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안영환(에너지시스템학과/물리학과) 교수팀이 테라헤르츠파에서 작동하는 메타물질을 이용해 곰팡이, 박테리아 등의 미생물을 빠르고 쉽게 검출해 낼 수 있는 센서 개발에 성공했다. 센서는 수초 이내에 곰팡이나 박테리아 같은 미생물들을 존재유무 뿐만 아니라 종류까지 감별해 낼 수 있다. 센서에 이용된 메타물질은 자연에서 존재하지 않는 전자기적, 광학적 성질을 갖도록 인공적인 구조체 배열을 통해 만들어진 물질로서 구조에 따라서는 투명망토, 음의 굴절률 등도 구현 가능해 많은 주목을 받고 있다. 연구결과는 한국과학재단의 중견연구자사업(핵심)을 통해 지원되었으며, “Detection of microorganisms using terahertz metamaterials”라는 제목으로 네이처 출판그룹의 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)지 온라인판에 지난 5월 게재되었다. 곰팡이, 박테리아, 바이러스와 같은 유해 미생물들에 의한 질병이 급증하고 있는 가운데 미생물을 빠르고 정확하게 검출하는 기술에 대한 요구가 높아지고 있다. 하지만 미생물을 직접 검출할 수 있는 바이오센서 연구는 매우 미진한 상황이다. 현재로서 배양법이 가장 일반적인데 정확도면에서는 우수하지만 시간이 오래 걸리고, 실험실 환경이 갖춰져야 하며 상당한 숙련도가 필요하다는 단점이 있다. 안 교수팀은 테라헤르츠파에서 작동하는 메타물질이 구조적 특성상 마이크로미터(머리카락의 100분의 1) 크기의 물질에 민감하게 반응한다는 점에 착안해 센서를 만들었다. 물질의 크기가 너무 크거나 작으면 센서가 작동하지 않는데 미생물의 크기가 마이크로미터로 검출에 유리한 최적의 크기이기 때문이다. 테라헤르츠파에서 작용하는 메타물질 센서는 굴절률 변화를 통해 미생물의 유무는 물론 종류까지 판단해낼 수 있다. 기존의 배양법과 달리 극소량의 미생물만으로도 수초 이내에 검출이 가능해 시간, 환경, 숙련도 등의 제약을 받지 않는다. 논문에서 이미 곰팡이(페니실린, 효모, 흑국균 등), 박테리아(대장균, 유산균 등)와 같은 보편적인 미생물을 높은 감도로 측정해 검출 대상에 대한 제약도 거의 없다. 또한 센서를 항체(anti-body)로 조작하여 특정 미생물에만 선택적으로 반응하도록 해 유해 미생물만 검출하는데도 성공했다. 특히, 식품의 이물질 유무를 검사하기 위해 X-ray가 많이 쓰이고 있지만 방사능 피폭이나 검출물의 손상 때문에 테라헤르츠파가 주목을 받고 있으나 액체에 강하게 흡수되는 성질때문에 한계를 보여 왔다. 안 교수팀의 센서는 이러한 제약이 극복되어, 수중에 존재하는 다양한 박테리아 및 바이러스 검출에도 효율적이다. 안영환 교수는 “사물이 안보이도록 하는 메타물질이 오히려 미생물은 더 잘 보는 역설적인 결과이며 미생물을 검출하는 시도는 처음이다.”라고 말했다. 또 “지금은 테라헤르츠파 광원이 비싸 당장 보급은 어렵지만 후속 연구를 통해 실용화 시기도 곧 다가올 거라 생각한다.”고 말했다. 한편, 이번 연구는 에너지시스템학과 박사과정인 박세준 군이 제1저자로 실험과 이론계산을 수행했으며 생명과학과 김혜선 교수팀에서 곰팡이와 박테리아 시료를 제공했다. 관련기사 : 매일경제(2014.6.24), 매일경제(2014.6.26) 테라헤르츠파 메타물질 센서를 이용한 미생물 검출과정을 도식화 메타물질에 포획된 곰팡이(푸른곰팡이)의 전자현미경 사진
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1043
- 작성자정우준
- 작성일2014-06-24
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1041
- 작성자이솔
- 작성일2014-06-17
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우리 학교가 올 상반기 12개의 해외 대학 및 기관과 자매결연 협정을 체결하고 글로벌 교류· 협력을 확대해 가고 있다. 특히 올 상반기에는 그동안 교류가 없었던 에콰도르 소재 대학들과 자매결연 협정을 체결, 남미지역 대학과의 협력 확대에 성과를 내고 있다. 우리 학교는 에콰도르의 우수 대학인 국립기술대학(National Technical University, EPN), Universidad de Las Fuerzas Armadas(ESPE) 두 곳과 자매결연 협정을 맺었다. 이번 협정은 지난해 막을 올린 국제대학원의 ‘아르헨티나 국비유학생 위탁 교육 프로그램(BEC.AR)’에 이어 남미 지역 대학들과의 협력방안 모색에 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 국제대학원은 지난해 이 프로그램을 통해 8월부터 석달동안 학계, 기업, 연구소 등에 근무하는 아르헨티나 국적의 교육생 29명을 대상으로 교육을 진행한 바 있다. 교육 프로그램은 혁신적 경영방법론, 세부전공(IT, BT, NT), 한국어 등으로 구성됐다. 또한 일본 대학으로서는 드물게 전과목을 영어로 진행하는 아키타국제대학(Akita International University)과 교류협정을 체결해 앞으로 일본 지역으로의 교환학생 파견 및 유치에 적극 나선다는 계획이다. 우리 학교는 현재 전세계 62개국 265개 대학 및 기관과 자매결연 협정을 맺고 있다. 이들 대학과는 교환학생 파견, 복수학위 프로그램 등의 학생교류와 공동연구, 교수 교환 등 다양한 교류협력 프로그램을 진행하고 있다. 한편 올 상반기 우리 학교와 자매결연 협정을 체결한 해외 대학은 다음과 같다. - 에콰도르 National Technical University(EPN) - 에콰도르 Universidad de Las Fuerzas Armadas(ESPE) - 일본 Akita International University - 중국 Tianjin Medical University - 중국 Sichuan Academy of Social Sciences - 독일 Karlsruhe University of Applied Science - 네덜란드 HAN University of Applied Science - Faculty of Engineering, Academy of Information Technology, Media and Communication - 프랑스 France Business School - 프랑스 The Universite Montesquieu Bordeaux IV - 프랑스 ECE Paris - 프랑스 Ecole Centrale de Nantes - 미국 Towson University (재협정)
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1039
- 작성자이솔
- 작성일2014-06-12
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1037
- 작성자이솔
- 작성일2014-06-05
- 18401
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1035
- 작성자이솔
- 작성일2014-06-03
- 19810
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1033
- 작성자이솔
- 작성일2014-05-28
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1031
- 작성자이솔
- 작성일2014-05-28
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1029
- 작성자이솔
- 작성일2014-05-27
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1027
- 작성자이솔
- 작성일2014-05-27
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- 작성자이솔
- 작성일2014-05-26
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1023
- 작성자이솔
- 작성일2014-05-23
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1021
- 작성자이솔
- 작성일2014-05-23
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