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- 나노결정을 가진 팔면체 이황화몰리브데넘의 저온 플라즈마 합성기술 개발
- 나노결정을 가진 팔면체 이황화몰리브데넘의 저온 플라즈마 합성기술 개발 - 본교 김태성 교수, 한국기계연구원 김형우 박사, 아주대 이재현 교수 공동연구팀 - 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 저온 대면적 합성을 통한 대량 생산 및 수전해용 백금의 대체 촉매로의 가능성 확인 [그림1] 좌측부터 본교 김태성 교수, 아주대 이재현 교수, 한국기계연구원 김형우 박사 기계공학부 김태성 교수가 신소재공학부 황동목 교수, 김만수 박사(공동 1저자), 아주대학교 이재현 교수(공동교신저자), 한국기계연구원 김형우 박사와 함께 4인치 웨이퍼 크기의 금속성을 가지는 이황화몰리브데넘(1T-MoS2) 박막 성장 및 효율적인 수소 발생 반응 기술을 개발했다고 밝혔다. 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides)은 전이금속과 16족 칼코겐 원소 중 산소를 제외한 황(S), 셀레늄(Se), 텔레늄(Te)의 화합물로 그래핀과 비슷하지만 밴드갭과 복수의 구조상에 따라 도체, 반도체, 절연체로 존재할 수 있어 그래핀을 대체할 차세대 나노소재로 기대되고 있다. 연구진은 2020년 플라즈마화학기상증착법(PECVD)을 이용하여 이황화텅스텐(WS2)을 팔면체 구조로 성공적으로 합성한 경험과 노하우를 바탕으로 이황화몰리브데넘 또한 대면적 팔면체 구조 합성에 성공했다. 김태성 교수는 “전이금속 칼코겐 화합물의 대표 물질 두 가지(MoS2, WS2)의 팔면체 구조 합성법을 모두 확보한 것은 주목할 만한 일”이라며 “저온 플라즈마 합성방법 또한 여러 분야에 적용가능하고 높은 재현성과 균일도를 가지고 있어 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 본 연구는 Green & Sustainable Science & Technology 분야 국제학술지 ‘켐서스켐(ChemSusChem)'(IF:7.96, JCR 상위 10% 이내)에 1.8(금) 온라인 게재되었다. 본 연구는 한국연구재단에서 지원하는 중견연구(NRF-2017R1A2B3011222), 기본연구(NRF-2018R1D1A1B07040292), 기초연구실사업(NRF-2020R1A4A4079397)의 지원으로 수행되었으며, 향후 다양한 종류의 이차원 물질의 형상별 대면적 상용화에 기여할 것으로 기대된다. [그림2] 나노 결정립의 팔면체 이황화몰리브데넘(MoS2)은 도체(1T 형상)의 특성이 있어 전이금속 특유의 높은 촉매 반응성과 함께 낮은 저항으로 값비싼 백금류 수전해용 촉매를 대체할 가능성을 보여주었음. 특히 4인치 웨이퍼 크기의 대면적으로 균일하게 합성하는 방법은 세계 최초이며, 관련 특허를 모두 보유하고 있음. 베라티스알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=353317 e-대학신문 http://www.dhnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=135316 유교신문 http://www.cfnews.kr/coding/news.aspx/3/1/41740#.YAJNjOgzat8 에너지경제 https://www.ekn.kr/web/view.php?key=20210115010003263 연합경제TV http://www.yonhaptv.co.kr/news/articleView.html?idxno=227814 테크월드 http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=113887
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- 작성일 2021-09-28
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- 나노 효과를 이용한 상온‧상압에서 팔면체 이황화텅스텐 합성기술 개발
- 기계공학과 김태성 교수 연구팀, 나노 효과를 이용한 상온‧상압에서 팔면체 이황화텅스텐 합성기술 개발 - 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 저온 대면적 합성을 통한 대량 생산 및 수전해용 백금의 대체 촉매로의 가능성 확인 - 2.13 나노 및 마이크로 과학 분야 국제학술지‘Small’ Back Cover로 선정 [그림1] 김태성 교수(성균관대), 이재현 교수(아주대), 김형우 박사(성균관대) 기계공학부 김태성 교수 연구팀(공동 1저자 김형우 박사, Vinit Kanade, 김만수)이 아주대학교 이재현 교수 연구팀과 공동으로 ‘웨이퍼 크기의 금속성을 가지는 이황화텅스텐(1T-WS2) 박막 성장 및 효율적이고 안정적인 수소 발생 반응’ 기술을 개발했다고 밝혔다. 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides)이란 주기율표상의 여러 전이금속과 16족 칼코겐 원소 중 산소를 제외한 황(S), 셀레늄(Se), 텔레늄(Te)의 화합물로, 단일 구조상을 갖는 대표적인 이차원 소재인 그래핀과는 달리 복수의 구조상이 존재하며 상전이에 의해 도체, 반도체, 전연체 등으로 전기적 물성이 변화되는 특징을 갖고 있어 차세대 나노소재로 기대되고 있다. 특히 상온‧상압의 조건에서 안정상인 육방형 구조상(2H)의 전이금속 칼코겐 화합물과 달리, 팔면체 구조상(1T)을 가진 전이금속 칼코겐 화합물은 도체의 특성이 있어 전이금속 특유의 높은 촉매 반응성과 낮은 저항으로 값비싼 백금류 촉매를 대체할 수 있는 에너지 전기화학 촉매 소재로 각광받고 있다. [그림2] 나노 결정립의 팔면체 이황화텅스텐이 도체(1T 형상)의 특성이 있어 전이금속 특유의 높은 촉매 반응성과 함께 낮은 저항으로 값비싼 백금류 수전해용 촉매를 대체할 가능성을 보여주었음 연구팀은 팔면체 구조상(준안성상)을 가진 이황화텅스텐 소재 상용화의 큰 걸림돌이었던 안정성 및 생산성 확보를 위해 플라즈마 기술을 활용하였다. 지난 2015년, 플라즈마화학기상증착법(PECVD)을 이용하여 이황화몰리브데넘을 저온에서 대면적으로 합성에 성공하여 학계 및 산업계에서 큰 주목을 받았다. 이후 아주대학교 연구팀과의 협업을 통해 이황화몰리브데넘-그래핀 이종접합구조를 합성한 데 이어 금속성을 갖는 팔면체 이황화텅스텐을 세계 최초로 대면적 기판상에 구현하였다. 연구팀은 합성된 이황화텅스텐 결정의 크기를 나노사이즈로 만들어 높은 표면에너지를 유도하여 상온‧상압에서 준안정상인 팔면체 구조를 1,000회 이상의 전기화학 반응 후에도 지속해서 유지할 수 있도록 하였으며, 높은 밀도의 결정립을 유도하여 촉매 반응성을 획기적으로 개선하는 데 성공했다. 본 연구는 한국연구재단에서 지원하는 중견연구(NRF-2017R1A2B3011222), 개인 기초연구지원사업(NRF-2018R1D1A1B07040292), 대통령 포스트닥터 펠로우쉽(NRF- 2014R1A6A4A04058169)의 연구결과로 향후 다양한 전이금속 칼코겐 화합물에 형상별(1T, 2H) 대면적 합성에도 적용 가능할 것으로 기대된다. 이번 연구는 나노 및 마이크로 과학 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)' (IF:10.856, JCR 상위 10%이내)의 2월 13일자 표지논문으로 게재되었다. 중앙일보 https://news.joins.com/article/23711309 대학저널 http://www.dhnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=118918 베리티스 알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=313552
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- 작성일 2021-09-28
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- 플라즈마를 이용한 대면적 박막형 이황화몰 리브데넘-그래핀 이종구조 제작
- 성균관대 김태성 교수 공동 연구팀, 플라즈마를 이용한 대면적 박막형 이황화몰 리브데넘-그래핀 이종구조 제작 - 11월 15일 ‘Applied Surface Science’(IF : 4.44)지 논문 게재 - 공과대학 기계공학부의 김태성 교수 연구팀(제1저자 김형우 연구원)이 아주대학교 이재현 교수연구팀과 공동으로 ‘대면적의 이황화몰리브데넘-그래핀(MoS2-Graphene) 이종접합구조의 저온 합성’원천 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 해당 연구는 꿈의 신소재로 불리는 그래핀과 차세대 반도체 소재로 관심을 모으고 있는 이황화몰리브데늄으로 이루어진 2차원 이종접합 소재의 대면적 합성 기술을 개발, 2차원 소재의 상용화에 새로운 전기를 마련한 데 의의가 있다. 성균관대 연구팀은 지난 2015년도에 이황화몰리브데넘을 플라스틱 기판위에 대면적으로 합성하여 학계 및 산업계에서 큰 주목을 받은 바 있으며 그 기술을 이번 2차원 이종접합구조 합성 연구에 적용하였다. 2차원 이종구조 (2D heterostructure)는 서로 다른 물리적 성질을 가진 원자층 두께의 2차원 물질들을 반데르발스 인력으로 결합시킨 층상 구조로 기존 소재의 장점을 극대화 할 수 있으며 새로운 물리적, 화학적 특성을 유도할 수 있어 현재의 전자소자의 한계를 극복하는데 중추적인 역할을 할 수 있는 신소재로 많은 관심을 받고 있다. 하지만, 대부분의 이황화몰리브데넘-그래핀 이종접합 구조의 구현 방법이 물리적 박리 또는 고온의 합성공법에 국한되어 있는 등 소재의 상용화에 많은 걸림돌이 존재하였다. 본 연구팀은 그래핀 위에 증착된 몰르브데넘에 플라즈마 기술을 이용 300도의 낮은 온도에서 황화처리하여 4인치 대면적 기판위에 높은 균일도를 가진 이황화몰리브데넘-그래핀 이종접합 구조를 제작하였다. 저온 공정을 통해 원하는 기판위에 직성장이 가능하기 때문에 대량생산도 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이번 연구결과 논문은 2018년 11월 15일 국제학술지인 ‘Applied Surface Science’(IF: 4.44, JCR 상위 5%이내, Materials science, coating&films 분야 1위 저널)에 게재되었다. 본 과제는 한국연구재단에서 지원하는 중견 연구(NRF- 2017R1A2B3011222), 대통령 포스트닥터 펠로우쉽(NRF- 2014R1A6A4A04058169), 그리고 개인 기초연구지원사업(NRF- 2018R1D1A1B07040292)의 연구결과로 향후 다양한 종류의 이차원 물질의 대면적 이종구조의 적용 및 상용화에 기여할 것으로 기대된다. <김태성 교수(교신저자), 이재현 교수(공동교신저자), 김형우 연구원(제1저자)> -성균관대 https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=68359 -아시아투데이 http://www.asiatoday.co.kr/view.php?key=20181204010001881 -베라티스알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=136498 -유교신문 http://www.cfnews.kr/coding/news.aspx/1/1/17772#.XAYPtmgzaUk -아시아타임즈 http://www.asiatime.co.kr/news/articleView.html?idxno=215475
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- 작성일 2021-09-28
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- 연구실 2018-1학기 포스터
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- 작성일 2021-09-28
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- (Invited speaker) Emiliano, Saccomandi Seminar
- 7/17 16:00-18:00 Emiliano Seminar "Fiber optic sensors for medical applications" -Associate professor -Universita Campus Bio-medico di Roma, Rome, Italy 7/18 10:00-12:00 Paola Saccomandi Seminar "Laser ablation for tumor removal: future directions" -Institute of Image-guide surgery (IHU) Strasbourg -Universita Campus Bio-medico di Roma, Rome, Italy
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- 작성일 2021-09-28
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- 신입생 모집 공고 (~2018.2학기 모집)
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- 작성일 2021-09-28
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- 골다공증 진단용 고감도 바이오센서 개발 (한국전자부품연구원)
- KETI(전자부품연구원, 원장 박청원)가 골다공증 진단이 가능한 고감도 바이오센서를 성균관대학교 김태성교수님 연구팀과 공동으로 개발했다고 24일 밝혔다. 이 기술은 골다공증 검출 지표인 부갑상선 호르몬을 고감도로 정량화해 검출하는 방식으로 이황화몰리브덴과 그래핀을 활용해전기신호를 획기적으로 증폭시켜 기존에 검출이 어렵던 영역대의 신호 검출을 가능하게 한 전기식 센서다. KETI가 개발한 바이오센서는 △나노복합체를 이용해 센서의 정밀도와 안정성을 높였고, △광학 부품을 사용하지 않고 통합 회로설계로 구조를 단순화시켜 소형화가 가능하며, △공정 자동화에 의한 저비용 측정이 가능해 검사 단가를 낮출 수 있는 특징이 있다. 특히, 이 센서는 10~50(pg/ml)의 극미량 호르몬 인식이 가능해 기술적으로 글로벌 제품과 대등한 수준의 인식 성능을 확보했다. 인식 오차는 ±6% 이내며 카트리지 lot간 편차는 ±10% 이내다. 기존 대형 장비의 경우 다량의 혈액 샘플 분석을 위한 장비로 혈액 채취 후 대기시간이 다소 오래 걸렸지만, 이번에 KETI가 개발한 바이오센서는 소량 샘플에 대한 측정이 가능하고 검출시간을 20분 이내로 단축시켰다. 또한, 소형화 및 낮은 제품단가 구현이 가능해 향후 개인병원을 통한 맞춤형 서비스 제공이 가능할 것으로 기대한다. 개발한 센서 및 모듈로 구성된 제품은 식약처(식품의약품안전처) 신고를 완료하고 GMP(Good Manufacturing Practice, 의약품 제조 및 품질관리기준)를 획득 했으며, 현재 진단카트리지는 2등급 식약처 허가를 진행중이다. 시장조사기관인 RnR Market Research에 의하면 2019년 골다공증 세계 시장이 400억 달러의 거대 시장을 형성할 것으로 예상하고 있어, 현재 진행 중인 진단카트리지의 식약처 허가가 완료되면 질환 검출 및 환경오염인자 검출 등 다양한 분야의 범용 플랫폼으로 폭넓게 활용될 것으로 기대한다. 기술을 개발한 KETI 휴먼케어시스템연구센터 이민호 책임은 “개발한 바이오센서 플랫폼이 높은 신뢰성과 양산성으로 글로벌 경쟁력을 갖췄다”며 “사업화 역량이 높은 국내 기업을 발굴해 해외 기업이 선점해 있는 바이오센서 시장 진출에 기여하겠다.”고 밝혔다. 이 기술은 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 ‘산업핵심기술개발사업’으로 지원된 ‘다중바이오마커 기반의 골 결손 정량분석기 개발’ 과제로 개발되었다. http://www.keti.re.kr/dept/press.php?at=view&idx=138862
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- 작성일 2021-09-28
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- 2차원 나노물질복합체 이용, 골다공증 환자 대사 여부 판단 가능한 부갑상선 호르몬 감지 센서 개발
- 2차원 나노물질복합체 이용, 골다공증 환자 대사 여부 판단 가능한 부갑상선 호르몬 감지 센서 개발 성균관대 김태성 교수, 한국전자부품연구원 (KETI)의 이민호 박사 공동 연구팀 2차원 나노물질복합체 (이황화몰리브데늄-그래핀 복합체) 로 이루어진 부갑상선 호르몬 감지 바이오센서 개발, 골다공증 진단 비용 획기적 절감 가능성 열어 10월 3일 ‘Scientific Reports’ (IF: 5.228) 지 논문 게재 □ 성균관대학교(총장 정규상) 김태성 교수 (기계공학부, 교신저자)와 해당 연구실 김형우 대학원생 (성균나노과학기술원 석박통합과정생, 제1저자), 한국전자부품연구원 (KETI)의 이민호 박사 (공동교신저자), 김혜윤 연구원 (공동 제1저자) 연구팀이 개발한 호르몬 바이오센서 논문이 지난 10월 3일 국제학술지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports, IF: 5.228)에 게재되었다. □ 논문제목은 “A sensitive electrochemical sensor for in vitro detection of parathyroid hormone based on a MoS2-graphene composite” (국문: 이황화몰리브데늄-그래핀 복합체 기반의 parathyroid 호르몬을 높은 민감도로 감지할 수 있는 전기화학적 센서개발)이다. □ 연구팀은 2차원 나노물질로 각광받고 있는 그래핀 (Graphene: 탄소원자들이 6각형 형태로 배열되어 전기 전도성, 열전도도가 매우 높고 물리화학적 안정성이 높아 차세대 신소재로 주목받음)과 이황화몰리브데늄(MoS2:그래핀과 달리 실리콘과 비슷한 값의 밴드갭을 가지고 있어 실리콘을 대체할 신소재로 불리는 물질 또한 수소 발생 반응성이 뛰어남)의 나노복합체를 수열합성법으로 합성하는데 성공하였다. 시너지효과가 발생되는 이황화몰리브데늄과 그래핀의 나노복합체를 이용하여 전기화학적 센서의 정밀도와 안정성을 향상시켰다. □ 폐경기 여성에게 발생할 수 있는 골다공증 (Osteoporosis) 질환 환자의 대사 여부를 확인할 수 있는 호르몬인 부갑상선 호르몬 (Parathyroid Hormone)의 농도를 측정하여 모니터링 할 수 있다. 본 바이오센서를 통해 부갑상선 호르몬에 대하여 1-50 pg/ml 범위의 보정곡선을 얻은 후 실제 30명의 임상 혈청 (분당서울대병원, 박문석 교수팀)을 이용하여 검증하였다. 이 때 실제 병원에서 사용되고 있는 전기화학적 면역분석법 장비인 로슈 E170 (Roche Modular Analytics E170)와 t-test 비교 검증 (P < 0.01)을 통해 매우 유사한 정확도를 확인하였다. 1억원대의 상용화된 로슈 장비(http://www.diamonddiagnostics.com/equipment/Imm/Roche_Analytics_E170.htm)와 낮은 비용으로 제작할 수 있는 본 센서가 유사한 정확도를 보임으로써 향후 골다공증 관리에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다. □ 본 과제는 산업통상자원부에서 지원하는 산업핵심기술개발 사업(관리번호 10045220)과 한국연구재단(NRF-2013R1A1A2058893)의 연구결과로 향후 범용성 있는 의료진단기기로 활용될 것으로 기대된다. http://news1.kr/articles/?2800939 http://www.dhnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=65151 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=64684
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- 작성일 2021-09-28
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- 반도체·디스플레이 제조 불량 실시간 분석 장비 개발
- 반도체와 디스플레이 생산 공정에서 실시간 불량 여부를 진단, 경제성을 크게 높일 수 있는 오염 입자 분석 장비가 나왔다. 반도체와 디스플레이는 공정 이후에나 불량검사를 실시했다. 공정 중간에 미리 불량 여부를 알게 되면 불량으로 인한 손실을 줄일 수 있게 된다. 한국표준과학연구원(KRISS·원장 권동일)은 2014년 측정장비 업체 코셈에 기술을 이전한 실시간 오염 입자 측정 분석장비 `PCDS`가 기술 이전 2년 만에 상용화, 최근 디스플레이 대기업 A사에 공급했다고 12일 밝혔다. PCDS는 강상우 KRISS 박사와 김태성 성균관대 교수 공동 연구팀이 개발했다. 진공 상태에 부유하는 나노미터 영역의 입자 크기, 형상, 성분 등 다양한 특성을 실시간으로 분석하는 장치다. 코셈은 최근 이 제품을 A사 외에 다른 대기업에도 판매하기로 했다. 정부출연연구기관(출연연)과 대학이 공동 개발, 중소기업에 기술 이전한 `공정 오염원 추적기술`이 2년 만에 상용화되는 셈이다. 회사 측은 5년 이내에 500억원 규모 시장을 형성할 것으로 기대했다. 전자신문 , http://www.etnews.com/20160912000301 http://www.skku.edu/index_pc.jsp
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- 작성일 2021-09-28
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