대학소개
입학
교육
연구/산학
국제화
대학생활/취업
공지
대학홍보
로그인
KOR
ENG
CHI
경북대소개
KNU연혁
KNU오늘
교육목표
대학현황
인포그래픽
총장실
인사말
총장프로필
역대총장
캠퍼스안내
오시는길
등교 및 셔틀버스 운행
주차안내
사이버투어
견학안내
상징
학교상징
로고 및 UI
서체
캐릭터
서식류
PPT템플릿
UI관리지침
찾기
전화번호안내
교내 사이트 안내
조직도 및 연락처
규정집/예규집
대학
수시모집
정시모집
International Admissions
공지사항
대학원
공지사항
Q&A
전문대학원
공지사항
Q&A
특수대학원
공지사항
Q&A
대학
인문대학
사회과학대학
자연과학대학
경상대학
공과대학
IT대학
농업생명과학대학
예술대학
사범대학
의과대학
치과대학
수의과대학
생활과학대학
간호대학
약학대학
첨단기술융합대학
생태환경대학
과학기술대학
행정학부
자율전공학부
공과대학/농업생명과학대학
자율미래인재학부
일반대학원
인문사회계열
자연과학계열
공학계열
예체능계열
의학계열
융합계열
학과간 협동과정
계약학과
전문대학원
법학전문대학원
데이터사이언스대학원
특수대학원
교육대학원
행정대학원
경영대학원
보건대학원
산업대학원
스마트농생명식품융합대학원
식물방역대학원
국제대학원
사회정책대학원
수사과학대학원
임상간호대학원
과학기술대학원
창업대학원
학사행정
학사공지
학사일정
학사안내
교육과정편람
수업시간/강의계획서
수강신청
시간제등록생
교육지원
도서관
교수학습센터
학습관리시스템
IT교육센터
한국어문화원
언어교육센터(Language Education Center)
International Writing Center
소프트웨어교육원
정부재정지원사업
국립대학육성사업
글로컬대학사업
연구소소개
인문사회과학분야
기초과학분야
공학분야
농업과학분야
의과학분야
우수연구자소개
JCR 5%
HCR 상위 1%
KNU연구자정보
연구업적조회
건전학회/학술지조회
학술지검색/연구성과분석
연구산학처(산학협력단)
4단계 BK21사업
산단 통합연구행정지원시스템
공동실험실습관
협정체결대학
외국인 특별전형(학부)
외국인 특별전형(대학원)
Scholarship
정부초청장학
Guidebook
진로·취업
KNU진로설계모델
진로탐색수업
진로취업상담
현장실습
창업교육
창업교과목
창업공지
학생활동
총학생회/총동아리연합회
대학언론
학생지원
장학·학자금대출
복지·편의시설
학생의료공제회
장애학생지원센터
교내식당메뉴
학생상담센터
인터넷증명발급
봉사
봉사활동
자원봉사센터
학생예비군
공지사항
행사
교외행사
경북대채용
교수초빙
채용
강사채용
교육수요자만족도
뉴스
포토뉴스
연구성과
KNU인물
언론으로 본 KNU
경북대웹진
경북대소식
사이버투어
캠퍼스투어신청
홍보영상
로그인
KOR
ENG
CHI
대학소개
경북대소개
KNU연혁
KNU오늘
교육목표
대학현황
인포그래픽
총장실
인사말
총장프로필
역대총장
캠퍼스안내
오시는길
등교 및 셔틀버스 운행
주차안내
사이버투어
견학안내
상징
학교상징
로고 및 UI
서체
캐릭터
서식류
PPT템플릿
UI관리지침
찾기
전화번호안내
교내 사이트 안내
조직도 및 연락처
규정집/예규집
입학
대학
수시모집
정시모집
International Admissions
공지사항
대학원
공지사항
Q&A
전문대학원
공지사항
Q&A
특수대학원
공지사항
Q&A
교육
대학
인문대학
사회과학대학
자연과학대학
경상대학
공과대학
IT대학
농업생명과학대학
예술대학
사범대학
의과대학
치과대학
수의과대학
생활과학대학
간호대학
약학대학
첨단기술융합대학
생태환경대학
과학기술대학
행정학부
자율전공학부
공과대학/농업생명과학대학
자율미래인재학부
일반대학원
인문사회계열
자연과학계열
공학계열
예체능계열
의학계열
융합계열
학과간 협동과정
계약학과
전문대학원
법학전문대학원
데이터사이언스대학원
특수대학원
교육대학원
행정대학원
경영대학원
보건대학원
산업대학원
스마트농생명식품융합대학원
식물방역대학원
국제대학원
사회정책대학원
수사과학대학원
임상간호대학원
과학기술대학원
창업대학원
학사행정
학사공지
학사일정
학사안내
교육과정편람
수업시간/강의계획서
수강신청
시간제등록생
교육지원
도서관
교수학습센터
학습관리시스템
IT교육센터
한국어문화원
언어교육센터(Language Education Center)
International Writing Center
소프트웨어교육원
정부재정지원사업
국립대학육성사업
글로컬대학사업
연구/산학
연구소소개
인문사회과학분야
기초과학분야
공학분야
농업과학분야
의과학분야
우수연구자소개
JCR 5%
HCR 상위 1%
KNU연구자정보
연구업적조회
건전학회/학술지조회
학술지검색/연구성과분석
연구산학처(산학협력단)
4단계 BK21사업
산단 통합연구행정지원시스템
공동실험실습관
국제화
협정체결대학
외국인 특별전형(학부)
외국인 특별전형(대학원)
Scholarship
정부초청장학
Guidebook
대학생활/취업
진로·취업
KNU진로설계모델
진로탐색수업
진로취업상담
현장실습
창업교육
창업교과목
창업공지
학생활동
총학생회/총동아리연합회
대학언론
학생지원
장학·학자금대출
복지·편의시설
학생의료공제회
장애학생지원센터
교내식당메뉴
학생상담센터
인터넷증명발급
봉사
봉사활동
자원봉사센터
학생예비군
공지
공지사항
행사
교외행사
경북대채용
교수초빙
채용
강사채용
교육수요자만족도
대학홍보
뉴스
포토뉴스
연구성과
KNU인물
언론으로 본 KNU
경북대웹진
경북대소식
사이버투어
캠퍼스투어신청
홍보영상
학생
통합정보시스템
통합포털서비스
인터넷증명발급
등록
학사일정
학적
학생증발급
IT교육센터
학습관리시스템
수강신청/수업시간
수업/성적
정보화서비스
국제교류
장학복지제도
체육진흥센터
취업지원
장애학생지원
조직도
전화번호안내
교직원
통합포털서비스
KORUS
웹메일
대학원격교육지원센터
체육진흥센터
IT교육센터
규정집/예규집
교육과정편람
조직도
전화번호
찾아오시는길
학사일정
학사안내
정보화서비스
도서관소장검색
교내사이트안내
정보공개
예·결산회계
청렴행정
대학시설공간
종합관리시스템
동문
인터넷증명발급
대학현황
대학
대학원
전화번호
대학입학
대학원입학
교내사이트안내
찾아오시는길
조직도
정보공개
체육진흥센터
예비경대인
입학 홈페이지
총장실
대학현황
등록
장학복지제도
교환학생
해외인턴
찾아오시는길
조직도
견학신청
교내사이트
전화번호
체육진흥센터
통합정보시스템
통합포털
KORUS
도서관
웹메일
대학원
발전기금
대학홍보
대학홍보
대학홍보
뉴스
뉴스
경북대웹진
경북대소식
사이버투어
캠퍼스투어신청
홍보영상
뉴스
포토뉴스
연구성과
언론으로 본 KNU
KNU인물
자바스크립트를 사용할 수 없는 환경에서는 글쓰크기 확대 및 축소, 프린트기능을 사용하실 수 없습니다.
연구성과
이혜진 교수팀, 발암성 대기오염 물질 한 번에 찾는 초소형 센서 개발
화학과 이혜진 교수팀이 공기 중에 떠다니는 발암물질을 한 번에 찾아낼 수 있는 초소형 센서를 개발했다. 손톱만 한 약 1cm 크기의 센서 칩으로, 빠르고 간편하게 대기오염 물질을 측정할 수 있는 것이 특징이다. 눈에 보이지 않는 미세먼지 속에는 우리의 건강을 위협하는 발암물질들이 숨어 있다. 특히 벤조[a]피렌, 피렌, 플루오렌과 같은 다환방향족탄화수소(PAHs)는 함께 발견되는 경우가 많아 이를 동시에 정확히 측정하는 것이 중요하다. 하지만 이들 물질은 서로 구조가 매우 비슷하고 대기 중 농도가 낮아, 기존의 고가의 대형 분석 장비 없이는 현장에서 여러 성분을 동시에 정확히 구분해내기 어려운 한계가 있었다. 이 교수팀은 이 문제를 해결하기 위해 전기 전도성이 뛰어난 ‘탄소 나노튜브’와 화학 반응을 돕는 촉매 역할의 ‘세륨 산화물’, 그리고 이들을 견고하게 부착시키는 ‘폴리도파민’을 활용해 새로운 나노 소재를 개발하고, 이를 손톱만 한 크기의 전극 칩에 코팅해 센서를 완성했다. 이 센서는 공기 중 유해물질에 반응할 때마다 각각 다른 산화반응 신호를 만들어내기 때문에, 한 번만 측정해도 여러 물질을 동시에 구분해낼 수 있다. 성능 검증 결과, 이 센서는 벤조[a]피렌 0.22 μM(마이크로몰), 피렌 0.08 μM, 플루오렌 5.55 μM라는 낮은 농도까지 감지해냈다. 이는 낮은 농도에서도 물질을 구분할 수 있는 수준의 민감도를 확보했음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 특히 복잡한 분석 장비 없이도 측정이 가능해 현장 활용 가능성이 있다는 점에서 실용성이 크다. 연구팀이 서울과 대전의 도심 및 도로 환경에서 채취한 공기 시료에 센서를 적용한 결과, 다양한 성분이 포함된 환경에서도 안정적으로 작동하며 측정이 가능함을 확인했다. 이혜진 교수는 “이번 기술은 현장에서 신속하게 한 번의 측정만으로 여러 유해물질을 동시에 확인할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 앞으로는 누구나 일상에서 공기 질을 실시간으로 확인할 수 있는 시대가 열릴 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 연구 결과는 분석화학 분야의 국제학술지인 ACS 센서스(ACS Sensors, JCR 상위 3.2% 이내)에 4월 7일 온라인으로 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단의 기초연구실 지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 교신저자는 화학과 이혜진 교수와 경북대 기초학문융합연구원 첼라두라이 카루피아(Chelladurai Karuppiah) 연구교수이며, 제1저자는 화학과 파우잔 아민(Fauzan Amin) 박사과정생이다. 한편, 이혜진 교수는 현재 경북대 기초학문융합연구원 참여교수로, 웰빙 연구유닛을 이끌며 스마트 웰빙에 관한 연구를 진행하고 있다. *Title of original paper: A Single CeO2/Polydopamine/Multiwalled Carbon Nanotube Hybrid Sensing Platform for Concurrent Voltammetric Monitoring of Benzo[a]pyrene, Pyrene, and Fluorene in Particulate Matter *Abstract Achieving concurrent detection of high-priority polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in particulate matter (PM) using a single sensing platform remains challenging due to their low abundance, structural similarity, and coexistence in complex environmental matrices. Herein, we present a first voltammetric sensing platform, enabling simultaneous determination of benzo[a]pyrene (BaP), pyrene (Pyr), and fluorene (Fluo) using a single-chip screen-printed carbon electrode (SPCE) modified with polydopamine (PDA)-functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) decorated with CeO2 nanospheres. Structural and compositional features of the composite were investigated using field-emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The MWCNT/PDA/CeO2/SPCE exhibited excellent electrocatalytic activity toward the direct oxidation of BaP, Pyr, and Fluo in a methanol/water electrolyte containing LiClO4. This enhanced performance arises from the synergistic effects, including hydrophobic interactions, π−π stacking, efficient PAH adsorption, and improved electron-transfer kinetics. The sensor enabled simultaneous determination of BaP, Pyr, and Fluo with wide linear ranges (0.5−12, 0.1−10, and 7−60 μM, respectively), high sensitivities (6.99, 9.17, and 1.24 μA/μM, respectively), and low detection limits (0.22, 0.08, and 5.55 μM, respectively), along with excellent reproducibility (RSD < 4%) and selectivity against structurally similar PAHs. The practical applicability of the sensor was demonstrated by applying it to PM samples collected from on-road and different urban environments, which were fortified with known concentrations of the target analytes, yielding recoveries of 91.4−107.5% and confirming reliable performance in complex airborne matrices. Overall, the MWCNT/PDA/CeO2/SPCE platform enables a robust, sensitive, and selective strategy for simultaneous monitoring of multiple PAHs in environmental samples. *Journal: ACS Sensors *Web Link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c04813 <사진 왼쪽부터 이혜진 교수, 첼라두라이 카루피아 연구교수, 파우잔 아민 박사과정생>
2026-04-16
배재성·진희경 교수팀, ‘근감소증·암 악액질 동시 개선’ 신약 후보물질 개발
경북대 연구진이 뇌 시상하부를 활성화해 식욕 부진을 개선하고 근육 소실을 효과적으로 억제하는 차세대 신약 후보물질을 개발했다. 특히 기존 치료제보다 적은 용량에서도 암 환자에게 나타나는 ‘암 악액질’ 관련 증상 개선 가능성을 확인했다. 의학과 배재성 교수와 수의학과 진희경 교수팀은 식욕 조절 호르몬인 그렐린(ghrelin)의 수용체(GHSR-1a)를 표적으로 하는 새로운 저분자 화합물인 ‘KARI 101’과 ‘KARI 201’을 개발하고, 효능을 입증했다고 밝혔다. 근감소증과 암 악액질은 노인이나 암 환자에게서 흔히 나타나는 질환으로, 식욕이 떨어지고 근육이 지속적으로 빠지면서 신체 기능과 생존율을 낮추는 치명적인 원인이 된다. 하지만 기존 치료제는 주로 식욕을 돋우는 데만 치중해 근육을 직접 보존하거나 기능을 회복시키는 데는 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 KARI 화합물은 경구 투여 시 높은 생체이용률을 보이고, 특히 기존 치료제 대비 뇌 장벽 투과 효율이 높아 중추신경계로의 전달 능력이 뛰어난 것이 특징이다. 동물 실험 결과, KARI 화합물은 뇌 시상하부의 식욕 조절 신경을 활성화해 음식 섭취를 증가시키고 위 배출과 장 운동을 촉진하는 효과를 보였다. 특히 기존 치료제보다 낮은 용량에서도 이러한 효과가 나타나, 약물 효율성이 확인됐다. 노화 동물 모델과 암 악액질 동물 모델에서는 KARI 화합물이 골격근 감소를 억제하고 근육량을 회복시키는 경향을 보였다. 이와 함께 근위축 관련 유전자 발현을 감소시키고 근육 생성 신호 경로의 활성화가 관찰됐으며, 실제로 운동 능력 평가에서도 유의한 향상이 확인됐다. 더불어 종양(암 세포) 성장에는 영향을 미치지 않아 암 환자 적용 가능성 측면에서도 긍정적인 결과로 해석된다고 연구팀은 설명했다. 배재성 교수는 “이번 연구는 식욕 조절과 근육 대사를 동시에 조절할 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 특히 근감소증과 암 악액질에서 삶의 질 개선 가능성을 보여준 만큼, 향후 치료제로의 발전 가능성을 기대하고 있다.”라며, “연구팀은 향후 약물 구조 최적화와 장기 안전성 평가, 임상 적용 가능성 검증 등을 통해 실제 치료제 개발로 이어갈 계획이다.”라고 밝혔다. 연구 결과는 근감소증과 암 악액질 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ‘악액질, 근감소증 및 근육 저널(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)’ 4월호에 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상부, 보건복지부가 공동 지원하는 국가신약개발사업단(KDDF)의 지원으로 수행됐다. *Title of original paper: KARIs, Ghrelin Receptor Agonists With Excellent Brain Permeability, Increase Food Intake and Attenuate the Muscle Loss in Mice *Abstract -Background Ghrelin regulates appetite, gastrointestinal motility and growth hormone (GH) secretion through activation of the growth hormone secretagogue receptor (GHSR-1a) in hypothalamic neurons, with downstream effects on adipose tissue and skeletal muscle. Although ghrelin and synthetic GHSR-1a agonists have been investigated for the treatment of anorexia, sarcopenia and cancer cachexia, their clinical utility has been limited by unfavourable pharmacokinetics. We recently discovered a novel class of small-molecule compounds, termed KARIs, which act as potent GHSR-1a agonists with excellent brain permeability. Here, we evaluated their efficacy as GHSR-1a agonists in vitro and in vivo. -Method GHSR-1a agonistic effects of KARIs were assessed using calcium influx and competitive binding assays in human GHSR-1a-expressing cells, and molecular docking simulations were conducted. Pharmacokinetic properties of KARIs (1 mg/kg i.v, 10 mg/kg p.o) were compared with anamorelin (3 mg/kg i.v., 30 mg/kg p.o.). In vivo efficacy was evaluated in mouse models of postoperative ileus (POI; 10, 20 or 30 mg/kg), age-related sarcopenia (10 mg/kg/day for 4 weeks) and cancer cachexia (10 or 30 mg/kg/day from Days 9 to 24 after CT26 tumour induction). -Results KARIs directly interacted with key GHSR-1a residues (Phe279) and increased calcium influx (EC50: KARI 101 = 1.83 ± 1.05 μM; KARI 201 = 3.36 ± 1.09 μM). KARIs showed higher oral bioavailability (BA: KARI 101 = 63%; KARI 201 = 68%) and brain distribution (KARI 101 = 2.2; KARI 201 = 3.7) than anamorelin (BA = 45%, brain distribution = 0.1). KARIs significantly activated hypothalamic neurons (KARI 101 p = 0.029, KARI 201 p = 0.0152), resulting in increased food intake and improved gastric emptying and colonic transit in POI mice. In aged mice, KARIs markedly elevated plasma GH levels and restored gastrocnemius muscle mass (KARI 101 p = 0.0018, KARI 201 p = 0.0006) and improved rota-rod performance (p < 0.0001) by downregulating expression of atrophic genes and upregulating myogenic genes. In cancer cachexia mice, KARIs improved food intake and preserved skeletal muscle mass at lower doses (gastrocnemius, 10 mg/kg; p < 0.0001) than synthetic GHSR - 1a agonist (anamorelin, 30 mg/kg) and enhanced functional recovery (rota-rod test, 10 mg/kg; KARI 101 p = 0.045, KARI 201 p = 0.003) without affecting tumour growth. -Conclusions KARIs are potent, brain-penetrant GHSR-1a agonists with favourable pharmacokinetics compared to anamorelin. They enhance appetite, preserve skeletal muscle mass and improve physical performance in models of aging and cancer cachexia, supporting their potential as next-generation therapies for anorexia and muscle wasting. *Journal: Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle *Web Link: https://doi.org/10.1002/jcsm.70277 <사진 왼쪽부터 배재성 교수, 진희경 교수>
2026-04-13
조동형 교수팀, 손상된 세포소기관 ‘퍼록시좀’ 제거하는 신규 경로 규명
세포 내에서 에너지 대사와 독성 물질 제거를 담당하는 핵심 소기관인 ‘퍼록시좀’이 손상됐을 때, 이를 감지하고 제거해 세포의 건강을 유지하는 새로운 경로가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 생명공학부 조동형 교수팀은 ㈜오가시스와 서울대 정종경 교수팀, 한국생명공학연구원 이규선 박사팀과의 공동연구를 통해 세포 내 소기관인 퍼록시좀(peroxisome)의 선택적 자가포식 과정인 펙소파지(pexophagy)를 조절하는 신규 분자 신호축을 규명했다. 퍼록시좀은 미토콘드리아와 함께 세포 내 에너지 대사와 산화스트레스 항상성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 소기관으로, 특히 지방산 대사와 활성산소 조절에 필수적이다. 이 기능에 문제가 생기면 세포 내에 노폐물이 쌓여 대사 질환이나 퇴행성 뇌 질환 등 다양한 질병이 발생할 수 있다. 우리 몸은 ‘자가포식’이라는 과정을 통해 손상된 퍼록시좀을 스스로 제거해 품질을 관리한다. 공동연구팀은 퍼록시좀이 손상되었을 때 ‘PINK1-STUB1-ABCD3’로 이어지는 분자 신호축이 작동한다는 사실을 밝혀냈다. 특히 그동안 미토콘드리아의 품질 관리를 담당하는 것으로만 알려졌던 ‘PINK1’ 단백질이 퍼록시좀의 품질 관리에도 핵심적인 역할을 한다는 점을 새롭게 확인했다. 연구팀에 따르면, 퍼록시좀 단백질 수송에 관여하는 PEX13이 결핍돼 퍼록시좀이 손상되면 PINK1이 이를 인지해 활성화된다. 이 PINK1은 STUB1 단백질의 효소 활성을 높여 퍼록시좀 막에 존재하는 단백질인 ABCD3을 유비퀴틴화하고 분해 표식을 남긴다. 이후 자가포식 조절단백질인 SQSTM1에 의해 손상된 퍼록시좀에 남겨진 표식이 인식돼 제거된다. 이는 세포 내 주요 소기관들이 각자 독립적으로 관리되는 것이 아니라, 서로 연결된 통합적 품질 관리 네트워크를 공유하고 있음을 보여주는 결과라고 연구팀은 설명했다. 조동형 교수는 “이번 연구는 젤웨그신드롬 등과 같은 퍼록시좀 기능 이상으로 발생하는 다양한 질환의 발병 원리를 이해하는 데 중요한 기반이 될 것이다. 향후 새로운 치료 전략을 마련하는 데 핵심 단서가 될 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 식품의약품안전처의 지원을 받아 수행됐으며, ㈜오가시스 조두신 박사, 경북대 세포소기관연구소 박나연 연구초빙교수, 한국생명공학연구원 김애경 연구원이 공동 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 세포생물학 분야 국제학술지인 ‘셀 데스 앤 디퍼런시에이션(Cell Death & Differentiation, IF=15.4’ 4월 2일 온라인판에 게재됐다. *Title of original paper: PINK1 and STUB1 pathway orchestrates peroxisomal selective autophagy by PEX13 depletion *Abstract Peroxisomes are dynamic organelles essential for lipid metabolism, oxidative balance, and cellular stress responses. Their dysfunction contributes to various diseases, including metabolic and neurodegenerative disorders. Selective autophagy, or pexophagy, preserves peroxisomal quality by removing damaged or excess peroxisomes. Here, we propose a novel ATM-PINK1-STUB1-ABCD3-SQSTM1 signaling cascade that orchestrates pexophagy in response to peroxisomal impairment. Through siRNA screening, we find that PINK1 is a key regulator of pexophagy induced by PEX13 depletion. PINK1 phosphorylates STUB1, enhancing its E3 ligase activity to ubiquitinate ABCD3, which in turn recruits SQSTM1 for peroxisomal degradation. We further identify that ATM activates PINK1 under peroxisomal stress, linking cellular stress signaling to organelle quality control. These findings provide new insights into the molecular mechanisms underlying peroxisome turnover and may have implications for therapeutic strategies targeting diseases related to peroxisomal dysfunction. *Journal: Cell Death & Differentiation *Web Link: https://www.nature.com/articles/s41418-026-01726-5
2026-04-07
‘빛 이용해 나노 캡슐 만든다’… 민경익 교수팀, 펩타이드 구조 정밀 제어 기술 개발
경북대 연구팀이 약물 전달과 치료 소재 등에 활용 가능한 펩타이드 나노소재를 빛으로 정밀하게 설계하는 기술을 개발했다. 나노 구조의 크기와 내부 공간까지 조절할 수 있어 다양한 기능성 소재로의 활용 가능성을 제시했다. 의생명융합공학과 민경익 교수팀은 빛을 이용해 펩타이드 나노조립 과정을 제어하고 ‘펩타이드 나노 캡슐’을 구현하는 자기조립 기술을 개발했다. 펩타이드(아미노산으로 이뤄진 단백질 조각)는 생체 친화성과 설계 유연성으로 차세대 바이오 소재로 주목받고 있지만, 자기조립 과정이 복잡하고 불안정해 구조를 정밀하게 제어하기 어려운 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘빛의 세기’만으로 펩타이드 간 공유결합 형성 속도를 조절하는 새로운 자기조립 원리를 적용했다. 비공유결합의 불안정성과 공유결합의 빠른 반응성이라는 상반된 특성을 ‘빛’이라는 외부 자극을 통해 동시에 제어한 것이다. 이를 위해 빛에 반응해 결합을 형성할 수 있는 타이로신 아미노산을 활용해, 결합이 빛의 세기에 따라 단계적으로 형성되도록 설계했다. 약한 빛에서는 결합이 느리게, 강한 빛에서는 빠르게 진행되도록 반응 속도를 제어해, 나노입자 외부는 단단한 공유결합 껍질, 내부는 유연한 초분자 구조로 이루어진 ‘공유-초분자 구배 구조(covalent-supramolecular gradient)’를 구현하는 데 성공했다. 이 구조를 바탕으로 연구팀은 내부 비공유결합 영역만 선택적으로 제거해 속이 빈 캡슐형 펩타이드 나노구조를 제작했다. 또 빛의 세기와 조사 순서를 조합해 나노 캡슐의 크기, 껍질 두께, 내부 공간을 각각 독립적으로 조절할 수 있음을 확인했다. 이를 통해 두꺼운 껍질을 가진 캡슐 구조, 내부 핵을 포함한 요크-셸(yolk-shell) 구조, 표면이 거친 범피(bumpy) 구조 등 기존에는 구현이 어려웠던 다양한 나노구조를 구현할 수 있었다. 또한 연구팀은 이 펩타이드 나노 캡슐이 기능성 플랫폼으로 활용될 수 있음을 실험적으로 검증했다. 금(Au)과 백금(Pt) 나노입자 및 기능성 펩타이드를 결합해 ▷빛을 열로 변환하는 광열 기능 ▷과산화효소 유사 촉매 기능 ▷특정 바이오 물질을 선택적으로 결합하는 효소 고정화 기능을 확인했다. 민경익 교수는 “이번 연구는 펩타이드 나노구조가 자연적으로 형성된다는 기존 관점에서 벗어나 빛이라는 외부 자극을 활용해 펩타이드 조립 과정을 설계 도구로 전환하고 구조 형성을 프로그래밍할 수 있음을 보여준 사례이다. 반응 속도(kinetics)를 조절해 구조의 형성을 결정하는 새로운 조립 패러다임을 제시했다는 점에서 의미가 있다.”라고 설명했다. 이어 “복잡한 공정 없이도 원하는 구조와 기능을 갖는 바이오 소재를 설계할 수 있는 기반 기술이 될 것이다.”라고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 우수신진연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 교신저자는 민경익 교수, 공동 제1저자는 같은 학과 허윤미 박사과정생과 권기도 석사졸업생이다. 연구 결과는 재료 분야 최고 수준의 학술지인 ‘어드밴스드 컴포지트 앤 하이브리드 머티리얼즈(Advanced Composites and Hybrid Materials(IF=21.8, JCR 상위 1.5%)’ 2월 16일 온라인에 게재됐다. *Title of original paper: Light-Modulated Kinetic Control of Covalent-Supramolecular Gradients for the Assembly of Hollow Peptide Nanostructures *Abstract Covalent peptide assembly through integrating robust covalent bonds with dynamic non-covalent interactions offers a promising strategy for creating stable long-lasting assemblies with novel functionalities. However, significant challenges remain in understanding the intricate relationship between covalent bond formation kinetics and assembly pathways, as well as in achieving precise structural control and morphological diversity. Herein, we demonstrate kinetically controlled covalent peptide assembly through light-modulated tyrosine photo-crosslinking to fabricate hierarchical hollow nanostructures. Modulating the light intensity induces spatial inhomogeneity within the assemblies by creating covalent-supramolecular gradients that enable unprecedented control over the hierarchy and morphology. Selective dissociation of the non-covalent-supramolecular compartments results in hollow nanoparticles with tunable structural parameters (e.g., size, shell thickness, and cavity dimensions), which is achieved by balancing the covalent and non-covalent domains. This method enables diverse architectures, including bumpy capsules, core-shell, and yolk-shell structures. Furthermore, the co-assembly and biomineralization properties of peptides enable the creation of biotin-functionalized co-assemblies for enzyme immobilization and metal-peptide hybrid nanozymes with photothermal and peroxidase-like catalytic activity. These findings provide crucial insights into hierarchical assembly mechanisms and advance the design of tailored hollow peptide nanostructures for a wide range of applications. *Journal: Advanced Composites and Hybrid Materials *Web Link: https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-026-01679-w <사진 왼쪽부터 허윤미 박사과정생, 권기도 석사졸업생, 민경익 교수>
2026-03-26
이상욱 교수팀, 페로브스카이트 태양전지 안정성 저하 원인 규명… 해결 기술 제시
경북대 연구팀이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지의 성능이 시간이 지나면서 떨어지는 원인을 규명하고, 이를 개선하는 기술을 제시했다. 경북대 이상욱 교수팀은 성균관대 박지상 교수팀, 한국항공대 윤요한 교수팀과 공동연구를 통해 페로브스카이트 태양전지의 구동 안정성을 저하시키는 메커니즘을 규명하고, 이를 해결한 핵심 기술을 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 얇고 유연한 구조와 저비용 공정으로 높은 효율 달성이 가능해 실리콘 태양전지를 대체할 기술로 주목받고 있다. 특히, 불화리튬(LiF)은 전자 이동을 돕고 결함을 제어해 태양전지의 효율을 높이는 필수 소재로 활용되고 있다. 그러나 LiF는 초기 효율 향상 효과와 달리 시간이 지나면서 소자의 구동 안정성을 급격히 저하시키는 문제가 있으며, 그 구체적인 원인은 명확히 밝혀지지 않았다. 이상욱 교수팀은 실제 태양전지가 작동하는 조건에서 태양전지 소자 내부 소재의 물성 변화를 실시간 관찰하고 계산 과학 기반의 동역학 시뮬레이션을 결합해 LiF의 태양전지 내부 거동을 체계적으로 분석했다. 그 결과 불화리튬 내부의 불소(F) 이온이 페로브스카이트 내부로 침투한다는 사실을 확인했다. 또한 침투된 F 이온이 태양전지 구동 조건에서 소자 내부 이온 이동을 가속화해 소자의 안정성을 저하시키는 핵심 원인임을 밝혀냈다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 큰 부피를 가진 리튬염(Li-TFSI)을 활용해 F 이온의 내부 침투를 선택적으로 억제하는 ‘선택적 이온 차단 기술’을 개발하는데 성공했다. 이 기술을 적용한 결과 LiF가 제공하는 높은 에너지 변환 효율은 그대로 유지하면서도 소자의 구동 안정성을 획기적으로 개선했다. 특히 탠덤 태양전지의 경우 성능이 초기 대비 80% 수준으로 떨어지는 시간이 기존 대비 55% 이상 늘어난 것을 확인했다. 이상욱 교수는 “이번 연구는 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 제한해 온 안정성 문제를 정량적으로 분석하고, 선택적 이온 제어를 통해 개선 방향을 명확히 제시한 사례이다. 향후 고효율·고내구성을 갖춘 탠덤 태양전지 등 차세대 에너지 소자 개발에 폭넓게 응용될 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 이번 연구의 교신저자는 신소재공학과 이상욱 교수, 제1저자는 대학원 첨단소재공학부 김선우 석박사통합과정생이다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 ▷미래유망융합기술파이오니어 사업 ▷무탄소에너지핵심기술개발 사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 에너지 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼스(Advanced Energy Materials) 1월 18일 온라인에 게재됐다. *Title of original paper: Selective Ion-Blocking Strategy for Stabilizing Perovskite Tandem Solar Cells *Abstract Wide-bandgap (WBG) perovskite solar cells employing iodide-bromide mixed halide compositions are essential for tandem integration but suffer from open-circuit voltage (VOC) losses and photo-instability. Lithium fluoride (LiF) interlayers are widely adopted to enhance VOC via interfacial defect passivation and energy-level alignment, yet their adverse impact on operational stability and the associated degradation mechanism under realistic conditions remains poorly understood. Here, we systematically investigate the origin of operational instability in LiF-based WBG devices and demonstrate a strategy for selectively blocking fluoride ion (F−) migration into perovskite layer to improve device stability. We found that LiF does not remain confined to the interface but diffuses into the perovskite layer, where F− accelerate halide segregation and compromise device photostability. To address this issue, we introduce lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Li─T) as a selective ion-blocking interlayer (i.e. ion-fence), which suppresses F− diffusion while preserving the benefits of LiF, yielding a high VOC of 1.284 V and efficiency of 19.55%. This strategy markedly enhances operational stability without sacrificing efficiency and is successfully extended to monolithic all-perovskite tandem cells, where Li─T maintains high efficiency of 28.41% while significantly improving device stability. These findings provide critical insights into interfacial engineering of high-performance WBG perovskites for next-generation tandem solar cells. *Journal: Advanced Energy Materials *Web Link: https://doi.org/10.1002/aenm.202506634 <사진 왼쪽부터 이상욱 교수, 김선우 석박사통합과정생, 성균관대 박지상 교수, 한국항공대 윤요한 교수>
2026-03-24
김성환 교수팀, 대구 초미세먼지에서 타이어 유래 화학물질 장기 분석… 지속 검출 확인
화학과 김성환 교수팀이 약 10개월간의 장기 추적 분석을 수행한 결과, 대구 초미세먼지에서 타이어 유래 화학물질이 지속적으로 검출된 것으로 나타났다. 김성환 교수는 “타이어 유래 화학물질이 대기 중에 지속적으로 존재해 시민들이 사실상 일상적으로 이에 노출될 가능성이 있는 환경에 놓여 있다고 볼 수 있다.”라고 말했다. 김 교수팀은 국가독성과학연구소 경남상생협력연구센터 박창범 박사팀과 공동연구를 통해 대구 초미세먼지(PM2.5)에 포함된 타이어 유래 화학물질을 약 10개월간 장기 추적 분석한 결과, 조사 기간 동안 수집된 모든 시료에서 타이어 유래 화학물질이 검출된 것으로 나타났다. 이 가운데 일부 물질은 기온이 높아질수록 농도가 증가하는 경향을 보였다. 자동차 주행 과정에서 타이어가 마모되면 화학물질이 미세입자 형태로 공기 중에 퍼지고, 이는 초미세먼지에 흡착돼 확산된다. 초미세먼지(PM2.5)는 지름 2.5마이크로미터(㎛) 이하의 입자로 폐 깊숙이 침투해 혈류로 이동할 수 있으며, 타이어 유래 물질을 운반하는 ‘화학물질 운반체’ 역할도 한다. 최근에는 배기가스 외에 타이어·도로 마모가 미세먼지의 주요 발생원으로 주목되고 있으나, 국내 장기 연구는 부족한 상황이다. 연구팀은 2024년 10월부터 2025년 7월까지 대구 지역에서 수집한 초미세먼지(PM2.5) 시료 74개를 분석해 타이어 관련 화학물질 9종을 확인했다. 이 가운데 타이어 제조 과정에서 사용되는 화학물질인 벤조티아졸(BTH)과 그 변환 물질인 2-하이드록시벤조티아졸(OTH), 타이어 고무의 산화를 막기 위해 사용되는 6PPD와 그 변환 물질인 6PPDQ 등 4종에 대해 정량 분석을 진행했다. 분석 결과, BTH, OTH, 6PPD는 모든 시료에서 검출됐으며, 6PPDQ도 96%의 높은 검출률을 보였다. 연구팀은 이를 통해 계절과 기상 조건과 관계없이 타이어 유래 화학물질이 지속적으로 검출된 것으로 나타났다고 설명했다. 또한 4종 가운데 OTH는 특히 기온이 높아질수록 농도가 뚜렷하게 증가했다(상관계수 R²=0.69). 평균 농도는 겨울철에 비해 여름에 크게 높아졌으며, 6월에는 최고 농도를 기록했다. 연구팀은 기온이 올라가면 타이어 소재와 도로 먼지에서 화학물질이 더 쉽게 증발하고, 햇빛이 강해질수록 대기 중 산화 반응도 활발해져 BTH가 OTH로 더 많이 전환되기 때문으로 분석했다. 연구팀은 BTH와 OTH에 대해 인체 흡입 위험성도 평가했다. 현재 수준의 노출에서는 즉각적인 건강 위해 가능성은 낮은 것으로 나타났다. 그러나 OTH의 경우 장기간 지속적으로 흡입할 경우 추산된 발암 위험도가 미국 환경보호청(EPA) 기준을 상회하는 것으로 분석됐다. 다만 연구팀은 이 위험성 평가가 단일 도시 자료와 제한된 독성 데이터를 기반으로 한 것으로, 일부 불확실성이 존재한다고 덧붙였다. 김성환 교수는 “이번 연구는 타이어 마모 등 비배기 교통 오염물질이 계절과 관계없이 지속적으로 검출되고 있다는 것을 국내 최초로 장기 데이터로 입증한 것이다. 기온이 오를수록 일부 물질의 농도가 높아지는 만큼, 기후 변화가 진행될수록 이 문제는 더 심각해질 수 있다.”라고 말했다. 이어 “지금 당장 규제 대상이 아닌 비배기 교통 오염물질에도 관심을 가져야 하며, 단순히 미세먼지 총량을 줄이는 것을 넘어 그 안에 담긴 화학물질의 종류와 독성에 주목하는 방향으로 대기질 관리 정책이 발전할 필요가 있다.”라고 덧붙였다. 이번 연구 교신저자는 화학과 김성환 교수, 제1저자는 같은 학과 오승준 석사과정생이다. 연구 결과는 국제학술지 ‘인바이런멘털 리서치(Environmental Research)’ 2월 27일 온라인에 게재됐다. *Title of original paper: Temperature as a Key Driver of PM2.5 Tire Additive Pollution: Seasonal Variability and Climate-Driven Elevation of 2-Hydroxybenzothiazole *Abstract Tire and road wear particles (TRWPs) generated during vehicle use are an emerging non-exhaust source of fine particulate matter (PM2.5). Due to its small aerodynamic diameter and high surface area, PM2.5 can efficiently carry organic additives originating from tire formulations, including benzothiazoles (BTHs) and substituted p-phenylenediamines (PPDs), as well as their transformation products. While vehicle ownership in Korea continues to increase, long-term characterization of these tire-derived additives in ambient PM2.5 has not yet been reported. Here, we collected 74 PM2.5samples in Daegu, Korea (October 2024–July 2025) and conducted, to our knowledge, the first long-term qualitative and quantitative analysis of tire additives in Korean urban air, accompanied by a preliminary inhalation risk assessment. Nine additives were identified, and four compounds (benzothiazole, 2-hydroxybenzothiazole, N-(1,3-dimethylbutyl)-N′-phenyl-p-phenylenediamine,2-anilino-5-(4-methylpentan-2-ylamino)-1,4-benzoquinone) were quantified. These compounds showed high detection rate, with three detected in 100% and one in 96% of the 74 samples, and concentrations ranging from single digit pg/m3 to several hundred pg/m3. Among them, 2-hydroxybenzothiazole (OTH) exhibited positive correlations with daily maximum temperature (R2 = 0.69), indicating sensitivity to seasonal conditions and suggesting that climate warming may enhance its atmospheric burden. Risk assessment yielded low non-carcinogenic risk (HQ and RCR), but the estimated carcinogenic risk for OTH (CR = 3.72 × 10−3) far exceeded the U.S. EPA benchmark (1 × 10−6), warranting further evaluation. These findings provide an evidence base for monitoring and regulatory consideration of tire-additive emissions under increasing traffic and climate-driven stressors, particularly in the context of global warming. *Journal: Environmental Research *Web Link: https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.124139
2026-03-23
이혜진 교수팀, ‘효소 모방 유무기 나노소재’ 개발… 현장진단(POC) 적용 가능성 확인
화학과 이혜진 교수팀이 천연 효소처럼 촉매 기능을 수행하는 유무기 하이브리드 나노소재를 개발하고, 이를 바이오센서에 적용해 검출 민감도를 높이며 현장진단(POC) 적용 가능성을 확인했다. 천연 효소는 특정 기질에 대해 높은 선택성과 촉매 효율을 지녀 다양한 화학 반응과 바이오센서에 활용돼 왔다. 그러나 pH, 온도, 이온 농도 등 환경 변화에 민감해 쉽게 변성되거나 활성이 저하될 수 있고, 보관과 취급 과정에서도 안정성을 유지하기 어렵다. 또한, 효소의 정제와 보관 비용이 높아 실제 산업이나 현장진단(POC) 환경에서 활용에 제약이 있다. 이러한 한계를 보완하기 위해 효소처럼 촉매 반응을 수행하는 나노소재인 ‘나노자임(nanozyme)’이 대안으로 주목받고 있다. 이 교수팀은 질화금속 화합물이 도핑된 탄소 구조 기반의 유무기 하이브리드 나노자임을 개발했다. 개발된 나노자임은 천연 효소인 퍼옥시다아제(peroxidase)와 유사한 촉매 활성을 나타내며 특정 기질을 산화시켜 푸른색 생성물을 형성하는 반응을 보였다. 이 색 변화는 분석(진단) 신호로 활용된다. 연구팀은 탄소 구조에 도핑된 금속의 양과 기질 농도 등 다양한 반응 조건을 조절하며 효소 활성을 비교 분석하고, 나노자임의 활성이 최대가 되는 조건을 찾아냈다. 또 시험지 형태의 분석 기술인 ‘측면유동 분석법’을 적용해 바이오센서로 활용할 수 있는 가능성을 확인했다. 측면유동 분석법은 별도의 장비 없이 짧은 시간 내 결과를 육안으로 확인할 수 있어 현장진단(POC) 분야에서 활용되는 분석 기술이다. 연구팀은 이 분석법에 나노자임의 촉매 특성을 적용해 분석 신호를 증폭시키는 방식으로 검출 민감도를 높였다. 실험 결과, 개발된 나노자임을 적용한 측면유동 분석법은 기존 금 나노입자 기반 측면유동 분석법보다 약 40배 낮은 농도의 물질까지 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 나노자임의 높은 촉매 활성이 분석 신호를 크게 높여 보다 정밀한 분석이 가능해졌다고 연구팀은 설명했다. 또 실제 혈장 시료에 적용한 실험에서도 생체 환경에서 안정적인 분석 성능을 보였다. 연구팀은 이를 통해 개발된 기술이 의료 현장에서도 활용될 가능성이 있다고 밝혔다. 이혜진 교수는 “이번 연구는 효소 기능을 모방한 유무기 하이브리드 나노자임의 활용 가능성을 제시한 사례이다. 향후 다양한 바이오센서와 질병 진단 분야로 확장될 수 있을 것이다.”라고 밝혔다. 이어 “현재 연구팀은 이러한 기술을 기반으로 암, 뇌 질환, 심장 질환, 희귀 난치성 질환 등 4대 중증 질환을 포함한 다양한 질병을 신속하게 진단할 수 있는 현장 진단 플랫폼 개발 연구도 진행하고 있다.”라고 덧붙였다. 연구 결과는 분석화학 분야의 최고 권위 국제학술지인 ‘바이오센서&바이오 일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics, IF 10.5)’ 3월 3일 온라인으로 게재됐고, 7월 1일에 출판될 예정이다. 이번 연구는 한국연구재단의 기초연구실 지원사업과 중견연구지원사업 지원으로 수행됐다. 교신저자는 화학과 이혜진 교수, 제1저자는 화학과 정문경 석사과정생이며, 화학과 정성화 명예교수(경북대 기초학문융합연구원 원장) 등이 공동저자로 참여했다. *Title of original paper: Chromium nitride nanozyme-enhanced lateral flow immunoassay for sensitive and selective detection of transglutaminase 2: Proof-of-concept toward liver cancer–related biomarker evaluation *Abstract A Cr2O3-melamine@MAF-6 derived carbon nanozyme composite (CrN@MDC) was developed and integrated into a lateral flow assay (LFA) for the sensitive and specific quantification of transglutaminase 2 (TGM2), a potential biomarker for liver cancer, in clinical plasma samples. CrN(x)@MDC nanozymes with varying Cr2O3 contents (x = 0, 0.05, 0.10, and 0.15 g) were synthesized, and their peroxidase-like activities were evaluated using a 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB)/H2O2 colorimetric reaction, which identified CrN(0.10)@MDC as the most catalytically active composition. The CrN(0.10)@MDC-based LFA generated a distinct black-to-blue colorimetric signal through nanozyme-catalyzed TMB oxidation, enabling detection of TGM2 concentrations as low as 0.025 nM in both buffer and plasma. This corresponded to an approximately 40-fold improvement in visual detection sensitivity compared with a conventional gold nanoparticle-based LFA. In addition to a low limit of detection (0.0095 nM) in a plasma matrix, the assay exhibited high selectivity against abundant plasma proteins, relevant biomarkers, and liver disease–associated interferents, likely attributable to effective nanozyme surface blocking using bovine serum albumin. Direct analysis of undiluted clinical plasma samples from healthy individuals and liver cancer patients showed that TGM2 concentrations measured using the proposed LFA were consistent with those obtained by a commercial enzyme-linked immunosorbent assay. These results support the applicability of the nanozyme-amplified LFA as a proof-of-concept platform for clinically relevant TGM2 detection. *Journal: Biosensors and Bioelectronics *Web Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566326002149 <사진 왼쪽부터 이혜진 교수, 정문경 석사과정생, 정성화 명예교수>
2026-03-17
반도체융합공학부 대학원생, 탄소나노튜브 기반 차세대 배터리 소재 연구로 국제 저명 학술지 논문 게재
반도체융합공학부 이유진·최우택 학생이 한국재료연구원 연구팀(김태훈 박사)과의 공동연구를 통해 탄소나노튜브 섬유의 개질을 통해 이차전지 집전체로서의 활용 가능성을 향상시키는 결과를 도출했다. 이유진과 최우택 학생은 차세대 고에너지 밀도 리튬 전지의 성능을 향상시키기 위해 탄소나노튜브(CNT) 기반 초경량 집전체의 표면 구조를 정밀하게 제어하는 연구를 수행했다. 연구팀은 일축 정렬된 CNT 집전체 표면에 리튬 친화적인 초박막 탄소층을 형성함으로써 전극-전해질 계면에서 발생하는 부반응과 불안정한 고체전해질계면 (SEI) 형성을 효과적으로 억제할 수 있음을 규명했다. 이를 통해 리튬 이온의 이동과 리튬 증착 거동을 보다 균일하게 제어할 수 있었으며, 그 결과 리튬 금속 전지와 리튬 이온 전지 모두에서 초기 쿨롱 효율과 장기 사이클이 크게 향상되는 성과를 거두었다. 지도 교수인 김주현 교수는 “이번 연구는 차세대 이차전지에서 중요한 역할을 하는 집전체의 계면 특성을 정밀하게 설계함으로써 전극-전해질 반응을 안정적으로 제어할 수 있음을 보여준 연구”라며, “특히 초경량 CNT 기반 집전체에 리튬 친화적 탄소층을 도입해 리튬 증착 거동과 SEI 형성을 동시에 제어한 점에서 의미가 크다”고 설명했다. 또한 “본 연구는 이유진 학생이 학부 연구생 시절부터 꾸준히 수행해 온 연구를 발전시켜 얻은 성과로, 학생이 연구자로서 한 단계 성장하는 중요한 계기가 되었을 것”이라고 평가했다. 이번 연구는 이유진과 최우택 학생이 공동 1저자로 탄소소재 분야 최고 수준 저명 분야지인 ‘탄소(Carbon, 인용 지수=11.6)’지에 개재됐다. *Title of original paper: Scalable interfacial engineering of uniaxially aligned CNT current collectors with lithiophilic carbon skin toward high-energy lithium batteries * Abstract Uniaxially aligned carbon nanotubes (UACNTs) combine ultralow density, superior electrical conductivity, and outstanding mechanical robustness, making them promising candidates for current collectors in next-generation energy storage systems. However, their intrinsically high specific surface area facilitates excessive formation of the solid–electrolyte interphase (SEI), leading to continuous consumption of active lithium (Li) and hindering their practical application as current collectors, particularly in anode systems. In this study, we propose a strategy that tailors the surface of UACNTs with an ultrathin, lithiophilic carbon skin (ULS) to suppress uncontrolled SEI formation and promote favorable electrochemical reactions. The introduction of the ULS layer onto the UACNT reduces the effective contact area between CNTs and the electrolyte, which significantly minimizes electrolyte consumption and enhances the initial Coulombic efficiency. Nitrogen-containing functional groups originating from polydopamine further improve surface lithiophilicity and electrical conductivity, and they enable uniform Li plating/stripping while suppressing the formation of inactive Li. These synergistic effects of the ULS layer result in a reduced initial irreversible capacity and superior cycling stability with high capacity in Li-ion battery evaluations. In Li-metal battery tests, the ULS–UACNT cells show excellent electrochemical stability. This work offers a practical route to mitigate interfacial challenges and enhance CNT-based current collector viability for next-generation batteries. *Journal: Carbon *Web Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622326002228 <사진 왼쪽부터 반도체융합공학부 이유진·최우택 석사과정생>
2026-03-13
박귀일 교수팀, 감마선 조사로 압전 에너지 하베스터 출력 200% 향상 기술 개발
원자력 발전소 등 산업 설비에서 발생하는 진동을 전기에너지로 변환하는 ‘압전 에너지 하베스터’의 출력 성능을 기존 대비 200% 향상시키는 기술을 개발했다. 최근 원자력 발전 산업은 설비 상태를 실시간으로 점검하고 이상을 자동으로 감지하는 스마트 플랜트 구현과 자율운전 강화를 위해 무선센서 도입을 확대하고 있다. 그러나 현재 상용 무선센서는 대부분 배터리 기반으로 구동돼 수명이 제한적이며, 주기적인 교체와 유지관리가 필요하다. 특히 방사선 환경이나 접근이 제한된 구역에서는 배터리 교체 작업이 안전과 비용 측면에서 큰 부담이 된다. 이에 배터리를 대체할 수 있는 압전 에너지 하베스터 기술이 대안으로 주목받고 있다. 하지만 기존 압전 에너지 하베스터는 출력이 낮고, 설비가 가장 크게 진동하는 주파수인 ‘공진주파수’에 정밀하게 맞춘 구조 설계가 필요하다는 제약이 있어 실제 현장 적용에는 한계가 있었다. 신소재공학부 박귀일 교수팀(책임 교신저자)은 한국원자력연구원 이경자 박사 연구팀, KAIST 이건재 교수팀과 공동으로 감마선 조사를 통한 복합체 내부 구조 개선 원리를 연구해 이러한 한계를 극복했다. 공동연구팀은 연구원이 자체 개발한 납을 사용하지 않은 친환경 고성능 압전소재를 유연하면서 열·화학적 안정성이 우수한 폴리이미드(polyimide) 소재와 함께 사용해 압전 복합체 하베스터 소자를 직접 제작했다. 소자에 감마선을 특정 조건으로 조사하면 복합체의 고분자 사슬 구조를 끊고 보다 촘촘하게 변화한다는 사실을 확인했다. 조사 결과 진동이 압전 소자에 얼마나 잘 전달되는지를 나타내는 ‘응력 전달 효율’이 크게 향상됐다. 설비가 흔들릴 때 발생하는 힘이 중간에서 분산되지 않고 압전 소자까지 더 효과적으로 전달되도록 구조가 개선된 것이다. 또한 동시에 같은 힘이 가해졌을 때 생성되는 전압의 크기를 나타내는 ‘압전 전압 상수’도 증가했다. 응력 전달 효율과 압전 전압 상수가 모두 향상된 시너지 효과로, 조사 전 대비 개발 소자의 출력 성능은 전압 약 240%, 전류 약 200% 증가했다. 특히 이번 연구는 그동안 명확히 밝혀지지 않았던 감마선 조사로 에너지 하베스터의 성능을 향상시키는 원리를 세계 최초로 규명했다는 점에서 학술적 의의가 크다. 이 기술은 에너지 하베스터 소자의 구조나 설계를 변경하지 않고 사후공정(post-treatment)만으로 출력 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 점에서 산업적 활용 가능성이 높다. 향후 배터리 없이 작동하는 무선센서 구현을 위한 중요한 기술적 전환점이 될 것으로 기대된다. 해당 연구 결과는 공학·환경 분야 상위 3% 국제학술지인 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal) 2026년 1월호에 게재됐으며, 관련 기술은 2026년 1월 국내 특허 등록을 완료했다. *Title of original paper: γ-ray induced microstructure modulation for enhanced output performance of polyimide-based piezoelectric composites *Abstract High-performance piezoelectric composites (PCs) with on-demand properties hold significant potential for diverse soft energy applications, owing to their enhanced efficiency and reliability compared to single-type materials. However, traditional approaches to improving the piezo-performance of PCs face limitations regarding universality, device stability, and integration with commercial manufacturing processes. Here, we address these challenges by employing γ-ray-material interaction, a simple and scalable method to modify the physical and electrical properties of composites. Using density functional theory and molecular dynamics simulations on hybrid systems comprising modified (K,Na)NbO3 fillers and a polyimide matrix, we find that γ-ray induced chain scission enhances elastic constant and piezoelectric voltage constant, simultaneously. These two effects collectively improve stress transfer efficiency and significantly boost the piezoelectricity of PC. Experimental results show that the γ-ray irradiated composites exhibit a 240 % increase in output voltage compared to a control device. By offering an easily implementable and robust approach for high-performance PCs, our findings open new avenues for developing piezoelectric devices with superior energy harvesting efficiency and broad industrial applicability. *Journal: Chemical Engineering Journal *Web Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725132555?via%3Dihub <사진 왼쪽부터 박귀일 교수, 박현준 석사졸업생(현. 한국섬유개발연구원 연구원)>
2026-03-12
손상돼도 98% 스스로 회복… 정인우 교수팀, 친환경 자가치유 고분자 소재 개발
응용화학공학부 정인우 교수팀이 인체와 환경에 유해한 주석계 촉매를 사용하지 않고도, 우수한 기계적 강도와 자가치유 성능을 동시에 갖춘 친환경 가교 고분자 소재를 개발했다. 현재 폴리우레탄, 실리콘 및 에폭시 고분자 중합 및 경화 공정에서는 반응 효율을 높이기 위해 주석계 촉매(DBTDL 등)가 필수적으로 사용되고 있다. 그러나 주석 화합물은 강한 독성과 생물 농축성으로 인해 생태계와 환경에 심각한 위협이 될 수 있어 전 세계적으로 사용 규제가 강화되는 추세다. 또한, 기존 자가치유 소재 기술은 치유 성능을 높이면 기계적 강도가 약해지고, 반대로 강도를 높이면 자가치유 효율이 떨어지는 고질적인 상충 관계를 해결해야 하는 과제를 안고 있다. 정 교수팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 독성이 낮은 ‘비스무트(Bismuth)’ 촉매와 ‘TEMPO 산화 나노셀룰로오스(TCNC)’를 결합한 고분자 네트워크를 설계했다. 나노셀룰로오스는 강도가 높은 소재로 고분자 구조를 강화하고 손상된 고분자 구조가 다시 연결되도록 돕는다. 특히 단순한 보강재 역할에 그치지 않고, 비스무트 이온과 고분자 사슬이 유기적으로 결합해 소재가 스스로 상처를 회복하게 돕는 ‘동적 결합’의 핵심 요소로 작용하도록 했다. 연구 결과, 나노셀룰로오스가 최적 비율로 포함된 복합체 필름은 높은 인장 강도를 유지하면서 98% 수준의 자가치유 효율을 보였다. 또한 소재를 여러 번 잘게 절단해 다시 가공한 뒤에도 초기 강도의 90% 이상을 유지하는 재가공성을 확인해 자원 순환형 소재로 활용 가능성도 확인했다. 정인우 교수는 “이번 연구는 유해한 주석계 촉매를 대체하면서도 우수한 기계적 강도와 자가치유 성능, 재가공성을 동시에 구현한 친환경 고분자 소재 개발이라는 점에서 의미가 크다. 향후 코팅, 유연 전자소자, 바이오소재 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다.”라고 말했다. 이번 연구는 산업통상부의 소재부품기술개발사업과 바이오산업기술개발사업 지원으로 수행됐다. 교신저자는 정인우 교수, 제1저자는 아남 사디퀴(Anam Saddique) 전 경북대 차세대에너지기술연구소 연구원이다. 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF 13.2)’ 2월 26일 온라인에 게재됐다. *Title of original paper: Carboxylated cellulose nanocrystals enable tin-free, reprocessable, self-healing urethane-crosslinked copolymer networks via bismuth-mediated dynamic bonds *Abstract We report an organotin-free, self-healing and reprocessable urethane-crosslinked copolymer network enabled by bismuth-mediated dynamic bonds and TEMPO-oxidized cellulose nanocrystals (TCNCs). An acrylate copolymer prepolymer from glyceryl monomethacrylate (GlyMA), butyl acrylate (BA), and 2-(dimethylamino) ethyl methacrylate (DMAEMA) was crosslinked with hexamethylene diisocyanate (HDI) in the presence of bismuth neodecanoate (BiND), with TCNC (0–5 wt%) incorporated during network formation. BiND catalyzes reversible transesterification, while TCNCs provide hydrogen-bonding and Bi–COO− coordination sites that accelerate network reconstruction and increase rubbery stiffness. At 3 wt% TCNC (TCNC-3), the film shows optimal performance: scratch-healing efficiency (DSHscratch) of 94% after 12 h at 70 °C, macroscopic self-healing efficiency (SHEcross-cut) of 98%, and tensile strength of 11 ± 1 MPa, markedly higher than the TCNC-0 film (DSHscratch 79%, SHEcross-cut 88%, 4.2 ± 0.2 MPa). The series exhibits filler-induced stiffening with adjustable glass transition temperatures (Tgs, 9.8–20.1 °C) while retaining transparency. TCNC-3 maintains >90% of its tensile strength after repeated cut-and-press recycling, evidencing excellent reprocessability. Overall, this tin-free TCNC/biomass-derived network combines catalytic efficiency, mechanical robustness, and healing/recycling capability, suggesting a scalable route for advanced coatings, biomedical-adjacent uses, and flexible electronics. *Journal: Chemical Engineering Journal *Web Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726020620 <사진 왼쪽부터 정인우 교수, 아남 사디퀴 전 연구원>
2026-03-10
황의욱 교수팀, 한반도 연안서 가시군부 신종 발견… 9,200만 년 전 진화적 분화 규명
대학원 첨단바이오융합학과 황의욱 교수팀은 한반도 서해와 남해 연안에서 해양 생물인 군부(Chiton)의 신종을 발견하고, 미토콘드리아 유전체 분석을 통해 약 9,200만 년 전 진화적 분화 과정을 규명했다. 군부는 연체동물문에 속하는 해양 생물로 약 3억 년 동안 형태적 특징이 크게 변하지 않아 ‘살아있는 화석’으로 불린다. 전 세계 해양에 분포하며 주로 조간대에서 바위나 다른 기질에 붙어 서식하는 것으로 알려져 있다. 기존 군부 분류 연구는 주로 외형적 특징을 기반으로 이루어졌지만, 형태 변이가 커 종 식별에 어려움이 있었다. 이에 따라 최근에는 미토콘드리아 유전체를 활용한 분자 계통 분석이 종 분류와 진화 연구에 활용되고 있다. 황 교수팀은 우리나라 연안에서 서식하는 군부의 한 종류인 가시군부(Acanthochitona)를 조사하는 과정에서 기존 종들과 형태 및 유전적으로 구별되는 신종 ‘아칸토키토나 페록사(Acanthochitona feroxa sp. nov.)’를 발견했다. 이 종은 라틴어로 ‘강렬한 가시’를 의미하며, 등쪽 침과 치설 구조에서 특징적인 형태를 보였다. 연구팀은 이 종이 서해와 남해의 진흙이 섞인 조간대 하부 환경에서 서식하는 것을 확인했다. 또한 연구팀은 신종을 포함한 5종의 가시군부에 대해 미토콘드리아 유전체를 해독하고 이를 바탕으로 분자시계 분석을 수행했다. 분석 결과 가시군부는 약 9,200만 년 전 백악기 후기에 주요 분화가 일어난 것으로 나타났다. 이는 당시 해수면 상승으로 확장된 얕은 바다 환경이 종 분화를 촉진했음을 시사한다. 황의욱 교수는 “군부는 3억 년 전 형태를 유지하며 바다에서 살아가는 살아 있는 화석 생물로, 이번 연구는 미개척 분야인 서태평양 군부의 진화 과정을 정밀하게 밝혀낸 데 의의가 있다. 향후 해양 생물 다양성 보존 연구와 더불어, 기후변화에 따른 해양 조간대 생물의 변화를 모니터링하는데 중요한 기초 자료가 될 것이다.”라고 밝혔다. 이번 연구는 BK21 4단계 원헬스혁신인재양성사업단과 국립호남권생물자원관의 지원을 받아 수행됐다. 교신저자는 황의욱 교수, 제1저자는 의생명융합공학과 김이향 석사과정생이다. 연구 결과는 해양 및 담수 생물학 분야 국제학술지인 ‘마린 라이프 사이언스 앤 테크놀로지(Marine Life Science & Technology, MLST, JCR 상위 1.7%)’ 2월 16일자 온라인에 게재됐다. *Title of original paper: Morphology and mitochondrial genome-based analysis of the systematics and evolution of Acanthochitona species (Polyplacophora: Acanthochitonidae) *Abstract Chitons, known as marine living fossils, have retained their ancestral traits for approximately 300 million years. The genus Acanthochitona (Polyplacophora: Acanthochitonidae), characterized by the presence of 9 pairs of sutural tufts on a well-expanded girdle, is distributed across the intertidal zones of South Korea, Japan, China, and the Indo-Pacific. This study examined five Acanthochitona species from South Korea: A. achates, A. circellata, A. defilippii, A. rubrolineata, and A. feroxa sp. nov. Their mitochondrial genome sequences ranged from 14,986 to 15,006 bp in length and with a gene content typical for Polyplacophora. Genetic (including a transitive consistency score [TCS] genetic network), principal coordinate, phylogenetic network, and CO1-based barcoding gap analyses confirmed a new species, A. feroxa sp. nov., which exhibited morphologically distinct dorsal spicules and radulae. Maximum likelihood (ML) and Bayesian inference (BI) trees were constructed based on the CO1 sequences of 28 polyplacophoran species belonging to 9 families, which placed these five Acanthochitona species within a monophyletic family, Acanthochitonidae. The analyses also indicated the polyphyletic nature of Mopaliidae, recommending a reclassification. Divergence time estimation revealed that Acanthochitona deviated during the Late Cretaceous (ca. 83.94 mya), with continued speciation occurring in the Paleogene and Neogene periods. Additionally, we constructed a pictorial key based on the ML tree for morphologically identifying the five Acanthochitona species. This study contributes to the understanding of speciation and phylogenetic relationships within the Acanthochitonidae, offering valuable insights into the classification scheme and mitochondrial genome evolution of chitons in the western Pacific. *Journal: Marine Life Science & Technology *Web Link: https://doi.org/10.1007/s42995-026-00362-9 <사진 왼쪽부터 황의욱 교수, 김이향 석사과정생>
2026-03-09
경북대-고려대–LG화학 공동연구, PET·PVC 동시 재활용 기술 개발
식품공학부 김동현 교수팀은 고려대학교 생명과학대학 김경헌 교수팀, LG화학 윤정훈 연구팀과 공동으로 PET 섬유가 보강된 PVC 타포린 복합 폐플라스틱을 분리 공정 없이 동시에 재활용할 수 있는 촉매 기반 공정 기술을 개발했다. 이번 연구성과는 촉매 분야의 세계적인 학술지인 ‘Chinese Journal of Catalysis(IF=17.7, 상위 0.7%)’에 2월 3일 온라인 게재됐다. PVC(폴리염화비닐) 타포린은 산업용 천막, 트럭 덮개, 광고 배너, 물류 커버 등 실생활과 산업 현장에서 널리 사용되는 소재이다. 그러나 PVC 필름 내부에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유가 강하게 결합된 복합 구조로 이루어져 있어, 기존 재활용 공정으로는 분리가 거의 불가능했다. 이로 인해 대부분 소각 또는 매립 처리되어 왔으며, 이는 환경 부담과 탄소 배출 증가로 이어졌다. 연구팀은 생물유래 물질인 베타인(betaine)을 촉매로 활용해 PET만을 선택적으로 분해하는 글리콜리시스(glycolysis) 공정을 개발했다. 190℃에서 2시간 반응한 결과 PET는 77.6% 선택적으로 분해되었으며, PET 재중합이 가능한 단량체 전구체인 BHET(비스(2-하이드록시에틸) 테레프탈레이트)로 회수됐다. BHET는 다시 PET를 제조할 수 있는 핵심 화학 원료로, 화학적 재활용의 중요한 중간체이다. 반면 PVC는 탈염소화나 분자량 감소 없이 구조가 유지된 채 고형분으로 회수되었다. ICP-OES 분석 결과 회수된 용매 내 염소 농도는 검출한계 이하로 나타나 PVC 분해가 발생하지 않았음을 확인했다. 회수된 PVC를 실제 산업용 PVC 시트 제조 공정(롤밀 공정)에 적용한 결과, 최대 40 phr까지 첨가해도 인장강도와 연신율 등 기계적 물성이 유지되는 것으로 나타났다. 이는 실험실 수준을 넘어 산업 공정 적용 가능성을 실질적으로 입증한 결과다. 또한 연구 과정에서 PVC에 포함된 탄산칼슘(CaCO₃)과 칼슘·아연 안정제(CZ stabilizer)가 PET 분해를 촉진하는 촉매적 역할을 한다는 사실도 밝혀졌다. 이는 복합 폐플라스틱 내 첨가제가 오히려 공정 효율을 향상시킬 수 있음을 보여주는 결과로, 향후 복합 플라스틱 재활용 공정 설계에 중요한 시사점을 제공한다. PET 분해에 사용된 에틸렌글리콜(EG)은 별도의 정제 과정 없이 최대 3회까지 재사용이 가능했다. BHET 농도는 회차별로 증가했으나 반응 수율은 안정적으로 유지되었으며, pH 변화가 없어 PVC 탈염소 반응이 발생하지 않았음이 확인됐다. 경제성 분석 결과 재생 PVC(r-PVC)의 생산 비용은 약 1.46 달러/kg 수준으로 추정됐다. 이는 virgin PVC 가격(약 1.01 달러/kg)보다 다소 높지만, 폐타포린 처리 비용 절감과 BHET 회수에 따른 부가가치를 고려하면 산업적 활용 가능성이 충분한 것으로 평가된다. 이번 연구는 2025년도 교육부 및 대구시의 재원으로 대구RISE센터의 지원을 받아 수행된 지역혁신중심 대학지원체계(RISE) 글로컬대학 30의 결과이고, 한국연구재단 바이오의료기술개발사업의 미국 NSF-한국 NRF 글로벌센터 사업, 해양수산부 한·미 공동 해조류 바이오매스 사업의 지원을 받아 수행됐다. *Title of original paper: Recycling of PVC tarpaulin reinforced with PET through glycolysis using betaine, a bio-based catalyst *Abstract Polyvinyl chloride (PVC) tarpaulins reinforced with poly(ethylene terephthalate) (PET) fibers are widely used in various industrial applications. However, the increasing demand for recycling PVC tarpaulin waste poses challenges because of the difficulty in separating the two different plastics. In this study, we investigated the possibility of recycling PVC and PET through the glycolysis of PET. The milled PVC tarpaulin underwent a glycolysis process, selectively depolymerizing the PET fibers into water-soluble bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET), while the PVC was removed by filtration. The PET fibers were selectively depolymerized by 77.6% after reacting at 190 °C for 2 h in the presence of 0.5% (w/w) betaine as a catalyst, quantitatively yielding BHET. During glycolysis, the physical appearance of the PVC changed because of leaching of the plasticizer, however, no dechlorination or shortening of the PVC polymer was observed. Interestingly, additives in PVC, such as CaCO3 and CZ-stabilizer, act as catalysts for glycolysis, thereby enhancing PET depolymerization. The recovered PVC, when blended into a PVC formulation, maintained its mechanical properties and appearance up to 40 parts per hundred resins in roll-mill-processed sheets. In addition, ethylene glycol, which is used as a solvent in glycolysis, can be reused up to three times without the additional removal of BHET. This study demonstrated an industrially applicable method for simultaneously recycling PVC and PET from widely used tarpaulins. *Journal: Chinese Journal of Catalysis *Web Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1872206725648674 ＜사진 왼쪽부터 김동현 교수(공동 교신저자), 고려대 융합생명공학과 김재균 박사과정(제1저자), 원예진 석사(공동 제1저자), LG화학 윤정훈 부장, 고려대 김경헌 교수(교신저자)＞
2026-03-04
게시판 검색
제목
작성자
내용
<<
<
1
2
3
4
5
>
>>
