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2017-11 15

[학술]유성훈 교수, 그레이브스안병증 발병기전 밝혀

▲유성훈 교수 유성훈 내과학교실 교수가 G4 면역글로불린 항체가 늘면 그레이브스병(갑상선기능항진증) 합병증인 그레이브스안병증 발생률이 높아진다는 연구결과를 밝혀냈다. 이번 연구는 이성진 한림대 내분비대사내과 교수가 공동으로 참여했으며, 본 연구결과(논문명 : G4 면역글로블린 항체가 그레이브스안병증(갑상선 안병증)에 미치는 임상적 의미)는 미국갑상선학회지인 ‘갑상선(Thyroid)’ 표지논문으로 선정됐다. 브릿지경제 10월 18일 자 기사에 따르면, 유 교수는 “이번 연구는 그레이브스병 환자의 안병증 발생 위험을 낮추고, 증상이 악화하는 것을 막는 데 도움 될 것”이라고 말했다고 전했다. 한편, 유성훈 교수는 한양대 의대를 졸업하고 같은 대학원에서 석·박사학위를 취득했으며 스웨덴 웁살라대 의대(Uppsala University, College of Medicine)에서 연수했다. 현재 대한내분비학회 수석부총무, 대한노인병학회 보험법제위원회 간사 등으로 활동하고 있다.

2017-11 07

[학술][우수 R&D] 김두섭 교수(사회학과)

작년 기준 국내 외국인 거주자가 171만 명을 넘으며 총인구 대비 3.4%에 이르렀다. 흔히 다문화 결혼으로 알려진 혼인이주자 또한 15만 명 수준으로 총인구의 상당 부분을 차지하고 있다. 김두섭 교수(사회학과)는 지난 2011년 ‘CSMR 다문화사업단’을 구성한 이래 이주민 연구 기반을 구축해왔다. 이번에 ‘한양대 SSK 다문화연구과제’가 대형 단계로 진입하는 과제로 선정됐다. ▲ 지난 6일 김두섭 교수(사회학과)를 만나 SSK 다문화연구과제를 수행했던 내용과 대형 단계로 진입하는 과제로 선정된 내용에 대해 들었다. 외국인 이주자에 대한 자료 구축해왔다 기존의 통념과는 다르게, 대한민국은 점차 다양한 문화가 공존하는 국가가 되고 있다. 앞서 밝혔듯 총인구의 4% 가까이가 외국인 거주자 혹은 혼인이주자다. 이들의 대한 사회과학적 연구는 필수이나, 연구에는 관련 문헌과 같은 다양한 자료가 선행돼야 한다. 지난 2011년부터 김 교수의 연구팀은 이주민 관련 아카이브 및 데이터베이스 구축 등을 통해 이주민 연구의 기반을 구축했다. 또한 혼인이주자와 이주노동자를 주제로 4권의 국영문 학술서적을, 외국인 통계와 관련해 10권의 단행본을 출간하였으며 54편의 논문을 국내외 학술지에 게재했다. 그 외 학술대회, 연합세미나, 콜로키움 및 학술발표 등 다양한 학술활동을 국제적으로 펼쳐왔다. 최근 한국연구재단의 심사 결과 한양대 SSK 다문화연구과제가 그 중요성과 시의성을 인정받아 대형 연구 과제로 선정됐다. 이번 선정은 지난 9월부터 적용됐으며, 향후 4년 간 연 5.8억 원씩 연구비를 지원받는다. 연구비 확보에 맞춰 명칭 또한 'CSMR 다문화사업단'에서 ‘CSMR 다문화사업센터’로 바뀌었다. 김 교수 연구팀은 센터라는 명칭에 걸맞게 연구과제를 보다 크게 확대할 예정이다. 이주민과 다문화 연구의 허브기관으로 도약하고자 한다 우선 기존에도 행해왔던 이주민 아카이브와 DB 구축은 지속적으로 보완될 예정이다. 지난 8월 31일까지 연구팀은 1300여 개의 관련 논문을 CSMR 아카이브에 수록했으며, 앞으로 수록 논문을 추가하고 검색 메뉴를 꾸준히 보완해 이용자의 편의를 높일 예정이다. 연구주제와 연구대상 또한 확대해 해외 소수민족의 자료도 확보하는 목표를 세웠다. 현재까지는 다문화가정, 혼인이주자, 이주노동자, 다문화자녀, 외국인 유학생 등 국내와 관련된 문제들 위주로 아카이브 및 DB가 구성돼 있는데, 앞으로 연구대상집단을 확대하고 구축 자료를 다양화함으로써 다문화 연구를 위한 글로벌 DB센터로의 발돋움을 추구한다. 또한 국내외 학자 및 연구 기관과 교류를 넓힐 계획이며, 교내 연구소 및 대학원 교육과정과 연계를 통해 후학 육성에도 적극적인 힘을 쏟을 예정이다. 다문화사업센터라는 이름에 걸맞게 궁극적으로는 세계 주요 연구기관 및 학자들과 네트워크를 형성한 이주민과 다문화 연구의 허브로 도약하고자 한다. ▲ 김두섭 교수는 "앞으로의 연구를 통해 정책적 대안과 사회적 합의를 마련하는데 기여하고자 한다"고 말했다. 김 교수는 “문헌 아카이브와 DB 구축을 통해 이주민 연구의 구심점을 제공한다”라며 “다양한 학제적 접근을 통해 연구의 활성화를 도모하고, 이주민 및 다문화 연구의 국제 네트워크를 형성하는 의의가 있다”고 했다. 나아가 다문화사업센터의 지속적인 활동을 통해 현재 한국 사회가 직면한 이주 및 다문화에 대한 인구학적인 지식을 축적하고, 정책적 대안과 사회적 합의를 마련하는 데 기여하는 것을 연구의 궁극적 목표로 삼는다고 밝혔다. 글, 사진/ 이상호 기자 ta4tsg@hanyang.ac.kr

2017-11 07

[학술][우수 R&D] 이상훈 교수(의과대학 생화학·분자생물학교실)

파킨슨병, 당뇨병, 치매 및 퇴행성관절염 등. 만성질환은 이름 그대로 완치가 안돼 평생 관리해야 한다. 이를 치료하고자 의학계에서 연구중인 세포가 줄기세포다. 이상훈 교수(의과대학 생화학·분자생물학교실)는 지난 2008년부터 ‘한양의대 MRC(Medical Research Center)’에서 배아줄기세포 연구를 수행하며 만성질환 치료 연구에 힘써왔다. 이번엔 2024년까지 그 후속 연구를 진행한다. ▲ 지난 6일 이상훈 교수(의과대학 생화학·분자생물학교실)을 만나 줄기세포와 조직재생 연구에 대한 이야기를 들었다. (출처: 이상훈 교수) 줄기세포에 대한 이해 높여와 만성질환과 줄기세포 연구의 관계는 당연히 뗄 수 없다. 우선 질환이 치료되기 위해서는 병으로 망가졌던 세포가 복구되는 과정이 필요하다. 만성질환이 치료되지 않는 이유는 망가진 조직이 인체 스스로 복구할 수 없는 조직이기 때문이다. 신경세포 및 뇌세포가 파괴되거나, 유전자 상의 문제로 특정 호르몬이 생기지 않아 현재까지는 완치가 불가능하다. 하지만 가능성은 있다. 환자가 지니고 있는 줄기세포를 잘 복제해 배양할 수 있다면, 이론적으로 원하는 세포로 분화 시킬 수 있다. 이 교수는 그간 이 이론적인 기술을 구체적으로 연구했다. 지난 2008년 한양의대 MRC(Medical Research Council, 의료연구위원회)에선 ‘줄기세포행동제어연구센터’란 이름으로 줄기세포에 대한 기초기전연구를 수행했다. 자세하게는 줄기세포를 배양돼 수가 늘어나고, 늘어난 줄기세포가 조직세포로 분화하는 일련의 과정을 ‘행동’이라 한다. 이 교수는 이렇게 행동을 제어하는, ‘줄기세포 행동제어 연구’를 수행했다. 당시 줄기세포에 대한 연구는 시작 단계였기에 일련의 과정이 어떻게 일어나는지에 대한 기전연구부터 차근차근 진행해왔다. 그 연구를 바탕으로 이번 연구과제를 수행하게 된다. 우선 이번 연구과제서도 기초기전연구는 계속 된다. 기존의 이해도에 더해 줄기세포에 대한 이해도를 높여가며, 분화과정을 이해해 간 줄기세포 등 다른 분야에도 적용할 수 있는 연구를 할 계획이다. ▲ 이상훈 교수의 연구팀은 더 높은 줄기세포 이해를 위해 계속 연구할 것이다. (출처: 이상훈 교수) 임상적용과 산업화 및 국제화가 목표 이번 사업을 통해 이 교수의 연구팀은 연간 10억씩 7년 동안 총 70억의 연구비를 지원받는다. 한양의대 MRC ‘조직재생촉진연구센터’로 명칭이 바뀐 연구팀의 목표는 파킨슨병의 세포 이식 치료 및 유전자 치료 기술 개발, 치료효능이 우수한 줄기세포의 대량생산화, 성상세포를 이용한 발병 부위 개선 연구 등이다. 파킨슨병으로 인해 도파민을 만드는 흑색질이 파괴되는데, 세포 이식이나 유전자 치료를 임상적용 하고자 한다. 줄기세포를 대량생산 할 수 있어야 임상치료에 적극 쓸 수 있기에, 대량생산 및 산업화 또한 중요 목표다. 마지막으로 성상세포를 이용한 연구도 중요 목표다. 치매나 파킨슨병 등 뇌세포가 파괴되는 질환이 발생하면 파괴된 세포만이 아니라 그 주변 환경도 나쁜 상태가 되는데, 그 환경의 일부가 성상세포다. 줄기세포를 분화 시켜 만든 성상세포를 이식한다면, 이를 통해 뇌의 주변환경을 개선하고, 뇌 조직의 재생도 돕게 할 수 있다. 이와 같이 임상적용 및 산업화한 과정을 거친 연구결과의 국제화도 준비하고 있다. 현재 인도네시아의 기업과 연계해 국내 의료산업 뿐 아니라 해외 시장으로의 진출도 노릴 수 있다. 그리고 기초기전연구도 지속적으로 수행해 앞으로 만성질환이었던 퇴행성 질환도 점차 치료가 가능한 쪽으로 보낼 수 있을 것이다. 글/ 이상호 기자 ta4tsg@hanyang.ac.kr

2017-11 02

[학술]홍진표 교수, 신체 움직임으로 전기 생산하는 소자 개발

▲홍진표 교수 홍진표 물리학과 교수는 전도성 섬유(Conductive yarn, 원사)를 이용해 일상생활 속 신체 움직임으로 에너지를 생산하는 ‘1차원 섬유 실 기반 에너지생산 소자’를 세계최초로 개발했다. 이번 연구는 신체운동으로 발생한 에너지를 각종 전자기기에 공급하려는 목적으로 개발됐다. 기존 웨어러블 에너지생산 소자연구는 다루기는 쉽지만 생산 효율이 낮은 2차원 섬유 소자를 이용해 진행됐다. 홍 교수는 다양한 웨어러블 소자 응용 시 높은 효율을 낼 수 있는 1차원 섬유 실 기반 에너지 발생 소자를 연구했다. 이번 연구의 핵심은 기존 2차원 에너지 생산소자 한계점을 극복하고 궁극적으로 현재 사용 중인 유선 전원공급·충전 방식을 대체, 언제 어디서나 인체 움직임만으로 전기 생산이 가능한 차세대 에너지 생산 소자를 1차원 섬유 실로 만드는 것이다. 홍 교수는 “신체 움직임으로 자가 발전하는 웨어러블 에너지 소자를 구현했다”며 “해당 기술은 향후 헬스케어·아웃도어·방위산업 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 지원으로 진행됐고 연구결과(논문명 : Hierarchically Nanostructured One-dimensional Conductive Bundle Yarn-based Triboelectric Nanogenerators)는 세계 정상급 학술지인 「Advanced Materials」 11월호에 게재됐다.

2017-10 31

[학술]전병훈 교수, 미세조류 이용 수중 의약품·오염물질 제거 종설 논문 발표

한양대 전병훈 자원환경공학과 교수는 미세조류를 이용해 수중에 존재하는 의약품 오염물질을 효과적으로 제거하는 방법에 대해 최신 연구들을 종합한 종설논문을 게재했다. 종설논문은 특정 주제에 대해 기존 연구 결과를 정리하고 분석하는 논문을 말한다. 전 교수팀은 수질오염·생분해·생체변환·환경오염물질의 이동 등 환경생명공학기술(Environmental Biotechnology) 관련 연구를 진행해 왔다. 연구를 통해 개발된 기술들은 오염 제어계획, 수질오염 관리, 환경보호에 적용되고 있다. 이번 논문의 핵심은 폐수 처리장에서 쉽게 제거가 되지 않는 수중 의약품 관련 오염물질(Pharmaceutical Contaminants, 이하 PCs)을 미세조류를 이용해 생물학적으로 정화를 할 수 있다는 것이다. PCs는 미생물 군집을 변화시키고 미생물 성장을 억제해 토양 등 생태계에 부정적인 영향을 끼치며, 발암성을 가지는 경우도 있어 인체에도 매우 유해하다. 또한, 미세조류는 친환경적으로 PCs를 제거할 수 있을 뿐 아니라 영양제·화장품·바이오연료 등과 같은 고부가가치 제품을 생산할 수 있다는 점에서 최근 관심을 받고 있다. 전 교수는 “이번 연구 결과는 미세조류를 이용한 PCs의 생물학적 정화기술에 대한 포괄적인 이해를 돕는 데 큰 역할을 했다”라며 “앞으로 많은 사람이 미세조류 기반 바이오기술에 큰 관심을 가질 것이다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 진행됐고 연구 결과는(논문명 : Can microalgae remove pharmaceutical contaminants from water?) 「Trends in Biotechnology」 10월호에 게재됐다. ▲(사진 왼쪽부터)Jiu-Qiang Xiong 연구원(제1저자), Mayur B. Kurade 교수(공동 제1저자), 전병훈 교수(교신저자)

2017-10 30

[학술][이달의 연구자] 홍정표 교수(미래자동차공학과)

우리 주변에서 움직이는 많은 기계들은 전동기(electric motor)를 통해 구동력을 얻는다. 이때 전동기는 전압과 자기장, 전류와 같은 전기적인 특성을 가질 뿐만 아니라, 온도∙ 진동∙ 소음과 같은 기계적인 특성들도 동시에 지니고 있다. 이런 다양한 특성들 때문에, 매 상황마다 적합한 기기를 만들기란 쉽지 않은 일이다. 하지만 최근 홍정표 교수(미래자동차공학과)가 속한 ECAD(Electro-mechanical Computer Aided Design Lab) 연구실에서는 여러 설계 변수들을 통해 전동기의 성능을 예측하고 설계에 반영할 수 있는 실증적인 방법론을 제시했다. 자신이 원하는 몇 가지 변수 값이 달라진다고 가정했을 때 이에 따른 성능 변화를 그래프로 확인하며 엔지니어들이 즉시 설계안을 짤 수 있도록 고안한 것이다. 전기와 기계의 복합적 양상을 동시에 고려하다 지금까지 공학을 전공으로 하는 많은 연구자들은 본인이 원하는 시스템에 적합한 엔진을 찾기 위해 수많은 시행착오를 겪으며 연구에 매진해왔다. 그리고 이러한 대부분의 연구는 하드웨어의 전기적인 측면이나 기계적인 측면 한 쪽에만 초점을 맞췄다는 한계가 있었다. ▲홍정표 교수(미래자동차공학과)가 'IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 국제전기전자기술자협회) '에 실린 'Simple Size Determination of Permanent-Magnet Synchronous Machines' 논문에 대해 설명하고 있다. “전기와 기계가 일체화된 해결책을 내고 싶었어요. 전류를 적게 흐르고 힘을 크게 했을 때 열과 진동은 어떻게 변하는지, 똑같은 부피에서 지름과 높이 변화에 따라 모터의 효율이나 온도가 어떻게 변하는지 등을 연구하길 원했죠.” 이를 위해 홍 교수는 '영구 자석(Permanent-magnet)'을 이용한 실증 연구를 진행했다. “영구자석은 재질과 온도에 따라 특성이 정해져요. 그리고 외부에서 가해지는 전기자 자계(전류와 턴수의 곱), 자기회로의 저항과도 관련이 깊죠.” 이외에 영구자석은 전류를 흘리지 않고도 자기를 만들 수 있고 이에 따라 발열이 줄고 크기를 작게 할 수 있다는 장점이 있어 전동기 연구에 많이 쓰인다. 그렇다면 구체적인 실험 과정은 어떻게 진행됐을까. 먼저 홍 교수는 3가지 설계 변수의 크기 변화에 따른 전동기의 전기적∙기계적 특징을 그래프로 정리했다. “형상 비율(SR: Shape Ratio), 로터의 단위 체력당 회전 모멘트(TRV: Torque per Rotor Volume), 토크 밀도(TD: Torque Density)라는 세 가지 변수를 고려했어요.” 이들 변수는 회전자의 모양과 크기, 모터의 크기를 결정짓고 모터 열원과 발열 면적에도 영향을 미치기 때문에 전기적인 특징뿐만 아니라 기계적인 특징에도 영향을 미친다. 하지만 ‘토크 밀도(TD)’의 경우 이를 작게 설계하면 모터의 효율이나 온도 특성은 향상될 수 있으나, 그만큼 크기가 커지고 비용이 증가하기 때문에 적절한 수준에서 결정하는 것이 좋다. ▲(왼쪽 그림) '토크 밀도(TD)'가 7832[Nm/m3]인 초기모델에서 '형상 비율(SR)'과 '로터의 단위 체력당 회전 모멘트(TRV)'가 변화함에 따라 z축의 '효율(Eff)' 이 어떻게 변화하는지가 나와있다. (오른쪽 그림) 모터의 특성에 영향을 미치는 여러 매개변수 중 '전압'과 '온도' 제한을 확인할 수 있다. (출처: 홍정표 교수) 시뮬레이션을 통한 정확한 방향 제시 이번 연구는 모터의 특성에 영향을 미치는 여러 매개변수(역기전력, 인덕턴스 등)를 산정하고 비례식을 이용해 특성이 향상된 모델을 설계했다. 또 이런 방법으로 산출된 결과에 대한 신뢰성을 높이기 위해 시작품(Prototype)을 제작하고, 부하시험(Load Test)과 무부하시험(No-load Test)을 통해 논문에서 제시한 방법에 대한 신뢰도를 확인했다. “시뮬레이션의 중요한 점은 하드웨어를 만들었을 때 '예측한 만큼 그 값이 나오느냐'예요. 이번 연구를 통해서 설계 변수의 변화에 따른 전반적인 성능 변화를 한눈에 알아볼 수 있죠.” 하지만 홍 교수는 이보다 더 중요한 것은 ‘제대로 된 설계 방향의 제시’라고 말했다. “이번 연구 결과를 통해 추후 기기 개발 시 소요될 시간과 시행착오를 줄일 수 있을 거라 생각해요. 그만큼 많은 엔지니어들이 빠르게 설계안을 결정할 수 있을 겁니다.” ▲홍정표 교수는 "그동안 'ECAD연구실'에서 해왔던 데이터들을 모아 이번 연구를 진행했다"며, "앞으로 사회는 전기와 기계 분야 모두를 융합할 줄 아는 인재를 요구할 것"이라고 말했다. 더욱더 많은 분야에서 상용화될 것 홍 교수는 현재 전동기가 자동차나 가전 기기, 엘리베이터 등 다양한 분야에 사용되며, 앞으로는 움직이는 모든 물체의 구동원(驅動原) 역할을 할 것이라고 말했다. “현재 일본은 전동기로 소형 전기 비행기를 띄우는 기술까지 발전한 상태입니다. 그리고 점점 그 개발 기간은 단축될 걸로 보입니다. 추가적으로는, 연료를 덜 쓰는 만큼 대기 오염 문제도 해결될 것으로 예상하고요.” 글/ 오상훈 기자 ilgok3@hanyang.ac.kr 사진/ 김윤수 기자 rladbstn625@hanyang.ac.kr

2017-10 16

[학술]공구 교수, 유방암 항암제 내성 원인 유전자 발견

▲공구 교수 한양대 공구 병리학교실 교수팀이 ‘에스트로겐 수용체 유방암’ 표적 치료제에 대해 내성을 유발하는 새로운 유전자를 발견했다. 에스트로겐 수용체 유방암은 전체 유방암의 70%를 차지하는 암이다. 에스트로겐 수용체 유방암에 걸린 환자 중 20~30%는 항호르몬 치료제에 대한 내성이 생겨 치료에 차질을 빚고 있지만 지금까지 정확한 원인과 치료법이 밝혀지지 않았다. 공 교수는 이번 연구를 통해 RBP2 유전자의 활성이 에스트로겐 수용체 양성 유방암 환자의 항호르몬 치료제에 내성을 유발한다는 사실과 RBP2 유전자 활성을 억제함으로서 항호르몬 치료제에 대한 내성을 차단할 수 있음을 밝혔다. 공 교수는 “향후 에스트로겐 수용체 양성 유방암 치료에 RBP2 유전자가 유용하게 사용될 예정이다”며 “현재 개발 중인 RBP2 활성 저해제가 에스트로겐 수용체 양성 유방암을 보다 효과적으로 치료할 것이다”고 말했다. 공 교수는 현재 RBP2 유전자의 유방암 진단과 치료기술에 관한 특허출원을 한 상태다. 이번 연구 결과는 (논문명 : Role of RBP2-Induced ER and IGF1R-ErbB Signaling in Tamoxifen Ressitance in Breast Cancer) 암 연구 분야 세계적 저명 학술지인 「미국 국립 암연구소 학술지(Journal of the National Cancer Institute)」 10월 12일 온라인판에 게재됐다.

2017-09 27

[학술][이달의 연구자] 김선정 교수(전기생체공학부) (1)

지구가 우리에게 제공해주는 자원과 에너지는 무한하지 않다. 이에 따른 에너지 부족 문제를 해결하기 위해 태양광과 풍력 에너지 등의 신재생 에너지 연구가 이뤄지고 있다. 이러한 가운데, 김선정 교수(전기생체공학부)가 속한 한양대와 텍사스주립대학을 주축으로 3개국 8개팀이 차세대 신소재인 탄소나노튜브를 꼬아 새로운 개념의 실을 개발했다. ‘트위스트론 실(Twistron Harvester Yarn)’로 불리는 이 기술은 전기 에너지를 영구적으로 직접 생산하는 능력을 갖고 있기 때문에 새로운 차원의 신재생 에너지로 주목 받고 있다. 트위스트론 실을 만들어내는 탄소나노튜브 지난 2006년부터 2015년까지 생체인공근육연구단의 연구를 수행했던 김 교수는 외부에서 가하는 에너지로만 움직일 수 있는 인공근육의 한계를 느꼈다. 그러던 중 김 교수는 실험과정에서 우연히 인공근육으로부터 발생하는 자체적인 에너지를 감지했다. “처음에 감지된 에너지를 보고 ‘이게 왜 나올까’ 고민을 많이 했어요. 같이 연구를 하던 학생들에게 ‘잘못된 거다, 다시 해보자’라고 했지만, 또다시 에너지가 생산 되는 것을 봤어요. 그렇게 연구가 시작된 거죠.” ▲김선정 교수가 과학 분야에서 세계 최고권위지인 사이언스(Science)에 실린 이번 연구 내용을 설명하고 있다. 트위스트론 실은 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 연결된 신소재인 탄소나노튜브로 구성된다. 탄소나노튜브는 굵기가 사람의 머리카락의 10만분의 1정도로 굉장히 얇고, 속은 비어 있는 튜브 형태의 물질이다. 주목할만한 점은 탄소나노튜브의 강도가 철강보다 무려 100배나 뛰어나다는 것이다. 전기 전도도는 구리와 비슷하다. 현재 탄소나노튜브는 반도체, 배터리, 그리고 텔레비전 디스플레이에 이용되는 기술이다. 트위스트론 실은 고강도, 고경량의 용수철 형태로서, 탄소나노튜브를 번들로 꼬아 만들어졌다. 에너지를 생성하는 원리는 매우 간단하다.“신축성을 주기 위해서 용수철처럼 만들었어요. 꼬아서 만들었기 때문에 이 실은 회전도 할 수 있고, 잘 늘어나기도 하죠.” 신축성이 높은 해당 실을 잡아 당기면, 꼬임과 밀도가 증가하고, 부피는 줄어들면서 전하가 방출된다. 결과적으로 전하가 모이게 되면서, 실에 저장된 전기가 전기 에너지로 방출 되는 것이다. 마찬가지로 전해질 속에서 수축, 이완하거나 회전운동을 할 때도 에너지가 발생한다. 기존의 배터리와는 달리, 트위스트론 실에서 생성된 에너지는 반영구적이고, 무제한이다. ▲’트위스트론 실’의 주사전자현미경 사진. 용수철 모양으로 꼬여 있는 것을 볼 수 있다. 이 실 하나는 탄소나노튜브로만 이루어져 있다. (출처: 김선정 교수) 무궁무진한 발전에 기여할 것 한번에 대량의 에너지를 무제한적으로 생산할 수 있다는 점과 외부의 에너지를 공급받을 필요가 없다는 점이 이번 연구의 우수함이다. 트위스트론 실을 초당 30회 정도의 속도로 잡아당겼다 놓으면 킬로그램당 250와트, 즉 태양광 패널 한 개의 에너지를 생산할 수 있다. 또한, 잡아당기는 행위로만 에너지를 생산할 수 있기 때문에 실용화가 된다면 활용 가능성도 높다. 자가구동 무선센서, 해양에서 대량 전기생산, 그리고 휴대폰과 드론의 배터리로 쓰일 수 있을 만큼 이 기술은 유용하다. 하지만 실용화까지는 좀 더 기다려야 한다. “아직은 탄소나노튜브가 굉장히 비싸요. 그래도 수요가 늘어나면 시장 원리에 의해서 가격이 저렴해질 수 있을 거예요. 이후 개인들이 트위스트론 실 기술을 고가의 의료, 헬스기기로 만나볼 수 있을 겁니다.” 트위스트론 실의 또 다른 장점은 우리가 알고 있는 일반 실과 비슷한 성질을 지닌다는 것이다. “일반 실처럼 부드럽고, 심지어 바느질도 가능합니다. 특수성을 띤다는 점에서만 차이를 보이는 것이죠.” 김 교수는 실이 옷감으로 쓰일 수 있다는 점을 참고해, ‘웨어러블 디바이스(Wearable Smart Device)’를 강조했다. “’트위스트론 실’을 이용해 만든 옷을 입고 다니면, 사람들은 그 옷으로부터 생성된 전기를 이용해 스마트폰을 언제든지 충전할 수 있어요. 귀걸이와 같이 착용되는 액세서리 또한 IoT(사물인터넷) 기술을 사용하는 하나의 IT기기로 탈바꿈할 수 있습니다.” ▲옷에 트위스트론 실을 꿰매서 붙인 상태로, 사람이 호흡을 할 때 마다 실로부터 전기 에너지가 생성되는 것을 알 수 있다. (출처: 김선정 교수) 트위스트론 실의 실용화를 위해 김 교수는 “자신이 좋아하는 분야에서 항상 새로운 것을 시도해 나가는 것이 중요하다”고 말했다. 앞으로는 트위스트론 실의 실용화에 전념할 계획이라는 김 교수. “탄소나노튜브를 이용한 인공근육 실의 신재생 에너지 가능성을 보여준 것이 이번 연구의 핵심이라고 생각합니다. 이제는 ‘트위스트론 실’과 탄소나노튜브 기술을 더욱 저렴하고, 효율적인 기술로 발전해나가는 연구를 꾸준히 진행할 예정입니다.” ▲세계 여러 사람들과의 협업을 거친 이번 연구 성과에 대해 김 교수는 뿌듯함을 드러냈다. “저자들이 서로 주고받은 이메일에 있던 수많은 ‘Many Thanks’가 이번 성과의 과정을 말해주는 것이 아닐까요?” 글/ 유혜정 기자 haejy95@hanyang.ac.kr 사진/ 김윤수 기자 rladbstn625@hanyang.ac.kr

2017-09 25

[학술]박원일 교수, 장시간 체내에서 작동하는 생체이식형 소자 개발

박원일 한양대 신소재공학부 교수는 이재석 미국 시카고대학 연구원(제1저자, 신소재공학부 학사 03·신소재공학과 박사 09)과 함께 조개껍질에서 아이디어를 얻어 장시간 체내에서 안정적으로 작동할 수 있는 ‘생체이식형 소자’를 개발했다고 밝혔다. 생체이식형 소자란 최근 각광받는 웨어러블 기기의 최종단계 기술로, 체내에서 건강정보를 측정·수집하고 외부로 전송하는 기기를 의미한다. 하지만 대부분의 이식형 소자는 생체친화성이 좋지 않아 면역반응에 의한 부작용·거부반응 때문에 장시간 체내에 있을 수가 없었다. 또한 소자가 한 장소에 고정되지 않고 소자 핵심물질이 딱딱해 물리적으로 파손되는 경우가 많았다. 박 교수는 조개껍질이 합성되는 과정에서 영감을 얻어 생체모방광물화 과정(biomimetic mineralization)을 통해 방해석(calcite)을 합성하고 이를 주변 환경에 능동적으로 반응하는 능동형 보호막 구조(active passivation structure)에 적용시켰다. 이를 통해 소자는 충격이나 주변 물질로부터 보호되고 체내에서 성능이 극대화 됐다. 또한 방해석이 합성되는 동안 피부의 콜라겐과 얽혀 체내 특정위치에 고정돼 장시간 사용도 가능해졌다. 이 연구원은 “능동형 보호막 구조는 생친화성 물질로 구성돼 체내를 소자로부터 보호할 뿐만 아니라 체내의 물질들로부터 소자를 보호하는 역할을 수행한다”며 “기존 생체 이식형 소자에 적용하면 안정적으로 장기간 사용할 수 있어 생체 이식형 소자 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업의 지원받아 보치 티안(Tian) 시카고대학 교수팀, 위차이 왕(Wang) 중국과학기술대학(USTC) 교수팀과 함께 진행했다. 연구 결과는(논문명 : 3D calcite heterostructures for dynamic and deformable mineralized matrices) 「네이처 커뮤니케이션즈」 9월호에 게재됐다. ▲박원일 교수 ▲이재석 연구원

2017-09 19

[학술]정민 교수, 조선판 국방백서 ‘비어고’ 실제 저자는 정약용 입증

▲정민 교수 정민 국어국문학과 교수가 조선판 국방백서로 불리는 ‘비어고(備禦考)’의 실제 저자가 조선 후기 대표적 실학자인 다산(茶山) 정약용(1762∼1836)이라는 입증결과를 발표했다. 비어고(備禦考)는 방비(사전대비)와 방어에 관한 책이란 뜻으로, 국방에 필요한 자료를 집대성했다. 한·중·일 동북아 3국의 전쟁사와 실제 전쟁에서 수행할 병력 운용·군수 보급 방법 등이 자세하게 수록됐다. 본 책은 정약용이 아닌 정약용의 친구이자 조선 후기 하급 무관이었던 이중협(李重協)이 저자로 표기돼 있다. 정민 교수는 9월 15일 서울 성균관대 대동문화연구원 학술대회에서 비어고의 실제 저자가 정약용이라는 내용을 담은 논문 ‘다산 비어고의 행방’을 발표했다. 또한, 다산의 제자였던 정주응의 ‘미산총서’도 ‘비어고’의 일부분이라는 내용도 함께 제기했다. 동아일보 9월 15일 자 기사에 따르면, 이날 열린 학술대회에서 정 교수는 “학문적 성과가 뛰어나지 않은 이중협과 정주응의 저서로만 알려져 그동안 학계에선 관련 연구가 거의 없었다”며 “두 저서에선 다산이 저자일 수밖에 없는 흔적이 곳곳에서 발견된다”라고 밝혔다. 이어 정 교수는 “실제 ‘비어고’를 보면 송풍암(松風菴)이라는 저자가 편집했다는 기록이 나오는데 송풍암은 다산이 자주 사용한 별칭 중의 하나다”라며 “이중협은 다산이 전남 강진에 유배됐을 당시 자주 찾아올 정도로 막역했던 동갑내기 친구”라며 “책에 군사기밀을 다룬 내용이 많아 유배를 겪었던 다산이 현직 무관인 친구의 이름으로 책을 낸 것으로 추정된다”고 말했다고 전했다. 정 교수에 따르면, 정약용의 저서 ‘경세유표’에도 ‘비어고는 내가 쓴 책이다. 동방의 전쟁을 모아서 한 책으로 만들고, 관방(關防·국경의 요새)과 기용(器用·무기 사용법)에 관한 여러 주장을 살폈으며, 군사제도의 연혁을 밝혔다’라는 내용이 나온다고. 정 교수는 “한중일 역사 분쟁은 유사 이래 계속돼 왔기 때문에 이에 대한 방어와 방책이 가장 중요하다고 다산은 바라봤다”라며 “다산의 비어고에 대한 후속 연구가 심도 깊게 이뤄진다면 동아시아 안보위기를 겪는 현재에 큰 시사점을 줄 수 있다”고 설명했다. ▶ 해당 기사 바로가기 (클릭)