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Goal 9. 산업, 혁신 및 인프라

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SDG 9. 산업, 혁신 및 인프라 게시판
	(Goal 9) 서형탁 교수팀, 신산업 분야 활용 고감도 적외선 광센서 개발		107
	서형탁 아주대 교수팀인 산화물 반도체 기반의 초고속·고감도 광대역 광학 검출 소자를 개발했다. 이에 고성능의 광센서가 필요한 자율주행차, 우주 및 군사 시설, 의료 분야 및 신재생 에너지 분야 에널리 활용될 수 있을 전망이다. 서형탁 아주대 교수(첨단신소재공학과·대학원 에너지시스템학과)는 반도체 결정 구조의 이완으로 발생하는 변전효과와 초광전자 효과 초관전자(Pyrophotronic)에 의애 우수한 성능을 가지는 이산화티타늄 기반 적외선 광센서를 개발했다고 밝혔다. 관련 연구 내용은 '초고손 야간 투시 모니터링을 위한 중심 대칭 이종접합에서의 밀리미터 범위의 변전-초광전자 효과(Millimetre-range Induced Flexo-Pyrophotronic Effect in Centrosymmetric Heterojunction for Ultrafast Night-Photomonitoring)'라는 제목으로 지난 2월 재료·소재 분야 최상위권 저널인 <어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materilas, IF=19.924)>온라인판에 실렸다. 이 논문은 해당 저널 이슈의 권두 표지 논문(Frotispiece Cover)으로 선정됐다. 이번 연구에는 아주대 쿠마 모히트(Mohit Kumar) 교수(대학원 에너지시스템학과, 제1저자)가 함께했다. 빛을 전기 신호로 전환하는 광전효과를 기반으로 하는 광센서는 신재생 에너지와 정보통신, 사물 인터넷, 광통신 등의 분야에서 필수적으로 사용되는 부품이다. 그중에서도 적외선 광 검출은 ▲자율주행 차량의 전방 센서 ▲의료 분야의 열화상 측정 ▲야간 투시를 비롯한 우주·군사시설 ▲물체 이동 감지 센터 ▲태양전지 등에 활용된다. 이처럼 광전효과 기반 광센서는 최근 부상하는 신산업 분야와 밀접하게 연관되어 있어, 미래 핵심 기술로 주목받고 있다. 최근 운용을 시작한 미 항공우주국(NASA)의 최첨단 우주 관측 정비 제임스 망원경(JWST)도 초고감도 적외선 카메라를 이용하여 우주 공간의 근적외선 중적외선을 관측하고 있다. 이에 전 세계적으로 대학, 연구기관, 기업 등에서 활발히 연구하고 있는 분야다. 특히 미국 조지아공과대학, 듀크대학 등에서 선도적 연구를 내놓으며 해당 분야에서 두각을 나타내고 있다. 적외선 광을 감지하기 위한 광센서의 동작 원리는 여러 가지가 있으나, 적외선 직접 흡수에 의해 발생한 광전효과를 이용하는 방식이 가장 높은 감도를 보인다. 그러나 이런 광전효과 방식의 적외선 센서를 제조하기 위해서는 광 흡수 반도체의 밴드갭이 적외선 광에너지 보다 낮아야 한다. 이에 지금까지 주로 게르마늄이나 갈륨비소를 비롯한 화합물 반ㄷ체 소자가 적용되어 왔다. 그러나 이러한 화합물 반도체 소자는 가격이 매우 비싸고, 적외선 영역에서는 검출 검도가 낮은 데다, 성능이 떨어지는 한계를 보인다. 아주대 연구팀은 기존에 적외선 감지 소재로 활용하지 못했던 산화물 소재를 주목했다. 이산화티탐늄(Tio2)과 전극으로 구성된 쇼트키 다이오드를 구성하고 금 프로브팁을 이용해 순차적으로 수 마이크로 뉴턴 크기의 미세압력을 가해, 국소적인 변전효과를 유도한 것. 산화물 소재에 국소적인 변전효과를 적용하게 되면 중심대칭 소재에서 국소 분극현상이 나타나는데, 이 현상이 산화물과 금속이 접합된 이종접합층의 계면 접합 전위차를 변경시키게 된다. 연구팀은 기존 연구에서 수 나노미터(nm) 스케일의 국소효과로 알려져 있었던 변전효과가 중심대칭을 지나는 산화물과 금속의 이종접합에 대해서는 훨씬 많은 수 밀리미터까지 영향을 미칠 수 있음을 밝혀냄으로써 광센서 소자에 적용할 수 있게 된다. 이를 통해 자외선, 가시광선뿐 아니라 적외선 파장의 빛에 대해서도 기존의 상용 센서를 능가하는 높은 민감도와 속도, 검출ㅇ률을 보이는 광센서 구조를 개발하는 데 성광했다. 개발된 센서는 적외선(365nm)부터 중적외선(1720nm)까지 광대역의 광검출이 가능하다. 더불어 자가전력으로 동작하여 별도의 전원이 필요 없고, 초당 천만 비트 이상 수준의초고속 감지가 가능하다. 아주대 연구팀은 새로운 소자를 이용, 야간에서 720km/hr의 속ㄷ로 이동하는 물체의 근적외선 감지 방식으로 식별할 수 있음을 개념 실험을 통해 증명햇다. 서형탁 교수는 "그동안 구현이 불가능했던 적외선 검출을 새로운 방식을 통해 고속·고감도·고효율로 가능하게 했다는 점에서 학문적·기술적 의의가 있다"며 "이 방식을 응용하면 기존에 나와 있는 저가형 범용 소재를 이용해 우수한 성능의 광센서를 구현할 수 있어 자율주행, 의료, 우주 및 군사, 신재생 에너지, 사물 인터넷, 광통신 등에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 전했다. 아주대 연구팀은 이번 연구 성과를 기반으로 후속 연구를 진행, 실제 상용화가 가능하도록 높은 기술적 파급효과를 가진 소자화 기술을 추가로 개발하겠다는 목표다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주과하는 PIM인공지능반도체핵심기술개발사업과 중견·기본 기초연구지원사업의 지원으로 수행되었으며, 특허 출원이 진행 중이다. [출처] https://www.ajou.ac.kr/kr/ajou/news.do?mode=view&articleNo=211705&article.offset=0&articleLimit=12
	(Goal 9) 의료인공지능 융합인재양성 사업단 성과보고회 및 워크숍 개최		125
	의과대학 의료인공지능 융합인재양성 사업단이 수원 메리어트 코트야드에서 '의료인공지능 융합인재양성사업 성과 보고회 및 워크숍'을 개최했다. 이번 행사는 사업단 참여교수, 관계자 및 학생들이 참여한 가운데 그동안의 사업 성과를 발표하고, 사업단의 교육과정 개발 추진성과 발전 방향에 대해서 논의하는 시간으로 진행됐다. 또 이날 한양대 이상욱 교수(철학과 인공지능학과)를 초청해 '의료인공지능과윤리'란 주제로 특강을 가졌다. 이날 함께 참석한 박해심 아주대의료원장은 "참여교수와 학생들의 노력에 감사드리며, 의료인공지능 교육 및 연구역량 강화를 위해 적극적으로 지원할 것"이라고 말했다. 사업단장인 우현구 교수(생리학교실)는 "이번 사업을 통해 의료와 인공지능 융합형 전문인력을 보다 많이 배출하기를 바라며, 앞으로도 미래의 의료기술 혁신을 이끌어 갈 인재들을 양성하기 위해서 주력하겠다"고 말했다. 한편 아주대 의대는 보건복지부와 교육부 주관 의료인공지능 융합인재양성 사업에 선정돼, 2022년 9월부터 의료인공지능 융합인재양성을 위한 학부 마이크로과정과 대학원 전공과정을 개설해 운영하고 있다. [출처] http://www.ajoumc.or.kr/Community/NewsView.aspx?ai=10743&cp=1&sid=
	(Goal 9) 아주대학교, 수원시와 '캠퍼스 혁신파크 조성사업 협약' 체결		114
	아주대학교와 수원시가 '캠퍼스 혁신파크 조성사업 협약'을 체결했다. 협약식은 아주대학교 율곡관에서 진행됐다. '캠퍼스 혁신파크 조성사업' 협약식에는 최기주 총장, 이재준 수원특례시장 등이 참석했다. '캠퍼스 혁신파크 사업'은 민선 8기 수원시가 중점적으로 추진하는 사업이다. 아주대와 수원시는 지난 11월 간담회를 열고, 대학 유휴부지를 활용한 기업 유치 등과 관·학 협력 방안을 논의했다. 국토교통부 공모사업인 '캠퍼스 혁신파크 조성사업'은 대학 캠퍼스 내 유휴공간을 도시첨단산업단지로 지정해 ▲기업 공간 ▲주거 ▲문화·복지시설을 복합 조성하고, 다양한 정부 프로그램을 종합 지원해 혁신생태계를 만드는 것이다. 이번 협약에 따라 아주대학교는 산·학·연 협력으로 캠퍼스 혁신파크 내 기업과 연구소의 입주, 고용 창출 등을 담당하고, 수원시는 사업의 원활한 추진을 위한 행정·재정적 지원을 할 계획이다. 캠퍼스 혁신파크가 조성되면 청년층이 지역에 정착하고, 양질의 일자리가 창출돼 지역경제가 활성화될 것으로 예상된다. 기업은 대학의 인재와 물적 자원을 활용할 수 있고, 대학은 학생의 취·창업률 상승, 산학협력 활동 촉진 등을 기대할 수 있다. 협약식에서 최 총장은 "이번 업무협약으로 아주대와 수원시가 상생 발전할 수 있을 것으로 기대한다"며 "공모 사업 선정을 위해 최선을 다하겠다"고 말했다. 이 시장은 "아주대가 지난 50년 동안 수원시아 협력하며 지역사회 발전에 큰 역할을 했다"며 "수원시가 IT 도시에서 바이오 도시로 변화하는 시점에 아주대와 혁신 파트너로서 관계를 이어가겠다"고 말했다. [출처] https://www.ajou.ac.kr/kr/ajou/news.do?mode=view&articleNo=211081
	(Goal 9) 아주대학교 교수팀, 인체 피부 유사 복합 신소재 센서 개발		171
	국내 연구진이 자가 치유·복구가 가능한 동시에 높은 화학적 안정성과 변형성을 지닌 생체 피부 유사 복합 소재 센서를 개발하는 데 성광했다. 아주대학교에 따르면 첨단신소재공학과 및 대학원 에너지시스템학과 서형탁 교수팀은 복합 폴리머소재를 이용해 상온에서 빠르게 자가 치유가 가능하며 변형성·내구성·투명도가 높은 인공피부 신소재 센서를 개발했다. 학계에서는 인간 피부를 비롯한 생물학적 시스템의 자연 치유 메커니즘에서 영감을 얻어 자가 치유 및 복구가 가능한 재료를 활발히 연구하고 있다. 이러한 새로운 유형의 재료 플랫폼은 상온에서의 신속한 자가 치유 능력을 비롯해 신축성을 갖춰야 하기 때문에 이를 통합 구현할 소재가 필요하다. 아주대학교 연구팀은 기존에 알려진 두 가지 폴리머를 활용해 새로운 종합 기술을 적용, 복합 신소재를 개발하는 데 성공했다. 폴리머는 단량체 분자들의 화학반응을 통해 규칙적인 반복단위를 가진 긴 사슬로 이뤄진 분자다. 연구팀이 활용한 폴리머는 폴리보론실로제인(PBS)과 에코플렉스(Ecoflex)라는 물질이다. 폴리보론실로제인(PBS)은 소재에 안정성을 부여하고, 에코플렉스는 소재가 잘 늘어날 수 있도록 고인장의 유연성을 부여하기 위해 활용했다. 이 두 가지 물질은 모두 생체친화적이며 인체 유해 성분이 전무하다. 연구진은 이 두 가지 소재를 효과적으로 활용하기 위해 화학적 교차 결합 기술을 구상해 기판으로 활용할 수 있는 최적의 중합 소재를 합성하는 데 성공했다. 아주대학교 연구팀이 개발한 이번 소재의 가장 중요한 특징은 손상 치유 능력과 높은 신축성을 갖춰 인체 피부와 유사한 특성을 구현해냈다는 점이다. 연구팀은 이 소재가 재료 손상 후에 자동으로 치유돼 손상 30초 이내에 상온에서 기계적 특성의 100%를 회복할 수 있다는 점을 확인했다. 이 소재는 신축성이 높아 잘 찢어지지 않기 때문에 원래 길이의 500%까지 늘릴 수 있다. 또 변형이 잘 되는 소재의 약점으로 여겨지던 산성·염기성 용액에 대한 화학적 내구성이 뛰어날뿐 아니라 100도 이상의 온도에서도 안정한 열적 내구성까지 갖추고 있다. 가시광에 90% 이상의 투과를 보이는 특성도 지니고 있기 때문에 투명하고 유연한 디스플레이도 적용할 수 있다. 연구팀은 새로 개발한 소재를 인체 부착형 웨어러블 스트레인 센서, 습도 감지 센서, 가스 감지 센서에 적용했다. 개발된 소재는 뛰어난 절연성을 가지고 있어 전극과 유전체를 삽입해 터치 센서를 구현할 수 있다. 또 접착이 쉽기 때문에 손에 부착해 터치 동작 감지가 가능하다. 변형과 파손이 돼도 스스로 복원할 수 있는 만큼 활용의 폭도 넓다. 이러한 특성을 바탕으로 의료 분야에서의 원격 재활치료 진단은 물론 산업 현장에서의 작업자부착용 유해 가스 감지 장치 등에 적용이 가능하다. 향후 원격 사물인터넷 센서 모니터링에 활용될 것으로 기대된다. 이번 연구내용은 '웨어러블 전자기기에 적합한 피부 모사 자가 치유 및 스트레처블 기판'이라는 제목의 논문으로 화공·소재 분야의 저명 국제 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널' 1월호에 게재됐다. 연구에는 아주대 대학원 박사과정의 야스민 루바야 학생과 한승익 학생이 공동 제1저자로 이름을 올렸다. 아주대 첨단신소재공학과 르따이 유이 연구교수, 첨단신소재공학과·대학원 에너지시스템학과 안병인 교수도 함께 연구에 참여했다. 서 교수는 '이번에 개발한 소재는 인체에 부착하는 재활치료, 모니터링용 웨어러블 센서를 비롯해 소프트 로봇, 가스와 습도 등을 감지하는 산업 장치 등에 적용이 가능할 것으로 전망된다"고 말했다. 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 주관 해외우수신진인력지원사업, 기초연구지원사업, BK21 포(Four) 사업의 지원으로 수행됐다. [출처] https://www.newsis.com/view/?id=NISX20230221_0002200292

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