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'한국화학연구원'통합검색 결과 입니다. (10건)

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음식물 섞인 슬러리서 분석용 환경오염물질 검출…"여과 절차없이 한번에 해결"

모래나 음식 쓰레기가 섞인 슬러리(슬러지)에서 환경오염물질을 여과 과정없이 한 번에 검출하는 기술이 개발됐다. 한국화학연구원은 김주현 화학소재연구본부 선임연구원 연구팀과 유재범 충남대학교 응용화학공학과 교수 연구팀이 고형물 섞인 시료에서도 별도 전처리 없이 오염물질을 바로 추출·분석할 수 있는 미세유체 기반 분석 장치를 개발했다고 8일 밝혔다. 환경 오염물질 분석은 보통 시료를 거른뒤 분리하고, 농축하는 복잡한 전처리 과정을 거친다. 특히 물에 모래, 토양, 음식물 찌꺼기 같은 고형물이 섞여 있으면 분석 정확도가 떨어진다. 고형물을 걸러내다보면, 정작 검출해야 할 미량의 오염물질도 함께 사라진다. 이에 대한 대안으로 시료 속에서 목표 물질만 골라 농축하는 '전처리' 방법으로 액체-액체 추출법(LLE)이 널리 사용됐다. 그러나 이 방법은 처리 과정에 많은 용매가 필요하고 자동화가 어렵다. 이를 개선하기 위해 '액체-액체 미세추출(LLME)' 이 개발됐으나, 이 마저도 시료 내 고형물 제거를 위한 여과 과정이 반드시 거쳐야 한다. 특히 토양 오염수, 하천 퇴적물, 식품 슬러리 등에는 적용하기 쉽지 않았다. 김주현 선임연구원은 "기존에는 고형물 제거 → 추출 → 분석이라는 다단계 구조로 추출하기 때문에 시간·비용 증가와 분석 신뢰성 저하가 불가피했다"며 "이로 인해 시간을 다투는 환경이나 식수 오염 여부, 의약품 잔류물 분석 등을 수행하는데 어려움이 많았다"고 말했다. 연구팀은 이 같은 문제를 미세유체 장치를 개발해 해결했다. 이 장치는 오염물질을 담는 소량의 추출 액적을 미세 칩 내부에 가둔 뒤 다시 회수할 수 있는 구조를 갖추고 있다. 흐르는 물 옆에 작은 스펀지를 붙여 물속 색소만 스며들게 한 뒤 스펀지를 떼어내 분석하는 방식과 유사하다. 시료는 계속 흐르나, 추출용 액적은 제자리에 머물면서 오염물질만 빠르게 흡수한다. 고형물은 채널을 따라 흘러가기 때문에 막힘이나 간섭이 발생하지 않는다. 실증도 이루어졌다. 최근 유럽에서 환경 물질로 규제를 시작한 과불화화합물(PFAS)과 항경련제 성분인 카바마제핀(CBZ)을 검출하는 데 성공했다. 특히 모래가 섞인 슬러리 시료에서도 여과 과정 없이 한 번에 이들 물질을 추출했다. PFAS는 5분 이내에도 분석 신호가 검출됐다. 슬러리 시료에서 추출한 카바마제핀은 고성능 액체크로마토그래피(HPLC) 분석을 통해 확인했다. 김주현 선임은 "이 기술이 복잡한 전처리 과정을 하나로 줄여, 분석 자동화와 소형화에 적합한 플랫폼 기술"이라며 "환경 오염 모니터링, 식품 잔류농약 검사, 의약·바이오 시료 분석 등 다양한 산업 분야로 확장될 수 있을 것"으로 내다봤다. 연구 결과는 센서 분야 국제학술지 'ACS 센서스'(IF 9.1, JCR 분석화학 분야 상위 3.2%)에 표지 논문으로 게재됐다. 김주현 선임연구원과 유재범 교수가 교신저자, 최성욱 화학연 학생연구원이 1저자로 참여했다.

2026.02.08 12:00박희범 기자

디에스필터·우조하이텍·피케이아이 화학연과 신기술 상용화 "도전"

한국화학연구원(KRICT)이 화학소재부품 상생기술협력센터 기업 추가 입주와 실증 장비 구축을 완료하고, 본격 가동에 들어갔다고 11일 밝혔다. 상생기술협력센터는 올해 초 대전 유성 화학연에 구축된 연구·산업 협력 허브로 국가 소재·부품 핵심기술 자립화를 목표로 건립했다. 수용 기업 규모는 모두 6개다. 분야별로는 ▲페로브스카이트 태양전지 ▲폐섬유 재활용 기술 ▲친환경 수처리 기술 ▲모빌리티용 연료전지 막가습기 ▲LNG 선박 단열재 재활용 기술 ▲친환경 극저온 반도체용 냉매 등이다. 화학연과 공급기업은 수요기업에서 실제 필요한 기술·제품을 공동 개발할 계획이다. 화학연-공급기업-수요기업 컨소시엄으로으로 짜여진 것이 특징이다. 중공사 방사시스템과 모듈 투가 유량 테스트 장비 등을 갖추고 있다. 입주기업은 2년 입주를 기본으로 1년씩 연장해 최대 5년 내 졸업해야 한다. 최근 입주한 기업은 고산테크다. 페로브스카이트 태양전지 상용화에 화학연 전남중 책임연구원이 참여하고, 수요기업은 대기업 A사다. 리뉴시스템은 폐섬유 재활용 기술을 상용화한다. 화학연 조정오 책임연구원이 참여하고, 효성티엔티가 수요기업으로 나섰다. 또 사온텍은 친환경 수처리 분야에서 화학연 이진희 책임연구원과 함께 손발을 맞추고 있다. 수요 기업은 경동나비엔이다. 이와함께 이번에 추가로 입주한 기업은 워터트리네즈와 리피유, 퓨어만이다. 이들은 최근 2대1의 경쟁을 뚫고 최종 선정됐다. 워터트리네즈는 화학연 김인철 박사가 창업한 친환경 수처리 전문기업이다. 박재성 박사팀과 함께 '친환경 모빌리티용 연료전지 시스템의 중공사 막가습기'의 소재 개발을 추진한다. 연료전지에는 전기를 생산할 때 쓰이는 이온전도성 전해질막(PEM) 외에도 효율·내구성을 높이기 위한 친환경적·경제적인 셀룰로오스 소재 수분공급막을 개발할 계획이다. 수요기업은 대기업 B사와 디에스필터다. 폴리우레탄 재활용 기술 개발 전문기업인 리피유는 'LNG 선박의 폐단열재(유리섬유 강화 폴리우레탄) 기반 재생 폴리올 제조 해중합 공정 및 신소재 개발'을 추진한다. 이는 LNG 선박의 가스 탱크 저온 유지용으로 사용 후 매립되던 폐단열재를 재활용하는 기술이다. 국제해사기구(IMO)의 선박 탄소배출 규제를 선제적으로 대응한다. 화학연 조정모 박사팀 및 수요기업인 우조하이텍과 함께 저온 해중합기술 개발로 기존 고온 글라이콜리시스 공정의 한계를 극복할 계획이다. 이 기술은 LNG 선박 외 건축, 가전, 자동차, 배관 플랜트 단열재 등 다양한 산업에도 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 수요기업은 우주하이텍이다. 마지막으로 퓨어만은 화학연 이상구 박사팀과 함께 '극저온 반도체 공정용 냉매(HFE—7500) 제조 기술' 개발을 추진한다. 특히 글로벌 공급망 이슈와 기존 냉매의 사용제한에 따라, 대기 방출 시 온난화 지수가 낮은 '로우 GWP 냉매'로의 전환을 위해 반도체 장비 제조 전문기업인 피케이아이와 실증을 추진할 예정이다. 화학연에서는 이상구 선임연구원이 가세했다. 수요기업은 피케이아이다. 이영국 원장은 "국가 화학산업 발전을 위해서는 수요-공급기업 등과의 협력 네트워크 구축을 통한 기술혁신과 소재·부품 국산화 선행이 필수적”이라며 “상생기술협력센터 입주기업이 소재·부품 기술혁신과 제품개발에 역량을 쏟을 수 있도록 아낌없이 지원할 것"이라고 말했다.

2025.11.10 16:27박희범 기자

구혁채 1차관 "예산과 인력 한정…중간 진입 전략이나 중간 건너 뛰는 것 어려울까"

"정부 예산과 인력은 한정적이다. R&D에서 중간 진입 전략이 가능할 것인가에 대해서도 고민 한다. 될까?" 구혁채 과학기술정보통신부 제1차관이 16일 한국화학연구원에서 AI 기반 연구혁신 현장을 살펴본 뒤 화학연구원을 비롯한 에너지기술연구원, 기계연구원, 서울대, KAIST, 한국연구재단 등의 자율실험실 관련 연구자들과 가진 '프로젝트 공감 118 제7회' 간담회에서 이 같이 말했다. 구 차관은 이에 앞서 "'프로젝트 공감 118'에서 118은 원소 주기율표상 마지막 원소인 118번을 의미한다"며 "연구계 전체를 빠뜨리지 않고 다니며, 소통하겠다고 마음으로 연구자들과 간담회를 진행 중"이라고 간담 취지를 설명했다. 이날 간담회는 점심시간을 이용해 2시간 동안 샌드위치로 점심을 대신하며, 허심탄회한 분위기서 진행됐다. 구 차관이 정부 애로를 먼저 솔직하게 꺼내놨고, 이어 연구자들도 하소연과 연구 및 정부 지원 방향에 대한 호소성 언급을 드러냈다. 구 차관은 먼저 "고민이 연구현장에 대한 지원 예산과 인력이 한정된 상태에서 수요에 맞춰 정책을 직선적(리니어) 지원 방식으로 따라가고 있는데, 그 방식이 과연 효과적인가 하는 생각을 하게 된다"며 "예를 들어 중간 진입전략이나 목표가 다소 야망적이더라도 중간 단계를 건너 뛰는게 가능할까도 보게 된다"고 과기정통부의 애로도 토로했다. 첫 발제자로는 화학연구원 신정호 디지털화학연구센터장이 '화학연 자율실험실 구축 현황 및 향후 정책 방향'을 주제로 레이저 포인트를 잡았다. 신 센터장은 "지난 2022년 처음 시작한 촉매 자동화 사업이 태양전지 자동화까지 진행하는 전략연구사업(ISD)로 이어지며, 5년간 총 350억 원을 지원 받는다"며 "향후 오픈랩을 구축해 'AI 연구동료'를 통한 지속 가능한 연구를 수행한다면 인력 부족 문제도 자연스레 해결 될 것"이라고 설명했다. 이를 듣던 구 차관은 연구 방향에서 상호 소통의 중요성을 강조하며 "연구자 스스로의 실험방식에 대한 정의도 중요하지만, 어떻게 하면 기존에 생성한 데이터를 통해 AI모델을 고도화시켜 인간과 같이 갈 수 있느냐하는 지향점도 같이 봤으면 한다"는 조언도 내놨다. 이날 간담회에 참석한 서울대 석차옥 화학부 교수는 "바이오와는 달리 화학 부야는 AI GPU가 많이 들지 않는다"며 "AI 모델 설계를 위해서는 새로운 AI 아키텍처를 개발해야 하는데, 그것에 우리 강점이 있다"고 AI 정부 방향에 공감하는 입장을 드러냈다. 한국연구재단 강종윤 정보융합기술단장은 또 "LLM(거대언어모델)이 과학을 담는 그릇"이라거나 화학연구원 최우진 화학플랫폼연구본부장은 "해외 기관의 공개된 데이터 이용이 갈수록 어렵게 느껴진다"는 등의 최근 과학기술계 국제 동향을 전했다. KAIST 김형준 화학과 교수는 "소재의 강성이나 물성이 좋아도 이를 제품으로 만드는 것은 또다른 문제"라며 "예전과는 다르게 외국도 돈되는 것에 대한 정보 공개를 최근들어 줄이는 느낌"이라고 덧붙였다. 이날 간담회에서는 신정호 센터장의 발표에 이어 한국에너지기술연구원 이재현 에너지 AI계산과학실장이 'AI for S&T 사례', 한국기계연구원 김정중 인공지능기계연구실장이 '자율 실험실을 위한 AI기반 작업 로봇', KAIST 김형준 화학과 교수가 'KAIST 자율주행 연구실(SDL) 플랫폼'을 공개하며 배터리나 고분자 등의 SDL 통합 계획에 대해 설명했다. 한편 구혁채 1차관은 이에 앞서 한국화학연구원 촉매분야 자동화 실험실을 돌아봤다.

2025.10.16 16:22박희범 기자

"과기정통부, 출연연 행정 전문화위한 '스태프 사이언티스트' 만든다

정부가 PBS(연구성과중심제) 대안으로 언급되던 전략연구사업(ISD)과 관련 국가과학기술연구회(NST)에 전략연구지원센터를 신설한다고 공식화했다. 또 행정 전문화를 위한 '스태프 사이언티스트'라는 직종 및 칭호도 만들어진다. 25일 대덕연구개발특구 출입기자단과 공공과학기술연구노동조합은 '포스트-PBS 어떻게 준비할 것인가'를 주제로 이재명 정부, 연구개발 생태계 복원과 혁신을 위한 정책토론회를 개최했다. 이 토론회에서는 과학기술정보통신부가 PBS 단계적 폐지에 따른 구체적인 대응 방안을 처음 공개했다. 그러나 차제에 출연연구기관 R&D 시스템 전체를 다시 설계해야 한다는 목소리도 나와 참석자들의 관심을 끌었다. 이날 주제를 발제한 온정성 과학기술정보통신부 연구기관혁신지원팀장(과장)은 PBS 개선 배경으로 ▲출연연 혁신과 변화 직면 ▲민간 대비 출연연 경쟁력 저하 ▲구조적인 문제 누적으로 대형성과 창출 미흡 등을 꼽았다. 온 팀장은 이 같은 문제가 발생한 원인에 대해 △낮은 연구지원 인력 비율 △기관별 연구행정 전문성 차이 △연구현장 의견 반영 체계 미비 △복잡한 내규 및 각종 규정 △과기출연기관법 제정 이후 법률 전반 체계 정비 미흡을 지적했다. 2030년까지 전체 예산의 80% 출연금으로 출연연 지원 온 팀장이 PBS 단계적 폐지에 대응해 내놓은 대안은 크게 3가지다. 재정구조 개편과 보상체계 혁신, 연구몰입환경 조성이다. 재정구조 개편에서는 임무 중심 사업구조로 체계화하는 것이 기본 골격이다. 정부 수요나 임무 달성, 출연연 자율 기획 사업 등을 위한 전략연구사업(ISD)을 만든다. ISD는 그동안 여러 차례 언급됐다. 임무 및 중장기 대형 연구단 중심으로 꾸린다. NST 내 전략연구지원센터는 새로 세팅된다. 이 센터는 목표관리 및 기관 간 협력 지원, 중간평가, 성과확산 등 전주기 지원에 나설 방침이다. 출연금 기본 사업을 대체할 기본연구사업은 중장기 역량 확보 중심으로 재편하되, 안정적인 규모를 유지할 계획이다. 예산지원 계획도 내놨다. 오는 2030년까지 전체 예산의 80%(2024년 35%)와 소요 인건비 전체(2024년 55%)를 출연금으로 충당하는 원칙을 제시했다. 2024년 예산구조는 출연금인 기본연구사업이 전체의 55%인 7,480억 원을 차지한다. 또 외부 수탁으로 정부 수탁이 5,370억 원, 39%고 민간 수탁 등이 860억 원, 6%이다. 이를 오는 2030년에는 기본연구사업과 전략연구사업으로 R&D 과제 틀을 전환하며 출연금 100%를 확보한다는 계획이다. 출연금과 정부수탁 구성 항목도 조정한다. 현재 기관출연금사업은 인건비와 경상비, 과제별 사업비로, 정부 수탁은 과제별 인건비와 직접비, 간접비로 구성돼 있다. 이를 오는 2030년까지 기본연구사업은 기관출연금사업과 동일한 구조지만, 전략연구사업은 연구단별로 인건비와 직접비, 간접비를 집행할 수 있는 구조로 짰다. 온 팀장은 "이는 전체 23개 출연연 전체를 대상으로 한 개념도"라며 "개별 기관별 비중은 서로 다르다"고 설명했다. 보상체계 혁신도 이루어진다. 처우 전반 개선, 초임 연구자 중심 급여기준을 상향 조정한다. 일설에 대졸초임 4,800만 원으로 올리는 방안이 논의 중이라는 얘기가 전해졌다. 또 기관 보수체계 표준화와 블라인드채용 실질적 폐지도 추진된다. 이외에 △청년부문에서 박사후 연구원 대상 수시 특별채용 확대 △시니어 부문에서 임금피크제 폐지 검토 및 추진과 우수연구원제 및 정년 후 재고용 제도 활성화 △여성부문 경력단절 과기인 직무 지속 개발 등의 기본 방향을 제시했다. 연구행정 프로세스 표준화 및 시스템 개발 연구몰입환경 조성을 위한 연구행정 전문화 및 표준화도 추진한다. 출연기관별 공동 행정 기능에 속하는 전산, 감사, 구매, 법무 등을 NST 중심으로 전문화(의견수렴후 확정)하고 '스태프 사이언티스트' 등 전문 연구행정 직종 및 칭호도 개발할 계획이다. 또 연구 행정 프로세스 표준화와 시스템도 개발한다. 온 팀장은 "이 안은 확정된 것이 아니라, 여론을 수렴하는 과정에서 나온 초안 정도로 생각해 달라"며 "다른 부처와 의견 협의를 거쳐 오는 10월 말께 확정된 정책을 발표할 예정"이라고 덧붙였다. 이어진 패널 토론과 청중 질의에서는 정부의 PBS 단계적 폐지 대응 방안에 대한 날 선 지적이 잇따랐다. 좌장은 이광오 공공과학기술연구노동조합 정책위원장이 맡았다. 첫 토론자로 나선 고영주 한국화학연구원 책임연구원(전 대전과학산업진흥원장)은 "PBS 폐지는 만시지탄이지만, 매우 중요한 정책적 전환점이 될 것"이라며 "예타 폐지 등 R&D 투자 시스템 혁신, 전략적 국제협력 강화, 지역 자율 R&D 강화 등의 시스템 혁신 과제 등도 PBS 폐지와 연계해 출연연 임무와 역할을 재정립하는 데 중요한 기제가 되어야 할 것"이라고 말했다. 김태진 정보통신기획평가원(IITP) PIM 인공지능사업단 수석 연구원은 PBS 폐지 이후 출연연 역할 재정립과 국가 R&D 시스템 혁신 방안을 발표해 큰 관심을 끌었다. 이 방안에 따르면 출연연을 '국가 R&D 대표선수'로 역할을 재정립하고, 새로운 출연연 운영 모델 창출을 위해 과학기술과 관련한 5개의 법률 개정이 필요하다고 목소리를 높였다. 김 연구원이 얘기한 법률 개정 주문 사항은 ▲과학기술기본법(NST 이사장 및 일부 원장 국가과학기술자문회의 참여 보장) ▲국가연구개발혁신법(출연연을 주관연구개발기관으로 우선 지정, 국가전략기술특화연구소 우선 설치) ▲과기출연기관법(안정적 출연금 지원 의무 명시화) ▲국가첨단전략산업 경쟁력 강화 보호 특별조치법(출연연 참여 제도화 및 주관연구기관 우선 지정 명시) 등이다. 김 연구원은 "정부 부처는 전략적 방향 제시 및 생태계 조성자 역할, DARPA형 임기제 전문 공무원 제도 실치 근거 법제화, 연구관리전문기관 평가 기능 분리 및 서비스 기관으로의 전환, 과제 및 사업 평가 이원화 및 독립성 확보 등을 통해 출연연 중심의 R&D 생태계가 재편되어야 할 것"이라고 말했다. 이어 이상근 ETRI 선임연구원(공공과학기술연구노조 ETRI지부장)은 "출연연에 대한 근본적인 인식 대전환이 필요하다"며 "출연연이 질적 변화의 주체로 자리매김하기 위해서는 관리와 통제 대상에서 지원과 육성 대상으로 변해야 한다"고 주장했다. PBS 폐지가 정책종결보다 정책승계로 귀결돼선 안돼 또 이찬구 충남대 행정학부 교수는 정책 변동의 기본성격, 법률측면, 예산측면, 조직측면, 세부유형 등을 조목조목 거론하며 PBS 폐지가 정책 변동 관점에서 '정책 종결'로 이어지기 보다는 '정책승계'로 귀결될 가능성에 우려를 나타냈다. 이 교수는 "PBS 폐지 정책이 진정한 정책 종결로 마무리되기 위해서는 정책 대상자의 의견 반영이 필요하다"며 "새로운 제도는 정책 혁신보다 정책 안정을 우선해야 한다. 새 제도가 또 다른 규제로 작용하지 않도록 해야 할 것"이라고 언급했다. 대덕연구개발특구 출입기자단을 대표해 패널로 나선 중도일보 임효인 기자는 연구 현장과 관리기관, 정부 간 소통의 중요성을 강조했다. 임 기자는 "국가과학기술연구회와 과기정통부, 출연연 연구 현장이 소통했으면 좋겠다는 얘기를 참 많이 들었다"며 "PBS도 한 건만 해결하는 것이 아니라, 여러 구조가 복합적으로 맞물려 있는 만큼 댜양한 의견을 듣고 정책을 어떻게 할지 논의할 필요가 있다"고 강조했다. 임 기자는 또 "일부에서 PBS 폐지는 한다지만, 과연 출연연이 바뀌겠냐는 자조 섞인 목소리도 있었다"며 "예산을 배분하는 곳이 칼자루를 쥐고 있긴 하지만, 이번에는 구조를 시스템적으로 잘 세팅하는 게 가장 중요하다고 본다"고 덧붙였다. 마지막 주자인 하태환 한국생명공학연구원 책임연구원은 "관료적 선택과 집중이 아니라, 대학을 포함한 연구자 간 소통과 컨센서스를 통한 출연연이 집중해야 할 분야 선정이 우선시되어야 한다"며 "경쟁보다 협력이 가능한 생태계 구축이 필요하다"고 말했다. 청중에서는 PBS 폐지에 대응하는 과기정통부에 대해 ▲속내가 PBS 유지로 보인다거나 ▲출연연이 왜 제자리인지에 대한 진단이 없다는 등의 지적이 제기됐다.

2025.09.25 17:11박희범 기자

화학연 "2030년 수소 저장 기술 상용화 가능"

국내 연구진이 전기화학 방식의 수소 저장 기술 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다. 한국화학연구원(원장 이영국)은 'SPAES'라는 탄화수소 기반 고분자 전해질막을 적용해 전기화학적 LOHC(액체 유기 수소운반체) 수소화 방식에 쓰이는 차세대 수소 저장용 분리막 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구는 화학연 소순용 박사와 연세대학교 이상영 교수 연구팀이 진행했다. 나피온(Nafion) 등 기존 상용화된 과불소계 양이온 교환막(PEM)의 단점이던 톨루엔 투과성을 60% 이상 줄이고 수소화 반응 효율은 72.8%까지 끌어올렸다. LOHC는 수소를 저장하고 운송하기에 적합한 액체 화합물이다. 기존 기체 수소는 압축(100 bar 이상) 및 액화(-252.9 ℃)를 통해 운송해야 하는 문제가 있다. 연구팀은 탄화수소 기반의 'SPAES 분리막'을 새로 설계, 분리막을 통한 프로톤 전달 성능은 유지하면서도 톨루엔 투과를 최소화했다. 고분자 전해질막의 친수성 도메인을 2.1㎚로 좁혀 톨루엔 확산도를 낮췄다. 소순용 박사는 "물길처럼 이온이 지나가는 막 속 통로(친수성 도메인)를 머리카락 굵기의 5만 분의 1 크기로 아주 좁게 설계했다"며 "톨루엔이 막을 통과하는 속도를 기존보다 약 20배나 느리게 만들었다"고 말했다. 이 결과, 톨루엔 투과량은 60% 감소했다. 수소화 반응 효율(Faradaic 효율)은 기존 나피온의 68.4% 보다 높은 72.8%를 기록했다. 장시간(48시간) 구동 성능도 우수했다. 전압 강하율이 나피온(1,270 mV/h)에 비해 SPAES 적용 시 약 40% 개선됐다(728 mV/h) 소순용 박사는 "향후 발생한 전기를 바로 저장할 수 있는 통합형 소자 개발과 함께, 독립형 고효율 수소 저장 시스템을 구축한다면 2030년경 상용화가 가능할 것"으로 전망했다. 소 박사는 “전기화학 기반 수소 저장 기술의 병목이었던 분리막의 한계를 극복한 성과로, 기존 수소저장·운송 기술의 대안을 제시했다”고 말했다. 이영국 원장은 “이번 기술은 수소연료전지차, 수소 발전 등 다양한 친환경 에너지 시스템에 적용 가능성이 커, 수소 경제 활성화에 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '소재 화학' 표지논문으로 게재됐다.

2025.04.20 12:00박희범 기자

화학연, 꿈의 항암제 개발…폐암세포 대부분 파괴

국내 연구진이 혈액암이나 폐암 등의 암세포를 대부분 죽이거나, 먹어 치우는 새로운 꿈의 치료제를 개발했다. 한국화학연구원은 박지훈 책임연구원과 최지우 석사후연구원 연구팀이 인간 말초 혈액 유래 대식세포(Macrophages)에 항암 유전자를 안정적으로 삽입시키는 방법으로 '카-대식세포(CAR-M)' 생산에 성공했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 향후 혈액암 외에 고형암 치료에도 적용 가능할 것으로 기대했다. 기존의 '키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료법'은 환자의 면역 세포인 T세포를 신체 밖으로 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 주입해 암을 치료하는 기술이다. 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암 치료에는 한계가 있다. T세포는 고형암 내부 침투가 어렵기 때문이다. 연구팀은 이에 면역세포의 일종인 대식세포를 연구과정에 활용했다. 다만, 대식세포는 항암 유전자 변형이 짧은 기간만 이뤄져 치료 효과가 낮다. 연구팀은 답을 '렌티바이러스'에서 찾았다. 이를 유전자 전달책으로 삼아, 대식세포의 손상 없이 항암 유전자를 효과적으로 전달하는데 성공했다. 의약바이오연구본부 박지훈 책임연구원은 "렌티바이러스와 대식세포의 접촉을 당초 1시간 30분에서 16시간으로 늘렸다"며 "그 결과 대식세포 손상없이 렌티바이러스의 전파가 당초보다 잘 일어났다"고 설명했다. 연구팀은 대식세포 분화상태에 따라 유전자 전달효율이 변하는 것도 확인했다. 말초혈액에서 얻은 단핵구가 대식세포로 분화되는 7일을 기다려, 암세포 추적 유전자 전달률을 높이는데도 성공했다. 렌티바이러스가 어떤 세포로 들어갈 때 표면에서 열쇠 역할을 하는 'VSV-G 단백질'의 코돈(유전부호)을 최적화해 유전자 전달력을 더 높였다. 박 책임은 "쉽게 말해 기존의 열쇠보다 다양한 문을 열 수 있는 마스터 열쇠를 만들고, 표면에 많이 자라도록 VSV-G 생성 명령어를 바꾼 것으로 이해하면 된다"고 말했다. 연구팀은 또 'EF1a'라는 DNA 서열에 렌티바이러스에 담겨 전달된 항암 유전자를 포함시키는 방법으로 대식세포 손상없이 유전자 전달 후 최대 20일 동안 안정적으로 항암 기능을 갖춘 'CAR 대식세포' 생산을 유지하는데 성공했다. 박지훈 책임연구원은 "'카 대식세포'가 대부분의 암세포를 삼켜 파괴한 것을 확인했다"며 "후속 연구를 통해 '카 대식세포' 대량생산 및 고효율 치료 적용 기술 개발을 진행할 계획"이라고 말했다. 박 책임은 “말초 혈액으로부터 얻은 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 렌티바이러스를 이용해 개선한 최초 사례"라고 말했다.

2025.03.23 21:20박희범 기자

KAIST, 석유 대신 고분자 미생물로 플라스틱 제조 성공

석유나 석탄 등 화석연료에 뽑아내던 플라스틱을 고분자 미생물로 대체할 수 있는 친환경 기술이 개발됐다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 이용해 미생물 균주에서 여러 가지 신규 유형의 친환경 바이오 플라스틱인 폴리에스터 아마이드(PEA)를 생산하는데 성공했다고 20일 밝혔다. 이 연구에서 성과물의 물성 분석은 한국화학연구원이 진행했다. 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 미생물 대사회로를 자체 설계하는 방법으로 총 9종의 플랫폼 미생물 균주를 개발했다. 이 플랫폼 균주를 이용하면, 바이오매스(폐목재나 잡초 등) 주원료인 포도당을 원료로 하는 PEA를 친환경적으로 생산할 수 있다. 연구팀은 또 유가 배양식 발효 공정을 이용해 '고효율'로(54.57 g/L) 생산할 수 있다. 향후 산업화도 가능할 것으로 내다본 이유다.안다희 연구생(박사과정)은 "PEA로 플라스틱 생산은 세계적으로 처음이라 마땅히 비교 대상이 없어 고효율이라고 얘기는 것이 애매한 면도 있다"며 "그러나 상용화 초석은 놓은 셈으로 봐도 된다"고 말했다. 물성 분석을 진행한 한국화학연구원(정해민, 신지훈 연구원) 측은 "기존의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 유사한 성질을 갖고 있는 것으로 나타났다"며 "친환경적이면서도 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도와 내구성이 뛰어나다"고 설명했다. 이상엽 특훈교수는 "향후 여러가지 고분자를 생산하는 대사회로 시스템 구축에 유용할 것"으로 예상했다. 이 특훈교수는 “석유화학 산업 기반에 의존하지 않고도 플라스틱을 생산하는 기술을 세계 최초로 확보한 것"이라며 "앞으로 생산량과 생산성을 더 개선하는 연구를 진행할 계획"이라고 말했다. 연구 결과는 국제 학술지 `네이쳐 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)'(3월 17일자)에 온라인 게재됐다.

2025.03.20 14:11박희범 기자

화학연 상생기술협력센터 '가동'…"소재 분야 기술혁신 플랫폼될 것"

한국화학연구원이 7일 화학소재부품 상생기술협력센터를 오픈하고, 본격 가동에 들어갔다. 이 행사에는 화학연 이영국 원장, 대전광역시 이택구 경제과학부시장, 과학기술정보통신부 이은영 국장, 이희완 대전세종지방중소벤처기업청장 등 주요인사를 포함한 21개 기관 및 5개 기업 관계자 약 70명이 참석했다. 화학소재부품 상생기술협력센터는 지하 1층, 지상 3층에 연면적 5천401㎡ 규모로 건립됐다. 국가 소재·부품 핵심기술 자립화가 운영 목표다. 화학연과 수요·공급기업 간 협력체계를 강화하는 기술 혁신 플랫폼 기능을 수행할 계획이다. 센터의 핵심 공간인 '상생형 연구공간'은 화학연 연구자, 수요기업, 공급기업이 한 공간에서 공동연구를 수행하며, 연구원의 기술 역량과 기업의 상용화 과정을 유기적으로 연결하는 '산·연 협력 거점' 역할을 수행한다. 현재 센터에는 3개 컨소시엄(수요기업+공급기업+화학연 연구진) 입주가 완료됐다. 공급기업인 잉크젯 프린팅 설비 제조기업 ㈜고산테크와 방수 및 누수기술 관련 신소재 제조기업 ㈜리뉴시스템, 축전식 탈염 기술 기반 친환경 에너지 전문기업 ㈜시온텍이 각각 지난 1일 입주했다. 고산테크는 화학연 전남중 박사 연구팀과 차량 일체형 태양광 발전시스템 등을 개발한다. 리뉴시스템은 화학연 조정모 박사 연구팀과 난분해성 플라스틱 폐기물 재활용 기술을 개발한다. 이 컨소시엄에는 수요기업으로 (주)효성티앤씨가 참여했다. 또 시온텍은 화학연 이진희 박사 연구팀과 양극성막 정전용량 탈염 기술을 상용화할 계획이다. 이 컨소시엄 수요기업은 (주)경동나비엔이다. 화학연 이영국 원장은 “국내 소재·부품 산업의 기술 독립을 앞당기고, 새로운 상생협력 모델을 제시할 것”이라며, “이를 통해 산·연이 함께 도전하고 성장하는 '혁신의 장'이 될 것"으로 기대했다.

2025.03.07 15:38박희범 기자

3M이 장악한 불소계…화학연-퓨어만,"국산화 성공, 1~2년 내 시장 진입"

국내 연구진이 전량 수입에 의존하던 불소계 유체를 국산화했다. 상용화는 퓨어만(주)(대표 김태한)이 진행 중이다. 한국화학연구원은 화학소재연구본부 이상구 박사 연구팀이 탄소와 수소로 이루어진 원료의 수소(H) 원자를 불소(F)로 바꾸는 기존의 '전기화학 불소화법'에 특수한 불소계 전도성 첨가제로 불소 전환율을 대폭 향상시키는데 성공했다. 연구팀은 이를 통해 화학산업 중요 원재료이자 불소계 유체인 '수소불화에테르'를 국내서 직접 생산할 수 있게 됐다고 평가했다. 수소불화에테르 제조는 탄화수소계열의 원료 및 전기화학불소화 반응을 통한 중간체를 합성하는 1단계 공정과 알킬레이션 반응으로 만들어내는 2단계로 구성된다. 이 선임연구원은 "전기화학 불소화 반응의 1단계가 핵심기술"이라며 "이를 보유한 기업은 미국이나 일본, 중국 등 일부이고, 현재 불소화 시장을 주도하는 데는 3M"이라고 언급했다. 연구팀은 1단계 기술을 기반으로 중간체 합성 및 알킬레이션 반응을 통해 수소불화에테르를 국내 최초로 제조하는데 성공했다. 이상구 선임연구원은 "기존 대비 약 20%이상 향상된 중간체 합성 전환율을 확보했다"고 부연설명했다. 기존의 전기화학 불소화 반응을 통한 중간체의 합성 전환율은 50∼55%다. 연구팀은 원활한 전기화학 불소화 반응을 유도하기 위해 전도성 첨가제를 투입했고, 62∼66%의 중간체 합성 전환율을 확인했다. 불소계 유체는 전자제품, 반도체, 정밀 기기 등의 냉각제와 세정제로 활용되는 필수 화학물질이다. 하지만 원래 있던 수소가 모두 불소로 대체된 '전 불소계 유체'는 지구온난화 지수가 높아, 친환경 유체로 대체하는 추세다. 이 선임연구원은 "냉매, 소화약제 전문 제조기업인 퓨어만에 기술이전했다"며 "현재 1~2년내 상용화를 목표로 스케일 업(벤치, 파일럿 등)이 진행 중"이라고 말했다.

2025.03.05 10:01박희범 기자

유상임 과기정통부 장관, "출연연 과제 대형화 추진"

유상임 과학기술정보통신부 장관이 3일 한국기계연구원에서 열린 '주요정책 현안 간담회'에서 파편화된 연구성과중심제(PBS)에 대한 개선 의지를 드러냈다. PBS는 연구자가 외부 과제 수주를 통해 자신의 인건비를 확보하는 시스템이다. 이로 인해 연구자는 수주가 쉬운 소형 사업에 매달리면서, 연구사업 파편화를 초래한다는 지적을 받아왔다. 과기정통부 연구기관혁신지원팀에 따르면 유 장관은 소형 정부과제를 묶음예산(블록펀딩)으로 대형화하는 방안을 추진 중이다. 유 장관은 이날 간담회에 앞서 기계연구원 AI로봇연구소 첨단로봇연구센터에서 ▲변신하는 트랜스포머 바퀴 ▲인공근육 웨어러블 슈트 ▲고난도 작업 로봇 ▲휴머노이드형 로봇 등을 돌아봤다. 유 장관은 고난도의 작업 로봇을 돌아보는 자리에서 로봇 팔이 스스로 작동할 수 있는지에 대해 질문하는 등 자율동작에 관심을 드러낸 것으로 파악됐다. 이어 진행된 한국화학연구원 현장방문에서 한국화학연구원은 '이차전지', '무탄소에너지 기반 이산화탄소 포집 및 활용(CCU)' 등에 관한 기술 개발 현황을 소개했다. 유상임 장관은 “국내 안팎의 어려운 상황을 극복하고 대한민국의 미래 성장 엔진을 강화하기 위해 출연연의 변화와 역할이 어느 때보다도 중요한 시기”라고 강조했다. 유 장관은 또 “흔들림없는 정책 추진을 위해 정부는 출연연 현장과 더욱 적극적으로 소통하겠다"며 “실제 변화는 현장에서부터 다양한 실행방안이 제시되어야만 이뤄질 수 있는 것”이라고 언급했다. 이어 유 장관은 “국가연구개발기관으로서 출연연이 나아가야 할 방향에 대해 구성원들과 적극적인 소통을 기반으로 예산·조직 운영 유연화 등 기관 내외의 칸막이를 허물 수 있는 다양한 실행방안을 모색, 정부에 제안해달라"고 당부했다.

2025.02.03 19:23박희범 기자

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