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Magazine Review

Krict 이모저모 지속가능한 원자력발전의 열쇠 방사성 물질 제거기술

지구를 지켜라     <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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; 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SMR(Small Modular Reactor)은 핵연료, 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등이 하나의 용기에 일체화된 소형 원자로입니다. 공장에서 생산되는 모듈을 조립해서 만들 수 있기 때문에 대형 원전에 비해 건설기간이 짧고 비용도 저렴합니다. 원전의 지속적인 역할 확대를 위해서는 효율과 경제성뿐만 아니라 안전성 확보를 위한 연구개발도 더욱 중요해질 수밖에 없습니다. 현재 세계 방사성 폐기물 관리 시스템 시장 규모는 2021년 기준 200억 달러에 달하는 것으로 알려져 있습니다. 이 가운데 방사성 폐기물의 운반 및 처분 비용이 약 17.3%로 가장 높은 비율을 차지합니다. 따라서 방사성 폐기물의 부피를 줄여 처분 비용을 최대한 낮추는 것이 원전 확대를 서두르고 있는 나라들의 공통된 관심사가 되고 있습니다. 우리나라 역시 200리터 한 드럼 당 1,500만 원에 이르는 방사성 폐기물의 막대한 처리 비용은 물론, 향후 20년 간 발생할 것으로 보이는 약 39만 드럼 분량의 처분 공간을 마련하는 것이 큰 부담일 수밖에 없습니다. 포화 상태로 향하고 있는 국내 원전의 임시저장시설, 새로운 방사성폐기물 처분장 확보에 필요한 지난한 사회적 합의의 과정을 감안할 때 보다 빠르고 효과적인 대안 마련이 시급한 상황이지요.     원전에서 배출되는 방사성 가스 기술 개발 연구진. 왼쪽부터 홍도영 책임연구원, 차가영 박사후연구원, 황영규 책임연구원     이런 가운데 최근 화학연 연구진이 세계 최고 수준의 방사성 가스 제거 기술을 선보여 보다 안전하고 경제적인 원자력 이용과 발전에 큰 기여를 하게 될 것으로 기대를 모으고 있는데요. 원전의 배기가스나 산업체, 병원 등에서 유출될 수 있는 방사성 요오드를 높은 습도의 환경에서도 효과적으로 제거할 수 있는 화학소재의 표면처리 기술을 개발한 것입니다. 방사성 요오드는 원자력 발전소에서 다량의 수분과 함께 배출되는 기체 방사성 폐기물 중 하나입니다. 배출량도 미미하고 반감기도 8일에 불과하지만 낮은 농도에서도 호흡기를 통해 인체에 축적되면 갑상선암 등을 유발할 수 있는 위험물질이지요. 원전 기술의 발전을 통해 방사성 요오드를 비롯한 크세논, 크립톤, 브롬, 삼중수소 등의 방사성 기체들은 대부분 활성탄 흡착층 등의 여러 처리법을 통해 자연방사선에 의한 피폭선량보다 극히 낮은 수준으로 억제되고 있습니다. 하지만 최근 원전 이용의 확대를 앞두고 환경 규제가 더욱 강화되며 더 높은 성능의 흡착제가 요구되고 있는 상황이지요. 이에 따라 전 세계적으로 초다공성 하이브리드 나노세공체인 MOF(Metal-Organic Framework)가 원전의 독성가스 제거용 소재로 많이 활용되고 있지만, 이 역시 수분에 취약해 외부에 습기가 많을 때 방사성 기체의 제거 성능이 급격히 감소한다는 한계점을 보이고 있었습니다. 화학연 연구진은 이런 문제를 극복하기 위해 원자력발전소 필터 혹은 방독면 등에 사용 가능한 MOF의 표면을 특정 화합물로 처리해 고습 환경에서도 방사성 기체 중 주요 누출 핵종인 메틸요오드화합물(CH3I)을 매우 높은 제거율로 포획할 수 있는 화학소재를 개발했습니다. 기존 MOF 흡착제에 수분을 차단하는 성질(소수성)을 부여해 높은 습도에서도 극저농도의 메틸요오드화합물을 선택적으로 포획할 수 있도록 한 것이지요. 이와 함께 방사성 요오드와 상호작용하는 귀금속 은을 대신하는 활성 물질 아민류를 이용해 99.999%라는 세계 최고 수준의 메틸요오드화합물 제거 성능을 약 11일 동안 유지하는 데도 성공했습니다. 이는 기존에 상용화된 활성탄 흡착제 대비 280배나 높은 제거량을 나타냅니다. 또한 화학연의 새로운 방사성 요오드 제거 기술은 산업적으로 제거가 까다로운 것으로 알려진 휘발성 유기화합물 포름알데히드에 대해서도 고습 환경에서 기존 탄소계 흡착제 대비 5배 우수한 성능을 기록했습니다. 원자력 산업뿐만 아니라 다양한 산업에서도 오염물질 제거에 활동될 수 있는 가능성을 확인한 것이지요. 연구진은 화학연의 방사성 요오드 제거 기술이 향후 신규 원전의 주류로 부상할 SMR의 배기가스 정화용 흡착제를 비롯해 방사성 물질 제거용 방독면 정화통, 극저농도 유해가스 흡착 및 농축 시스템 등에 활용될 것으로 예상하고 있는데요. 방사성 물질에 직접 노출되는 관련 현장의 산업인력의 건강뿐만 아니라 잠재적 위험으로부터 시민의 안전을 지키는 데도 중요한 역할을 할 수 있는 만큼 향후 원전 이용의 확대가 불가피한 국가 에너지믹스 정책에 대한 국민적 신뢰 향상에 많은 기여를 하게 될 것으로 기대하고 있습니다.   기후변화 저지의 핵심 열쇠인 온실가스 대응 기술과 더불어 국민 건강의 안전핀이 될 방사성 폐기물 제거 기술까지, 보다 친환경적이고 경제적인 에너지 기술의 완성을 위해 분투하고 있는 화학연의 전 방위적인 행보가 2050 탄소중립을 향한 전 세계의 노력에 한층 더 지혜로운 해법을 제시하게 되기를 기대합니다.

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research KRICT 2022년 3분기 간추린 NEWS

KRICT 2022년 3분기 간추린 NEWS <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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 제1회 국가연구소 기업가정신 토크콘서트       국가과학기술연구회(NST)와 정부출연연구기관, 서울경제가 공동주최하는 ‘제1회 국가연구소 기업가 정신 토크 콘서트’가 7월 18일 화학연 디딤돌플라자 4층 강당에서 개최됐다. 기술패권시대 국가 생존 담보와 미래 성장 동력 확충 방안, 출연연의 국가 임무형 연구개발(R&D) 강화, 영향력이 큰 연구 확대, 기술 이전과 창업 등 기술 사업화 활성화를 위해 열린 이번 토크콘서트에는, 채영복 전 과학기술부 장관과 김복철 NST 이사장, 이미혜 화학연 원장 등 각 출연연 원장, 기업가 정신 전문가들이 참석해 특별 대담을 나누었으며, 창업에 도전한 연구원과 기술 이전을 많이 한 연구원, 외부 전문가 등이 자유 토론을 통해 경험을 나누며 기술 이전과 기업가 정신 고취 방안을 제안했다. 국가연구소 기업가 정신 토크 콘서트는 이번 화학연편 외에도 KIST, 전자통신연구원, 항공우주연구원 등 주요 정부출연연구기관을 순회하며 열릴 예정이다.    울산문수야구장 관람객 바이오플라스틱 체험 행사     울산시는 9월 7일 문수야구경기장 주 출입로에서 화학연이 개발한 생분해성 바이오플라스틱 일상생활 체험 행사를 개최했다. 이날 행사는 야구 경기 관람객들이 생분해성 플라스틱 시제품을 사용해보고 품질과 활용성을 평가하는 자리로 마련됐다. 행사는 바이오플라스틱 실증사업 소개, 제품 전시·배포, 분리배출 시민의식 모니터링 등으로 구성됐으며 참가자들에게는 야구경기장에서 사용 가능한 바이오 플라스틱 부채, 쇼핑 봉투, 과자용기 등 시제품 10종이 제공됐다. 사용 후 폐기된 제품은 수거해 생분해성 실증평가가 진행됐다. 이들 시제품은 화학연구이 국내 기술로 개발한 고강도 피비에이티(PBAT)를 바탕으로 하며 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도가 높고 6개월 이내 90% 이상 생분해되는 것이 특징이다. 이 사업에 참여하는 SKC는 고강도 PBAT 양산기술을 확보해 연간 7만t 규모 생산시설 건립을 검토하고 있으며 지역기업인 대인을 포함한 7개 기업이 생활편의용 제품으로 가공해 2024년까지 15종을 생산할 계획이다. <span color:="" font-size:="" style="font-weight: 700; font-family: se-nanumgothic, " white-space:="">

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research ㈜KCC와 차세대 모빌리티용 기능성코팅소재 기술 관련 업무협약(MOU) 체결

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> ㈜KCC와 차세대 모빌리티용 기능성 코팅소재 기술 관련 업무협약(MOU) 체결 정밀·바이오화학연구본부           지용성 분자의 지질방울 소기관으로 저장 기작 규명.  지질방울 소기관에 지용성 분자가 선택적으로 저장되는 결정 요인은 지용성 분자의 형태(‘유연-웜형(flexible-worm)’ 및 ‘강성-막대형(rigid-rod)’)에 기인한다.  지용성 분자의 지질방울 소기관으로 저장 기작 규명.  지질방울 소기관에 지용성 분자가 선택적으로 저장되는 결정 요인은 지용성 분자의 형태(‘유연-웜형(flexible-worm)’ 및 ‘강성-막대형(rigid-rod)’)에 기인한다.   원 연구원, 가재원 책임연구원, 김   화학연은 모빌리티 코팅 소재 분야 대표 기업인 ㈜KCC(대표 정재훈)와 차세대 모빌리티용 기능성 코팅소재 기술 관련 업무협약(MOU)을 체결하였다. 9월 6일 오전 10시 화학연 N2동 대회의실에서 개최된 이날 업무협약식에는 화학연 이미혜 원장, 이철위 정밀·바이오화학연구본부장, (주)KCC 중앙연구소 김범성 소장, 유기부문장 최승엽 전무 등 각 기관 관계자 6명이 참석했다. 화학연은 업무협약 체결을 통해, 연구팀이 개발하여 글로벌 홍보에도 성공한 ‘햇빛으로 자가치유가 가능한 투명 코팅 소재 기술’을 활용하여 차세대 모빌리티용 기능성 코팅소재 기술 개발 및 상용화를 공동으로 추진한다. 전세계적으로 새로운 소재 개발 전쟁이 치열한 가운데, 화학연 김진철 박사 연구팀은 기존 보호용 코팅 소재와 내구성 등의 성능이 동일하면서도 햇빛만으로 표면 흠집이 자가치유되는 투명한 코팅 소재를 개발했다. 개발된 소재로 코팅된 자동차 표면의 흠집을 한낮 햇빛에 30분 이상 노출시키면, 자가치유 과정을 통해 그 흠집이 스스로 사라질 수 있다. 개발된 소재에 햇빛이 흡수되면 빛 에너지가 열 에너지로 바뀌면서 표면 온도가 올라가고, 온도가 올라가면 고분자들이 원래의 그물망 구조에서 해체돼 떨어졌다 붙었다를 반복하며 자가치유되는 원리다. 연구팀이 개발한 자기치유 코팅 소재는 향후 자동차 등 수송기기 및  건축재료의 코팅 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 코팅 소재를 적용하면 자동차 재도장 시 다량으로 발생하는 유해성 유기용매 등의 사용을 줄일 수 있어 탄소중립 실현에도 기여할 것으로 기대된다. 이번 업무협약 체결을 계기로, 향후 화학연과 (주)KCC에서는 그동안 연구실 스케일에서 주목받아왔던 자가치유 코팅 소재뿐만 아니라 자가세정, 저에너지 경화 등의 기능성 코팅소재에 모빌리티 도장 공정을 적용하여 상용화할 수 있는 솔루션을 개발할 예정이다. 이를 통해, 친환경 및 자율주행 모빌리티 구현에 핵심인 기능성 모빌리티 코팅 소재의 글로벌 경쟁력을 확보하고 ‘소재–부품–완성차’에 이르는 국내 공급망 구축에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다. 화학연 이미혜 원장은 “화학연에서 지난 10년간 축적해 온 기능성 코팅소재 원천 기술과 ㈜KCC의 코팅 소재 양산 기술을 접목하여, 모빌리티 코팅소재 분야에서 큰 시너지 효과를 낼 것으로 기대된다.”고 말했다. (주)KCC 김범성 소장은 “이번 업무협약을 계기로, (주)KCC의 축적된 도료기술과 화학연의 요소기술의 융합으로, 차별화된 자동차 코팅소재를 개발하여 글로벌 모빌리티 도료 시장을 선도해나가겠다.”고 밝혔다.

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 고부가 의약품 소재 생산에서 맞춤형 저장까지… ‘비스포크(BESPOKE) 인공세포 소기관’ 개발

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 고부가 의약품 소재 생산에서 맞춤형 저장까지… ‘비스포크(BESPOKE) 인공세포 소기관’ 개발 정밀·바이오화학연구본부     지용성 분자의 지질방울 소기관으로 저장 기작 규명. 지질방울 소기관에 지용성 분자가 선택적으로 저장되는 결정 요인은 지용성 분자의 형태(‘유연-웜형(flexible-worm)’ 및 ‘강성-막대형(rigid-rod)’)에 기인한다.   생명 시스템을 재설계하여 새롭게 제작하는 합성생물학 기술이 전 세계적으로 바이오 기술패권의 핵심 게임체인저로 자리매김하고 있는 가운데, 국내 연구진이 살아있는 미생물 세포로 고부가가치 의약품 소재의 고효율 생산에서부터 소재 맞춤형 저장까지 올인원(all-in-one) 공정이 가능한 ‘비스포크(BESPOKE) 인공세포 소기관’을 새롭게 개발하였다.   화학연 이주영 박사, 포스텍 오승수·손창윤 교수 공동 연구팀은 최근 발표된 연구에서 바이오 전 분야에 활용할 수 있는 고부가가치 의약품 소재 생산 및 고집적 저장을 위해 인공 ‘지질방울 소기관(lipid droplet organelle)’을 성공적으로 개발하였다. 본 성과는 데이터 과학과 컴퓨터 모델링을 접목한 합성생물학의 대표적 성공 사례로, 살아있는 미생물 세포의 디자인과 재설계를 통해 의약품, 헬스케어 소재 등 바이오·의약 분야에 널리 활용될 것으로 기대된다.   기존 바이오 분야 연구의 취약점인 생명현상의 복잡성과 다양성에 의한 불확실성(비예측성), 기술개발 소요 기간, 그에 따른 막대한 비용 등의 문제를 극복하기 위해 '예측가능한 고성능 세포 시스템'을 디자인하고 제작할 수 있는 합성생물학 기술 개발이 필요하였다.   이에 따라, 화학연-포스텍 공동 연구팀은 분자 거동을 정밀 예측하는 컴퓨터 시뮬레이션 과정을 통해 맞춤형 인공 세포를 활용한 고부가 가치 의약품 소재 생산의 가능성을 제시하였고, 실제 미생물 세포를 인공적으로 디자인하고 재설계하였다.   그 결과 인공 미생물 세포가 생산하는 ‘스쿠알렌’, ‘지아잔틴’ 등 바이오 의약품 소재 및 헬스케어 소재의 고집적 저장에 최적화된 ‘지질방울 소기관’을 성공적으로 개발하였다.   본 연구에 의하면 지방 및 지질 등의 지용성 분자는 구조적 특성에 따라 크게 유연-웜형(flexible-worm) 및 강성-막대형(rigid-rod)의 두 가지 형태로 분류된다. 연구팀은 이러한 지용성 분자와 세포 내 지질방울 소기관과의 물리화학적 상호작용과 세포 내 움직임을 컴퓨터 기반 분자 시뮬레이션으로 계산하고 그 구조적 특성에 따르는 독특한 저장 메커니즘을 새롭게 밝혔다.   구체적으로, 지용성 분자는 기름 방울 속에 잘 녹아들어간다는 일반적 인식과는 달리, 기름과의 친화력이 높은 소수성(hydrophobic) 결합을 통해 ‘지질방울 소기관’ 표면과 1차적으로 상호작용하더라도, 지용성 분자의 형태적 다변성에 따라 지질방울 내부로 침투 여부가 결정될 수 있음을 세계 최초로 규명하였다.   연구팀은 지용성 분자의 구조적 저장 메커니즘을 적극적으로 활용하고자, 미생물 세포 내 지질방울 소기관 생성 기작을 인공적으로 리모델링하였다. 유연-웜형 분자용 소기관 내부 크기를 극대화하고, 강성-막대형 분자용 소기관 표면적을 극대화한 소기관을 각각 개발하여 맞춤형 인공 미생물 세포를 생산하였다.   지용성 분자는 정상 세포 내에 과잉 축적되면 세포막을 녹이는 독성을 유발하여 세포 생성과 성장을 저해한다. 따라서 지용성 분자를 지질 방울 안에 저장시키면 세포 독성을 줄여 세포의 생존력을 높일 수 있게 되는 것이다.   이러한 맞춤형 저장이 가능한 ‘지질방울 소기관’ 기술로 인공세포 저장 능력을 30배 이상 향상시켜, 세포가 안전하게 살 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 이 기술을 통해 의료용 지용성 분자 생산에 최적화된 차세대 인공 미생물 세포 개발 기술로 활용이 가능할 것으로 전망한다.   화학연 이주영 박사는 “바이오 대전환 시대를 맞아 살아있는 세포를 산업적 니즈에 맞게 맞춤형으로 디자인하고 인공적으로 개발할 수 있는 합성생물학 기술 확보를 통해 대한민국이 글로벌 기술패권시대에 과학기술 주권 국가 역할을 할 수 있기를 희망한다.”라고 말했다.   이번 연구결과는 세계적 권위 학술지인 ‘Nature communications(IF : 17.694)’ 6월호 논문으로 게재되었다.   또한 이번 연구는 한국화학연구원 기본사업 및 과학기술정보통신부 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행하였다.  

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 초실감 메타버스 적용신개념 홀로그램 소재 개발

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 초실감 메타버스 적용 신개념 홀로그램 소재 개발 화학소재연구본부           광역학 메커니즘 기반 홀로그램 기록소재를 개발한 가재원 박사 연구팀. (좌로부터) 이예원 연구원, 가재원 책임연구원, 김형석 박사후연구원   코로나 팬데믹 이후 비대면 사회가 지속되면서 전세계적으로 AR 및 VR 기술에 홀로그램 기술을 반영한 확장현실 (XR) 및 메타버스 기술에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데, 국내 연구진이 실감형 메타버스를 구현할 수 있는 신개념 홀로그램 기록소재를 개발하는데 성공했다. 화학연 가재원 박사 연구팀과 경북대학교 김학린 교수 연구팀은 최근 발표된 연구 논문에서, 광역학 메커니즘을 이용한 비확산형 홀로그램 기록소재를 개발하였다고 보고하였다.  연구팀이 개발한 홀로그램 기록소재를 통해 기존의 소재로 구현하기 힘들었던 자동차용 홀로그래픽 HUD(Head-Up Display), 확장현실 스마트 글라스 등의 응용분야에도 손쉬운 적용이 기대된다. 국내에서 메타버스 플랫폼은 싸이월드란 이름으로 경험했었고, 최근에는 제페토, 게더타운 등의 메타버스 플랫폼 유행으로 친숙한 용어가 되었다.  하지만 현재 구현된 메타버스는 주로 2차원 캐릭터로, 현실감이 떨어진다는 단점이 있다. 이점을 보완하여 사용자에게 극강의 현실감과 몰입감을 주는 기술인 '확장현실(XR)'을 통해 메타버스를 완벽히 구현할 수 있다. 실제로 애플, 구글, 마이크로소프트, 메타 등 글로벌 기업에서 XR용 스마트 디바이스를 개발하고 있다. 이러한 XR의 핵심은 빛의 간섭 및 회절 특성을 이용하여 사물의 완전 입체정보를 기록한 기록물인 ‘홀로그램’ 기술이다. 빛의 색과 명암만을 기록한 사진과 달리 홀로그램을 활용하면 실감나는 입체 영상을 구현할 수 있다.  하지만 ‘홀로그램 기록’을 위한 기존의 은염 소재는 필름카메라의 사진 인화 작업과 같은 습식공정이 필수적이므로 대량 제작이 쉽지 않다. 또한 포토폴리머 소재는 이 문제를 극복하였지만 극소수의 미국, 독일 등 외국 기업이 독점하고 있으며, 홀로그램 기록과정에서 반드시 레이저를 맞은 부분과 맞지 않은 부분 사이의 단량체 농도차이가 발생하여, 맞지 않은 부분에서 맞은 부분 쪽으로 단량체의 이동이 일어나는 광반응성 화합물의 확산과정이 수반되어야 해서 다양한 응용분야에 적용하는데 한계가 있다. 이에 연구팀은 기존 홀로그램 기록소재들의 이러한 단점들을 보완하여, 광반응성 화합물의 확산 과정이 수반되지 않는 간단한 조성의 광역학 메커니즘이 적용된 홀로그램 기록용 소재를 개발하였다. 홀로그램은 ①조성물을 ②필름화하여 ③홀로그래픽 광학부품으로 ‘기록’하는 과정을 거치는데, 연구팀은 적색, 녹색, 청색 등 특정 파장의 레이저 빛에 반응하는 ‘광민감성 물질’과 빛의 투과도나 굴절율을 바꾸는 ‘수용체’, 그리고 이 둘이 고르게 분포된 필름을 만들 고분자 매트릭스 등 3가지 구성성분을 활용해 새로운 조성물을 개발하였다. 개발한 조성물의 ‘광민감제’는 레이저를 쏘면 반응성이 매우 큰 활성산소종을 만들어 주변의 ‘수용체’와 빠르게 반응하여 ‘수용체’의 구조를 변화시키고 레이저를 맞지 않은 부분과 차이가 발생한다. 이러한 원리로 필름에 홀로그램을 기록할 수 있다.  이렇게 개발한 조성물 필름에 홀로그램을 기록하면, 매우 얇으면서 다양한 기능을 가진 홀로그래픽 광학부품으로 응용이 가능하다. 이는 기존의 소재 대비 조성물의 구성성분이 세 가지로 간단하고, 반응물질의 확산 과정이 불필요해 손쉽게 홀로그래픽 광학부품용 소재로 활용이 가능하다. 이번 연구결과는 과학기술 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 포토닉스 리서치(Advanced Photonics Research)’ 2022년 8월호 표지논문으로 게재됐다. 또한 이번 연구는 한국화학연구원 기본사업의 지원을 받아 수행됐다.

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 에너지 없이 건물이나 자동차 표면을 냉각시키는친환경 복사 냉각 소재 개발

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 에너지 없이 건물이나 자동차 표면을 냉각시키는 친환경 복사 냉각 소재 개발 화학소재연구본부     개발된 복사냉각용 소재를 건물 모델에 적용했을 때, 냉각 효과를 확인하기 위해 수동복사냉각 코팅이 적용된 건물 모델과 코팅이 되지 않은 건물의 온도변화 비교 (좌: 건물 모델 사진, 우: 열화상 카메라 이미지)   전 세계적으로 지속 가능 에너지 기술 개발 및 효율적인 에너지 관리 방안 마련이 시급한 상황에서, 국내 연구진이 추가 에너지 사용 없이 에어컨처럼 냉각이 가능한 친환경 제로-에너지 냉각 소재를 개발하였다.   화학연 김용석·박찬일 박사·박초연 학생연구원, 중앙대학교 유영재 교수, 캘리포니아대학교 어바인(UCI) 이재호 교수 공동 연구팀은 최근 발표된 연구에서 다양한 분야의 냉각에 활용할 수 있는 친환경 수동 복사냉각 소재를 개발했다. 햇빛의 95% 이상을 반사하여 직사광 아래에서도 열복사에 의해 물체의 표면을 냉각시키는 기술이다.   본 기술 개발을 통해 여름철 냉각이 중요한 건물, 자동차, 태양전지 등 다양한 분야에 응용하여 에너지 사용 없이 효율적인 열관리에 기여할 수 있을 것으로 전망된다. 뿐만 아니라, 생분해되는 친환경 소재를 활용하여 폐기물이 발생하지 않아 친환경 냉각 소재로 널리 활용될 것으로 기대된다. 수동 주간 복사냉각은 물리학에서 특정 온도의 흑체로부터 나오는 모든 파장의 복사를 설명하는 플랑크 법칙에 따라 물체에서 자발적으로 발생하는 전자기복사를 이용하여, 열을 방출시키고 태양 빛은 반사하여 물체의 표면 온도를 낮추는 기술이다. 즉, 수동 복사냉각 기술은 낮에도 복사냉각을 유지하기 위해서 태양 빛을 95% 이상 반사하면서 열방출을 용이하게 하는 소재 기술이 관건이다.   지구의 대기를 구성하는 분자들(O₂, CO₂, H₂O 등)은 적외선 영역(0.8 - 25 μm 파장) 대부분의 열을 흡수하지만, 그중 대기창 영역(8 - 13 μm 파장)의 열은 오히려 투과시키는 특성을 보인다. 이 대기창 영역에서 물질의 방사율을 제어하면 열 방출을 극대화해 표면을 시원하게 할 수 있다.   기존까지 연구된 수동 복사냉각 소재는 태양광을 반사하기 위해 알루미늄(Al) 혹은 은(Ag) 기판 위에 열 방출을 위한 구조체들을 도입했기 때문에, 비싸고 충격에 약하며 공정이 복잡하고 대면적화가 어렵다는 등의 단점으로 실제 건물에 응용하기 어려웠고, 분해와 재활용이 불가능해 사용 후에 환경 문제를 일으킬 수 있었다.   이에 화학연과 중앙대 공동 연구팀은 별도의 반사층 기판 없이 생분해성 고분자인 폴리락타이드(PLA) 내에 열유도 상분리 공정을 통해 다공성 물질에서 마이크로 크기의 기공 안에 나노 크기의 기공이 계층적 형태로 형성된 계층적 기공 구조를 가지도록 설계했다.   연구팀은 기공 구조 제어를 통해 PLA 필름의 태양광 반사율 특성을 조절하는 것은 물론이고, 열복사가 우수하여 낮에도 복사냉각 효과가 뛰어난 신소재를 개발하였다.   이번에 개발한 신소재를 옥외에서 테스트한 결과, 개발된 복사냉각용 필름은 여름철 직사광 아래에서 주변 온도보다 9℃ 가량 냉각되었으며, 상용 화이트 페인트보다 냉각 효과가 우수한 것으로 확인되었다.   특히 미국 켈리포니아 어바인 대학에서 실시한 시뮬레이션 결과에 따르면, 서울 기준 약 100m2의 면적을 가진 건물에 이 기술을 적용 시 연간 최대 8.6%의 전력소비를 줄일 수 있어, 우수한 에너지 절감효과가 있는 것으로 나타났다.  또한 이번 연구에서 개발된 PLA 필름의 생분해성 평가 결과, PLA 소재 특유의 생분해성으로 시료의 크기가 점차 줄었으며, 12일 차에는 최종적으로 분해됨을 확인하였다. 따라서 향후 상용 페인트를 대체할 경우 건축 폐기물 발생을 줄일 수 있어 경제적 친환경 소재로 활용될 것으로 기대된다.     화학연 이미혜 원장은 “이번 기술 개발로, 소재 및 에너지 소자 분야 관련 기업과의 적극적인 협업을 통해 에너지 절감 및 효율적인 열관리를 위한 핵심기술을 선점할 수 있을 것으로 전망된다.”라고 말했다.   이번 연구결과는 과학기술 분야 국제학술지 ‘ACS Sustainable Chemistry & Engineering’ 2022년 5월호 표지 논문으로 게재됐다.   또한 이번 연구는 한국화학연구원 기본사업, 산업통상자원부의 산업연계형저탄소공정전환 핵심기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. <span letter-spacing:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -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: se-nanumgothic, "><span color:="" font-size:="" style="font-weight: 700; font-family: se-nanumgothic, " text-align:="" white-space:=""> <span :="" alt="" apple="" center="" class="se-fs-fs16 se-ff- se-style-unset " color="" color:="" font-size:="" helvetica="" id="SE-19f86f7e-c8d4-4886-b21a-300d67623928" img="" letter-spacing:="" malgun="" overflow-wrap:="" p="" segoe="" span="" src="/utl/web/imageSrc.do?path=29qZt3WM%2BXz%2BH716wdU0cw%3D%3D&physical=3v7qxZnngXp8OMPQT5r%2F1Va5FlHCi78YE2okpj0o7VsdxJXutqLdItuLd3C%2BBGwE&contentType=7oHpcLEfM96IqdtH%2BnzZKA%3D%3D" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; 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  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 그래핀을 이불처럼 덮어 3,000회 측정 가능한 혈당센서 기술 개발

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 그래핀을 이불처럼 덮어 3,000회 측정 가능한 혈당센서 기술 개발 화학소재연구본부           기존 기술이 촉매가 주변 환경에 노출되어 성능이 떨어질 수 밖에 없었던 반면, 본 기술의 촉매 전극은 그래핀 층으로 보호되어 있다.   한 번 쓰고 버리는 게 아닌, 약 3년 동안 지속적으로 쓸 수 있는 혈당센서 기술이 개발됐다. 향후 웨어러블 기기에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.    현재 시판되는 혈당 측정 센서는 대부분 일회용이며, 일회용이 아니더라도 2주일 이상 가는 센서가 드물다. 그러나 향후 웨어러블 기기에 적용하기 위해서는 지속적으로 쓸 수 있는 혈당 센서가 필요하다. 이에 전세계적으로 오래 쓸 수 있는 혈당센서 기술이 개발되고 있지만 기술의 복잡성과 난이도 때문에 연구가 기초 단계에 머물러 있다.   화학연 이정오 박사팀과 세명대학교 장아랑 교수팀은, 하루 3회 측정시 약 3년 동안 지속적으로 쓸 수 있는 새로운 혈당 센서 기술을 개발했다. 실험시 3,000번까지 센서 성능 유지를 확인했으며 그 이상의 횟수에서도 센서가 작동될 가능성이 있다.    일반적으로, 혈당 센서는 체액(혈액, 땀 등의 분비물)과 센서 속 효소가 반응해 나오는 부산물 중 하나인 ‘과산화수소’를 검출하는 방식으로 작동한다. 체액 속에 있는 ‘글루코오스’가 센서의 효소와 만나 과산화수소를 배출하면, 센서 안의 전극과 과산화수소가 전기화학적으로 산화 환원 반응을 일으키는 과정에서 과산화수소의 양을 감지하는 원리다. 이때 일어나는 전기화학 반응에는 촉매가 필수적인데, 촉매가 직접 체액에 닿기 때문에 체액으로 인한 손상이 일어나 센서의 지속성이 떨어졌던 것이다.    연구팀은 촉매가 직접 체액에 닿지 않도록 촉매 위에 얇은 그래핀 단원자 층을 덮어 촉매의 수명을 획기적으로 늘렸다. 그래핀으로 덮인 촉매는 여러 번 사용해도 체액에 노출되지 않아 성능이 그대로 유지된다.    기존 촉매는 플라스틱 기판 위에 그래핀 전극을 깔고 그 위에 촉매 나노입자가 초코칩처럼 박힌 형태였다. 연구팀은 이것을 뒤집어서, 플라스틱 기판 위에 촉매가 바로 오고 그 위를 그래핀 전극이 이불처럼 덮은 형태로 만들었다.    원래 촉매가 바로 체액과 닿아야 전기화학적 반응이 일어나는데 그 사이를 그래핀으로 막았는데도 반응이 일어난다는 것을 연구팀이 확인했다. 실험 결과, 3,000번 사용해도 성능이 안정적으로 유지됐다.    이러한 결과는 그래핀의 특징 때문에 가능한 것으로 확인됐다. 그래핀은 빛과 양자 외에는 투과할 수 없어 체액이 촉매에 직접 닿는 것을 막아주면서도, 고유의 전기적 특성 때문에 촉매가 전기화학적 반응을 일으킬 수 있도록 도와준다.   이번 연구결과는 ACS Nano 6월호에 게재되었다. 연구팀은 한국, 중국, 미국 특허를 등록하고, 웨어러블 혈당 센서 실용화를 위한 후속 연구를 수행하고 있다.    연구책임자 이정오 박사는 “본 기술과 적절한 체액추출 기술의 결합을 통해 장기간 안정적으로 사용할 수 있는 웨어러블 혈당센서의 개발이 가능하다. 해당기술은 촉매의 안정성이 중요한 다양한 전기화학반응에도 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.   이번 성과는 한국화학연구원의 기본사업 및 한국연구재단 기초연구실 사업, 국민위해인자에 대비한 기체분자식별분석사업(다부처사업)으로 수행되었다.

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 전기차 주행거리 향상을 위한 고용량 이차전지 음극재 생산 업무협약 체결

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; word-break: keep-all; overflow-wrap: break-word; color: rgb(102, 102, 102); text-align: center;" text-align:="" word-break:=""> 전기차 주행거리 향상을 위한 고용량 이차전지 음극재 생산 업무협약 체결 화학공정연구본부       이차전지용 시장선도형 핵심소재 상용화를 위한 업무협약식에 참석한 각 기관 대표. 우로부터 ㈜스마트코리아 장채원 대표, ㈜에스제이신소재 김흥철 대표, 화학연 이미혜 원장, 서해그린화학㈜ 경영지원부장 오관율. ? 세계적으로 전기차의 주행거리 향상 경쟁이 치열해지고 있는 가운데, 국내 연구진과 기업들의 협업을 통해 고용량 음극재 생산을 추진 중이다.   화학연과 화학연에서 관련 기술을 이전받은 (주)에스제이신소재(김흥철 대표), 서해그린화학(주)(모종면 대표), (주)스마트코리아(장채원 대표) 등 3개 기업이 고용량 이차전지 조기 상용화를 목표로 기존 대비 효율이 극대화된 음극재 생산을 앞두고 있다.   3개 기업은 화학연에서 이전 받은 기술로 각각 개발·생산하던 소재를 활용하여 하나의 상용품을 개발하기로 하였고, 이를 위해 7월 18일 14시, 업무협약을 체결하였다. 이번 업무협약에서 화학연은 각사의 소재 경쟁력을 결집하는 민간주도 혁신성장의 디딤돌 역할을 수행한다는 점에서 의미가 크다.   본 소재의 개발로 최근 전기자동차의 해결과제인 ▲장거리 주행을 위한 고용량 배터리 및 ▲고용량에 따른 안전성 해결에 핵심 소재를 제공하여, 국내 전기자동차 배터리 경쟁력 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.   이번에 생산 예정인 고용량 음극재 생산 기술은 상충 관계에 있는 ▲주행거리 관련 '배터리 고용량' 문제와 ▲고용량에 따른 '안전성' 문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 기술이다. 연구팀은 다공성 탄소소재 각각의 기공에 기존 흑연 음극재(평균 370 mAh/g) 대비 약 5배 이상 용량에 해당하는 실리콘을 성장시켰다. 이를 통해 고용량화 달성과 동시에, 배터리 폭발사고 등의 안전성 문제를 해결할 수 있다.    효율적인 상용화를 위해 화학연으로부터 기술을 이전 받은 3개 기업이 역할을 분담하여 진행한다. 서해그린화학(주)과 (주)스마트코리아가 코팅용 피치와 석유계 잔사유를 활용한 탄소소재 제조용 중간소재인 피치계 다공성 탄소소재를 각각 생산하여 공급하고, (주)에스제이신소재에서는 이를 공급받아 고용량 음극재를 최종 생산한다.      본 업무협약을 통해 피치계 다공성 탄소소재를 새롭게 디자인하고 실란가스 기반 실리콘 성장을 최적화시켜, 기존 흑연계 음극재 대비 5배 이상 용량을 향상시키고 충전 시 실리콘 부피팽창에 따른 안정성 문제를 해결할 수 있는 소재를 공급할 계획이다.       한국화학연구원 임지선 박사 연구팀은 2018년 서해그린화학(주)에 석유계 잔사유 기반 피치, 2020년 (주)스마트코리아에 피치계 전도성·다공성 탄소소재 및 2022년 (주)에스제이신소재에 실리콘계 음극재용 탄소소재 제조 기술을 이전한 바 있다.    서해그린화학(주)은 음극재용 코팅용 피치 제조 상용화를 위해 이전받은 기술을 기반으로, 본 소재의 생산을 위해 충남 서산시에 4만평 부지에 8,000톤/년 규모로 생산하여 ㈜에스제이신소재에 일부 공급할 예정이다. 특히, 그동안 독일에서 전량 수입에 의존하고 있었던 코팅용 피치를 국내에서 최초로 생산한다는 점에서 의미가 크다.   (주)스마트코리아는 이전 기술을 기반으로 다공성 탄소소재를 자사 제품인 유해가스 공기정화장비에 적용하고 있다. 우수성을 인정받아 대전광역시 스타기업 및 한국발명진흥회 우수발명품 우선구매추천사업에 선정되었다. 본 MOU를 통해 (주)에스제이신소재에 최대 600톤/년의 다공성 탄소소재를 공급할 수 있을 것으로 기대된다.   (주)에스제이신소재는 실란가스 기반 실리콘 성장기술 및 최근 화학연에서 이전받은 탄소소재 제조기술로 2026년 기준 6,000억원의 매출 목표를 수립하였다. 올해 연말부터 이를 위한 양산 시설의 운영을 시작한다. (주)에스제이신소재는 생산되는 음극재 수요기업과의 협업을 통해 조기 상용화를 달성한다는 계획을 실행 중이다. 한편, 화학연에서는 3개 기업에 이전된 기술을 활용하여 생산된 각각의 소재가 하나의 음극재로 구성될 수 있도록 원내 프로그램을 통한 기술지원, 성능 및 수율 향상에 대한 현장자문을 수행할 예정이다.   본 소재의 개발로 기존 흑연 음극재 대비 약 5배 이상의 용량 구현이 가능하고 실리콘 부피 팽창에 대한 안정성이 30% 이상 우수하여 전기차용 배터리 분야의 시장을 선도할 수 있을 것으로 예상된다.   화학연 이미혜 원장은 “이번 MOU를 통해 본원에서 기술이전을 받은 기업 간의 공급-수요망 확보 및 시장 경쟁력 강화의 우수 사례로 이번 성과가 전기차용 이차전지 사업에 시장선도형 소재가 될 수 있는 초격차 기술로 자리매김하기를 기대한다.”고 말했다.   이번 연구는 한국화학연구원 기본사업, 과학기술정보통신부 연구개발특구육성사업 및 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업 지원으로 수행됐다.

  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 화학연, 롯데케미칼과 탄소중립 화학기술 이전 협약식 개최

KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; 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  • 등록일2022-11-02
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Krict Research 화학연, 창립 제46주년 기념 행사 개최 한국화학연구원

<span font-size:="" style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: se-nanumsquare, " white-space:=""> KRICT 온새미로 * 온새미로는 ‘있는 그대로, 자연 그대로’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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; 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: -0.3px; 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; 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margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; line-height: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" ui="" white-space:="" width:="" word-break:=""><span .="" 19="" alt="" apple="" ccu="" center="" class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align-center " color="" color:="" div="" font-size:="" height:="" helvetica="" id="SE-35f89f61-7018-4a1b-9731-eda2c8c513f6" img="" justify="" letter-spacing:="" malgun="" overflow-wrap:="" p="" position:="" segoe="" span="" src="/utl/web/imageSrc.do?path=29qZt3WM%2BXz%2BH716wdU0cw%3D%3D&physical=yIENfrR4wJNXrdCbHSjCETQ0VcVwHQlp1rmw7h3wwSGd7l3hB4n%2B408l9EghQOfA&contentType=Q06q6rtjXpOt%2FyLrsVzZBw%3D%3D" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: 16px; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" ui="" vertical-align:="" white-space:="" width:="" word-break:=""> <span font-size:="" style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: se-nanumsquare, " white-space:="">

  • 등록일2022-11-02
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People&Collabo 미세모에서 산업용 브러시까지 화학연 날개 단 로컬 강소기업

KRICT 일비 * 일비는 ‘가까이에서 도움이 되는 존재’를 뜻하는 순우리말입니다.   미세모에서 산업용 브러시까지 화학연 날개 단로컬 강소기업         (좌)한국화학연구원 정현교 책임 기술원 / (우)비비씨(주) 안재범 팀장     지난 2020년 9월 성장 가능성이 높은 중견·중소기업들이 활약하는 코스닥 시장에 새로운 기업이 이름을 올렸습니다. IT, BT 같은 첨단 기술 기반의 벤처기업들 가운데서 오랜 기간 생활용품을 생산해온 지방 기업이 상장에 성공한 것은 보기 드문 사례인 만큼 주식시장에서도 꽤 이례적인 관심을 모았지요. 20여 년 넘게 P&G, 콜게이트, 유니레버, LG생활건강, 아모레퍼시픽 등의 국내외 주요 생활용품 기업들에 덴탈케어 소재 미세모를 공급해온 비비씨㈜가 그 주인공입니다.          지역 강소기업에서 세계적인 소재기업으로? 대중에게 잘 알려져 있지 않지만 비비씨㈜는 각 분야의 세계시장에서 중요한 위치를 차지하는 히든 챔피언이라 할 수 있습니다. 국내 시장은 70%의 점유율로 적수가 없고, 세계 칫솔모 시장에서도 7%를 차지하고 있는 글로벌 강소기업이지요. 2020~2021년 두 해에 걸쳐 370억 원 대의 매출로 최대의 실적을 거두며 사세 확장이 거듭되고 있는 이 회사는 기존의 주력 분야인 미세 칫솔모 가공기술을 바탕으로 고객사들의 다양한 수요에 부응하기 위해 보건용 마스크의 핵심원료인 필터, 뷰티헬스케어 복합소재, 섬유제품 등으로 계속해서 사업 포트폴리오를 확장하고 있는데요.      강기태 대표는 “폴리부틸렌테레프탈렌(PBT) 소재의 미세모 기술에 대한 오랜 연구개발을 통해 글로벌 기업 듀폰이 장악하고 있던 나일론모 중심의 국내 칫솔모 시장의 판도를 완전히 바꿀 수 있었다”며 “그간 쌓아온 미세모 가공 원천 기술과 원재료 및 완제품 생산 전반의 노하우가 여러 분야에서 응용이 가능한 만큼 다양한 소재 분야의 전문기업으로 변화를 시도하고 있다”고 설명합니다.      화학연은 지역 강소기업에서 세계적인 소재 전문기업으로 제2의 도약을 꿈꾸고 있는 비비씨의 노력에 큰 힘을 보태고 있습니다. 화학연 중소기업지원실은 그간 다양한 국책 및 지자체 기업지원 과제의 기획과 운영을 통해 화학연의 기술 역량과 기업의 비즈니스 역량을 결합하는 데 주력해 왔는데요. 중소기업지원실의 산학연 협력사업 전문가 중 한 사람인 정현교 책임기술원은 KRICT 멤버십 기업인 비비씨가 추진 중이던 사업 영역 확대에 대전시 소재 기업의 글로벌 경쟁력 강화사업인 생생기업 해커톤 캠프사업이 효과적일 것으로 판단했습니다. 먼저 해당 과제로 사업 타당성을 분석한 뒤 후속과제를 통해 상용화 연구개발을 지원하자는 복안이었습니다.        초정밀 브러시 사업화를 향해         이들이 주목한 새로운 사업 분야는 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 재질의 연마에 사용되는 산업용 필라멘트 제품이었습니다. 그 가운데서도 특히 스마트폰 등 정보통신기기용 글라스를 연마하거나 표면의 평활도를 높이고 이물질을 닦아내는 정밀 브러시 개발이 주요 목표가 됐습니다. 비비씨가 이미 오랜 업력을 통해 필라멘트 구조설계, 필라멘트 압출·방사·가공 등 제조 공정 전반의 원천기술과 인프라를 고루 갖추고 있던 만큼 성공 가능성이 높은 분야였습니다.      이에 따라 정현교 책임기술원과 비비씨는 생생기업 해커톤 캠프사업의 지원을 활용해 핵심역량 강화를 위한 협업에 들어갑니다. 비비씨가 보유한 필라멘트 압출·방사·가공과 첨가제 적용 기술을 기반으로 기존의 나일론 브러시보다 물성과 가격 모두 경쟁력이 높은 신소재의 특성을 분석해 최적의 복합소재 기능을 발휘할 수 있는 연마제와 상용화제 개발에 나선 것이지요.    또한 산업용 브러시 시장 분석과 특허 동향 조사에 들어갔습니다. 이와 함께 비비씨의 압출방사 공정과 신규 개발 중인 산업용 브러시의 또 다른 응용 분야를 발굴하기 위해 고성능 플라스틱, 수소, 이차전지 등의 첨단산업을 대상으로 한 시장조사도 병행됐는데요.        중소기업이 살아야 화학산업이 산다     이렇게 약 1년간에 걸친 협업을 통해 산업용 브러시의 사업화 가능성과 방향성을 점검한 화학연과 비비씨는 현재 대전시와 화학연이 함께하는 정밀화학 기술협력사업에 선정되며 막바지 제품개발에 더욱 박차를 가할 수 있는 더 큰 동력을 얻게 됐습니다. 비비씨는 이 같은 성과를 기반으로 향후 화학연의 생분해성 소재 및 기능화제 연구 성과를 이용해 기후변화 및 탄소중립에 대응하는 친환경 필라멘트 개발에도 앞장선다는 계획을 갖고 있지요.      한편 화학연은 국내 유일의 화학 분야 정부출연연구기관으로 연구개발 성과의 산업현장 보급과 전문인력 양성에 앞장서며 화학 산업이 우리나라의 핵심 기반사업으로 성장하는데 견인차 역할을 해왔습니다. 이는 비단 고비용의 장치산업을 영위할 수 있는 대기업뿐만 아니라 대한민국 기업의 99퍼센트, 전체 고용의 88퍼센트를 책임지고 있는 생활밀착형 중소기업 육성에서도 마찬가지였습니다.      중소기업 지원은 화학연의 오랜 전통이기도 합니다. 이미 설립 초기인 1983년부터 중소기업지원 전담부서를 설치해 중소기업을 대상으로 기술 이전과 애로기술 해결 활동을 활발히 추진해 왔는데요. 이 과정에서 중소기업에 대한 인식도 경제적 약자에서 기술혁신 주체로 변화하였고 이 같은 환경변화에 따라 중소기업이 지역적 한계를 넘어 글로벌 강소기업으로 성장할 수 있도록 기술혁신 역량 강화에 더욱 주력하게 되었습니다. 특히 2017년 준공한 KRICT 디딤돌플라자와 중소기업부설연구소 육성센터를 기반으로 정부출연연구기관 중 최초로 화학 분야 유망 중소·중견기업들을 원내에 직접 입주시켜 R&D부터 사업화까지 전주기적으로 집중 지원하고 있기도 합니다.      우수한 전문 인력, 기술개발 연구 노하우, 최상의 연구시설을 기반으로 중소기업이 강소기업으로 도약할 수 있는 발판을 제공하는 데 앞장서온 화학연은 이제 비비씨와의 협업을 통해 로컬 산업의 글로벌화라는 또 다른 상생 모범 사례를 일구고 있습니다. 화학연과 비비씨의 노력이 국내 중소기업의 경쟁력 향상은 물론 국가 균형발전의 더 큰 성공 사례로 이어지기를 기대합니다. <span .="" apple="" bt="" class="autosourcing-stub-extra" color="" color:="" div="" helvetica="" id="SE-7a4e5f5d-164f-412d-88e7-a9ed4fa55863" justify="" krict="" letter-spacing:="" malgun="" overflow-wrap:="" p="" position:="" segoe="" span="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; line-height: 24px; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" ui="" white-space:="" word-break:=""> <span .="" apple="" bt="" class="autosourcing-stub-extra" color="" color:="" div="" helvetica="" id="SE-7a4e5f5d-164f-412d-88e7-a9ed4fa55863" justify="" krict="" letter-spacing:="" malgun="" overflow-wrap:="" p="" position:="" segoe="" span="" style="box-sizing: border-box; margin: 10px 0px 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 15px; line-height: 24px; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" ui="" white-space:="" word-break:=""> <span .="" apple="" bt="" class="autosourcing-stub-extra" color="" color:="" div="" helvetica="" id="SE-7a4e5f5d-164f-412d-88e7-a9ed4fa55863" justify="" krict="" letter-spacing:="" malgun="" overflow-wrap:="" p="" position:="" segoe="" span="" style="box-sizing: border-box; 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  • 등록일2022-11-02
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Krict Issue 모빌리티·스마트폰·하우징까지 소부장 혁신 촉매 ‘자가치유 기술’

KRICT 아리아리 * 아리아리는 ‘어려워도 함께 헤쳐가자’라는 뜻의 순우리말입니다.     모빌리티·스마트폰·하우징까지 소부장 혁신 촉매 ‘자가치유 기술'       자가치유(self-healing)란 원래 사람이나 동물, 식물의 상처와 질병이 시간이 지나면 저절로 회복되는 현상을 말합니다. 이런 생명체 고유의 능력을 금속이나 플라스틱 같은 무생물에서도 구현하고자 하는 것이 자가치유 기술이지요.       <span color:="" font-size:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" white-space:="">액체야, 고체야? <span color:="" font-size:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" white-space:="">    ㉠   깨지거나 늘어나도 시간이 지나면 저절로 원상 복구되는 자가치유 소재의 가능성이 가장 먼저 대중에게 각인된 것은 영화를 통해서였습니다. 1991년의 공상과학영화 ‘터미네이터2’를 통해서였지요. 이 영화는 ‘전편보다 나은 속편은 없다’는 영화계의 통념을 깨뜨리며 전 세계적으로 큰 화제가 되었는데요. 그 중심에 액체금속 로봇 T-1000이 있었습니다. 완전히 소멸된 것처럼 땅바닥에 퍼져 있다가도 스르르 본래의 형상을 되찾고 다시 추격에 나서는 불가사의한 모습이 관객들을 전율과 공포로 몰아넣었습니다.     CG로만 구현될 것 같았던 자가치유 물질은 10년 만에 실제로 그 가능성이 확인됐습니다. 2001년 미국 일리노이대 연구진이 플라스틱의 균열을 복원하는 마이크로캡슐을 개발한 것입니다. 이 마이크로캡슐에는 디사이클로펜타디엔(C10H12)이란 액체 화합물이 들어 있었는데요. 마이크로캡슐을 함유한 고분자가 손상되면 마이크로캡슐이 깨지면서 디사이클로펜타디엔이 흘러나와 굳으면서 균열을 메웠습니다.    2005년에는 일본의 자동차회사 닛산이 접촉사고로 생긴 흠집을 저절로 복구하는 자가치유 페인트를 개발했다고 발표해 세계를 놀라게 했습니다. 2011년에는 네덜란드 델프트공대 연구팀이 수분을 만나면 번식하는 세균 캡슐을 콘크리트나 아스팔트 같은 건축소재에 섞어 넣는 기술을 선보입니다. 산소나 물이 없어도 장기간 생존하는 곰팡이 포자와 특수 박테리아 등을 이용하는 것이지요. 콘크리트에 금이 가서 물과 산소가 공급되면 세균이 다시 먹이활동을 하며 시멘트의 주원료인 탄산칼슘을 내뿜고 규칙적인 결정을 이뤄 갈라진 틈을 메우는 원리입니다. 미국항공우주국(NASA)은 이렇게 점점 더 발전하는 자가치유 기술을 2030년부터는 우주선과 우주복에도 적용한다는 목표를 세워두고 있기도 한데요.               통념 깨는 자가치유 기술      <span color:="" font-size:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" white-space:="">통념 깨는 자가치유 기술     자가치유 물질은 의류, 신발, 타이어, 스마트폰, 자동차처럼 늘 크고 작은 스크래치가 생기는 제품들의 소재로서 정말 매력적입니다. 사용수명을 늘릴 수 있으니 친환경적이기도 하지요. 또한 자가치유 물질은 건축물과 포장도로, 접근이 힘든 지중 설비와 해저케이블, 인체에 삽입되는 의료기기 등의 사후관리에도 획기적인 변화를 불러올 수 있습니다.       하지만 여전히 내구성이 약하고 원상회복까지 시간도 너무 오래 걸리는 점, 일회용 캡슐이라 같은 부위에 또 균열이 생기면 다시 치유하거나 재도장하기가 어렵다는 등의 한계로 인해 상용화를 위해서는 여전히 더 많은 연구개발이 필요한 상황인데요.     한 가지 희소식은 현재 자가치유 소재 분야에서 가장 앞서고 있는 나라 중 하나가 바로 우리나라란 사실입니다. 우리나라는 특히 물체 속에 자가치유가 가능한 소재 캡슐을 섞어 넣는 방식이 주류를 이루는 것과 달리, 분자가 서로 끌어당기는 힘을 이용해 물질 자체에 자가치유 능력을 부여하는 연구로 세계적인 주목을 받고 있습니다.     세계적 주목을 받고 있는 자가치유 소재       <span color:="" font-size:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" white-space:="">세계적 주목을 받고 있는 자가치유 소재 <span color:="" font-size:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" white-space:="">  <span color:="" font-size:="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: 700; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: 1.6; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em;" white-space:=""> 4D 프린팅용 형상기억 신소재 기술을 개발한 화학연 연구팀 (좌로부터 김용석 센터장, 김동균 선임연구원, 박성민 선임연구원)       2018년 화학연 연구진이 개발한 고탄성 자가치유 소재는 절단 후 2시간 정도가 지나면 80%, 6시간 후에는 100% 회복돼 5kg 무게의 아령을 매달며 일본이 가지고 있던 기존의 세계 최고 인장강도 기록을 두 배 넘게 앞질렀습니다. 또한 계속되는 후속연구로 올해 초에는 중국이 가지고 있던 세계 최단 원상회복 시간을 2분에서 30초로 크게 단축하는 데도 성공했습니다.     지난해에는 맞춤형 의료기기와 가변형 전자소자, 소프트 로봇 등에 활용할 수 있는 4D 프린팅용 자가치유 신소재가 개발됐습니다. 4D 프린팅 기술은 기존의 3D 프린팅을 통해 만든 3차원 구조체가 특정 조건 하에 스스로 변형을 일으키는 기술인데요. 화학연 연구진은 분자 사이를 다리처럼 연결하는 동적 가교반응을 이용해 자가치유와 형상기억이 가능한 비트리머 신소재를 개발하여 3D 프린팅 소재의 과다사용과 재활용 문제 해결의 열쇠를 제시하게 됐습니다.       차세대 모빌리티를 코팅한다, 햇빛만 있으면 스크래치 걱정 끝       화학연은 특히 올해 햇빛만 쬐도 자동차 표면의 흠집이 사라지는 보호용 코팅 소재의 개발을 바탕으로 상용화에서도 큰 진전을 이루게 됐는데요. 자가치유 소재는 액체금속로봇 T-1000처럼 유동적인 액체와 단단한 고체의 장점을 함께 가져야 합니다. 자유로운 분자 이동과 결합으로 스스로 손상을 회복하면서도 동시에 외부 온도와 압력에 영향을 받지 않을 만큼 단단한 특성을 발휘해야 하지요. 특히 자동차 보호용 코팅 소재는 차량 본래의 색상이 잘 드러날 수 있도록 무색투명해야 하고 고가의 제품인 만큼 내구성이 좋아야 합니다. 이런 복잡한 조건을 모두 만족시키기가 어려운 까닭에 앞서 개발된 닛산자동차의 자가치유 페인트 역시 널리 쓰이지 못했는데요.     화학연이 개발한 자가치유 코팅 소재는 한낮 햇빛에 30분 이상 노출시키면 차 표면의 흠집이 스스로 사라지고 내구성도 뛰어나 국내 산업계의 관심이 집중됐습니다. 연구진은 먼저 기존의 코팅 소재에 특정 물질을 넣어 고분자들이 해체와 재결합을 반복하는 새로운 동적 화합결합을 설계했습니다. 여기에 빛 에너지를 열 에너지로 바꿔주는 광열염료를 섞어 태양광 아래서 동적 화학결합이 활발하게 일어날 수 있도록 했지요. 화학연 연구진이 적용한 광열염료는 투명한 유기물로 제품 본래의 색에 영향을 주지 않는 데다 다양한 도료에 잘 배합되고 가격도 저렴해서 상용화에 매우 유리할 것으로 전망됐습니다.   이 같은 언론과 산업계의 평가는 곧 이어진 화학연-(주)KCC의 업무협약을 통해 한층 가시화됐습니다. KCC는 국내 1위의 산업용 도료 및 건축내외장재 전문 기업인데요. 화학연이 개발한 햇빛으로 자가치유가 가능한 투명 코팅소재 기술과 자사가 축적해온 도료기술을 결합해 자율주행자동차, 드론, 도심항공(UAM) 등의 차세대 모빌리티용 소재로 양산하고자 하는 것이지요. 화학연의 자가치유 소재기술은 이번 상용화 업무협약을 발판으로 향후 미래 이동수단은 물론 스마트폰과 웨어러블센서 등의 전자·정보기기, 건축재료 등으로도 빠르게 적용 범위를 넓히게 될 것으로 보이는데요. 화학연의 속도감 넘치는 혁신기술 개발과 상용화 노력이 소재-부품-완제품에 이르는 국가 미래 전략산업의 안정적인 공급망 구축 전반에 걸쳐 더 크게 기여할 수 있기를 기원합니다.

  • 등록일2022-11-02
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