- PCR 감도로 30분 내에 변이 코로나바이러스도 검출 가능한 시스템 개발 - 코로나바이러스의 물리적 특성을 모사한 안전한 합성 바이러스 활용 델타 변이에 이어 전염성이 매우 강한 오미크론 변이가 등장하는 등 코로나바이러스 변이와 확산세가 꺾이지 않고 있다. 이처럼 수많은 변종이 발생하는 코로나바이러스의 경우 확산을 막기 위해서는 변이 바이러스를 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 진단 플랫폼 개발이 필수적이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 생체재료연구센터 이관희 박사, 김호준 박사팀은 변이에 상관없이 코로나바이러스를 현장에서 30분 내에 PCR 수준의 감도로 검출할 수 있는 바이오센서 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 현재 유전자 기반의 PCR 진단은 최소 수 시간이 필요하며, 수검자는 결과가 나올 때까지 격리해야 한다. 또한 PCR 검사는 특정 유전자 서열이 존재해야만 진단이 가능하기 때문에 다른 유전자 서열을 갖는 변이종의 경우 진단능력이 감소할 수밖에 없다. 최근 널리 활용중인 간이 검사키트의 경우에도 특정 단백질 구조에 반응하는 항체를 키트에 넣어 반응하는 방법으로 바이러스를 확인하기 때문에 변이 바이러스 진단에는 한계를 보이고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 우리 몸에 존재하는 코로나바이러스의 감염 수용체인 ACE2에 주목했다. 변이 바이러스일지라도 인체에 침투하기 위해서 ACE2와 결합하기 때문에, ACE2를 적용한 고감도 바이오센서로 바이러스의 범용적 검출이 가능할 것이라 생각했다. 이를 위해 ACE2 수용체와 결합된 전기신호 기반의 현장형 반도체 바이오센서 플랫폼을 제작하고, 코로나바이러스의 물리적 특성을 모사한 바이러스를 합성하여 바이오센서 플랫폼을 최적화 하였다. 이렇게 개발된 바이오센서 플랫폼으로 진단한 결과, 실제 코로나바이러스 및 합성된 다양한 변이 바이러스를 현재 이루어지고 있는 PCR 검사수준 (165 copies/mL, 30분 내)의 감도로 현장에서 실시간으로 검출하는데 성공하였다. 이관희 박사는 “ACE2 수용체와 고감도 반도체 바이오센서를 결합하는 기술로 현장에서 변이 바이러스를 검출할 수 있는 진단 시스템의 개발을 가능하게 했다. 빠른 시일 내에 센서 표준화와 규격화를 거쳐 상용화할 예정이며, 이는 감염 예방 시스템 및 사회적 안전망 구축에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 김호준 박사는 “본 연구를 통해 개발한 합성 바이러스의 경우 감염력이 없기 때문에 BSL레벨이 낮은 곳에서도 취급이 가능하고 다른 바이러스 진단 플랫폼 연구에도 활용이 가능하다는 장점이 있다. 합성 바이러스를 활용한 고감도 정밀 검출 플랫폼 최적화 등에 대한 연구를 지속할 예정이다.”고 말했다. 본 성과는 KIST 기본연구사업, 한국연구재단 중견연구자지원사업, 범부처 전주기의료기기연구개발사업단의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 나노분야 권위지인 ‘나노레터스(Nano Letters)’ (IF: 11.189, JCR 분야 상위 9.062%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) SARS-CoV-2 Variant Screening Using a Virus-Receptor-Based Electrical Biosensor - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박성욱 박사후연구원 - (제 1저자, 교신저자) 한국과학기술연구원 김호준 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이관희 책임연구원 그림 설명 <span style="color: rgb(85, 85, 85); font-size: 14pt; font-style: inherit; font-variant-ligatures: inherit; font-variant-caps: inherit; font-weight: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" white-space:="" pre-wrap;"="">[그림 1] 코로나바이러스의 감염 통로 수용체인 ACE2를 활용한 초고감도 반도체 바이오센서 플랫폼 개발을 통해 <span style="color: rgb(85, 85, 85); font-size: 14pt; font-style: inherit; font-variant-ligatures: inherit; font-variant-caps: inherit; font-weight: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" white-space:="" pre-wrap;"="">PCR 수준의 감도로 코로나바이러스 검출 성공 <span style="color: rgb(85, 85, 85); font-size: 14pt; font-style: inherit; font-variant-ligatures: inherit; font-variant-caps: inherit; font-weight: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" white-space:="" pre-wrap;"="">(실제 코로나바이러스 샘플 활용) <span style="color: rgb(85, 85, 85); font-size: 14pt; font-style: inherit; font-variant-ligatures: inherit; font-variant-caps: inherit; font-weight: inherit; background-color: rgb(255, 255, 255); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif;" \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" white-space:="" pre-wrap;"=""> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(85, 85, 85); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" font-size:="" 13px;="" text-indent:="" 0px;="" white-space:="" pre-wrap;"="">[그림 2] 초고감도 반도체 기반의 바이오센서 플랫폼의 검출 모식도 및 코로나19 변이 바이러스 검출 결과 <span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(85, 85, 85); font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" font-size:="" 13px;="" text-indent:="" 0px;="" white-space:="" pre-wrap;"="">(Wild 및 Delta plus, Kappa 변이의 합성 바이러스)

황동현 지능로봇연구단 박사팀, 말초신경 내 미세조직 등 확인 영상장비 개발 <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-b812a4d9-3e2f-4d5d-a3a3-b00dd01d9d8f" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">사람처럼 움직이며 감각 전달 '로봇의수' 구현 새로운 도전 <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-e968fda4-10e4-413e-8b54-bb2b2e128b29" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">신경전극 이식상태 분석시간 획기적 단축·고심도·고해상도까지 한 번에 <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-ec291fc3-98ac-412b-8e1d-b248cf3fa391" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">"기술 내재화로 촉감 느끼는 로봇의수 실용화 우리 손으로 해낼 것" <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-fbe7ff0a-93f2-4b7f-9132-8788ba686d98" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-9d9cf0e0-5642-408f-a8d7-71d9b273a4af" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">KIST AI·로봇연구소의 한 실험실. 연구자들이 동물실험에 몰두하고 있다. 로봇공학자들이 동물실험이라니, 다른 연구소를 잘못 찾은 게 아닌가 착각이 들 정도다. 하지만 연구내용은 분명 로봇과 관련돼있다. 실험실 곳곳에 있는 장비도 이곳이 KIST AI·로봇연구소임을 증명하고 있다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-f2d0d17a-928f-40ea-881b-85a49adaf739" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-05cad7f8-3ceb-4117-8b60-9b8027c7a8e2" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">로봇과 동물실험이란 생소한 조합에는 그만한 이유가 있다. 사람처럼 움직이면서 감각을 전달하는 로봇의수를 구현하기 위해서다. 차가운 부품과 기기를 늘 손에 쥐고 연구했던 과학자들에게 새로운 도전은 또 다른 기회를 만들었다. 동물실험을 통해 고해상도 영상장비 개발을 완료하고 생각대로 움직이고 느끼는 로봇의수 개발에 한 걸음 다가간 것이다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-6bf18c33-227a-4b69-984c-00b72fa77a17" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-e8ca0757-197f-4e6e-83cd-9115f85470d9" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">이 영상장비는 말초신경 내 미세조직과 이식된 전극을 직접 들여다볼 수 있다. 로봇의수 구현을 위해 꼭 필요한 전극 이식상태를 즉각 파악해 로봇의수 시스템의 안정성과 장기간 사용성을 향상시키는 것에 도움을 줄 것으로 기대된다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-2b503acb-839b-4c59-a384-e8c46777100b" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-10fd591f-d5ea-4fa6-9b09-66cb2f61cb37" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">영상장비 개발을 주도한 KIST 지능로봇연구단 황동현 박사는 "기존대비 5.1배 향상된 고해상도 영상장비로 신경과학 분야에서도 관심이 많아 활용을 논의 중"이라며 "말초신경 인터페이스 연구 방법을 획기적으로 바꿀 수 있을 것"이라고 기대했다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-10fd591f-d5ea-4fa6-9b09-66cb2f61cb37" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 중세시대 때도 있던 의수, 로봇의수로 진화 중 의수는 팔이나 손이 절단된 환자들에게 잃어버린 신체 일부를 만들어주는 기술이다. 기계의수의 경우 중세시대부터 기록된 만큼 오랜 역사를 가진다. [출처=이미지투데이] 의수는 팔이나 손이 절단된 환자들에게 잃어버린 신체 일부를 만들어주는 기술이다. 동화 피터팬에 후크선장이 등장하는 것만 봐도 그 역사가 오래됨을 알 수 있다. (기계의수 경우 중세시대부터 기록을 찾을 수 있다.) <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-a86cdc55-f210-4ab2-b991-e0314244f485" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-742abe3e-04ba-46b7-9f8e-c1ea32cf253d" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">과학기술 발전으로 의수는 단순 모형이 아닌 본연의 기능구현으로 발전 중이다. 생체신호에 기반한 의수 기술이 그 예다. 이 의수는 근육 신호를 이용해 원하는 대로 움직여 신체 일부분처럼 사용할 수 있는 기술로 이미 상용화됐다. 하지만 손의 다양한 기능을 구현하거나 촉감을 그대로 느끼는 100% 내 손 같은 로봇의수 개발은 현재 진행형이다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-feface21-a164-49f5-9e62-d672e17557e5" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-1f7e8df4-c177-401c-9427-ab9dd5e254dd" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">오랜 연구에도 촉감각을 전달하는 로봇의수가 개발되지 못한 이유는 뭘까. 황 박사에 따르면 로봇의수를 통해 사용자가 직관적으로 촉감을 느끼기 위해서는 절단 환자의 말초신경에 신경 전극을 이식해 로봇의수와 연결해야 한다. 하지만 신경전극 이식에 거부감을 느끼는 환자가 많다. 신경전극 이식 후 경과를 살피기도 어렵다. 시간 흐름에 따라 이식한 전극의 기능적 오류도 자주 발생한다. 기능 저하 원인 파악을 위해 말초신경 대상으로 다양한 검사를 실시해야 하지만 또 한 번 수술대에 오르기를 원하는 환자는 많지 않을 것이다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-07ab5774-0c5f-4bdf-a477-02cd21c69718" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-c1c26605-ffc9-4934-b204-a7394b5a8d53" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">황 박사는 "생각대로 움직이고 촉감각을 느낄 수 있는 로봇의수 기술이 결국 사람에 쓰이려면 안정성을 확보하고 장기적인 기능성을 향상하는 것이 매우 중요하다. 이 두가지를 확보해야 미국과 유럽 등의 선진기술을 압도할 수 있을 것으로 보고 신경 전극 이식 수술 즉시 이식상태를 파악할 수 있는 영상장비 개발을 시작했다"고 말했다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-c1c26605-ffc9-4934-b204-a7394b5a8d53" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> 상용화된 OCT에 주목, 두 개의 빛으로 더 빠르고 자세하게 신경 들여다본다 황 박사팀은 OCT를 활용해 서로 다른 2개의 광섬유를 사용함으로써 빠르면서 고심도, 고해상도의 말초신경 내 미세조직과 이식한 신경전극을 고속으로 관찰할 수 있는 영상장비를 개발했다. 몸속을 어떻게 들여다보는 것이 좋을까 고민하던 황 박사팀은 광간섭단층영상장치(OCT)에 주목했다. OCT는 안구 조직들을 보는 데 쓰이는 장비로 안과에서 자주 사용한다. 빛을 투과시켜 조직 내에서 반사되는 빛의 시간 차이를 이용해 단층 영상을 얻는다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-ac8bfbbb-6582-4edf-9be3-94c10e21d7a6" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-3adc9779-d249-4644-a077-8284e5676359" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">하지만 기존 장비는 신경조직 심부가 아닌 표면부만 볼 수 있을 뿐만 아니라 20~30μm의 저해상도를 가져 말초신경 내부 미세구조를 관찰하기 어려웠다. 고해상도로 개발하면 초점심도가 얕아져 말초신경 심부의 미세구조를 관찰할 수 없었다. 김밥을 예로 든 황 박사는 "김밥 속에 든 햄과 채소까지 자세히 봐야 하는데 겉을 감싸고 있는 김밖에 보이지 않는 상황"이라고 설명했다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-ace8a46f-b25d-4d76-97d9-8ddeb1c8a414" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-f96d23b2-de76-4a44-a92f-f947de91cc2d" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">문제해결을 위해 황 박사팀이 생각한 것이 서로 다른 2개의 광섬유를 사용하는 방법이다. 빛이 지나가는 서로 다른 두 개의 경로를 접합해 패턴을 바꿈으로써 초점심도를 기존대비 5.1배 향상했다. 살아있는 쥐의 말초신경에 신경전극을 모방한 미세 금속선을 이식하고, 개발한 영상장비로 확인한 결과 단층영상을 정합한 3차원 구조로 영상을 획득하면서 고심도, 고해상도, 고속 촬영 성능까지 확인했다. 이 기술은 이미 상용화된 기존 OCT 장비에도 저렴하게 적용할 수 있다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-4f4c0065-9f07-47e2-9636-5e3ed0ab6cb2" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-f1f5fde6-44a4-43a7-a16e-e372d612eef8" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">황 박사는 "로봇의수가 상용화되기 위해서는 영상장비뿐 아니라 신경전극, 생체신호 분석, 로봇제어알고리즘기술 등 다양한 분야가 함께 발전해야 한다"면서도 "실용화에서 제일 중요한 안정성과 장기적 기능성 해결에 도움을 줄 수 있는 장비가 개발된 만큼 로봇의수 실용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 기대했다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-3d4d17d5-609b-48c8-8e6a-91884678a9e6" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-39323924-a237-47a6-b3ec-397834270a67" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">이 기술이 로봇의수 실용화를 당장 달성하기는 어렵지만 의외의 분야에서 기대감을 높이고 있다. 말초신경 이상으로 생기는 질병을 다루는 신경외과 의사들이다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-9595e8b3-687f-4ce7-8123-944e2eee0715" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-6e99e9ad-ba4a-42ee-a0c7-f49ccdcdc459" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">세계적으로 말초신경 내부를 들여다보는 영상장비 연구가 다양하게 진행되지만, 신경 내 심부를 생체 내 조건에서 3차원으로 관찰하는 것에 수십 분이 소요된다. KIST 영상장비는 말초신경 내부구조 관찰을 위해 필요한 시간을 수초로 단축했다. KIST와 의료관계자들은 신경 접합술, 말초신경병증 연구 등에 활용이 가능할 것으로 보고 협업을 논의 중이다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-6e99e9ad-ba4a-42ee-a0c7-f49ccdcdc459" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> "로봇의수 상용화 기술, 우리 손으로 주도하고 싶어" 황 박사팀의 영상장비를 활용하면 말초신경 내 신경섬유, 혈관 등 미세구조를 3차원 영상으로 획득할 수 있다. 황 박사는 과제를 하면서 영상장비뿐 아니라 로봇의수 기술도 함께 연구한다. 동물 대상 로봇의수 연구를 실증할 때면 신경 신호 획득과 신경자극 기능 구현이 어려울 때가 많았다. 그럴 때마다 그는 "촬영 한 번으로 신경 내부 미세구조와 신경전극 이식상태를 파악해 이유를 알 수 있다면 얼마나 좋을까 생각했다"며 연구 필요성을 절실히 느꼈을 때를 회상했다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-25e822bf-0e6c-42e1-bf84-024e471204f6" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-2a16cdfc-fb96-4eb2-ab52-0038bd528839" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">영상장비를 연구하면서도 새로운 도전의 연속이었다. 영상장비 개발 초반에는 동물의 사체를 이용해 실험했는데, 경직된 동물의 조직은 움직이지 않아 영상장비 촬영마다 늘 최상의 결과가 나왔다. 반면 살아있는 동물의 경우 신경조직이 끊임없이 움직이기 때문에 결과가 좋지 않았다. 로봇연구만 하던 황 박사가 동물실험이라는 새로운 도전을 하게 된 이유가 여기에 있다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-032e89da-2d1d-4da6-8a33-40164a2185b2" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-626c3147-0e3a-49c8-82cf-effe25d03a19" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">영상장비를 개발하고 동물실험을 수행하면서 실패도 많았다. 그 때마다 경험 있는 다른 기관에 연구를 맡기는 게 낫지 않겠냐는 내외부 시선이 있었던 것도 사실이다. <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-8345845b-5212-437d-8d1e-223b4132e4d1" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"=""> <p class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align- " id="SE-940a64f4-f453-4b7c-aa28-429e8c3e5c58" style="border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 0px; line-height: 1.5; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" word-break:="" break-word;="" overflow-wrap:="" white-space:="" pre-wrap;="" color:="" rgb(60,="" 63,="" 69);="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">하지만 그는 "결국 우리가 지향하는 것은 말초신경 기반 로봇의수 고도화를 위한 핵심기술을 자체적으로 개발해서 보유하는 것"이라며 "시간은 걸렸지만, 기술을 내재화시키고 우리기술로 만들고자 했다. 내부적으로 기술이 있어야 의수 실용화에 가까워진다고 생각한다. 말초신경에서 신경 신호를 획득해 물체를 잡았을 때 느껴지는 감각을 환자들에게 전할 수 있는 로봇의수의 상용화를 우리 손으로 만들고 관련 기술을 주도하고 싶다"고 포부를 밝혔다.

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안녕하세요. KIST에서 다양한 수소관련 연구들을 진행하고 있는데 기업 연구소에서도 수소가스를 활용하는 연구들을 진행할려고 합니다. 연구를 진행하기에 앞서 KIST에서 수소가스를 활용하는 연구를 시행할때 안전과 관련된 어떤 사항들을 중시하는지 실제 어떤 안전관련 센서나 장비들을 구축하였는지 눈으로 보고 필요한 사항들을 반영해보려고 합니다. 관련해서 방문이 가능한지 문의드리고자 합니다. 관련하여 진행하기 위한 서류나 절차가 있다면 알려주세요 감사합니다.

안녕하세요. 재직 당시 신분에 따라 아래 담당부서에 문의해주시기 바랍니다. - 정규직/별정직: 인사경영팀(02-958-6304/kja@kist.re.kr) - 학연: 학연운영팀(02-958-6018/chois@kist.re.kr) - KIST스쿨: 사무국(02-958-6032/rmhec@kist.re.kr) 감사합니다.

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- 액체 전해질의 이온전도도에 상응하는 고이온전도성 고체 전해질 개발 - 황화물계 전해질의 유독한 황화수소(H2S) 가스 발생량 70% 저감 전기자동차 및 에너지저장시스템 (ESS)의 시장이 급속도로 성장함에 따라 리튬이온전지의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 기존의 리튬이온전지는 가연성의 액체 전해질을 이용하고 있어 안전성에 논란이 있으며, 최근 이로 인한 화재 및 폭발 사고가 지속해서 보고된 바 있다. 이 때문에 비가연성의 고체 전해질을 이용한 리튬전고체전지가 화재 및 폭발 위험성이 없는 차세대 이차전지로 주목을 받고 있지만, 고체 전해질은 액체 전해질과 비교해 리튬의 이온 전도도가 낮다는 문제점이 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 에너지저장연구센터 류승호 박사 연구팀은 황화물계 고체 전해질의 소재 및 합성공정을 최적화해 액체 전해질의 이온 전도도에 상응하는 고이온 전도성 고체 전해질을 개발했다고 밝혔다. 액체 전해질의 이온전도도에 상응하는 다양한 리튬전고체전지의 고체 전해질 후보물질들이 속속 보고되고 있는 가운데 황화물계 고체 전해질은 상대적으로 높은 이온 전도도를 보여 소재 및 합성 공정 개선을 위한 연구가 시도되고 있다. 그런데, 황화물계 고체 전해질의 경우 대기 노출시 수분과 반응하여 유독한 황화수소(H2S) 가스를 발생시키는 문제가 있어, 이를 해결하기 위한 연구 또한 함께 진행되어야 했다. 류승호 박사팀은 고이온전도성 황화물계 고체 전해질 중 하나인 아지로다이트 (Argyrodite) 고체 전해질 소재 내부에 안티모니(Sb)와 게르마늄(Ge)를 도입하고 추가 리튬(Li)을 삽입하여 16.1mS/cm의 고이온전도성 고체 전해질을 개발했다. 이는 10mS/cm급의 이온 전도도를 가지는 상용 액체 전해질에 상응하는 수준으로, 기존에 개발된 아지로다이트 황화물계 고체 전해질의 최고 수준 이온전도도인 14.8mS/cm을 넘어선다. 연구팀은 개발된 고체 전해질을 상용 양극에 적용하여 액체 전해질을 이용한 경우와 유사한 초기 용량을 얻었으며, 추후 전지 제조 공정의 최적화를 통한 고에너지, 장수명 리튬전고체전지 개발에 대한 기대감을 높였다. 또한, 기존의 황화물계 고체 전해질의 경우 대기 노출시 수분과 반응하여 유독한 황화수소 가스를 발생하는 문제가 있지만, 본 연구에서는 안티모니를 도입하여 수분과의 반응성을 줄여 황화수소 가스 발생을 70% 이상 저감하는 결과를 얻기도 했다. KIST 류승호 박사는 “본 연구를 통하여 개발된 고체 전해질은 액체 전해질에 상응하는 고이온 전도도를 보이며, 기존의 황화물계 고체 전해질의 대기 안정성을 크게 개선해 폭발 위험성 없는 고안전성 리튬전고체전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 산업통상자원부(장관 문승욱) 리튬기반차세대이차전지성능고도화및제조기술개발사업 및 자동차산업핵심기술개발사업의 지원을 통해 수행되었으며, 연구 결과는 에너지소재 분야의 국제학술지인 ‘ACS Energy Letters’ (IF : 23.101, JCR 분야 상위 3.302%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Lithium Argyrodite Sulfide Electrolytes with High Ionic Conductivity and Air Stability for All-Solid-State Li-Ion Batteries - (제 1저자) 한국과학기술연구원 이용흠 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 류승호 선임연구원 그림 설명 <span class="se-fs- se-ff- " id="SE-06040b76-12cd-4835-9a3c-bf1b3e77672f" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 13px; line-height: inherit; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" color:="" rgb(85,="" 85,="" 85);="" text-indent:="" 0px;="" white-space:="" pre-wrap;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">[그림 1] 고이온전도성 황화물계 고체 전해질 합성 과정, 이온전도 메커니즘 모식도 및 이온전도도 평가 결과 <span class="se-fs- se-ff- " id="SE-d46d6d3e-ea30-42d3-abb0-1d3823160c87" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font-variant-numeric: inherit; font-variant-east-asian: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 13px; line-height: inherit; font-family: se-nanumgothic, " \\b098눔고딕",="" nanumgothic,="" sans-serif,="" meiryo;="" vertical-align:="" baseline;="" color:="" rgb(85,="" 85,="" 85);="" text-indent:="" 0px;="" white-space:="" pre-wrap;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">[그림 2] Sb, Ge 기반 황화물계 고체 전해질의 수분 안정성 향상