층층 쌓인 소재 안에 금속 자유자재로 外[과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 겹겹이 쌓인 층상 소재 안에 원하는 금속을 쉽게 끼워 넣어 소재 성능을 전략적으로 조절할 수 있는 합성 기술이 개발됐다. 산업 현장에 꼭 필요한 맞춤형 촉매, 이차전지 소재 설계 등에 이바지할 것으로 기대된다.

UNIST, 전략적으로 조절 가능한 합성 기술 개발

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 조승호 교수팀은 에너지화학공학과 안광진 교수, 반도체소재·부품대학원 정후영 교수, 서울대 한정우 교수팀과 함께 층상 티타네이트(layered titanate)의 층간에 알칼리 금속부터 희토류에 이르는 총 42종의 금속 중 원하는 금속을 쉽게 삽입할 수 있는 합성 방법을 개발했다.

층상 티타네이트는 얇은 층이 겹겹이 쌓인 형태의 티타늄 산화물이다. 층과 층 사이의 공간에 금속 양이온을 수용할 수 있는 성질 덕분에 배터리 전극이나 촉매 지지체로 각광 받는 소재다. 기존에는 고온의 열처리와 강산을 이용한 세척 과정을 거쳐야 금속 이온을 넣을 수 있었다. 삽입 가능한 금속의 종류도 제한적이라는 한계가 있었다.

공동 연구팀은 “이번 연구는 단순히 새로운 소재 하나를 합성한 게 아니라 42종의 금속 원소를 자유자재로 활용할 수 있는 방대한 ‘라이브러리’를 구축한 기반 기술이라는 데 큰 의의가 있다”라고 설명했다.

KISTI-KAIST, ‘청색 OLED 수명 향상’ 분자 설계 기술 개발

한국과학기술정보연구원(원장 이식, KISTI) 슈퍼컴퓨팅가속화연구단 김재욱 선임연구원과 한국과학기술원(총장 이광형, KAIST) 화학과 김우연 교수 연구팀이 청색 ‘유기 발광 다이오드(OLED)’의 수명을 크게 늘릴 수 있는 발광 소재 설계 기술을 개발했다.

이번 기술이 상용화되면 현재 효율이 낮은 청색 OLED를 고효율 방식으로 대체할 수 있다. 디스플레이의 전력 소모를 줄이고 수명을 늘릴 수 있다.

OLED는 유기물을 이용해 스스로 빛을 내는 디스플레이 소자이다. 화면이 밝고 명암비가 우수하며 소비 전력도 적다. 적색, 녹색과 달리 청색은 고효율 소재의 수명이 짧아 상용화되지 못하고 있어 디스플레이 업계의 오랜 과제로 꼽힌다.

연구팀은 백금 기반 고효율 청색 발광 소재가 빛을 내는 과정에서 분자 내부의 특정 결합이 끊어지는 것이 수명 저하의 주원인임을 알아냈다. 나아가 발광 색상은 그대로 유지하면서 이 결합만 선택적으로 강화하는 분자 설계 원리를 제시했다.

연구팀은 KISTI 국가 슈퍼컴퓨터 5호기 ‘누리온’을 활용해 100여 종의 분자 구조를 체계적으로 검토하고, 기존 OLED 제조 공정에 바로 적용할 수 있는 6종의 새로운 발광 소재 후보를 선정했다. 이들 소재는 기존 대비 안정성 지표가 약 2배 높으면서도 깊은 청색 발광 특성을 유지한다.

이공계 박사 인력양성 정책 설계 고도화 필요

과학기술정책연구원(STEPI)은 국내 이공계 신규 박사의 교육연한과 교육경로 특성을 분석한 ‘과학기술정책 Brief(통계)’ 제1호를 발간했다.

기술패권 경쟁 심화로 신속한 박사급 과학기술인재의 확보 중요성이 커지고 있다. 정부·대학은 학위 기간 단축을 통한 박사급 인재 조기양성을 지원하고 있다.

STEPI는 과학기술정보통신부·과학기술정책연구원의 ‘2022년 이공계박사추적조사’(2021년 국내 일반대학원 이공계열 박사학위취득자 모집단 8016명, 응답자 1026명) 결과를 기반으로 국내 이공계 신규 박사의 교육연한과 경로 특성을 살펴봤다.

2021년 이공계 신규 박사의 약 3명 중 1명은 연계·통합과정을 통해 최종학위를 취득했다.

이공계 신규 박사의 학사 입학부터 박사학위 취득까지 총소요기간은 168.0개월(총학위기간은 144.0개월)이며, 박사학위 취득연령은 32.0세였다.

박사학위 취득연령은 만 40세 미만이 79.2%, 만 50세 이상도 6.8%였다. 이공계 신규 박사의 51.7%가 학사-박사까지 전체 학위과정 중 학업중단 경험이 있었다. 18.1%는 박사과정 중 학업중단을 경험했다.

이혜선 STEPI 부연구위원은 “학위기간 단축 논의가 확산되고 있는데 실제 국내 이공계 신규 박사의 교육연한과 교육경로는 정책이 가정하는 것보다 훨씬 복합적일 수 있다”며 “교육연한·교육경로 데이터를 지속적으로 축적하고 진학-학업-진로를 연계한 과학기술인재 양성·지원체계를 마련·보완하는 것이 중요하다”고 지적했다.

KIT, ‘초격차 바이오헬스·협업기관 신년 간담회’ 개최

최근 K-바이오기업의 글로벌 기술수출이 잇따르고 있는 가운데 국내를 대표하는 바이오 창업기업인 초격차 기업들이 글로벌 진출을 위한 전략 마련에 나섰다.

초격차 신산업 중 바이오(생명·신약) 분야 주관기관인 국가독성과학연구소(소장 허정두, KIT)는 새해를 맞아 초격차 기업들의 글로벌 성과 창출을 위해 ‘2026년 초격차기업·협업기관 신년 간담회’를 13일 서울 JW메리어트 호텔에서 개최했다.

허정두 KIT 소장은 “글로벌 임상 자금력과 경험, 노하우 부족으로 기술수출에 의존하는 측면을 고려하더라도 최근 이어지고 있는 글로벌 기술수출 성과는 우리 바이오기업 기술의 우수성과 경쟁력을 확인할 수 있는 지표”라며 “이러한 기세를 몰아서 올 한 해 동안 초격차 기업의 글로벌 기술 사업화 성과도 지속해 이어질 것으로 기대한다”고 말했다.

고려대, 전지 성능·내구성 높이는 백금 촉매 개발

고려대(총장 김동원) 화학과 이광렬 교수 연구팀이 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사 연구팀, 성균관대 이상욱 교수 연구팀과 함께 수소연료전지의 성능 저하와 내구성 문제를 동시에 해결할 수 있는 차세대 백금 기반 촉매를 개발했다.

수소연료전지는 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 전기를 생산하는 친환경 에너지 기술이다. 연구팀은 백금 기반 인터메탈릭 촉매의 고유한 구조적 안정성은 유지하면서도, 원자 조성과 전자 구조를 보다 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 촉매 설계 전략을 제안했다.

이를 바탕으로 백금(Pt)–코발트(Co)–망간(Mn)으로 구성된 삼원계 인터메탈릭 나노촉매를 새롭게 설계했다. 이 과정에서 촉매와 산화물 사이의 계면에서 형성되는 산소 결함을 활용해 촉매 내부의 원자 배열을 제어했다.