 진공스퍼터링으로 페로브스카이트 태양전지 양산 가능성 규명

신소재공학부 김한기 교수 연구팀, 진공스퍼터링으로 페로브스카이트 태양전지 양산 가능성 규명 - 페로브스카이트층이 플라즈마에 어떤 영향을 받는지 세계 최초 규명 - 차세대 고효율 태양전지 ‘완전 진공 공정’ 상용화 기반 마련 ▲ (왼쪽부터) 교신저자 신소재공학부 김한기 교수, 주저자 임도하 연구원 신소재공학부 김한기 교수 연구팀이 현대자동차그룹, 포스텍(POSTECH), 강원대학교와 공동으로 차세대 태양전지 소재인 '페로브스카이트(perovskite)'를 진공 스퍼터링(sputtering) 방식으로 넓게 만들어낼 수 있는 핵심 원리를 세계 최초로 규명했다. 이번 연구는 에너지 소재 분야의 세계 최고 권위 학술지인 [Advanced Energy Materials] 온라인판에 게재되었으며, 향후 전 과정을 진공 상태에서 만드는 차세대 태양전지 상용화의 핵심 전환점이 될 것으로 기대된다. ▲ 용액 공정과 진공 공정 기반 페로브스카이트 박막 형성 방식 비교 모식도. 기존의 실리콘 태양전지를 이어받을 차세대 ‘꿈의 태양전지’로 불리는 페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 효율이 26%를 넘어서며 큰 주목을 받아왔다. 하지만 지금까지는 액체 상태의 물질을 회전시키며 뿌려서 굳히는 ‘액체 공정(스핀코팅)’에 주로 의존해 왔다. 이 방식은 실험실처럼 작은 크기로 만들 때는 유리하지만, 공장에서 넓은 면적으로 대량 생산할 때는 균일하게 만들기 어렵고 똑같은 품질을 유지하기 힘들다는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 현재 반도체나 디스플레이 공장에서 흔히 쓰이는 ‘진공 스퍼터링 공정’에 주목했다. 스퍼터링은 진공 상태에서 강한 에너지를 가진 플라즈마(기체 입자)를 부딪쳐 물질을 아주 얇고 고르게 입히는 기술이다. 이 방식은 넓은 면적에 똑같은 두께로 물질을 입히기 좋아 대량 생산에 매우 유리하다. 그러나 유기물과 무기물이 결합한 복잡한 구조인 페로브스카이트는 플라즈마의 강한 충격을 받으면 쉽게 부서지고 성질이 변해 그동안 실제 공정에 적용하기가 매우 어려웠다. 김한기 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 소재의 기초가 되는 결정(알갱이) 형태부터 새롭게 디자인했다. 연구팀은 품질이 아주 높은 단결정(내부 구조가 일정하게 정렬된 결정) 물질을 직접 만든 뒤, 이를 이용해 스퍼터링에 쓸 수 있는 단단한 판(타깃)을 제작했다. 기존 방식처럼 여러 가루를 단순히 섞은 것이 아니라, 화학적으로 성분이 똑같고 균일한 단결정을 사용함으로써 재료의 안정성을 대폭 끌어올렸다. ▲ Anti-solvent vapor-assisted crystallization (AVC) 공정 동안 시간에 따른 MAPbI3 단결정 성장 과정. ▲ MAPbI3 단결정을 분말화하고 저온 압축하여 페로브스카이트 스퍼터링 타겟을 제작하는 과정 (좌). 저온 압축 공정을 통해 제작된 MAPbI3 기반 페로브스카이트 스퍼터링 타겟 (우). 이어 연구팀은 스퍼터링 과정에서 발생하는 플라즈마가 페로브스카이트 표면에 어떤 변화를 주는지 실시간으로 정밀 분석했다. 그 결과, 플라즈마의 충격 때문에 페로브스카이트 속의 특정 성분(유기물과 아이오딘)이 서서히 사라지며 구조가 변한다는 사실을 밝혀냈다. 이는 지금까지 전 세계 과학계가 풀지 못했던 “왜 페로브스카이트에 스퍼터링 기술을 쓰면 성질이 망가지는가?”에 대한 근본적인 원인을 세계 최초로 명쾌하게 설명해 낸 쾌거다. ▲ 실제 RF 마그네트론 스퍼터링 중 형성된 플라즈마 방전 모습(좌)과 MAPbI3 타겟–기판 사이에서 형성되는 RF 플라즈마 구성 및 플라즈마–페로브스카이트 상호작용 모식도(우). ▲ Ar⁺ 이온 충돌(좌)과 광자 조사(우)에 의한 MAPbI3 타겟 분해 메커니즘 모식도. 이번 연구는 스퍼터링 기술을 활용한 페로브스카이트 태양전지 제조의 걸림돌을 찾아내는 동시에 대량 생산의 가능성을 파악했다는 점에서 의미가 크다. 특히 액체 용매를 전혀 쓰지 않아 친환경적이며, 우리나라가 세계 최고 수준의 경쟁력을 가진 기존 반도체와 디스플레이 공장의 진공 장비 인프라를 그대로 활용할 수 있어 산업적 가치가 매우 높다. 연구를 주도 신소재공학부 김한기 교수는 “이번 연구는 페로브스카이트가 진공 플라즈마 환경에서 어떻게 분해되고 변하는지를 과학적으로 증명한 첫걸음”이라며, “향후 공장에서 태양전지를 대량 생산할 수 있는 중요한 밑거름이 될 것이며, 우리나라의 반도체 공정 인프라를 태양전지 생산에 그대로 접목할 수 있다는 점에서 산업적 파급 효과가 엄청날 것”이라고 연구의 의미를 전했다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 중견연구과제 지원과 현대기아자동차 산학과제, 그리고 경기도 지역협력연구센터(GRRC)의 후원을 받아 수행되었으며, 재료 과학 분야의 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials, 인용지수: 26.0)’ 5월 22일 자 온라인판에 정식 게재되었다. ※ 논문명: Sputtering Mechanism of an Unsintered Organic–Inorganic Sputtering Target for Perovskite Solar Cells ※ 학술지: Advanced Energy Materials (Impact Factor: 26.0) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/aenm.71109

2026-05-27

화학공학부 방석호·배종욱 교수팀, 나노입자로 세포 밀도 조절해 상처 고치는 신기술 개발

화학공학부 방석호·배종욱 교수팀, 나노입자로 세포 밀도 조절해 상처 고치는 신기술 개발 - 세포 무게 무겁게 만들어 이식 성공률 높이고 상처 빠르게 치유 - 구리이온 전달하는 나노입자로 피부 흉터 줄이고 혈관 재생까지 촉진 ▲ (왼쪽부터) 화학공학부 방석호 교수, 배종욱 교수, 화학공학과 박현수 연구원(1저자), 하버드 의과대학 임광범 박사(1저자) 화학공학부 방석호 교수와 배종욱 교수 공동 연구팀이 세포 안에 안전한 나노입자를 넣어 세포의 밀도를 조절하고, 이를 통해 줄기세포 치료제가 몸 안에 더 잘 붙어서 상처를 빠르게 치료할 수 있도록 돕는 새로운 세포 치료 기술을 개발했다. 이번 연구는 기존 세포 치료제가 몸 안에서 쉽게 사라지던 문제를 ‘세포의 밀도(무게) 조절’이라는 물리적인 방법으로 해결해 학계의 큰 주목을 받고 있다. 최근 의학계에서는 병든 조직을 재생시키기 위해 줄기세포를 주입하는 '줄기세포 치료제' 연구가 활발하다. 하지만 이식된 줄기세포가 치료가 필요한 부위에 안정적으로 달라붙지 못하고 쉽게 떨어져 나가 치료 효과가 떨어진다는 고질적인 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 그동안 유전자를 변형하거나 복잡한 생체 재료를 섞는 방법 등이 시도되었으나, 과정이 너무 복잡하고 안전성 문제가 있어 실제 환자에게 적용하기는 어려웠다. 이에 연구팀은 인체에 무해한 나노입자를 세포 안에 넣어 부착을 유도하는 창의적인 접근을 시도했다. 나노입자를 먹은 세포는 밀도가 높아져 중력에 의해 치료 부위로 가라앉게 되는데, 이 과정에서 세포가 바닥에 더 단단하고 빠르게 달라붙게(생착) 된다. 연구팀은 유전자 분석 기법(RNA sequencing)을 통해 이렇게 가라앉은 세포들이 실제로 조직을 더 잘 재생시킨다는 사실을 과학적으로 입증했다. 실제 생쥐의 피부 상처에 이 기술을 적용한 결과, 나노입자를 넣은 세포들이 상처 부위에 오랫동안 머무르며 새로운 혈관을 만들어내고 상처를 빠르게 아물게 했다. 특히 연구팀이 사용한 '구리이온 전달 나노입자'는 세포를 잘 붙게 만들 뿐만 아니라, 흉터가 생기는 섬유화 현상을 막아주는 물질(FGF2)을 뿜어내어 피부가 완전하게 재생되도록 도왔다. 방석호 교수와 배종욱 교수는 “이번 연구는 단순히 약물을 전달하는 역할에 그쳤던 나노입자를 세포의 물리적 성질을 바꾸는 도구로 한 단계 발전시켰다는 데 큰 의미가 있다”라며 “앞으로 피부 상처뿐만 아니라 다양한 장기 치료 및 세포 치료 분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의 의의를 밝혔다. 한편, 이번 연구성과는 세계적으로 가장 권위 있는 과학 학술지 중 하나인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, 인용지수 15.7)’에 5월 9일자로 온라인 게재되어 그 우수성을 인정받았다. ▲ 나노입자의 세포 밀도 조절을 통한 부착 증가와 조직 재생 능력 향상 기전 ※ 논문명: Nanoparticle-enabled tuning of cell density for enhanced adhesion and tissue repair ※ 학술지: Nature Communications ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41467-026-72803-z

2026-05-26