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2차원 비결정성소재의 편리한 물성평가법 개발

기계공학부 이창구 교수, IBS 이차원 양자 헤테로구조체 연구단 원규연 박사 연구팀이 울산과학기술원 이종훈 교수와 함께 결정성이 거의 없는 2차원소재의 물성을 광학적방법으로 편리하게 평가하는 획기적인 방법을 개발하였다. 2004년 최초로 발견되어 발견자에게 노벨상까지 수여된 그래핀으로 대표되는 2차원소재는 원자들이 일정한 격자성을 가진 결정성의 형태로 발견되었고 활발히 연구되었다. 이는 결함이 없이 결정성이 좋을수록 기계적강도, 전기전도성, 열전도성 등의 물성이 더 낫기 때문이다. 이같은 이유로 그래핀 이후로도 보론나이트라이드, 이황화몰리브덴 등 다양한 2차원 소재들이 발견되고 연구되어 왔지만, 비결정성의 2차원소재는 거의 연구된 바가 없다. 하지만, 최근 그래핀의 비결정 버전인 2차원탄소소재가 합성되어 기초연구가 본격적으로 진행되기 시작했다. 2차원 비결정성은 본래 그 물질을 사용하고자 하는 측면에서의 물성은 결정성 소재에 비해서 극히 떨어지는 특성이 있지만, 전혀 예측하지 못했던 새로운 물성이 발견될 뿐만 아니라, 기존의 3차원 비결정성 소재의 구조적 문제를 알아낼 수 있는 결정적 단서를 제공하여 다양한 쓰임새가 있을 것으로 예측하고 있다. 예를 들어, 기존의 반도체 공정에서 절연체로 사용된 산화실리콘 등은 메모리나 CPU회로의 미세화가 가속될수록 고속작동 시 소자간 간섭이 심해져 물리적으로 더 이상 사용이 어려운 한계에 직면하게 되었다. 하지만, 비결정성 소재는 낮은 유전율로 인해 간섭이 획기적으로 줄고 기계적으로 안정하다는 것이 증명되어 차세대 반도체 공정에 적용될 것이 유력시되고 있다. 하지만, 비결정성 소재의 제조공정에 따라 유전율과 물리적 특성이 변화하는 특성으로 인해 상업적 생산적용에 어려움을 겪고 있다. 이러한 특성을 제대로 알아내기 위해서는 투과전자현미경과 같은 고가의 장비에 높은 수준의 분석기술이 필요해 연구개발이 더딜 수 밖에 없다. 이창구 교수 연구팀은 2차원 비결정성 소재 중 하나인 2차원탄소소재의 격자구조와 특성을 광학적 방식으로 손쉽게 분석할 수 있는 방법을 개발하였다. 기존에는 2차원 비결정성 탄소소재를 구리호일 등의 금속성 기판위에 합성하였으나, 분광법을 사용하면 금속기판에서 나오는 노이즈로 인해 실질적인 분석이 불가능하거나, 비금속성 기판으로 전사하여 분광법을 실시하면 오염물질로 인해 정밀한 분석을 하기가 어려웠다. 따라서 값비싼 투과전자현미경 위주로만 분석함으로 인해 이러한 소재연구에 대한 장벽이 아주 높은 편이었다. 이교수 연구팀은 비금속 기판에 2차원탄소소재를 합성하는 방법을 개발함으로써 이 문제를 해결하였고, 더불어 라만/엑스레이 분광 분석법을 투과전자현미경 분석법과 비교분석함으로써 라만분광법과 같은 싸고 손쉬운 방법으로도 그 특성을 파악할 수 있음을 규명하였다. 라만분광법은 소재관련 연구자들은 쉽게 접할 수 있으며 분석가격 또한 1/10-1/100 정도로 저렴해 누구나 사용할 수 있어 2차원 비결정소재의 연구에 대한 장벽을 획기적으로 낮춘 것으로 평가할 수 있다. 향후 이 분석법은 2차원소재 기반 메모리, 연산, 인공지능 소자 등에 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 실리콘의 미세화공정이 한계에 이르는 2030년 경에는 본격적으로 실리콘을 대체할 것으로 예상되는 2차원소재기반 반도체 산업에 중요한 분석기법으로 사용될 수 있을 것으로 보인다. 저자: 원규연(제1저자), 정의훈(공동 제1저자), 윤종찬(공동 제1저자), 전도현, 홍진환, 유형구, 방예지, Pawan Kumar Srivastava, Budhi Singh, 이종훈(공동 교신저자), 이창구(교신저자) 논문제목: Spectroscopic signatures of ultra-thin amorphous carbon with the tuned disorder directly grown on a dielectric substrate (Advanced Materials; IF=27.4, December 2024)
- No. 326
- 2025-05-19
- 1683
생체 촉각기관 모사한 '지능형 인공 촉각 수용기' 개발

신소재공학과 이내응 교수 연구팀은 인간의 촉각 인지 시스템에서 착안하여 유사 시냅스의 기능과 구조를 모사한 지능형 인공 촉각 수용기* 어레이*를 개발하였으며, 이를 기반으로 새로운 지능형 센서 플랫폼을 구현했다고 밝혔다. * 촉각 수용기: 외부의 자극 (압력, 진동, 온도 등)을 감지하여, 활동 전위로 변환하여 뇌로 전달하는 역할 * 어레이: 단일 소자가 아닌 다수의 소자로서 집합적으로 동작하도록 제작된 구조 최근 인공지능의 중요성과 역할은 전 산업 분야에서 주목받고 있으며, 특히 피지컬 AI(Physical AI)는 미래 산업에서 자율 시스템의 핵심 기반 기술로 부상하고 있다. 피지컬 AI에서 데이터 입력은 센서를 통해 시작되며, 이에 따라 센서 데이터의 효율적 처리를 위해 고성능 신호처리 능력을 갖춘 인체 체성감각계의 메커니즘을 모사한 지능형 센서 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 이번 연구는 인체의 감각기관이 정보를 처음 처리하는 방식, 즉 감각 수용체와 신경 말단 사이의 ‘유사 시냅스 구조’에 주목해 이루어졌다. 연구팀은 사람의 피부 속 느린 적응형(메르켈)과 빠른 적응형(파시니안) 촉각 수용체에서 영감을 받아, 두 가지 적응 특성을 모두 반영한 16개의 감각 센서부와 시냅스부(시냅틱 트랜지스터)를 하나로 통합한 플랫폼을 개발했다. 이 플랫폼은 마치 사람의 지문처럼 생긴 마찰전기 센서층과, 자극을 기억하고 반응하는 시냅틱 트랜지스터를 단일 구조로 구현한 것으로, 느린 자극과 빠른 자극을 동시에 인식할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 실험을 통해, 이 센서는 기계적인 자극의 강도·빈도·형태에 따라 시냅스 가중치가 자연스럽게 변화하며 반응하는 것을 확인했다. 특히, 전체 데이터의 10% 이하만을 활용해도 90% 이상의 정확도로 질감과 표면 패턴을 인식할 수 있어, 기존 기술에 비해 데이터 처리 효율이 매우 우수한 것으로 나타났다. 이와 같이, 감각 자체에 인공지능적 기능이 내장된 센서는 초저전압, 초저전력, 고효율로 작동하는 것이 특징이며, 지능형 로봇, 뉴로모픽 감각 시스템, 웨어러블 전자피부 등 다양한 분야에 새로운 기술적 가능성을 제시한다. 특히 외부 환경 데이터를 센서 단계에서부터 처리할 수 있어, 향후 고속·고효율 자율 AI 시스템 구현의 핵심 기술로 주목받고 있다. 이 연구결과는 과학기술정보통신부의 중견연구자지원, 나노 및 소재기술개발 사업, 교육부의 기초연구기반구축사업 (중점연구소지원)의 지원으로 수행되었다. 성균관대 홍석주 석박통합과정생과 이유림 박사, 아타누 배그 박사가 공동제1저자로 참여하였고, 이내응 교수가 교신저자로 진행한 이 연구 성과는 재료분야에서 세계 최고 권위를 가진 학술지‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’에 25년 4월 28에 게재되었다. ※논문명: Bio-inspired artificial mechanoreceptors with built-in synaptic functions for intelligent tactile skin ※저널명: Nature Materials ※저자명: 이내응(교신저자), 홍석주, 이유림, 아타누 배그(제1저자), 김효수, Trang Quang Trung, M Junaid Sultan, 문동빈 (공동저자) 인간의 느린적응와 빠른적응 촉각 수용체가 동시에 모방된 초고효율, 초고전력, 초저전압 지능형 인공 촉각 수용기 개발 (왼쪽부터)성균관대 이내응 교수, 홍석주 석박사통합과정생, 이유림 박사, 아타누 배그 박사
- No. 325
- 2025-05-14
- 3860
수직 구조 DNA 나노패턴 기술

화학공학부 김동환 교수 연구팀(연구교수 신지훈, 석사과정생 권현준)이 Johannes Kepler University Linz(Dr. Oh Yoojin, Prof. Peter Hinterdorfer)와의 국제 공동연구를 통해 수직 구조 DNA 나노패턴 배열 기술을 개발하였다. 이번 연구는 DNA 타일 기반 나노구조의 자가조립(self-assembly) 특성을 활용하여, 거대 면적에서 균일하고 고밀도의 다중 수용체(receptor) 표면을 구현한 것이 핵심 성과다. 특히 연구팀은 저온 열처리를 포함한 단계적 성장 공정(stepwise growth)을 도입함으로써, 수직 DNA 구조의 배열 밀도와 간격을 정밀하게 조절하고, 최대 98% 이상의 표면 피복률을 실현하였다. 또한, 수직 구조에 트롬빈 결합 압타머(TBA15)를 적용하여 선택적 분자 인식 및 형광 신호 발현을 실험적으로 입증하였다. 이를 통해 개발된 플랫폼은 고감도 바이오센서, 표면 플라즈몬 공명(SPR), 원자현미경(AFM) 기반 단분자 측정 등 다양한 정량 분석 기술에 적용 가능한 고정밀 다중 수용체 표면 기술로서의 가능성을 제시하였다. 균일하게 배열된 수용체 구조는 기존 무작위 배열 방식에 비해 높은 신호 대 잡음비(SNR)와 우수한 재현성(reproducibility)을 확보한 것이 특징이다. 이번 연구는 DNA 나노기술 기반의 대면적 기능성 표면 제조 기술의 실용화 가능성을 실질적으로 입증한 결과로, 향후 정밀 약물전달, 차세대 광진단 플랫폼, 고성능 나노센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대된다. 본 연구는 한국연구재단(NRF), 정보통신기획평가원(IITP), 산업통상자원부, 오스트리아 과학재단(FWF)의 지원을 받아 수행되었으며, 세계적인 나노과학 학술지 ACS Nano (IF 15.8) 2025년 표지논문(Front Cover Article)으로 선정되는 성과를 거두었다.
- No. 324
- 2025-05-07
- 2730
인터넷 게임 중독과 알코올 중독의 심리적 공통점 및 신경생리학적 차이점을 규명한 멀티모달 인공지능 연구 발표

성균관대학교 삼성서울병원 정신건강의학과 최정석 교수팀과 서울대학교 심리학과 안우영 교수팀은 게임 중독(인터넷 게임 장애)과 알코올 중독(알코올 사용 장애) 간의 심리학적 그리고 신경생리학적 공통점과 차이점을 인공지능(AI) 분석을 통해 규명하였다. 본 연구는 국제학술지 Comprehensive Psychiatry에 게재되었으며 이지윤 연구원(제1저자, 서울대학교 헬스케어융합학과), 송명섭 연구원(공동 제1저자, 서울대학교 심리학과) 등이 참여하였다. 물질 중독은 신체에 직접 영향을 주는 물질을 반복적으로 사용하게 되는, 대표적으로 알코올이나 약물 중독이 이에 해당한다. 최근에는 도박, 게임, 쇼핑처럼 특정 행동에 지나치게 몰두하는 '행위 중독' 역시 새로운 중독 유형으로 주목받고 있다. 중독이 되는 물질과 행동은 다양할 수 있으나, 증상, 질환의 진행, 유전 기제, 뇌기능 이상 등에서 두 중독은 비슷하다는 연구들이 보고되고 있다. 이러한 유사성을 바탕으로 세계보건기구(WHO)가 발간하는 국제 질병 분류 11차 개정판(ICD-11)에 행위 중독이 ‘중독 행동장애’ (disorders due to addictive behaviors)이 포함되었고, 2018년 도박 및 게임 중독을 공식 질환으로 인정하였다. 그러나 행동 중독에 대한 신경학적 근거는 아직 충분하지 않으며, 과연 물질 중독과 동일한 수준의 뇌 질환으로 볼 수 있는지에 대해서는 여전히 논쟁이 있다. 따라서 행위 중독의 신경 매커니즘을 규명하여 기존의 물질 중독과 어떤 유사점과 차이점이 있는지 이해할 필요가 있다. 우리나라에서 흔하게 나타나는 행위 중독은 바로 게임 중독이다. 게임 중독은 인터넷, 게임을 지속적으로 과도하게 사용하는 질환으로 정신질환 진단 및 통계 매뉴얼 5판(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5)에서는 추가 연구가 필요한 진단 상태로 포함하고 있다. 기존 연구에서는 인터넷 게임 장애가 우울, 불안, 충동성과 같은 심리 증상이 알코올 중독과 유사한 양상을 보인다는 결과가 있었다. 하지만, 뇌에서 유사한 점과 상이한 점을 보이는 구체적인 작동 메커니즘은 아직 충분히 규명되지 않았다. 따라서, 본 연구는 인터넷 게임 중독과 알코올 중독 간의 신경생리학적 및 심리적 특성 비교를 멀티모달 머신러닝 기법을 통해 분석하는 것을 목표로 한다. 연구팀은 눈을 감은 안정 상태에서 뇌의 전기적인 신호를 측정한 휴지기 뇌파 (EEG)와 심리검사를 결합한 멀티모달 데이터를 활용해 두 질환의 심리적, 신경생리학적 수준을 AI로 분석하였다. 67명의 인터넷 게임 중독군, 58명의 알코올 중독군, 66명의 정상인 총 191명의 뇌파 및 심리 데이터를 분석하였다. 뇌파 데이터에서 채널 기반 (sensor-level)의 연결성, 뇌 영역 기반의 (source-level) 연결성 지표를 추출하였고, 우울, 불안, 충동성, 지능지수 등을 포함한 심리척도를 함께 분석하였다. 인공지능 분석에는 L1-norm 로지스틱 회귀, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트의 머신러닝 알고리즘을 사용했다. 인터넷 게임 중독과 알코올 중독을 감별하기 위해 뇌파 데이터만을 사용한 모델, 심리 데이터만을 사용한 모델 그리고 두 데이터를 결합한 멀티모달 모델 간의 성능 차이를 비교하였다. 그림 1. 본 연구의 멀티모달 분석 도식도. 인터넷 게임 중독과 알코올 중독을 감별할 때 정확도는 뇌파와 심리 데이터를 함께 사용한 멀티모달 L1-norm 로지스틱 회귀 모델이 정확도 71.2%로 다른 모델보다 높은 성능을 기록하였다. 인터넷 게임 중독과 알코올 중독은 델타 및 베타 주파수의 오른쪽 안와 전두피질, 전전두피질, 측두엽, 대상피질, 등에서의 연결성에서 차이가 나타났음을 알 수 있었다. 이는 보상 처리 및 인지 조절과 관련된 뇌 영역의 비정상적 연결 패턴을 시사한다. 반면, 우울, 불안, 충동성과 같은 심리 지표는 두 중독 집단 간 큰 차이를 보이지 않아, 두 질환이 유사한 심리적 양상을 공유하지만 신경생리학적으로는 구별된다는 사실을 규명하였다. 그림 2. 베타 계수를 기반으로 인터넷 게임 중독과 알코올 중독 간 주요 특징 중요도 비교. 이번 연구는 비침습적이고 경제적인 뇌파와 심리 데이터를 기반으로 행위 중독과 물질 중독을 비교한 최초의 연구이다. 향후 중독 질환의 조기 진단, 맞춤형 치료 및 디지털 치료제 개발에 기여할 수 있는 기술적 기반을 제시하였다. 또한, 뇌파와 심리 데이터를 통합한 멀티모달 머신러닝 분석은 높은 성능을 기록하며 다양한 정신질환의 진단 및 예후 예측 모델 개발에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- No. 323
- 2025-04-28
- 4797
피부 위 전방향 촉각 자극 플랫폼 개발, 현실감 넘치는 차세대 XR 인터페이스 주도

반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀이 미국 노스웨스턴 대학교 존 로저스 교수 연구팀의 하경호 박사와의 공동 연구를 통해 피부 부착형 무선 전방향 촉각 자극(햅틱) 인터페이스 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 다양한 촉각 수용기를 정밀하게 자극할 수 있는 ‘다자유도 햅틱 액추에이터(FOM: Full Freedom-of-Motion Actuator)’를 제안하고, 이를 바탕으로 현실감 높은 XR(확장현실) 체험 및 감각 대체 인터페이스 구현의 가능성을 열었다는 점에서 주목받고 있다. 피부에 부착 가능한 본 촉각 자극 장치는 세 방향의 전자기 코일을 중첩 배열한 구조로, 전류를 통해 발생하는 자기장을 정밀하게 제어하여 피부 표면에 수직, 수평, 비틀림 자극을 가할 수 있다. 특히 하나의 자석 또는 4개의 자석을 통합한 구조를 통해 다양한 기계적 자극을 동시에 생성할 수 있으며, 이에 따라 사용자는 피부에서 현실적인 촉각을 느낄 수 있다. 기존 햅틱 기술의 한계였던 단방향 진동 중심의 자극에서 벗어나, 이번 연구는 고해상도 촉감 정보의 실시간 전달과 인간의 피부 감각 수용기를 고려한 자극 메커니즘을 구현함으로써 몰입형 XR 경험의 핵심 기술로 평가된다. 연구진은 손등이나 손가락, 팔 등에 부착한 소형 촉각 자극 장치를 통해 시각장애인을 위한 손 위치 내비게이션을 구현했으며, 시각 정보 없이도 정확한 손의 움직임과 물체 접근이 가능함을 입증했다. 또한 천이나 금속과 같은 다양한 질감 정보를 촉각 자극으로 재현함으로써 가상 객체의 표면 감각을 실제처럼 전달하는 데 성공했다. 특히 음악의 경우, 음성, 드럼, 기타 등 서로 다른 악기의 주파수 정보를 서로 다른 방향의 진동 자극으로 변환하여, 청각이 없는 상태에서도 음악의 구성 요소를 촉각으로 인식할 수 있도록 구현함으로써 우수한 정보 전달 능력을 입증했다. 이번 기술은 작고 가벼우면서도 고해상도의 촉각 정보를 제공할 수 있는 웨어러블 디바이스로 확장 가능하며, 단일 장치에서도 높은 정보전달량(2.8bit)을 보장한다는 점에서 기존 촉각 자극 기술과 차별화된다. 또한 블루투스를 통한 무선 제어, 피부 접촉에 최적화된 유연한 소재 구조 등 사용자 중심의 인터페이스 디자인을 갖추고 있어 향후 XR 기반의 게임, 의료 훈련, 재활 치료, 감각 보조 디바이스 등 다양한 응용 분야에서의 활용이 기대된다. 유재영 교수는 “이번 연구는 인간의 다양한 촉각 수용기를 물리적으로 자극할 수 있는 정교한 액추에이터 기술을 통해, 감각 손상 환자를 위한 보조 기술뿐만 아니라 보다 몰입감 있는 XR 체험을 위한 핵심 인터페이스 기술로 확장될 수 있는 가능성을 제시했다”고 설명했다. 이번 연구 성과는 세계적인 과학 저널 『Science』 2025년 3월 28일자에 “Full freedom-of-motion actuators as advanced haptic interfaces”라는 제목으로 게재되었으며, 성균관대학교 유재영 교수팀은 한국연구재단 글로벌기초연구실 사업과 산업통상자원부 로봇산업핵심기술개발 사업의 지원을 받아 국제 공동 연구 협력이 진행되었다. ▲ 피부 위 전방향 촉각 자극 유연 전자 시스템 ▲ 인간의 피부 감각 수용기를 고려한 자극 메커니즘을 활용한 전방향 촉각 자극 기술 ▲ 전방향 촉각 자극을 통한 음향 자극 대체(상단), 실시간 스마트 글래스 영상에서의 사물 추적을 통한 촉각 네비게이션(하단 왼쪽), 가상현실에서의 질감 구현 결과 (하단 오른쪽)
- No. 322
- 2025-04-22
- 6855
기후 정의에 관한 한국의 역사적인 판결

법학전문대학원 이길원 교수와 KAIST 문술미래전략대학원 박태정 교수 연구팀은 우리나라 법학자 최초로 세계적 학술지 ‘네이처(Nature)’의 자매지 Nature Human Behaviour의 코리스판던스(Correspondence) 섹션에 글을 게재했다. 해당 글은 우리 헌법재판소의 기후 정의 판결을 국제환경법적 관점에서 분석한 것으로, 4월 8일 자로 실렸다. 2024년 8월 헌법재판소는 정부의 2021년 기후 법안의 핵심 조항이 국민의 생명과 안전을 충분히 보호하지 못한다는 이유로 위헌 결정을 내렸다. 이는 아시아 최초의 판결로, 정부의 기후 대응에 대한 법적 책임을 강조하는 중요한 선례가 될 것으로 보인다. 이번 사건은 청년들이 청구인으로 참여했다는 점에서 더욱 의미가 크다. 위헌 결정이 내려진 ‘탄소중립기본법’ 제8조 1항은 국가 온실가스 감축 목표를 설정하는 핵심 조항이다. 헌법재판소는 해당 조항이 2031~2049년의 구체적인 감축목표를 명시하지 않아 기후 정책의 일관성을 해친다고 판단했다. 이에 따라 조항은 2026년 2월 28일까지 유효하지만, 국회가 이를 개정해야 한다는 강한 메시지를 던졌다. 헌법재판소는 ‘과소보호금지원칙’과 ‘법률유보원칙’을 판결의 근거로 삼았다. 재판소는 기본권 보호는 충분한 수준으로 이뤄져야 하며, 국가의 기후 목표는 행정부의 재량이 아닌 법률로 명확히 규정돼야 한다고 강조했다. 또한, 미래세대가 현재 의사결정 과정에서 직접적인 대표성을 갖지 못하는 민주주의의 구조적 한계를 지적하며, 입법부가 장기적 기후 목표를 법적으로 명문화해야 한다고 판시했다. 이길원 교수와 박태정 교수 연구팀은 이번 판결이 한국뿐 아니라 전 세계적으로도 중요한 의미를 가진다고 평가했다. 구체적으로 이번 판결은 단순한 환경 정책이 아니라, 세대 간 형평성과 민주적 책임을 강화하는 헌법적 판례라는 점을 강조하며, 기후 변화 대응은 단기적 이익이 아닌 법적으로 구속력 있는 장기적 목표 설정이 핵심이라고 주장했다. 아울러, 이번 판결이 한국의 기후 거버넌스를 더욱 투명하고 책임감 있는 체계로 변화시키는 계기가 되어야 한다고 강조했다. 특히, 국가의 기후 정책이 법 원칙에 의해 강제될 수 있음을 보여준 이번 판례는 국제적으로도 유사한 법적 대응을 촉진할 것이며, 향후 기후 소송이 더욱 활발해질 수 있다고 보았다. 이번 판결은 기후 정의의 핵심 원칙인 ‘세대 간 형평성(intergenerational equity)’을 헌법적으로 인정한 판례로 국제사회에서 장기적인 기후 목표의 법적 구속력을 강화하는 논의에 기여할 것으로 보인다. - 논문명: South Korea's Landmark Ruling on Climate Justice - 저자: 이길원(성균관대학교)·박태정(KAIST) - 저널: Nature Human Behaviour (IF 22.3)
- No. 321
- 2025-04-18
- 5091
비유적 언어의 힘, 생성형 AI 여행 추천의 효과를 높이다

미디어커뮤니케이션학과 백태현 교수가 영국 스트래스클라이드 대학교, 미국 텍사스 A&M 대학교 연구진과 함께 수행한 국제 공동연구가 호텔·관광 분야의 국제 저명 SSCI 학술지에 게재됐다. 이번 연구는 생성형 AI 언어모델이 관광산업에 적용될 때 언어 스타일의 선택이 여행객의 행동에 어떤 영향을 미치는지를 실험을 통해 규명했으며, AI 기반 관광 커뮤니케이션 전략 수립에 실질적인 방향성을 제시했다. 연구팀은 ChatGPT가 제공하는 여행지 추천 콘텐츠에서 비유적 표현 (Figurative language)과 직설적 표현 (Literal language)이 잠재적 여행객의 의사결정에 어떻게 작용하는지를 분석했다. 연구 결과는 International Journal of Hospitality Management에 게재되었으며, 해당 저널은 2023년 기준 Impact Factor 10.0을 기록한 Q1 저널로, Hospitality, Leisure, Sport & Tourism 분야 상위 2.5%에 해당한다. 실험 결과에 따르면, ChatGPT가 비유적 언어를 사용할 경우 여행객의 상상력이 더욱 생생해지고, 실제 방문 의도 또한 유의미하게 높아졌다. 특히 여행지에 대한 생생한 이미지 형성(imagery vividness)은 비유적 언어와 방문 의도 사이의 매개 요인으로 작용했다. (실험 1). 또한 AI를 인간처럼 인식하는 참가자일수록 비유적 언어의 효과가 더욱 크게 나타났으며, 이는 AI에 대한 인간화 인식 수준이 언어 스타일 효과의 조절 변수로 작용함을 보여준다. (실험 2) 더불어 추천 주체가 ChatGPT일 경우 비유적 언어가 방문 의도를 크게 높였으나, 사람이 추천할 경우에는 언어 스타일에 따른 방문 의도 차이가 유의미하지 않았다. 이는 AI와 인간의 추천 메커니즘 간에 근본적인 차이가 존재함을 시사한다. (실험 3) 연구팀을 이끈 백태현 교수는 “생성형 AI 기술이 빠르게 발전하고 있는 지금, AI 기반 여행 추천 챗봇의 언어 스타일이 소비자 행동에 어떤 영향을 미치는지를 실험적으로 밝혀낸 것은 매우 의미 있는 일”이라며, “무엇보다 이러한 기술을 외국인을 대상으로 한 K-관광 마케팅 커뮤니케이션에 실질적으로 어떻게 적용할 수 있을지를 고민해야 할 시점”이라고 강조했다. 이어 “특히 ChatGPT가 비유적 언어로 여행지를 소개할 때 방문 의도가 높아진다는 점은 관광산업에서 AI 활용의 새로운 가능성을 보여준다”고 덧붙였다. 이번 연구는 국내 관광산업은 물론 지역사회 활성화를 위한 로컬 브랜딩 전략에도 중요한 시사점을 제공한다. 지방자치단체나 관광 관련 기관이 ChatGPT와 같은 생성형 AI를 활용해 지역 고유의 특색과 매력을 비유적 언어로 표현할 경우, 국내외 여행객들의 상상력을 자극하고 방문 의도를 높이는 데 실질적인 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. 백태현 교수는 디지털 광고, 인공지능과 소비자 행동, 커뮤니케이션 테크놀로지 분야에서 탁월한 연구 성과를 이어가고 있으며, 현재까지 국제 저명 학술지에 61편 이상의 논문을 발표했다. 현재는 SSCI 등재 학술지 Journal of Advertising Research와 ESCI/Scopus 등재 학술지 Journal of Current Issues and Research in Advertising의 부편집장으로 활동하며, 국제 학계에서도 활발한 역할을 수행하고 있다. 논문명: AI-generated recommendations: Roles of language style, perceived AI human-likeness, and recommendation agent.
- No. 320
- 2025-04-14
- 4563
자연감염에 의한 면역 반응을 모방한 ‘동력학적 면역치료 백신’ 개발

성균나노과학기술원(SAINT) 임용택 교수 연구팀은 자연 감염 후 체내에서 유도되는 다차원적 면역반응을 모방하여, 다양한 바이러스 감염에 대해 장기적이고 광범위한 보호효과를 나타내는 차세대 백신 플랫폼을 개발했다. 이번 연구를 통해 연구진은 감염병 회복자의 면역반응의 특징을 모방하여, 미시적인 부분에서는 톨-유사수용체 작용제 (TLR agonist) 의 동력학적 작용 시점을 조절하고, 거시적으로는 항원과 아주번트의 공급 패턴을 조절함으로서 자연 감염과 유사한 면역 반응을 일으킬 수 있는 동력학적 면역조절 백신(Kinetically Engineered Vaccine; KE-VAC) 개발에 성공하였다. 이 백신은 항원제시세포(APC)의 탈진 없이 장기간 활성화를 유도하며, 림프절 내 면역세포와의 상호작용 시간을 연장시켜 항체 생성 및 T세포 반응을 동시에 강화한다. 연구 성과는 세계적 학술지 Nature Communications (IF=14.7, 2025년 3월 25일 온라인 게재)에 발표되었다. 기존 인공 백신은 대부분 단일 항원 또는 알루미늄(Alum) 등의 보편적 면역보조제를 활용해 안정적인 항체 생성을 유도해왔지만, 자연 감염처럼 복합적인 면역 반응을 유도하지 못해 T세포 면역 반응이 제한되고 장기 보호 효과가 부족하다는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 극복하기 위해, 동력학적으로 활성화되는 TLR7/8 아고니스트(m-TLR7/8a)를 설계하고, 이를 나노리포좀에 탑재한 후, 알루미늄과 함께 제형화함으로써 항원 및 면역자극 신호가 림프절에 점진적으로 공급되도록 설계했다. 이러한 구조는 실제 감염체의 점진적 증식을 모사하여, 최대 6주 이상 림프절에서 지속적인 면역 반응을 유도했다. KE-VAC 백신은 모델 항원(OVA)을 활용한 실험동물 평가에서 강력한 체 생성, T세포 반응 유도, 장기적인 면역 반응 등의 효과를 보였다. 뿐만 아니라, 한국바이러스 기초연구소 (최영기 소장) 및 충남대학교 수의대 (이종수 교수) 와의 공동연구를 통해 진행한 코로나19 항원(스파이크 단백질), 인플루엔자 항원(sM2HA2) 및 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) 바이러스에 대한 면역 반응 및 생존 실험에서도 매우 우수한 효과를 보여 지속적이며 강력한 보호 효과를 입증하였다. 이번에 개발된 KE-VAC 플랫폼은 단일 백신 제형으로도 장기간에 걸쳐 항체 반응과 T세포 반응을 동시에 유도할 수 있으며, 바이러스 변이 또는 새로운 감염병 발생 시에도 빠르게 적용 가능한 범용 면역 플랫폼으로, 기존 백신이 도달하지 못했던 면역 반응의 깊이와 지속성을 KE-VAC은 효과적으로 구현이 가능하므로, 향후 신종 감염병이나 변종 바이러스에 대한 선제적 대응은 물론, 차세대 항암 백신 개발로도 확장할 수 있는 기반 기술이 될 것이라 기대된다. 저자: 이상남 (제 1 저자, 박사 후 연구원), 은련호 (공동 제 1 저자, 연구원), 박세현 (공저자, 박사과정), 허장훈 (공저자, 박사과정), 임용택 (교신저자, 성균관대 교수) 논문명: Kinetically activating nanovaccine mimicking multidimensional immunomodulation of natural infection for broad protection against heterologous viruses in animal models (Nature Communications; IF=14.7, March 25, 2025)
- No. 319
- 2025-04-10
- 5697
혈당강하제 SGLT2 억제제, 대사이상지방간질환 환자의 주요 간 질환 예방 효과성 규명

약학과 신주영 교수팀은 국내 보건의료 빅데이터를 활용한 대규모 인구기반 코호트 연구를 통해 대사이상 지방간질환(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD) 환자에서 혈당강하제 SGLT2 억제제의 주요 간 질환 사건(hepatic events) 예방 효과성을 평가하였다. 대사이상지방간질환은 전세계적으로 그 질병 부담이 증가하고 있으며, 특히 제2형 당뇨병 환자에서의 유병률은 60%에 달한다. 대사이상지방간질환의 증상이 중증으로 진행되기 이전까지 무증상이라는 특성과 질환 진행 지연을 위한 다학제적인 접근 방법이 중요하다는 점을 고려할 때, 제2형 당뇨병을 동반하는 대사이상 지방간질환 환자에서 비보상성 간경변, 복수, 정맥류, 간부전, 간이식 등 주요 간 질환 사건 예방에 효과적인 혈당강하요법을 탐색하는 것이 시급한 실정이었다. 이에, 신주영 교수팀은 국민건강보험공단 청구자료 내 2014년부터 2022년 사이 SGLT2 억제제, GLP-1 수용체 작용제, Thiazolidinedione계 약제를 처음 처방받은 대사이상지방간질환 환자를 대상으로 주요 간 질환 사건 발생 위험을 비교하는 코호트 연구를 수행하였다. 그 결과, SGLT2 억제제와 GLP-1 수용체 작용제 간의 주요 간 질환 사건 예방에는 유의한 차이가 없는 것으로 확인되었으며, Thiazolidinedione계 대비 SGLT2 억제제 복용 환자에서 주요 간 질환 사건 발생 위험을 23% 감소시킨다는 관련성을 확인하였다. 신주영 교수는 “제2형 당뇨병과 대사이상지방간질환 간의 연관성을 고려할 때, 현재 가이드라인에서 대사이상지방간질환 환자 대상 주요 간 질환 사건 발생 예방을 목표로 한 특정 혈당강하요법을 지지할 만한 근거가 충분하지 않은 상황에서, 본 연구는 SGLT2 억제제와 GLP-1 수용체 작용제 및 Thizolidinedione계 혈당강하제의 간 질환 위험을 직접적으로 비교하여 근거를 생성했다는 점에서 의의가 있다”고 설명하였다. 본 연구는 환자중심 의료기술 최적화 연구사업단의 지원을 받아 보건의료기술연구개발사업의 일환으로 수행되었으며, 공동 연구진으로 서울대학교병원 내분비대사내과 배재현 교수, 조영민 교수, 강북삼성병원 장유수 교수, 류승호 교수, 영국 University of Southampton의 Christopher Byrne 교수가 참여하였다. 연구 결과는 의학 분야 저명 국제 학술지 ‘Gut (Impact Factor=23.0, JCI ranking 상위 2.4%)'에 1월 17일 정식 출판되었다. ※ 논문명: Risk of hepatic events associated with use of sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors versus glucagon-like peptide-1 receptor agonists, and thiazolidinediones among patients with metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease ※ 저널: Gut(IF: 23.0) ※ 저자명: 신주영(교신저자), 배성호(공동 제1저자), 고화연(공동 제1저자) 그림 1. 각 코호트에서의 주요 간 질환 사건 발생 위험 (The risk of hepatic decompensation events) 그림 2. 각 코호트에서의 주요 간 질환 사건 누적 발생률 곡선 (Cumulative incidence of hepatic decompensation events)
- No. 318
- 2025-04-04
- 4644
노벨화학상 수상자와 함께 페로브스카이트 태양전지 연구 방법론 정립

성균나노과학기술원 전일 교수와 이진욱 교수는 2023년 노벨화학상 수상자인 모운지 바웬디(Moungi Bawendi) 교수와 함께 페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cells, PSCs)의 연구를 방법론 관점에서 최초로 정립하고, 해당 성과를 세계적인 학술지 네이처 리뷰 메소드 프라이머에 지난 1월 16일에 발표했다. 페로브스카이트 태양전지는 차세대 태양전지로 주목받으며, 높은 효율과 저비용 제조 가능성으로 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 기술로 평가받고 있다. 그러나 상용화를 위해 해결해야 할 기술적 과제들이 남아 있으며, 이번 연구는 이러한 문제 해결을 위한 체계적인 방법론을 제시한 점에서 큰 의미를 가진다. 논문에서는 고성능 페로브스카이트 태양전지를 제작하는 다양한 방법을 체계적으로 정리하고, 핵심 구성 요소인 광활성층, 전하 수송층, 전극의 역할과 특성을 분석하였다. 또한, 현재 기술의 한계를 진단하고, 향후 연구 및 발전 가능성에 대한 방향을 제시하였다. 전일 교수와 이진욱 교수는 페로브스카이트 태양전지 분야에서 활발한 연구 활동을 펼쳐왔다. 두 연구팀은 국내에서뿐만 아니라 해외 유수한 대학 및 기관(MIT, UTokyo, EPFL, AlTO 등)들과 공동 연구로 매년 우수한 연구성과를 도출하고 있다. 전일 교수는 미생물, 자가치유 고분자, 그래핀 등 다양한 나노소재를 활용한 페로브스카이트 태양전지를 연구하며, 특히 금속 전극과 납을 대체하는 기술 개발에서 세계적 성과를 내고 있다. 그는 금속전극을 대체한 페로브스카이트 태양전지 부문에서 광전변환 효율 세계 최고 기록을, 비납계 페로브스카이트 태양전지 부문에서 광전변환 효율 국내 최고 기록의 공인인증서를 보유하고 있다. 이진욱 교수는 2021년부터 매년 세계 상위 1% 연구자로 선정(HCR, Highly Cited Researcher in cross-field)될 정도로 해당 분야에서 세계적인 권위를 인정받고 있다. 이번 연구는 성균관대 SAINT 및 전일 교수 연구실 소속 한지예 연구교수, 이진욱 교수 연구실 소속 박건우 박사과정생, 그리고 모운지 바웬디 교수 연구실의 Shaun Tan 박사가 주저자로 참여하였다. 이번 연구는 한국 과학기술정보통신부 및 한국연구재단의 지원을 받았으며, 미국 Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), 유럽연합 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램, 독일 Special Priority Program의 후원을 통해 수행되었다. ※ 논문명: Perovskite solar cells ※ 저널명: Nature Reviews Methods Primers (IF: 50.1) ※ DOI: https://doi.org/10.1038/s43586-024-00373-9 ※ 저자: 한지예 연구교수(제1저자), 박건우 박사과정생(제1저자), Shaun Tan 박사(제1저자, MIT), Yana Vaynzof 교수(TU Dresden), Jingjing Xue교수(ZJU), Eric Wei-Guang Diau 교수(NCTU), Moungi G. Bawendi 교수(교신저자, MIT), 이진욱 교수(교신저자, 성균관대 나노공학과 & SAINT), 전일 교수 (교신저자, 성균관대 나노공학과 & SAINT) ▲ 페로브스카이트 태양전지의 구성 및 작동 원리 개략도 ▲(왼쪽부터) Moungi G. Bawendi 교수, 이진욱 교수, 전일 교수, 한지예 연구교수, 박건우 박사과정생
- No. 317
- 2025-03-28
- 6831
친환경 바이오소재로 석유화학 산업의 패러다임을 바꾸다

화학공학부 김진웅 교수 연구팀은 경희대학교 박범준 교수팀 및 (주)코스모코스와 공동 연구로 진행하여 나노셀룰로오스 기반 고효율 촉매 시스템의 핵심 메커니즘을 규명하고 친환경 석유화학 촉매로서의 활용 가능성을 제시하였다. 석유화학 산업의 중요 공정인 탈황 과정은 전통적으로 고온·고압 조건과 다량의 산화제 사용으로 에너지 소비와 환경 오염 문제를 야기해왔다. 본 연구팀은 이러한 문제의 해결책으로 재생 가능한 바이오 소재인 나노셀룰로오스를 활용, 전하 기반 자가 조립 나노메쉬 구조체를 개발했다. 이 구조체는 자기회합을 통해 에멀젼 마이크로반응기로 작용하여 환경 친화적이고 효율적인 탈황 반응을 가능하게 한다. 본 연구팀이 규명한 기술의 핵심 원리는 에멀젼 계면이 자연적으로 형성하는 음전하(약 -0.3 C/m²)와 양이온성 나노셀룰로오스(HNC+)의 강력한 정전기적 흡착에 있다. 분자 수준에서 발생하는 이 현상은 약 -1,200 kBT에 달하는 강한 흡착 에너지를 발생시켜, HNC+가 에멀젼 계면에 자발적으로 그물망 구조로 안정적인 나노메쉬를 형성하게 한다. 이 구조는 기존 계면 유화 시스템보다 뛰어난 구조적, 화학적 안정성을 제공한다. 나노메쉬 구조는 약 34nm 크기의 균일한 기공을 통해 반응물과 산화제의 선택적 이상 확산을 촉진하고, 에멀젼 계면의 말단 양전하기와 산화제가 형성한 촉매 복합체가 산화 반응을 활성화시켜 95% 이상의 탈황 촉매 활성도를 달성했다. 특히 주목할 점은 이 에멀젼 마이크로반응기가 극한 조건(pH 2~13, 1.8M NaCl의 고염 농도, 90°C의 고온)에서도 변형 없이 유지되며, 반복적인 반응 후에도 성능이 유지되는 우수한 내구성과 재사용성을 보인다는 것이다. 김진웅 교수는 '천연유래 나노셀룰로오스 계면촉매공학 기술을 활용해 개발한 고안정성 에멀젼 마이크로반응기는 고온·고압·고비용에 의존하던 기존 촉매 시스템의 한계를 극복할 수 있는 혁신적 전환점'이라고 평가했다. 그는 이어 '이번 연구 성과는 환경 부담을 최소화하는 친환경 공정과 지속 가능한 화학 산업 발전의 기반 기술로 활용될 것'이라고 전망했다." 이 기술은 (주)코스모코스와 공동으로 특허(출원번호: R-2023-0964-KR-1)를 출원했으며, 향후 화장품, 약물 전달, 기능성 코팅 등 다양한 산업 분야에서도 친환경 생분해성 유화제 기술로 확장될 가능성을 보여주고 있다. 이번 연구는 INNOPOLIS 재단 및 한국연구재단(NRF)의 지원으로 수행되었으며, 재료 과학 분야 세계적 학술지인 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials, IF: 27.4)에 2025년 3월 18일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Charge-Directed Nanocellulose Assembly for Interfacial Phase-Transfer Catalysis ※ 저자명: 신재원(제1저자, 성균관대학교), 서복기(성균관대학교), 최경호(성균관대학교), 박다애(코스모코스), 이희정(코스모코스), 신대현(코스모코스), 박범준 교수(교신저자, 경희대학교), 김진웅 교수(교신저자, 성균관대학교) ※ 저널: Advanced Materials ※ 논문 링크: doi.org/10.1002/adma.202418325
- No. 316
- 2025-03-25
- 7326
지질이 식물 액포를 조절하는 새로운 비밀 밝혀

생명과학과 이상호 교수 연구진(제1저자 이영목 박사)은 지질이 어떻게 식물 액포 조절에 관여하는지 새로운 단서를 발견하였다. 이들은 초저온 전자현미경법(cryo-EM)을 통해 식물 액포로의 음이온 수송에 중요한 ALMT9 음이온 채널의 구조 기반 활성화 기전을 규명하였고, 예상치 못한 지질에 의한 액포 조절 가능성을 발견하였다. 해당 연구는 프랑스 Institute for Plant Sciences of Montpellier (IPSiM)의 Alexis De Angeli 교수 연구진과 성균관대학교 물리학과 유제중 교수 연구진, 한국기초과학지원연구원의 황금숙 교수 연구진과의 공동 연구를 통해 이루어졌다. 식물의 액포는 다양한 종류의 물질을 보관 및 분배하는 창고와 같은 역할을 하는 세포소기관으로 스트레스 저항, 부피 조절 등 다양한 생리적 현상에 관여한다. 다양한 이온 채널 및 수송체가 액포 내외의 물질 수송을 조절하는 통로 역할을 하며, 이 중 ALMT9 음이온 채널은 광합성에 필요한 기공 조절, 과일의 맛과 향 등을 조절하는 중요한 기능을 매개하는 것으로 알려져 있다. 연구진은 ALMT9 음이온 채널을 cryo-EM을 통해 관찰하던 중 기존에 알려지지 않은 지질과의 결합 형태를 발견하였다. 이를 바탕으로 공동 연구를 통해 구조생물학 뿐 아니라 질량분석학, 전기생리학 및 분자거동학의 기술을 접목함으로써 지질이 ALMT9의 조절에 있어 핵심적임을 제시하였다. 이번 연구로 지질에 의해 액포가 조절되는 과정에 대한 새로운 연결고리가 밝혀져 다양한 후속 연구로의 발전이 기대된다. 이상호 교수는 “이번 연구를 통해 미스터리였던 지질의 기능을 규명하게 되었다”며 “이를 토대로 생명현상에서의 지질의 역할에 대한 이해가 깊어지게 될 것”이라고 밝혔다. 또한 “최근 교내에 도입된 최첨단 기기인 cryo-EM을 이용한 연구 사례를 보여주어 앞으로 해당 장비를 이용한 우수한 연구 성과 도출에 대한 기대감을 높여 주고 있다”고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF: 14.7)’에 2월 20일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Structural basis for malate-driven, pore lipid-regulated activation of the Arabidopsis vacuolar anion channel ALMT9 ※ DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56940-5 ※ 저자: 이영목 박사 (제1저자), 유재민, 정서연, 유제중 교수 (성균관대학교 물리학과), 이상호 교수 (교신저자, 성균관대학교 생명과학과) 그림 1. 다양한 지질이 결합된 형태로 규명된 ALMT9 음이온 채널 구조
- No. 315
- 2025-03-21
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