[더테크=조재호 기자] 국내연구진이 에너지 변환 기술 중 고효율 전력 변환 및 그린수소 생산이 가능한 프로토닉 세라믹 전기화학전지를 개발했다. 탄소 배출을 줄이는 수소 에너지의 활용 및 생산이 필수적인 요소로 부상하고 있는 상황에서 에너지 변환 시스템과 관련된 학문 및 산업에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다. 카이스트는 14일 기계공학과 이강택 교수, 신소재공학과 정우철 교수, 한국에너지기술원 이찬우 박사, 전남대학교 성선주 교수 공동연구팀이 프로토닉 세라믹 전기화학전지의 산화물 전극 결정구조 제어를 통해 양성자 확산경로를 2차원에서 3차원으로 확장했다. 그 결과 전극의 촉매 활성을 크게 향상했다고 밝혔다. 비대칭 구조인 페로브스카이트 산화물계 전극은 구조적인 한계로 인해 양성자의 격자 내 이동 제한으로 촉매 활성이 낮아 연료전지의 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 이종 금속원소 후보군을 선정하고 도핑해 격자내에서 양성자가 이동하기 어려운 비대칭 구조를 대칭 구조화해 양성자 수송을 극대화했다. 이를 통해 고성능 전극 설계에 대한 실마리를 마련했다. 아울러 연구팀은 계산화학을 통해 전극의 결정구조가 양성자 수송 특성에 미치는
[더테크 뉴스] 국내연구진이 섬유에 디지털 정보 기술이 결합된 신개념 미래 섬유 제조 기술을 세계에서 처음으로 개발했다. 카이스트는 8일 박인규 기계공학과 교수가 안준성 고려대학교 교수, 정영록 한국원자력연구원 박사, 정준호 한국기계연구원 박사와 공동연구를 통해 ‘스마트 섬유용 금속·세라믹 나노리본 얀 제조 기술’을 개발했다고 밝혔다. 기존 스마트 섬유는 일반 섬유에 나노 물질을 코팅하는 방법으로 발전했는데 응용 분야의 다양성과 성능 확보에 물리적인 한계가 존재했다. 최근 새로운 코팅 소재와 구조를 개발해 섬유의 성능을 향상하는 연구가 진행됐지만 섬유의 성능을 높이기 위해서는 금속·세라믹 나노섬유의 개발이 필요했다. 공동연구팀은 스마트 섬유용 기능성 나노섬유의 재료적 한계점을 극복하고자 범용적인 금속·세라믹 나노리본 섬유 제조 플랫폼 기술을 개발했다. 제조 과정은 나노임프린트 리소그래피로 제작한 나노 몰드에 금속을 증착하고 플라즈마 식각 공정을 통해 몰드를 식각하면 공중부양한 금속·세라믹 나노리본을 얻을 수 있다. 이어서 기판과 접착력이 약해진 나노리본 다발을 얀 형태로 꼬아서 최종적인 나노리본 얀을 만들었다. 이는 대량 생산이 가능하고 다양한 무기물에 적용
[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 전 세계에서 가장 널리 활용되는 프로그래밍 언어 중 하나인 자바스크립트 안정성을 보장할 수 있는 기술을 개발했다. 카이스트는 7일 전산학부 류석영 교수 연구팀이 고려대 박지혁 교수와 공동연구를 통해 영어로 작성한 자연어 명세에서 기계화 명세를 자동으로 추출해 이를 기반으로 자바스크립트의 생태계 안정성을 보장하는 기술을 개발하는데 성공했다고 밝혔다. 자바스크립트는 2015년부터 매년 새로운 기능이 추가될 정도로 급성장하고 있다. 다만 부작용으로 프로그램 실행 중 작동을 멈추거나 개인정보 유출 등 언어 생태계의 안정성을 보장하기가 어려운 상황이다. 연구팀은 크롬이나 엣지 같은 웹 브라우저에 내장된 자바스크립트 엔진 및 코드 변환 도구에서 결함을 검출하는 기술을 개발해 이를 검증했다. 아울러 자바스크립트용 정적분석기를 자동으로 생성했는데, 수동으로 개발되던 기존 분석기보다 우수한 안정성을 보였다. 정적분석기란 프로그램을 실행하지 않고 자동으로 분석하는 도구를 말한다. 이번 기술은 우수성을 인정받아 자바스크립트를 관리하는 위원회에서 새로운 기능을 추가할 때마다 이 기술을 필수적으로 사용하도록 했다. 연구진이 개발한 기술은 언어의
[더테크=전수연 기자] KAIST가 챗GPT로 촉발된 생성형 AI의 글로벌 열풍에 힘입어 새로운 AI 반도체의 생태계 구축을 위해 나선다. KAIST는 네이버, 인텔(Intel)과 손잡고 상호 보유 중인 역량과 강점을 한 곳에 집중한 ‘NAVER·intel·KAIST AI 공동연구센터(NIK AI Research Center)’를 설립한다고 30일 밝혔다. 업계에서는 이들 세 기관의 전략적 제휴가 AI 반도체·AI 서버와 데이터센터의 운영에 필요한 오픈소스용 소프트웨어 개발 등 AI 분야에서 각자 보유하고 있는 하드웨어·소프트웨어 기술과 역량을 융합해 새로운 AI 반도체 생태계를 구축할 것으로 보고 있다. 또 시장, 기술 주도권 확보를 위해 선제적인 도전에 나선 것으로 기대하고 있다. 특히 첨단 반도체 CPU 설계부터 파운드리까지 진행하는 글로벌 반도체 기업 인텔이 기존의 중앙처리장치(CPU)를 넘어 AI 반도체 가우디(GAUDI)를 최적의 환경에서 구동하기 위해 오픈소스용 소프트웨어 개발 등을 목적으로 국내 대학에 공동연구센터를 설립하고 지원하는 것은 KAIST가 처음이다. KAIST에서는 고대역폭메모리(HBM) 등 AI 반도체 설계와 AI 응용설계 분야에
[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 분자량의 차이가 매우 작은 제약 혼합물을 높은 순도로 분리할 수 있는 기술을 개발했다. 카이스트는 29일 생명화학공학과 고동연, 임성갑 교수 공동연구팀이 기존에 분리하기 어려웠던 크기의 활성 제약 분자들을 매우 높은 선택도로 분리할 수 있는 초박막 분리 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 분리막은 산업계 전반에서 유기용매를 분리할 수 있으면서 별다른 에너지를 소비하지 않아 비교적 짧은 상업화 역사에도 석유화학, 반도체, 재생합성연료(E-Fuel), 바이오 제약 분야 등에서 폭넓게 쓰이고 있다. 연구팀은 반도체 제조 공장에서 쓰이는 고분자 박막 증착 기술을 활용해 기존 소재의 한계를 뛰어넘는 성능의 분리막을 제조했다. 이를 활용해 고부가가치 제약 혼합물을 선택적으로 정제할 수 있는 기술도 개발했다. 이번 분리막 제조 기술은 iCVD(개시제를 이용한 화학 기상 증착법, initiated Chemical Vapor Deposition) 기술을 이용해 기존에 박막으로 만들기 어렵다고 알려진 유기 실록산 고분자를 초박막으로 합성했다. 아울러 이를 활용해 활성 제약 분자를 선택적으로 정제할 수 있는 분리막 공정을 개발했다. 새로
[더테크=이지영 기자] KAIST가 열 인발공정(Thermal Drawing Process, 열을 가해 큰 구조체의 복잡한 구조체를 빠른 속도로 당겨 같은 모양·기능을 갖춘 섬유를 뽑아내는 일)과 탄소나노튜브 시트를 통한 기술을 개발했다. KAIST 바이오및뇌공학과 박성준 교수 연구팀과 한양대학교 바이오메이털공학과 최창순 교수 연구팀은 장기간 사용 가능한 다기능성 섬유형 신경 인터페이스를 개발했다고 24일 밝혔다. KAIST는 수술이 불가피한 삽입형 신경 인터페이스의 경우 한 번의 수술로도 최대한 많은 정보를 얻을 수 있고 장기간 사용 가능한 디바이스의 개발이 필요하다고 분석했다. 한국 연구진은 1년 이상 사용 가능한 다기능성 신경 인터페이스를 개발해 향후 뇌 지도, 질환 연구·치료에 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대하고 있다. 뇌신경 시스템 탐구를 위한 삽입형 인터페이스는 생체 시스템의 면역 반응을 줄이기 위해 생체 친화적이며 부드로운 물질을 사용하면서도 다양한 기능을 병합하는 방향으로 발전해왔다. 하지만 기존의 재료, 제작 방법으로는 다양한 기능을 구현할 수 있으면서도 장기간 사용 가능한 디바이스를 만들기 어려웠고 특히 탄소 기반 전극의 경우 제조·병합
[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 이산화탄소를 선택적으로 투과하는 고효율 분리막 제조 기술을 개발했다. 카이스트는 22일 배태현 생명화학공학과 교수 연구팀이 고분자 분리막의 구조와 화학적 특성을 제어해 높은 효율로 이산화탄소(CO₂)를 분리 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 분리막은 목표 물질을 선택적으로 투과하는 박막으로 저에너지 분리 기술로 주목받았다. 하지만 기존 고분자 분리막은 제조 과정이 복잡하고 강도가 부족해 실제 공정에서 사용하기 어렵다는 단점을 보여왔다. 연구팀은 가공성 높은 고분자를 소재로 제어가 쉬운 화학반응을 활용해 미세 기공을 만들어 저비용으로 양산이 가능한 분자체 분리막을 구현했다. 사전에 디자인된 고분자에 다양한 화학 작용기를 도입할 수 있다. 이번 연구에서는 고분자 분자체 분리막에 이산화탄소의 선택 투과성을 높이기 위해 질소 원자에 수소가 결합된 화학작용기(-NH2)인 아미노 그룹을 도입했다. 새로 개발된 분리막은 고분자 분리막에 준하는 기계·화학적 안정성에 높은 유연성을 지녔고 대량 생산에 유리한 공정을 적용해 상업화에도 유리한 조건을 갖췄다. 아울러 적용되는 분리 공정에 따라 맞춤형으로 튜닝할 수 있어 여러 산업 분
[더테크=조재호 기자] 카이스트가 단백질-분자 상호작용 패턴에서 착안한 생성형 인공지능(AI)을 개발했다. 기존 모델의 데이터 의존성 문제를 극복한 모델로 약물 분자뿐 아니라 생체 분자를 다루는 바이오 분야의 활용이 기대된다. 카이스트는 18일 김우연 화학과 교수 연구팀이 단백질-분자 사이의 상호작용을 고려해 활성 데이터 없이도 타겟 단백질에 적합한 약물 설계 생성형 AI를 개발했다고 밝혔다. 신규 약물을 발굴하기 위해서는 질병의 원인이 되는 타겟 단백질에 특이적으로 결합하는 분자를 찾는 것이 중요하다. 기존의 약물 설계 생성형 AI는 이미 알려진 활성 데이터를 학습에 활용해 기존 약물과 유사한 약물을 설계하려는 경향을 보였다. 이는 신규성이 중요한 신약 개발 분야에서 약점으로 지적됐다. 또한 사업성이 높은 계열 내 최초 타겟 단백질에 대해서는 실험 데이터가 적은 편으로 기존 방식의 생성형 AI를 활용하는 것이 불가능했다. 연구팀은 이런 데이터 의존성 문제를 극복하기 위해 단백질 구조 정보만으로 분자를 설계하는 기술 개발에 주목했다. 타겟 단백질의 약물 결합 부위에 대한 3차원 구조 정보를 주형처럼 활용해 해당 결합 부위에 꼭 맞는 분자를 주조하듯 설계하는
[더테크=조재호 기자] 카이스트 연구팀이 해외 공동 연구를 통해 세계 최고속 3차원 광 패턴 조명 기술을 개발했다. 디스플레이 기술에서 고속화는 중요한 성능 중 하나로 꼽히는 만큼 향후 다양한 분야에서 응용이 기대된다. 카이스트는 15일 장무석 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀이 북해도대학 전자과학연구소의 시부카와 아츠시 부교수, 미카미 히데하루 교수, 오카야마대학 의·치·약과학과의 스도 유키 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 세계 최고속의 3차원 광 패턴 조명 기술을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 일반적으로 광 패턴 조명 기술은 디스플레이나 빔프로젝터에서 찾아볼 수 있다. 디스플레이나 빔프로젝터 내부에는 원하는 이미지나 모양 등으로 만들어내는 3차원 디스플레이 조명 장치인 공간 광 변조기가 사용되고 있다. 이외에도 가상 현실 기술이나 산업 분야에서 금속 가공, 연구 분야의 뇌 심부 이미징을 위한 레이저 스캐닝 현미경 등에도 활용된다. 다만 공간 광 변조기는 조명 패턴의 전환을 빠르게 하는데 한계점을 드러냈다. 현재 제품화된 공간 광 변조기는 전환 속도는 50마이크로초에서 10밀리초 수준이다. 원리적으로 더 빠르게 만드는 데에는 기술적 어려움을 겪고 있다. 연
[더테크 뉴스] 국내 연구진이 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 차세대 에너지 저장 소재를 개발했다. 카이스트는 11일 강정구 신소재공학과 교수 연구팀이 급속충전이 가능한 고에너지·고출력 하이브리드 소듐 이온 전지를 개발했다고 밝혔다. 최근 활발하게 연구되는 하이브리드 에너지 저장시스템은 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합해 높은 저장 용량과 빠른 충·방전 속도를 모두 지녔다. 기존 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 차세대 에너지 저장 장치로 주목받고 있다. 하지만 고에너지·고출력 밀도의 하이브리드 전지를 구현하기 위해서 배터리용 음극의 상대적으로 느린 에너지 저장 속도와 함께 에너지 저장 용량을 끌어올려야 한다. 강 교수 연구팀은 두 가지 서로 다른 금속-유기 골격체를 활용해 하이브리드 전지에 최적화된 전극 소재의 합성법을 제시했다. 금속-유기 골격체에서 기인한 다공성 탄소 소재에 미세한 활물질을 함유해 속도 특성이 향상된 음극 소재를 개발했다. 고용량 양극 소재를 합성하고 이를 조합해 양극 간의 에너지 저장 속도 특성의 차이를 최소화하면서도 용량 균형을 최적화한 소듐 이온 에너지 저장 시스템을 개발했다. 연구팀은 개발된 음극과 양극을 완전 셀로 구성해
[더테크=조재호 기자] 카이스트가 인구의 고령화 추세와 기후변화 적응 정책 사이의 상호작용에 관한 연구를 진행하고 대응 전략을 제시했다. 카이스트는 9일 김승겸 문술미래전략대학원 교수 연구팀이 고령화 현상과 기후변화 적응 간의 상호작용을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다. 김 교수 연구팀은 동남아시아 10개국을 대상으로 고령 인구 증가 현상이 기후변화 적응 전략에 미치는 영향을 분석했다. 리모트센싱과 이중차분법 프레임워크를 활용해 고령 인구와 그린 인프라 변화 패턴 간의 시공간적 관계를 분석했다. 여기서 그린 인프라는 공원이나 산림, 수역 등과 같은 녹색 사회기반시설을 말한다. 분석 결과 고령 인구가 증가한 커뮤니티에서는 그린 인프라 공급이 줄어 기후변화 취약성이 더 크게 나타나는 것을 밝혀냈다. 이러한 연구는 고령화 저출산 현상에 맞는 지역맞춤형 기후변화 적응 능력을 강화하는데 기여할 것으로 기대된다. 연구팀은 지난 20년간 동남아시아 10개국의 2만6885개 커뮤니티에서 기후 적용 정책 변화를 면밀히 추적하고 분석했다. 이를 통해 사회경제적 변화를 포함한 다차원적이고 융복합적인 기후변화 해결 방안을 모색하는 연구 영역을 개척했다. 이번 연구는 고령화와 그린
[더테크=조재호 기자] 카이스트가 유전자 가위 기술 기반의 항암 신약 기술을 개발했다. 이번 연구를 기반으로 유전자 교정 치료 및 다양한 암종에 적용할 수 있는 플랫폼 기술로 기대된다. 카이스트는 8일 정현정 생명과학과 교수 연구팀이 항암 신약을 개발해 암세포 선택적 유전자 교정 및 항암 효능을 보였다고 밝혔다. 이번 신약은 크리스퍼(유전자 가위) 기반 표적 치료제로 항체를 이용한 크리스퍼 단백질을 생체 내 표적 조직에 특이적으로 전달하는 방법이다. 유전자 치료에 사용하는 바이러스 기반 전달 방법은 인체 내 면역 부작용이나 발암성 등 한계점을 지녔다. 이에 비 바이러스성 전달 방법으로 단백질 기반의 크리스퍼 기술이 전달은 높은 안정성을 지녀 치료제로서 개발이 적합한 방법으로 알려졌다. 하지만 크리스퍼 단백질은 분자량이 커 전달체의 탑재가 어렵고 전달체의 세포 독성 문제 및 낮은 표적 세포로의 전달에 있어 어려움이 있었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 연구팀은 크리스퍼 단백질에 특정 아미노산을 변경해 다양한 생체분자를 보다 많이 결합하고 생체 내 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않는 단백질을 개발했다. 그 결과 기존 비 바이러스성 전달체의 문제 해결 및 표적