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난모세포의 유전체 안정성 유지 기전 규명 융합생명공학과
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오정수 교수 · Crystal Lee
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난모세포의 유전체 안정성 유지 기전 규명
융합생명공학과
오정수 교수
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Crystal Lee
교원 창업기업 ‘솔리드뷰’, CES 2025 혁신상 수상 - 고해상도 LiDAR 센서 IC 기술로 글로벌 자율주행 및 로보틱스 시장 선도 교원 창업기업인 솔리드뷰(SOLiDVUE)가 세계 최대 규모의 IT·가전 박람회인 CES 2025에서 ‘Smart Cities’ 부문 혁신상(Innovation Award)을 수상하며 기술력을 인정받았다. CES 2025는 1월 7일부터 10일까지 미국 라스베이거스에서 개최된다. 솔리드뷰는 2020년 11월 설립된 국내 유일의 LiDAR 센서 IC 전문 팹리스 기업으로, 성균관대 반도체시스템공학과 최재혁 교수와 전정훈 교수가 공동 창업한 회사다. 이 회사는 최첨단 기술을 기반으로 자율주행과 로보틱스 시장에서 중요한 역할을 하는 고해상도 단일 칩 LiDAR 센서 집적회로(IC)를 개발하고 있다. CES 2025에서 솔리드뷰는 자율주행 및 미래 모빌리티 기술을 중심으로 전시가 이루어지는 웨스트 홀(West Hall)에서 기술 시연을 진행할 예정이다. 특히 혁신상을 수상한 ‘SL-2.2’ LiDAR IC는 400x128 해상도의 3D 이미지를 출력하며, 경쟁 제품 대비 해상도와 감지 정확도를 대폭 향상시켰다. 또한, 0.9cm x 0.9cm 크기의 초소형 설계와 단일 칩 구조로 전력 효율성까지 겸비했다. 이러한 기술적 강점은 기존 기계식 LiDAR 대비 부피와 비용을 혁신적으로 줄이는 데 기여하며, 자율주행 및 로보틱스 기술의 상용화에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다. 우리 대학은 LINC 3.0 사업단의 ‘SKKU Global Springboard Program’을 통해 솔리드뷰의 글로벌 진출을 적극 지원하고 있다. 전시 부스 구성, 혁신상 신청, 서포터즈 운영 등 다양한 지원 활동을 통해 본교 창업기업의 성공적인 글로벌 진출을 돕고 있다. 솔리드뷰는 CES 2025를 계기로 세계 시장에서 입지를 더욱 공고히 할 계획이다. 특히 이번 혁신상 수상을 발판 삼아, 약 1조 7천억 원 규모의 LiDAR 센서 IC 시장에서 독보적인 경쟁력을 확보하며 글로벌 기술 리더로 자리매김할 전망이다.
2025-01-03
생명과학과 김승철 교수 연구팀, 섬진달래 한국 고유 신종으로 학계에 보고 - 한국 식물분류학 선구자이자 생명과학과 초대 교수인 고 정태현 교수 이름으로 학명 명명 ▲ 생명과학과 김승철 교수 생명과학과 김승철 교수 연구팀이 전라남도 여수시 남해 무인도에서 발견된 '섬진달래'의 계통적 독립성을 입증하고 이를 한반도 고유 신종으로 학계에 보고했다. 섬진달래는 높이 1~2m에 달하며, 타원형 잎과 노란빛을 띠는 백색 꽃이 특징으로, 이전에는 일본 혼슈 지역에 자생하는 Rhododendron keiskei var. hypoglaucum과 동일한 종으로 여겨져 왔다. 하지만 이번 연구를 통해 섬진달래가 한반도에만 자생하는 고유 신종임이 새롭게 밝혀졌다. ▲ 전남 여수시 무인도 섬진달래 자생지 이번 연구 결과는 교토대학 Shota Sakaguchi 교수 연구팀과의 공동 연구로, 생명과학과 석사과정 최희주 학생과 Sakaguchi 교수가 제1저자로 참여해 국제식물분류협회 학술지 Taxon에 게재됐다. 섬진달래의 학명은 한국 식물분류학의 초석을 다진 고 정태현 교수의 이름을 기리며 Rhododendron tyaihonii S.Sakag., H.J.Choi & S.C.Kim로 명명됐다. ▲ 생명과학과 식물분류학 1대 교수인 故 하은(霞隱) 정태현 교수 故 하은 정태현 교수(1882~1971)는 백두산, 금강산, 한라산까지 전국을 답사하며 평생 식물 채집과 분류, 표본 작성, 도서 출판 등에 헌신한 한국 식물분류학의 선구자다. 특히 1954년부터 1969년까지 우리 대학 생명과학과에서 식물분류학 후학을 양성하며, 생명과학과 2대 식물분류학자인 이상태 교수와 강원대학교 故 이우철 교수를 배출했다. 그는 한국전쟁 이후 우리말로 된 최초의 식물도감인 ‘한국식물도감’(1956~1957)을 출판했고, 조선식물 향명집을 저술하여 자생식물의 한글 이름을 체계적으로 기록했다. 1969년에는 자신의 아호를 따 ‘하은 생물학상 재단’을 설립해 국내 생물학계에서 업적이 뚜렷한 연구자에게 상을 수여하고 있다. 이번 연구는 약 100년 전 Takenoshin Nakai 동경대 교수와 정태현 교수가 한국 식물을 공동 연구한 것처럼, 21세기 후학들이 협력해 섬진달래의 고유성을 밝혔다는 점에서 큰 의미를 가진다. 김승철 교수는 “섬진달래의 독립성 입증은 한반도 특산 식물의 보존과 생물다양성 연구에 기여할 것”이라고 밝혔다. ▲ 섬진달래(Rhododendron sp.)의 분자마커가 일본에 분포하는 분류군과는 확연히 구분되며 독립된 계통임을 보여주는 연구 결과 김 교수는 하은 정태현 교수와 이상태 교수의 전통을 이어 섬식물의 기원과 진화, 동북아시아 식물들의 계통학적, 집단유전학적 연구를 통해 이들의 기원과 진화, 보존에 많은 노력을 기울이고 있다. ※ 논문명: Unraveling enigmatic disjunctions: Population genetic analysis points to independent origins of rare rhododendrons in the Rhododendron keiskei complex (Ericaceae) ※ 저널: TAXON ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/tax.13288
2024-12-24
2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 성균관대 연구 4건 선정 - 기계·소재 분야에 강주훈 교수, 생명해양 분야에 조한상, 손동희 교수, 에너지·환경 분야에 윤성민 교수 각각 선정 ▲ (왼쪽부터) 신소재공학부 강주훈, 생명물리학과 조한상, 전자전기공학부 손동희, 건설환경공학부 윤성민 교수 과학기술정보통신부에서 발표한 ‘2024년 국가연구개발 우수성과 100선’에 우리 대학 연구자의 연구성과 4건이 선정되었다. ‘국가연구개발 우수성과 100선’은 국가 발전을 견인해 온 과학기술의 역할에 대한 국민들의 이해와 관심을 제고하고 과학기술인들의 자긍심을 고취하고자, 범부처적으로 우수한 국가연구개발 성과를 선정하는 제도로서, 올해로 19년째를 맞이하였다. 신소재공학부 강주훈 교수는 2차원 소재 대면적 프린팅 기반 초고성능 반도체 소자 개발에 성공하며, 차세대 반도체 기술의 핵심을 이루는 연구 성과를 발표하였다. 이 연구는 기계·소재 분야에 선정되었으며, 상용 프린팅 공정을 활용하여 5인치 웨이퍼 스케일에서 고성능 2차원 반도체 소자를 구현하였다. 기존 대비 월등히 높은 평균 전하 이동도(80cm2V-1s-1)를 달성하였으며, 낮은 공정 온도(<250℃)로 기존 CMOS 공정과 호환 가능성을 보였다. 본 기술은 인공지능, 5G 통신, 자율주행차량 등 미래 산업에 필수적인 원천기술로 글로벌 경쟁력 확보와 신산업 창출에 기여할 전망이다. 생명물리학과 조한상 교수는 인간 치매뇌 생체조직칩을 개발하고 이를 활용한 뇌질환 신약 유효성 평가 서비스 사업화에 성공했다. 이 연구는 생명해양 분야에서 우수 연구로 선정되었으며, 인간 뇌신경세포와 뇌면역세포를 기반으로 한 3차원 인간 뇌조직 모델을 개발해 치매 치료 기전 분석과 신약의 신속하고 대량 평가를 가능하게 했다. 연구팀은 세계 최초로 인간 알츠하이머 치매(APPSL)의 전주기 병리 모델을 구현했으며, 다양한 비유전적 치매 모델을 안정적으로 재현하는 데 성공했다. 특히 뇌면역세포의 Nrf2를 통한 항산화 기전 연구는 새로운 치매 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다. 이번 성과는 치매로 인한 사회적 문제 해결과 국민 복지 향상에 크게 기여할 것으로 전망된다. 전자전기공학부 손동희 교수는 심장 질환 진단과 치료를 위한 바느질 없이 부착 가능한 바이오전자 스티커 기술을 개발하였다. 이 연구는 생명해양 분야에 선정되었으며 부드럽고 신축성 있는 고분자 소재를 활용하여 심장의 반복적인 움직임에도 안정적으로 작동할 수 있는 체내 이식형 전자소자를 구현하였다. 자가치유 고분자 기판층과 하이드로젤층으로 구성된 바이오전자 스티커는 4주 동안 안정적으로 심장 신호 계측과 전기 자극을 수행하며 조직 손상을 유발하지 않았다. 본 연구는 부정맥 및 심근경색 진단과 치료에 적용 가능하며 다양한 장기에 활용할 수 있는 신축성 전자약 플랫폼으로 확장될 가능성이 크다. 건설환경공학부 윤성민 교수는 세계 최초, 건물운영단계에서 자가진화하는 디지털 트윈 가상센싱 기술 개발을 통해 건설 및 건물부문에서 새로운 모델링 방법론과 알고리즘을 제시하였다. 이 연구는 에너지·환경 분야에 선정되었으며, 실험실이 아닌 실제 건물 운영 단계에서 자율적이고 현장 중심의 모델링을 구현하였다. 연간 실증을 통해 온도 RMSE 0.27℃, 유량 MAPE 1%의 높은 정확성을 확보하였으며, 초기 투자비용을 절감하면서도 실물-가상 센싱 환경을 구축하였다. 이를 통해 디지털 트윈 기반의 지능형 건물 운영 관리 기술이 건물부문 탄소중립과 한국형 탄소중립 100대 핵심기술에 기여할 것으로 기대된다. 유지범 총장은 “우리 대학 연구진의 뛰어난 성과가 국가 연구개발 우수성과로 선정된 것을 매우 뜻깊게 생각한다”며, “앞으로도 성균관대학교는 세계적 수준의 연구 역량을 기반으로 인류와 미래사회에 기여하는 혁신적인 연구를 지속적으로 지원하겠다”고 밝혔다. ○ 관련 언론보도 - 성균관대, 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 4건 선정 <전자신문, 2024.12.23.> - 성균관대 2024 국가연구개발 우수성과 100선에 4건 선정 <베리타스알파, 2024.12.23.> - 성균관대, 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 4건 선정 <이뉴스투데이, 2024.12.23.> - 성균관대, ‘2024 국가연구개발 우수성과 100선’에 4건 선정 <대학저널, 2024.12.23.> - 성균관대, 2024년 국가연구개발 우수성과 100선에 4건 선정 <뉴스티앤티, 2024.12.23.> - 성균관대, ‘2024년 국가연구개발 우수성과 100선’에 4건 선정 <핀포인트뉴스, 2024.12.23.>
2024-12-23
박진홍 교수, MIT·삼성종합기술원과 함께 1나노급 단결정 2D 반도체 채널 3D C-FET 기술 개발 - 세계 최초 1나노미터 이하 기술 기반으로 무어의 법칙을 옹스트롬 스케일까지 지속할 청사진 제시 - 연구결과 국제학술지 네이처(Nature)에 게재 ▲ (왼쪽부터) 박진홍 교수, 김기석 박사(공동 1저자), 서승환 박사(공동 1저자), 전종욱 교수(참여저자), 안호근 연구원(참여저자), 정항교 연구원(참여저자) 전자전기공학부 박진홍 교수 연구팀은 MIT의 김지환 교수 연구팀, 삼성종합기술원(SAIT)의 김상원·설민수 박사 연구팀과 함께 10옹스트롬(1나노미터) 이하 기술 노드에 고려되고 있는 단결정 2D 반도체* 채널 기반 3D C-FET** 반도체 소자 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 기존 2D 평면 반도체의 집적도 한계를 저온 집적 공정을 통해 극복한 3D C-FET 반도체 소자 기술에 관한 것으로, 반도체 집적 기술의 혁신적인 도약을 이루었다는 평가를 받고 있다. * 2D 반도체: 두께가 원자 단위 수준으로 매우 얇은 2차원 형태의 반도체 물질. 뛰어난 전기적 특성과 초박형 구조로 인해 1나노미터 이하의 고성능 및 고밀도 집적 소자 구현에 유리한 특징을 가짐. ** 3D C-FET: 3차원으로 적층된 n-FET과 p-FET을 전기적으로 연결한 구조의 트랜지스터. 기존 2D 평면 소자보다 집적도를 크게 높이고 전력 효율을 개선할 수 있는 기술. 2031년 10옹스트롬 기술 노드에 도입될 핵심 기술로 예상됨. ▲ 기존 3D 반도체 집적 기술 및 본 연구팀이 개발한 3D 반도체 집적 기술의 비교 기존의 3D 반도체 기술은 실리콘 웨이퍼를 관통하는 TSV(Through-Silicon Via)를 이용한 방식이 주류를 이루었으나 TSV 방식은 웨이퍼 간 정렬 오류, 높은 공정 비용, 그리고 TSV가 차지하는 칩 면적 손실 등 여러 가지 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 웨이퍼 간 물리적 연결 없이 단결정 전이금속 디칼코제나이드(TMD) 채널을 직접 성장시키는 ‘모노리식(Monolithic) 3D 집적 방식’으로 접근하였다. 이 방식은 소자의 성능을 극대화하면서 물리적 연결을 최소화해 공정 효율성과 집적도를 동시에 개선할 수 있다. ▲ 단결정 2D TMD 저온 성장 기술 모식도 및 단결정 3D C-FET 반도체 소자 특히 이번 연구에서는 상부 단결정 2D 반도체 소자 제작에 있어 기존의 700℃ 이상의 고온 공정 대신 385℃ 이하의 저온 공정을 적용하였다. 이러한 저온 공정은 이미 제작된 소자나 배선의 손상을 방지하면서도 상부 소자를 3D 모노리식 방식으로 제작할 수 있는 환경을 제공했다. 연구팀은 이를 통해 단결정 n-FET 소자를 이미 제작된 단결정 p-FET 위에 직접 집적하는 데 성공하였다. 개발된 수직 CMOS 소자는 기존 2D 평면 CMOS 소자에 비해 집적 밀도를 2배 이상 향상시켰으며, TSV 기술을 대체할 수 있는 새로운 접근 방식을 제시하였다. 박진홍 교수는 “이번 연구는 기존 TSV 기술을 넘어서는 혁신적인 기술적 진전을 이뤄낸 사례”라며, “모노리식 3D 집적 방식으로 저온 공정에서 단결정 소자를 직접 성장시켜 3D C-FET 반도체 집적 기술을 실현한 것은 반도체 산업에서 중요한 기술적 도약”이라고 밝혔다. 또한 그는 “이 기술은 차세대 반도체 소자의 집적도 향상뿐만 아니라, 에너지 효율을 극대화하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다”며 “향후 인공지능, 데이터 센터, IoT 등 다양한 첨단 기술 분야에서 이 기술이 중요한 역할을 할 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 지난 18일 네이처(Nature)에 게재되었으며, 해당 기술은 반도체 소자의 집적도 향상과 제조 공정 혁신을 통해 무어의 법칙(Moore's Law)의 한계를 극복할 수 있는 중요한 열쇠가 될 전망이다. ※ 논문명: Growth-based monolithic 3D integration of single-crystal 2D semiconductors ※ 저널: Nature(IF: 50.5) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08236-9
2024-12-23
융합생명공학과 오정수 교수 연구팀, 난모세포 유전체 안정성 유지의 핵심 기전 규명 - 난자의 감수분열 중 손상된 염색체를 복구하는 새로운 메커니즘 발견 ▲ 융합생명공학과 오정수 교수(오른쪽, 교신저자)와 Crystal Lee 석사 연구원(왼쪽, 제1저자) 융합생명공학과 오정수 교수 연구팀이 난모세포의 유전체 안정성을 유지하는 새로운 기전을 밝혀냈다. 연구팀은 상동재조합 복구기전(Homologous Recombination; HR)을 통해 조절되는 BRCA1-PLK1-CIP2A 축을 규명하며, 난모세포 내 손상된 염색체가 끊어지지 않고 효율적으로 복구되는 메커니즘을 제시했다. 이번 연구는 난자의 유전체를 보호하고 질을 높이는 데 중요한 역할을 하며, 난임 치료와 생식세포 연구에 기여할 가능성을 시사한다. 이번 연구는 이번 발견이 난자의 유전체 안정성을 유지하는 새로운 경로를 제시함으로써, 난자의 건강과 관련된 다양한 질병 연구에도 중요한 단서를 제공할 것으로 기대를 모으고 있다. 오정수 교수의 이번 연구는 난자의 유전체 안정성을 보호하는 과정을 더욱 구체적으로 설명했다. 연구팀은 DNA 손상 복구 과정에서 BRCA1, PLK1, CIP2A라는 단백질의 상호작용이 핵심적인 역할을 한다는 사실을 발견했다. 이 단백질들은 난자의 감수분열 동안 염색체 단편화와 같은 손상을 방지하고, 유전체 안정성을 유지하도록 돕는다. ▲ 난자의 염색체 안정성 유지 기전 모델 특히, BRCA1이 PLK1의 활성을 조절하여 CIP2A를 손상된 염색체에 적절히 결합하게 하는 메커니즘이 밝혀졌는데, 이는 기존에 알지 못했던 복구 기전을 제시하며 난임 치료와 생식의학 연구에 새로운 가능성을 열어준다. 이 연구는 건강한 난자 발달을 촉진하기 위한 잠재적 치료 타깃으로 활용될 수 있으며, 난모세포의 유전체 안정성 유지 메커니즘에 대한 이해를 넓혔으며, 생식의학 및 유전학 분야에서의 다양하게 응용할 수 있다. 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 대학중점연구소 사업의 지원으로 진행되었으며, 연구결과는 국제학술지 Nucleic Acids Research에 지난 12월 9일 온라인 공개됐다. ※ 논문명: Novel BRCA1-PLK1-CIP2A axis orchestrates homologous recombination-mediated DNA repair to maintain chromosome integrity during oocyte meiosis ※ 저널: Nucleic Acids Research(IF: 16.6, JCR 생화학 및 분자생물학 분야 상위 2%) ※ DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkae1207 ※ 저자: Crystal Lee (제1저자), Jeong Su Oh (교신저자)
2024-12-20
의학과 김근형 교수 연구팀, 효과적 세포 자극 유도 in situ 바이오 프린터 기술 개발 ▲ (왼쪽부터) 김근형 교수, 구영원, 채수정, 황보한준, Pei Mohan 박사과정생 의학과 정밀의학교실 김근형 교수 연구팀(구영원, 채수정, 황보한준, Pei Mohan)이 세포 자극을 유도하여 골격근 조직 재생을 효과적으로 촉진할 수 있는 바이오프린팅 기술을 개발했다. 세포 역학 신호 변환(cellular mechanotransduction)은 기계적 신호를 생화학적 신호로 전환하는 과정을 의미하며, 배아 발달, 조직 복구 및 재생 등 다양한 생물학적 과정에서 핵심적인 역할을 한다. 그러나 기존 3D 바이오프린터는 세포에 물리적 자극을 가해 이러한 과정을 직접적으로 유도하는 데 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해, 성균관대 김근형 교수 연구팀은 자기장에 반응하는 생체적합성 바이오잉크를 개발했다. 바이오프린팅 시 자기장 방향을 조절해 바이오잉크 내 자기 입자의 배열을 다양하게 형성함으로써 세포의 기계적 신호 감지와 반응을 촉진하는 새로운 기술을 구현했다. 연구팀은 해당 기술을 근육 조직 재생에 적용한 후 동물 모델을 통해 그 성능을 성공적으로 검증했다. 또한, 김 교수 연구팀은 바이오프린터를 활용해 고분자 압출 과정을 제어하여 코일 형태의 나노/마이크로파이버 다발 구조체를 정밀하게 제작했다. 이러한 구조체는 지방 줄기세포의 역학적 신호 변환을 효과적으로 유도해 우수한 골 형성을 유도하는 데 성공했다. 연구팀의 이번 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 질병관리청의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 다음과 같은 세계적 학술지에 연이어 게재되었다. ○ Bioactive Materials(IF: 18, JCR 상위 0.9%): "In situ magnetic-field-assisted bioprinting process using magnetorheological bioink to obtain engineered muscle constructs" (DOI: 10.1016/j.bioactmat.2024.11.035). ○ International Journal of Extreme Manufacturing(IF: 16, JCR 상위 0.7%): "Fabrication of 3D-printed coiled PCL microfibrous bundles using alginate-based biocomposites for bone tissue engineering applications" (DOI: 10.1088/2631-7990/ad91fa). ○ Trends in Biotechnology(IF: 14.3, JCR 상위 1.4%): "Stimulus-assisted in situ bioprinting: advancing direct bench-to-bedside delivery" (DOI: 10.1016/j.tibtech.2024.11.001).
2024-12-18
질 유산균이 생성하는 β-카볼린, 염증성 질환 치료의 새로운 가능성 열다 - 약학과 김기현 교수, 질 건강과 염증/면역 조절의 새로운 가능성 제시 ▲ 약학과 김기현 교수(왼쪽)와 이서윤 석박통합과정생(오른쪽) 약학과 김기현 교수 연구팀과 하버드 공중보건대학의 Smita Gopinath 교수 연구팀이 공동으로 Lactobacillus crispatus와 같은 질 유산균이 β-카볼린(β-carboline) 계열의 항염증 화합물을 생산하며, 이는 질의 면역 환경을 안정화하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 유산균이 단순한 유익균을 넘어 인간의 면역 반응을 직접 조절할 수 있음을 보여주는 중요한 결과로 평가된다. 김 교수 연구팀은 활성추적분리법을 통해 Lactobacillus crispatus가 생산하는 β-카볼린 계열 화합물을 분석한 결과, 페를롤라이린(perlolyrine)이라는 항염증 물질을 발견했다. 이 물질은 면역 세포와 상피 세포에서 염증 신호 전달 체계를 억제하며, 염증 유발 물질인 IL-1β와 IL-6의 생성을 감소시키는 것으로 확인되었다. 생쥐 실험에서는 페를롤라이린이 염증 반응을 최대 77%까지 감소시키는 강력한 효과를 나타냈다. ▲ 활성추적분리법을 통한 항염증 β-카볼린 물질 발굴 이 물질은 건강한 질 미생물 환경에서 더 높은 농도로 존재했으며 세균성 질염(Bacterial vaginosis)을 가진 여성의 경우 낮은 농도로 검출되었다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 질 내 염증을 유발한 후 페를롤라이린을 국소적으로 적용한 결과, 주요 염증 사이토카인(IL-1β, IL-18) 분비 감소와 함께 염증 완화 및 생존율 향상 효과를 확인했다. 특히, 바이러스 감염 상태에서도 이러한 효과가 유지되는 점이 관찰되었다. ▲ 항염증 β-카볼린 물질 발굴 및 활성 효능 검증 모식도 김기현 교수는 이번 연구가 β-카볼린 계열 화합물이 질염과 같은 염증성 질환 치료제 개발에 활용될 수 있는 가능성을 제시하며 염증을 억제하면서도 면역 체계의 방어 능력을 유지하는 특징을 통해 질 건강 개선과 새로운 치료제 개발의 기반이 될 것이라고 말했다. 또한, β-카볼린은 질 미생물 환경 복구에도 기여할 수 있어 프로바이오틱스 및 프리바이오틱스 연구의 새로운 기준을 제시할 수 있다. ▲ 헤르페스 바이러스 감염 동물 모델을 이용하여 β-카볼린 물질의 항염증 활성 검증 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기초의과학연구센터(MRC)사업 및 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었으며 연구 결과는 국제 학술지 Cell Host & Microbe(IF: 20.6, 미생물 분야 JCR 상위 2%, 기생충학 및 바이러스학 분야 상위 1위)에 11월 13일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Vaginal lactobacilli produce anti-inflammatory β-carboline compounds ※ 저널: Cell Host & Microbe(IF: 20.6) ※ 저자명: 김기현(교신저자), 이서윤(공동저자)
2024-12-12
신소재공학부 김한기 교수 연구팀, 차세대 2차원 MoS2 반도체 대면적 성장기술 세계최초 개발 - 6인치 Si 기판에서 균일한 MoS2 반도체 성막 성공... 차세대 전자소자 개발 새 지평 열어 ▲ 신소재공학부 김한기 교수(왼쪽, 교신저자)와 윤혜영 연구원(오른쪽, 제1저자) 신소재공학부 김한기 교수 연구팀이 차세대 반도체로 주목받는 2차원 MoS2 반도체를 대면적으로 구현할 수 있는 새로운 기술을 세계 최초로 개발했다. 연구팀은 Isolated Plasma Soft Deposition(IPSD) 기술을 활용해 물리기상증착법(PVD)으로 6인치 Si 기판에 균일한 2차원 MoS2 성막을 구현하는 데 성공했다. 이번 연구는 차세대 반도체 기술 발전에 중요한 진전을 이룬 사례로 평가된다. ▲ 2차원 반도체 성장을 위한 IPSD 시스템과 이를 이용해 성장한 6인치 2D MoS2 반도체 2차원 MoS2는 기존 규소(Si), 저마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 기반 반도체와는 다른 특성을 가지고 있다. 이들 기존 반도체는 전자소자와 광소자의 핵심 소재로 사용되어 왔으나, 2차원 MoS2는 원자층 몇 개만으로도 반도체 특성을 나타내며, 표면에 dangling bond가 없어 고성능 전자소자 구현이 가능하다. 이처럼 독특한 특성 덕분에 MoS2는 트랜지스터, 센서, 광센서 등 다양한 응용 분야에서 핵심 소재로 주목받고 있다. 특히, 연구팀은 이러한 MoS2 소재의 잠재력을 대면적 성막 기술을 통해 극대화했다. ▲ IPSD를 이용해 성장한 2차원 MoS2 반도체 TEM 이미지. 1층부터 4층까지 원자 단위의 제어가 IPSD로 가능함을 나타냄 기존의 성막 기술은 대면적화와 공정 효율성에서 한계를 보였지만 IPSD 기술은 이러한 문제를 혁신적으로 해결했다. 성균관대 연구팀이 개발한 IPSD 기술은 고밀도 플라즈마를 활용해 반도체의 열화를 최소화하면서도 균일한 성막을 가능케 한다. 기존 기술로는 어려웠던 6인치 Si 기판에서의 MoS2 성막 구현이 이 기술로 가능해졌다. ▲ IPSD를 이용해 성장한 2차원 MoS2 반도체의 호흡 센서 응용 이번 연구 성과는 단순한 기술 개발을 넘어 실질적인 응용 가능성도 입증했다. 연구팀은 조선대 권민기 교수팀과 협력해 IPSD 기술을 활용해 개발한 MoS2 반도체를 기반으로 고성능 습도센서를 제작했다. 이 센서는 사람의 호흡을 감지할 수 있을 정도로 뛰어난 반응성을 보였으며, 기존 상용 센서보다 우수한 성능을 입증했다. 이는 차세대 센서 기술의 발전 가능성을 보여주는 중요한 성과로 평가받고 있다. 김한기 교수는 “이번 연구를 통해 2차원 반도체의 대면적화를 위한 핵심 기술을 확보함으로써 차세대 반도체 기술 상용화의 중요한 발판을 마련했다”며 “특히, IPSD 기술은 향후 12인치 이상의 대형 기판에서도 활용 가능할 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구사업과 경기도 지역협력연구센터(GRRC) 사업의 지원을 받아 진행됐으며, 연구 결과는 재료 분야 국제 저명 학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials, IF: 27.3) 12월호 온라인에 게재됐다. ※ 저널: Advanced Materials(IF: 27.3) ※ 논문제목: Soft Sputtering of Large-Area 2D MoS2 Layers Using Isolated Plasma Soft Deposition for Humidity Sensors ※ 저자명: 김한기(교신저자), 윤혜영(제1저자), 최태양, 심준오, 박세영, 권민기, 김선국(공동저자) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/adma.202414800
2024-12-06
스마트폰으로 방사선 발생여부 한눈에…피폭 사전예방기술 개발 <연합뉴스, 2024.11.13.>
2024-11-15
기계공학부 정형모 교수 연구팀, 고성능 리튬 금속 기반 차세대 전지용 소재 기술 개발 나노기술 및 에너지 소재 분야 국제학술지 Advanced Energy Materials 및 ACS Nano 게재 ▲ (왼쪽부터) 기계공학부 정형모 교수, 강신준 석박통합과정생, 김동형 박사과정생 기계공학부 정형모 교수 연구팀이 연세대 한병찬 교수, 한국과학기술원 강정구 교수 연구팀과 공동연구를 통해 리튬-공기 전지의 충·방전 과정에서 낮은 과전압을 유도할 수 있는 공기극 촉매를 개발했다. 또한 단국대 박희정, 원종호 교수 연구팀과 함께 리튬 메탈 음극의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 2차원 티타늄 옥사이드 나노시트(2DTiOx) 기반 양이온 유동 조절 기술을 통해 차세대 전지용 소재의 원천 기술을 확보했다. 리튬-산소 전지는 높은 에너지 밀도로 차세대 에너지 저장 장치로 주목받고 있으나 공기극의 불안정성 문제로 상용화가 어려운 상황이다. 이를 해결하기 위해 리튬 산화물(Li2O2)의 균일한 생성과 분해를 촉진하는 새로운 공기극 구조가 필수적이며, 리튬 금속 음극에서 발생하는 덴드라이트 형성 문제 또한 극복해야 한다. 정형모 교수 연구팀은 리튬친화성 3D 나노 케이지 구조를 가진 MOF(금속-유기 골격체) 기반 공기극을 개발하여 공기극 내에서 Li2O2 생성물이 균일하게 성장하고 분해되도록 함으로써 리튬-산소 전지의 안정성과 성능을 크게 향상시켰다. 또한 2DTiOx 소재를 활용해 무음극 리튬 금속 배터리를 제작, 상용 수준의 조건에서도 100회 이상의 안정적인 충·방전 사이클을 구현해 기존 리튬 금속 전극 대비 수명과 에너지 밀도를 크게 개선했다. ▲ 리튬친화성 리간드를 가지는 리튬-산소 전지용 MOF 공기극 촉매의 균일 Li2O2 형성 및 전기화학적 리튬 산소 전지 평가 연구팀은 실험과 3D TEM 단층 촬영 및 밀도범함수 이론(DFT) 계산을 통해 MOF 기반 3D 구조가 충·방전 시 높은 용량을 유지하며 전지의 반응성을 안정화시킨다는 사실을 입증했다. 이뿐만 아니라 2DTiOx 나노시트 기반의 음극 소재 적용 시 해당 소재의 기저면이 리튬 이온 유동을 원자 단위에서 효과적으로 제어하여 리튬 수지상 성장을 억제하고 충·방전 효율을 극대화할 수 있음을 확인했다. 정형모 교수는 “2DTiOx 기반의 음극과 MOF 나노 케이지 기반 공기극 촉매 기술을 통해 전기차 등 고에너지 수요가 높은 분야에서 배터리의 효율성과 안정성을 크게 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 개인기초연구 및 나노소재기술개발 과제의 지원을 받았으며, 관련 논문은 국제학술지 ACS Nano(8월 14일)와 Advanced Energy Materials(10월 11일)에 각각 게재됐다.
2024-11-12