“6G 시대에는 1경분의 1초가 필요해”…삼성 지원 연구논문, 국제학술지 잇따른 게재

삼성미래기술육성사업의 지원을 받은 국내 연구진 (좌측부터) 김정원 카이스트 교수, 허남호 경북대 교수, 신의철 카이스트 교수

삼성전자의 ‘삼성미래기술육성사업(이하 삼성미래사업)’에서 지원하는 연구과제들이 최근 다양한 국제학술지 잇따라 소개되며 주목받고 있다. 삼성미래사업은 국내 과학기술 육성을 목표로 2013년부터 1조 5000억원을 출연해 시행 중인 연구지원 사업이다.

최근 △정보 통신 기반 기술 △차세대 퀀텀닷(QD) 소재 △면역학 등을 주제로 다룬 논문들이 네이처 커뮤니케이션즈·어드밴스드 머티리얼즈 등에 게재되며 성과를 보이고 있다.

‘1경분의 1초’까지 정밀측정…6G 대응 차세대 기술

김정원 카이스트 교수와 정하연 고려대학교 교수 공동연구팀은 디지털 형태의 전자신호 시간 오차를 100아토초(1경분의 1초) 이하로 측정해 제어할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.

최근 5G 통신, 자율주행차 등 매우 빠른 통신속도를 필요로 하는 전자장비가 급증하며, 기기간 시간 동기화 및 오차를 수십 펨초토(1펨토초=1000조분의 1초) 수준으로 줄이려는 노력이 활발하다. 하지만 현재 기술로는 펨토초 단위의 시간 측정과 제어가 어려워 6G 통신 등 미래 정보통신에 적용하기 어려운 한계가 있었다.

김정원 교수 연구팀은 초고속 펄스 레이저의 광신호를 디지털 전자 신호로 변환하고 측정하는 새로운 기술을 개발함으로써 이 문제에 대한 돌파구를 제시했다. 이 기술을 활용하면 전자 신호 간 시간 오차를 최대 50아토초(2경분의 1초)까지 매우 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

이 연구는 22일(영국 현지시간) 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표됐다.

물 속에서 1년도 거뜬하다. 차세대 퀀텀닷 소재

허남호·주진 경북대 교수, 한정우 포스텍 교수는 공동연구를 통해 색재현성과 수분 안정성이 우수한 차세대 퀀텀닷 소재 기술 개발에 성공했다.

퀀텀닷은 직경 10억분의 1m 수준 입자로, 색재현성이 뛰어나 QD 디스플레이 구현을 위한 핵심 물질로 사용되고 있다. 최근에는 색재현성이 2배 이상 우수한 페로브스카이트(Perovskite) 퀀텀닷 소재 연구도 활발히 진행되고 있었지만, 해당 소재는 수분과 접촉 시 안정성이 떨어지는 한계가 있었다.

허남호 교수 연구팀은 이 문제를 다공성(多孔性) 물질인 제올라이트(Zeolite)에 페로브스카이트를 결합시키는 방식으로 수분과 접촉해 성능이 저하되지 않는 기술을 개발해 해결했다. 이렇게 만들어진 발광체는 물속에 1년 이상 두어도 안정성이 유지된다. 또 제올라이트와 결합하는 과정에서 페로브스카이트의 크기와 배열이 균일해져 색재현성도 기존 페로브스카이트보다 10% 향상된다.

이 연구 결과는 혁신 소재기술로 인정받아 20일(독일 현지시간) 재료과학 분야의 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐다.

코로나19에서의 사이토카인 폭풍 원인 규명

한편, 코로나19 환자의 상태를 급격히 악화시키는 사이토카인 폭풍(Cytokine storm, 과잉 염증반응)의 원인도 국내 연구진에 의해 세계 최초로 규명됐다.

주인공은 삼성미래사업의 지원을 받아 ‘중증 바이러스 질환에서 면역세포의 숙주손상 유발기전’을 2014년부터 연구하던 신의철 카이스트 의과학대학원 교수다. 신 교수는 정인경 KAIST 생명과학과 교수, 김성한 서울아산병원 교수, 최준용·안진영 연세대 세브란스병원 교수, 정혜원 충북대병원 교수와의 공동 연구로 얼마 전 사이토카인 폭풍의 원인을 세계 최초로 규명해 주목받았다.

연구 결과는 10일(미국 현지시간) 면역학 분야의 세계적 학술지인 ‘사이언스 이뮤놀로지(Science Immunology)’에 발표됐으며, 향후 코로나19 환자 치료에 있어 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대되고 있다.

한편, 삼성미래사업은 지금까지 601개 과제에 총 7713억원을 집행했다. 국제학술지에 총 1224건의 지원 논문이 게재됐으며, 사이언스(5건), 네이처(2건) 등 최상위급 국제학술지에 소개된 논문은 96건에 달한다.

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