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그린수소 생산하는 세라믹 수전해전지 상용화 앞당긴다
- 기체상의 물질이 프로톤 세라믹 전해질의 치밀화를 일으키는 원리 밝혀 - 그린수소 생산용 프로톤 세라믹 수전해 전지 상용화에 한 걸음 접근 수소경제를 최종적으로 구현하기 위해서는 생산과정에서 많은 양의 이산화탄소를 발생시키는 그레이 수소가 아닌 그린 수소 생산기술이 반드시 필요하다. 재생에너지를 활용해 물에서 수소를 생산하는 수전해 기반의 그린 수소 생산기술은 오염물질을 발생시키지 않기 때문에 최근 주목을 받고 있으며, 그 가운데 고온 수전해 (solid oxide electrolysis cell: SOEC) 기술은 효율과 생산속도가 우수하다는 장점을 갖고 있다. 고온 수전해 기술 가운데 프로톤 세라믹 전지는 수소 이온을 물질 내에서 전달하는 프로톤 세라믹 전해질을 활용한 기술로 작동 온도를 기존 700℃ 이상에서 500℃ 이하로 낮출 수 있어 시스템 크기와 가격을 낮추는 동시에 열화를 늦춰 장기구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이다. 하지만 프로톤 세라믹 전해질이 전지 제조과정 중 상대적으로 낮은 온도에서 소결되는 핵심 메커니즘이 구체적으로 밝혀지지 않아 상용화 단계로의 진입이 어려웠다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진) 에너지소재연구센터 지호일 박사, 이종호 박사, 강형묵 박사 연구팀은 그동안 명확히 밝혀지지 않았던 차세대 고효율 세라믹 전지인 프로톤 세라믹 전지의 전해질 소결 메커니즘을 규명해 상용화 가능성을 높였다고 발표했다. 연구진은 프로톤 세라믹 전지의 전해질-전극 소결 과정에서 전극에 생성되는 중간상이 전해질의 치밀화에 영향을 준다는 사실에 착안해 다양한 모델실험을 설계하고, 수행했다. 그 결과 전극에서 생성되는 중간상으로부터 미량의 소결조제 물질이 기화되어 전해질로 공급됨으로써 전해질의 소결을 촉진한다는 사실을 최초로 규명했다. 기체상의 소결조제는 사례가 극히 드물고 기술적으로도 관찰이 어려워 그동안 프로톤 세라믹 전지에서 전해질의 치밀화가 기화된 소결조제 때문이라는 가설은 제안된 적이 없었다. 연구진은 계산과학을 통해 기체상태의 소결조제를 검증하고, 해당 반응이 전해질의 고유한 전기적 특성을 저해하지 않음을 확인했다. 그 결과 프로톤 세라믹 전지의 핵심 제조공정 설계가 가능할 것으로 기대된다. KIST 지호일 박사는 “본 연구를 통해 프로톤 세라믹 전지의 핵심 제조공정개발에 한걸음 더 가까워졌다. 향후 대면적 고효율 프로톤 세라믹 전지의 제조공정 연구를 진행할 계획”이라며, “대면적화 기술이 성공적으로 개발되면 재생에너지와 연계한 그린수소 생산은 물론 차세대 원자력기술과 연계한 핑크수소 생산도 가능해 세라믹 전지의 상용화를 앞당겨 수소경제 구현을 앞당기게 될 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 한국연구재단 신재생에너지기술개발사업, 산업통상자원부(장관 이창양) 지원으로 한국에너지기술평가원 신재생에너지기술개발사업을 통해 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS Energy Letters’ (IF:23.991 JCR 분야 상위 3.211%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) An Unprecedented Vapor-Phase Sintering Activator for Highly Refractory Proton-Conducting Oxides - (제 1저자) 한국과학기술연구원 안혁순 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 지호일, 이종호 책임연구원, 강형묵 선임연구원 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c02059 [그림 설명] [그림 1] 프로톤 세라믹 전지 제조공정에서 전해질 치밀화가 가속화되는 원리
[과학 라운지] 의사 등 전문가들이 꼽은 ‘인류 건강에 기여한 No.1 기술’은?
과학과 기술의 발전은 인간의 삶을 혁명적으로 변화시켰다. 그렇다면 현재까지 인류의 건강에 가장 획기적으로 이바지한 기술은 무엇일까? 백신? 마취? 항생제? 2007년 영국의학저널(BMJ)은 의사와 전문가들을 대상으로 이 같은 질문에 대한 설문 조사를 시행했다. 조사 결과는 우리가 예상했던 의학 기술들이 아니었다. 상하수도 기술이 인간의 수명을 30년 이상 연장하는 데 가장 큰 기여를 했다는 예상 밖 결과가 나왔다. 언제부터인가 기후 위기, 기후변화 대응, 탄소중립과 같은 용어가 국내외 언론에 자주 등장하고 있다. 우리나라 역시 지난 10년간 여러 가지 형태의 기후·기상 변화를 경험해 왔다. 문제는 앞으로 기후변화는 더욱 심각해지고 가속화될 것으로 예측된다는 것이다. 의학 기술 아닌 상하수도 기술이 인간의 수명 30년 이상 연장시켜 먼저 물과 관련된 다양한 기후변화의 영향과 원인을 살펴보자. 기후변화는 그 원인과 영향이 한 나라에 국한되지 않는다. 물과 관련한 기후변화 역시 다르지 않다. 특히 전 세계 경제와 산업 활동의 상황이 꼬인 그물처럼 복잡하게 연계돼 나비효과를 내고 있다. 작년 대만은 반세기 만에 최악의 가뭄을 겪었다. 대만 반도체 제조사인 TSMC가 사용하는 물의 양만 하루 16만t에 달한다. 이는 올림픽 정식 수영장 60개를 채울 수 있는 양이다. 기후 위기는 직접적으로 대만의 반도체 산업을 위협해 경제에 피해를 줬다. 피해는 거기에 그치지 않는다. 대만산 반도체에 의존하는 애플, 테슬라 등과 같은 글로벌 공룡 기업에도 심각한 경제적 영향을 줬다. 이는 세계적 반도체 기업 2개를 보유한 우리나라가 강 건너 불구경하듯 할 일은 아니다. 기후변화에 대응하기 위해서는 기술 개발과 함께 수자원의 다원화가 필요하다. 구름층이 형성돼 있는 대기 중에 비의 씨(cloud seed)를 뿌려, 특정 지역에 비를 내리게 하는 기술인 인공강우는 1946년부터 연구가 시작돼 현재 40여 국에서 기술 개발 중이다. 우리나라는 국립기상과학원과 다양한 융복합 기술을 보유한 KIST 같은 출연 연구소에서 연구하고 있다. 수자원의 다원화와 더불어 필요한 시기에 충분한 양의 물 공급을 위한 저장 기술도 간과해서는 안 된다. 코로나 팬데믹 때도 하수도 통해 바이러스 추적하고 대확산 막아 하수 처리 기술 역시 대전환이 필요하다. 현재 하수 처리는 산화·환원의 반복 반응에 의존하는 에너지 네거티브 기술이다. 유기 오염물질로부터 수소를 생산하고 남은 부산물은 탄소 소재로 전환하거나, 암모니아성 질소를 수소와 질소 가스로 전환하는 등의 과정을 통해 깨끗한 물을 얻을 수 있는 기술개발 연구가 물 분야에서도 시작돼야 한다. 2년 이상 지속되고 있는 코로나19 팬데믹 현상은 물 환경 부문에도 큰 변화를 줬다. 코로나19에 감염된 사람은 대소변을 통해 바이러스를 배출한다. 여러 지점의 하수도에서 하수를 채취해 바이러스 발생 지역을 추적할 수 있고, 지역사회 분석을 통해 대확산을 신속하게 조치할 수 있게 됐다. 이렇게 팬데믹 현상으로 주목받은 하수 역학을 활용해 하수를 모니터링하면 감염병 확산 방지도 가능할 뿐만 아니라 지역주민의 건강, 약물 남용 등 사전 예방적인 공중보건에도 효과적이다. 앞으로 더욱 다양하게 변화할 기후변화의 피해를 줄이는 데 있어 물의 역할이 작지 않다. 앞으로 100년 후에도 같은 고민을 거듭할 인류에게 묻고 싶다. ‘행복하고 건강한 인간의 생존에 가장 중요한 자원이 무엇인가?’ 작금의 설문처럼 우리 미래 세대의 답변도 계속 ‘물’이기를 기대한다. [홍석원 KIST 물자원순환연구단장] 출처: 조선일보 (링크)
K방산은 새로운 한류가 될 수 있을까
폴란드와 체결한 20조원대의 대규모 계약을 포함해 K방산의 수출 대박 행진이 해외에서도 큰 관심사다. 최근 일산 킨텍스에서 열린 국제방산전시회에는 43개국의 장차관급 고위 인사가 대거 몰려들었다. 우크라이나의 접경국인 슬로바키아는 전세기까지 동원해 30여 명의 대규모 사절단을 파견했다. CNN은 윤석열 대통령의 세계 4대 방산 수출국 진입 선언을 집중 조명하고, 요미우리신문은 "한국이 세계 방산 시장에서 존재감을 드러내고 있다"고 보도했다. "이미 메이저리그에 진입했다"는 해외 군사매체의 평가도 뒤따르고 있다. K방산의 성장 배경이라면 정부의 꾸준한 투자와 세일즈 외교를 들 수 있다. 기업들의 기술 개발과 국산화 노력도 빼놓을 수 없다. 여기에 불안한 국제 정세가 중요한 지렛대가 됐다. 러시아의 우크라이나 침공, 격화되는 미·중 간 패권 경쟁을 지켜보며 세계 각국은 지금 어느 때보다 자위 수단 확보에 사활을 걸고 있다. 하지만 세계 무기 시장에서는 품귀현상이 빚어지고 있다. 오랜 평화 속에 군비를 축소해온 유럽은 방산 역량이 예전만 못하다. 세계 최대 무기 수출국인 미국은 우크라이나에 무기를 제공하며 생기는 재고 공백을 채우기에 바쁘다. 고가의 최첨단 무기체계도 수년간 주문량이 쌓여 있는 데다 반도체, 배터리 등의 수급 불안까지 겹쳐 언제 전력화할 수 있을지 미지수다. 비교적 저렴한 중국과 러시아 무기를 구매하려면 서방 국가들의 제재와 관계 악화를 각오해야 한다. 요동치는 국제 정세 속에 현재 육·해·공의 무기체계를 신속하고 저렴하게, 또 적기에 대량 공급할 수 있는 나라는 한국이 거의 유일하다. 분단 상황에 맞서 반세기 넘게 무기 개발과 생산력 강화에 힘써온 우리나라는 방산 수출의 일대 전기를 맞이하게 됐다. 이제는 세계 문화의 주역으로 자리를 굳힌 K컬처처럼 K방산 역시 지금의 기세를 지속가능한 성장동력으로 발전시키기 위해 보다 냉철한 상황 분석과 후속 전략 수립에 힘써야 한다. K방산 역시 빠른 추격자 전략으로 방산 선진국을 따라잡고 있다. 하지만 가성비 위주의 재래식 무기만으로는 현재의 경쟁력을 유지하기 어렵다. 최첨단 무기체계 원천기술은 선진 방산 국가들에 비해 여전히 부족하고, 심화되는 기술패권 경쟁 상황에서 새롭게 부상하는 K방산에 대한 견제로 과거처럼 우호적인 분위기의 첨단 기술 이전은 더 이상 기대하기 어려울 것이다. 따라서 K방산이 선도자로 거듭나기 위해서는 현재 추진 중인 인공지능(AI), 무인 로봇, 초연결 네트워크, 양자, 우주기술, 첨단 소재, 바이오 등 4차 산업혁명 기술의 국방 연구개발(R&D) 적용을 더욱 서둘러야 한다. 방대한 원천기술을 보유한 정부출연연구기관, 대학 등의 공공 R&D 역량을 국방에 체계적으로 접목하고 민·군 간 원할한 협업체계를 구축하는 일도 중요하다. 이를 통해 미래 국방 투자 전략을 더욱 정교하게 다듬어야 한다. 첨단 기술을 보유한 기업과 스타트업 등 민간 혁신 주체들의 적극적인 참여를 이끌어내려면 정책 신뢰도 향상과 함께 높은 진입 장벽을 해소하려는 노력도 병행되어야 한다. 참고로 미국 국방부 산하 국방혁신단(Defense Innovation Unit·DIU)은 실리콘밸리에 거점을 두고 구글, 아마존 등의 민간 자원과 역량을 최대한 활용하기 위해 유연한 계약 방식 등의 전략을 채택하고 있다. K방산이 천금 같은 기회를 놓치지 않고 새로운 한류 등극의 굳건한 성장 발판을 마련하기를 진심으로 기원한다. [김래현 KIST 미래국방국가기술전략센터장] 출처: 매일경제 (https://www.mk.co.kr/news/contributors/10483267)
[Vol.207] 기보, KIST와 ‘국가전략기술 사업화 촉진’ 업무협약
녹색기술센터(GTC) 제4대 소장에 이상협 박사 임명
- 대한민국을 너머, 전 지구적 기후변화 대응에 기여 목표 한국과학기술연구원(KIST) 윤석진 원장은 2022년 11월 14일(월) 성북구 하월곡동 본원에서 부설 녹색기술센터(Green Technology Center, GTC) 제4대 소장으로 이상협 박사를 임명했다. 이상협 박사는 앞으로 3년간(2022.11.14.~2025.11.13.) 우리나라의 녹색·기후 기술 R&D(연구개발) 정책수립과 국내·외 기후 변화 대응 관련 국제 협력 등을 지원하는 녹색기술센터(GTC)를 이끌게 된다. GTC는 지난 2013년에 설립된 이후 ‘녹색·기후 기술 정책 수립 및 국내·외 기후 기술 협력 지원을 통해 국가 기후산업 발전을 도모하고 전 지구적 기후변화대응에 기여’ 라는 임무하에 ‘기후변화대응전담기관’으로 지정되어 운영되고 있다. 이상협 박사는 녹색기술센터(GTC) 제4대 소장에 임명됨에 따라 ‘리더십’, ‘윈-윈 전략’, ‘감축-적응 기술의 균형’, ‘데이터 플랫폼’, ‘하모니’를 경영혁신 전략으로 설정했다. 특히 기후 기술이 이산화탄소 감축(Mitigation) 기술에 치중되지 않게 적응(Adaptation) 기술을 적극 기획해 감축 분야와 적절한 균형을 이루어 대한민국이 국제적인 방향성을 적극 반영하고 보다 효율적인 기후변화 대응 기반을 구축할 수 있도록 기관을 운영할 예정이다. 소장으로 임명된 이상협 박사는 고려대학교 재료공학 졸업 후 서울대학교에서 환경공학 박사학위를 취득하고 KIST에서 연구를 수행해왔다. 환경 분야 특히 수처리 연구분야 권위자로서, KIST 물자원순환연구단 단장을 역임하였으며, 2018년 부터는 한국연구재단 에너지·환경기술단 단장을 수행하며 기후기술을 포함한 에너지·환경 관련 분야의 다양한 신규사업기획, 정책 수립 등 R&D 기획 전반에서 주요한 역할을 수행했다. 이상협 박사는 “내년 10주년을 앞두고 있는 녹색기술센터의 소장으로 취임하게 되어 뜻깊다. 기후변화 대응은 전 세계가 가야할 길인 만큼 녹색기술센터는 새로운 기회를 맞이했다고 생각한다.”며 “국가과학기술연구회 소속 여러 출연연에서 탄소중립과 기후변화 대응 기술을 연구하고 있다. 녹색기술센터는 타출연연과의 적극적인 협업으로 연구성과들이 탄소중립과 기후변화대응에 실질적으로 이바지하는 기술 성과물로 나올 수 있는 플랫폼으로서 역할을 충실히 하겠다.”고 취임 소감을 전했다. [그림 설명] [그림 1] KIST 윤석진원장(좌)이 GTC 이상협 신임소장(우)에게 임명장 수여 후 기념촬영을 하고 있다.
콘텐츠큐레이션센터 데이터구축사업 참여자로, 경력증명서 요청드립니다.
안녕하세요. 한국과학기술연구원 (KIST)에 근무 기록이 없습니다. 혹시 한국과학기술정보연구원 (KISTI) 콘텐츠 큐레이션센터와 혼동하신 것이 아닌지 확인 부탁드립니다. 감사합니다.
미리보는 미래, KIST 오픈랩 개최
- KIST AI·로봇 연구소, 3개 연구단 14개 주요 기술을 선보여 - 건강하고 안전한 삶을 위한 미래기술로 대중과의 소통 장 마련 [그림 1] AI·로봇연구소 오픈랩 행사에 참석한 주요 귀빈들과 연구자들이 단체 촬영을 하고있다. (앞 줄 왼쪽 3번재 부터 ) KIST 김익재 AI·로봇연구소장, 김복철 NST 이사장, 윤석진 KIST 원장, 여준구 한국로봇융합연구원장, 신경철 유진로봇 회장 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) AI·로봇연구소(소장 김익재)는 11월 11일(금) 서울 성북구 소재 KIST 본원에서 ‘AI·로봇연구소 오픈랩’ 행사를 개최했다. 본 행사에는 국가과학기술연구회 김복철 이사장 및 AI·로봇 분야 내·외빈과 함께 10월 20일부터 온라인으로 참가 접수를 완료한 100여명이 참석했으며, AI·로봇연구소 소속 인공지능·지능로봇·헬스케어로봇 연구단에서 활발하게 연구중인 14개의 주요 기술에 대해 소개하고 시연을 진행했다. 먼저 인공지능연구단에서는 다수의 CCTV 영상내에서 보행자의 신원식별 및 동선추적이 가능한 ‘복합인지기술기반 신원식별추적기술(김익재 소장)’, 원격지 사용자의 디지털휴먼이 현지 휴머노이드 로봇에 증강하여 현지 사용자와 인터렉션하는 ‘메타휴머노이드(임화섭 책임연구원)’ 기술 등을 선보였다. 지능로봇연구단에서는 하지 근력이 부족한 고령자의 홈재활 및 일상보행보조를 위한 ‘개인 맞춤형 헬스케어를 위한 웨어러블 로봇(이종원 선임연구원)’, 물체의 연성을 감지하고 적응형 파지가 가능한 ‘감각 기반 물체 적응 파지형 로봇핸드(황동현 책임연구원)’, 청음지능을 가진 고속 드럼연주 휴머노이드 로봇(임세혁 책임연구원) 등 우리 일상에 적용가능한 로봇기술을 소개했다. 헬스케어로봇연구단에서는 CT, MRI 영상을 기반 ‘증강현실(AR) 수술 내비게이션(이득희 책임연구원)’, 중력보상기술, 햅틱기술이 구현된 수술로봇시스템인 ‘MIDAS master-slave robot(김정률 선임연구원)’ 등 의료현장에 적용가능한 기술을 선보였다. 김익재 소장은 “이번 AI x Robot 오픈랩 행사는 ‘미리보는 미래’를 주제로 관련기술의 현주소와 성과를 공유하는 계기가 되었다.”며 “앞으로도 해당 분야에 적극적 기술 개발로 혁신적 원천기술 확보에 힘쓰겠다”고 말했다. KIST AI·로봇 연구소는 해당분야의 핵심기술을 개발해 국가적 난제와 사회적 문제를 해결하고, 보다 편리하고 안전하며 건강한 삶을 영위하는 미래사회를 만들기위해 노력하고 있다.
화학무기의 독성을 제거하는 신개념 코팅기술 개발, 화학전 및 테러 대응기술 실용화 눈 앞에
- 기능성 고분자 설계를 통한 제독촉매 복합화로 다양한 기재에 제독코팅 - 차세대 보호의 및 보호장비, 화학물질 누출 오염처리에 기여할 것으로 전망 고독성 유기화합물은 무색무취의 특성을 가지며 극소량으로 대량학살이 가능하여 전 세계적으로 화학무기금지협약을 통해 사용을 금지하고 있다. 그럼에도 불구하고 최근 화학무기를 사용한 사례가 발생하여 이에 대응하기 위한 방호소재 개발의 필요성이 대두되고 있다. 현재 주로 활성탄을 사용하여 독성 화학물질을 흡착하는 보호의 및 방독면으로 화학무기에 대응하고 있으나, 2차 오염 등의 문제가 있어 독성을 원천적으로 제거할 수 있는 제독촉매의 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 물질구조제어연구센터 백경열 책임연구원 연구팀이 2019년 나노기반 제독촉매를 개발한 데 이어, 가공과 코팅이 용이한 제독용 복합소재의 개발에 성공했다고 밝혔다. 기존에 개발한 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF) 제독촉매는 제독 성능은 높지만 모래와 같이 부서지는 입자 형태로 되어 있어 군복 및 군용장비 코팅에 실용화하지 못하고 있었다. 백경열 책임연구원 연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 기능성 고분자를 설계하고 이를 제독촉매와 혼합함으로써 필름, 섬유 등의 형태로 가공할 수 있으면서도 성능을 유지할 수 있는 신개념 제독기술을 개발하였다. 연구팀은 기존에 개발하였던 나노미터 수준의 지르코늄(Zr) 기반 제독촉매의 높은 반응성을 유지하면서 가공성을 향상시키는 기능성 고분자형 지지체를 신규로 개발하여 이를 혼합한 복합소재를 제독촉매로 이용하였다. 군복 및 군용장비의 스프레이 공정에 복합소재를 적용하여 제독 코팅층을 형성하고, 실제 화학무기인 신경작용제 소만(GD)을 이용하여 제독성능을 테스트한 결과, 개발한 소재가 제독용 코팅소재로써 실증적용이 가능한 것으로 확인하였다. KIST 백경열 책임연구원은 “기존에 보고된 전기방사법이 아닌 단순 스프레이 공정을 통해서 넓은 면적까지 빠른 속도로 코팅이 가능하며 화학무기의 독성을 손쉽게 제거할 수 있다는 것이 이번 연구의 차별점”이며, “스프레이 코팅을 통하여 유사시 군복과 군용장비에 사전제독뿐만 아니라 오염된 부분의 사후제독도 가능하여 보다 효과적으로 화학무기 또는 고독성 화학물질로부터 군인 및 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 KIST 안보·재난안전기술단과의 협력으로 기관고유사업 (K-DARPA) 및 과학기술정보통신부의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 복합체 분야의 국제 학술저널인 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’(IF : 10.383, JCR 상위 14.05%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Feasible Detoxification Coating Material for Chemical Warfare Agent using PMMA-BPEI Copolymer and Metal-Organic Framework Composites - (제 1저자) 한국과학기술연구원 서진영 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 [그림 설명] [그림 1] 기능성 고분자 지지체와 나노제독촉매를 활용한 코팅소재 개발 전략 및 화학무기 분해에 관한 모식도 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 제독촉매 분말(좌)과 제독촉매를 유리에 코팅한 소재(우)
화학무기의 독성을 제거하는 신개념 코팅기술 개발, 화학전 및 테러 대응기술 실용화 눈 앞에
- 기능성 고분자 설계를 통한 제독촉매 복합화로 다양한 기재에 제독코팅 - 차세대 보호의 및 보호장비, 화학물질 누출 오염처리에 기여할 것으로 전망 고독성 유기화합물은 무색무취의 특성을 가지며 극소량으로 대량학살이 가능하여 전 세계적으로 화학무기금지협약을 통해 사용을 금지하고 있다. 그럼에도 불구하고 최근 화학무기를 사용한 사례가 발생하여 이에 대응하기 위한 방호소재 개발의 필요성이 대두되고 있다. 현재 주로 활성탄을 사용하여 독성 화학물질을 흡착하는 보호의 및 방독면으로 화학무기에 대응하고 있으나, 2차 오염 등의 문제가 있어 독성을 원천적으로 제거할 수 있는 제독촉매의 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 물질구조제어연구센터 백경열 책임연구원 연구팀이 2019년 나노기반 제독촉매를 개발한 데 이어, 가공과 코팅이 용이한 제독용 복합소재의 개발에 성공했다고 밝혔다. 기존에 개발한 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF) 제독촉매는 제독 성능은 높지만 모래와 같이 부서지는 입자 형태로 되어 있어 군복 및 군용장비 코팅에 실용화하지 못하고 있었다. 백경열 책임연구원 연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 기능성 고분자를 설계하고 이를 제독촉매와 혼합함으로써 필름, 섬유 등의 형태로 가공할 수 있으면서도 성능을 유지할 수 있는 신개념 제독기술을 개발하였다. 연구팀은 기존에 개발하였던 나노미터 수준의 지르코늄(Zr) 기반 제독촉매의 높은 반응성을 유지하면서 가공성을 향상시키는 기능성 고분자형 지지체를 신규로 개발하여 이를 혼합한 복합소재를 제독촉매로 이용하였다. 군복 및 군용장비의 스프레이 공정에 복합소재를 적용하여 제독 코팅층을 형성하고, 실제 화학무기인 신경작용제 소만(GD)을 이용하여 제독성능을 테스트한 결과, 개발한 소재가 제독용 코팅소재로써 실증적용이 가능한 것으로 확인하였다. KIST 백경열 책임연구원은 “기존에 보고된 전기방사법이 아닌 단순 스프레이 공정을 통해서 넓은 면적까지 빠른 속도로 코팅이 가능하며 화학무기의 독성을 손쉽게 제거할 수 있다는 것이 이번 연구의 차별점”이며, “스프레이 코팅을 통하여 유사시 군복과 군용장비에 사전제독뿐만 아니라 오염된 부분의 사후제독도 가능하여 보다 효과적으로 화학무기 또는 고독성 화학물질로부터 군인 및 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 KIST 안보·재난안전기술단과의 협력으로 기관고유사업 (K-DARPA) 및 과학기술정보통신부의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 복합체 분야의 국제 학술저널인 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’(IF : 10.383, JCR 상위 14.05%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Feasible Detoxification Coating Material for Chemical Warfare Agent using PMMA-BPEI Copolymer and Metal-Organic Framework Composites - (제 1저자) 한국과학기술연구원 서진영 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 [그림 설명] [그림 1] 기능성 고분자 지지체와 나노제독촉매를 활용한 코팅소재 개발 전략 및 화학무기 분해에 관한 모식도 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 제독촉매 분말(좌)과 제독촉매를 유리에 코팅한 소재(우)