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Magazine Review

Krict Research 백신 효능 높이는 새로운 화합물 개발, 동물용 백신 우선 적용 위한 기술이전 완료

KRICT <span font-size:="" helvetica="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" white-space:="">온새미로<span letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "> * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’라는 뜻의 순우리말입니다.             백신 효능 높이는 새로운 화합물 개발, 동물용 백신 우선 적용 위한 기술이전 완료         <p color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">의약바이오연구본부 한수봉 박사팀 <p color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 새로운 백신 어쥬번트 화합물   바이러스의 가짜 RNA 역할로 세포에 침투해 면역체계 를 활성화시켜주는 새로운 백신 어쥬번트 화합물이 개발됐다. 백신 어쥬번트는 백신의 효능을 높이기 위해 백신에 첨가하는 강화제, 보조제 화합물이다. 이 화합물은 쉽고 저렴하게 대량생산할 수 있다는 장점이 있어 동물 백신 개발을 위한 기술이전을 완료했다. 연구팀은 향후 인체 백신에도 적용할 수 있도록 상용화 가능성을 모색할 계획이다. 최근 바이러스 확산 방지를 위해 백신의 중요성이 매우 높아지고 있으며, 백신의 효과를 높여줄 수 있는 백신 어쥬번트 개발 필요성도 증대되고 있다. 선진 제약사들은 다양한 백신 어쥬번트 개발 연구를 확대해가고 있으며 국내에서의 연구는 아직 초기 단계다. 화학연 의약바이오연구본부 한수봉, 김미현 박사팀은 향후 인체로도 적용 가능한 새로운 백신 어쥬번트를 개발했다. 백신은 바이러스 항원을 주사해 몸에서 면역반응을 일으켜 항체가 생성되는 원리로 작용한다. 그런데 이 때 주사하는 항원은 살아있는 완전한 바이러스가 아니라 바이러스를 분쇄한 바이러스 조각이거나, 바이러스 RNA가 빠진 바이러스 껍질 단백질 또는 죽은 바이러스다. 살아있는 완전한 바이러스를 투입시키면 바이러스 RNA가 세포에 실제로 침투해 바이러스를 증식시킬 위험이 있기 때문이다. 하지만 RNA가 없는 바이러스 유래 단백질을 몸에 주사하면, 외부 항원을 인식하는 세포의 수용체(톨유사수용체 7번, 8번)가 바이러스 RNA를 잘 인식하지 못해서 면역체계가 잘 작동하지 않아 항체가 적게 생성될 수도 있다. 백신 기능이 떨어지는 것이다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하고 백신 기능을 높이기 위해, 바이러스 RNA로 인식될 수 있는 가짜 RNA 화합물을 개발했다. 이 화합물을 백신에 섞어서 몸에 투입 하면, 세포의 톨라이크 수용체가 실제 바이러스 RNA 로 착각하고 몸의 면역체계를 가동해 인터페론과 싸이 토카인 등 선천·후천 면역 물질을 분비시켜 항체를 더 잘 만들도록 돕는다.     저분자 화합물과 톨유사수용체와의 상호작용 컴퓨터 모델링   바이러스 RNA는 실제로 고분자 화합물이다. 고분자 화합물은 분자량이 큰 화합물을 이르는 말로, 생산이 어렵고 비용이 많이 들며 안정성이 떨어진다. 본 연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 저분자 화합물로 바이러스 RNA를 대체할 수 있는 화합물을 개발하여 쉽고 저렴하게 대량생산할 수 있도록 했다.  연구팀은 특허성이 뛰어난 화합물 구조를 발굴하고 후보물질의 뛰어난 면역 활성 효과를 확인했다. 백신에 화합물을 섞어 주사하면 세포가 이 화합물을 마치 진짜 바이러스 RNA처럼 인식해 인터페론과 싸이토카인의 면역 반응이 일어나는 것을 확인했다. 또한 생쥐 실험에서 인플루엔자와 구제역 백신의 높은 면역 효과를 확인했다.   연구팀은 개발한 화합물을 우선 동물 바이러스의 백신에 적용하기 위해 ㈜중앙백신연구소에 올해 2월말 기술이전 했으며, 상업화를 위한 공동연구를 함께 진행할 계획이다. 동물용 백신 어쥬번트로서의 약효와 안전성 검증 후에는 인체 백신 적용을 위한 기업 탐색 및 사업화를 추진할 계획이다.  화학연 한수봉 박사는 “이번 기술이전 및 공동연구를 통해 우선적으로 조류인플루엔자, 구제역, 아프리카돼지열병 등 동물 바이러스의 백신에 적용하기 위한 연구를 수행할 것이고, 이 결과를 토대로 궁극적으로 코로나 바이러스 백신을 포함한 다양한 인체 백신으로 사용을 확장할 계획이다.”고 말했다. 공동연구를 수행한 충남대학교 이종수 교수는 “본 연구에 의해 개발된 저분자 화합물 백신 어쥬번트는 기존의 톨유사수용체(Toll-Like Receptor) 7 혹은 8 하나의 활성만을 보여주는 어쥬번트들과는 달리 톨유사수 용체 7과 8모두에 우수한 활성을 나타내는 새로운 구조를 갖고 있어 향후 다양한 백신으로의 적용이 가능하다”라고 말했다.  본 연구는 과학기술정보통신부 연구재단 바이오·의료 기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다.

  • 등록일2021-11-01
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Krict Research 담낭 제거 없이 담석만 골라 녹이는 새로운 화합물 개발, 기술이전

KRICT <span font-size:="" helvetica="" malgun="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", Dotum, 宋?, 宋?b8b?, "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em;" text-align:="" white-space:="">온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’라는 뜻의 순우리말입니다.             담낭 제거 없이 담석만 골라 녹이는 새로운 화합물 개발, 기술이전담낭 제거 없이 담석만 골라 녹이는 새로운 화합물 개발, 기술이전담낭 제거 없이 담석만 골라 녹이는 새로운 화합물 개발, 기술이전         의약바이오연구본부 정관령 박사팀     담석증 환자에게서 나온 담석으로 실험한 결과   화학연은 가톨릭대학교 의과대학과 함께 부작용이 적고 효능이 우수한 담석 용해제 화합물을 개발해 ㈜서지넥스(대표이사 김세준 교수·서울성모병원 간담췌외과)에 기술이전했다. 기술이전 협약식은 3월 29일 오후 2시 가톨릭대 산학협력단 대회의실에서 열렸으며, 화학연 최길돈 의약바이오연구본부장, 정관령 책임연구원, 가톨릭대 전신수 산학협력단장, ㈜서지넥스 김세준 대표이사 등 관계자 9명이 참석했다.    담석증은 담낭(쓸개)에 저장된 소화 액체인 담즙 일부가 딱딱하게 굳는 질환이다. 주로 고지방 음식 섭취, 운동 부족 등으로 담즙 속 콜레스테롤 비율이 높아지면서 발생하는 경우가 많다. 담즙의 구성성분은 콜레스테롤, 지방산, 담즙산염 등이다. 서양은 성인 인구의 10-20%가, 국내는 5-10%가 담석증 환자로 추정된다. 국내 담석증 환자 비율은 점점 높아지고 있으며, 건강 보험심사평가원에 따르면 2019년에 21만 명이 담석증으로 병원을 찾았다.  담석증 환자의 약 80%는 증상이 없지만, 시간이 지나 담석이 커지면서 갑자기 심한 염증과 통증을 일으키는 경우가 많다. 이를 예방하기 위해서는 담석 크기를 추적 검사하거나 담석증 치료를 받아야 한다.  지금까지는 담석증 치료를 위해 대부분 담낭을 절제하는 수술을 받아야 했다. 담낭을 제거하면 생명에 지장은 없지만 잦은 설사, 복통 등으로 삶의 질이 떨어질 수 있다. 화학연 정관령 박사팀과 가톨릭대 의과대 학 김세준 교수팀은 담낭을 떼내지 않고도 담석만 골라 깨끗하게 녹일 수 있는 새로운 화합물을 개발했다.     담석을 녹이는 용해제는 기존에도 있었지만 설사나 복 통, 혈중 콜레스테롤 및 간 효소 수치 상승 등의 부작용 때문에 널리 쓰이지 못했다. 연구팀이 개발한 화합물은 햄스터 실험에서 부작용이 적고 담석을 녹이는 효과가 우수한 것으로 나타났다. 또한 담석뿐 아니라 콜레스테롤 용종도 녹일 수 있어 활용 범위가 넓다. 연구팀은 2019년 기존 담석 용해제보다 부작용이 적고 효능이 1.7배 높은 용해제를 공동 개발해 중개의학 저널(Journal of Translational Medicine) 논문에 발표 한 바 있다. 이후 연구팀은 후속 연구로 효능이 개선된 화합물을 개발해 금번에 기술이전하고, 국내특허 등록 및 PCT, 미국 국제특허 출원으로 본 기술에 대한 국내 외 권리를 확보했다.  화학연 이미혜 원장은 “국내 담석증 환자가 매년 증가하는 것으로 나타나고 있다. 이번에 개발된 약물은 담낭의 기능은 살리면서 담석만 제거할 수 있어 담석증 환자의 삶의 질을 높일 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다. 화학연은 가톨릭외과중앙연구소, ㈜서지넥스와 함께 담석 용해제 상용화를 목표로 공동연구를 계속할 계획이다. 이번 연구는 한국화학연구원 주요사업 지원으로 수행됐다.

  • 등록일2021-11-01
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Krict Research 수소차 연료전지 핵심 소재 제조공정 개발 성공, 국산화 위한 기술이전 계약 체결

KRICT <span font-size:="" helvetica="" malgun="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" text-align:="" white-space:="">온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’라는 뜻의 순우리말입니다.             수소차 연료전지 핵심 소재 제조공정 개발 성공, 국산화 위한 기술이전 계약 체결         화학소재연구본부 박인준 박사팀     기초원료(TFE, 가스)   화학연은 ㈜켐트로스(대표 이동훈)와 3월 16일 오후 2시 화학연 중회의실에서 수소차 연료전지의 핵심 소재인 과불화술폰산 이오노머(PFSA)를 국산화하기 위한 기술이전 계약을 체결했다.  이날 행사에는 화학연 이미혜 원장, 윤성철 화학소재 연부본부장, 손은호 계면재료화학공정연구센터장, 박인준 책임연구원(연구책임자), ㈜켐트로스 이동훈 대표이사, 곽주호 연구소장, 전상현 상무, 진유식 부장 등 관계자 10여 명이 참석했다. 과불화술폰산 이오노머(Perfluorosulfonic acid)는 전체가 불화탄소(C, F)로 된 구성된 고분자로, 수소이온 (H+) 전달 역할을 하는 소재이다. 수소차, 에너지 저장 장치(ESS), 분산전원(태양광이나 풍력과 같은 신·재생 에너지 자원을 이용한 소규모 발전 설비), 전해조(전기 분해를 하는 장치) 등에 사용된다. 이중 특히 수소차는 환경오염 물질을 배출하지 않아 탄소중립을 실현할 수 있는 차세대 운송 수단 중 하나로 꼽혀 정부에서도 수소차 산업을 육성할 예정이다. 2019년 산업통상자원부의 수소경제활성화 로드맵에 따르면 우리나라 수소 차 생산 규모를 연간 2022년 8.1만 대, 2040년 620만 대로 확대할 계획이다. 수소차는 연료전지에서 수소와 산소의 화학적 반응으로 물이 배출되고 전기가 생성되는 원리로 움직인다. 따라서 연료전지 내의 수소이온을 통과시켜 산소와 반응을 일으키게 하는 전해질 막이 중요하다. 전해질막인 과불화술폰산 이오노머(PFSA) 제조 공정은 불소화학의 모든 기술이 집약된 기술로, 수분, 온도, 폭발성 등 여러 민감한 변수가 있고 제조 공정이 매우 까다롭고 길어 듀폰, AGC, Solvay 등 일부 글로벌 기업만 제조할 수 있다. 현재 국내에서는 전량 수입에 의존하고 있는 실정으로 국산화를 위해서는 기초원료인 사불화에틸 렌(TFE), 산화육불화프로펠렌(HFPO), 중간물질인 불 화산(-COF) 화합물, 과불소술폰산 단량체, 불소계 개 시제, 최종 소재(불소고분자) 제조 기술과 신뢰성 검증 기술 등을 모두 확보해야 한다.   화학연 불소화학소재공정 국가연구실(19F-N-LAB)은 과학기술정보통신부가 소재 부품 장비 기술력 향상을 위해 지정한 연구실로 30년 이상 축적한 불소 화합물 연구역량을 바탕으로 2018년 국내 최초로 과불화술 폰산 이오노머 합성기술을 개발했으며, 이후 상업화를 위한 생산 공정을 계속 연구해왔다. 연구실은 과불화술폰산 이오노머의 기초 원료 제조공정, 단량체로부터 과불화술폰산 이오노머 제조공정 등 상업화에 필요한 제조 공정 총 9단계를 최적화하여 ㈜ 켐트로스에 기술이전했다. 연구실은 현재 ㈜켐트로스 와 함께 2022년 상반기 생산 개시를 목표로 연간 100 톤 규모의 상업생산공장 설계 및 건설, 시제품의 장기 안정성 평가 등을 추진하고 있다. 연간 100톤 규모는 승용차 기준으로 연간 10만 대의 소요량에 해당된다 (1Kg/대 x 100,000대=100톤). 화학연 이미혜 원장은 “과불화술폰산 이오노머의 제조와 활용기술은 수소차, 에너지저장장치 등 다양한 곳에 쓰일 수 있어 국가전략산업인 그린뉴딜 및 수소 산업 발전, 탄소중립 실현에 기여할 수 있다. 또한 소재·부품·장비의 핵심소재로서 그동안 일본 등 해외에서 전량 수입해온 소재를 국산화하여 관련 산업을 육 성할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.  박인준 연구책임자는 “PFSA 제조 공정은 진입장벽이 높아 미국, 일본, 벨기에 등 단 몇 개 선진국가만 보유 하고 있다. 이를 국내 독자 기술로 개발해 의미가 있으며 향후 상용화가 잘 진행될 수 있도록 기업과 후속 연 구를 진행하겠다.”고 말했다.  한편 본 연구는 화학연 주요사업 및 한국에너지기술 평가원 에너지기술개발사업의 지원으로 수행되었다.    1. 기초원료(TFE, 가스) / 2. 과불화술폰산 이오노머 원료물질 (FSVE 단량체, 액체) / 3. 과불화술폰산 이오노머 중간물질 (-SO2F form 중합체, 고체) / 4. 과불화술폰산 이오노머 최종산출물 (-SO3H form 전해질, 고체)

  • 등록일2021-11-01
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People&Collabo 처음 그대로 오래가는 향수처럼

KRICT <span font-size:="" helvetica="" malgun="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em;" text-align:="" white-space:="">너나들이 * 너나들이는 ‘터놓고 지내는 사이’라는 뜻의 순우리말입니다.  처음 그대로 오래가는 향수처럼         똑같은 밥도 밖에서 먹으면 더 맛있습니다. 늘 듣던 음악도 장소에 따라 느낌이 확 달라지곤 하지요. 일감인 실험도구가 재미있는 놀잇감으로 변신했습니다. 향수 만들기 체험에 나선 연구원들 사이에서는 좀처럼 웃음이 끊이지 않습니다.         이게 뭐? 스포이트요!   “이 기구 이름 아시는 분?” “스포이트요!” “화학연구원 박사님들이시라더니 아주 정확하게 알고 계시네요. 참 잘했어요.” 향수 만들기 체험을 돕는 조향사의 짓궂은 칭찬에 초등학생들처럼 한 목소리로 대답했던 연구원들이 다시 큰 웃음을 터뜨립니다. 오늘 만난 네 사람은 한국화학연구원의 미래를 이끌어갈 새내기 연구원들입니다. 화학공정연구본부의 한승주 박사는 이산화탄소·일산화탄소·메탄같은 CI가스의 재활용, 의약바이오연구본부의 조용희 박사는 항암제 등의 난치성 질환 신약을 연구하고 있습니다. 화학소재연구본부의 김영윤 박사와 김세희 박사는 이차전지와 페로브스카이트 태양전지 소재의 전문가들이지요.   새내기들의 향기 이들은 대부분 서로가 초면입니다. 하지만 화창한 봄 날씨와 색다른 공간이 주는 해방감에 첫 만남의 어색함은 금세 사라졌습니다. 비슷한 시기에 화학연의 새 식구가 되었다는 소속감과 동료의식도 한 몫 합니다. 자신의 취향대로 향을 선택하는 시간. 향수 사용이 익숙하지 않은 연구원들이 수십가지나 되는 향들 속에서 좀처럼 갈피를 못 잡자 경험 있는 연구원들이 향과 어울리는 분위기를 조언하며 선택을 돕습니다. 기본 오일이 결정된 후의 향수 제조 공정은 매우 빠르게 진행됐습니다. 능숙한 스포이트 사용이 시간 단축의 일등공신입니다. 에탄올, 계면활성제, 고정제, 정제수 등으로 조성된 베이스와 기본 오일을 8대 2의 비율로 맞추고 조심스럽게 흔들자 이내 시원하면서도 달콤한 시트러스 계열의 향기가 코끝을 간지럽힙니다.     오랜 시간 꾸준하게   “향수라는 영화를 보며 제조 과정이 흥미로왔는데 오늘 그 궁금증을 많이 풀게 됐어요.” “사서 쓸 줄만 알았는데 이렇게 나만의 향수를 직접 만든다는 게 무척 특별한 경험입니다.” “저는 카톡방에서 이름만 봐왔던 동기들과 많은 대화를 나눌 수 있었다는 게 더 좋았어요. 연구소 밖에서 색다른 체험활동을 하며 만나서 그런지 더 빨리 친해지는 것 같고요.” 서로 향기를 비교하고 분주히 전화번호와 SNS 계정을 주고받던 이들은 조향사가 마지막으로 전하는 향수 사용 팁에 다시 쫑긋 귀를 모읍니다. “오늘 여러분이 만든 퍼퓸은 지속력이 가장 좋은 단계의 향수입니다. 한나절 정도만 유지하고 싶다면 손목이나 귓불 뒤에, 퇴근 후까지라면 어깨 에 가볍게 뿌려주시면 돼요. 그렇게 막 문지르시지 말고요. 톡톡톡 두드리듯, 가볍고 우아하게(웃음)”    KRICT  너나들이 작년 말과 올해 초에 걸쳐 화학연의 새 가족이 된 이들은 그간의 생활을 묻는 질문에 “적응하느라 정신이 없었다”고 입을 모아 말합니다. 또 화학연의 첫 인상을 묻자 한결같이 꼽는 단어가 있었는데요. 바로 ‘자부심’입니다. 최근 1년 간 화학연은 소재·부품·장비, 코로나19 바이러스, 탄소중립선언까지 다양한 이슈의 중심에 서 있었습니다. 신입 연구원들 역시 입사 직후부터 각자의 전문분야에서 국가 사회적 현안을 해결하기 위한 연구에 힘을 보태고 있는데요.  학술적인 연구에 초점이 맞춰졌던 학교와 달리 당면한 사회적 문제들과 씨름하는 연구실 구성원들의 모습은 4명의 신입 연구원들에게 새로운 사명감을 불러일으키기에 충분했습니다. 특히 국가간 기술경쟁, 나아가 인류의 지속가능한 발전을 위해 첨병 역할을 하는 정부출연연구기관의 일원이 되었다는 점이 이들에게 큰 자부심의 원천이 되고 있다고 말합니다. 이들의 싱싱한 첫 마음, 충만한 열정에서 느껴지는 젊은 향기가 가장 높은 퍼퓸 등급의 향수처럼 오래 오래 지속될 수 있기를 기원합니다.   <p color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102);" text-align:="" word-break:="">  <p color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:=""> 

  • 등록일2021-11-01
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Krict Issue 플라스틱 쓰레기, 피할 수 없다면 되돌려라

KRICT <span font-size:="" helvetica="" malgun="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em;" text-align:="" white-space:="">아리아리 * 아리아리는 ‘어려워도 함께 헤쳐가자’라는 뜻의 순우리말입니다. 플라스틱 쓰레기, 피할 수 없다면 되돌려라         올해 서울은 백 년, 이웃나라 일본은 무려 천 년 만에 가장 일찍 벚꽃이 피었다고 합니다. 하지만 이를 반기기보다는 우려하는 기사들이 더 눈에 많이 띄었는데요. 때 이른 봄 꽃 소식에도 마냥 즐거워할 수만은 없었던 건 기후변화의 위협이 이미 우리의 턱 밑까지 차올랐음을 경고하는 현상이었기 때문입니다.           소각하고 매립하면     정부는 탄소중립 선언으로, 기업은 환경 먼저 생각하는 ESG(Environmental, Social and Governance) 경영으로, 시민들은 쓰레기를 줄이는 제로 웨이스트 운동으로 환경 재앙을 막기 위한 전방위적 움직임을 더욱 확대하고 있습니다. 하지만 이런 필사적인 노력도 이미 커질 대로 커진 인류의 씀씀이를 되돌리기에는 역부족으로 보입니다. 코로나 사태 속에 크게 늘어난 플라스틱 쓰레기가 이런 우려를 더욱 심각하게 하고 있지요. 지난해 우리나라에서는 하루 평균 7천 톤 가량의 플라스틱 쓰레기가 발생한 것으로 집계되고 있습니다. 이들의 절반 정도는 소각되거나 매립되고 있는 것으로 알려져 있는데요. 소각하면 1톤을 처리할 때 부산물로 9톤의 이산화탄소가 쏟아져 나온다고 합니다. 매립을 해도 완전히 분해되려면 5백 년 이상이 걸리기 때문에 바다로 흘러들어 미세플라스틱으로 우리 식탁에 다시 돌아오게 되지요. 따라서 기후위기를 막고 살만한 환경을 자녀들에게 물려주려면 플라스틱 쓰레기를 친환경적으로 처리하는 방법이 반드시 필요합니다.  플라스틱 쓰레기를 줄이는 가장 간단한 방법은 물리적인 재활용입니다. 하지만 플라스틱 쓰레기 중 많은 양을 차지하는 음식 포장재는 물리적으로 재활용하는 것 도 쉽지 않습니다. 여러 재질이 혼합되어 있는 플라스틱 제품들도 마찬가지로 재활용이 어렵습니다. 그렇다고 이미 생활의 필수재가 된 플라스틱 사용을 전면 금지할 수 있을까요? 아마도 감당하기 어려운 사회경제적 혼란이 뒤따를 게 분명합니다.     생분해 비닐에 마스크까지      현재 세계 각국의 과학자들은 인류 생존의 큰 위협으로 떠오른 플라스틱 쓰레기 문제 해결에 골몰하고 있습니다. 20세기 최고의 발명품으로 불리는 플라스틱을 보다 환경친화적이고 지속 가능한 소재로 탈바꿈시키려는 것이지요. 다국적 경영컨설팅 회사인 맥킨지는 이런 노력에 따라 2050년경 플라스틱 제품의 60%가 재자원화 및 재활용된 소재로 대체될 것이라 낙관적인 전망을 내놓고 있기도 한데요. 이와 관련해 최근 세계적으로 가장 주목할 만한 성과들을 내놓고 있는 곳은 다름 아닌 우리나라의 한국화학연구원입니다. 화학연은 특히 고강도 생분해 플라스틱 개발과 폐플라스틱을 자원화하는 기술 분야에서 괄목할 만한 연구 성과들을 거듭 양산하고 있습니다.     지난 2019년 자연계에서 100% 분해가 되면서도 낙하산 소재만큼 질긴 고강도 생분해성 플라스틱을 개발해 큰 화제를 모았던 화학연 연구팀이 올해 3월 다시 한번 화제의 중심에 섰습니다. 대표적인 코로나 쓰레기 ‘마스크’의 해결책을 내놓은 것이지요. 화학연 연구진은 여러 번 재사용할 수 있으면서 퇴비화 조건에서 한 달 안에 완전히 자연분해가 되는 N95 성능의 신개념 생분해 마스크 필터를 개발했습니다. 시중에서 사용되는 마스크 필터는 보통 정전기 필터로 바이러스나 미세먼지를 걸러내는 방식과 플라스틱 섬유 가닥을 빽빽하게 교차시켜 차단하는 두 가지 방식으로 제조 됩니다. 따라서 공기 중의 습기나 입김에 노출돼 필터의 정전기 기능이 점점 떨어지거나, 통기성이 부족해 숨쉬기 힘들다는 단점이 있지요. 연구팀은 이 두 가지 필터 방식의 단 점을 보완하기 위해 대표적 생분해 플라스틱인 폴리부틸렌 숙시네이트를 튼튼하게 보완한 다음 가느다란 나노섬유와 마이크로 섬유 형태로 뽑아 부직포를 만들었습니다. 그리고 여기에 자연에서 추출한 키토산 나노입자를 코팅해 천연 항균능력까지 더한 마스크 필터를 완성했습니다. 찢어지지 않는 생분해성 비닐봉투와 환경 호르몬 걱정 없 는 고강도·고내열 슈퍼 바이오플라스틱을 개발하며 쌓은 자체 기술력이 다시 한 번 빛을 발한 것입니다.      친환경 해중합 기술   자연에서 분해되는 플라스틱 개발이 앞으로의 대책이라면 이미 만들어지고 버려져 환경에 부담을 주고 있는 플라스틱 쓰레기들은 어떻게 해야 할까요? 이런 과거의 실수를 되돌릴 수 있는 방법이 폐플라스틱 자원화입니다. 사용한 플라스틱을 원료물질로 되돌리는 것입니다. 플라스틱은 여러 가지 단위 물질을 중합해 만드는 인공 중합체입니다. 따라서 폐플라스틱의 자원화는 중합의 역반응인 해중합 기술을 통해 이뤄지는데요. 해중합 기술로 재활용되는 플라스틱은 원래의 플라스틱과 동동한 물성을 갖고 있어 다시 새 플라스틱 제품을 만드는 데 무리가 없지만 해중합 과정에서 고온의 열이나 유해한 화학물질이 사용되는 점 등이 큰 문제여서 화학연은 이를 극복하기 위한 연구를 하고 있습니다. 쓰레기 분리수거에서 대부분 가장 많은 부피를 차지하는 것은 PET와 스티로폼입니다. PET는 가볍고 투명한 데다 냄새가 없어 음료수 용기를 비롯해 생활용품, 장난감, 전선 등으로 다양하게 사용되는 가장 대중적인 플라스틱 소재입니다. 사용량이 많은 만큼 재활용 방법도 비교적 잘 구축되어 있는 편인데요. 하지만 유색이나 복합재질의 PET는 재활용이 어렵습니다. 또한 해중합 과정에서 인체에 유해한 유기물이나 금속 불순물이 포함될 수도 있지요. 이에 따라 한국 화학연구원에서는 PET병을 친환경적으로 분해해 섬유, 화장품과 의약품, 독성이 없는 생분해 플라스틱의 기초원료로 재탄생시키는 기술을 개발하고 있습니다. PET 해중합에 주로 사용되던 아세트산 아연 촉매 대신 독성이 낮고 경제적인 촉매를 사용하는 공정 개발이 대표적이지요. 이 기술은 특히 용해도 차이를 이용한 상분리 기술이 적용돼 플라스틱의 기초물질인 단량체 회수가 쉽고 유색의 이물질이 포함된 PET 소재도 재활용이 가능하다는 게 큰 장점입니다. 국내에서 포장재, 완충재, 단열재 등으로 쓰고 버리는 폐스티로폼은 연간 수만 톤에 이릅니다. 폐스티로폼은 전체 부 피에서 98%가 공기층이고 단 2%만 폴리스타이렌으로 이뤄져 있는데요. 재활용을 하려면 부피를 확 줄여야 하지요. 기존 재활용 방식에서는 고온의 열이나 톨루엔 같은 유해화학물질을 이용해 부피를 줄이는 과정에서 유독성 화학물질이 발생합니다. 이를 해결하기 위해 화학연은 상온에서 친환경 용매로 녹여 부피를 줄인 뒤, 다시 친환경 촉매로 스티로폼 기초원료인 스타이렌 모노머(단량체)를 생산하는 공 정 기술을 개발하고 있습니다.

  • 등록일2021-11-01
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Krict Issue 썩는 데만 500년 코로나 트래쉬 얼마나 늘었을까

KRICT <span font-size:="" helvetica="" malgun="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" text-align:="" white-space:="">혜윰 * 혜윰은 ‘생각’ 이라는 뜻의 순우리말입니다. 썩는 데만 500년 코로나 트래쉬 얼마나 늘었을까         코로나19로 집에 있는 시간이 길어짐에 따라 배달 일회용품의 사용량은 작년 대비 78%가 증가했습니다. 지금 이 순간에도 하루 최소 280만 개가 버려지는 일회용품이 심각한 환경파괴를 일으키고 있습니다. 정부뿐만 아니라 대다수의 국민들 또한 ‘일회용 플라스틱 사용을 자제하려고 노력하고 있지만, 단순히 일회용품 사용을 자제하거나 권고하는 수준 안에서 해결책을 찾기란 쉽지 않은 상황입니다. 개인의 노력은 물론 과학적인 플라스틱 재활용 기술과 친환경 플라스틱 개발이 시급해지고 있습니다.           지난해 플라스틱 폐기물 증가율은 13.7%로 하루 평균 1998t 의 플라스틱 쓰레기가 배출되었습니다.        코로나 사태와 사회적 거리두기로 ‘언택트’ 문화가 확산되면서 택배 물량이 크게 늘어났습니다. 택배 박스량은 2019년 22억 8000만개에서 2020년에는 27억 4000만 개로 전년 대비 4억 6000만개가 늘어났습니다.

  • 등록일2021-11-01
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People&Collabo UV LED의 새로운 미래

KRICT 일비 * 일비는 ‘가까이에서 도움이 되는 존재’를 뜻하는 순우리말입니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:="">UV LED의 새로운 미래 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; 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border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; 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letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102);" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102);" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">새로운 살균광원을 찾아서 자외선(UV, Ultra Violet)의 존재가 처음 알려진 것은 천문 학자 허셜이 적외선을 발견한 바로 다음 해인 1801년입니다. 독일의 화학자 빌헬름 리터가 적외선의 추가 실험 도 중 사람의 눈에 보이지 않는 가시광선의 보라색 영역 바깥에서 염화은에 반응하는 빛이 있다는 것을 알아낸 것이지요. 태양광선의 9% 정도를 차지하며 강한 화학반응 작용을 일으키는 자외선은 방전램프를 통해 인공적으로 만드는 기술이 발전하며 소독, 살균과 산업용 경화기, 위폐 검사기, 비타민D 합성 등 다양한 분야로 활용범위가 넓어지 게 되었습니다. 하지만 기존에 시중에서 주로 사용되어 온 UV 램프 방식은 치명적인 단점이 있었습니다. 위험물질인 수은이 자외선 방출에 사용된다는 것이었습니다. 국제사회는 수은과 수은 화합물로부터 건강과 환경을 보호하기 위한 미나마타 협약(Minamata Convention on Mercury)으로 2020년 부터 수은이 들어간 형광등, 체온계, 치과용 아말감, 전지와 광원 등의 제조와 수출입도 규제하고 있는데요. 이에 따라 최근 대안으로 각광받고 있는 것이 UV LED 방식입니다. 화합물 종류와 설계 방법에 따라 근자외선 (UVA), 중자외선(UVB), 원자외선(UVC) 등 각기 다른 파장의 빛을 낼 수 있는 UV LED는 대부분 상용 전원을 그대로 쓸 수 있고 순간적으로 온오프가 가능하기 때문에 가전제품·의료용 장비·산업용 장비 등 파장대별로 다양한 분야에 활용할 수 있습니다. 또한 UV램프에 비해 살균 효과도 뛰어나고 독성 물질이 없다는 게 큰 장점입니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102);" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102);" text-align:="" word-break:="">살균시장의 미래를 열어라 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">하지만 UV LED는 높은 기술력을 필요로 하고 제작 또한 어렵기 때문에 일반 LED보다 가격이 비싸고 출력도 여전히 썩 만족스럽지 못하다는 단점이 있습니다. 2019년 설립된 경기도 수원 소재 벤처기업 ㈜일렉필드퓨처는 나노소재 합성, 엑스레이 발생 장치, 면광원 제조 등의 주력사업과 함께 높은 출력의 살균 파장과 효율성을 충족할 만한 살균광원 개발에 힘을 쏟고 있었습니다. 새로운 메커니즘의 자외선 광원을 찾는 데 한계를 느끼던 중 한국화학연구원이 개발한 특별한 형광물질에 주목하게 됩니다. 20여 년간 형광물질 연구에 몰두해온 김창해 박사팀이 찾아낸 이 ‘특별한 조성의 산화물 계통 물질’을 회사가 보유하고 있는 탄소나노튜브 기반의 전계방출 진공 소자제조기술과 접목하면 높은 자외선 출력은 물론 오랜 수명과 경제적인 가격의 자외선 살균장치 제조가 가능하다고 판단했지요. 화학연의 ‘친환경 자외선 발광램프 및 장치’ 특허를 기술이전 받은 ㈜일렉필드퓨처는 요즘 제품출시를 위한 연구개발에 한창입니다. 형광체 분야는 기업 입장에서 새로운 도전이기 때문에 실험부터 장비까지 갖춰야 할 부분이 많지만 중소기업지원 전담인력제도 등 화학연과의 적극적인 협력을 통해 차근차근 연내 상용화를 향해 나아가고 있습니다. 이들의 가까운 목표는 기존 UV LED보다 출력은 30배 이상 높으면서 가격은 절반 수준인 경제적인 광원과 살균장치를 만드는 것입니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, "Malgun Gothic", -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, "Helvetica Neue", Arial, sans-serif, FangSong, ?宋, STFangSong, ?文?宋, "Apple Color Emoji", "Segoe UI Emoji", "Segoe UI Symbol", AppleGothic, Dotum, arial, sans-serif; letter-spacing: -0.02em; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">바이러스 이기는 햇볕의 힘  이와 함께 ㈜일렉필드퓨처는 화학연과 인체에 해롭지 않은 파장대의 혁신적인 자외선살균장치를 개발한다는 계획도 세우고 있습니다. 이한성 ㈜일렉필드퓨처 대표는 “표면 살균에 쓰이는 자외선은 에너지 강도가 약하면 바이러스와 박테리아를 제거하지 못하고, 너무 강하면 피부나 각막을 손상시킬 수 있다”며 “화학연이 개발한 형광물질과 회사의 자산인 나노 기술 노하우를 접목해 친환경적이면서 성능 좋은 자외선 살균장치를 개발하겠다”는 포부를 밝혔습니다. 예부터 햇볕이 좋은 날이면 이불과 빨래를 널어 소독하던 모습은 우리나라뿐만 아니라 세계 어느 곳에서나 볼 수 있는 풍경이었습니다. 덴마크 과학자인 닐스 핀센은 이 자외선 소독으로 피부결핵을 치료하는 방법을 개발해 1903년 노벨 생리의학상을 수상했는데요. ㈜일렉필드퓨처와 화학연이 함께 만들어가는 새로운 자외선 살균장치가 바이러스의 공포로부터 인류를 해방시키는 데 중요한 역할을 하게 되기를 기대합니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:=""><span font-size:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" style="color: rgb(102, 102, 102); font-family: 맑은고딕, " text-align:="">

  • 등록일2021-11-01
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Krict Special 영원한 맞수, 네이처와 사이언스

KRICT 나르샤 III<span font-size:="" font-weight:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" style="color: rgb(102, 102, 102); font-family: 맑은고딕, " text-align:="">I * 나르샤는 ‘날아오르다’라는 뜻의 순우리말입니다.   <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">영원한 맞수, 네이처와 사이언스 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:=""><네이처>와 또 다른 세계 최고 권위의 학술지 <사이언스>는 흔히 과학저널리즘계의 양대 산맥으로 표현되곤 합니다. 동시에 치열한 대결구도 또한 유명하지요. 비슷한 시기에 태어난 두 과학 저널은 창간 때부터 한 세기 넘게 엎치락뒤치락 선의의 경쟁을 거듭하며 과학기술의 발전을 견인해왔습니다. 네이처는 1869년 영국 맥밀런 출판사가, 사이언스는 그보다 몇 해 뒤인 1880년 미국 언론인 존 미첼스가 창간했습니다. 사이언스는 토마스 에디슨과 전화 발명으로 유명한 알렉산더 그레이엄 벨의 후원에도 불구하고 한동안 폐간과 재발행을 반복하며 명맥을 이어가가다 1900년 미국과 학진흥회(AAAS)에 인수되며 정상 궤도에 오르게 됩니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">각각 영국과 미국의 자존심을 대변하는 학술지로 성장한 두 과학저널은 게재되는 논문의 성격에서도 약간의 차이를 보인다고 합니다. 전통의 과학명가인 영국의 네이처는 증명 과정이 성실하고 획기적인 논문, 신흥명문 미국의 사이언스는 독창적이고 실용적인 아이디어의 연구가 게재 확률이 더 높다는 게 과학자들의 전반적인 중론이지요. 또한 자연과학 중심의 네이처와 달리 사이언스는 과학 대중화가 목표인 미국과학진흥회의 공식 저널인 만큼 과학 이슈를 보편적으로 다루는 경향이 있다고 하는데요. 과학적인 연구 방법을 사용한 심리학, 정치학, 경제학, 사회학, 언어학 등의 논문도 종종 게재되며 대학, 학회, 정부기관의 소식도 실려 독자 중 상당수가 과학자가 아닌 행정부 관료, 언론인, 비영리기구 직원 등인 것으로 알려져 있습니다.  사이언스는 지난해 세계 최초로 나노입자의 3차원 구조를 0.02나노미터의 정확도로 분석하는데 성공한 서울대 화학생물학공학부 박정원 교수 연구팀의 논문을 표지에 실었습니다. 또 올해 3월에는 자매지인 <어드밴스드 사이언스>가 한국화학연구원 황성연 박사팀이 개발한 100% 생분해 마스크 필터를 표지논문으로 선정했는데요. 눈에 띄게 늘고 있는 한국 과학자들의 활약이 네이처와 사이언스의 경쟁구도를 더욱 흥미롭게 하는 관전 포인트가 되고 있습니다.

  • 등록일2021-11-01
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Krict Special 화학연이 견인하는 지구별 최선·최고 에너지 기술

KRICT 나르샤 III * 나르샤는 ‘날아오르다’라는 뜻의 순우리말입니다.   <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">화학연이 견인하는 지구별 최선·최고 에너지 기술 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">네이처에 실리는 논문들은 간결하기로 유명합니다. 1,500단어로 제한된 분량에 맞추려면 연구 과정과 결론 모두 군더더기 없이 깔끔하고 명확해야 하지요. 더 중요한 것은 논문의 과학적 의미가 독자의 심장을 뛰게 할 수 있어야 한다는 것입니다. 1953년 4월 2일자 표지논문이 대표적입니다. 현대 과학사에 큰 획을 그은 이 논문은 겨우 900 단어에 불과했습니다. 바로 제임스 왓슨과 프란시스 크릭의 DNA 이중나선 구조입니다. 이 한 장짜리 논문은 도서 관에서 좀처럼 보기 힘든 것으로도 유명했는데요. 논문이 수록된 페이지만 사라지는 경우가 다반사였다고 합니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">간결·명쾌한 전통 네이처의 이런 전통은 오랜 세월이 흐른 2021년에도 크게 변하지 않고 있습니다. 한국화학연구원 서장원·신성식 박사팀의 2021년 2월 25일자 표지논문 역시 단순하면 서도 묵직합니다. 몇몇 전문용어만 빼면 일반인이 읽기에도 크게 부담이 없는 수준이지요. 일부분을 요약해 옮기자면 이렇습니다. “저렴한 소재와 저온용액공정으로 손쉽게 제조할 수 있는 금속 할라이드 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 기반 태양전지를 대체할 수 있는 강력한 후보군이다. 하지만 많은 노력과 성능 향상에도 불구하고 페로브스카이트 태양전지의 광수확능(Light-harvesting ability)은 과도한 전하 캐리어 재결합(Charge carrier recombination)에 의해 여전히 한계점이 존재한다. 이 논문에서는 전하를 손실 없이 잘 이동시키는 전하 캐리어 관리를 통해 페로브스카 이트 태양전지의 성능을 개선하기 위한 전체적인 접근방식을 보고한다. 연구진은 태양전지 구성 층인 투명전극 위에 주석산화물 등을 바로 합성시키는 화학용액증착 기술로 빛을 받은 후 생성되는 전하들이 에너지를 잃지 않고 효율적으로 전류로 변환될 수 있도록 유도하는 새로운 전자 수송층 소재를 개발했다. 또한 태양전지 활성층의 밴드갭을 희생시키지 않고 빛을 더 많이 흡수할 수 있도록 새로운 페로브스카이트 층 소재 합성법을 개발했다. 두 전략을 결합한 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지와 유사한 25.2%의 광전변환효율을 달성했으며, 이는 이론상 최고효율의 80.5%에 해당한다.” 이 논문에서는 빛을 전기로 바꾸는 페로브스카이트 태양전지가 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 발광소자로 활용될 수 있는 가능성도 세계 최초로 증명해내 눈길을 끌었습니다. 발광효율은 그간 주로 태양전지의 효율이 얼마나 우수한 지를 나타내는 지표 정도로만 사용됐는데요. 기존에 보고된 페로브스카이트 태양전지의 발광효율은 5~10% 수준에 머물렀습니다. 그런데 한국화학연구원 연구팀이 개발한 기술을 이용하니 발광효율이 17%까지 치솟은 것입니다.   <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">한 발 앞서 내다본 미래 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:=""> 사실 한국화학연구원의 페로브스카이트 태양전지 연구팀은 이번 네이처 표지논문 게재 이전에도 스타 연구집단이었습니다. 이미 10여 년 전부터 계속해서 혁신적인 연구 성과와 기록 경신으로 국제적인 주목을 받아 왔지요. 대부분의 사람들이 기후변화나 탄소중립을 자신의 세대가 아니라 먼 미래의 일처럼 여기던 2000년대 초반부터 한발 앞서 시작된 한국화학연구원의 태양전지 개발 역사는 이 연구원이 지향해온 미래지향적인 모습을 가장 잘 보여주는 사례이기도 합니다.  당초 실리콘 태양전지 개발에 집중하던 화학연은 2000년 대에 들어서며 여러 형태의 태양전지 연구를 수행합니다. 2020년대가 되면 고가의 실리콘 반도체 대신 더 값싸고 효율이 높은 신소재가 태양전지의 패러다임을 바꾸게 될 것이라고 예측한 것입니다. 화학연 페로브스카이트 태양전지 연구진은 효율이 높은 무기 태양전지와 값싸고 유연한 유기 태 양전지의 장점을 한 데 모을 수 있는 무·유기 하이브리드 태양전지에 연구력을 집중하며 부도체·반도체·도체의 성질에 초전도 현상까지 나타나는 페로브스카이트 태양전지의 효율을 점점 높입니다. 화학연의 이 혁신적인 페로브스카이트 태양전지는 2013년 16.2%라는 놀라운 효율로 전 세계 신재생에너지 개발 동향을 취합하는 미국재생에너지연구소(NREL)의 태양전지효율차트에 이름을 올리기 시작했습니다. 이 수치는 계속해서 17.9→20.1→22.1→22.7→24.23%로 급상승을 거듭하며 세계 최고효율 기록을 7번이나 갈아치우게 됩니다. 그리고 마침내 2019년 마의 벽으로 여겨졌던 25%를 뛰어넘어 25.2%의 효율을 달성하게 됩니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">기록보다 중요한  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:=""> 그렇다고 화학연 페로브스카이트 태양전지 연구팀이 마냥 기록에만 매달린 것은 아니었습니다. 새로운 태양전지의 상용화를 위해서는 효율을 높이는 것만큼 저렴하고 안정적인 제조공정의 개발이 중요합니다. 이에 따라 페로브스카이트 태양전지 제조에 필요했던 500℃ 이상의 고온 열처리를 150℃ 이하의 저온 공정으로 바꾸고, 장소에 상관없이 설치할 수 있도록 유연화하거나 신문을 인쇄하듯 대면적으로 제조하는 기술 개발에도 심혈을 기울였습니다. 앞서 서영덕 박사팀의 광사태 나노입자에 이어 서장원 박사팀의 초고효율 페로브스카이트 태양전지 개발까지 두 차례나 네이처 표지를 장식하며 한껏 높아진 한국과학의 위상은 뉴스뿐만 아니라 대중의 관심을 보다 직접적으로 확인할 수 있는 소셜미디어를 통해서도 충분히 체감할 수 있었습니다. 45만 구독자의 한 과학 유튜버는 실시간에 가까울 만큼 빠르게 관련 소식을 전하며 “이게 진짜 국뽕이 고 국위선양”이라며 흥분을 감추지 못했는데요. 영상을 본 시청자들 역시 1만 개가 넘는 댓글을 쏟아내며 한국화학연구원이 두 달 연속 일궈낸 놀라운 업적에 축하를 아끼지 않았지요.  한편 지난해 국제에너지기구(IEA)는 ‘세계 에너지 전망’ 보고서를 통해 태양광 발전 설비 용량이 향후 5년간 전 세계적으로 두 배 이상 증가하게 될 것으로 내다봤습니다. 또한 20~50%의 지속적인 비용 감소를 통해 역사상 가장 저렴한 전기 공급원이 될 것이라 예측하고 있습니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:=""> 

  • 등록일2021-11-01
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Krict Special 빛처럼 쏟아진 화학연 연구성과

KRICT 나르샤 II * 나르샤는 ‘날아오르다’라는 뜻의 순우리말입니다.   <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">빛처럼 쏟아진 화학연 연구성과 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">한국문화의 세계적 영향력이 좀처럼 식지 않고 있습니다. 지난해 기생충에 이어 올해는 미나리가 아 카데미 최대의 화제로 떠올랐습니다. BTS의 그래미상 단독무대 역시 코로나에 지친 국민들에게 청 량감을 선사했지요. 사이다 같은 소식은 과학계에서도 이어졌습니다. 대중예술만큼 스포트라이트 가 쏟아지는 분야가 아니지만 ‘두 달 연속 네이처 표지 장식’이란 쾌거는 한국과학의 높아진 국제적 위상을 가늠해볼 수 있는 의미심장한 사건이었습니다. 까다롭기로 정평이 난 네이처의 담장을 시원 하게 넘겨버린 랑데부 홈런, 그 첫 타자는 이름도 생소한 신인 ‘광사태’였습니다.  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">광학 현미경의 재발견 2014년 노벨화학상은 초고해상도 광학 현미경을 개발한 미국과 독일 과학자 3명이 받았습니다. 원자와 그 이하 수준의 미세구조까지 들여다볼 수 있는 전자 현미경이 보편화되고 있는 마당에 광학 현미경이라니 조금 의아할 수도 있는데요. 먼저 ‘관측’이란 단어의 과학적 의미를 살펴볼 필요가 있습니 다. 우리가 눈으로 관측한다는 것은 대상물이 반사하는 빛을 시신경으로 읽어들이는 것을 뜻합니다. 하지만 물체가 너무 작아서 반사되는 빛이 적으면 육안으로 확인하기가 힘듭니다. 광학 현미경은 광학렌즈를 이용해 이 미세한 빛을 시신경 이 감지할 수 있을 정도로 확대해주는 것이지요. 하지만 광학 현미경은 아무리 개선해도 빛의 회절 현상이라 는 자연적 한계 탓에 세포와 세포소기관 정도까지만 식별할 수 있을 뿐, 그보다 더 작은 바이러스나 단백질은 결코 식별 할 수 없는 것으로 알려졌습니다. 광학 현미경의 한계 해상 도가 0.2마이크로미터 정도까지라는 것을 입증한 아베 회절 한계(Abbe diffraction limit)가 정설이었지요. 이에 따라 빛을 이용하는 대신 샘플에 강한 전자빔을 쏘아 여기에서 발생하는 에너지 스펙트럼을 영상으로 시각화하는 전자 현미경이 개발됩니다. 가시광선보다 10만 배 이상 파장이 짧은 전자를 이용하게 되며 2,000배율 정도가 한계였던 인간의 관찰 범위는 약 10,000,000배율까지 무섭게 확장됩니다.  하지만 이런 전자 현미경도 약점이 있었습니다. 전자빔의 에너지가 너무 높아 살아 움직이는 상태로 세포나 바이러스 등을 직접 관찰하는 것이 힘들다는 것이었습니다. 2014년 노벨화학상 수상자들은 이런 관측의 한계를 기존보다 10배 이상 해상도가 높은 초고해상도 광학 현미경으로 극복했습니다. 광학 현미경의 장점을 극대화해 살아 있는 상태에서 또 3차원으로 나노미터 단위의 DNA와 바이러스, 단백질 등을 눈으로 직접 확인할 수 있는 시대를 연 것입니다. 빛으로 볼 수 있는 세상의 경계를 더욱 확장하게 된 초고해상도 광학 현미경은 생명과학뿐만 아니라 화학적 단일 분자나 원자의 관찰 까지 나노과학 전반에서 중대한 발견을 자극하는 지렛대가 됩니다. 그 대표적인 성과가 바로 2021년 새해 벽두 네이처 표지를 장식한 ‘광사태 나노입자’입니다.  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " word-break:="">상식 깨는 상향변환 현상 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 툴륨 이온(Tm3+)이 도핑된 나노입자 내부에서의 빛의 광사태 (PA:Photon Avalanche) 연쇄증폭반응 메커니즘   <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; 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(정확한 예는 아니지만) 좀 더 알기 쉽게 설명하자면 콩자반을 만들었습니다. 그런데 수분이 빠지며 대부분 작 게 졸여진 콩들 사이에서 뜻밖에 덩치가 더 커진 콩이 생 기는 것과 비슷하다고 할 수 있습니다.     상향변환 나노물질의 이런 특성을 이용하면 작은 에너지의 빛을 집중시켜 주는 돋보기 역할이 가능합니다. 낮은 에너지의 적외선을 사용해도 집중적으로 빛을 도달시킬 수 있기 때문에 시료에 손상을 주지 않고 노이즈도 적어 지게 되지요. 응용 범위는 바이러스 등의 체외진단기기와 인체 삽입용 마이크로 레이저 기기 같은 차세대 정밀의료, 사물인터넷(IoT)과 자율주행자동차용 광센서, 더 넓은 파장대의 빛을 흡수할 수 있는 태양광 발전, 인간의 두뇌 작 동 방식을 모사하는 뉴로모픽 컴퓨팅까지 무궁무진합니다. 이에 따라 상향변환 나노물질은 현재 전 세계적으로 가장 연구가 활발해진 분야 중 하나가 되었는데요. 하지만 문제는 채 1%에도 못 미치는 낮은 광변환 효율이었습니다. 이번 광사태 나노입자 논문의 교신저자인 한국화학연구원 서영덕 박사는 2009년 상향변환 나노물질에 대한 논 문을 소재 분야의 국제 학술지에 발표한바 있습니다. 이 를 계기로 우연히 같은 해 비슷한 내용의 논문을 발표한 미국 연구자와도 인연을 맺게 됩니다. 네이처 표지 논문 의 공동교신저자인 컬럼비아대 제임스 셔크 교수였습니다. 상향변환 나노물질이란 공통의 관심사 속에 10년 넘게 한국과 미국을 오가며 이어진 두 연구자의 교류는 이번 네이처 표지 논문의 중요한 초석이 되었는데요.      <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">빛의 폭발적인 연쇄증폭  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 광사태 나노입자 기반 단일광선(Single-beam) 초고해상도 이미징 <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">연구책임자인 서영덕 박사와 공저자인 남상환 박사는 미국·폴란드 연구진과의 오랜 공동연구 끝에 특별한 나노입 자를 찾아내는 데 성공합니다. 툴륨(Tm)이라는 희토류 원 소로 합성한 이 나노입자는 작은 빛을 흡수시키면 입자를 구성하는 원자격자 구조 속에서 빛이 연쇄적으로 증폭돼 전에 없이 크고 강력한 빛 에너지를 대량으로 방출하고 있었지요. 그 모습이 마치 총성 한 방에 갑자기 걷잡을 수 없이 무너져 내리는 눈사태와 비슷했습니다.  이 현상은 1%미만에 불과했던 상향변환 나노물질의 광변 환 효율이 40%이상 높아질 수 있다는 것을 의미했습니다. 기존의 상향변환 나노물질은 빛 알갱이 100개 중 99개의 빛 알갱이는 에너지가 떨어지고 딱 1개만 에너지가 높아졌습니다. 하지만 화학연과 국제 공동연구진이 개발한 나노입자는 40개 넘는 알갱이가 높은 에너지의 빛으로 쏟아져 나 오는 것과 마찬가지였습니다. 연구진은 새롭게 발견한 이 현상을 이용해 빛으로 보기 힘든 25나노미터 크기의 물질을 높은 해상도로 관측하는 데 성공했습니다. 광사태 나노 입자로, 2014년 노벨화학상 수상자들이 개발한 초고해상 도 광학 현미경보다 더욱 간단하게 초고해상도 나노스코피 이미징을 구현한 것이지요. 연구진은 세계 최초로 발견한 나노입자에서의 광학적 연쇄 증폭반응을 빛의 눈사태에 빗대어 ‘광사태(Photon-Avalanching) 나노입자’로 명명했습니다. 그리고 ‘광사태 나노입자로부터의 거대 비선형 광학 반응(Giant Nonlinear Optical Responses from Photon-Avalanching Nanoparticles)’이란 제목의 논문으로 2021년 1월 14일자 네이처의 표지를 장식하게 됩니다. 공동교신저자인 서영덕 박사와 컬럼비아대학 제임스 셔크 교수는 네이처 표 지논문 발표에 힘입어 최근 과학계의 다보스포럼으로 불리는 고든 리서치 컨퍼런스에 상향변환 나노입자 분야의 컨퍼런스를 창립하고 오는 초여름 미국에서 첫 컨퍼런스를 개최할 예정이라고 하는데요.  현재 연구팀은 광사태 나노입자의 더욱 다양한 활용을 위해 약한 세기의 LED 빛으로도 광사태 현상을 일으키는 후속 연구에도 집중하고 있습니다. 이와 함께 한국화학연구원의 또 다른 스타군단인 페로브스카이트 태양전지 연구팀과 함께 전지 효율을 높이는 데 도움이 될 응용연구에도 나설 계획입니다. <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" text-align:="" word-break:="">  <p background-attachment:="" background-clip:="" background-image:="" background-origin:="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" class="0" color:="" letter-spacing:="" malgun="" microsoft="" overflow-wrap:="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; text-align: justify;" word-break:=""> 

  • 등록일2021-11-01
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Krict Special 지친 한국 일으킨 화학연 發 겹경사

KRICT 나르샤 * 나르샤는 ‘날아오르다’라는 뜻의 순우리말입니다.   지친 한국 일으킨 화학연 發 겹경사       끝끝내 겨울을 이기고 꽃망울을 터뜨리는 봄처럼 끝이 보이지 않는 코로나 사태 속에서도 희망은 어김없이 싹을 틔우고 있습니다. 2021년 한국 과학계는 새해 벽두부터 이어진 놀라운 소식에 여전히 흥분을 가라앉히지 못하고 있습니다. 전 세계 과학자 모두가 평생 단 한 번이라도 논문이 실리기를 꿈꾼다는 과학저널 <네이처>의 표지를 두 달 연속 우리 과학자들이 장식한 것입니다. 더욱 놀라운 것은 이 연구 성과들이 모두 한 곳에서 탄생했다는 사실입니다. 시간이 멈춘 듯 모두가 실의에 빠져 있는 것만 같았던 지난겨울, 한국화학연구원에서는 무슨 일들이 있었던 것일까요?     네이처, 첨단과학의 이정표 빛의 속도로 발전을 거듭하고 있는 현대 첨단과학의 현주소는 과연 어디일까요? 이런 질문에 가장 적절한 답은 아마도 세계 최고 권위의 과학저널 네이처를 읽어보라고 권하는 것입니다.     현대과학의 등대 ‘법관은 판결로, 사업가는 숫자로 말한다’라는 말처럼 실험과 연구가 본분인 과학자들은 논문으로 세상과 대화합니다. 오랜 실험과 연구의 정점인 논문을 통해 다른 과학자들과 소통하고 자신의 결과물에 오류가 없는지 검증을 받지요. 학술지는 이렇게 과학자가 심혈을 기울여 탄생시킨 논문을 실험실 밖 세상에 선보이는 통로입니다. 과학자들이 논문을 발표하는 학술지는 전 세계적으로 수천 종이 넘습니다. 그 가운데 유독 네이처가 더 독보적인 권위와 명성을 자랑하는 것은 세계에서 가장 오래된 과학저널이란 역사성 때문만은 아닙니다. 1869년 근대 과학혁명의 중심지 영국에서 창간된 이후 150년 넘게 다져온 까다로운 논문 심사 과정에 대한 국제적 신뢰가 바탕에 깔려 있지요. 네이처 편집자의 책상은 세계 각지의 내로라하는 최신 연구결과들이 가장 먼저 도착하는 자리입니다. 매주 200여편에 이르는 게재 신청 논문들은 내부 편집자들과 해당 분야 최고 석학들로 구성된 심사위원단을 통해 일일이 꼼꼼하게 검증된 뒤 등재 여부가 결정되는데요. 약 10대 1의 경쟁을 뚫고 최종 선정된 뒤에도 실제 논문이 실리기까지는 한두 달이 더 걸릴 수 있다는 게 논문이 실려 본 경험자들의 전언입니다. 특히 표지논문처럼 중요한 사안의 경우 직접 검증팀을 보내 실험과정이 믿을 만했는지, 실험윤리는 제대로 지켜졌는지 철저한 현장 조사가 뒤따르는 경우도 많다는 것입니다.   과학자들의 워너비 네이처의 엄격한 전통은 과학사에 길이 남을 논문들을 탄생시키며 현대 과학이 나아갈 바를 제시하는 등대가 되어 왔습니다. 전 세계를 소용돌이에 몰아넣은 다윈의 진화론부터 생명공학의 출발점이 된 왓슨과 크릭의 DNA 이중나선 구조, 단백질의 분자구조, 스티븐 호킹의 블랙홀 이론, 체세포 복제양 돌리, 인간 게놈 프로젝트, 알파고 등이 모두 네이처를 통해 세상에 첫 선을 보였습니다. 전 세계 발행부수가 5~6만 부에 불과한데도 CNN이나 뉴욕타임스도 감히 범접할 수 없을 만큼 막강한 영향력을 발휘하는게 이 때문입니다. 네이처는 1990년대부터 다양한 분야로 세분화된 자매지들을 창간하며 본격적인 과학저널 전성시대를 열고 있습니다. 현대 과학에서 다루어야 할 내용과 범위가 폭발적으로 확대되며 매주 17편 정도의 논문만 싣고 있는 네이처로는 감당할 수 없는 한계에 이르렀기 때문입니다. 현재 네이처의 편집방향을 따르고 있는 자매지들은 약 50여 종에 달하며 이 숫자 역시 계속 늘어나고 있는데요. 자매지들이 해당 분야에서 차지하는 위상 역시 매우 높습니다. 게재도 어려울 뿐더러 논문 수준의 참고자료로 쓰이는 피인용지수(Impact factor)가 네이처보다 오히려 높은 자매지도 점점 많아지고 있지요. 하지만 네이처 본지가 가진 위상은 쉽게 넘볼 수 있는 성질의 것이 아닙니다. 특히나 정치·경제·사회·문화 모든 영역에 걸쳐 과학이 큰영향을 미치는 현대 사회에서 당대 과학계 최고의 연구 성과를 상징하는 네이처 표지논문의 영향력은 더욱 높을 수 밖에 없습니다. 네이처의 표지를 장식한 논문들은 전 세계 과학 교과서와 대학전공서적에 수록되며 수많은 연구자들에게 새로운 연구 아이디어를 떠올리게 하는 영감의 원천으로 작용합니다. 표지논문을 쓴 연구자에게는 당연히 큰 영예와 함께 최소 10년 이상의 안정적인 연구 환경이 보장된다고 할 만큼 유무형의 특전들도 뒤따릅니다. 젊은 과학자들의 소망이 네이처에 논문을 싣는 것, 성공한 과학자들의 목표가 네이처 표지에 실릴 만한 업적을 이뤄내는 것이란 세계 과학계의 속설도 무리가 아니지요.   “머선 일이고?” 이례적인 겹경사 처의 표지를 보라색으로 물들이며 세계 과학계의 이목을 집중시킨 화제의 키워드는 ‘광사태(Photon Avalanche)’였습니다. 한국화학연구원과 미국·폴란드 공동연구진이 나노입자에서 세계 최초로 발견한 광사태는 특정한 구조의 나노 입자에 작은 빛 에너지를 쏘여주면 물질 내의 광학 반응이 마치 눈사태처럼 연쇄적으로 증폭되는 현상입니다. 이 광사태 현상은 바이오의료기기부터 태양전지, 자율주행자동차, 인공위성까지 빛을 이용하는 모든 산업과 기술의 혁신에 적용될 수 있다는 점이 네이처 편집진의 높은 평가를 받으며 표지논문에 선정되었습니다. 하지만 놀라움의 끝은 여기가 아니었습니다. 네이처 표지논문의 공동교신저자인 서영덕 박사는 언론 브리핑 자리에서 세계 최고 수준을 자랑하는 화학연 페로브스 카이트 태양전지 연구팀과의 적극적인 협력 계획을 밝혔는데요. 공교롭게도 그로부터 한 달 후인 2월말, 이번에는 예의 그 화학연 페로브스카이트 태양전지 연구팀이 서 박사팀의 뒤를 이어 다시 한 번 네이처의 표지를 장식합니다. 차세대 태양전지로 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지의 효율을 세계 최고 수준의 기록인 25.2%까지 끌어올린 것입니다. 이전에도 아시안 게놈, 시간 결정 실험, 반도체 소재의 미세균열, 단분자 트랜지스터 등 한국인 과학자들의 연구 성과가 몇 해 간격으로 네이처 표지논문에 선정돼 화제가 되곤 했습니다. 하지만 까다롭고 엄격하기로 유명한 네이처가 두달 연속으로, 그것도 한국화학연구원이란 동일 기관의 한국인 연구자들에게 얼굴을 허락한 것은 전례를 찾기 힘든 일이었습니다. 그야말로 ‘한국의 빛’이 2021년 세계 과학계의 새벽을 여는 서광이 된 것이지요

  • 등록일2021-05-13
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Krict 이모저모 단짠단짠의 세계, 설탕과 소금은 어떻게 다를까?

심보경의 교과서 속 화학 ? 단짠단짠의 세계, 설탕과 소금은 어떻게 다를까? 언택트 생활로 배달 음식과 너무 가까워지셨나요? 집에서 먹는 ‘단짠단짠’은 코로나19 시대에 확찐자를 양산하는 주범이기도 하지요. 단짠단짠의 맛을 내는 것은 잘 알고 있듯이 설탕과 소금이지요. 이 두 양념은 비슷한 듯 하면서도 매우 다른 면이 많답니다. 오늘은 ‘화학적으로’ 이들이 어떻게 다른지 알아보도록 할까요? <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnja0odgyntc1ntgw.tee_wl4rapiwzpcrk-hljzgxgcqzxp6-q_xczuah3f0g.mf2tgmd8nizx9iu_updzeuosovhn8sdi2hczguo-lrqg.png.krictblog="" mjaymdexmdlfmtm3="" postfiles.pstatic.net="" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 설탕은 아시는 것처럼 사탕수수 100%로 만들어요. 공장에서 대량으로 만들기는 하지만 설탕은 인공화합물이 아니라 천연물질입니다. 사탕수수에서 불순물을 걸러내고 먹을 수 있게 가공한 100% 천연식품이지요. 눈처럼 하얀 사탕이라는 뜻으로 한자로는 ‘雪糖’이라고 표기합니다. 설탕은 자당(sucrose)을 주성분으로 하는 감미료로 포도당과 과당이 하나씩 결합한 것을 말합니다. ? 소금은 예전에는 화폐처럼 이용되기도 했어요. 임금으로 소금을 지급하기도 하고, 필요한 물건을 소금으로 살 수도 있었지요. 소금은 없어서는 안될 중요한 물질이었음을 알려주는 사례이지요. 소금은 짠 맛이 나 식품의 맛을 돋우는 조미료의 역할을 할 뿐 아니라 12%이상의 농도에서 방부작용을 하므로 생선을 보관하거나 시신의 부패를 막는 데 사용하기도 했어요. 이외에도 생물체의 수분을 강하게 밖으로 내보내는 삼투압 작용, 갈변 방지 및 비타민 C의 공기산화를 방지하는 작용도 합니다. 신맛을 부드럽게 해주기도 하고, 0.2% 소금을 사용했을 때는 단맛을 강하게 하는 역할을 하기도 합니다. 소금은 대부분이 염화나트륨으로 이루어져 있어요. 여기에서는 염화나트륨과 설탕을 비교해 보기로 하겠습니다. ? 염화나트륨의 화학식은 NaCl입니다. Na+ 이온과 Cl- 이온이 1:1로 결합하고 있는 이온결합물질이에요. 이와는 다르게 설탕은 분자로 이루어져 있으며, 분자식은 C12H22O11입니다. ? 분자로 이루어진 설탕의 녹는점은 185℃여서 달고나를 만들기 위해 가열하면 투명하게 녹는 것을 볼 수 있지만 염화나트륨은 그보다 높은 800℃ 정도로 새우구이를 하기 위해 소금을 깔아도 녹지 않는 것을 볼 수 있어요. 이것은 이온결합물질과 공유결합물질의 녹는점의 차이로 볼 수 있습니다. ? 설탕은 공유결합물질이고, 소금의 주성분인 염화나트륨은 이온결합물질입니다. 대표적인 화학결합인 이온결합과 공유결합에 대해 좀 더 알아볼까요? ? 이온 결합은 원자들이 전자를 잃거나 얻은 후 양이온과 음이온이 정전기적 인력에 의해 형성된 결합을 말하며, 공유결합은 2개 이상의 원자들이 전자쌍을 공유하면서 형성되는 화학결합을 말합니다. 간단하게 그림으로 표현하면 아래와 같습니다. ? 주기율표에 있는 18족 원소들은 가장 바깥 껍질인 최외각 전자 껍질에 전자들이 모두 채워진 전자배치를 하고 있으며 이로 인해 반응성이 매우 작고 화학적으로 안정하기 때문에 비활성 기체라고 부릅니다. 18족 원소를 제외한 대부분의 다른 원자들은 비활성 기체처럼 최외각 전자 껍질에 8개의 전자를 채워 안정한 전자배치를 가지려고 합니다. 염화나트륨의 경우, 나트륨 원자는 전자 1개를 잃으면 비활성기체인 네온과 전자배치가 같아지고 염소의 경우는 전자 1개를 얻으면 아르곤과 같은 전자배치를 가지게 됩니다. ? 나트륨 원자와 염소 원자가 서로 가까이 하게 되면 나트륨 원자의 전자 1개가 염소 원자로 옮겨가 각각 나트륨 이온(Na+)와 염화 이온(Cl-)dl 됩니다. 이때 나트륨이온은 양이온, 염화이온은 음이온이므로 다른 전하를 띠고 있어서 인력에 의해 결합하게 됩니다. 이런 결합을 이온 결합이라 하고 주로 전자를 잃기 쉬운 금속과 전자를 얻기 쉬운 비금속 원소 사이에 잘 형성이 됩니다. 아래 주기율표에서 보면 1,2족 원소와 16,17족 원소 사이에서 주로 형성 되지요. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnja1mdczmtg3ndg5.4pjhorruhgu3ledao5ilovc3ugfsoxxej6jn5ettdw8g.k0xmwzrlm5esyz26vprsfu5ay6fgyy-jzy3tv_kvtnug.png.krictblog="" mjaymdexmtffmtmz="" postfiles.pstatic.net="" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 이온이 되지 않는 물질은 결합을 어떻게 할까요? 다른 원자들과 전자를 공유하면서 비활성 기체와 같은 안정된 전자배치를 이루는 공유결합을 하게 됩니다. 기본적으로 공유결합력이 이온결합력보다 단단한데, 녹는점이나 끓는점은 왜 공유결합물질인 설탕이 이온결합물질인 소금보다 낮을까요? ? 녹는점은 고체에서 액체로 상태변화할 때의 온도를 말합니다. 입자들이 얼마나 멀리 떨어지는 가에 대한 문제이지요. 공유결합물질은 분자로 이루어져 있으므로 분자와 분자 사이의 힘이 약해지면 상태변화가 일어납니다. 공유결합력은 분자 사이의 힘이 아니라 분자를 만드는 원자와 원자 사이의 힘이라 녹는점에 영향을 미치는 힘으로 보기가 어렵습니다. ? 이온결합물질은 상태변화하려면 이온과 이온사이의 힘을 끊어야 하므로 일반적으로 분자보다 더 큰 에너지가 필요합니다. 공유결합물질 중에서 분자로 이루어져 있지 않고 공유결정(원자결정)으로 이루어진 다이아몬드의 녹는점은 어떨까요? 그렇습니다. 다이아몬드가 상태변화하려면 원자와 원자 사이의 공유결합을 끊어야 하므로 매우 높은 온도가 될거에요. ? 설탕과 소금은 물에 잘 녹고, 상온에서 하얀색 고체가루로 만나면서 감미료로 사용되고 있다보니 비슷한 물질처럼 보이지만 결합의 종류가 달라 여러 모로 다른 물질이에요. 이를 결정하는 것이 전자(electron)라고 말할 수 있어요. ? 화학은 전자(electron)의 과학이라고 할 수 있어요. 전자가 어떻게 결합하느냐에 따라 서로 다른 경향을 가진 물질들이 만들어집니다. 원자 내에 전자들이 어떻게 배치되는지에 따라 물질의 특성에 규칙성을 가지기도 하고 변화하기도 합니다. 이것을 나타낸 표가 주기율표이고요. 화학하면 주기율표를 떠올릴 수밖에 없는 이유, 이제 이해가 되시지요? ? 글 | 심보경 김포교육지원청 장학사 ? 심보경 장학사는 1997년 동국대 화학과를 졸업하고 1999년부터 역곡중학교, 석천중학교, 소사중학교, 부천공업고등학교, 부천고등학교에서 화학교사로 재직했다. 부천과학교사연구회, 화학으로 통하는 사람들, 참과학 등 교사연구회 연구위원으로도 활동했다. 현재는 경기도 김포교육지원청에서 장학사로 근무하고 있다.

  • 등록일2021-02-25
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