ESG 데일리 김용태 기자 | 우리 대학 물리학과 안재욱 교수 연구팀이 레이저 빔을 이용하여 루비듐 원자를 하나씩 던지고 받는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 연구팀은 광 집게가 원자와 접촉하는 시간을 최소화하여 양자 정보가 변하지 않도록 원자를 던지고 받는 방법을 개발했다. 연구팀은 원자의 온도가 매우 낮아 절대 영도 이하 4천만분의 일의 온도의 차가운 루비듐 원자가 광 집게의 초점을 따라서 빛이 가하는 전자기력에 매우 민감하게 움직인다는 특성을 이용했다. 양자컴퓨터의 기본 구성요소인 원자를 이동하여 배치하는 기술은 리드버그 양자컴퓨팅 연구에 매우 중요하다. 하지만 원자를 원하는 위치에 배치하려면, 일반적으로 광 집게라고 불리는 매우 집속된 레이저 빔을 사용해, 원자를 하나씩 잡아서 운반해야 하는데 이렇게 운반하는 동안 원자의 양자 정보가 변화할 가능성이 크다. 연구팀은 광 집게의 레이저를 가속해서 원자에 광학적 킥을 줘서 원자를 목표지점으로 보낸 다음, 다른 광 집게로 날아오는 원자를 잡아서 멈추게 했다. 원자의 비행 속도는 65cm/s이고, 이동 거리는 최대 4.2 마이크로미터다. 기존의 광 집게로 원자를 잡아서 이동하는 기술과 대비해 원자를 던지고
ESG 데일리 김용태 기자 | 초고령화 사회로의 진입과 더불어 사고로 인한 부상, 만성질환의 증가 등으로 인공장기나 조직과 같은 생체재료 개발이 활발하다. 최근에는 세포와 생체재료를 사용해 3차원의 인공조직 구조를 구현하는 3D 바이오 프린팅 기술이 크게 주목받고 있으며, 바이오 잉크로 가장 많이 사용되는 하이드로겔의 경우 광경화( 3D 프린팅된 바이오 잉크의 분자구조를 서로 이어주는 화학적 가교제에 자외선과 같은 높은 에너지의 빛을 활용한 화학결합을 통해 물질의 분자구조를 고정하는 반응) 과정에서 사용되는 화학적 가교제(고분자의 열 강도, 내구성, 화학적 안정성, 물성 등의 성질을 개선하기 위해 분자 내 또는 분자 간 결합을 형성하는 화학물질)와 자외선으로 인해 체내에서 세포 독성을 일으킬 수 있다는 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 생체재료연구단 송수창 박사 연구팀은 광경화 과정 없이 온도조절만으로 물리적인 구조를 안정적으로 유지하고, 조직 재생을 유도한 후 일정 시간이 지나면 체내에서 생분해되는 폴리포스파젠 하이드로겔 기반의 온도감응성 바이오 잉크를 최초로 개발했다고 밝혔다. 기존의 하이드로겔 기반 바이오 잉크는 출력 후 3차원
ESG 데일리 김용태 기자 | 전조 증상 없이 갑작스럽게 실명으로 이어질 수 있는 망막 혈관 폐쇄 질환은 고령 인구 증가로 유병률이 꾸준히 증가하고 있지만 효과적인 치료법이 마땅치 않았다. 최근 국내 연구진이 폐쇄된 혈관을 회복시키는 혈관 확장제를 개발해 망막 혈관 폐쇄 질환의 극복 가능성을 열었다. 울산의대 서울아산병원 안과 이준엽 교수(의생명연구소 중개의과학연구단) · UNIST 화학과 조재흥 교수 · KAIST 화학과 백무현 교수팀은 망막 혈관이 폐쇄된 소동물 모델에 새롭게 개발한 ‘철-일산화질소 복합체’ 기반의 치료제를 주입한 결과, 폐쇄된 혈관이 확장되어 혈액 흐름이 성공적으로 회복된 것을 확인했다고 최근 밝혔다. 특히 연구팀이 새롭게 개발한 치료제는 빛에 반응하는 특성을 가져, 빛 조절을 통해 선택적이고 즉각적으로 원하는 위치에만 치료를 가할 수 있으며, 기존에 없던 새로운 기술을 기반으로 개발된 혁신적인 치료법으로 그 의의가 크다. 망막 혈관 폐쇄는 동맥, 정맥, 미세혈관 등 망막 내에 존재하는 혈관 일부가 막혀 시력이 감소되는 질환이며, 발병 후 2시간 이내에 응급처치를 받지 않으면 실명으로 이어질 수 있고, 망막 혈관 폐쇄는 흔한 시력상실 질
ESG 데일리 김용태 기자 | 평균연령 증가로 인해 심각한 뇌 질환을 동반하지 않은 일반적인 노화로 인한 뇌의 변화에 관한 연구 역시 필요한 추세다. 노화 연구와 관련하여 노화가 진행될수록 몸속에 ‘당’이 축적되고 이렇게 축적된 당은 노화-연관 염증, 혈관질환 등 다양한 질환의 원인 물질이 되고, ‘남아도는 당 분자’는 몸속 다양한 단백질에 붙어 단백질의 기능을 방해한다. KAIST의 바이오및뇌공학과 김필남 교수, 정용 교수 공동연구팀이 뇌를 감싸고 있는 뇌막(혹은 뇌수막; brain meninges)이 노화에 따른 `당' 축적이 되면서 뇌 피질을 감싸고 있는 ‘최전선 방어벽'으로의 기능에 장애가 일어남을 확인했다고 15일 밝혔다. 김 교수 연구팀은 고령자의 뇌막에서 당 분자의 과도한 축적을 확인하고, 생쥐 모델에서도 나이에 따른 당의 축적이 이뤄짐을 확인하였다. 뇌막은 뇌를 감싸고 있는 얇은 막으로 뇌를 보호하는 중요한 기능을 하고 있고, 이번 연구에서는 이러한 뇌막이 노화로 인해 생기는 기능이상이 뇌 속 ‘남아도는’ 당에 의해서 유도됨을 밝혔으며, 노화에 의해서 뇌막이 얇아지고 끈적해지면서 뇌척수액과 뇌피질과의 물질교환이 감소하는 것에 대한 원리 규명에
ESG 데일리 김용태 기자 | DGIST (총장 국양)에 따르면 로봇및기계전자공학과 최홍수 교수팀이 탈체 상태 중 생체 외 환경에서 해마 조직 절편과 신경망 형성이 가능한 마이크로로봇을 개발했다고 밝혔다. 한국뇌연구원 라종철 책임연구원팀과 공동연구를 통해 세포 전달 및 이식 과정 중 생체 외 환경에서 마이크로로봇을 이용하여 구조적, 기능적으로 연결된 신경망 분석이 가능함을 확인했다며, 향후 신경망, 세포치료제 및 재생 의학 분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 질환 또는 손상으로 인한 신경세포의 재생을 위해 세포치료제나 세포 전달 기술들이 개발되고 있는데, 최근 최소침습적 정밀 세포 전달이 가능한 마이크로로봇을 이용한 기술이 주목받고 있으며, 기존 마이크로로봇을 이용한 세포 전달 연구나 신경망 연결 연구들에서는 주로 세포 수준에서 세포의 구조적, 기능적인 연결성 검증만 수행됐다. 이에 DGIST 최홍수 교수팀은 신경망 연결을 실제 활용할 수 있도록 마이크로로봇을 활용한 연구를 수행하였고, 마이크로로봇을 통해 탈체 환경에서 기능적으로 연결된 신경망 분석과 세포 전달이 가능하도록 개발하고자 하였으며, 이를 위해 쥐의 뇌 조직을 이용하여 실험을 수행
ESG 데일리 김용태 기자 | 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)에따르면 국내 연구진이 동맥경화나 혈관염증 질환 치료에 새로운 실마리를 제공할 유전자를 발굴하였다고 21일 밝혔다. 바이오신약중개연구센터 박종길 박사 연구팀은 혈관 내피세포의 염증반응 제어에 관여하는 유전자를 발견하고, 관련 기전을 규명하는 데 성공하였으며, 이를 통해 향후 염증성 혈관질환과 동맥경화증 치료제 개발에 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대된다고 말했다. 건강한 삶을 결정하는 요인 중 하나가 바로 혈관이며, 혈관을 통해 이동하는 혈액은 우리 몸 곳곳에 영양소와 산소를 전달하고 체온을 유지한다. 이러한 혈관이 다양한 원인에 의해 혈관 내벽이 두꺼워져 탄력을 잃거나 얇아져 늘어지게 되면 정상적인 혈액의 흐름을 막아 뇌졸중이나 심근경색증과 같이 심각한 질병을 유발하기도 하고, 혈관이 막히거나 터져 매우 위험한 상황을 일으키기도 합니다. 혈관 내피세포에 기능 이상이 발생하면 면역세포가 손상 조직 부위로 이동하여 염증반응을 일으켜 감염원 및 손상된 세포를 제거하며, 과도하거나 지속적인 염증반응은 조직의 손상을 초래할 수 있어 과도한 염증반응을 제어하는 방법이 혈관염증과 관련 질환 치
ESG 데일리 김용태 기자 | 우리나라 탄소중립 시나리오에 따르면, 우리나라는 탄소중립을 위해 2050년까지 전력의 90%를 태양광으로 대체하는 것을 목표로 하고 있다. 현재 태양광 발전에서 큰 비중을 차지하고 있는 실리콘 태양전지는 비용, 효율 측면에서 가장 경쟁력 있는 기술로 여겨지지만 국토의 70% 이상이 산지이면서 태풍과 같은 자연재해가 자주 발생하는 우리나라의 지리적 특성상 태양광 발전시설의 지속 가능성에 대한 물음표는 여전히 남아 있다. 이에 대한 대안으로 건물일체형 태양전지(Building Integrated Photovoltaic, 이하 BIPV)기술에 대한 관심이 커지고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정신기술연구본부 민병권 본부장 연구팀은 BIPV에 사용되는 고안정성 무기박막 태양전지의 가격경쟁력을 확보하는 공정을 개발해 기술이전까지 완료했다고 밝혔다. 다양한 태양전지 기술 가운데 CIGS 무기박막 태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se)의 네 원소로 구성되는데, 광흡수 계수가 매우 커서 얇은 박막으로도 높은 변환효율을 낼 수 있다는 특징을 갖고 있지만 이를 BIPV에 실제로 적용하기 위해서는
ESG 데일리 김용태 기자 | 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 수소·연료전지연구센터 유성종 박사 연구팀은 초미세 나노튜브 신소재를 도입해 우수한 산소환원 반응 성능과 높은 안정성을 가진 금속 칼고게나이드 나노튜브를 개발했다고 밝혔으며, 이는 수소연료전지의 촉매로 적용하면 높은 효율과 안정성을 발휘할 수 있어 고가의 백금을 대체할 것으로 기대된다고 밝혔다. 칼코겐은 주기율표상 제16족에 속하는 원소로 산소족 원소로 불린다. 이 칼고겐 원소가 전이금속 원자와 결합하면 금속 칼코게나이드라고 불리는 2차원 시트구조의 반도체 물질이 되는데, 이들은 다양한 형태로 존재하며 각기 다른 전기적, 광학적, 촉매적 활성을 나타낸다. 그 중에서도 금속성을 띠는 1T상 물질은 우수한 전기전도성 및 촉매 성능을 나타내지만 안정성이 낮아 공기 노출, 전기화학 반응 등에 의해 촉매활성을 잃는 한계가 존재한다. 이 과정에서 반응을 촉진하기 위해 촉매가 활용되는데, 주로 산소 환원 반응을 촉진하는 촉매가 전체 연료전지의 효율 및 가격을 결정한다. 현재 대부분의 연료전지는 백금(Pt) 촉매를 주로 사용하지만, 높은 가격과 반응 중 촉매가 용출거나 응집되는 등의 낮은 내구성 문제가
ESG 데일리 김용태 기자 | 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 박준우 박사팀과 부산대 박민준 교수팀이 기존 레독스흐름전지의 한계를 뛰어넘는 기술을 개발했다고 밝혔다. 레독스흐름전지(Redox Flow Battery)는 환원(Reduction), 산화(Oxidation), 흐름(Flow)의 단어를 합성한 용어로써, 산화·환원이라는 화학적 반응을 통해 전자가 전해액의 도움을 받아 음극(-)에서 양극(+)으로 이동하며 전기 에너지를 발생시키는 원리다. 기존 이차전지와 달리 화학적 반응이 일어나는 부분과 전기를 저장하는 부분을 구분했기 때문에 출력과 용량의 독립적인 설계가 가능하고, 전지의 대용량화가 가능하다. 또한 배기가스를 배출하지 않고, 화재·폭발 위험도 없다. 현재 레독스흐름전지의 주요 핵심소재인 ‘바나듐’은 우리가 중국 등 수입에 의존하는 고(高)가격의 금속이다. 전지의 성능을 좌우하는 전압도 바나듐 레독스흐름전지가 상용 리튬이차전지보다 낮아 효율성이 10~15% 정도 떨어진다. 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 박준우 박사팀과 부산대 박민준 교수팀이 기존 레독스흐름전지의 한계를 뛰어넘는 기술을 개발했다. 이에 KERI-부산대가 활용한
ESG 데일리 김용태 기자 | 여러 약물을 동시에 복용하면, 약물간의 상호작용에 의해 약효가 달라질 수 있다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 수리 및 계산 과학 연구단의 생명 수학 그룹 김재경 CI(KAIST 수리과학과 교수) 연구팀은 채정우‧김상겸 충남대약대 교수팀과 공동으로 미국 식품의약국(FDA)이 사용을 권장하는 약물 상호작용 예측 수식이 부정확했던 원인을 규명하고, 정확도를 2배 이상 높인 새로운 수식을 제시했다. 체내 흡수된 약물은 간을 비롯한 여러 장기의 효소에 의해 대사되어 체내에서 사라진다. 두 가지 이상의 약을 함께 복용할 경우, 하나의 약이 다른 약의 대사를 변화시켜 체외 배설을 촉진하거나 억제할 수 있다. 목표로 한 치료 효과를 내지 못하거나 부작용이 발생할 가능성이 있다. 이를 ‘약물 상호작용(DDI)’이라고 한다. 약물 상호작용에 따라 약물의 제거 속도를 정확하게 예측하는 것은 의약품 처방 및 신약 개발에 있어 매우 중요하다. 의료진은 약물을 복합처방할 때 의약품 사용설명서에 명시된 약물 상호작용 정보를 토대로 처방을 내린다. 신약 개발 과정에서도 약물 상호작용을 필수로 연구하여 표시하도록 되어 있다. FDA는 약물 상호작용을