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이달의 우수논문 (JCR상위 1%이내)-박현웅 교수

□ Electrocatalytic arsenic oxidation in bicarbonate solutions combined with CO2 reduction to formate
(중탄산염 용액에서의 전기화학적 비소 산화와 이산화탄소 전환 동시구동 시스템)

- 교신저자: 박현웅 교수(에너지공학부)
- 제1저자: 최원정 박사과정(에너지공학부)
- 공동저자: 김민주(에너지공학부), 김병주(에너지공학부)-경북대학교 / 박이슬(부경대학교), 한동석(카타르대학교), M.R. Hoffmann(캘리포니아공과대학교)
- JCR 상위 0.959%, IF®14.229
- Applied Catalysis B: Environmental 게재예정(2020. 5. 15.)

* 자료제공: 경북대 IR센터
* Web of Science 및 SCOPUS DB에 새롭게 등록된 논문

본 연구는 태양광을 전원으로 하는 전기화학적 비소산화-이산화탄소환원반응 동시구동시스템에 대한 연구를 목적으로 하고 있다. 서로 다른 조건에서 최적화되어 있는 두 고부가가치성 반응을 동시구동하기 위해 각각의 반응에 대한 실험을 먼저 진행하였고 이후에 최적화된 반응과 비교하여 성능 저하 없이 두 반응을 동시구동하는데 성공하였다.

이산화탄소를 환원하여 부가가치가 높은 탄소화합물로 전환하는 기술은 대기 중의 이산화탄소를 저감할 뿐만 아니라 이를 이용해 유용한 화학물질을 생산한다는 측면에서도 주목 받고 있어 광전환, 광전기화학적 전환, 전기화학적 전환 등 다양한 방법을 이용해 연구가 진행 중이다.
본 연구에서는 전기화학적 방법으로 이산화탄소에서 개미산만을 선택적으로 생산하기 위한 전기촉매를 개발하였으며 해당 촉매를 이용하여 전류효율 100%로 이산화탄소를 개미산으로 전환하는데 성공하였다. 또한 이산화탄소전환반응의 상대 반응으로 이산화탄소 전환반응에 널리 쓰이는 중탄산염 전해질에 적용하기 적합하고 환경적으로 큰 이슈인 독성물질인 비소산화반응을 선택하였다.

비소 산화 반응의 효율을 향상시키기 위해 전해질에 염소이온을 첨가하였고 염소이온이 산화한 RCS(Reactive Chlorine Species)가 용액 중에서 비소 산화를 매개하고 염소이온으로 환원되는 산화제 역할을 함을 증명하였다. 이때 전해질 내에 염소이온이 포함되지 않았을 때와 비교하여 비소 산화의 전류 효율은 2배 향상되었다.

두 반응을 동시구동하기위해 셀 저항과 전기촉매의 성능차이 등 다양한 요소를 고려하여 결합 이후에도 이전의 반쪽 반응과 비교하여 성능의 차이가 거의 없는 산화환원 시스템을 구성하였으며 이를 태양전지를 이용해 외부 전원 없이 성공적으로 구동하였다.

이번 연구를 통해 비소 산화와 이산화탄소 전환에 대한 각각의 기술 뿐만 아니라 서로 다른 두 반응을 성능 저하 없이 동시구동하는 기술을 확보하여 다양한 고부가가치성 산화환원 반응에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

경북대 에너지공학부 박현웅 교수 연구실에서는 태양광을 주요한 에너지원으로 하여 물 산화와 이산화탄소 전환을 이용해 친환경 연료 및 화학물질을 생산하기 위한 촉매연구와 함께 수중 환경 내 독성물질의 독성 완화 및 제거를 위한 촉매 연구를 진행중이다.

<왼쪽부터 박현웅 교수, 최원정 박사>

2020-04-03
경북대 배종섭 교수, 패혈증 치료 후보물질(펩타이드) 개발

경북대 연구진이 패혈증을 치료할 수 있는 후보물질을 개발했다.

경북대 약학대학 배종섭 교수팀과 중앙대 약학대학 연구팀은 공동 연구를 통해 패혈증으로 인한 사망률을 개선할 수 있는 펩타이드를 개발했다. 펩타이드는 아미노산 결합체로, 아미노산 조합에 따라 기능이 달라진다.
이 연구 결과는 생명공학 분야 세계적인 권위지인 ‘바이오머티리얼즈(IF10.273, Biomaterials)’ 3월 27일자 온라인판에 게재됐다.

패혈증은 세균, 바이러스, 곰팡이 등과 같은 미생물이 우리 몸의 혈관에 침투해 감염시켜 전신에 심각한 염증 반응이 과도하게 생기는 질환을 말한다. 원인균과 염증 반응이 혈액을 통해 모든 장기로 퍼지게 되는데, 이때 빠른 시간 내에 원인균을 제거하지 못하면 전신으로 증세가 악화되면서 최악의 경우 사망에 이르게 하는 무서운 병이다.

배종섭 교수팀은 2014년 패혈증을 일으키는 단백질인 ‘TGFBIp’을 발굴하고, 그 발병 과정을 규명해 미국 의학전문지인 ‘호흡기·중환자의학 저널(IF16.494, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine)’에 게재한 바 있다.

후속으로 진행된 이번 연구에서 패혈증을 일으키는 TGFBIp의 아세틸화를 억제하는 새로운 형태의 펩타이드(9rDT)를 제작하고, 패혈증 동물모델을 통해 효능을 검증했다.

배 교수팀은 TGFBIp의 아세틸화를 억제하는 펩타이드(TAIP), 펩타이드가 세포 안으로 침투가 가능한 아미노산(9개의 아지닌 아미노산)과 펩타이드의 안정성과 생체이용률을 증가시키는 나노물질(PAMAM)을 일체형으로 제작해 9rDT라는 새로운 펩타이드를 만들었다.
생쥐의 맹장에 인위적인 손상을 일으켜 복막염을 유도하는 패혈증 동물모델은 4일 후 100% 사망하지만 제작된 펩타이드(9rDT)를 투입한 경우, 생존율이 약 50% 수준으로 증가하는 것을 확인했다.

배종섭 교수는 “많은 바이러스로 인한 사망 원인이 패혈증으로 밝혀졌으나 현재 전 세계적으로 공인된 치료제가 없는 실정이다. 특히 최근 유행하고 있는 코로나19의 경우, 병을 치료하는 중에 2차 세균감염이 폐에 오면 패혈증을 동반하고, 최악의 경우 사망으로 이어지는 경우가 많다.”라며, “이번 연구로 만들어진 약물을 토대로 향후 추가적인 실험과 임상시험을 거치면 패혈증 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 한국보건산업진흥원의 연구중심병원R&D사업의 지원을 받아 진행됐다.

2020-04-03
경북대 법학전문대학원 소속 학생팀, 법령경연학술대회 최우수상 수상

경북대학교 법학전문대학원 법학과 소속 19학번 권다예, 19학번 김혜지 학생팀이 법무부 소관 ‘제6회 법령경연학술대회’에서 최우수상을 수상했다.

경북대 학생팀은 사법절차에서 외국인의 인권보호 및 공정한 법질서 구현에 주목한 ‘사법통역인 육성 및 관리 등에 관한 법률’ 제정안으로 높은 평가를 받았다.

2020-04-01
경북대 생활관 생활치료센터 성공적 종료

방역, 시설 정비 후 학생들 품으로

경북대학교 생활관이 코로나19 경증환자 생활치료센터로서의 역할을 3월 28일자로 종료했다.

지난 3월 8일 코로나19 생활치료센터 부족으로 대구광역시에서 요청했던 경북대학교 생활관이 원상 복귀된다. 경북대학교는 대학 구성원의 안전과 학생들의 학습권과 직결되는 문제로 고민했지만, 국가와 지역민의 사랑을 받아온 거점국립대학교로서 대구/경북의 어려움을 함께 하기 위해서 지원을 결정했다. 그 과정에서 경북대학교 총학생회와 관생자치회의 우려가 일부 있었지만, 대구광역시는 학생들과의 간담회 자리를 마련해 센터 관리와 사후 처리에 만전을 기하기로 약속한 바 있다. 실제로 지난 23일 권영진 대구시장은 ‘경북대학교 학생 여러분께 드리는 감사의 말씀’이라는 제목의 서신을 통해 급박한 상황에 학생 한 사람 한 사람의 의견을 듣지 못해 송구하며 대구 공동체를 지키는 데 함께 동참해 준 경북대학교 학생들에게 깊이 감사하다는 뜻을 전했다.

경북대학교 생활치료센터는 단일 시설로는 가장 큰 규모인 374명이 입소했다. 경북대학교는 의료진과 환자들에게 힘을 주기 위해 응원 현수막을 설치했으며, 경북대학교 교수회는 대학 구성원을 대상으로 코로나19 극복을 위한 성금 5천381만원을 모아 대한적십자사로 전달하기도 했다. 완치돼 퇴소하는 시민들도 ‘의료진과 함께 경북대학교와 학생들에게 감사하다’는 편지를 전하는 등 많은 사람들의 노고와 이해에 깊은 감사를 전했다.

한편, 생활치료센터로 사용되었던 생활관은 방역과 청소, 시설 정비를 마친 후 대면 강의에 맞추어 학생들의 입주를 준비할 예정이다. 경북대는 비대면 강의를 5월 3일까지 연장하였다.

2020-03-30
경북대 로스쿨, 변호사 경감 특채 3명 배출

경북대 법학전문대학원(이하 로스쿨) 출신 3명이 최근 올해 변호사 경감 특채로 임용됐다. 이는 전국 대학 로스쿨 중에 2번째로 많은 인원이다.

경찰청은 2014년부터 매년 경력 2년 이상 변호사를 경찰 초급간부인 경감으로 특별채용하고 있다. 이번 변호사 경감 특채 경쟁률은 6.8대 1로, 최종 20명이 임용됐다.

경북대 로스쿨 출신은 4기 졸업생 정지호 씨, 6기 졸업생 김태연 씨, 8기 졸업생 성경중 씨 등 3명이다. 특히 정지호 씨는 이번 특채에서 수석을 차지하기도 했다.

정하명 경북대 법학전문대학원장은 “올해 검사 8명과 재판연구원 3명 배출에 이어 3명의 경찰 간부를 배출하는 성과를 거뒀다. 경북대 법학전문대학원은 개원 이래 약 700여명의 변호사를 배출했다. 앞으로도 거점국립대학으로서 다양한 분야에서 전문성을 가진 법조인 양성에 최선을 다하도록 하겠다.”고 밝혔다.

2020-03-26
이달의 우수논문 (JCR상위 1%이내)-최상일 교수

□ Surface engineering in improving activity of Pt nanocubes for ammonia electrooxidation reaction
(암모니아 전기 산화 반응을 위한 Pt 나노큐브의 활성을 향상시키는 표면 엔지니어링)

- 교신저자: 최상일 교수(화학과)
- 공동저자: 홍영민 학생(제1저자, 화학과), 이혜진 학생(화학과)-경북대학교 / Kumar Siddharth(제1저자, HKUST), Minhua Shao(교신저자, HKUST)
- JCR 상위 0.959%, IF®14.229
- Applied Catalysis B: Environmental 게재예정(2020. 7. 15.)

* 자료제공: 경북대 IR센터
* Web of Science 및 SCOPUS DB에 새롭게 등록된 논문

암모니아 전기 산화 반응은 직접 암모니아 연료전지, 암모니아 전해조 및 암모니아 기반 전기 화학 센서의 핵심 반응이다. 그러나 느린 암모니아 산화 속도와 촉매 구조에 민감한 반응 특성으로 인해 새로운 전기 촉매 설계에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.

본 연구에서는 미량의 이리듐(Ir)을 백금(Pt) 나노 큐브 표면에 습식 화학법으로 증착시켜 독특한 표면 공학 모델 촉매를 개발하였다. 연구에서 합성한 모델 촉매는 미량의 Ir(2% 미만)이 Pt 나노 큐브의 암모니아 전기 산화 반응 활성을 두 배 이상 증가시킬 수 있음을 세계 최초로 발견하였다.

이론적인 시뮬레이션 계산을 통해서 미량의 Ir이 Pt 나노 큐브의 표면에서 속도 결정단계인 NH 형성단계의 에너지 장벽을 낮추는 것을 알게 되었으며 이를 통해 암모니아 산화 활동이 크게 증가됨을 설명하였다. 또한, Ir이 증착된 Pt 나노 큐브에 Ni(OH)2를 추가로 증착하여 촉매의 장시간 안정성을 크게 향상시킬 수 있었다.

연구 결과는 촉매 합성에서 표면 공학의 중요성을 입증하고 암모니아 산화 및 기타 촉매 반응을 위한 전기 촉매 디자인의 새로운 접근방식을 소개한 중요성을 인정받아 Applied Catalysis B: Environmental 에 출판하게 되었다.

2020-03-26
경북대, 코로나19 성금 5천381만원 대한적십자사에 기부

경북대학교는 20일 코로나19 극복을 위해 대학구성원들이 십시일반으로 모은 성금 5천381만원을 대한적십자사 대구지사와 경북지사에 기부했다.

이번 성금은 경북대학교 교수회가 주관해 교수, 직원, 학생, 기관들을 대상으로 지난 3월 3일부터 13일까지 모금한 것이다. 총 316개의 계좌로 총 5천381만원의 성금이 모였다.

성금 모금을 총괄한 박만 경북대학교 교수회 의장은 “대구·경북 지역 중심으로 코로나19가 급속도로 확산되면서 현재 환자와 의료진, 방역 인력에게 지원할 물품이 부족하다고 들었다. 거점국립대학 구성원으로서 우리 지역의 어려움을 조금이나마 나누고자 성금을 모금하게 되었다.”라고 취지를 밝혔다.

기부에 동참한 경북대 학생리포터 팀장 김수현 학생은 “환자들을 위해 고군분투 중인 의료진들에게 깊은 존경의 마음을 표하며, 그분들을 응원하고 작은 힘이나마 보태고 싶어 기부하게 되었다.”라고 밝혔다.

한편, 경북대는 현재 기숙사 첨성관을 코로나19 경증환자들을 위한 생활치료센터로 제공하고 있다.

2020-03-20
이달의 우수논문 (JCR상위 1%이내)-김우영·조현석 교수

□ Probing the core of the strong nuclear interaction(핵의 강한 상호작용에 대한 핵심 탐구)

- 교신저자: Or HEN(Dept. of Physics) / MIT, USA
- 공동저자: 김우영 명예교수(고에너지물리연구소), 조현석 교수(물리학과), Joshua A. TAN, 박기준(경북대학교)
- SCIE, JCR 상위 0.719%, IF®43.07
- Nature게재(2020. 2. 27.)

* 자료제공: 경북대 IR센터
* Web of Science 및 SCOPUS DB에 새롭게 등록된 논문

핵자(양성자와 중성자) 사이의 강한 핵력은 원자핵을 유지하는 유효력이다. 이 힘은 양자색소역학 방정식에 의해서 기술되는 핵자의 구성성분인 쿼크와 글루온 사이의 근본적인 상호작용에 기인한다.

그러나 이 방정식은 직접적으로 풀 수가 없기 때문에, 핵의 상호작용은 핵자 사이의 전형적인 거리에서는 잘 구속되지만, 그 보다 짧은 거리에서는 적용될 수 없는 단순화한 모델을 사용하여 기술된다. 이 사실은 중성자별의 핵심부분과 같은 고밀도의 핵물질을 기술할 수 있는 우리의 능력을 제한한다.

우리는 본 논문에서 고에너지 전자산란 측정을 이용하여 쌍 사이의 상대적 운동량이 예전실험에서 탐구되어 본 적이 없는 400 MeV/c 이상에 해당하는 운동학적 체제에서 단거리의 고운동량 배열형태의 핵자 쌍을 분리해냈다. 두 개의 핵자 사이의 상대적 운동량이 증가하고 따라서 그 간격이 짧아짐에 따라 우리는 스핀에 관계하는 텐서 힘으로부터 뚜렷하게 스핀에 무관한 스칼라 힘으로의 전이를 관찰하게 된다.

이 결과는 이러한 측정이 핵의 단거리 상호작용을 연구하는데 유용하며, 핵 중심부의 밀도보다 5,6 배 높은 밀도의 핵 시스템을 기술하는데 2체 및 3체 유효 상호작용으로 점 같은 핵자 모델이 유용하게 사용됨을 지지한다.

경북대 핵물리 그룹은 지난 20 여년 동안 미국 제퍼슨 가속기연구소에서 편극전자빔과 편극핵과녁, CLAS/CLAS12 검출기를 사용하여 핵 및 핵자의 스핀구조 연구를 수행해왔다.

<왼쪽부터 김우영, 조현석 교수>

2020-03-18
경북대, 중기부‘초기창업패키지’주관기관 최종 선정

경북대학교가 중소벤처기업부가 추진하는 ‘초기창업패키지’ 주관기관으로 최종 선정됐다. 이번 사업 선정으로 경북대는 3년간 약 69억원의 사업비를 지원받아 초기 창업기업을 집중 발굴·육성하게 된다.

‘초기창업패키지 지원사업’은 유망 창업아이템 및 고급기술을 보유한 창업 3년 이내 기업에 사업화 자금 및 프로그램을 지원해 초기 창업기업의 안정화와 성장을 지원하는 사업이다. 이번 사업에는 총 1,075억원의 예산을 투입, 전국 40개 내외 기관을 선정·지원한다.

이번 사업 선정으로 경북대는 ‘지역특화 창업 생태계 구축’과 ‘스타트업 글로벌진출 활성화 촉진’을 목표로 △지역거점 기반 혁신·기술 창업 활성화 △기획→리테일 밀착형 지원 △글로벌 네트워크 활용 등을 중점적으로 추진한다. 또한, 경북대가 보유한 ICT·바이오 분야 첨단 인프라와 내부 투자재원을 바탕으로 혁신창업 인재 및 기술창업기업을 적극 발굴한다는 계획이다.

임기병 경북대 창업지원단장은 “우수 인프라와 전문 인력, 다양한 특화 프로그램으로 우수한 창업기업을 발굴, 지원해 경북대가 글로벌 창업 허브로 자리매김할 수 있도록 하겠다.”고 밝혔다.

2020-03-18

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