경상대학교 농업생명과학대학 농화학식품공학과 장유신 교수
국립 경상대학교(GNUㆍ총장 이상경)가 기후변화에 대응하기 위한 원천기술 개발에 앞장서고 있다. 경상대학교는 농생명과학 분야 특성화 대학으로 기후변화에 식물이 어떻게 대응하는지, 기후변화에 내성을 가진 식물을 개발할 수 있는지 오랫동안 연구해왔다.
경상대학교는 농업생명과학대학 농화학식품공학과 장유신 교수가 과학기술정보통신부의 ‘기초연구실 지원사업(Basic Research Lab, BRL)’에 최종 선정됐다고 9일 밝혔다.
장유신 교수팀은 ‘바이오리파이너리 시스템화 연구실’로 과학기술정보통신부의 BRL 지원사업에 최종 선정돼 앞으로 최장 6년 동안 최대 약 30억 원의 연구비를 지원받는다.
바이오리파이너리는 식물 자원인 바이오매스에서 화학제품과 바이오 연료와 같은 핵심 생물소재를 친환경적으로 얻어 내는 기술이다. 석유 고갈이 얼마 남지 않았고 화석원료의 대량 사용으로 지구온난화가 점점 심각해지고 있는 상황에서 바이오리파이너리의 중요성은 점점 더 커지고 있다.
석유기반 산업구조가 바이오매스 기반 바이오리파이너리 산업구조로 대체될 것으로 예측되고 있는 가운데 바이오리파이너리 산업의 경제성 확보가 앞으로 남은 과제다.
‘바이오리파이너리 시스템화 연구실’에는 경상대학교 농화학식품공학과 장유신 교수와 서동철 교수, 김진효 교수, 박종환 연구교수, 순천대학교 조주식 교수가 공동으로 참여하여 바이오리파이너리 산업의 경제성 확보를 위한 원천기술 개발 연구를 수행한다.
연구책임을 맡은 장유신 교수는 “기후변화 대응을 위한 기술인 바이오리파이너리를 성공적으로 구축하기 위해서는 시스템화 원천기술의 개발이 필요하다”며 “바이오화합물 생산을 위한 미생물의 발효과정에서 발생하는 이산화탄소를 이용하기 위한 원천기술과 목질계 바이오매스 전처리 과정에서 발생하는 부산물의 탄소소재화 원천기술을 동시에 개발함으로써 바이오리파이너리 산업의 경제성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
같은 학과 김필주(농업생명과학연구원장) 교수는 교육부 대학중점연구소 지원사업의 지원을 받아 ‘농생명산업 기후변화 대응기술개발’ 연구를 2단계까지 성공적으로 수행하고 있다.
이 연구는 2024년까지 지속되며, 농업 부문 온실가스 배출량 저감 기술, 기후변화에 대한 농업적 적응기술, 기후변화 적극 이용 기술 개발에서 매우 우수한 성과들을 확보하고 있다.
경상대학교 농업생명과학대학은 이번 기초연구실 지원사업의 선정으로 기후변화에 대응하기 위한 원천기술 개발에서 시너지 효과가 나타날 것으로 기대를 모으고 있다.
#“미래 반도체 소재의 비밀을 풀다”
로렌츠의 힘을 받지 않는 특이 전하 존재가 규명된 유기 반도체 소재의 분자 배향 구조(좌)와 홀효과 측정을 위해 전극이 패터닝된 전자소자 이미지(우).
국립 경상대학교(GNUㆍ총장 이상경) 공과대학 나노ㆍ신소재공학부 최현호 교수팀은 포항공대 조길원 교수, 미국 럿거스대학(Rutgers University), 프린스턴대학(Princeton University), 사우디아라비아 킹 압둘라 과학기술대학(KAUST)과 공동으로 유기 반도체의 전하 이동 비밀을 풀기 위한 획기적인 기초 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.
‘유기 반도체’는 제조공정이 경제적이고 유연성까지 갖춰 4차 산업혁명의 주요 분야인 사물인터넷과 웨어러블 전자소자의 핵심 미래 소재로 주목받고 있다. 하지만 소재의 전하 이동과 전기 특성을 해석하는데 있어, 기존 실리콘 반도체의 전하 이동 이론과 해석법으로 풀 수 없는 난제를 지니고 있었다.
최 교수팀은 이 난제를 홀효과(Hall-Effect)를 통해 풀었다. 홀효과는 전하를 띤 입자가 자기장 속을 운동하면, 로렌츠의 힘을 받아 운동방향이 굽어지는 현상으로 1879년 Edwin Hall이 처음 발견했고 현재까지 다양한 전자 소재 연구 분야에서 활용돼 왔다.
최 교수팀은 홀효과를 이용한 분석 결과 기존 반도체와 다르게 유기 반도체에는 로렌츠의 힘을 받지 않는 특이 전하가 존재한다는 것을 실험적으로 밝혀냈고, 이것이 소재의 전하 이동의 결정인자임을 증명했다.
이 현상은 높은 전하이동도 소재에 최적화된 기존 홀효과 측정으로는 어려움이 있어, 연구팀은 낮은 전하이동도 소재에서도 신뢰도 높은 측정이 가능한 새로운 홀효과 분석 기법을 개발했다. 이 분석 기법은 전기전도성이 비교적 낮은 소재에서도 비 트랜지스터 소자 형태로 전하이동도와 전하밀도 분석이 가능해 현재 활발히 연구되는 유연전자소재ㆍ소자 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
최현호 교수는 “미래 반도체 소재의 전하 이동 비밀을 풀 수 있는 새로운 분석법이 개발됐다.”며 “미래 반도체 소재ㆍ소자의 전기 특성을 효과적ㆍ효율적으로 향상할 수 있는 이론적 접근법을 제안할 수 있을 것이다”고 말했다.
이번 연구 결과는 재료과학 분야 세계적 권위지 ‘어드밴스드 펑셔널 매터리얼즈(Advanced Functional Materials)’(영향력 지수: 15.621) 7월호 온라인판에 게재됐다.
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