기초연구 우수성과

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피복 없이 외부면에서 위상학적 표면파 흐르는 3차원 광학 시스템 개발 한국연구재단(이사장 이광복)은 노준석 교수(포항공과대학교) 연구팀이 주기적인 3차원 구조체*를 설계하여 스핀-궤도 결합*이 없는 3차원 위상절연체를 구현했다고 밝혔습니다. 이는 기존에 3차원 위상절연체 구현을 위해 스핀-궤도 결합이 필수적 이었던 것과는 차별화된 성과입니다.

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높은 생산성 기대할 수 있는 체관 수 제어 기술 개발로 K-종자 독립 가능성 기여 국내 연구진이 식물 체내의 에너지 분배를 촉진함으로써 작물의 생산성을 증가시킬 수 있는 기술을 제안하였습니다. 한국연구재단은 황일두 교수(포항공과대학교, 제1저자 남호영 박사과정) 연구팀이 식물의 생산성 조절을 위한 새로운 전략으로 에너지 분배 통로인 ‘체관* 수’를 제어하여 토마토 생산성 향상에 기여할 수 있음을 규명했다고 밝혔습니다.

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익숙한 구조에서 발견한 새로운 현상, 위상홀효과 충격에도 보존되는 양자정보 확보 도울 실마리 찾아 스마트폰 안에 있는 첨단 센서 가운데 하나인 홀센서*. 이는 정밀하게 자기장의 크기를 측정하여 방향을 알려주거나 정해진 경로로 로봇을 이동할 때 활용이 가능한데, 이러한 홀센서를 양자정보에 활용할 수 있는 위상홀효과*가 자성체 양자나노구조에서 발견되었습니다.

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금속-페놀 네트워크 나노입자와 전기자극을 이용한 효과적인 면역 항암 반응 유도 한국연구재단은 박우람 교수(성균관대학교, 제1저자 한준혁, 신하은), 김익환 교수(고려대학교), 한동근 교수(차의과학대학교) 공동 연구팀이 면역활성 나노입자와 비가역적 전기천공법의 병용 치료를 통한 고효율 면역 항암 치료법*을 개발했다고 밝혔습니다. 대식세포는 우리 몸의 선천 면역세포 중 하나로, 암세포를 잡아먹고 이를 분해해서 항원제시를 할 수 있는 매우 중요한 역할을 하는 세포입니다. 대식세포의 활성화는 다른 면역세포의 활성화를 유도할 수 있어, 효과적인 면역 항암 치료를 위해서 대식세포를 활성화할 수 있는 다양한 물질 연구가 활발합니다.

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줄기세포 분화 조절 등의 응용 가능성 제시 국내 연구진이 세포 분화 등에 중요한 후성유전을 정교하게 조절하는 신규 분자생물학적 기전을 발굴하는데 성공하였습니다. 한국연구재단은 김세윤, 이대엽 교수(한국과학기술원) 연구팀 등이 동물세포에 존재하는 이노시톨 폴리인산 인산화(IPMK)효소*에 의하여 후성유전학적 조절이 가능함을 규명했다고 밝혔습니다.

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인공근육으로 의수를 만들고 고양이 발톱을 모사하다 국내 연구진이 기존 구동 속도 대비 2배 이상 빨라진 스프링 형태의 형상기억합금* 구동기를 이용해 사람과 동물의 골격근처럼 힘을 낼 수 있는 ‘형상기억합금 인공근육’을 개발하였습니다. 한국연구재단은 오일권 교수 연구팀(한국과학기술원, 제1저자 오세웅 박사과정)이 인공 근육을 활용한 착용형 의수와 고양이의 독특한 발톱 구조에서 착안한 생체모방 로보틱스를 개발했다고 밝혔습니다.

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하이드로젤 보호막 도입으로 광전극 구동시간 증가 확인 온실가스 발생 없이 태양 빛으로 물에서 수소 생산이 가능한 광전극. 이러한 광전극의 내구성을 높일 수 있는 생체모방형 하이드로젤* 보호 기술이 국내 연구진에 의해 개발되었습니다. 한국연구재단은 문주호 교수(연세대학교 신소재공학과, 제1저자 탄제완 박사), 이형석 교수(연세대학교 기계공학과, 제1저자 강병준) 연구팀이 광전극의 구조 손상을 방지하고 구동 시간을 획기적으로 증가시킬 수 있는 신개념 하이드로젤 기반 보호 기술을 개발했다고 밝혔습니다.

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아날로그-디지털 하이브리드 회로를 통한 센서 데이터의 신개념 연산방법 개발 다수의 센서에서 동시에 얻어지는 복잡한 데이터를 적은 전력 소모만으로 처리할 방법의 실마리를 인간 두뇌 신경망*에서 찾았습니다. 한국연구재단은 김성호 교수(세종대학교) 연구팀이 인간 두뇌의 신경망을 모사한 ‘아날로그-디지털 하이브리드 연산회로’를 이용하여, 저전력으로 드론의 자세를 정교하게 제어하는 기술을 개발했다고 밝혔습니다. 기존의 드론은 디지털프로세서*를 이용하여 센서로 부터 얻어지는 정보를 연산하고, 이를 기반으로 드론의 자세를 제어합니다.

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IoT, 웨어러블 및 소프트 로봇 전원 원천기술로 활용 기대 빛을 받으면 스스로 변형하고 이동하는 일명 '트랜스포머 전지'가 국내 연구진에 의해 개발되었습니다. 한국연구재단은 이상영 교수(연세대학교, 제1저자 울산과학기술원 이권형), 위정재 교수(인하대학교, 제1저자 전지수) 공동 연구팀이 빛 자극에 의해 형태가 변하는 액정고분자1)와 에너지를 저장할 수 있는 슈퍼커패시터2)를 일체화환 '자유 형상 전원 시스템’을 구현하였다고 밝혔습니다.

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생체모방형 전국의 표면 거칠기 조절로 체내 염증 반응 완화 실마리 국내 연구진이 이식형 전극의 표면 특성을 조절하여 의료용 전자기기의 체내 이식 시 발생할 수 있는 염증성 반응을 효과적으로 완화시키는 방법을 구현하였습니다. ​ 한국연구재단은 이재영 교수(광주과학기술원) 연구팀이 생체모방형 폴리피롤*/헤파린*(Polypyrrole/Heparin) 생체전극의 표면 거칠기를 조절하여 염증 반응 완화와 장기 안정성 유지에 탁월한 효과를 갖는 고성능 생체전극을 개발했다고 밝혔습니다. 체내 이식용 생체전극은 심전도, 뇌전도 등의 각종 생체 신호를 기록하거나, 생체를 전기적으로 자극하여 건강상태 진단 및 질병치료 등에 사용되는 의료용 전자소자의 핵심 부분입니다.