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차세대형 항공기 위치탐지시스템 개발 착수
국토해양부(장관 정종환)는 항공기 비행위치를 정확하고 저렴하게 화면에 표시할 수 있는 차세대형 위치탐지시스템(ADS-B)을 금년부터 2014년까지 총 86억 원을 투입하여 자체 개발 한다고 밝혔다. ADS-B는 항공기가 GPS 등으로 측정되는 자체 비행 위치를 1초 간격으로 발신하면 지상의 관제소나 주변의 다른 항공기가 이를 수신하여 화면에 표시함으로써 레이더와 같이 항공기 위치를 파악하는 시스템이다. 우리나라와 같이 산악지대가 많은 국가는 전파 불감지역이 많아 저고도 공역은 항공기를 탐지하기 어려운 경우가 있으나, 이 시스템은 간단한 수신 장치만으로 항공기 위치를 탐지할 수 있어 고가의 많은 레이더를 설치하기 어려워 탐지가 곤란했던 4,000~10,000피트 이하의 저고도 공역도 용이하게 레이더와 유사한 화면관제가 가능하고, 레이더는 항공기를 5초~12초 간격으로 탐지하지만 ADS-B는 1초 간격으로 탐지하여 항공기의 위치 정확도가 크게 개선된다. 이에 따라, 향후 대폭 증가할 것으로 예상되는 저고도를 비행하는 경량항공기와 헬기 등의 탐지 능력을 향상시켜 이들 항공기의 안전을 대폭 강화할 수 있고, 일부 고가의 관제레이더(SSR)도 대체할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 국토해양부는 항공기의 탐지 기능 이외에도 육안으로 시계비행하는 저고도 항공기의 비행안전을 근본적으로 개선하기 위해, ADS-B의 무선데이터채널을 이용하여 기상정보와 항공기 주변 항공교통 정보 등을 항공기에 화상으로 전송하는 시스템도 개발할 예정이어, 앞으로 우리의 발전된 IT를 활용하는 다양한 항공관련 응용기술 개발의 기폭제 역할을 할 것으로 보인다. 한편, 미국은 ADS-B를 2020년부터는 모든 항공기에 장착토록 의무화는 방안을 마련 중에 있는 등 각국이 이를 적극 도입할 것으로 보이는데, ADS-B가 개발될 경우 국내 항공기의 장착을 위한 수입 대체는 물론, 해외 수출도 가능하여 관련산업 발전에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
김동국 기자
2010-10-20
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세포.박테리아 등 미세입자의 위치 제어기술개발
1백만분의 1m 정도의 마이크로 공간에서 세포ㆍ박테리아ㆍ약물성분의 위치를 자유자재로 조절할 수 있는 기술이 개발되어 신약 개발ㆍ세포분석 기법에 획기적인 개선이 기대된다.교육과학기술부(장관 이주호)는「21세기 프론티어사업 나노소재기술개발사업단(단장 서상희)」의 지원을 받은 서강대학교 강태욱 교수(화공생명공학과)팀, 고려대학교 최연호교수(생체의공학과), UCBerkeley Luke P. Lee 교수 연구팀이 주변에서 흔히 볼 수 있는 수력도약(hydraulic jump)현상을 마이크론세계에 적용하여 ‘미세입자의 위치제어 기술’ 개발에 성공했다고 밝혔다.수력도약이란 빠르게 흐르는 유체가 갑자기 유속이 줄게 되면 운동에너지가 전환되어 유체의 높이가 올라가는 현상이다. 수력도약의 좋은 사례는 댐의 경사면을 따라 물이 방류될 때 저수지와 만나는 부분에서 솟아오르는 모양이다.강교수팀은 중간부분이 볼록한 마이크로관을 설계하여 이 관을 통해 흐르는 세포 등 마이크로 입자가 볼록한 부분에서 수력도약 현상에 따라 속도를 잃고 정지하는 구조체를 설계하는데 성공했다마이크로관의 모양, 입자의 크기와 속도에 따라 입자를 원하는 위치에 고정시키고 제거도 자유롭게 실행할 수 있다. 기존의 바이오칩의 경우 구멍 속에 분석이 필요한 세포를 넣어 놓았기 때문에 작업이 끝난 후 이를 제거하기 어려웠다.이 방법은 세포에 손상을 주지 않고 원형 그대로 고정하여 원하는 세포반응을 연구할 수 있고 사용된 세포를 다시 다른 곳으로 이동할 수 있다는 점에서 기존에 복잡한 구조체의 도움이나 고가의 장비에 의존하였던 방법들과는 완전히 차별화된다.강교수는 “마이크로 입자의 위치 제어 방법을 찾던 중 유체의 특성을 이용하는데 착안”하게 되었다며 “이 기능을 활용하면 기존 방법보다 50% 이상의 비용절감이 가능”하다고 밝혔다.강교수팀은 이 기술을 1~2년 내에 상용화하여 신약개발이나 암세포 등 단일세포의 대량분석에 적용할 계획이다.이번 연구결과는 10월 11일 응용물리학 분야의 권위있는 학술지인 '어플라이드 피직스 레터스 (Applied Physics Letters)'지에 표지 논문으로 선정되어 연구성과의 우수성이 세계적으로도 입증되었다.
김동국 기자
2010-10-19
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한국의 태양 KSTAR, 세계 속에 빛났다
교육과학기술부(장관 이주호)와 IAEA가 공동으로 주최하는 『제23회 국제원자력기구 핵융합에너지 컨퍼런스(The 23rd IAEA Fusion Energy Conference, 이하 IAEA FEC 2010)』에서 현재 성공적으로 운영 중인 KSTAR가 큰 주목을 받고 있다. 국가핵융합연구소(소장 이경수)는 FEC2010의 개막식 이후 이어진 첫 번째 오버뷰 세션에서, 지난 2008년 제네바 FEC에서 발표한 KSTAR의 최초플라즈마 달성 이후 진행된 KSTAR 성능 향상 작업과 현재 진행 중(KSTAR 3차 실험 기간 : 2010년7월~11월)에 있는 3차 핵융합 플라즈마 실험 결과 등의 성과를 발표하였다. 권면 국가핵융합연구소 선임단장은 KSTAR는 현재 중성입자빔 가열장치(NBI)를 통한 고온 플라즈마 발생과 중수소(D) 핵융합 반응에 의한 중성자 검출, 플라즈마 전류(500kA) 및 유지시간(6초 이상) 등에서 금년도에 목표한 대부분의 성과를 달성하였으며, 앞으로 남은 한 달 가량의 실험 기간 동안 추가적인 성과 달성이 예상된다고 밝혔다. 특히 KSTAR를 활용한 공동연구에 참여하고 있는 한양대 원자력공학과 김용균 교수팀에서는 이번 KSTAR 실험 데이터를 분석한 결과, 핵융합 반응에 의한 2.45MeV급 중성자를 검출하는데 성공하였다고 밝혔다. 김 교수팀은 FADC(고속방사선신호처리장치)방식에 의한 세계 최고의 중성자-감마선 분리 검출법을 적용해 중성자의 발생량 뿐만 아니라 에너지 분포를 분석해냄으로서 KSTAR 진공용기 내에서 강력한 중수소 핵융합 반응이 최초로 이루어졌음을 확인하였다. 이 밖에도 우리나라는 KSTAR와 ITER 국내 조달품목 개발 분야 등에서 40여 편의 논문과 포스터 발표를 통해 연구 성과를 발표할 예정이며, 특히 교과부에서 추진하는 ‘세계 수준의 연구센터’(WCI : World Class Institute, 이하 “WCI 연구 센터”) 중 하나인 핵융합(연)의 ‘WCI 핵융합이론센터 (Center for Fusion Theory)’ (센터장 패트릭 다이아몬드 교수)에서도 3편의 논문을 발표할 예정이다. 2007년 완공된 KSTAR는 2008년 최초 플라즈마 발생 성공 이후 매년 장치 성능 향상을 통해 기대 이상의 연구 성과를 달성해왔으며, 세계 핵융합 전문가들의 높은 관심 속에 국제 핵융합 공동 연구의 중심장치로 떠오른 바 있다. 이번 성과 발표에 대해 FEC2010에 참석한 국내외 핵융합연구자들은 KSTAR가 짧은 시간에 고난도 기술들을 필요로 하는 많은 부대 장치를 설치하였음에도 불구하고, 안정적인 실험으로 빠르게 운전 목표를 달성하고 있다는 데에 놀라움을 보였다. 또한 FEC2010 참가자들은 행사 기간 동안 국가핵융합 연구소의 KSTAR운영사업단을 직접 방문하여 KSTAR장치 및 운전 현황 등을 살펴볼 예정으로, 향후 KSTAR를 활용한 다양한 국제 공동 연구를 제안할 것으로 기대되고 있다. 이번 핵융합 분야의 최대 컨퍼런스인 FEC2010이 국내에서 개최됨에 따라 우리나라가 세계 핵융합 연구의 허브로 자리잡을 수 있도록 행사 기간 동안 선진국들과 다양한 협력 방안을 이끌어 낼 것으로 기대된다.
김동국 기자
2010-10-12
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정보처리속도 10배 이상 빠른 차세대 플래시 융합메모리 소자 개발
김동국 기자
2010-10-11
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맨눈 3D 디스플레이 관련 특허출원 활발
영화 ‘아바타’로부터 촉발된 입체영상(3D) 열풍이 계속되고 있으나 거추장스러운 전용안경 착용문제는 여전히 걸림돌이 되고 있다. 그러나 최근 맨눈으로 3D를 감상할 수 있는 기술이 활발하게 개발되어 특허로 출원되고 있어 머지않아 안경 없이도 3D를 감상할 수 있게 될 전망이다. 3D 기술은, 사람의 양 눈이 보는 각도에 따라 달리 보이는 시차 영상을 받아들여야 입체적으로 인식할 수 있다는 원리를 이용해 두 개의 카메라로 찍은 시차 영상을 분리해서 양 눈에 각각 보여주는 기술이다. 현재 보급된 3D기술은 안경의 양쪽에 서로 다른 필터를 부착해서 한쪽 영상만 통과시키는 방식을 사용하고 있으나, 맨눈 3D기술은 디스플레이 장치에 부착된 특수한 광학부품이 영상을 분리해서 사람의 양 눈에 각각 달리 보여주는 방식이다. 디스플레이 패널 앞에 무수히 많은 반원통형 미세렌즈를 촘촘하게 배열시켜 서로 다르게 굴절된 두 영상을 양 눈으로 각각 보내주거나(렌티큘라 방식), 투과부·차단부가 교대로 배열된 배리어를 두어 양 눈이 보는 각도에 따라 반대쪽 영상을 차단해 주는 방식(배리어방식)이 대표적인 경우라 할 것이다. 하지만, 렌티큘라나 배리어 방식은 시청위치가 제한되는 단점이 있기 때문에 이를 해결하기 위해 집적영상(Integral Imaging) 방식이나 홀로그램방식의 기술개발도 활발하게 이루어지고 있다. ‘집적영상 방식’은 곤충의 복안(파리눈) 모양 렌즈를 통해 맺히는 여러 각도에서의 영상을 촬영하여 이를 역으로 디스플레이하는 방식이며, 눈의 피로감이 줄어든 자연스러운 입체 영상을 얻을 수 있다. ‘홀로그램 방식’은 레이저를 이용해 물체의 상을 허공에 완벽히 재현하는 방식으로서 가장 이상적인 3D 방식이나, 고해상도 표시소자와 막대한 계산량을 필요로 해 아직 연구 단계에 머물고 있다. 맨눈 3D 기술개발 활성화로 인하여 국내에 출원되는 맨눈 3D 기술 특허 또한 최근 들어 증가하고 있는데, 2000년 이후 2008년까지 모두 429건이 국내 출원되었으며 2008년도에는 2000년도에 비해 4배 정도 증가한 것으로 나타났다. 출원인별로는, 삼성전자, LG디스플레이, 삼성SDI, LG전자 등 국내 대기업이 36%를 차지하고 있으며, 대학·연구소의 경우 11%를, 외국인 출원은 25%를 차지하고 있다. 기술분야별로는 ‘렌티큘라 방식’ 과 ‘배리어 방식’이 65%로 가장 많았으며, ‘홀로그램 방식’ 24%, ‘집적영상 방식’ 11% 로서, 아직까지는 렌티큘라와 배리어 방식에 관한 연구가 가장 활발한 것으로 나타났다. 특허청 관계자는, “3D 콘텐츠 공급과 수요가 지속적으로 확산된다면, 렌즈가공 기술, 고해상도 평판디스플레이 기술의 발전 속도를 볼 때 조만간 맨눈 3D TV 시대가 열릴 것으로 기대한다.”고 말했다.
김동국 기자
2010-10-07
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‘이달의 과학기술자상’10월 수상자 한국기계연구원 한창수 박사 선정
김동국 기자
2010-10-07
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“특허기술! 방사성폐기물 해결사로 부상”
원자력발전소에서 배출되는 방사성폐기물의 양을 획기적으로 줄일 수 있는 감용기술들이 활발히 특허로 출원되고 있다. 이 기술들이 개발되어 상용화되면, 방사성폐기물 처분 비용을 줄일 수 있으며, 방사성폐기물을 보다 안전하게 관리할 수 있게 된다. 원자력 발전은 석탄이나 석유를 원료로 하는 화력 발전에 비해 경제적일 뿐만 아니라, 탄소를 발생시키지 않는 청정에너지원으로서 많은 장점이 있다. 그러나, 원자력 발전으로 인하여 지속적으로 발생하는 사용후핵연료, 방사선에 오염된 작업복, 장갑, 덧신 등과 같은 방사성폐기물을 처리해야 하는 문제점이 있다. 방사성폐기물을 처리하기 위하여 우리나라는 원자력발전소 부지 내의 임시저장시설에 일시적으로 보관하고 있으며, 이를 한곳에 모아 처분하기 위해 2016년 완공을 목표로 경주에 영구처분시설을 건설 중이다. 방사성폐기물은 형태에 따른 특성을 고려하여, 기계적 박리 또는 화학적 정제기법에 의하여 처리하는데, 최근에는 오염된 부위만을 분리하여 제거함으로써, 처분해야 하는 폐기물의 양을 줄이는 기술이 개발되고 있다. 특허청(청장 이수원)에 따르면, 방사성폐기물의 양을 줄이기 위한 감용기술에 대한 특허 출원은 2000년에는 15건에 불과하였으나, 최근(2009년)에는 49건으로 3배 이상으로 증가하였다. 동 기간 중 274건의 특허가 출원되었는데, 교체된 기기의 부품과 같은 고체폐기물 감용기술(157건, 57%)이 절반 이상을 차지하였고, 방사성 폐유, 세척액 등과 같은 액체폐기물 감용기술(83건, 30%), 미립자, 삼중수소등과 같은 기체폐기물 감용기술(28건, 10%) 순으로 나타났다. 이러한 특허기술의 출원인은 대부분이 내국인(232건, 85%)으로서, 우리나라가 방사성폐기물 감용기술 분야에서 지난 10년 동안 상당한 기술력을 축적한 것으로 나타났다. 이는 UAE 원전수출로 입증된 원전 설계 및 시공 능력과 더불어, 우리나라의 원자력 기술이 세계적인 수준에 도달하였음을 보여주는 것이다.
김동국 기자
2010-10-07
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세포의 성장, 분화 등 생체활성을 유도하는 기능성 세포접착제 개발
김동국 기자
2010-10-04
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KAIST, 인공펩타이드 이용 3차원 자기조립분자구조체 개발
유기물질로도 다양한 3차원 구조체를 합성할 수 있는 새로운 길이 열려, ‘기능성 인공단백질 개발’의 기초가 될 것으로 전망된다. KAIST 화학과 이희승 교수팀은 분자의 자기조립 과정에서 서로 다른 세 방향(x, y, z)의 분자간 인력의 미세한 조절이 가능하도록 분자를 디자인하면, 이제까지 만들 수 없었던 다양한 모양의 3차원 유기물 구조체들을 자유자재로 합성할 수 있다는 가설을 실험적으로 구현하는데 성공했다고 28일 밝혔다. 이 연구결과는 생체적합성이 요구되는 의공학이나 재료과학에 광범위하게 응용 가능한 다양한 유기물 소자 개발에 기술적 전기가 마련된 것으로 평가받고 있으며, 미세한 분자기계 개발을 위한 빌딩 블록(building blocks)으로도 활용될 수 있다. 이 교수팀은 베타-펩타이드라는 비천연 펩타이드의 구조적 특징에서 착안한 새로운 자기조립 원리를 개발해 기존 방법으로는 불가능했던 풍차, 꽃잎, 사각막대와 같은 다양한 모양의 새로운 3차원 구조의 유기물 구조체를 합성했다. 아울러 마치 top-down 방식으로 깎아놓은 조각품과 같은 분자구조체들을 bottom-up 방식으로 자유자재로 만들어 낼 수 있는 새로운 길을 열고, 자기조립 과정을 자유자재로 조절할 수 있는 방법론을 확립해 같은 분자로부터 다양한 구조체를 합성할 수 있는 방법을 개발하는데 성공했다. 그동안 무기물 나노물질의 경우 다양한 크기와 모양의 구조를 만드는 방법들이 이미 잘 알려져 있지만, 펩타이드를 비롯한 유기물의 경우에는 자기조립체의 크기와 모양을 제어하는 일은 난제로 인식되어 왔다. 특히, 펩타이드의 경우 원형모양(구, 튜브, 원통형 막대 등)의 구조체 이외에는 만들 수가 없었다. 이 교수는 “이번 기초연구 결과를 바탕으로 기능성 인공 단백질 개발과 응용에 관한 연구를 계속 수행하고 있다”며, “분자기계를 설계하거나 자연계에서 일어나는 자기조립 현상에 대한 이해를 촉진할 수 있는 기폭제가 될 것으로 전망된다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단(이사장 박찬모) 인터페이스 분자제어 연구센터(선도연구센터, 센터장 김세훈)와 일반연구자 지원사업의 공동지원을 받아 수행됐다. 또한, 연구초기에 KAIST의 고위험고수익(High Risk High Return) Project의 연구지원을 통해 연구초기 아이디어 검증이 가능했다는 점이 주목할 만하다. 한편, KAIST 화학과 이희승 교수와 권선범 박사과정 학생이 주도한 이번 연구결과는 화학분야의 세계적인 학술지인 ‘안게반테 케미(Angewante Chemie International Edition)’지 온라인 판 8월 23일자에 게재됐다. 또한, 연구의 중요성을 인정받아 표지논문 및 중요논문으로 동시에 선정됐으며, 미국화학회(American Chemical Society)에서 발간하는 ‘C&EN (Chemical & Engineering News)’지 9월 6일자에 연구결과가 소개됐고, 현재 특허출원 중이다.
김재천 기자
2010-09-28
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꿈의 신소재 ‘그라핀’대량 생산 눈앞에
김동국 기자
2010-09-27