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방석호 교수팀, 환자 맞춤형 인공 보철물을 위한 지르코니아 3D 프린팅 기술 연구 발표 NEW

방석호 교수팀, 환자 맞춤형 인공 보철물을 위한 지르코니아 3D 프린팅 기술 연구 발표 세라믹 3D 프린팅의 한계 극복 및 고정밀 맞춤형 의료기기 상용화 기틀 마련 ▲ (왼쪽부터) 화학공학/고분자공학부 방석호 교수(공동교신저자), 경희대 유태경 교수(공동교신저자), (주)쓰리디컨트롤즈 장경준 박사(공동교신저자), 이동현 박사후연구원(공동제1저자), 경희대 이혜인 박사과정생(공동제1저자) 화학공학/고분자공학부 방석호 교수 연구팀이 경희대학교 유태경 교수, (주)쓰리디컨트롤즈 장경준 박사 공동 연구팀과 함께 지르코니아 기반 3D 프린팅 기술의 임상적 적용 가능성을 다룬 종합 서평(Review) 논문을 발표했다고 밝혔다. 손상된 뼈나 치아를 대체하는 인공 보철물을 만드는 기존 방식은 덩어리 형태의 재료를 깎아내는 방식이 주로 사용되었다. 하지만 이 방식은 재료의 손실이 크고, 환자마다 다른 복잡한 입체 구조를 오차 없이 정밀하게 만드는 데 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결할 핵심 대안으로 ‘지르코니아 기반 3D 프린팅’ 기술에 주목했다. 지르코니아는 충격에 견디는 힘이 매우 뛰어나고 인체에 해가 없는 대표적인 의료용 세라믹 소재다. ▲ 세라믹 적층 제조(3D 프린팅) 기술의 비교 개요 및 지르코니아 보철물의 통합 제작 공정페로브스카이트 물질 공동 연구팀은 지르코니아를 활용해 환자의 몸에 딱 맞는 맞춤형 구조를 정밀하게 찍어내는 3D 프린팅 기술의 장점을 체계적으로 정리했다. 특히 세라믹 소재로 3D 프린팅을 진행할 때 빛이 흩어지는 현상이나, 열을 가해 형태를 잡는 과정에서 발생하는 미세한 결함을 줄이기 위한 실질적인 공정 해결책을 제시했다. 아울러 뼈 조직과 잘 결합하고 가해지는 힘을 균등하게 분산시키는 첨단 입체 구조 설계 기법도 다각도로 분석했다. 연구팀은 실험실 수준의 연구를 넘어 실제 병원에서 환자 치료에 안전하게 쓰이기 위해서는 공정의 표준화와 제품의 일관된 품질 확보, 그리고 장기간 사용 시의 내구성 검증이 필수적이라고 강조했다. 이번 연구는 기초 세라믹 공학 원리부터 첨단 의료 장비 적용까지를 하나의 흐름으로 명쾌하게 연결해 낸 연구로 평가받는다. 방석호 교수는 “이번 연구는 지르코니아 3D 프린팅을 통한 환자 맞춤형 의료기기 제조의 가능성을 종합적으로 제시한 연구”라며 “소재 제어부터 공정 최적화까지의 표준화 기준을 정립하여 실제 임상 현장에서 활용될 수 있는 고품질 인공 보철물 상용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편, 이번 다기관 공동 연구에는 본교 이동현 박사후연구원과 경희대 이혜인 박사과정생이 공동 제1저자로 참여했으며, (주)쓰리디컨트롤즈 장경준 박사, 경희대 유태경 교수, 화학공학/고분자공학부 방석호 교수가 공동 교신저자로 이름을 올렸다. 연구 결과는 학술지 인용 보고서(JCR) 상위 0.2%에 속하는 화학 분야 최고 권위 학술지인 ‘케미컬 리뷰스(Chemical Reviews, IF: 64.2)’에 게재되었다. ※ 논문명: Development and Prospects of Zirconia 3D Printing for Artificial Prosthesis Applications ※ 학술지: Chemical Reviews ※ 논문링크: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5c00650
- 작성일 2026-10-06
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김정규 교수 연구팀, 고출력/고에너지 밀도 극대화 에너지 저장 슈퍼커패시터 전극 개발 NEW

김정규 교수 연구팀, 고출력/고에너지 밀도 극대화 에너지 저장 슈퍼커패시터 전극 개발 - 신규 단일원자 기반 전극으로 수계 슈퍼커패시터 가동 전압을 대폭 확대하는 기술 개발 - 에너지 저장 밀도 대폭 향상 및 가스 발생 Zero 달성... 고효율 차세대 에너지 저장 장치 상용화 앞 당겨 화학공학과 김정규 교수 연구팀(공동 제1저자 장동 박사과정생, 김종훈 박사과정생)이 숙명여자대학교 김민철 교수(前 성균관대학교 화학공학과 연구교수)와의 공동 연구를 통해, 수계 전해질 기반 슈퍼커패시터의 고질적인 낮은 작동 전압 한계를 극복하고 에너지 밀도를 크게 향상시킨 신규 전극 소재를 개발했다. ▲ 김정규 교수 연구팀 단체사진 친환경적이고 폭발 위험이 없어 주목받는 수계 슈퍼커패시터는 급속 충·방전이 가능하고 수명이 길다는 장점이 있다. 하지만 일정 전압 이상에서는 전기를 저장하는 대신 물이 수소와 산소로 분해되는 현상(물 분해 반응)이 일어나, 작동 전압을 높여 에너지 저장 성능을 향상시키는 데 한계가 있었다. 또한, 이 과정에서 발생하는 수소 가스는 장치의 수명을 단축시키고 안전성을 저해하는 주요 원인으로 작용한다. 이에 연구팀은 질소가 도핑된 탄소 지지체(N-doped carbon)에 p-block 원소인 Pb 단일원자를 정밀하게 도입한 신규 전극(SA-Pb/NC)을 개발하였다. 다양한 구조 분석과 밀도범함수이론(DFT) 계산을 통해 Pb가 질소와 Pb-N 배위 구조를 형성하며 원자 단위로 균일하게 분산되어 있음을 확인했다. 이러한 구조는 전하 운반체인 K+ 이온의 이동은 원활하게 유지하는 동시에, 물 분해 반응 중간체와의 결합을 효과적으로 약화시켜 반응을 억제하는 것으로 나타났다. 그 결과, 기존 전극 대비 약 2배 높은 전기 저장 용량(530.07 Fg-1)을 구현했으며, 1.50 V까지 확장된 작동 전압에서도 안정적으로 구동되어 375 Wkg-1의 높은 출력밀도(power density)에서 38.67 Whkg-1의 높은 에너지 저장 밀도(energy density)를 달성했다. 이는 기존 전극 대비 약 3.7배 향상된 수치이다. 또한 Pb 단일원자의 도입으로 물 분해 반응이 효과적으로 억제되어 48시간 연속 작동 후에도 수소 가스가 전혀 검출되지 않았으며, 10,000회 이상의 충·방전 시험 후에도 초기 성능의 98.3%를 유지해 뛰어난 안정성과 내구성을 확보했다. 김정규 교수는 “p-block 원소를 원자 단위로 정밀 제어해 전극 표면에서 물 분해 반응을 선택적으로 억제하고 높은 에너지 밀도를 확보하는 새로운 전극 설계 전략을 제시했다”라며, “이번 연구는 높은 작동 전압과 높은 에너지 밀도를 동시에 구현하면서도 기체 발생 반응을 효과적으로 억제할 수 있음을 입증한 성과로, 안전성과 성능을 모두 갖춘 차세대 수계 에너지 저장 장치의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 밝혔다. 이번 연구 성과는 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업, AEM수전해기술육성, 신진연구자 인프라지원사업 등의 국책사업의 지원을 받아 수행되었으며 에너지 소자 분야의 세계적인 학술지인 'Advanced Energy Materials' 저널 (IF: 25.5)에 2026년 3월 30일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Suppressing Water Electrolysis via Pb Single Atoms in Nitrogen-Doped Carbon for High-Energy-Density Supercapacitors ※ 학술지: Advanced Energy Materials ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/aenm.70900 ▲ SA-Pb/NC 전극의 설계 개념 및 단일원자 구조 ▲ SA-Pb/NC 전극의 물 분해 억제 특성 및 에너지 저장 성능
- 작성일 2026-10-06
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성균나노과학기술원 서호성 교수 연구팀, 차세대 반도체 기반 양자기술의 핵심 ‘산화아연 스핀 큐비트’세계 최초 규명 NEW

성균나노과학기술원 서호성 교수 연구팀, 차세대 반도체 기반 양자기술의 핵심 ‘산화아연 스핀 큐비트’세계 최초 규명 서호성 교수 연구팀, 미국 위스콘신-매디슨대·워싱턴대 등과 공동 연구… 양자정보 분야 최고 권위지‘PRX 퀀텀’게재 양자정보를 오래 유지하고, 빛으로 정확하게 읽어낼 수 있는 점결함 스핀 큐비트 설계 성공 ▲ (위, 왼쪽부터) 성균관대 김현수, 권용현, 이재욱, 박태준 연구원, (아래, 왼쪽부터) 박희진 연구원, 서호성 교수, 박준하 연구원 양자정보공학과 및 성균나노과학기술원 서호성 교수 연구팀이 미국 위스콘신-매디슨대, 워싱턴대 등과의 국제 공동연구를 통해, 산화아연(ZnO) 반도체 내부에 존재하는 특정 원자 결함 구조가 미래 양자컴퓨터, 양자통신, 양자센서의 핵심 요소인 ‘스핀 큐비트(Qubit)로 활용될 수 있는 우수한 특성을 갖추고 있음을 세계 최초로 규명했다. 이번 연구 결과는 양자정보과학 분야 최고 권위 학술지인 ‘PRX 퀀텀(PRX Quantum)’에 게재되며 전 세계 학계와 산업계의 이목을 집중시키고 있다. 고체 결정 속 점결함에 갇힌 전자스핀은 상온에서도 동작이 가능하고 양자정보를 오래 유지할 수 있어, 양자컴퓨터는 물론 양자통신과 초정밀 양자센서를 구현할 핵심 기술로 전세계적으로 활발히 연구되고 있다. 다이아몬드 내부의 NV센터가 가장 대표적인 후보이지만, 다이아몬드는 대면적 고품질 결정을 만들기 어렵고, 반도체 소자 공정도 까다로워, 고성능 양자정보 소자의 집적화와 양산에 큰 걸림돌이 되어 왔다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 반도체 산업에서 이미 널리 활용되어 물성이 잘 알려진 ‘산화아연’에 주목했다. 산화아연은 핵스핀이 거의 없는 ‘자기적으로 조용한’ 소재인 데다 초고순도 결정 성장이 가능해 이상적인 큐비트의 모체로 꼽힌다. 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 활용한 최점단 양자 시뮬레이션 기법들을 집약해 주기율표 전반의 후보 결함들을 체계적으로 탐색한 끝에, 아연(Zn) 원자 자리에 몰리브데넘(Mo) 원자를 넣고 바로 옆의 산소 원자 하나를 빼낸 ‘몰리브데넘-산소 공공 복합 결함’을 설계하고 그 특성을 정밀 분석했다. ▲ 산화아연 산화물 반도체 내부의 점결함 스핀 큐비트 설계 과정 모식도 분석 결과, 이 결함 구조는 빛을 비추면 높은 효율로 가시광선 영역에서 밝고 선명한 빛을 방출하는 것으로 나타났다. 특히 빛을 낼 때 결정의 진동으로 에너지가 새어 나가는 정도를 나타내는 후앙-리스(Huang-Rhys) 인자가 기존에 알려진 산화아연 결함들 보다 훨씬 작아 양자광원에 적합한 선명한 빛을 낼 수 있음을 확인했다. 또한 이 결함의 전자스핀은 주변의 자기 노이즈 속에서도 양자정보를 약 4밀리초(ms, 1000분의 4초)에 달하는 매우 오랜 시간동안 안정적으로 유지하는 것으로 나타났다. 여기에 강한 스핀-궤도 결합과 안정적인 대칭 구조가 더해져, 스핀 큐비트 상태를 단 한 번의 측정으로 정확히 읽어내는 고신뢰도 ‘단일샷 판독(single-shot readout)’이 가능함을 이론적으로 규명했다. 단일샷 판독은 양자 오류 보정과 양자 네트워크 구현에 반드시 필요한 핵심 기술이다. 연구를 주도한 서호성 교수는 “이번 연구는 대표적인 산화물 반도체인 산화아연에서 안정적인 딥레벨(deep-level) 스핀 큐비트가 가능하다는 것을 처음으로 제시한 성과”라며 “성숙한 산화물 반도체 성장·공정 기술과 결합하면, 집적과 확장이 가능한 양자 광원·양자 센서·양자 네트워크 플랫폼으로 발전해 나갈 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구에는 박태준 박사과정 연구원이 위스콘신-매디슨대 연구진과 공동 제1저자로 참여했으며, 서호성 교수는 워싱턴대 카이메이 푸(Kai-Mei C. Fu) 교수, 위스콘신-매디슨대 위안 핑(Yuan Ping) 교수와 함께 교신저자를 맡았다. ※ 논문명: Deep Spin Defects in Zinc Oxide for High-Fidelity Single-Shot Readout ※ 학술지: PRX QUANTUM 7, 020348 (2026) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1103/v3fp-821b
- 작성일 2026-10-06
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기계공학부 이동우 교수 연구팀, 금속유리 신소재 개발 속도 수백 배 빨라지는 새 지표 발견 NEW

기계공학부 이동우 교수 연구팀, 금속유리 신소재 개발 속도 수백 배 빨라지는 새 지표 발견 - 전기저항 변화 측정해 수백 개 합금 성질을 단 몇 분 만에 판별하는 기술 개발 - 첨단 로봇, 우주 항공 등 미래 핵심 소재의 효율적 개발을 위한 혁신적 기틀 마련 ▲ (왼쪽부터) 이동우 교수, 조해찬 연구원, 중국과학원 Yanhui Liu 교수 기계공학부 이동우 교수 연구팀이 중국과학원(Chinese Academy of Sciences, CAS)의 Yanhui Liu 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, ‘금속유리(Metallic Glass)’를 매우 빠르고 쉽게 찾아낼 수 있는 혁신적인 전기저항 기반의 새로운 판별 지표를 발견했다. 이번 연구 결과는 소재 과학 분야의 세계적인 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 게재되었다. 금속유리는 일반적인 금속처럼 원자들이 규칙적으로 배열되어 있지 않고, 유리처럼 불규칙하게 배열된 독특한 구조를 가진 합금이다. 일반적인 결정질 금속보다 단단하면서도 내마모성이 뛰어나며, 플라스틱처럼 복잡한 형상으로도 정밀하게 성형할 수 있어 로봇 부품, 우주 항공 신소재, 차세대 정밀 의료 기기 등의 핵심 재료로 큰 기대를 모으고 있다. 그러나 금속유리가 얼마나 잘 형성되는지를 나타내는 유리형성능력(Glass Forming Ability, GFA)은 미리 예측하기 어렵다. 즉, 어떤 합금이 액체 상태에서 냉각될 때 결정화되지 않고 금속유리 구조를 유지할 수 있는지를 판단하는 것이 쉽지 않다. 지금까지는 수많은 조성을 하나씩 제작한 뒤 X선 회절이나 열분석 장비를 이용해 일일이 측정해야 했으며, 이 과정에는 많은 시간과 비용이 필요해 금속유리의 새로운 조성을 찾는 데 큰 어려움이 있었다. 연구팀은 합금의 내부 구조가 변할 때 미세하게 바뀌는 ‘전기저항’에 주목했다. 서로 다른 조성을 가진 박막 합금 라이브러리를 대량으로 제작해 총 약 3,500개의 합금 조성을 대상으로 열을 가해 결정화 하는 실험을 진행했다. 그 결과, 유리형성능력이 높은 함금일수록 열처리 과정에서 결정 구조가 형성될 때 전기저항이 크게 줄어들지 않는 독특한 물리적 특징을 찾아냈다. 반면 유리 구조를 유지하지 못하고 쉽게 일반 금속으로 변하는 합금들은 전기저항이 큰 폭으로 떨어졌다. ▲ 한 번의 공정으로 수백 개의 합금을 제작 및 평가하고, 전기저항 변화율을 이용해 금속유리 유리형성능력을 빠르게 탐색하는 소재 개발 플랫폼 개념도 이 전기저항을 측정하는 방식은 한 조성을 검사하는 데 단 몇 초밖에 걸리지 않아, 기존의 분석 장비를 사용할 때보다 소재 분석 속도가 수백 배 빨라지는 혁신적인 효율성을 자랑한다. 또한 별도의 복잡한 미세 가공이나 고가의 특수 장비 없이도 넓은 범위의 합금 특성 지도를 순식간에 그려낼 수 있어 신소재 스크리닝 공정을 획기적으로 단축했다. 연구팀은 이 지표가 얇은 필름 형태뿐만 아니라 공장에서 대량으로 찍어내는 일반적인 리본 형태의 금속 신소재에도 동일하게 적용될 수 있음을 검증해 기술의 신뢰성을 더했다. 이동우 교수는 “이번에 발견한 전기저항 변화 지표는 원자 배열의 무질서함과 복잡한 나노 결정화 과정을 가장 직관적이면서도 빠르게 대변해 주는 강력한 도구”라며 “수억 가지가 넘는 복잡한 다성분계 합금 공간에서 차세대 벌크 금속유리 신소재를 발굴하는 지도를 손에 쥔 것과 같아, 향후 관련 첨단 부품 소재 국산화와 신소재 개발 속도를 크게 끌어올릴 것”이라고 연구의 의의를 밝혔다. 본 연구는 4단계 BK21사업 대학원생 해외연수 지원사업, 중소벤처기업부의 중소기업기술정보진흥원(TIPA) 기술혁신개발사업과 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원(IITP)의 지원을 받아 수행되었다. ※ 논문명: Electrical Resistivity Change upon Crystallization as a Robust Descriptor for Metallic Glass Forming Ability ※ 학술지: Advanced Materials (어드밴스드 머티리얼스) ※ 논문링크: http://doi.org/10.1002/adma.74092
- 작성일 2026-10-06
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조새벽, 양우석 교수 공동연구팀, 빛 색깔로 학습·망각을 조절하는 저전력 AI칩 원천기술 개발 NEW

조새벽, 양우석 교수 공동연구팀, 빛 색깔로 학습·망각을 조절하는 저전력 AI칩 원천기술 개발 ▲ 조새벽 성균관대학교 화학공학과 부교수(교신저자), 양우석 성균관대학교 화학공학과 부교수 (공동교신저자) 화학공학과 및 성균에너지과학기술원 (SIEST) 소속 조새벽 교수, 양우석 교수 공동연구팀이 빛의 색깔만으로 인공지능 반도체 소자의 기억을 강화하거나 약화시키는 기술을 개발했다. 연구팀은 반도체 소재의 고질적인 문제점이었던 ‘무질서도’와 ‘결함’특성을 거꾸로 기억의 '항상성'을 유지하는 수단으로 활용하여, 마치 사람의 뇌처럼 필요한 정보는 오래 기억하고, 불필요한 정보는 약화시키는 인공신경망용 차세대 시냅스를 개발했다고 밝혔다. 해당 기술은 전기를 적게 쓰는 차세대 인공지능칩과 '보고 기억하는' 인공 눈(인공 망막) 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구 성과는 우수신진연구와 신진연구자인프라지원사업, 4단계 두뇌한국21 사업 대학원혁신의 지원으로 수행됐으며, 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 5월 18일 게재됐다. AI는 똑똑해질수록 전력 소모도 크게 증가해, 기억·연산을 동시에 처리하는 뉴로모픽(뇌 모방) 컴퓨팅이 주목받고 있다. 이를 위해서는 뇌처럼 정보를 전달하고 기억하는 인공 시냅스를 구현해야 하는데, 특히 광시냅스는 초저전력·고속 동작과 대규모 병렬처리가 가능해 차세대 AI 가속기의 핵심 소자로 평가된다. 하지만 기존 광시냅스는 학습과 망각을 같은 스위치로 조절해 와서 두 기능을 독립적으로 제어하기 어려웠고, 학습이 반복될수록 기억이 한쪽으로 치우쳐 과부하가 오거나 정보가 지워지는 문제가 발생했다. 연구팀은 광시냅스 소재의 ‘결함’을 오히려 기억의 항상성을 유지하는 수단으로 활용하는 역발상으로 문제 해결에 접근했다. 먼저 이 소재로 만든 반도체 내 금속 이온의 미세한 결함을 정밀하게 조절해 전기 신호를 붙잡아 두는 일종의 창고를 만들고, 그 위에 광학적 성질이 서로 다른 물질을 맞붙인 이종구조를 구현했다. 이를 통해 어떤 색의 빛을 비추느냐에 따라 전자의 이동 속도·방향이 달라지는 광시냅스 시스템이 완성되어, 근적외선을 비추면 시냅스가 13배 이상 강해지는 학습가속이, 청색광을 비추면 갇혀 있던 전자가 풀려나며 빠르게 약해지는 망각 가속이 일어났다. 연구팀은 1,000조분의 1초까지 들여다보는 초고속 레이저를 이용하여, 빛 색깔에 따라 전자가 다른 길로 움직이는 모습을 직접 확인했다. 나아가 이 소자로 손글씨 숫자를 알아맞히는 인공지능을 1,000번 반복학습시킨 결과, 기억이 폭주하거나 사라지지 않고 끝까지 또렷하게 유지돼 뇌처럼 균형 잡힌 학습이 가능함을 입증했다. 조새벽 교수는 "반도체에서 제거해야 할 결함으로 여겨지던 무질서한 상태를 오히려 AI 하드웨어가 스스로 기억의 균형을 잡는 기능으로 되살린 데 의의가 있다”며, “향후 스스로 학습 균형을 유지하는 저전력 AI 반도체로 발전시킬 계획”이라고 말했다.
- 작성일 2026-10-06
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빛으로 학습하는 인공 시신경 반도체 소자 개발 NEW

빛으로 학습하는 인공 시신경 반도체 소자 개발 - 3차원 반도체 적층 기술 한계 극복의 돌파구 제시 - 빛만으로 학습·기억하는 반도체 구현…차세대 AI 반도체 개발 기대 기계공학부 김태성 교수 연구팀이 반도체 구조를 원하는 형태로 설계하고, 빛만으로 학습과 기억이 가능한 광전자 시냅스 소자를 개발했다. 인공지능과 초연결 시대가 본격화되면서 방대한 영상 데이터를 실시간으로 감지하고 처리하는 뉴로모픽* 비전 시스템의 중요성이 커지고 있다. 광전자 시냅스*는 빛 신호를 활용해 인간의 신경세포와 시냅스 기능을 모방하는 핵심 기술로 주목받고 있지만, 기존 소재는 구조를 정밀하게 제어하기 어렵고 대면적에서 균일한 성능을 확보하는 데 한계가 있었다. * 뉴로모픽(Neuromorphic): 인간 뇌의 신경망 구조와 작동 방식을 모방한 차세대 컴퓨팅 기술 * 광전자 시냅스: 빛 신호를 이용해 인간의 신경세포와 시냅스 기능을 모방하는 반도체 소자 연구팀은 차세대 초박막 반도체 소재인 반데르발스 물질*에 특수 플라즈마 공정*을 적용해 하나의 소재 안에 서로 다른 구조를 동시에 구현하는 데 성공했다. 이를 통해 별도의 복잡한 공정 없이 빛 자극에 반응하는 인공 시신경 소자를 제작할 수 있었다. * 반데르발스 물질: 원자층이 여러 겹 쌓인 초박막 반도체 소재 * 플라즈마 공정: 기체를 고에너지 상태로 만들어 소재의 구조와 특성을 변화시키는 공정 연구팀은 해당 소자가 빛 자극에 따라 학습과 기억 기능을 구현할 수 있음을 확인했다. 또한 인공지능 이미지 인식 실험에서 96.24%의 높은 정확도를 기록했으며, 기존 구조보다 기억 유지 성능도 34.7% 향상된 것으로 나타났다. 이번 연구는 소자 수준의 학습·기억 기능을 실제 인공지능 연산으로 확장할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 김태성 교수는 "이번 연구는 반도체 구조 자체를 설계해 빛으로 학습하고 기억하는 인공 시신경 소자를 단일 공정으로 구현했다는 점에서 의미가 크다"며 "차세대 뉴로모픽 반도체와 인공지능 하드웨어 개발에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 리더연구사업과 기초과학연구원(IBS), 산업통상자원부 반도체 특성화대학원 사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 성균관대학교를 비롯해 IBS 양자나노과학 연구단과 한국기계연구원이 공동 연구에 참여했으며, 연구 성과는 세계적 학술지 Advanced Materials(IF 26.8, JCR 상위 1%)에 6월 3일 온라인 게재됐다. 빛으로 작동하는 설계형 반데르발스 결정 기반 인공 시신경 광시냅스 소자의 구조와 동작 원리 논문 게재 성과 SKKU RESEARCH STORY Designable van der Waals Crystal for Artificial Neuronal Cell Mimicking Advanced Materials 원문 보기 (DOI) TK 김태성 교수 PURE 프로필 →
- 작성일 2026-10-06
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화학공학부 박재형 교수팀, 암세포의 ‘방패’ 무력화하는 나노의약품 개발… 항암 면역치료의 새 지평 열어 NEW

화학공학부 박재형 교수팀, 암세포의 ‘방패’ 무력화하는 나노의약품 개발… 항암 면역치료의 새 지평 열어 - 종양 미세환경에서만 암 엑소좀을 선택적으로 파괴하는 기술 구현 - 기존 면역항암제와 병용 시 치료 효능 비약적 상승, 난치성 암 정복의 이정표 제시 ▲ (왼쪽부터) 화학공학부 박재형 교수, 김찬호 박사, 한국생명공학연구원 고혜원 박사 화학공학부 박재형 교수 연구팀(공동 제1저자 김찬호 박사, 고혜원 박사)이 항암 면역 치료의 최대 걸림돌로 꼽히는 ‘암세포 유래 엑소좀’을 선택적으로 파괴하는 혁신적인 펩타이드 나노의약품을 개발했다. 이번 연구는 암세포가 스스로를 보호하기 위해 구축한 견고한 방어 체계를 허물고, 우리 몸의 면역세포가 암을 효과적으로 공격할 수 있도록 돕는 획기적인 전략으로 평가받는다. 암세포는 성장 과정에서 ‘엑소좀(Exosome)’이라는 아주 작은 주머니를 주변으로 분비한다. 이 엑소좀은 일종의 ‘방패’이자 ‘교란 물질’로 작용하여, 주변의 면역세포 활성을 억제할 뿐만 아니라 종양 조직을 딱딱하게 만드는 섬유화 현상을 일으킨다. 이로 인해 암세포는 면역세포의 공격으로부터 자신을 보호하는 강력한 방벽을 세우게 된다. 이러한 방어 기전은 최신 항암제인 면역관문억제제(ICB)나 차세대 면역세포 치료제(ACT)의 효과를 떨어뜨리는 핵심 원인으로 지목되어 왔다. ▲ 종양 유래 엑소좀 파괴 치료제(ExoPERM)의 작용 기전 개념도 박재형 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 암세포의 특수한 환경에 주목했다. 연구팀은 정상 조직과 달리 산성을 띠는 종양 미세환경에서만 활성화되는 ‘ExoPERM(pH-enabled rupture of exosome membranes)’ 기술을 개발하였다. 이 나노의약품은 평소에는 생물학적 기능이 없지만, 종양 조직 내의 약산성 환경에 노출되면 물리화학적 변화를 일으켜 암세포가 내뿜은 엑소좀의 막을 선택적으로 파괴한다. 이러한 기전은 단순히 엑소좀을 제거하는 것에 그치지 않고, 암 엑소좀에 의해 억제되었던 체내 면역 반응을 다시 깨우는 역할을 한다. 또한, 종양 내부를 딱딱하게 만들어 면역세포의 침투를 막던 기질 섬유화를 효과적으로 완화하여 면역세포가 암세포에 쉽게 접근할 수 있는 길을 열어주었다. 연구팀이 정맥주사를 통해 동물실험을 진행한 실험 결과, ExoPERM의 치료 효과는 놀라웠다. 기존 면역관문억제제와 함께 투여했을 때, 단독 투여 시보다 면역 T세포의 활성도가 1.8배 이상 증가했다. 특히 차세대 치료법인 입양 T세포 치료(ACT)와 병용했을 때는 종양 내부로 침투하는 T세포의 양이 3배 이상 급증하며 항종양 효능이 비약적으로 상승하는 것을 확인했다. 연구를 주도한 박재형 교수는 “종양 조직만을 정밀하게 타격해 면역 활성 상태로 전환시키는 ExoPERM 플랫폼은 기존 면역 항암제만으로는 치료가 어려웠던 난치성 암의 혁신적인 대안이 될 것”이라며, “이번 연구 성과가 환자들에게 실질적인 완치의 희망을 전하는 새로운 이정표가 되길 기대한다”고 소회를 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 글로벌 리더연구, 범부처 재생의료기술개발사업단의 재생의료 원천기술개발사업, 차세대바이오 및 선도연구센터(ERC), 산업통산자원부의 이종기술융합형 사업의 지원 등을 통해 수행되었으며, 생화학 및 분자생물학 분야 세계 최고 권위의 학술지인 ‘시그널 트랜스덕션 앤 타겟티드 테라피(Signal Transduction and Targeted Therapy, IF 52.7)’에 2026년 5월 28일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Combating Small Extracellular Vesicle–Mediated Immunological Barriers in the Tumor Microenvironment via Strategically Activatable PEGylated Peptides ※ 학술지: Signal Transduction and Targeted Therapy ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41392-026-02736-y
- 작성일 2026-10-06
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신소재공학부 김한기 교수 연구팀, 진공스퍼터링으로 페로브스카이트 태양전지 양산 가능성 규명 NEW

신소재공학부 김한기 교수 연구팀, 진공스퍼터링으로 페로브스카이트 태양전지 양산 가능성 규명 - 페로브스카이트층이 플라즈마에 어떤 영향을 받는지 세계 최초 규명 - 차세대 고효율 태양전지 ‘완전 진공 공정’ 상용화 기반 마련 ▲ (왼쪽부터) 교신저자 신소재공학부 김한기 교수, 주저자 임도하 연구원 신소재공학부 김한기 교수 연구팀이 현대자동차그룹, 포스텍(POSTECH), 강원대학교와 공동으로 차세대 태양전지 소재인 '페로브스카이트(perovskite)'를 진공 스퍼터링(sputtering) 방식으로 넓게 만들어낼 수 있는 핵심 원리를 세계 최초로 규명했다. 이번 연구는 에너지 소재 분야의 세계 최고 권위 학술지인 [Advanced Energy Materials] 온라인판에 게재되었으며, 향후 전 과정을 진공 상태에서 만드는 차세대 태양전지 상용화의 핵심 전환점이 될 것으로 기대된다. ▲ 용액 공정과 진공 공정 기반 페로브스카이트 박막 형성 방식 비교 모식도. 기존의 실리콘 태양전지를 이어받을 차세대 ‘꿈의 태양전지’로 불리는 페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 효율이 26%를 넘어서며 큰 주목을 받아왔다. 하지만 지금까지는 액체 상태의 물질을 회전시키며 뿌려서 굳히는 ‘액체 공정(스핀코팅)’에 주로 의존해 왔다. 이 방식은 실험실처럼 작은 크기로 만들 때는 유리하지만, 공장에서 넓은 면적으로 대량 생산할 때는 균일하게 만들기 어렵고 똑같은 품질을 유지하기 힘들다는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 현재 반도체나 디스플레이 공장에서 흔히 쓰이는 ‘진공 스퍼터링 공정’에 주목했다. 스퍼터링은 진공 상태에서 강한 에너지를 가진 플라즈마(기체 입자)를 부딪쳐 물질을 아주 얇고 고르게 입히는 기술이다. 이 방식은 넓은 면적에 똑같은 두께로 물질을 입히기 좋아 대량 생산에 매우 유리하다. 그러나 유기물과 무기물이 결합한 복잡한 구조인 페로브스카이트는 플라즈마의 강한 충격을 받으면 쉽게 부서지고 성질이 변해 그동안 실제 공정에 적용하기가 매우 어려웠다. 김한기 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 소재의 기초가 되는 결정(알갱이) 형태부터 새롭게 디자인했다. 연구팀은 품질이 아주 높은 단결정(내부 구조가 일정하게 정렬된 결정) 물질을 직접 만든 뒤, 이를 이용해 스퍼터링에 쓸 수 있는 단단한 판(타깃)을 제작했다. 기존 방식처럼 여러 가루를 단순히 섞은 것이 아니라, 화학적으로 성분이 똑같고 균일한 단결정을 사용함으로써 재료의 안정성을 대폭 끌어올렸다. ▲ Anti-solvent vapor-assisted crystallization (AVC) 공정 동안 시간에 따른 MAPbI3 단결정 성장 과정. ▲ MAPbI3 단결정을 분말화하고 저온 압축하여 페로브스카이트 스퍼터링 타겟을 제작하는 과정 (좌). 저온 압축 공정을 통해 제작된 MAPbI3 기반 페로브스카이트 스퍼터링 타겟 (우). 이어 연구팀은 스퍼터링 과정에서 발생하는 플라즈마가 페로브스카이트 표면에 어떤 변화를 주는지 실시간으로 정밀 분석했다. 그 결과, 플라즈마의 충격 때문에 페로브스카이트 속의 특정 성분(유기물과 아이오딘)이 서서히 사라지며 구조가 변한다는 사실을 밝혀냈다. 이는 지금까지 전 세계 과학계가 풀지 못했던 “왜 페로브스카이트에 스퍼터링 기술을 쓰면 성질이 망가지는가?”에 대한 근본적인 원인을 세계 최초로 명쾌하게 설명해 낸 쾌거다. ▲ 실제 RF 마그네트론 스퍼터링 중 형성된 플라즈마 방전 모습(좌)과 MAPbI3 타겟–기판 사이에서 형성되는 RF 플라즈마 구성 및 플라즈마–페로브스카이트 상호작용 모식도(우). ▲ Ar⁺ 이온 충돌(좌)과 광자 조사(우)에 의한 MAPbI3 타겟 분해 메커니즘 모식도. 이번 연구는 스퍼터링 기술을 활용한 페로브스카이트 태양전지 제조의 걸림돌을 찾아내는 동시에 대량 생산의 가능성을 파악했다는 점에서 의미가 크다. 특히 액체 용매를 전혀 쓰지 않아 친환경적이며, 우리나라가 세계 최고 수준의 경쟁력을 가진 기존 반도체와 디스플레이 공장의 진공 장비 인프라를 그대로 활용할 수 있어 산업적 가치가 매우 높다. 연구를 주도 신소재공학부 김한기 교수는 “이번 연구는 페로브스카이트가 진공 플라즈마 환경에서 어떻게 분해되고 변하는지를 과학적으로 증명한 첫걸음”이라며, “향후 공장에서 태양전지를 대량 생산할 수 있는 중요한 밑거름이 될 것이며, 우리나라의 반도체 공정 인프라를 태양전지 생산에 그대로 접목할 수 있다는 점에서 산업적 파급 효과가 엄청날 것”이라고 연구의 의미를 전했다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 중견연구과제 지원과 현대기아자동차 산학과제, 그리고 경기도 지역협력연구센터(GRRC)의 후원을 받아 수행되었으며, 재료 과학 분야의 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials, 인용지수: 26.0)’ 5월 22일 자 온라인판에 정식 게재되었다. ※ 논문명: Sputtering Mechanism of an Unsintered Organic–Inorganic Sputtering Target for Perovskite Solar Cells ※ 학술지: Advanced Energy Materials (Impact Factor: 26.0) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/aenm.71109
- 작성일 2026-10-06
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문형필, 이은호교수 Nature Review Electrical Engineering과 제조 AI·로보틱스에 대한 연구결과 인터뷰 진행 NEW

문형필, 이은호교수 Nature Review Electrical Engineering과 제조 AI·로보틱스에 대한 연구결과 인터뷰 진행 ▲ 좌측부터 이은호 교수, 문형필교수 기계공학부 문형필, 이은호 교수가 Nature Reviews Electrical Engineering의 기사 “AI robotics research in manufacturing at Sungkyunkwan University” 인터뷰에 참여해, 우리 대학의 제조 AI 및 AI 로보틱스 연구, 산학협력, 학생 참여 기회와 연구 비전을 소개했다. 이번 인터뷰는 공장 데이터, 인공지능(AI), 로봇, 제조 장비를 실제 산업 현장 수요에 맞게 통합하는 성균관대의 연구 방향을 중심으로 구성됐다. 인터뷰에서 연구진은 한국의 K-Humanoid Alliance와 Manufacturing AI Transformation(M.AX) 흐름 속에서 성균관대가 한국전자기술연구원(KETI), CJ Logistics, Aidin Robotics 등과 함께 물류 분야 AI 로보틱스 연구를 수행하고 있으며, LG전자, 현대자동차 및 현대모비스와도 가전 제조 산업의 AI 기반 밸류체인 공정기술 개발을 추진하고 있다고 설명했다. 이를 통해 원자재, 공정, 설비, 품질 데이터를 통합 활용하는 스마트 제조 시스템과 실시간 공정 최적화가 가능한 AI 로보틱스 기술을 개발하고 있다고 밝혔다. 문형필 교수는 인터뷰에서 비전 기반 듀얼암 하역 로봇, 실시간 6D 포즈 인식, 엣지 컴퓨팅 기반 파지 기술 등 산업용 AI 로보틱스 연구를 소개했다. 이은호 교수는 접합, 소성가공, 몰딩과 같은 제조 핵심 공정에서 실시간 센싱–AI 기반 의사결정–행동 실행이 시스템 수준에서 긴밀하게 통합되어야 하며, 이것이 Physical AI 기반 지능형 제조의 핵심이라고 강조했다. 특히 실제 제조 공정 데이터와 현장 작업자의 암묵지를 AI 시스템에 반영하는 산학협력의 중요성을 설명했다. 또한 이번 인터뷰는 우리 대학 연구 환경의 특징으로, 학생들이 산업체 공동연구를 통해 실제 생산현장 문제를 다루고, 이를 바탕으로 인턴십과 취업으로 이어질 수 있는 기회를 얻는 점을 소개했다. 최근 성과로는 자율 하역 로봇 ROGIBOT 개발과 전기차용 헤어핀 코일 모터 제조의 AI 기반 자동화 기술이 언급됐으며, 일부 기술은 현대모비스로 이전되어 사바나 공장 적용도 추진 중이라고 밝혔다. 이번 인터뷰는 성균관대학교가 제조 AI, 로보틱스, 스마트 제조 장비 분야에서 추진해 온 현장밀착형 연구와 산학협력 기반 인재양성 모델을 국제 학술 플랫폼에 소개했다는 점에서 의미가 크며 Nature Review Electrical Engineering 기사에 소개되었다 (https://doi.org/10.1038/s44287-026-00292-9). 앞으로도 성균관대는 산업 현장과 긴밀히 연계된 연구를 통해 AI와 로봇 기술의 실질적 제조 혁신을 선도해 나갈 계획이다. ▲ 자율 하역 로봇 ROGIBOT 개발 (문형필교수) ▲ 전기차모터 자율제조 장비-현대모비스 기술 이전 (이은호교수)
- 작성일 2026-10-06
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성균관대 건설환경공학부 진승우 학생, ㈜바로건설기술 ‘졸업동행 장학생’ 선발 NEW

성균관대 건설환경공학부 진승우 학생, ㈜바로건설기술 ‘졸업동행 장학생’ 선발 - 구조 분야 우수 학생 지원 위해 올해 신설된 장학금 성균관대학교 건설환경공학부 건축공학전공 3학년 진승우 학생이 지난 2일 ㈜바로건설기술의 ‘졸업동행 장학생’으로 선발돼 장학증서를 수여받았다. ㈜바로건설기술은 성균관대학교 건축공학과 졸업생인 서현주, 김광만 대표가 창립한 건설회사로서 장학금은 건설환경공학부 건축공학전공 학생 중 구조 분야에서 우수한 학업 성취를 거둔 학생을 지원하기 위해 올해 신설됐다. 원래는 2학년을 마치고 3학년에 진학하는 재학생을 대상으로 재료역학·구조역학 평균평점이 가장 높은 학생을 선발해 3학년 1학기부터 4학년 2학기까지 네 학기 동안 지급하는 것이 원칙이나, 신설 첫해인 2026학년도에는 기존 기준에 따른 신청 기회를 갖지 못한 3학년 2학기 재학생에게도 예외적으로 신청 자격이 주어졌다. 이에 따라 올해는 1학기에 수강한 구조 전공과목인 부정정구조해석·강구조설계·철근콘크리트구조1 중 성적이 우수한 상위 두 과목의 평균평점이 가장 높은 학생을 선발 기준으로 삼았다. 진승우 학생이 구조공학에 관심을 갖게 된 계기는 고등학교 시절로 거슬러 올라간다. 집 근처 동해선 교량 공사 현장에서 면진장치를 우연히 접한 것이 구조에 대한 호기심으로 이어졌고, 이는 건축공학과 진학을 결심하는 계기가 됐다. 당시 작성한 관련 보고서는 대학 입학 자기소개서에도 활용됐다. 입학 이후에도 구조 과목을 중심으로 꾸준히 학업에 매진해 온 진 학생은 건축기사와 건설안전기사 자격 취득을 함께 준비해 이론과 실무를 겸비한 구조 엔지니어로 성장하겠다는 목표를 밝혔다. 진승우 학생은 “고등학교 때 본 면진장치 하나가 지금까지 나를 이끌어 온 셈”이라며 “이번 장학증서를 계기로 구조 분야에서 더 단단하게 실력을 쌓아가고 싶다”고 소감을 전했다. 장기적으로는 국내 1군 건설사의 현장 구조 엔지니어로 일하는 것이 목표라고 덧붙였다.
- 작성일 2026-10-06
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