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2018-08 06

[学术]【本月研究者】宋錫虎教授(物理系)

光学是与光线现象相关的一个物理学领域,它在镜头、显微镜、激光、光纤维等当前时代的技术发展中起到核心作用。学者们想进一步利用光的速度。把光以纳米为单位发送并传输,使其可以用于计算的就是”纳米光学"。 但是在以纳米为单位局部性传输光线的过程中会产生巨大的能量损失,对于纳米光学的发展,这是一个必须克服的物理极限。最近,宋錫虎教授(物理系)提出了解决这个问题的方法并引起了全世界的关注。 奠定纳米光学的基础 纳米光学领域的基础是纳米技术。这是一种为了局部控制光和物质间的相互作用,可以将物质的折射率分布在几十纳米大小的物体上的技术。但是,如果将光局部到波长以下的话,根据物质的吸收特性会导致能量的损失急剧增加。这是过去20多年间纳米技术和光学的融合研究没有能够实用化的主要原因。也是宋錫虎教授的研究主题之所以新颖的原因。 26日在自然科学学院的研究室里采访了宋教授,宋教授通过将开放量子力学理论(Open quantum mechanics)引入纳米光学来克服物质的物理学限界。 宋教授为解决将光定位到纳米大小时的损失问题,提出了“开放量子力学(Open quantum mechanics)”理论。现有的光导波路(光能移动通路)在传送光时拥有双向传达光能的空间的、时间的对称性,但是如果作用于开放量子理论的话,在光导波路的能源损失的情况下,这种PT对称性损坏,单方向变化使能源传达变得可能。宋教授首次表明了这种反-PT对称性原理以及单方向变化能源的传达在光波领域的可能性。顺向的光传播发生时,逆向的光传播不会透过分散。这是一个能够减少光能损失,并单向流动的线路,简单地说是纳米大小的光二极管(lcd) 的诞生。 宋錫虎教授和他的团队提出了一种制造光波导二极管的方法。诱导具有PT对称性的光导通路构成图(左侧)发生崩坏,使单向光传播(右侧)发生。 宋教授和研究组为了证明具有“反-PT对称构造”的光学形成方法,建立了电子谐振电路进行实验,结果成功了。在电路上也减少了能源损失,从而使能源流到了单一方向。今年6月,在世界学术杂志《自然通讯》(Nature Communications)上发表了论文,引入了开放量子力学的概念,突破了现有纳米光学的界限。 开拓未知学术领域的研究精神 此次自然论文的验证实验是通过在学部实验授课中可以看到的简单的电路而制成的。这与宋教授的研究哲学相吻合。“通过大学生在课堂上也能够理解的简单理论导出新的概念。用简单的方法解开复杂的事情是物理学家的事情。” 任何人都应该没有接近技术的困难,宋教授的验证试验便是这样的简单和快捷。因为他在研究投入的时间与别人不一样。“我花了更多的时间使研究概念尽可能简单明了。如果需要很长时间来验证,我认为这个概念是一个问题。”宋教授集中于减少验证时间,找到更新颖的研究方法。 此次研究花费了4~5年的时间产生想法。经过长时间的努力,电子回路的验证试验在一两个月中便完成了。宋教授表示通过此次研究为被封闭的光学领域打开了新的可能性而感到高兴。希望今后能够在更广阔、更多样的光学领域寻找新的研究方向。“纳米光学是一个无穷无尽的领域,我想通过新的方法继续开拓新的领域。” 宋教授正在给研究成员说明实验中需要明示的点,和试图克服基础物理学的限界一样,期待他的研究为开拓未知的学术领域而努力。 译/王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-07 19

[学术]【优秀R&D】元裕集教授(计算机软件系)

需要高性能、低延迟数据储存装置的时代已经来临。现在不止管理庞大的信息资源,更需要安全地传达信息,同时减少储存费用。由于人工智能、大数据、传感器数据等新的应用软件的问世,也要求革新硬件平台。但是目前的运营体系跟不上新软件的变化速度。为此,元裕集教授(计算机软件系)正在推进超容量、非易失性存储器的系统开发。 世界最高水平的存储器项目 关于改善目前的系统,元裕集教授(计算机软件系)在进行CPU(Central Processing Unit,计算机中央处理器)和GPU(Graphics Processing Unit,图像卡的核心芯片)扩张,基于NVRAM(非易失性存储器)的大容量存储器管理,文件和输入输出管理等三部分的研究。 高性能处理装置和大容量存储器的储存及管理是该项目的核心目标。 主核心(数千个核心聚集在一个CPU),为了非易失性存储器的高性能操作系统,可以看到未来型操作系统中各种具体的变化。(元裕集教授提供) 元教授指出,有关CPU/GPU操作系统的扩张支援技术,过于强大的共享资料结构保护系统(以下简称lock)是主核心性能改善的严重瓶颈。 因为操作系统使用过于强大的lock来保护共享资料结构,所以主核心的处理装置和储藏性能改善变得困难。元裕集教授分析了各客体内核的使用形态,重新开发了lock结构,进而开发出了与防止抢占式优先顺序的逆转、分时动态调度技术并行的加速交换器。 另外,还引入了旨在管理大容量和NVRAM(非易失性存储器)的方法。因为存储器容量的增加趋势不及主记忆装置空间的增加速度。在超大型存储器空间中,分配和解除的延迟时间变长,在主核心环境中,因为核心间页面的分享锁定变得更加激烈,导致大型网站内部碎片化问题。为了解决这一问题,就要解决大型网站的最大问题,过度的页面分配和解除时间问题。同时,为了有效率地管理由NVRAM构成的大容量网页,开发网页技术和解锁(Lock-Free)资料结构。 4日,在工科中心别馆见到了本月的研究者元裕集教授(计算机软件系),聆听了有关系统详细的说明。 存储器输入输出管理的核心主题是保障输入顺序和为了低延迟高性能的存储装置开发档案系统。现在的操作系统中基于传送顺序的储存方法削弱了基于多个通道的高性能闪存的性能增强技术。从根本上影响了有效率地使用高性能存储装置。我们开发一种不适用现有系统,适用于主核心环境并且低成本顺序保障型的新型管理结构空间。 这一切的开发过程共分为5个部分。到2022年为止,预计所有过程将经过5次试验后最终开发出软件。 被评为世界最高水平的该技术在学术大会USENIX FAST和USENIX ATC上荣获最佳论文奖,是东方人中第一个拿到此记录的。 为了更好的未来 包括软件语言在内的所有语言体系都是以沟通为目的的。 “很多人为了履历学习第二语言,现在计算机程序也像第二外语一样重要。” 元裕集教授说道程序语言也是重要的交流媒介,“将自己的想法和商业构想利用电脑自由地实现时,借用他人的技术来实现想法分明是有限制的”,自己去学习软件语言是重要的。 元裕集教授希望在过程中即使有失败,也可以不放弃,坚持成为一个领域中最有韧性的汉阳人。 元钟教授强调说为了自己的投资没有很多。“包括研究生在内,对所有学生来说最大的投资仅仅只有学习。现在所忍受的时间只是为了更好的未来而暂时束缚自己,为了不同凡响而努力投资。”任何人或长或短都有过累的时候,所有的一切都是本人选择的路,这是一个很小的负担。“不要放弃一直走下去,在那条路的尽头会有看见最美的光芒的那一天。” 译/王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-07 01

[学术]【本月研究者】李相炅教授(生命工学系)

酷暑来临,蚊子随处可见。 今年在大邱首次发现了日本脑炎的传播中介“小红蚊子”。被携带日本脑炎病毒的蚊子咬伤时,大部分患者没有症状显示或仅有发烧的轻微症状,但会罕见地在致命的急性神经系统出现症状。免疫力较弱的幼儿或老人甚至会死亡,目前尚无明显的治疗药品,所以最好是避免被蚊子叮咬或接种疫苗。 22日在研究室见到李相炅教授(生命工学系)教授。李教授利用模型在说明药物从鼻腔传达到脑的过程。 李相炅教授(生命工学系)的研究小组开发出了对感染脑炎病毒的划时代的治疗方法。即,通过“鼻腔(鼻子内侧)—脑”通道传递抑制脑炎病毒繁殖的小管(siRNA)。它可以抑制早期感染,最终获得免疫力。此前,治疗脑部疾病时一般是通过血液传送siRNA。由于被称为血液—大脑屏障(Blood Brain Barrier,BBB)的障碍物,治疗药物很难到达大脑。李教授研究小组通过“鼻腔--脑 传达”方案解决了这一问题。 反应“脑炎病毒的感染到痊愈过程,产生免疫力”的图表。(李相炅教授提供) 李教授研究组对感染了脑炎病毒的动物进行了实验。通过白鼠的鼻腔向大脑传递药物,治疗了脑膜炎病毒。这一实验证明了RNA能有效地传递给大脑组织,可以抑制脑炎病毒的早期感染。获得免疫力的白鼠再次感染病毒后可以自行痊愈。这为感染了没有接种疫苗和治疗药剂的脑膜炎病毒,提出了新的治疗方案。 通过鼻腔--脑部通道的药物传达,李教授研究组使用了自行开发的“鼠标位置矫正装置”。该装置与研究者的熟练程度无关,有助于所有人可以通过鼻腔传递药物。在韩国研究财团的支援下,将在韩国(10-1841329)和国际专利(PCT/KR2016/014220)申请专利。在大脑疾病的基础研究及治疗药品的研究中,将会有多方面的应用。 李教授研究组在治疗病毒性传染病的研究中开辟了一条新的道路。李教授说:“通过这项研究,我们将为脑炎病毒治疗药物的开发提供一种可能性”,并且“像强调研究的实际应用的我们汉阳大学工科学院的目标一样,今后我们将通过灵长类试验,优化传递给大脑的位置、药物传递装置,并研究最终适用于临床药物传递的方法。” 李教授说,与人分享比别人多知道的一点知识,是自己的人生哲学。 李相炅教授目前兼任风险公司Signet Biotech的代表,他希望通过这项研究技术能使公司成长为一家专门从事脑科学研究的公司。他还对汉阳大学的学生们提出劝告, “在21世纪,我们需要全面的人才,这比专业学习更重要。如果在大学期间参加各种活动,并且实践汉阳大学‘爱之实践’的校训,毕业后终将在社会上取得成功。” 译/王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-06 25

[学术]【优秀R&D】宋泰燮教授(能源工学系)

包装食材时最常使用的是真空包装技术。这是因为空气中氧气水分和食材反应后会导致食物变质或丧失新鲜度。电子材料也一样。为了阻断氧气和水分的接触,膜屏障(barrier firm)在显示器、太阳能电池等领域是必不可少的技术。特别是在用于显示屏产业,要求具备更高技术的膜屏障。为此,宋泰燮教授(能源工学系)及其研究小组正在加紧开发新的膜屏障技术。 膜屏障(barrier firm),阻断气体和水分的保护膜 为了阻断气体和水分的渗入,膜屏障的开发研究一直在进行。主要有食品包装、真空隔热材料等常见的用途。虽然显示器上使用了玻璃基板,但缺点是很难做到轻量化,也很难使其柔软灵活。最近一般使用塑料基板,但相对来说塑料基板更容易让气体和水分通过,不适于保证显示器画面质量。为此,宋泰燮教授(能源工学系)提出了开发能够在塑料基板上涂抹防止气体和水分渗透的“有无机复合材料涂液”,解决这一问题。 14日,宋泰燮教授(能源工学系)在研究室谈及膜屏障研究。 最近随着量子点电视的商用化和太阳能电池、OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管显示器件、当电流流入荧光有机化合物时,利用自体发光制作的显示器)产品的加速开发,要求生产出比食品包装更能够隔绝气体的膜屏障。而利用现有的食品包装膜所用的技术是无法实现的。因此根据新一代产品的需求,宋教授加快了配合有机物质和无机物质的高精密涂层制造技术的研究。 用于实际食品包装,一般水蒸气透过率(WVTR)在102~10-1 g/m2·天的范围内即可,但为了应用于Quantum Dots TV,既要求高水准10-4~10-2 g/m2·天的水分阻断,同时要求表面可见光透过率高。(宋泰燮教授提供) 涂层溶液的制造技术是将具有凝聚力的无机物质均匀分散在有机溶液上,最后均匀涂抹在基板上是非常重要的。我们在使用部分防晒产品时,摇晃后使用的理由是粒子没有均匀地分散在溶液里。宋教授提高了涂层溶液的分散性,把重点放在将涂层溶液均匀地涂到基板上。 使用宋教授开发的有无机复合涂层液,在经济效益和大规模制造上具有优势。不仅具有相对较高水准地隔绝气体及水分,而且还可以以更低廉的价格来大量制造显示屏。目前,阻隔膜被用作量子点电视显示器的保护膜,但在下一代产品线中,我们将继续研究和开发它,以便它可用于柔性显示器(flexible display),太阳能电池和OLED。 不屈服于数万次的实验失败 宋教授的主专业是基于武器材料基础的下一代电池领域。由于对显示器新应用领域的陌生,所以研究时感到很大的负担。“在工科大学中,各种技术的融合经常发生。我们正在通过将其他领域的技术与我们的材料和工艺技术相结合来扩大应用领域。”这种膜屏障的研究与现有的研究和核心技术类似,但它可以被看作是应用领域的延伸。 除了技术的融合,对膜屏障的研究还存在着诸多困难。“因为不是新开发的技术,所以最难的是避开现有的先行研究的专利。”宋教授在研究初期遇到的困难是避开国内及国外专利,寻找与现有技术的差异。 但是为了国内产业的基础更加稳固,为了开发出具有竞争力的高品质显示屏产品,开发具有更低廉、更高性能的膜屏障软件是必须的。为此他反复试验,为了更好的技术不停地努力。“希望学生们能够拥有宽广的视野,成为不只局限于自己专业的跨学科人才。同时也成长为能够回报国家和我们社会的人才。”这是宋教授想传达给汉阳大学在读生们的信息。 正在与宋泰燮教授合作进行膜屏障研究的研究小组成员在实验室里合影。 译/王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-06 05

[学术]【本月研究者】高民载教授(化学工学系)

作为清洁能源的新型可再生能源正在蓬勃发展。为了维持地球生态的长久发展,需要持续创造出可再生能源。高民载教授(化学工学系)便是以此为目标,研究与太阳能不同的“太阳电池”。新一代太阳电池具有高性能、价格合理、外形美观等优点,相信在不远的将来能够成为重要的替代能源。 升级了的太阳电池 新一代的研究核心是太阳电池。太阳电池是在经过光照后能产生电力的元件。我们熟悉的太阳能发电使用的是用粗糙厚重的黑色硅胶制成的太阳电池。高教授发现了具有不同特性的太阳电池。这种太阳电池构造特殊,柔软可弯曲,还可进行穿着(Wearable)。此次研究重点在于研发利用此太阳电池的新型材料。 ▲24日,于新素材工学馆与高民载教授(化学工学系)见面听取关于研究相关事宜。 太阳电池的重要材料是“吸收光的材料”和“高速传递电荷的材料”。高教授的研究团队在致力于开发具有吸收光能力与高效传递电荷的同时,具有高安全性的新材料,并同时开发可以低价制作此种材料的制作工序。使用此种材料的太阳电池不仅能吸收太阳光,还能吸收白炽灯、荧光灯等室内灯源,具有较高潜力。透光性好,并且能够进行多种色彩表现,在美学方面也十分出众。 新一代太阳电池的生产过程也十分简单。材料本身在成为电池之前不需要经过如真空工程等复杂程序。高教授说:“制造现有的硅胶太阳电池需要特殊的设备。需要融合多种材料,过程繁琐。”新一代太阳电池能够弥补现有的硅胶太阳电池所具有的重、不透明、室内灯源或阴天无法工作等缺点。 ▲ 使用了新一代太阳电池的样品,黄色透明底上印着训民正音的新一代太阳电池。上方小型电风扇就是使用太阳电池的能源工作。在室内灯光下也能转动。 站在世界顶端 既然这样为什么现在才发现新一代太阳电池的材料?高教授的回答是,发现新材料需要时间。需要配合材料间的比例,在合适的比例下才能完成配合。高教授还说将会致力于新一代太阳电池的商业化。可先以独立电源适用于需要持续电力供给的传感器。现在高民载教授的研究团队所拥有的新一代太阳电池技术被评为世界最高水平。 高教授认为研究的意义应该超越个人的幸福,而放在对社会的贡献上。高教授说:“工科学生通过研究得到的技术成果已经不仅是个人的成就,而是对人类及社会共同体有所帮助。我希望汉阳大学的学生也能兼具出众的实力与社会责任。” ▲高民载教授(化学工学系,中)及一同进行研究的金东焕(化学工学系13级,右)、刘永硕(化学工学系硕士课程、左)在实验室中。 文/유혜정 记者 haejy95@hanyang.ac.kr 图/강초현 记者 guschrkd@hanyang.ac.kr 译/ 卢婉莹 global@hanyang.ac.kr

2018-05 22

[学术]【优秀R&D】千炳球教授(物理系)

今年4月,高能量物理国际共同实验研究组Belle为了了解宇宙诞生的秘密,开始了“Belle-II升级实验”。来自25个国家的750多名物理学家参与其中。从1995年开始,千炳球(物理系)教授就参与了“Belle实验”。2008年他在查明物质和反物质的不对称问题上做出贡献,世界性权威杂志《自然》(Nature)刊载了他的论文。现在为了揭示新的物理现象开始了“Belle-II实验”。 从Belle实验到Belle-II升级实验 千教授研究了宇宙是如何诞生和进化的,结合微观世界的粒子物理学。粒子物理学是物理学的一个领域,旨在理解基本粒子的特性和相互作用。基本粒子是比原子小的颗粒,构成物质的最小单位,没有内部结构。“小”不是“小”的意思,而是 “基本(素)”。通过观察微观世界的现象,可以找到宇宙的根源。 11日千炳球教授(物理系)在研究室为我们讲解了Belle-II升级实验。 10年前,千教授通过实验查明了物质和反物质的不对称关系。宇宙大爆炸(Big-Bang)之后有了物质和反物质。目前,反物质消失,只剩下物质组成宇宙。千教授通过日本高能量加速器(KEK)里的“KEKB粒子加速器”(以下简称KEKB)实验,找到了反物质为什么会消失的证据。Belle实验于2009年6月结束。 上个月25日开始了Belle-II实验。在21世纪初,观察到一种现象无法用持续粒子物理学的“标准模型”来解释。 这是中微子质量的存在。中微子是电中性质量接近于零的基本粒子。宇宙中存在的暗物质和暗能量的来源无从得知。标准模型除了重力外,还通过强力、弱力、电磁力的相互作用来记述微观世界。从2010年开始,千教授为了寻找更好的非标准模型,准备了“Belle-II”试验。 4月25日,Belle-II实验中第一次获取电子-正电子相撞。(出处:千炳球教授) 寻找宇宙诞生的根源 由于现有的Belle实验未能观测超出标准模型的物理现象,导致物理数据不足。在Belle-II实验中,准备收集比Belle实验高出50倍以上的数据。比起现有的KEKB,使用亮度(每单位光源面积的亮度)更高的“SuperKEKB粒子加速器”(以下简称SuperKEKB)。7种探测器围绕着SuperKEKB的电子和正电子的相撞地点。起到显微镜作用的探测器会储存加速器中的信号并进行分析。 成功的实验需要精确的触发器系统(trigger system)。每秒50亿个电子和正电子相撞,应该要去除大部分不必要的碰撞事件,只选出3万个具有价值的物理事件。千教授表示:“汉阳大学利用电磁热量仪,独自完成了触发器系统的整体设计,超高速电子回路装置的量产、安装和系统校准。我们对今年4月在Belle-II实验的测试起到决定性的作用,感到非常自豪。” 千炳球教授在说明Belle-II实验的必要性。 为了寻找超越标准模型的新物理现象,全世界都在进行高能量物理实验。欧洲原子核共同研究所(CERN)的LHC(Large Hadron Collider)实验是利用13-TeV超高能量引起正电子冲撞。而Belle-II实验则是试图利用超高亮度,使电子和正电子发生冲撞,从而发现稀有现象。两种实验处于互补关系。观测物理现象的方法虽然不同,但想了解宇宙的想法却是一样的。 走出地球,走出我们的国家 千教授致力于通过Belle-II实验观察新的物理现象。预计今后将有10年的漫长过程,因为要收集大量的物理数据进行分析。为了观测飞向地球的超高能源宇宙射线(ultra high energy cosmic ray; UHECR),还将参加 TA(Telescope Array)宇宙射线实验。根据最近的TA实验,发现了不是来自已知的发生源,而是来自部分太空领域(Hot-spot region)的UHECR。在粒子天体物理学领域引起了很大的关注。 “Belle-II实验一定会发现新的物理现象。”千教授期待Bell-II实验在物理学领域呈现一种新的范式。粒子物理学对想了解宇宙根源的人类的好奇心做出了巨大贡献。不仅如此,通过实验装置及数据分析,对人类的实际生活也做出了巨大贡献。创建了互联网的先河—WWW,同时应用于CT、PET等医疗装置技术和人工智能的深层研究。 采访结束后摆pose的千教授。 千教授还表示:“希望培养出许多在粒子物理学实验领域为我国发展做出贡献的学生。” 据说,千教授的弟子毕业后在海外大学研究所、国立癌症中心等诸多研究机构工作。虽然物理学是一门纯粹的学问,但在研发过程中,无论何时都能有效用地使用。“我们不应该只把眼光放在国内,而是要放眼世界。” 文/ 刘胜贤(音译)记者 dbtmdgus9543@hanyang.ac.kr 照片/ 姜楚弦记者(音译) guschrkd@hanyang.ac.kr 译/ 王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-05 16

[学术]【优秀 R&D】裴智贤教授(服装系)

智能手机、智能手表、智能服装、人们为了便捷而高效的生活而不断追求新的事物。谷歌通过制造智能衣料的“提花项目”,在去年9月27日推出了一款智能夹克。只要轻轻点按衣料,即可具有播放音乐、打电话等功能。因为它衣料上的丝线具有传感器的作用,可以感知身体的运动。裴智贤教授(音译,服装系)今年的研究也与可穿用的传感器相关。本月4日,记者在裴教授的办公室进行了采访。 研究穿戴式传感器 裴智贤教授研究了可以检测生物信息的,具有柔韧性和传导性的织物传感器。为了帮助理解,裴教授拿出了一副手套。看起来就像一副编织而成的普通手套,但是食指和中指部分的一部分却由不同材质制成。“我们在原纱线上镀了银,这样只有这部分可以通电。因为这些丝线的电导体性质,所以它们本身就起到了传感器作用。”手套传感器有多种功能,例如,使用手语时,传感器会检测手的指移动轨迹并向设备输入字母。 本月4日,记者在办公室见到了裴智贤(音)教授。 图为裴教授正配戴着装有传感器的手套,对穿戴式传感器进行说明。 传感器将与张力、压力、触摸、温度等外部压力相关的信息连接到移动设备上。佩戴了穿戴式传感器的人可以通过机器轻松地了解自己的状态。特别是,保健用可穿戴式传感器是裴教授的目标,“患有帕金森病的患者在发病过程中,发病速度缓慢,如果鞋子里有感应器的话,可以通过测量步幅和速度,提前预测病情。如果能够感知到运动,提前拿到处方的话,在没有外部帮助的情况下也可以恢复。” 普通人也可以使用穿戴式传感器,当在没有教练的情况下独自运动时,如果动作出现错误,就会得到信息提示。 随着进入老龄化时代,人们对福利越加关注。裴教授表示自己研究的传感器是为了社会弱势群体,“希望可以成为资金不足、健康不佳的独居老人、社会弱势群体的福利力量”,因为穿戴式传感器的优点就是可以随时进行健康管理。至于担心的价格方面,裴教授说:“配有传感器的产品也会以低廉的价格出售,假设普通的鞋子是1万元的话,装有传感器的鞋子应该是一万两千元左右。” (a) 应用精密光纤制作的手套传感器的外观。 (b) 随着手指的移动出现的电阻值曲线,运动越大,电阻量变化就越大。 (c)进行手语动作感知系统的演示。 融合与沟通 裴教授于今年3月开始了这项研究。但是在被我们学校聘用之前,也曾参与过开发可穿戴式附件(装置、电路等构成要素)的小组。“在电子公司时我是主攻纤维工学的,我的领域自然而然地与电气、机械相关的工作相融合了。” 如果把与自己不同领域的人的知识融合在一起,就会产生巨大的协同效应。穿戴式传感器也是一个道理。将感知生物信息的技术、信息转移到机器并提供给使用者数据等技术,由主攻电机电子的专业人士负责。 除此之外,制作传感器的线、衣服的的弹性及设计则是由学习纤维的人来负责的领域。为了达到可穿戴式传感器的目标,应该做好接受不同领域的信息,随时沟通的准备。 研究一切可以用纤维做的东西 一起研究的2名本科生说:“对于服装专业的学生来说,电子和ICT方面都很陌生,虽然在研究生院有关于电气、电子的课,但是学生们不怎么感兴趣。”研究过程中会有许多困难,所以还会与其他学科教授合作。目前研究的重点集中在传感器的材质上。“我们也正在通过自己的电性能,静电纺丝和染色工艺来开发导电聚合物,即使我们的衣服经常被洗涤,也可以让高分子导电聚合物附着在我们的纤维上的染色工序。” 裴智贤教授(服装系)的穿戴式传感器研究还处于初级阶段。 图为为社会弱势群体研究穿戴式传感器的裴智贤教授。她的研究热情依然高昂。 裴教授说她对建筑方面也很感兴趣。这是以纤维为基础建造的建筑。用具有防弹、不燃功能的织物材质建造的建筑,质量在稳定性方面非常优秀。 而且容易建造,容易拆除,同时建筑材料纤维被风吹会震动。“纤维本身就能储存能源,可以产生电气效率。”以纤维为基础的裴智贤教授的穿戴式研究仍在继续。 译/王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-05 14

[学术]【本月研究者】金学成教授(机械工学系)

太赫兹(Terahertz)波,频率在0.3~3 THz间的电磁波。1秒震动1兆(太拉)次时,频率即为1太赫兹。太赫兹波的频率介于红外线与微波之间,具有穿透包括金属在内的多种物质的特性。与现在使用的X光技术相似,但危害性明显降低。与对人体有微弱伤害的X光不同,太赫兹波可以安全使用。因此在医疗等领域对太赫兹波极度关注。金学成教授(机械工学系)在5年多的时间里持续研究太赫兹波的商用化。太赫兹技术对一般人来说还很陌生,那让我们一起来关注金教授对太赫兹技术的研究吧。 太赫兹,引领世界的十大技术 “几年前,MIT(麻省理工学院)说过太赫兹技术将会引领世界科技。因其具有通过物体并且对人体无害的特性,我开始了这一研究。”专攻机械工学的金教授为了研究太赫兹技术,重新开始学习物理与电子。在反复研究中,金教授找到了应用太赫兹波的技术。 ▲25日,金学成教授(机械工学系)在他的研究室中讲述关于太赫兹技术的研究结果。 太赫兹技术与发出放射线的X光或磁共振成像(MRI)不同,具有对人体无害的优点。因此世界一直关注此技术是否能成为X光的替代技术。但是太赫兹波很难产生。以前需要使用价值30亿韩元的设备才能发出太赫兹波。最近因为价格逐渐降低而研究变为可能,但是大部分的研究重点还是放在了获取太赫兹波方面。金教授对此感到很遗憾,因此他专注于研究太赫兹的商用化。 肉眼不易见的“熔接线” 金教授的研究结果中显示,通过太赫兹波能检测出“注塑成型的产品”熔接线。注塑成型(injection molding)是塑料加工方法之一。是在模具中倒入融化的塑料后使其凝固的技术,在量产中常常使用此技术。但是在生产过程中偶尔会产生“熔接线”。熔接线是在熔接之处生成的线。在注塑成型过程中,若融化的塑料不能均匀地展开就会产生熔接线。金教授说:“汽车零件之类荷重高的产品不能有熔接线。产生熔接线的地方会因为无法承受荷重而破碎。” 荷重高的产品为了解决类似问题会在塑料中混入玻璃纤维。但是如果产生了熔接线就成了无用之物。因为玻璃纤维为了承重会失去方向,因此有必要避免熔接线的位置与称重处重合。但是熔接线产生的位置是不可知的。金教授说可以用太赫兹技术解决这个问题:“用太赫兹波照射注塑成型产品的话就能知道纤维的方向。再根据纤维方向增减太赫兹波的速度。然后就能利用这个速度差来检测出熔接线。” 为检测出熔接线需要快而准确的扫描。金教授致力于开发太赫兹扫描设备。为了让太赫兹扫描仪能快速扫描,金教授加上了金属涂层的镜子。太赫兹波照射到金属涂层的“电流镜”上,在反射的同时,能够在10秒内扫描注塑成型产品的整个表面。为了完全实现商用化而研制出的此设备获得了好评。 ▲ 使用太赫兹扫描注塑成型产品的扫描设备。标着“G1”的设备是反射太赫兹的“电流镜”。这个镜子起缩短扫描时间的作用。 金学成教授的“多功能性复合材料研究室(MCDM LAB)” 金教授重新开始捧着物理和电子方面的书籍学习。他接触太赫兹不过短短数年。金教授说:“我因为专业是机械系,研究其他专业是最困难的。专业融合的时候,在之间的交界处总能有新发现。太赫兹也是物理、电子和机械融合的产物,很有趣。”他的目标是以机械工学为基础,之后扩展到多个领域。 金教授也给予学生了无私的爱。“研究要有趣。我常常在研究进行过程中说明为什么要做这项研究。这次关于太赫兹的研究虽然没有人说不做,但是在听到这是世界首个研究之后,他们就带着自豪感投入到研究中去。”金教授希望学生们能够幸福、愉悦地进行研究。“多功能性复合材料研究室”的研究室名称也包含着“继续想要的研究”的意义。 ▲一同进行此次研究的吴京焕(音译,机械工学系硕士课程)与金学成教授在研究室中。 文/유혜정 记者 haejy95@hanyang.ac.kr 图/최민주 记者 lovelymin32@hanyang.ac.kr 译/ 卢婉莹 global@hanyang.ac.kr

2018-04 10

[学术]【本月研究者】徐暎雄教授(化学工学系)

在今年的平昌冬奥会上,现代推出了氢能汽车“NEXO”。这代表着韩国氢能汽车已经开始商业化。从2020年开始,氢能汽车将会投入到大规模生产之中,而且氢能加气站也将大规模启动。届时,氢能汽车将会越来越受到大众的欢迎。 徐暎雄(音译)教授(化学工程)就是加快氢能汽车的商业化的功臣,因为他开发了一种可以使氢气更快地注入氢气汽车的燃料电池的催化技术。 开发加快下一代氢能汽车商业化的重要技术 氢是占宇宙质量约75%的元素,而且把水用直流电电解就能轻易获得。氢气与化石能源不同,它没有碳元素,因此不会产生碳化合物等物质来污染环境。韩国作为一个能源短缺的国家之一,很早就开始着手有关此类技术的开发和研究。因此可以通过氢能行驶的第一批“氢能电动车(HFCV: Hydrogen Fuel Cell Vehicle or FCV: Fuel Cell Vehicle)”将在韩国量产。这种氢能电动车在氢气和氧气的化学反应中产生电能,行驶时也只会排出水蒸气而不是污染物质。 但是,氢能汽车的商用化还需解决基础设施建设和安全性等问题。以前,如果要输送用于能量的氢气时,需要把它压缩成700气压以上的超高压压体后再进行运输。水深40米左右的水压仅仅在4~5气压左右,所以这种超高压压缩技术存在着非常严重的安全隐患。而且压缩后的气体体积也不会变得很小,所以也不利于输送。正是徐暎雄教授的研究团队解决了这一难题。有评价称,正是这项新技术,氢能汽车的商用化才得以提前实现。这就是一种可以把大容量氢气安全输送的技术。 可以迅速提取氢气的催化技术 徐教授和韩国国内研究团队首次开发了可以廉价生产"液态氮"的技术。 LOHC作为一种液态的化学物质,有利于保障氢气的保存和运输安全。它可以与氢气结合后维持液体状态,并在特定条件之下重新与氢气分离的特性。科研团队研发出可以在分子内储存氢气的“Toluene”和“Pyridine”相结合的LOHC,并把它称为”MBT”。 通过MBP变为液体形态的氢气不仅比气体状态下的氢气更为节省体积,在安全性上也有着极高的稳定性。 研究团队研发的新化学物质MBP(左)和与氢结合后的MBP(右)。徐暎雄教授(化学工科系)与我校研究团队研发出可以随意提取并储存氢气的核心技术。 该技术的核心是能够把包含氢气的液态物质快速转化为可以用作能源的气体状态。这个过程通过催化作业才能得以实现。 徐教授和我校化学工科学系研究团队负责的就是这种注入和提取氢气的核心技术。 徐教授说:“通过这项技术可以把安全运输的液体物质转化为氢能汽车所需的氢气。” 徐教授因自己研发出通过催化提高氢气输送效率而感到自豪。 相比现有的技术,它不仅省时,而且更加廉价。全球范围内,这项LOHC技术只有极少数研究团队拥有。而且这些LOHC技术需要超过270摄氏度才能分离氢气,但MBP在230摄氏度下就能使氢气分离,所以它具有更高的效率。这开创了LOHC技术的新研究领域。 徐暎雄教授的论文刊登在国际期刊“ChemScheChem”的封面上。它被评估委员会选定为“VIP”(非常重要的论文)。 (来源:韩国化学技术研究院) 既是教授,也是充满热情的研究者 徐教授和他的团队开发出的是一种全新的物质。 因此,他们必须亲自积累所有案例研究和实验结果。从液体滴落在地板上所产生的损伤,到被人体吸入后的后果,无一不是被他们一一通过研究所鉴定的。“我认为我们应该致力于研发出一种价格低廉且安全的运输氢气技术”。通过不断努力得出的这项新技术被评估为全球第三个可以商用的LOHC技术。 徐教授的教学哲学和研究哲学是培养出更多的研究人员,并将他们推向社会。 作为一名教授,他说,“希望本科生可以成为一个基础知识扎实的人才”。 “我不希望学生们按部就班的走别人已经走过的人生道路。我认为,找到自己的人生道路是享受大学生活的一种方法。” 徐教授目前进行有关未来能源和清洁环境的催化剂技术的研究。 期待从他的实验室里能够走出更多的未来技术。 “我们将尽最大努力实现新技术的商业化。”3月29日在实验室接受采访的徐暎雄教授说。 译/王燕 global@hanyang.ac.kr

2018-03 12

[学术]【本月研究者】生命科学系崔济民教授

癌症似乎是一种常见,但仍然可怕的疾病。 根据国家统计局公布的“2016年国内死亡原因统计”资料,死亡者中27.8%的死亡原因是癌症。自1983年以来,癌症一直是韩国人的第一死因。癌症患者及其家人一直迫切希望医疗技术与治疗方法的发展。在这种情况下,发现抗癌免疫基因作用的崔济民教授(生命科学系)研究小组的成果更为引人瞩目。 去除失去了酵素活性化的蛋白质会如何? 崔济民教授(生命科学系)的研究小组通过控制在免疫细胞中起主要作用的“T细胞”的免疫反应,成功地减少了癌细胞。崔教授将重点放在查明被人类保存的"几丁质酶3样蛋白1(Chitinase 3 like 1,以下简称Chi 3 l 1)”的功能上。崔教授没有错过即使在人体内酵素活性丧失的状态下依然留下的作用于植物免疫的几丁质酶。崔教授在研究没有达到酵素活性化的被称为“几丁质酶样蛋白”的物质,留在人类身体中会有怎样的作用。 在3月1日的采访中, 崔济民教授(生命科学系)对几丁质酶样蛋白有关的变异遗传基因进行了说明。 该研究通过T细胞中的几丁质酶样蛋白进行。T细胞是杀死体内细胞并产生抗体的主要免疫细胞。崔教授去除了位于这些T细胞中的几丁质酶样蛋白,结果证实癌的转移减少了。同时发现几丁质酶样蛋白基因抑制细胞的免疫功能。 通过实际的小鼠实验,确认了黑色素瘤肺转移模型,确认除去了几丁质酶样蛋白的小鼠的免疫力增强了,癌转移降低。也就是说,虽然几丁质酶样蛋白的酵素活性化流失了,但调节T细胞对癌症的免疫反应产生影响得到了确认。 加速治疗性物质的开发 崔教授研究团队在查明几丁质酶样蛋白在T细胞内的作用后,着手开发治疗性物质。崔教授开发出了与几丁质酶样蛋白相结合的治疗药物(缩氨酸-siRNA)。这是基于崔教授实验室开发并获得专利的“细胞渗透技术”。崔教授利用细胞穿透缩氨酸,将几丁质酶样蛋白从表面’siRNA’传达到内部,以此来增强T细胞的活性化,来强化对于癌的免疫力。基于此进一步研究的结果,确认了类似的模式,结果显示免疫反应增加了。这向能够治疗癌症的物质又靠近一步。 在缺少Chi 3I1基因的Th 1细胞及细胞毒性淋巴细胞中发现了伽玛细胞因子干扰素的增加。 “我对于酵素活性丧失的状态下依然留下的几丁质酶样蛋白有一种简单的好奇心。”崔济民教授说明了他开始研究的契机。“但是我通过研究确定了很多结果。 虽然到现在为止只是揭示了一个方向,但我打算通过后续研究进一步发展它。因为除了免疫学界以外,关于人类生命的研究也需要经过很长时间。 只要认真做好份内的事 崔教授表示他在延世大学读书期间,无法想象自己会成为研究免疫学,教导生命科学的教授,我没有什么兴趣去进学。但是在上高年级后参加的实验研究里,自然而然对研究产生兴趣,所以考了研究生。免疫学最初是通过博士学位的研究开始的。崔教授说:“我在研究新领域时遇到了许多困难,但一个又一个地解决之后不知不觉来到了这个位置。” 然后他向汉阳大学的研究团队和学生提出了建议“我认为包括我们研究团队内的汉阳学生,都在尽自己最大的努力,但请大家不要太着急,只要认真做好份内的事,就会有办法。” 崔济民教授和研究团队的成员们 译/王燕 global@hanyang.ac.kr