프라이팬 코팅제와 반도체 공정 등 다양한 산업에 사용되는 ‘과불화합물(PFAS)’은 자연에서 거의 분해되지 않아 ‘영원한 화학물질’로 불린다. 이 물질은 전 세계 수돗물과 하천을 오염시켜 장기적인 인체 건강 위협 요인으로 지목돼 왔으나, KAIST와 국제 공동연구진이 이를 기존보다 1000배 빠르게 제거할 수 있는 기술을 개발했다. KAIST 건설및환경공학과 강석태 교수 연구팀은 부경대학교 김건한 교수, 미국 라이스대학교 마이클 S. 웡 교수 연구팀, 옥스퍼드대학교, 버클리국립연구소, 네바다대학교와 협력해 기존 정수용 소재보다 최대 1000배 빠르고 효율적으로 PFAS를 흡착·제거할 수 있는 새로운 정화 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. PFAS는 탄소(C)와 플루오르(F)의 강한 결합으로 구성된 화합물로, 절연성과 내열성이 뛰어나 프라이팬 코팅제, 방수 의류, 윤활유, 반도체 공정, 군수·우주 장비 등 다양한 산업에서 사용된다. 그러나 사용 및 폐기 과정에서 환경으로 쉽게 유출되어 토양·하천·대기를 오염시키고, 식품이나 공기를 통해 인체에 축적된다. 2020년 조사 결과, 미국 수돗물의 45%, 유럽 하천의 50% 이상에서 PFAS 농도가 환경 기준치를 초
광주과학기술원(GIST) 신소재공학과 연한울 교수 연구팀이 서울대학교 주영창 교수, 고려대학교 김명기 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 이성수 박사 연구진과 함께 세계 최고 수준의 초박막 전자파 차폐막을 개발했다. 이번 연구는 금속과 2차원 세라믹 소재 ‘맥신(MXene)’을 결합한 새로운 이종접합 구조를 설계해, 기존 차폐막보다 100배 이상 향상된 전자파 차단 성능을 구현한 것이 핵심이다. 이 기술은 전자파 차폐막을 얇게 만들면 성능이 급격히 떨어지는 이른바 ‘두께-성능 딜레마’를 근본적으로 해결했다는 점에서 학계와 산업계의 주목을 받고 있다. 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처(Nature)’에 10월 30일 온라인 게재됐다. 맥신은 금속과 탄소(또는 질소) 원자층이 교대로 쌓인 2차원 구조의 세라믹 소재로, 우수한 전도성과 유연성을 동시에 지닌 차세대 전자소재다. GIST 연구팀은 별도의 미세기공(pore) 구조를 만들지 않고, 기존 반도체 패키징 공정 장비만으로 금속과 맥신을 교차 적층한 ‘EXIM(Embedded-MXene-in-Metal)’ 구조를 구현했다. 이 구조에서 금속층은 전자파를 반사하고, 맥신층은 이를 산란·흡수함으로써 얇은 두께에서도
KAIST는 도시인공지능연구소가 미국 MIT 센서블 시티 랩과 함께 ‘도시와 인공지능(Urban AI)’ 분야 공동연구를 수행하고, 그 성과를 ‘스마트라이프위크 2025(Smart Life Week 2025)’ 전시를 통해 공개했다고 29일 밝혔다. KAIST와 MIT는 도시의 주요 문제를 인공지능으로 분석하는 ‘Urban AI 공동연구 프로그램’을 추진하고 있으며, 이번 전시에서는 ▲도시 기후 변화 ▲녹지 환경 ▲데이터 포용성 등 세 가지 주제를 중심으로 시민이 직접 체험할 수 있는 형태로 연구 결과를 선보였다. 양 기관은 이번 협력을 통해 AI 기술이 도시의 문제를 계산하는 도구를 넘어 사회적 이해와 공감을 이끄는 지능으로 발전할 수 있음을 보여주며 ▲도시의 열과 매출 ▲치유하는 자연, 서울 ▲데이터 소니피케이션 등 세 가지 프로젝트를 공개했다. 첫 번째 프로젝트 ‘도시의 열과 매출’은 기후 변화가 도시 상권과 소상공인 생태계에 미치는 영향을 인공지능으로 분석한 연구다. 서울시 426개 행정동별 96개 업종의 매출 및 날씨 등 3억 건 이상의 데이터를 학습한 AI 모델을 통해 기온과 습도 등 기후 요인이 업종별 매출에 미치는 영향을 정량적으로 분석했다.
투명전극의 전도성과 내구성을 동시에 높이는 새로운 기술이 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과 권태혁 교수 연구팀은 한전 전력연구원 서지훈 박사, KAIST 조은애 교수, 수원대학교 박상원 교수와 공동으로 ‘은(Ag) 나노와이어’의 절연 피복을 교체해 전극 성능을 향상시키는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 기술은 복잡한 장비나 고온 공정 없이 간단한 용액 스핀 코팅만으로 구현할 수 있다. 연구팀은 은 나노와이어 표면을 감싸 전기 흐름을 방해하던 절연 피복 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 에틸렌글리콜(EG) 용액을 이용해 제거하고, 그 자리에 전도성 보호막을 새로 형성하는 데 성공했다. 은 나노와이어는 머리카락보다 수천 배 가는 금속 실로, 이를 얽히게 배열하면 빛을 투과하면서도 전기가 통하는 투명전극이 된다. 하지만 제조 과정에서 생기는 PVP 피복이 전류 흐름을 차단해 전극 전체의 전기 저항을 높이는 문제가 있었다. 연구팀은 에틸렌글리콜 용액을 사용해 PVP를 제거한 뒤, 전기 전도성을 유지하면서도 수분으로부터 은 나노와이어를 보호하는 새로운 막을 형성했다. 이 막은 전류 흐름을 향상시키는 동시에 투명도를 높이고, 장시간 사용
인하대학교는 화학공학과 심상은 교수 연구팀이 실리카 기반 에어로젤을 활용해 이산화탄소를 포집하고 전환할 수 있는 새로운 촉매 플랫폼을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구는 기존에 단열재로만 활용되던 실리카 에어로젤의 용도를 확장한 것으로, 국제학술지 Chemical Engineering Journal(CEJ)에 게재됐다. 연구팀은 실리카 에어로젤의 기계적 취약성과 재사용 과정에서의 구조 불안정을 해결하기 위해 실리콘계 고분자인 PVMDMS와 친수성 고분자인 PVP를 결합한 복합 에어로젤을 개발했다. 이 복합 구조는 기존 에어로젤의 경량성과 다공성 특성은 유지하면서 내구성과 용매 안정성을 동시에 향상시켰다. 연구팀은 개발된 복합 에어로젤을 지지체로 삼아, 이산화탄소 흡착 물질인 TEPA와 이온성 액체 [EMIm]Br을 주입한 SLP(Supported Liquid Phase) 시스템을 구현했다. 이를 통해 하나의 재료 안에서 이산화탄소 포집과 화학적 전환 반응이 동시에 일어나는 통합형 촉매 구조를 완성했다. 이 시스템은 40℃ 조건에서 1g당 5.0mmol의 이산화탄소를 흡착했으며, 질소와의 혼합가스에서도 이산화탄소를 450배 더 선택적으로 포집하는 성능을 보
DGIST, 네이처 플랜츠에 연구 성과 게재...식물 생명현상 새 단서 제시 DGIST(대구경북과학기술원)는 뉴바이올로지학과 임평옥, 이종찬, 김민식 교수 공동 연구팀이 식물 잎이 언제 늙기 시작하는지를 결정하는 새로운 분자 스위치를 발견했다고 27일 밝혔다. 연구팀은 핵에서 생성된 RNA가 엽록체로 이동해 잎의 노화를 조절하는 새로운 기전을 세계 최초로 규명했다. 식물 잎의 엽록체는 광합성을 통해 성장에 필요한 에너지를 생산하지만, 노화가 시작되면 스스로 분해되어 자원으로 전환된다. 분해된 엽록체는 씨앗의 영양분이 되거나 줄기와 뿌리로 이동해 다음 계절의 성장을 준비하는 데 사용된다. 이러한 ‘엽록체의 기능 전환’ 과정은 식물의 생존과 번식 전략에 직접적인 영향을 미치지만, 그 전환 시점을 결정하는 분자적 조절 원리는 지금까지 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 모델식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 엽록체 유전자 발현 패턴과 유사한 양상을 보이는 긴 비번역 RNA(lincRNA)를 유전 분석한 결과, 새로운 조절 인자인 ‘CHLORELLA RNA’를 발견했다. CHLORELLA RNA는 단백질을 직접 생성하지 않지만, 유전자 발현을
KAIST는 기계공학과 이강택 교수 연구팀이 단 10분 만에 고성능 그린수소 전해전지를 완성할 수 있는 초고속 제조 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 기술은 전지 제조에 필요한 시간과 에너지를 획기적으로 줄여, 친환경 수소 시대를 앞당길 핵심 혁신으로 평가된다. 이산화탄소를 배출하지 않는 그린수소(Green Hydrogen) 생산의 핵심 기술인 고체산화물 전해전지(Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC)는 세라믹 분말을 고온에서 굳히는 ‘소결(sintering)’ 과정을 거쳐야 한다. 연구팀은 이 과정을 기존 6시간에서 10분으로, 온도는 1400℃에서 1200℃로 낮추는 데 성공했다. 소결은 전지를 이루는 세라믹 입자를 고온에서 구워 서로 단단히 결합시키는 공정으로, 전해전지의 성능과 수명을 결정하는 핵심 단계다. 이 과정이 정확히 이루어져야 가스 누출을 막고(수소와 산소 혼합 시 폭발 위험 방지), 산소 이온이 손실 없이 이동하며, 전극과 전해질이 밀착돼 전류가 원활히 흐른다. 연구팀은 마이크로파를 이용해 재료를 내부부터 균일하게 가열하는 ‘체적가열(Volumetric Heating)’ 기술을 적용했다. 이를 통해 기존 수십
인하대학교는 이어진 컴퓨터공학과 교수 연구팀이 차세대 AI 반도체로 주목받는 PIM(Processing-In-Memory)의 호환성과 효율성 문제를 동시에 해결한 핵심 기술 ‘ComPASS’를 개발했다고 24일 밝혔다. PIM은 메모리 내에서 데이터 연산까지 수행해 데이터 이동을 최소화하는 기술로, 대규모 데이터 학습과 추론이 필수적인 인공지능(AI) 시대의 ‘게임 체인저’로 꼽힌다. 그러나 그동안 각기 다른 구조가 제안되면서 특정 시스템에서만 작동하거나, 일반 작업과 병행할 때 전체 시스템의 성능이 저하되는 호환성 문제가 상용화의 가장 큰 걸림돌로 지적돼 왔다. 연구팀이 개발한 ‘ComPASS’는 ▲다양한 PIM 아키텍처를 지원하는 새로운 메모리 명령어 ‘PIM-ACT’ ▲프로세서의 부담을 줄이는 ‘PIM 요청 생성기’ ▲PIM과 일반 메모리 작업을 효율적으로 조율하는 ‘적응형 스케줄링’ 기술로 구성된다. 이 기술들은 마치 여러 언어를 통역하는 ‘번역기’이자 복잡한 도심의 ‘교통신호체계’처럼 작동해 다양한 형태의 PIM 반도체를 기존 시스템에 쉽게 통합하고 AI 연산과 일반 작업을 병행 처리할 수 있게 한다. 이번 연구 결과는 컴퓨터 구조 분야의 세계적 학
UNIST-전남대 연구팀, 탄소배출 없는 자가 구동형 프로필렌 옥사이드 기술 확보 전기나 태양에너지 없이 친환경적으로 ‘프로필렌 옥사이드’를 생산할 수 있는 자가 구동 시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 프로필렌 옥사이드는 소파·매트리스의 주재료인 폴리우레탄, 옷감과 생수병에 쓰이는 폴리에스터 등 일상생활에 널리 사용되는 소재의 핵심 원료다. UNIST 에너지화학공학과 곽자훈·장지욱 교수와 전남대학교 조성준 교수 연구팀은 자체 생산된 과산화수소를 활용해 프로필렌 옥사이드를 만드는 자가 구동 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다. 프로필렌 옥사이드는 프로필렌을 산화시켜 얻는데, 이때 산화제인 과산화수소가 반드시 필요하다. 연구팀은 기존 상용 공정과 달리, 오염물질이나 탄소배출 없이 과산화수소를 자체 생산할 수 있는 전기화학 기반 시스템을 구현했다. 산소와 포름알데히드를 이용한 전기화학 반응의 에너지 차이를 활용해 외부 전기나 태양광 없이도 자발적으로 작동하는 원리다. 이 시스템에서 생성된 과산화수소는 별도로 주입된 프로필렌과 반응해 프로필렌 옥사이드를 만든다. 특히 연구팀은 산화 반응에 필요한 촉매의 구조를 새롭게 설계해 기존 기술의 한계를 극복했다. 기존 제
DGIST 에너지공학과 이주혁 교수팀이 금오공과대학교 이원호 교수팀과 공동으로 마찰대전 발전 소재의 핵심 성질인 ‘극성(極性)’을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 설계 전략을 세계 최초로 제시했다. 이번 연구는 고분자 전해질(polymer electrolytes)을 활용해 극성 방향을 구조적으로 조절하고, 장기 내구성까지 향상시킨 것이 핵심이다. 마찰대전 발전 기술은 마찰을 통해 전기를 생산하는 방식으로, 배터리 없이도 전력을 만들어낼 수 있어 친환경 에너지 하베스팅 기술로 주목받고 있다. 하지만 기존의 이온성 액체 기반 소재는 누액, 환경 불안정성, 내구성 저하 등으로 인해 상용화에 한계가 있었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 이온이 고분자 사슬에 고정된 형태의 ‘고분자 전해질’을 새롭게 설계하고, 이를 이용해 마찰대전 극성을 원하는 방향으로 조절할 수 있는 플랫폼 개념을 제안했다. 이 접근법은 출력 향상뿐만 아니라 소재 설계의 유연성까지 확보했다는 점에서 의미가 크다. 실험 결과, 양이온성을 가진 고분자 전해질 P(MA-A⁺20)TFSI⁻는 기존 소재(PMA) 대비 약 2배 높은 83V의 출력을 기록했고, 음이온성을 가진 P(S-S⁻10)Na⁺는 기
국내 1인 가구가 800만 세대를 넘어 전체의 36%를 차지하며 역대 최고치를 기록했다. 서울시 조사에 따르면 1인 가구의 62%가 ‘외로움’을 느끼는 등 고립감과 정신건강 문제가 심화되고 있다. 이런 가운데 KAIST 연구진이 스마트폰이나 웨어러블 기기의 한계를 넘어, 가정 내 사물인터넷(IoT) 센서 데이터를 활용해 개인의 정신건강 상태를 정밀하게 추적할 수 있는 가능성을 입증했다. 이번 연구는 개인 맞춤형 정신건강 관리 시스템 개발의 기반이 될 것으로 기대된다. KAIST는 전산학부 이의진 교수 연구팀이 청년층 1인 가구를 대상으로 IoT 기반 정신건강 추적 실증 연구를 진행한 결과를 21일 발표했다. 정신건강을 관리하기 위해선 자신의 상태를 꾸준히 파악하는 것이 중요하지만, 기존의 스마트폰이나 웨어러블 기반 추적 방식은 사용자가 기기를 착용하거나 소지하지 않는 집 안에서는 데이터가 누락되는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 가정 내 환경 데이터에 주목했다. 청년층 1인 가구 20세대를 대상으로 4주간 실증 연구를 진행하며 가전제품과 수면 매트, 움직임 센서 등을 설치해 IoT 데이터를 수집하고, 스마트폰·웨어러블 데이터와 함께 분석했다. 그 결과 IoT
이산화탄소보다 310배 더 강한 온실효과를 지닌 아산화질소(N₂O)를 실온 수준에서 거의 100% 분해할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 엔진 배기가스나 화학 공정에서 발생하는 아산화질소를 에너지 효율적으로 처리할 수 있어 온실가스 저감과 탄소중립 실현에 기여할 것으로 기대된다. UNIST 에너지화학공학과 백종범 교수 연구팀은 빠르게 구르는 구슬의 기계적 충격과 마찰을 활용해 아산화질소를 분해하는 공정을 세계 최초로 개발했다고 21일 밝혔다. 아산화질소는 화학 공정과 엔진 배기가스에서 주로 발생하는 기체로, 이산화탄소보다 310배 강한 온실효과를 유발하고 오존층 파괴를 가속한다. 하지만 화학적으로 매우 안정해 기존 열촉매 공정에서는 445℃ 이상의 고온을 가해야 유의미한 분해가 가능하며, 이로 인한 에너지 소모가 매우 컸다. 연구팀은 지름 수 밀리미터의 구슬이 들어 있는 반응 용기(볼밀)에 니켈산화물(NiO) 촉매와 아산화질소 가스를 함께 넣고 흔드는 방식으로 분해를 시도했다. 구슬이 충돌하고 마찰하는 과정에서 촉매 표면에 고밀도 결함과 초산화(ultra-oxidized) 상태가 형성돼, 기존 열촉매로는 불가능했던 저온·고속 분해가 가능해졌다. 실험
서울과 멕시코시티의 하늘을 뒤덮은 미세먼지는 같은 초미세먼지(PM2.5)라도 ‘성격’이 달랐다. 서울은 햇빛을 반사해 지구를 식히는 성분이 많았고, 멕시코시티는 햇빛을 흡수해 온난화를 일으키는 성분이 상대적으로 많은 것으로 드러났다. UNIST 지구환경도시건설공학과 박상서 교수팀은 전 세계 14개 도시에서 수집한 미세먼지 화학 시료와 광학 데이터를 분석해 이런 결과를 얻었다고 20일 밝혔다. 연구에 따르면 서울의 초미세먼지는 황산염·질산염 비중이 높아 태양 빛을 강하게 산란시키는 ‘반사형’ 성격을 띠는 것으로 나타났다. 반면 멕시코시티는 그을음 성분(블랙카본)이 상대적으로 많아 빛을 강하게 흡수하는 ‘흡수형’ 특성이 두드러졌다. 즉, 같은 초미세먼지라도 서울은 햇빛을 우주로 반사해 지구를 식히는 효과가 있고, 멕시코시티는 태양 에너지를 흡수해 지구 온난화를 가속하는 효과를 낼 수 있다는 설명이다. 연구팀은 서울, 베이징, 멕시코시티 등 전 세계 14개 도시에서 채집한 시료의 화학 성분 자료(SPARTAN)와 광학 데이터 자료(AERONET)를 비교 분석하는 방식으로 이 같은 결과를 도출했다. AERONET은 햇빛이 대기를 통과하면서 얼마나 흡수되고 산란되는지
DGIST 에너지환경연구부 양기정·김대환 책임연구원 연구팀이 인천대학교 김준호 교수팀과 공동으로 ‘온도 조절’만으로 친환경 태양전지의 효율을 크게 높이는 기술을 개발했다. 연구팀은 태양전지 소재를 열로 가공하는 과정에서 온도를 빠르게 높이면 결정이 더 규칙적으로 성장하고 전류 이동이 원활해진다는 사실을 확인했다. 이번 연구에 활용된 안티모니 셀레나이드(Sb₂Se₃) 는 카드뮴(Cd)이나 납(Pb)과 같은 유해 물질을 사용하지 않으며, 지구상에 풍부하게 존재하는 안티모니(Sb)와 셀레늄(Se)만으로 구성된 친환경 차세대 태양전지 소재다. 이 물질은 빛 흡수율이 높고, 열과 화학 반응에도 강해 내구성이 뛰어나며, 저비용 대량생산이 가능하다는 장점을 지닌다. 그러나 기존의 안티모니 셀레나이드 소자는 결정이 불규칙하게 성장하면서 전자와 정공의 이동이 방해받는 문제로 인해 효율이 낮았다. 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 태양전지 제작 과정에서의 온도 상승 속도, 즉 결정이 성장하는 속도에 주목했다. 실험 결과, 온도를 빠르게 높이면 결정이 일정한 방향으로 정렬되고 결함이 줄어들어 전기 흐름이 매끄러워지며, 결과적으로 효율이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 단순한
최근 인공지능(AI) 모델이 길고 복잡한 문장을 이해하고 처리하는 능력이 급속히 발전하면서, 연산 속도와 메모리 효율을 동시에 높일 수 있는 차세대 반도체 기술의 필요성이 커지고 있다. 이러한 가운데 KAIST가 국제 연구진과 함께 거대언어모델(LLM)의 추론 속도를 4배 높이면서 전력 소모를 2.2배 줄인 AI 반도체 핵심 기술을 세계 최초로 구현해 주목받고 있다. KAIST는 전산학부 박종세 교수 연구팀이 미국 조지아 공과대학교, 스웨덴 웁살라 대학교와의 공동연구를 통해 트랜스포머(Transformer)와 맘바(Mamba) 두뇌 구조의 장점을 결합한 차세대 AI 메모리 반도체(PIM, Processing-in-Memory) 기반 기술 ‘PIMBA’를 개발했다고 17일 밝혔다. 현재 ChatGPT, GPT-4, Claude, Gemini, Llama 등 대부분의 LLM은 입력 문장의 모든 단어를 동시에 인식·처리하는 트랜스포머 구조를 사용한다. 이 방식은 고도의 병렬 연산이 가능하다는 장점이 있지만, 모델이 커지고 문장이 길어질수록 연산량과 메모리 요구량이 폭증해 속도 저하와 에너지 비효율 문제가 발생한다. 이에 대한 대안으로 최근 제시된 ‘맘바(Mamba
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UPDATE: 2025년 12월 13일 12시 11분
