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조인선 교수가 참여하는 산학연 공동 연구팀이 폐타이어를 기반으로 한 배터리 소재 기술 개발에 나선다. 대기오염을 가중시키는 폐타이어 문제를 해결하고, 그동안 해외 기술에 의존해온 친환경 배터리 소재 기술의 국산화가 가능할 것으로 기대된다. 조인선 교수(첨단신소재공학과∙대학원 에너지시스템학과)는 산업통상자원부와 한국산업기술기획평가원이 주관하는 '소재부품기술개발 이종기술융합형' 과제에 선정됐다고 밝혔다. 아주대학교, 엘디카본, 성균관대학교, 한국소재융합기술원이 산학연 공동으로 참여하는 연구 프로젝트로, ‘폐타이어 기반 배터리 등급 카본복합 도전재 기술개발 및 사업화’를 목표로 한다. 앞으로 30개월 간 33억원의 연구비가 지원된다.폐타이어는 전 세계적으로 매년 약 3100만톤씩 배출되고 있다. 그 중 상당량이 소각 처리되는데, 소각 과정에서 1600만톤 이상의 이산화탄소가 배출된다. 특히 국내에서는 매년 약 37만~39만톤의 폐타이어가 발생하며, 이 중 90% 이상이 재활용되지만 대부분 소각을 통해 열에너지로 사용되고 있어 대기오염 문제를 가중시키고 있다.공동 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 폐타이어를 활용한 ‘고전도성 카본복합 도전재’ 개발을 목표로 하고 있다. 현재 배터리 산업에서 사용되는 도전재는 대부분 해외에서 수입된 카본블랙에 의존하고 있어 국산화의 필요성이 대두되고 있는 소재다. 연구팀은 폐타이어를 열분해해 얻은 고형 잔재물을 활용해 친환경 카본블랙 도전재를 개발하고, 이를 통해 배터리 성능 개선과 동시에 환경 보호에도 기여하겠다는 포부다.공동 연구팀은 기존 석유 기반 공정에 비해 50% 이상 탄소 배출을 줄일 수 있는 친환경 공정으로 폐타이어 기반 카본블랙 도전재를 생산할 계획이다. 또한 기존 카본블랙 대비 30% 이상의 가격 경쟁력을 확보, 향후 국내 배터리 산업의 도전재 국산화와 함께 새로운 시장 개척의 기회를 창출할 수 있을 것으로 기대하고 있다.조인선 교수는 "환경 오염을 유발하는 폐타이어를 통해 고부가가치 친환경 배터리 소재를 개발한다는 의미에서 중요한 연구”라며 “이번 연구를 통해 폐기물 재활용과 탄소 저감 기술 개발에 기여하고, 친환경 배터리 시장에서 선도적 역할을 해 나가겠다”라고 전했다.
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아주대 기계공학과·의과대학 공동 연구팀이 생체 내에서 녹는 물질을 활용해 뇌 깊숙한 곳에서 신경 세포 신호를 분석할 수 있는 탐침을 개발했다.우리 학교 강대식(기계공학과)·이은정(의과대학 뇌과학교실) 교수는 시한성 운송체를 이용해 심부 뇌 신경 신호를 측정할 수 있는 그물망 뇌 탐침을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 전자공학 분야 최상위권 저널인 <npj 플렉시블 일렉트로닉스(npj flexible electronics, IF 12.3, JCR상위 1.8 %)> 7월13일 자에 온라인 게재됐다. 논문의 제목은 “광범위 심부 뇌 신경 신호 측정을 위한 시한성 운송체 기반 그물망 뇌 탐침 이식(Transient Shuttle for a Widespread Neural Probe with Minimal Perturbation)”이다. 이번 연구에는 아주대 기계공학과 노연욱 박사와 김형석·김은아·지경빈 학생이 제1저자로 참여했다.최근 뇌에 전자 장치를 이식해 뇌의 병리학적 특성과 인지 과정을 이해하려는 연구가 큰 주목을 받고 있다. 이에 여러 연구를 통해 유연한 전자 장치를 비롯한 소재와 디자인의 발전이 이뤄졌다. 최근 뇌 표면에 오랜 기간 이식되어 뇌 신경 신호를 분석할 수 있는 수준에 도달했지만, 심부 뇌의 활동을 모니터링하는 것은 여전히 어려운 도전으로 남아 있다. 심부 뇌의 모니터링을 위해 많은 연구 그룹들이 단단한 뇌 탐침을 뇌 심부에 이식하거나, 상대적으로 유연한 뇌 탐침을 단단한 운송체로 삽입하는 등의 시도를 해왔다. 그러나 부드럽고 연약한 뇌 세포와 단단한 뇌 탐침의 기계적 불일치, 그리고 이식 후 운송체 철수 과정 중에 발생하는 유연한 뇌 탐침의 구겨짐 또는 흐트러짐이 심부 뇌 모니터링을 어렵게 하는 문제로 남아있었다. 아주대 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 강성이 약 1078배 변하는 시한성 물질을 이용해 초미세 그물망 형태의 뇌 탐침을 코팅했다. 이렇게 제작된 시한성 운송체 기반의 그물망 뇌 탐침은 이식 중에는 높은 강성을 가져 뇌 깊은 곳에 효과적으로 안착할 수 있으며, 원하는 자리에 이식이 된 후 녹아 사라지기 때문에 별도의 운송체 철수 과정이 필요하지 않다. 또한 단단한 운송체가 녹아 사라져 유연한 상태로 장기간 이식되기 때문에, 신경 세포가 원래의 위치로 회복되며 면역 반응이 최소화됨을 확인 할 수 있었다.강대식 교수(기계공학과)는 “이번에 제작한 시한성 운송체 기반 그물망 뇌 탐침은 삽입-철수- 장기 이식 과정 중 필요한 강성을 최적화할 수 있다”며 “이러한 이식 형태는 단순히 뇌 표면을 넘어 뇌 심부 및 넓은 영역의 신경 세포 활동을 분석할 수 있는 기반이 된다”라고 설명했다.의과대학 이은정 교수(뇌과학교실)는 "뇌 심부의 신경 세포 신호 측정을 통해 뇌의 기능 및 질환에 관한 보다 많은 정보를 얻음으로써 뇌 질환 치료에 한 발 더 나가길 기대한다"라고 전했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부가 주관하는 개인기초연구지원사업 우수신진연구, 중견연구, 집단연구사업 기초연구실, 교육부가 주관하는 학문후속세대사업 박사후국내연수, 환경부가 주관하는 환경보건 디지털 조사 기반 구축 기술개발 사업의 지원을 받아 수행됐다.공동 연구팀의 논문은 생물학연구정보센터(BRIC)가 발표하는 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’ 논문으로 선정됐다.시한성 운송체에 감싸진 그물망 구조의 뇌 탐침 개략도시한성 운송체를 이용한 그물망 뇌 탐침이 이식된 뇌 심부의 신경 세포 회복 및 면역 반응 감소 분석
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