포스테키안

2020 여름호 / 최신 기술 소개

2020-07-27 282

최신 기술 소개

 

Latest Technology – ①
COVID-19의 진단 ‘압타머’로 15분 만에 해결

요즘 COVID-19 때문에 한국뿐만 아니라 전 세계가 힘들어하고 있는데요, 코로나 바이러스를 더 빠르게 진단할 수 있는 기술이 POSTECH에서 개발되었다고 합니다. POSTECH 생명과학과 장승기 교수, 권영 박사 그리고 나라얀 박사 연구팀은 ‘분자 집게 molecular capture’의 일종인 압타머(핵산 물질)를 이용해 15분 만에 바이러스 감염 여부를 판별할 수 있는 진단법을 개발했습니다. 압타머 aptamer는 DNA나 RNA로 이루어진 핵산 물질로서 간단한 저분자 화합물에서 단백질 같은 고분자 물질에 이르는 다양한 표적에 대하여 높은 특이도와 결합력으로 결합하는 분자 집게의 일종입니다. 압타머는 ‘SELEX’라는 과정을 통해 발굴되는데, 바이러스의 경우 표적으로 사용되는 외피 단백질이 막단백질이기 때문에 기존의 SELEX 방법으로는 압타머를 발굴하기 어려웠습니다. 연구팀은 막단백질을 따로 분리 및 정제하는 대신에, ‘배큘로바이러스 baculoviruses’를 재조합하여 이 바이러스의 외피에 표적 단백질을 가지도록 만들었습니다. 이렇게 재조합된 바이러스를 분리 및 정제하여 SELEX에 사용하는 ‘바이로-셀렉스 viro-SELEX’ 방법을 개발했습니다. 압타머를 통한 진단 방법은 압타머가 코로나 바이러스의 외피에 결합하여 신속하게 진단을 한다고 하네요. 의료진과 연구진의 노력이 더욱 감사하게 느껴지는 요즘인데요, 빨리 COVID-19가 종결되길 간절히 기원합니다.
출처 http://aptsci.com/en/aptamer/aptamer-discovery-technology/

 

Latest Technology – ②
식수 확보의 지름길 고효율 방사성 세슘 제거용 흡착제

여러분, 혹시 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고를 기억하시나요? 벌써 10여 년이 지났지만, 일본의 토양과 수질 방사능 오염은 아직도 복구되지 않아 많은 환경 문제를 일으키고 있다고 합니다. 최근 한국건설기술연구원 연구진이 이와 같은 방사성 사고가 일어났을 때 안전한 식수를 확보할 수 있는 기술인 ‘고효율 방사성 세슘 제거용 흡착제’를 개발했다고 합니다!
원자력 사고가 발생했을 때 누출되는 많은 방사성 물질 중에서 ‘세슘-137’은 반감기가 30년 이상이고 바람에 의해 멀리 이동할 수 있습니다. 몸속에서도 쉽게 흡수되기 때문에 위험성이 크다고 알려져 있는데요, 연구팀은 친수성 고분자물질인 하이드로겔과 염료, 물감 등에 많이 쓰이는 ‘프러시안 블루’라는 물질을 합성해 이 신기술을 개발했다고 합니다. 특히 일반적인 프러시안 블루의 합성 과정에 염화철과의 반응 과정을 추가해 흡착제 내 프러시안 블루의 함량을 높였습니다. 그 결과 기존 흡착제보다 5.5배 많은 프러시안 블루가 함유되어 있고, 세슘 흡착 능력도 7.5배나 더 뛰어나다고 합니다.
연구팀은 이번에 새로 개발한 흡착제를 이용해 99.8% 이상 세슘을 제거하는 데 성공했다고 합니다. 이 흡착제는 하이드로겔 형태여서 생산 비용도 기존의 8분의 1이라고 하는데요,
이 기술이 상용화되어서 오염된 수질과 토양이 빨리 정화되었으면 좋겠습니다!
출처 http://www.electimes.com/article.php?aid=1585104403196181093

 

Latest Technology – ③
고강도 탄소복합재를 종이처럼 종이접기 방식 탄소복합재 성형기술

여러분이 타는 자동차나 비행기의 차체가 쉽게 구부러진다고 생각해 본 적이 있나요? 한국과학기술연구원(KIST) 구조용복합소재연구센터 이민욱 박사팀이 탄소섬유강화복합재의 높은 강도를 유지하면서도, 종이접기처럼 형태를 자유자재로 변형할 수 있는 기술을 개발했다고 합니다! KIST에 따르면 탄소 복합재는 강철보다 4배, 알루미늄보다 3배 이상 가벼우면서도 더 높은 강도를 지니고 있어 자동차와 항공 업계를 비롯한 여러 분야에서 이용되고 있습니다. 그렇지만 이런 우수한 물리적 특성에도 불구하고 가공 공정이 어려워서 경제성 측면에서 걸림돌이 있었는데요, 탄소가공재를 가공할 때 발생하는 비용이 너무 큰 게 문제였다고 합니다. KIST 연구진은 바느질과 종이접기에서 착안하여 탄소복합재를 금속 실로 바느질한 후 전기를 흘려주면 발열을 하는데, 이때 주위의 수지가 녹아 부드러워지면서 바느질 선을 따라 접을 수 있다는 것을 발견했습니다. 온도를 낮추면 다시 수지가 굳어서 본래의 상태로 돌아가기 때문에 단단한 탄소복합재를 접었다 폈다를 반복할 수 있었습니다. 10번이나 이 과정을 반복해도 알루미늄보다 우수한 강도를 유지하는 것을 확인했다고 합니다. 이 기술이 항공기나 자동차 등 복잡한 형태의 대형구조용 복합소재를 제작하는 데에 경제적으로 큰 도움이 될 것으로 예상합니다!
출처 http://www.thereport.co.kr/news/articleView.html?idxno=6833

 

Latest Technology – ④
보조배터리 시대는 갔다, 와이파이를 통한 충전 기술

외출 중일 때 항상 신경 쓰이는 것 중 하나는 바로 핸드폰 배터리인데요, 집에 들어가기 전에 배터리가 없을 때의 난감함은 여러분 모두 한 번쯤은 겪어 보셨을 것입니다. 하지만 이제는 그런 걱정은 하지 않아도 될 것 같습니다! 바로 ‘와이파이로 충전할 수 있는 기술’이 개발되었기 때문이죠~. MIT에서 이 기술에 대해 발표했는데요, ‘이황화몰리브덴(MoS2)’이라는 물질을 통해서 개발했다고 합니다. 이황화몰리브덴은 특정 화학 물질에 노출되면 반도체에서 금속으로 물질의 상태를 바꾸는 성질을 가지고 있습니다. 이 성질을 활용해 만든 정류기는 신호 변환 속도가 훨씬 빨라졌고 최대 10GHz의 무선 신호도 포착할 수 있다고 합니다. 그뿐만 아니라 이황화몰디브덴을 활용한 반도체의 두께는 원자 3개를 합친 길이로 지금껏 개발된 반도체 중 가장 얇은 두께라고 하네요! 얇은 두께 덕분에 종이처럼 자유자재로 움직일 수 있어 구현이 자유로운 장점도 있습니다. 정류기와 안테나의 합성어인 ‘렉테나’를 통해서 공기 중의 와이파이 신호를 흡수하면 반도체 안의 이황화몰리브덴으로 만든 정류기를 통해 와이파이 신호가 전기로 변환된다고 합니다. 이렇게 와이파이를 통해 핸드폰을 충전할 수 있겠죠? 저도 항상 부족한 배터리 때문에 걱정이었는데, 이 기술이 상용화된다면 걱정거리가 하나 줄겠군요!
출처 https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%99%80%EC%9D%B4%ED%8C%8C%EC%9D%B4%EB%A1%9C-%ED%9C%B4%EB%8C%80%ED%8F%B0-%EC%B6%A9%EC%A0%84-%EA%B0%80%EB%8A%A5%ED%95%B4%EC%A7%84%EB%8B%A4/

 

알리미 24기 산업경영공학과 18학번 박중우