검색 - IT세상을 바꾸는 힘 지디넷코리아

ZDNet 검색 페이지

'분자'통합검색 결과 입니다. (25건)

태그
기간
- 3개월
- 1년
- 1년 이전

재검색

사람지문이 같을 확률 640억 분의1…인공지문이 같을 확률은

사람 지문이 같을 확률은 640억 분의 1이다. 유전정보가 일치하는 일란성 쌍둥이 조차 지문은 다르다. 국내 연구진이 지문이 같을 확률이 거의 0에 가까운 '인공지문'을 개발해 화제다. UNIST는 화학과 심교승 교수 연구팀이 사람 지문보다도 더 고유한 주름 패턴을 새긴 손가락 전자 피부를 개발했다고 14일 밝혔다. 심교승 교수는 "피지컬 AI 로봇에 전자 피부를 이식하면, 고유 식별이 가능한 로봇 지문 시대가 열릴 것"으로 기대했다. 전자 피부는 감각을 느끼는 센서 등을 내장해야 하고 피부의 유연함 또한 구현해야 하기 때문에 딱딱한 무기물 대신 유연한 유기물이 더 적합하다. 특히 손가락 전자 피부는 물체를 구분할 수 있는 능력 또한 갖춰야 해서 전자 피부 기능에 충실하면서도 지문처럼 고유 패턴까지 갖춘 피부를 만들어내기 어려웠다. 심 교수 연구팀은 이를 극복하기 위해 유연한 고분자(SEBS) 전자 피부에 무작위 주름 패턴을 새기는 방안을 다각적으로 시험하며, 인공지문 제작 방법을 찾았다. 연구팀은 유연 고분자를 화학 처리해 피부를 1차로 제작한 뒤, 여기에 톨루엔 용매를 떨어뜨리고 고속 회전시키면 피부 표면에 무작위 주름이 생긴다는 것을 확인했다. 톨루엔 용매로 부풀었던 피부 표면이 용매가 증발하면 쪼글쪼글하게 수축하는 원리다. 이 인공 지문이 똑같은 모양으로 다시 생성될 확률은 1㎟ 기준으로 10⁻⁴³에 불과했다. 사람 지문이 같은 확률보다 10³²배 더 낮은 수치다. 이를 사람 지문 크기로 확장하면, 같은 패턴이 생길 확률은 사실상 0에 수렴한다. 또 물리적 충격, 열, 습도에도 강해 지문 형태를 오래 유지할 수 있다. 개발된 전자 피부를 로봇 손에 이식하면 사람처럼 사물을 잡고, 표면의 질감을 인식하거나, 살아 있는 생명체를 구분하는 일도 가능해진다. 연구팀은 온도 센서가 내장된 전자 피부를 부착한 로봇이 사람처럼 뜨거운 물체가 가까이 오면 피하는 물리적 상호작용도 시연했다. 심교승 교수는 “간단한 공정을 활용하면서도 동일한 패턴이 생성될 확률이 실제 지문보다 낮다"며 "개인용 전자 피부나 전주기 관리형 소프트 로봇, 차세대 휴먼 기계 인터페이스 등 보안과 고유 식별이 중요한 미래 기술에 폭넓게 적용될 수 있을 것”라고 전했다. 연구는 UNIST 화학과의 이주영, 박해찬 연구원이 제1저자로 참여했다. 미국 휴스턴대학교 바이오메디컬공학과 정웨이 리(Zhengwei Li) 교수팀과 함께했다. 울산과학기술원 기초과학연구소, 과학기술정보통신부 한국연구재단 신진연구자 지원사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 3월 5일자로 출간됐다.

2025.04.14 22:28박희범 기자

24시간 무인검사 현실로…씨젠, 전자동 PCR 무인검사 'CURECA' 공개

씨젠은 PCR(Polymerase Chain Reaction, 중합효소연쇄반응) 검사의 모든 과정을 자동화한 진단시스템 'CURECA'(큐레카)의 실물을 오는 7월 공개 예정인 가운데, 소개 영상을 처음으로 선보인다. 씨젠은 오는 11~15일(현지시간) 오스트리아 빈에서 열리는 유럽 임상미생물감염학회(ESCMID)에 참가해 현재 개발 중인 CURECA 영상을 공개하겠다고 9일 밝혔다. 실물은 오는 7월 말 미국 시카고에서 열리는 세계 최대 진단검사 분야 전시회인 미국 진단검사의학회(ADLM) 2025'에서 공개될 예정이다. 'Continuous Unlimited Random access Expandable and Customizable full Automation'의 첫 글자를 딴 CURECA는 모든 PCR 검체를 사람 손을 거치지 않고 자동으로 검사할 수 있는 씨젠의 차세대 진단시스템으로, 검체 자동 전(前)처리 장치(CPS)와 핵산 추출부터 유전자 증폭, 결과 분석을 수행하는 검사 장비(CEFA) 등 2개 파트로 구성된다. 모든 PCR 검체 전처리 자동화 시도…24시간 무인 검사 시대 연다 분자진단 전처리 과정은 대변‧소변‧혈액‧객담 등 다양한 검체와 여러 규격의 용기를 분류 처리해야 하는 만큼 검사실 내 많은 전문인력이 시간을 들여 수작업으로 진행하고 있다. 씨젠은 세계 최초로 모든 PCR 검체의 전처리 자동화를 시도하고 있다. 현재 개발 중인 CPS는 검체 분류 이후 원심분리와 열처리 과정도 처리할 수 있다. 또 사용자가 CPS를 전체 시스템인 CURECA에서 별도로 분리하면 분자진단 외 진단혈액, 생화학, 면역 등 타 진단 분야의 전처리 과정에 활용할 수 있다고 한다. 회사 측은 무인으로 작동하는 CURECA는 검사 과정에서 불가피하게 발생하는 휴먼 에러(human error)를 원천 차단할 수 있으며, 모듈형 장비로 설계되어 각 검사실 니즈에 따라 맞춤형 세팅도 가능해 검사실에서는 장비 구동 시간이나 검사 인력의 근무 시간에 구애받지 않고 24시간 무인으로 대량 검사가 가능해질 것으로 전망했다. 씨젠이 공개하는 CURECA 영상에는 검체 로딩(loading)→검체 전처리→핵산 추출→PCR 셋업(setup)→유전자 증폭→결과 분석에 이르는 PCR 검사 전 과정이 무인으로 진행되는 모습과 함께 검사실 환경에 따른 맞춤형 시스템 구성 등이 시뮬레이션으로 담겨 있다. 천종윤 씨젠 대표는 “아직까지 모든 종류의 검체를 자동으로 전처리하는 장비가 없다 보니 분자진단의 실질적인 자동화가 이뤄지지 못했다”라며 “씨젠의 독보적인 신드로믹 정량 PCR 진단시약과 더불어 CURECA가 향후 글로벌 분자진단의 새로운 기준이 될 것이며 진단 패러다임이 완전히 바뀔 것으로 기대한다”고 밝혔다. 씨젠의 신드로믹 정량 PCR 기술은 유사한 증상을 일으키는 병원체를 최대 14개까지 하나의 튜브로 검사할 수 있고 여러 튜브를 사용해 패널 검사를 진행할 경우 수십 개의 주요 병원체를 한 번의 검사로 확인할 수 있어 다중감염 여부와 정량적 정보를 제공하는 독보적인 기술로 평가받는다. 이어 천 대표는 CURECA가 씨젠이 '질병 없는 세상'을 구현하기 위해 추진하는 기술공유사업을 전 세계에 확산시키는 결정적인 역할을 할 것으로 기대했다. 그는 “기술공유사업이 확산하고 질병 없는 세상이 구현되기 위해서는 분자진단의 글로벌 대중화와 생활화가 필수적인데 검사 과정상 불편함과 비싼 비용 등 극복해야 할 점들이 있다”며 “CURECA는 이러한 문제점을 일시에 해결할 수 있는 최적이자 궁극의 아이템”이라고 전했다. 한편 씨젠은 ESCMID에서 CURECA 영상 공개 외에 '분자진단을 새롭게 정의하는 검사 설루션'을 주제로 전시 부스를 운영하며 신드로믹 정량 PCR 기술을 적용한 진단시약 포트폴리오를 선보이는 한편, 현재 진단업계에서 주요 이슈로 떠오르고 있는 주제를 다루는 심포지엄도 진행한다. 심포지엄에서는 '코로나 이후 항생제 내성 문제에 대한 분자진단의 역할과 유용성'을 주제로 씨젠의 약제내성검사(Entero DR, STI-AMR 등) 관련 대표 제품이 소개될 예정이다.

2025.04.09 10:29조민규 기자

설탕 성분+초분자 기술로 플라스틱 재활용 해결법 찾았다

국내 연구진이 설탕에서 얻은 성분으로 플라스틱 재활용을 쉽게 하는 촉매를 개발했다. 기존 공정을 대체할 것으로 기대를 모은다. DGIST(총장 이건우)는 에너지공학과 박치영 교수팀이 설탕에서 얻은 성분을 활용해 플라스틱 재활용을 어렵게 만드는 첨가제를 효과적으로 제거하는 촉매 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 경북대 차효정 교수 연구팀과 진행한 이 연구는 기존의 복잡하고 비용이 많이 드는 공정을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 재활용과 환경 정화 기술로의 확장 가능성도 평가받아 관심을 끌었다. 연구팀이 개발한 촉매는 설탕에서 추출한 고리형 분자인 사이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 활용해 플라스틱 재활용을 방해하는 난연제를 효과적으로 분해한다. 이 촉매는 이황화몰리브덴(MoS₂), 풀러렌(C₆₀), 사이클로덱스트린의 3성분으로 구성됐다. 연구팀이 개발한 기계화학적 혼합 기술을 통해 단순한 막자사발 공정만으로도 짧은 시간 안에 제작할 수 있다. 또한, 수소 생산 속도를 크게 높이고 플라스틱 첨가제 분해에도 탁월한 성능을 나타냈다. 박치영 교수는 "엔지니어링 플라스틱의 재활용을 어렵게 하는 할로겐계 난연제를 효과적으로 제거해 재활용 가능성을 높였다"며 "환경 규제 이전에 생산된 플라스틱 제품의 재활용 문제를 해결할 중요한 돌파구가 될 것"으로 기대했다. 박 교수는 “이 연구는 초분자화학의 강점을 활용해 기존 산업화 공정의 한계를 극복한 사례”라며, “이황화몰리브덴 촉매를 활용한 환경 정화 기술로도 연구를 확대할 계획”이라고 밝혔다.

2025.02.10 11:39박희범 기자

기저귀 가격 획기적으로 낮출 '혁신적인 촉매' 기술 공개

기저귀 값도 만만치 않다. 그러나 만드는 수율과 효율성 개선 정도에 따라 판매가를 획기적으로 낮출 수 있다. 국내 연구진이 기저귀 원료 합성에 쓰이는 친환경적인 물질을 개발했다. 당장 상용화는 어려워도, 향후 관련 업계가 관심을 가질 만한 연구결과다. 광주과학기술원(GIST)은 화학과 홍석원 교수 연구팀이 이산화탄소와 에틸렌을 활용해 고부가가치 석유화학 원료인 아크릴산나트륨(sodium acrylate)을 합성할 수 있는 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다. 홍석원 교수는 "이산화탄소를 사용한다는 측면에서 친환경적인데다 전환수 효율과 수율을 획기적으로 개선했다"며 "LG화학과 공동 연구를 진행했다"고 말했다. 홍 교수는 또 "상용화를 위해선 촉매 성능을 한 단계 더 개선해야 하는 등의 과제가 남아있다"며 "그러나 기술적 측면에서 퀀텀 점프할 충분한 가능성이 있다"고 설명했다. 김세용 연구원(제1저자, 롯데케미칼)는 "전환수(TON) 570의 효율성과 수율 82%의 생산 효율을 달성했다"며 "이는 세계 최고 수준의 전환수 효율성이고, 수율 면에서도 기존 한계를 뛰어넘는 혁신"이라고 부연 설명했다. 전환수(TON, Turnover Number)는 촉매 하나가 얼마나 많은 반응물을 생성물로 전환시킬 수 있는지를 나타내는 값이다. 촉매 성능 평가 지표다. 수율(Yield)은 이론적 생성물 양과 실제 얻어진 양을 백분율로 나타난 값이다. 생산효율을 의미한다. 연구팀은 "기저귀 등 위생제 용도로 사용되는 고흡수성 고분자(SAP) 소재의 핵심 원료인 아크릴산나트륨 수요가 꾸준히 증가 중"이라며 "아크릴산나트륨은 주로 프로필렌을 고온에서 산소와 반응시키는 방식으로 합성해 쓰지만, 에너지 효율성과 환경적 측면에서 개선 목소리가 높았다"고 지적했다. 이에 연구팀은 견고하고 평면적인 구조를 갖춘 니켈 화합물 촉매를 새로 개발했다. 연구팀은 또 부산물은 물에 녹지 않고, 생성물인 아크릴산나트륨만 물에 잘 녹는 간단한 물 추출법으로 생성된 소듐 아크릴레이트를 높은 수율로 분리하는데 성공, 공정의 단순화 가능성도 입증했다. 이 촉매는 또 전환수 최고 기록을 달성(효율 TON 570)하면서도 수율 82%를 기록했다. 특히, 전환수 312에서는 수율 99%를 나타냈다는 것이 연구팀의 부연 설명이다. 종전 세계 최고 기록은 전환수 514(수율 21%) 정도였다. 일반적으로 전환수가 올라가면 수율이 낮아진다. 홍석원 교수는 “이산화탄소를 활용한 화학 공정의 새로운 전기를 마련한 것"이라며 "기존 공정의 한계를 극복하고 이산화탄소와 에틸렌을 활용한 고효율 아크릴산나트륨 합성 기술의 실현 가능성을 한 단계 끌어올렸다”고 말했다.

2025.01.22 10:11박희범 기자

적층형 산화 그래핀, 해수담수화 시장 재편 할까

GIST 국제 연구팀이 꿈의 소재로 불리는 그래핀을 기반으로 혁신적인 고효율·선택적 분리막 기술을 개발했다. 중동 국가 등의 물부족 문제를 해결할 새로운 방법이라는 것이 연구진의 설명이다. 광주과학기술원(GIST)은 환경·에너지공학부 김인수 교수 국제 공동 연구팀이 그래핀을 소재로 한 적층형 산화 분리막을 개발했다고 15일 밝혔다. 연구팀은 또 적층형 산화 그래핀막에서의 물 분자가 가지는 특이적 투과 현상의 발생 원리도 규명했다. 이 연구는 미국 MIT· 영국 노섬버리아대· 호주 뉴사우스웨일스대· 중국 중산대 연구팀과 공동으로 수행했다. 특정 물질을 걸러내는 분리막은 대부분 고분자 소재로 만들어진다. 그러나 이 같은 고분자 분리막은 막의 두께가 두꺼워짐에 따라 순수(pure water) 투과도가 저항에 의해 큰 폭으로 감소되고 막 소재 및 구조에 따라 큰 차이를 나타내는 단점이 있다. 연구팀은 이 문제 해결을 위해 그래핀을 기반으로 산화 그래핀을 활성층, 다공성 세라믹을 지지층으로 하는 비대칭 분리막을 합성했다. 김인수 교수는 "실험결과 일반 용매 분자들(메탄올, 에탄올 등)은 얇은 적층 산화 그래핀 막(140㎚)조차 거의 투과할 수 없었던 것과 달리, 물 분자의 경우 산화 그래핀 활성층 두께가 15배 증가(140㎚→ 2000㎚)함에도 투과도가 약 40% 정도만 감소하는 특이 현상을 발견했다"고 말했다. 연구팀은 열역학적 분석을 통해 나노 수준의 매우 제한된 공간에서 물 분자가 기체에서 액체와 같은 유체로 변환되는 것을 발견했다. 또 제한된 공간에서 반-상변화가 일어나 짧은 경로에서도 많은 양의 물 분자가 이동 가능함을 확인했다. 김인수 교수는 “적층형 산화 그래핀 분리막에서 일어나는 물 분자 이동 기작의 전이 현상을 규명했다는 데 가장 큰 의의가 있다”고 설며하며 “향후 고도수처리, 해수담수화 및 기체 분리막 개발에 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것"으로 기대했다. 이 연구는 한국연구재단, 과학기술정보통신부 지원을 받았다. 연구결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'(1월3일자)에 온라인으로 게재됐다. 한편, 김인수 교수는 지난 2021년 혈액투석용 중공사 분리막 제조 기업 ㈜이노셉을 설립하고 현재 최고기술책임자(CTO)를 맡고 있다.

2025.01.15 09:54박희범 기자