[과기원은 지금] KAIST, 왜곡 신호 없는 전자전도 정량적 추출 방법론 개발 外

도전재 종류에 따른 130 사이클 전후 C-AFM 결과 모식도. KAIST 제공

■ KAIST는 홍승범 신소재공학과 교수 연구팀이 LG에너지솔루션과 협업해 나노스케일 분해능으로 전극 내 전자 전도 채널을 왜곡 신호 없이 정량적으로 추출하는 방법론을 개발하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 전극 소재와 같이 표면 거칠기가 큰 시료에서 전도성 원자력 현미경(C-AFM) 운용 시 발생하는 왜곡 정보인 용량성 전류의 원인을 규명하고 피어슨 상관 분석 방법을 기반으로 해당 왜곡 정보를 제거했다. 또 이 방법론을 실리콘·흑연 기반 복합 음극에 적용해 도전재 성분에 따른 전자 전도 채널 영상화를 실시했다. 이를 통해 '단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)'가 적용된 전극의 전기적·전기화학적 우수성 입증에 성공했다. 홍승범 교수는 "왜곡 신호의 원인을 규명하고, 이를 정량적으로 제거하는 연구는 영상화 분야에서 매우 중요하다"며 "이번에 개발한 방법론이 전극 내 전자 전도 채널을 강화하는데 적용돼, 실리콘 기반 복합 음극의 고도화를 앞당기는 데 도움이 되길 바란다"고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘에이씨에스 어플라이드 머티리얼즈 앤드 인터페이시스’에 6월 22일 게재됐다.

■ 포스텍은 정규열 화학공학과 교수 연구팀이 여러 미생물 균주를 공배양하면서 '파퓰레이션 가이더'란 유전자 회로를 도입해 미생물끼리 공생을 유도해 생산성을 높이는 생물공정 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 합성생물학 주요 기술로 손꼽히는 유전자 회로를 미생물들의 '가이드'로 활용했다. 다시마 등 해조류에 들어 있는 알긴산을 활용하는 균주와 대장균 균주를 이용해 페인트나 물감, 섬유와 기저귀에 사용되는 '3-하이드록시프로피온산(3-HP)'을 만들었다. 이어 대장균에서 이 물질이 합성될 때 3-HP 의 생산성에 반응해 '암피실린'을 분해하는 '파퓰레이션 가이더'라는 이름의 유전자 회로를 넣었다. 이렇게 유전자 회로를 넣은 경우암피실린에 의해 선택적으로 생존이 조절되며 3-HP 생산성이 가장 높아지도록 미생물 간 협력이 이루어지도록해 유전자 회로를 넣지 않은 상태보다 4.3배나 더 많이 합성물을 만들어내는 것으로 확인됐다. 정규열 교수는 “인공 유전자 회로가 여러 균주를 사용해 화합물을 만들 경우 상호경쟁으로 인해 생산성이 떨어지는 단점을 보완할 수 있다는 것을 처음으로 제안한 것”이라며 “미생물 세포공장의 생산성과 다양성을 모두 확보할 수 있는 혁신적인 기술로 평가받고 있다”고 설명했다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처커뮤니케이션’에 7일 게재됐다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]