- 땀 유량과 이온 농도를 스파이크 신호로 변환, 처리하는 땀센서 패치 개발 - 장시간 땀 모니터링을 위한 구동 시간 및 에너지 문제를 파격적으로 해결 사람이 흘리는 땀에는 혈액의 대사물질, 이온 농도 그리고 영양분과 같은 화학 정보가 포함되어 있어 웨어러블 센서를 통해 이를 모니터링하면 채혈과 긴 검사 시간 없이 비침습적인 방법으로 건강 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 땀의 양과 이온 농도를 측정하면 사람들이 신체활동 중 적절한 수분과 나트륨을 유지하는데 도움을 줄 수 있고, 과도한 발한 증상을 확인하여 저혈당 쇼크를 사전에 예방할 수도 있다. 하지만, 웨어러블 땀 센서 패치는 실시간 연속 데이터 무선 전송으로 인한 대량의 중복 데이터가 생성되고, 상당한 에너지를 소비하므로 이를 실용화하기 위해 필요한 충분한 작동 시간을 확보하기 어려웠다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 스핀융합연구단 이현정 책임연구원과 한양대학교 기계공학과 곽노균 교수 연구팀이 감각뉴런의 효율적인 정보처리 방식을 모사함으로써 에너지 효율을 파격적으로 향상시키고, 24시간 이상 작동 가능한 웨어러블 땀 센서 패치를 개발했다고 밝혔다. 인간의 감각 뉴런은 외부자극을 받으면 이를 스파이크 (spike) 형태로 변환하여 정보를 주고받는다. 외부자극의 세기가 강할수록 빠른 주파수의 스파이크 신호가 만들어진다. 뉴런의 이러한 이벤트 기반 스파이크 신호 처리방식은 복잡하고 방대한 외부 자극 데이터를 효율적이면서도 신속하고 정확하게 처리할 수 있도록 한다. 인간의 감각 뉴런처럼 사용자의 건강지표와 관련하여 중요한 이벤트가 발생한 경우에만 데이터를 전송하는 “이벤트 기반 무선 모니터링” 방식을 적용한다면 무선 모니터링의 에너지 소비 문제를 해결할 수 있다. 연구팀은 감각 뉴런의 ‘스파이크 신호’ 기반 무선 웨어러블 땀 센서 패치를 개발하고 이벤트 기반 무선 모니터링을 통해 획기적으로 에너지 소비를 줄이는 기능을 임상시험을 통해 시연하였다. 땀 센서는 원뿔 형태의 개방형 수직 땀 채널 상단에 땀 제거 층이 결합되어 채널에 차오르는 땀을 순간적으로 제거할 수 있는 구조로 되어있다(그림 2). 땀 채널 내벽에는 한 쌍의 전극이 있어 땀이 차오르고 제거되는 과정을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 땀이 차오르면 전기적 신호가 증가하다가 땀이 순간적으로 제거되면서 급격히 감소하게 되고, 이러한 과정이 반복되면서 스파이크 형태의 신호가 만들어진다. 스파이크 신호의 주파수와 진폭을 통해 땀을 배출하는 속도와 땀 이온 성분의 농도에 관한 정보를 파악할 수 있다. 또한 채우고 비우기를 반복하는 과정을 통해 땀 센서는 장기간 연속적으로 작동할 수 있으며, 새로 분비된 땀이 이전 땀과 혼합되지 않으므로 정확한 정보를 전달할 수 있다. 연구팀은 실험을 통해 이벤트 기반 데이터 전송 방식의 에너지 소비가 연속 데이터 전송 에너지 소비의 0.63%에 불과하며, 개발한 웨어러블 땀 센서 패치가 24시간 이상 연속으로 작동할 수 있음을 입증하였다. 또한 임상시험을 통해 실제 운동 상황에서 다양한 피부 영역의 땀으로부터 정보를 성공적으로 얻을 수 있었다. 이번 연구결과는 장기간의 땀 모니터링을 가능하게 하여 야간 저혈당 쇼크 및 심장 마비와 같은 급성 질병 또는 그 전조 증상을 감지하는 데 사용될 수 있다. 또한 다른 유형의 피부 부착 센서 및 새로운 컴퓨팅 기술과 결합한다면 보다 에너지 효율적이고 지능적인 디지털 건강관리가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구는 삼성미래기술육성사업과 과학기술정보통신부(장관 이종호) 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’ (Nature Communication, IF=17.694, JCR 분야 상위 7.432%)에 Editors’ highlights 논문으로 게재되었다. * (논문명) An epifluidic electronic patch with spiking sweat clearance for event-driven perspiration monitoring - (제 1저자) 한양대학교 김상하 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박성진 인턴연구원 - (제 1저자) 한양대학교 최진아 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 황원섭 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이현정 책임연구원 - (교신저자) 한양대학교 곽노균 부교수 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1038/s41467-022-34442-y [그림 설명] [그림 1] 생물학적 감각 뉴런과 개발된 땀 센서 패치의 외부 자극에 대한 스파이크 인코딩 모식도 [그림 2] 개발된 땀 센서 패치의 구조 및 작동 원리 (위 그림). 땀 센서 패치를 활용한 스파이크 이벤트 기반 무선 땀 모니터링 임상연구결과 (아래 그림).

- 땀 유량과 이온 농도를 스파이크 신호로 변환, 처리하는 땀센서 패치 개발 - 장시간 땀 모니터링을 위한 구동 시간 및 에너지 문제를 파격적으로 해결 사람이 흘리는 땀에는 혈액의 대사물질, 이온 농도 그리고 영양분과 같은 화학 정보가 포함되어 있어 웨어러블 센서를 통해 이를 모니터링하면 채혈과 긴 검사 시간 없이 비침습적인 방법으로 건강 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 땀의 양과 이온 농도를 측정하면 사람들이 신체활동 중 적절한 수분과 나트륨을 유지하는데 도움을 줄 수 있고, 과도한 발한 증상을 확인하여 저혈당 쇼크를 사전에 예방할 수도 있다. 하지만, 웨어러블 땀 센서 패치는 실시간 연속 데이터 무선 전송으로 인한 대량의 중복 데이터가 생성되고, 상당한 에너지를 소비하므로 이를 실용화하기 위해 필요한 충분한 작동 시간을 확보하기 어려웠다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 스핀융합연구단 이현정 책임연구원과 한양대학교 기계공학과 곽노균 교수 연구팀이 감각뉴런의 효율적인 정보처리 방식을 모사함으로써 에너지 효율을 파격적으로 향상시키고, 24시간 이상 작동 가능한 웨어러블 땀 센서 패치를 개발했다고 밝혔다. 인간의 감각 뉴런은 외부자극을 받으면 이를 스파이크 (spike) 형태로 변환하여 정보를 주고받는다. 외부자극의 세기가 강할수록 빠른 주파수의 스파이크 신호가 만들어진다. 뉴런의 이러한 이벤트 기반 스파이크 신호 처리방식은 복잡하고 방대한 외부 자극 데이터를 효율적이면서도 신속하고 정확하게 처리할 수 있도록 한다. 인간의 감각 뉴런처럼 사용자의 건강지표와 관련하여 중요한 이벤트가 발생한 경우에만 데이터를 전송하는 “이벤트 기반 무선 모니터링” 방식을 적용한다면 무선 모니터링의 에너지 소비 문제를 해결할 수 있다. 연구팀은 감각 뉴런의 ‘스파이크 신호’ 기반 무선 웨어러블 땀 센서 패치를 개발하고 이벤트 기반 무선 모니터링을 통해 획기적으로 에너지 소비를 줄이는 기능을 임상시험을 통해 시연하였다. 땀 센서는 원뿔 형태의 개방형 수직 땀 채널 상단에 땀 제거 층이 결합되어 채널에 차오르는 땀을 순간적으로 제거할 수 있는 구조로 되어있다(그림 2). 땀 채널 내벽에는 한 쌍의 전극이 있어 땀이 차오르고 제거되는 과정을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 땀이 차오르면 전기적 신호가 증가하다가 땀이 순간적으로 제거되면서 급격히 감소하게 되고, 이러한 과정이 반복되면서 스파이크 형태의 신호가 만들어진다. 스파이크 신호의 주파수와 진폭을 통해 땀을 배출하는 속도와 땀 이온 성분의 농도에 관한 정보를 파악할 수 있다. 또한 채우고 비우기를 반복하는 과정을 통해 땀 센서는 장기간 연속적으로 작동할 수 있으며, 새로 분비된 땀이 이전 땀과 혼합되지 않으므로 정확한 정보를 전달할 수 있다. 연구팀은 실험을 통해 이벤트 기반 데이터 전송 방식의 에너지 소비가 연속 데이터 전송 에너지 소비의 0.63%에 불과하며, 개발한 웨어러블 땀 센서 패치가 24시간 이상 연속으로 작동할 수 있음을 입증하였다. 또한 임상시험을 통해 실제 운동 상황에서 다양한 피부 영역의 땀으로부터 정보를 성공적으로 얻을 수 있었다. 이번 연구결과는 장기간의 땀 모니터링을 가능하게 하여 야간 저혈당 쇼크 및 심장 마비와 같은 급성 질병 또는 그 전조 증상을 감지하는 데 사용될 수 있다. 또한 다른 유형의 피부 부착 센서 및 새로운 컴퓨팅 기술과 결합한다면 보다 에너지 효율적이고 지능적인 디지털 건강관리가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구는 삼성미래기술육성사업과 과학기술정보통신부(장관 이종호) 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’ (Nature Communication, IF=17.694, JCR 분야 상위 7.432%)에 Editors’ highlights 논문으로 게재되었다. * (논문명) An epifluidic electronic patch with spiking sweat clearance for event-driven perspiration monitoring - (제 1저자) 한양대학교 김상하 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박성진 인턴연구원 - (제 1저자) 한양대학교 최진아 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 황원섭 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이현정 책임연구원 - (교신저자) 한양대학교 곽노균 부교수 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1038/s41467-022-34442-y [그림 설명] [그림 1] 생물학적 감각 뉴런과 개발된 땀 센서 패치의 외부 자극에 대한 스파이크 인코딩 모식도 [그림 2] 개발된 땀 센서 패치의 구조 및 작동 원리 (위 그림). 땀 센서 패치를 활용한 스파이크 이벤트 기반 무선 땀 모니터링 임상연구결과 (아래 그림).

- 땀 유량과 이온 농도를 스파이크 신호로 변환, 처리하는 땀센서 패치 개발 - 장시간 땀 모니터링을 위한 구동 시간 및 에너지 문제를 파격적으로 해결 사람이 흘리는 땀에는 혈액의 대사물질, 이온 농도 그리고 영양분과 같은 화학 정보가 포함되어 있어 웨어러블 센서를 통해 이를 모니터링하면 채혈과 긴 검사 시간 없이 비침습적인 방법으로 건강 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 땀의 양과 이온 농도를 측정하면 사람들이 신체활동 중 적절한 수분과 나트륨을 유지하는데 도움을 줄 수 있고, 과도한 발한 증상을 확인하여 저혈당 쇼크를 사전에 예방할 수도 있다. 하지만, 웨어러블 땀 센서 패치는 실시간 연속 데이터 무선 전송으로 인한 대량의 중복 데이터가 생성되고, 상당한 에너지를 소비하므로 이를 실용화하기 위해 필요한 충분한 작동 시간을 확보하기 어려웠다. KIST(한국과학기술연구원, 원장 윤석진)은 스핀융합연구단 이현정 책임연구원과 한양대학교 기계공학과 곽노균 교수 연구팀이 감각뉴런의 효율적인 정보처리 방식을 모사함으로써 에너지 효율을 파격적으로 향상시키고, 24시간 이상 작동 가능한 웨어러블 땀 센서 패치를 개발했다고 밝혔다. 인간의 감각 뉴런은 외부자극을 받으면 이를 스파이크 (spike) 형태로 변환하여 정보를 주고받는다. 외부자극의 세기가 강할수록 빠른 주파수의 스파이크 신호가 만들어진다. 뉴런의 이러한 이벤트 기반 스파이크 신호 처리방식은 복잡하고 방대한 외부 자극 데이터를 효율적이면서도 신속하고 정확하게 처리할 수 있도록 한다. 인간의 감각 뉴런처럼 사용자의 건강지표와 관련하여 중요한 이벤트가 발생한 경우에만 데이터를 전송하는 “이벤트 기반 무선 모니터링” 방식을 적용한다면 무선 모니터링의 에너지 소비 문제를 해결할 수 있다. 연구팀은 감각 뉴런의 ‘스파이크 신호’ 기반 무선 웨어러블 땀 센서 패치를 개발하고 이벤트 기반 무선 모니터링을 통해 획기적으로 에너지 소비를 줄이는 기능을 임상시험을 통해 시연하였다. 땀 센서는 원뿔 형태의 개방형 수직 땀 채널 상단에 땀 제거 층이 결합되어 채널에 차오르는 땀을 순간적으로 제거할 수 있는 구조로 되어있다(그림 2). 땀 채널 내벽에는 한 쌍의 전극이 있어 땀이 차오르고 제거되는 과정을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 땀이 차오르면 전기적 신호가 증가하다가 땀이 순간적으로 제거되면서 급격히 감소하게 되고, 이러한 과정이 반복되면서 스파이크 형태의 신호가 만들어진다. 스파이크 신호의 주파수와 진폭을 통해 땀을 배출하는 속도와 땀 이온 성분의 농도에 관한 정보를 파악할 수 있다. 또한 채우고 비우기를 반복하는 과정을 통해 땀 센서는 장기간 연속적으로 작동할 수 있으며, 새로 분비된 땀이 이전 땀과 혼합되지 않으므로 정확한 정보를 전달할 수 있다. 연구팀은 실험을 통해 이벤트 기반 데이터 전송 방식의 에너지 소비가 연속 데이터 전송 에너지 소비의 0.63%에 불과하며, 개발한 웨어러블 땀 센서 패치가 24시간 이상 연속으로 작동할 수 있음을 입증하였다. 또한 임상시험을 통해 실제 운동 상황에서 다양한 피부 영역의 땀으로부터 정보를 성공적으로 얻을 수 있었다. 이번 연구결과는 장기간의 땀 모니터링을 가능하게 하여 야간 저혈당 쇼크 및 심장 마비와 같은 급성 질병 또는 그 전조 증상을 감지하는 데 사용될 수 있다. 또한 다른 유형의 피부 부착 센서 및 새로운 컴퓨팅 기술과 결합한다면 보다 에너지 효율적이고 지능적인 디지털 건강관리가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구는 삼성미래기술육성사업과 과학기술정보통신부(장관 이종호) 중견연구자지원사업으로 수행되었으며, 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’ (Nature Communication, IF=17.694, JCR 분야 상위 7.432%)에 Editors’ highlights 논문으로 게재되었다. * (논문명) An epifluidic electronic patch with spiking sweat clearance for event-driven perspiration monitoring - (제 1저자) 한양대학교 김상하 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 박성진 인턴연구원 - (제 1저자) 한양대학교 최진아 학생연구원 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 황원섭 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이현정 책임연구원 - (교신저자) 한양대학교 곽노균 부교수 ※ 논문 주소: https://doi.org/10.1038/s41467-022-34442-y [그림 설명] [그림 1] 생물학적 감각 뉴런과 개발된 땀 센서 패치의 외부 자극에 대한 스파이크 인코딩 모식도 [그림 2] 개발된 땀 센서 패치의 구조 및 작동 원리 (위 그림). 땀 센서 패치를 활용한 스파이크 이벤트 기반 무선 땀 모니터링 임상연구결과 (아래 그림).

융합연구정책센터 김현우 소장 한국이 20년 만에 만난 포르투갈에 역전승을 거두며 월드컵 16강에 진출했다. 또한번 도하의 기적이었다. 첫 번째는 1994년 미국 월드컵 최종 예선전이었다. 자력으로 본선 진출이 불가능했던 한국은 마지막 경기에서 3대0으로 승리했다. 하지만 일본도 이라크를 2대1로 이기고 있었다. 고개를 숙이고 경기장을 빠져나오던 선수들이 갑자기 환호했다. 이라크가 극적으로 동점골을 넣었다는 소식이었다. 29년 전 기적의 주인공이 이라크였다면 2022년의 주인공은 불굴의 투지로 추가시간에 승리를 거둔 한국팀이었다. 빌드업 축구가 본선에 진출한 강팀에는 통하지 않을 수 있다는 우려가 있었다. 하지만 강팀에 움츠려 있다가 무기력하게 패하는 경기를 반복하지 않으려면 변화에 도전하는 피버팅을 계속해야만 했다. 피버팅은 농구선수가 한쪽 발을 축으로 방향을 전환하는 기술이다. 경쟁력 있는 선수와 기술을 축으로 전술을 새롭게 바꿨다. 9% 확률에 불과하다던 16강 진출을 실현했다. 경기내용도 달랐다. 주눅들지 않고 맞서 경기를 주도하고 승리했다. 20년 만에 맛보는 당당함 속 환희였다. 경영에서도 피버팅은 핵심전략이다. 기업은 고객, 제품, 기술이라는 세 가지 축을 갖는다. 새로운 성장을 찾는 기업은 강한 축을 중심으로 한 개 또는 두 개의 축을 변화시키는 피버팅에 나선다. 한일 월드컵이 한창이던 2002년 유명 전자상거래 기업에서 구스닥이라는 사내벤처에 참여한 이를 만났다. 코스닥을 닮은 이름처럼 주식거래 방식의 전자상거래 서비스였다. 이듬해 구스닥은 대상 고객과 기술을 고정축으로 제품에 해당하는 서비스를 마켓플레이스로 피버팅했다. G마켓의 시작이었다. 새로운 문화로까지 인정받는 인스타그램도 피버팅으로 태어났다. 2009년 구글을 퇴사한 시스트롬은 위치를 알리고 사진을 공유하면 포인트를 주는 위치기반 SNS(소셜네트워크서비스)인 버번(Burbn)을 출시했다. 이용자는 위치정보보다 사진공유를 더 즐겼다. 버번은 사진기능에 집중하는 인스타그램으로 재탄생했다. 피버팅은 고통을 동반한다. 페이스북은 지난해 고객을 고정축으로 제품과 기술의 축에 메타버스를 추가했다. 회사명도 메타로 바꿨다. 기대와 달리 메타의 VR·AR연구소는 지난해에만 100억달러의 순손실을 기록했다. 주가도 고점 대비 3분의1 수준으로 떨어졌다. 그렇다고 이용자 감소, 틱톡과 같은 경쟁서비스가 등장한 상황에서 과거로의 회귀는 생존을 위협할 뿐이다. 피버팅은 국가 연구·개발에서도 필수다. 올해 미중 패권다툼, 우크라이나 전쟁 등으로 사상 최대 교역적자가 불가피하다. 금융연구원은 현재 2.2% 수준인 잠재성장률이 2030년 1% 아래로 떨어질 것이라고 전망했다. 연구·개발은 국가의 미래를 위해 어떤 피버팅에 나서야 할까. 선도형 연구로의 전환이라는 방향은 분명하다. 연구·개발에서 중요한 세 가지 축으로서 연구인력, 인프라, 제도 및 문화를 살펴봐야 한다. 2020년 기준 한국 인구 1000명당 연구에 전념하는 연구자의 수는 8.6명이다. 미국 4.8명, 중국 1.5명에 크게 앞선다. 연구인력은 고정축으로 삼아야 할 강점이다. 1조5000억원이라는 막대한 예산을 투입한 중이온 가속기 라온이 지난 10월 시험가동에 들어갔다. 2020년 기준 한국은 GDP의 4.8%를 연구·개발에 투자했다. 미국의 3.5%, 일본의 3.3% 대비 월등히 높다. 첨단 인프라를 무한정 확충하기에는 현실적인 한계가 분명하다. 연구제도와 문화에 주목한다. 이제 연구자 스스로 세계 최초, 최고의 창의적인 목표를 제시하고 두려움 없이 도전하는 연구문화로 나아가야만 한다. 이를 지원하는 제도의 추가와 개선도 지속해야 한다. 당장 정량적 성과감소와 불안이 엄습한다고 할지라도 멈출 순 없다. 축구 국가대표팀의 도전이 세계 최강 브라질과의 16강전 승패와 무관하게 현재진행형이듯. 출처: 머니투데이(링크)

- 석유화학 기반의 기존 용매를 친환경 용매로 완전 대체 - '원팟(one-pot) 공정'으로 경제성이 확보된 친환경 연료 및 화합물 생산 바이오 매스는 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체, 그리고 그 식물을 식량으로 하는 동물을 포함한 생물유기체를 지칭하며 화학적 에너지로 전환할 수 있는 에너지 자원을 의미한다. 2050 탄소중립을 위해 전 세계는 바이오 매스를 이용해 생산된 연료로 화석연료를 대체하기 위한 바이오 리파이너리 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 기존의 바이오 연료 생산 공정은 석유화학 제품인 강독성 알코올 용매가 사용되어야 했기 때문에 이로 인한 환경적·경제적 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 김광호 박사 연구팀은 기존의 석유화학 기반의 용매를 완전히 대체하는 한편 바이오 연료 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 친환경 용매를 개발해 지속가능하면서도 경제성이 확보된 바이오연료 생산이 가능해졌다고 밝혔다. KIST 연구진은 기존 용매를 완전히 대체하고, 바이오 리파이너리 과정 중 미생물이 사용되는 당화·발효 공정 등에 100% 호환되는 친환경 용매를 개발하기 위해 다양한 용매 후보군을 선정했다. 연구팀은 이들 후보군을 대상으로 핵자기공명 분광기, 계산화학 등을 이용하는 고도의 분석 방법을 통해 2종의 친환경 공융용매를 개발, 실제 공정에 적용했다. 새롭게 개발된 용매가 적용된 ‘원팟 전환 공정(one-pot process)’은 기존의 3-4가지의 복잡한 공정을 하나로 통합하여 고순도의 바이오 연료 및 바이오 소재 생산 효율을 극대화시킬 수 있었다. 또한, 친환경 용매가 사용된 원팟 전환 공정은 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 세척용수의 사용도 필요없으며 용매의 재사용이 가능한 지속가능한 공정이라고 밝혔다. KIST 김광호 박사는 “친환경 용매의 개발과 이를 이용한 바이오연료 생산 공정효율극대화로 현재 바이오 리파이너리 산업이 당면하고 있는 비경제성 문제를 극복함으로써 우리나라가 ‘탄소 중립 레이스(Race to Zero)’에서 선두에 서기 위한 지속가능한 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 및 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행되었으며, KIST 현지랩 구축사업을 통해 형성된 북미 연구 네트워크를 바탕으로 국내외 여러 연구기관(캐나다 브리티시 컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대, 국립산림과학원, 육군사관학교 등)들과의 융·복합 연구를 통해 발표되었다. 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘Green Chemistry’ (IF: 11.034, JCR 분야 상위 3.409%) 최신호에 게재되었으며, 후면 표지로 선정되었다. (논문명) One-pot conversion of engineered poplar into biochemicals and biofuels using biocompatible deep eutectic solvents - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김광호 선임연구원 - (제 1저자) University of British Columbia, Yaseen Mottiar - (교신저자) 한국과학기술연구원 김낙균 책임연구원 - (교신저자) University of British Columbia, Shawn Mansfield [그림 설명] [그림 1] 친환경 공융용매를 이용한 바이오매스로부터 바이오연료 및 바이오 화합물을 생산하는 원팟 전환 공정 (one-pot process)

- 석유화학 기반의 기존 용매를 친환경 용매로 완전 대체 - '원팟(one-pot) 공정'으로 경제성이 확보된 친환경 연료 및 화합물 생산 바이오 매스는 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체, 그리고 그 식물을 식량으로 하는 동물을 포함한 생물유기체를 지칭하며 화학적 에너지로 전환할 수 있는 에너지 자원을 의미한다. 2050 탄소중립을 위해 전 세계는 바이오 매스를 이용해 생산된 연료로 화석연료를 대체하기 위한 바이오 리파이너리 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 기존의 바이오 연료 생산 공정은 석유화학 제품인 강독성 알코올 용매가 사용되어야 했기 때문에 이로 인한 환경적·경제적 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 김광호 박사 연구팀은 기존의 석유화학 기반의 용매를 완전히 대체하는 한편 바이오 연료 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 친환경 용매를 개발해 지속가능하면서도 경제성이 확보된 바이오연료 생산이 가능해졌다고 밝혔다. KIST 연구진은 기존 용매를 완전히 대체하고, 바이오 리파이너리 과정 중 미생물이 사용되는 당화·발효 공정 등에 100% 호환되는 친환경 용매를 개발하기 위해 다양한 용매 후보군을 선정했다. 연구팀은 이들 후보군을 대상으로 핵자기공명 분광기, 계산화학 등을 이용하는 고도의 분석 방법을 통해 2종의 친환경 공융용매를 개발, 실제 공정에 적용했다. 새롭게 개발된 용매가 적용된 ‘원팟 전환 공정(one-pot process)’은 기존의 3-4가지의 복잡한 공정을 하나로 통합하여 고순도의 바이오 연료 및 바이오 소재 생산 효율을 극대화시킬 수 있었다. 또한, 친환경 용매가 사용된 원팟 전환 공정은 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 세척용수의 사용도 필요없으며 용매의 재사용이 가능한 지속가능한 공정이라고 밝혔다. KIST 김광호 박사는 “친환경 용매의 개발과 이를 이용한 바이오연료 생산 공정효율극대화로 현재 바이오 리파이너리 산업이 당면하고 있는 비경제성 문제를 극복함으로써 우리나라가 ‘탄소 중립 레이스(Race to Zero)’에서 선두에 서기 위한 지속가능한 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 및 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행되었으며, KIST 현지랩 구축사업을 통해 형성된 북미 연구 네트워크를 바탕으로 국내외 여러 연구기관(캐나다 브리티시 컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대, 국립산림과학원, 육군사관학교 등)들과의 융·복합 연구를 통해 발표되었다. 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘Green Chemistry’ (IF: 11.034, JCR 분야 상위 3.409%) 최신호에 게재되었으며, 후면 표지로 선정되었다. (논문명) One-pot conversion of engineered poplar into biochemicals and biofuels using biocompatible deep eutectic solvents - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김광호 선임연구원 - (제 1저자) University of British Columbia, Yaseen Mottiar - (교신저자) 한국과학기술연구원 김낙균 책임연구원 - (교신저자) University of British Columbia, Shawn Mansfield [그림 설명] [그림 1] 친환경 공융용매를 이용한 바이오매스로부터 바이오연료 및 바이오 화합물을 생산하는 원팟 전환 공정 (one-pot process)

- 석유화학 기반의 기존 용매를 친환경 용매로 완전 대체 - '원팟(one-pot) 공정'으로 경제성이 확보된 친환경 연료 및 화합물 생산 바이오 매스는 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체, 그리고 그 식물을 식량으로 하는 동물을 포함한 생물유기체를 지칭하며 화학적 에너지로 전환할 수 있는 에너지 자원을 의미한다. 2050 탄소중립을 위해 전 세계는 바이오 매스를 이용해 생산된 연료로 화석연료를 대체하기 위한 바이오 리파이너리 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 기존의 바이오 연료 생산 공정은 석유화학 제품인 강독성 알코올 용매가 사용되어야 했기 때문에 이로 인한 환경적·경제적 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 김광호 박사 연구팀은 기존의 석유화학 기반의 용매를 완전히 대체하는 한편 바이오 연료 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 친환경 용매를 개발해 지속가능하면서도 경제성이 확보된 바이오연료 생산이 가능해졌다고 밝혔다. KIST 연구진은 기존 용매를 완전히 대체하고, 바이오 리파이너리 과정 중 미생물이 사용되는 당화·발효 공정 등에 100% 호환되는 친환경 용매를 개발하기 위해 다양한 용매 후보군을 선정했다. 연구팀은 이들 후보군을 대상으로 핵자기공명 분광기, 계산화학 등을 이용하는 고도의 분석 방법을 통해 2종의 친환경 공융용매를 개발, 실제 공정에 적용했다. 새롭게 개발된 용매가 적용된 ‘원팟 전환 공정(one-pot process)’은 기존의 3-4가지의 복잡한 공정을 하나로 통합하여 고순도의 바이오 연료 및 바이오 소재 생산 효율을 극대화시킬 수 있었다. 또한, 친환경 용매가 사용된 원팟 전환 공정은 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 세척용수의 사용도 필요없으며 용매의 재사용이 가능한 지속가능한 공정이라고 밝혔다. KIST 김광호 박사는 “친환경 용매의 개발과 이를 이용한 바이오연료 생산 공정효율극대화로 현재 바이오 리파이너리 산업이 당면하고 있는 비경제성 문제를 극복함으로써 우리나라가 ‘탄소 중립 레이스(Race to Zero)’에서 선두에 서기 위한 지속가능한 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 및 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행되었으며, KIST 현지랩 구축사업을 통해 형성된 북미 연구 네트워크를 바탕으로 국내외 여러 연구기관(캐나다 브리티시 컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대, 국립산림과학원, 육군사관학교 등)들과의 융·복합 연구를 통해 발표되었다. 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘Green Chemistry’ (IF: 11.034, JCR 분야 상위 3.409%) 최신호에 게재되었으며, 후면 표지로 선정되었다. (논문명) One-pot conversion of engineered poplar into biochemicals and biofuels using biocompatible deep eutectic solvents - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김광호 선임연구원 - (제 1저자) University of British Columbia, Yaseen Mottiar - (교신저자) 한국과학기술연구원 김낙균 책임연구원 - (교신저자) University of British Columbia, Shawn Mansfield [그림 설명] [그림 1] 친환경 공융용매를 이용한 바이오매스로부터 바이오연료 및 바이오 화합물을 생산하는 원팟 전환 공정 (one-pot process)

- 석유화학 기반의 기존 용매를 친환경 용매로 완전 대체 - '원팟(one-pot) 공정'으로 경제성이 확보된 친환경 연료 및 화합물 생산 바이오 매스는 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체, 그리고 그 식물을 식량으로 하는 동물을 포함한 생물유기체를 지칭하며 화학적 에너지로 전환할 수 있는 에너지 자원을 의미한다. 2050 탄소중립을 위해 전 세계는 바이오 매스를 이용해 생산된 연료로 화석연료를 대체하기 위한 바이오 리파이너리 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 기존의 바이오 연료 생산 공정은 석유화학 제품인 강독성 알코올 용매가 사용되어야 했기 때문에 이로 인한 환경적·경제적 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 김광호 박사 연구팀은 기존의 석유화학 기반의 용매를 완전히 대체하는 한편 바이오 연료 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 친환경 용매를 개발해 지속가능하면서도 경제성이 확보된 바이오연료 생산이 가능해졌다고 밝혔다. KIST 연구진은 기존 용매를 완전히 대체하고, 바이오 리파이너리 과정 중 미생물이 사용되는 당화·발효 공정 등에 100% 호환되는 친환경 용매를 개발하기 위해 다양한 용매 후보군을 선정했다. 연구팀은 이들 후보군을 대상으로 핵자기공명 분광기, 계산화학 등을 이용하는 고도의 분석 방법을 통해 2종의 친환경 공융용매를 개발, 실제 공정에 적용했다. 새롭게 개발된 용매가 적용된 ‘원팟 전환 공정(one-pot process)’은 기존의 3-4가지의 복잡한 공정을 하나로 통합하여 고순도의 바이오 연료 및 바이오 소재 생산 효율을 극대화시킬 수 있었다. 또한, 친환경 용매가 사용된 원팟 전환 공정은 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 세척용수의 사용도 필요없으며 용매의 재사용이 가능한 지속가능한 공정이라고 밝혔다. KIST 김광호 박사는 “친환경 용매의 개발과 이를 이용한 바이오연료 생산 공정효율극대화로 현재 바이오 리파이너리 산업이 당면하고 있는 비경제성 문제를 극복함으로써 우리나라가 ‘탄소 중립 레이스(Race to Zero)’에서 선두에 서기 위한 지속가능한 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 및 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행되었으며, KIST 현지랩 구축사업을 통해 형성된 북미 연구 네트워크를 바탕으로 국내외 여러 연구기관(캐나다 브리티시 컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대, 국립산림과학원, 육군사관학교 등)들과의 융·복합 연구를 통해 발표되었다. 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘Green Chemistry’ (IF: 11.034, JCR 분야 상위 3.409%) 최신호에 게재되었으며, 후면 표지로 선정되었다. (논문명) One-pot conversion of engineered poplar into biochemicals and biofuels using biocompatible deep eutectic solvents - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김광호 선임연구원 - (제 1저자) University of British Columbia, Yaseen Mottiar - (교신저자) 한국과학기술연구원 김낙균 책임연구원 - (교신저자) University of British Columbia, Shawn Mansfield [그림 설명] [그림 1] 친환경 공융용매를 이용한 바이오매스로부터 바이오연료 및 바이오 화합물을 생산하는 원팟 전환 공정 (one-pot process)

- 석유화학 기반의 기존 용매를 친환경 용매로 완전 대체 - '원팟(one-pot) 공정'으로 경제성이 확보된 친환경 연료 및 화합물 생산 바이오 매스는 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체, 그리고 그 식물을 식량으로 하는 동물을 포함한 생물유기체를 지칭하며 화학적 에너지로 전환할 수 있는 에너지 자원을 의미한다. 2050 탄소중립을 위해 전 세계는 바이오 매스를 이용해 생산된 연료로 화석연료를 대체하기 위한 바이오 리파이너리 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 기존의 바이오 연료 생산 공정은 석유화학 제품인 강독성 알코올 용매가 사용되어야 했기 때문에 이로 인한 환경적·경제적 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 김광호 박사 연구팀은 기존의 석유화학 기반의 용매를 완전히 대체하는 한편 바이오 연료 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 친환경 용매를 개발해 지속가능하면서도 경제성이 확보된 바이오연료 생산이 가능해졌다고 밝혔다. KIST 연구진은 기존 용매를 완전히 대체하고, 바이오 리파이너리 과정 중 미생물이 사용되는 당화·발효 공정 등에 100% 호환되는 친환경 용매를 개발하기 위해 다양한 용매 후보군을 선정했다. 연구팀은 이들 후보군을 대상으로 핵자기공명 분광기, 계산화학 등을 이용하는 고도의 분석 방법을 통해 2종의 친환경 공융용매를 개발, 실제 공정에 적용했다. 새롭게 개발된 용매가 적용된 ‘원팟 전환 공정(one-pot process)’은 기존의 3-4가지의 복잡한 공정을 하나로 통합하여 고순도의 바이오 연료 및 바이오 소재 생산 효율을 극대화시킬 수 있었다. 또한, 친환경 용매가 사용된 원팟 전환 공정은 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 세척용수의 사용도 필요없으며 용매의 재사용이 가능한 지속가능한 공정이라고 밝혔다. KIST 김광호 박사는 “친환경 용매의 개발과 이를 이용한 바이오연료 생산 공정효율극대화로 현재 바이오 리파이너리 산업이 당면하고 있는 비경제성 문제를 극복함으로써 우리나라가 ‘탄소 중립 레이스(Race to Zero)’에서 선두에 서기 위한 지속가능한 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 및 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행되었으며, KIST 현지랩 구축사업을 통해 형성된 북미 연구 네트워크를 바탕으로 국내외 여러 연구기관(캐나다 브리티시 컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대, 국립산림과학원, 육군사관학교 등)들과의 융·복합 연구를 통해 발표되었다. 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘Green Chemistry’ (IF: 11.034, JCR 분야 상위 3.409%) 최신호에 게재되었으며, 후면 표지로 선정되었다. (논문명) One-pot conversion of engineered poplar into biochemicals and biofuels using biocompatible deep eutectic solvents - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김광호 선임연구원 - (제 1저자) University of British Columbia, Yaseen Mottiar - (교신저자) 한국과학기술연구원 김낙균 책임연구원 - (교신저자) University of British Columbia, Shawn Mansfield [그림 설명] [그림 1] 친환경 공융용매를 이용한 바이오매스로부터 바이오연료 및 바이오 화합물을 생산하는 원팟 전환 공정 (one-pot process)

- 석유화학 기반의 기존 용매를 친환경 용매로 완전 대체 - '원팟(one-pot) 공정'으로 경제성이 확보된 친환경 연료 및 화합물 생산 바이오 매스는 태양에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체, 그리고 그 식물을 식량으로 하는 동물을 포함한 생물유기체를 지칭하며 화학적 에너지로 전환할 수 있는 에너지 자원을 의미한다. 2050 탄소중립을 위해 전 세계는 바이오 매스를 이용해 생산된 연료로 화석연료를 대체하기 위한 바이오 리파이너리 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만, 기존의 바이오 연료 생산 공정은 석유화학 제품인 강독성 알코올 용매가 사용되어야 했기 때문에 이로 인한 환경적·경제적 문제가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 김광호 박사 연구팀은 기존의 석유화학 기반의 용매를 완전히 대체하는 한편 바이오 연료 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 친환경 용매를 개발해 지속가능하면서도 경제성이 확보된 바이오연료 생산이 가능해졌다고 밝혔다. KIST 연구진은 기존 용매를 완전히 대체하고, 바이오 리파이너리 과정 중 미생물이 사용되는 당화·발효 공정 등에 100% 호환되는 친환경 용매를 개발하기 위해 다양한 용매 후보군을 선정했다. 연구팀은 이들 후보군을 대상으로 핵자기공명 분광기, 계산화학 등을 이용하는 고도의 분석 방법을 통해 2종의 친환경 공융용매를 개발, 실제 공정에 적용했다. 새롭게 개발된 용매가 적용된 ‘원팟 전환 공정(one-pot process)’은 기존의 3-4가지의 복잡한 공정을 하나로 통합하여 고순도의 바이오 연료 및 바이오 소재 생산 효율을 극대화시킬 수 있었다. 또한, 친환경 용매가 사용된 원팟 전환 공정은 오염물질을 전혀 배출하지 않고, 세척용수의 사용도 필요없으며 용매의 재사용이 가능한 지속가능한 공정이라고 밝혔다. KIST 김광호 박사는 “친환경 용매의 개발과 이를 이용한 바이오연료 생산 공정효율극대화로 현재 바이오 리파이너리 산업이 당면하고 있는 비경제성 문제를 극복함으로써 우리나라가 ‘탄소 중립 레이스(Race to Zero)’에서 선두에 서기 위한 지속가능한 기술로 발전시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업과 및 한국연구재단 석유대체 친환경 화학기술개발사업으로 수행되었으며, KIST 현지랩 구축사업을 통해 형성된 북미 연구 네트워크를 바탕으로 국내외 여러 연구기관(캐나다 브리티시 컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대, 국립산림과학원, 육군사관학교 등)들과의 융·복합 연구를 통해 발표되었다. 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘Green Chemistry’ (IF: 11.034, JCR 분야 상위 3.409%) 최신호에 게재되었으며, 후면 표지로 선정되었다. (논문명) One-pot conversion of engineered poplar into biochemicals and biofuels using biocompatible deep eutectic solvents - (제 1저자 및 교신저자) 한국과학기술연구원 김광호 선임연구원 - (제 1저자) University of British Columbia, Yaseen Mottiar - (교신저자) 한국과학기술연구원 김낙균 책임연구원 - (교신저자) University of British Columbia, Shawn Mansfield [그림 설명] [그림 1] 친환경 공융용매를 이용한 바이오매스로부터 바이오연료 및 바이오 화합물을 생산하는 원팟 전환 공정 (one-pot process)