바이오메카트로닉스학과 박진성 교수가 제주특별자치도교육청(교육감 김광수)이 주최한 ‘고등학생 융합컨퍼런스 특별강연 및 탐구보고서 발표회’에 3년 연속 초청 강연자 및 심사위원으로 참여하며, 제주지역 과학 인재 양성에 기여한 공로로 감사패를 수여받았다.
‘고등학생 융합컨퍼런스’는 제주특별자치도교육청이 주최·주관하고, 제주대학교 사범대학, 융합컨퍼런스사업추진단, 과학중점학교 교과연구회가 공동 운영하는 창의융합교육 프로그램이다. 도내 과학고와 일반고 학생 약 500여 명이 참가하며, 1년간의 탐구성과를 공유하고 학교 간 교류와 협력을 활성화하여 융합형 미래 인재를 양성하는 것을 목표로 한다.
박진성 교수는 2023년부터 2025년까지 3년간 특별강연회 강사와 소논문 발표대회 심사위원으로 참여하며, 학생들의 진로 탐색과 자기주도적 탐구 역량 강화에 기여했다. 그는 2023년 ‘나노 물질을 이용한 바이오 및 환경 센서’, 2024년 ‘연구! 재밌는 거 할까? 필요한 거 할까?’, 2025년 ‘나노기술 한 스푼 첨가된 센서 레시피’를 주제로 강연을 진행하며 학생들에게 폭넓은 학문적 통찰과 진로에 대한 영감을 제공했다.
박진성 교수는 매년 강연을 통해 첨단 나노기술과 바이오센서 연구의 융합적 비전을 제시하며, 학생들에게 “과학적 호기심을 연구로 발전시키는 방법”을 전하는 등 진로 설계에 실질적인 도움을 주었다. 또한, 탐구보고서 발표대회 심사위원으로서 학생들의 연구 결과를 평가하고 피드백을 제공함으로써 탐구 중심 학교문화 확산과 과학 인재 양성 기반 마련에 기여하였다.
제주특별자치도교육청은 이러한 박진성 교수의 지속적인 교육 협력과 행사 성공적 운영에 대한 공로를 인정하여 감사패를 전달하였다.
박진성 교수는 “미래를 이끌어갈 학생들이 과학과 공학을 융합적으로 이해하고, 스스로의 진로를 설계하는 모습을 보며 큰 보람을 느꼈다”며, “앞으로도 학생들과 소통하며 지역사회와 함께 성장하는 교육 협력을 이어가겠다”고 소감을 밝혔다.
바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 연세대학교 박인수 교수(의공학과), 고려대학교 이규도 교수(생명정보공학과) 공동 연구팀과 함께 바늘 삽입 없이 작동하는 초정밀 미세 액적 분사 시스템을 세계 최초로 개발했다.
이번 연구 성과는 재료과학 분야의 권위 있는 국제학술지 Advanced Science (IF 14.1) 2025년 9월 26일자 온라인판에 게재되었으며, 해당 호의 표지논문(Front Cover) 으로 선정되었다.
이번 연구에서 개발된 시스템은 전기장을 이용해 액체를 나노~마이크로미터 수준의 초미세 액적으로 분사하는 전기분사(Electrospray) 기술의 구조적 한계를 극복한 혁신적 기술이다. 기존 전기분사 시스템은 외부 전극이나 바늘 구조에 의존해 막힘(clogging), 재현성 저하, 복잡한 제작 공정 등의 문제가 있었으며, 이러한 한계로 인해 바이오칩이나 휴대형 기기로의 응용이 제한적이었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 미세유체칩 내부에 전기장을 직접 형성할 수 있는 내장형 전극 구조를 새롭게 고안했다. PDMS(Polydimethylsiloxane) 재질의 유연한 칩 내부에 전도성 유체 전극을 삽입함으로써 외부 전극이나 금속 삽입 없이도 전기분사가 가능한 완전 통합형 시스템을 구현하였다.
이 기술은 균일하고 재현성 높은 미세 액적을 장시간 안정적으로 생성할 수 있으며, 전극 막힘 없이 단순한 제작 공정으로도 저비용 대량생산이 가능하다는 점에서 공정 혁신 기술로 평가된다.
연구팀은 형광 현미경, 주사전자현미경(SEM), 원자힘현미경(AFM), 켈빈 탐침현미경(KPFM), 라만 분광 분석 등 다양한 첨단 분석 기법을 통해 시스템의 성능을 검증했다. 그 결과, 액적의 크기와 간격을 전기장 세기·거리·유량 조절로 정밀 제어할 수 있음이 확인되었으며, 균질한 표면 증착과 정밀한 패턴 형성이 가능함을 입증했다. 이러한 결과는 단일세포 배열, 바이오칩 제작, 반도체 박막 증착, 정밀 프린팅 등 다양한 산업 분야에서의 활용 가능성을 보여준다.
박진성 교수는 “이번 연구는 기존 전기분사 기술의 복잡한 구조와 공정상의 제약을 근본적으로 해결한 결과로, 반도체·바이오·정밀 소재 산업 전반에 적용 가능한 차세대 플랫폼 기술”이라며, “특히 나노·마이크로 단위의 균일한 액적 제어가 가능하다는 점에서 초정밀 바이오 센서 기술로의 확장성이 매우 기대된다”고 밝혔다.
본교 강채영 학생은 “전극을 외부에서 연결하지 않고도 내부에서 전기장을 형성해 안정적인 분사가 가능하다는 점이 핵심”이라며, “향후 바이오센서, 단일세포 분석, 정밀 소재 프린팅 등 다양한 연구에 적용할 계획”이라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단, 보건복지부, 과학기술정보통신부, 교육부의 지원으로 수행되었다.
※ 논문명: Needle-free, Liquid Metal-embedded Electrospray Deposition System for Controlled Microdroplet Printing
※ 학술지: Advanced Science (IF 14.1, Front Cover 논문)
나노바이오환경센서 연구실 (NBES Lab, 지도교수 박진성) 소속 대학원생들이 한국연구재단 주관 2025년 이공계 석·박사 연구장려금 지원사업 대상자로 총 5명이 선정되는 쾌거를 거두었다. NBES 연구실에서는 박사과정생 2명, 석사과정생 3명이 동시에 선정되었고, 선정된 박사과정생은 연간 2500만원, 석사과정생은 연간 1200만원 규모의 인건비를 지원받게 된다.
바이오의약융합전공 채경환 석·박사통합과정생은 ‘항생제 내성 미세플라스틱-박테리아 고속 스크리닝을 위한 AI-광학 랩온어칩’이라는 주제로 박사과정생 연구장려금에 선정되었다. 해당 연구는 SERS(표면증강라만산란)와 AI 기술을 접목해 항생제 내성 보유 박테리아를 신속 검출·분류할 수 있는 칩 기반 센서 시스템 개발을 목표로 한다.
바이오의약융합전공 박대일 석·박사통합과정생은 ‘수계 내 중금속 누출 진단을 위한 AI 전기화학 검출 플랫폼 개발’이라는 주제로 박사과정생 연구장려금에 선정되었다. 금속-폴리페놀 네트워크 나노입자와 진동 모듈을 도입해 수계 내 다중 중금속을 현장에서 정밀 분석할 수 있는 센서 시스템을 개발하는 것을 목표로 한다.
메타바이오헬스학과 강채영 석·박사통합과정생은 ‘황반변성 환자 치료 예측을 위한 AI 기반 맞춤형 SERS 플랫폼 개발’이라는 주제로 석사과정생 연구장려금에 선정되었다. 해당 연구는 다양한 나노구조체를 활용한 SERS 신호 증폭과 AI 분석을 기반으로, 환반병성 환자의 치료 주기를 예측할 수 있는 센서 시스템 개발을 목표로 한다.
메타바이오헬스학과 김수빈 석사과정생은 ‘지속성 유기오염물질(PFOA)의 현장 감지를 위한 AI 융합 전기화학 센서 시스템 개발’이라는 주제로 석사과정생 연구장려금에 선정되었다. ‘영원한 화학물질’로 불리는 독성물질인 PFOA를 현장에서 신속하게 검출하기 위한 AI 기반 센서 시스템을 개발 목표로 한다.
바이오메카트로닉스학과 최도은 석사과정생은 ‘삭시톡신의 현장 정량 분석을 위한 AI 최적화 MIP 전기화학 센서 시스템 개발’이라는 주제로 석사과정생 연구장려금에 선정되었다. 이는 녹조 유래 독성물질인 삭시토신을 검출하기 위해 AI와 MIP(분자인식고분자) 기술을 접목한 차세대 센서 시스템 개발을 목표로 한다.
각 연구과제 작성을 지도한 박진성 교수는 “이 성과는 우리 연구실의 차별화된 연구 주제와 이를 위해 함께 준비한 탄탄한 연구계획서 작성 훈련, 그리고 학생들의 집중된 연구 역량이 결합한 결과”라며, “앞으로도 주위에 도움이 될 수 있는 첨단 바이오·환경 센서 기술 개발에 최선을 다해 지도하겠다.”라고 소감을 밝혔다.
한편, 석·박사과정생 연구장려금은 이공계 대학원생의 안정적인 연구를 지원하기 위해 한국연구재단에서 매년 추진하는 제도이다. 우리 대학은 이번 2025년 석·박사과정생 연구장려금에 박사과정생 53명, 석사과정생 69명이 선정되었다.
박진성 지도교수의 호주 멜버른 대학 파견일정으로(2024.12~2025.8) 박현준, 김치현 박사의 졸업 당시 함께하지 못하여, 이번 8월에 졸업한 박유진 석사와 함께 연구실 기념촬영을 진행했습니다.
박현준 박사는 연구실의 랩장을 오랫동안 진행하면서 연구실의 굳은 일을 많이 진행하였습니다. SERS 센서의 다양한 기판 연구를 통하여 검출하기 매우 어려운 PFOA를 성공적으로 검출하여 환경 독성 분야 최고의 저널 중 하나인 Journal of Hazardous Materials 에 주저자로 당당히 이름을 올렸습니다.
김치현 박사는 박사기간동안 전문연구요원의 어려운 시련을 극복하고 오랜 기간 동안 나노플라스틱 연구에 집중하여 다양한 나노플라스틱을 도깨비풀 원리로 잡는 전기화학센서 개발에 성공하였습니다. 이 연구는 화학공학 분야 최고 저널 중 하나인 Chemical Engineering Journal 에 주저자로 당당히 이름을 올렸습니다.
특히 두 박사는 졸업을 하자마자, Post Doctor가 받을 수 있는 최고의 과제인 '세종펠로우쉽' 과제를 수주하여 총 5년간 매년 1억원의 연구비를 받으며 연구를 이어나가게 되었습니다.
박유진 석사는 NBES 연구실 성균관대 출신 1호 학생입니다. 학부연구생 기간부터 매우 열정적으로 연구에 임하여 SCI 급 논문에 주저자 1편, 공저자 1편의 실적을 보유하고 있으며, 가장 집중적으로 연구한 뇌척수액과 콧물을 SERS와 AI 기술을 이용한 분류 기법 연구가 최상위권 저널에서 Under review 중이고 파생 연구를 SCI 급 논문에 주저자로 작성중입니다.
NBES 연구실을 졸업한 박현준, 김치현 박사와 박유진 석사의 멋진 앞날이 펼쳐지길 기도합니다^^
바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 세계 최초로 다양한 환경 시료에서 나노플라스틱을 고감도로 정밀 분석할 수 있는 전기화학 기반의 ‘범용 센서’를 개발했다. 이번 연구는 고려대학교, 한국교통대학교와의 공동연구로 수행되었으며, 환경공학 분야 세계적 권위지인 Chemical Engineering Journal에 2025년 6월 28일자 온라인 게재되어 국제적 주목을 받고 있다.
연구팀은 도깨비풀이 동물의 털에 씨앗을 붙여 이동하는 자연 현상인 ‘외부전파(epizoochory)’에서 착안해, 나노플라스틱을 단백질로 ‘붙이고’ 다시 ‘떼어내는’ 생물모사 센서 구조를 고안했다. 이 센서는 전극 표면에 기능화된 아밀로이드 올리고머 단백질이 나노플라스틱과 상호작용할 때 발생하는 전기 신호의 변화를 활용해, 나노 수준 입자도 정밀하게 검출할 수 있도록 설계되었다.
특히 금 나노구조 기반 미세 돌기 표면을 통해 단백질의 부착력과 감지 민감도를 극대화함으로써, 기존 기술 대비 500배 이상 향상된 감지 민감도(LOD: 0.679 ng/mL)를 확보하였다. 또한 물벼룩, 날치알, 인체 혈청 등 실제 시료에서도 높은 정밀도와 재현성을 입증해 범용 진단 플랫폼으로서의 실효성과 확장 가능성을 보여주었다.
박진성 교수는 “기존 기술은 특정 고분자나 형상에만 국한됐지만, 본 기술은 다양한 환경 조건에서도 나노플라스틱을 고감도로 분석할 수 있는 세계 최초의 범용 플랫폼”이라며 “고가 장비 없이도 현장 분석이 가능해 향후 수질, 토양, 식품 안전 등 여러 분야에서 실용화가 기대된다”고 밝혔다.
공동 제1저자인 김치현·박주형 박사는 “단백질 부착 특성과 전기화학 신호 해석을 접목해 극미량의 나노플라스틱을 정량 검출한 것이 본 연구의 핵심”이라며, “인체 건강 영향 분석과 환경 오염 조사에 활용 가능한 간편 진단 기술로 발전시킬 계획”이라고 설명했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부, 보건복지부 등 정부 부처의 지원 아래 한국연구재단 중견연구자지원사업, 바이오의료기술개발사업 등 다수의 국가 연구개발 과제로 수행되었다.
※ 논문명: Epizoochory-inspired universal nanoplastic sensor
※ 학술지: Chemical Engineering Journal (IF: 13.4)
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바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 세계 최초로 산호의 구조적 특성을 모사한 ‘4단계 광학 증폭 나노 산호 구조’를 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 이 구조를 극미량의 잔류 농약인 티람(thiram) 검출에 적용해, 토양·하천·수돗물·식수 등 다양한 수계 환경에서의 오염 경로를 실시간으로 모니터링하는 데도 성공했다. 해당 연구 성과는 2025년 6월 6일, 환경공학 분야 상위 3% 국제학술지인 Chemical Engineering Journal (IF 13.4)에 온라인 게재됐다.
연구팀은 심해 환경에서도 생존하는 산호의 구조적 생존 전략에 주목했다. 산호는 다공성과 넓은 표면적을 활용해 영양분을 흡수하고, 광합성을 극대화하는 생태적 특징을 지닌다. 연구진은 이러한 특성을 모사해, 광학 증폭에 최적화된 4단계 나노구조를 설계했다.
이번 구조는 2차원 형태의 나노기둥을 기반으로 광학 단면적을 넓혀 광원 흡수 효율을 높였고, 금과 은을 조합한 바이메탈 구조를 적용해 광학 성능을 강화했다. 또 나노기둥 표면에는 다공성 구조를 도입해 표적 물질의 결합력을 높였으며, 전체 표면적을 넓혀 흡착 효율을 극대화했다. 이를 통해 실제 산호처럼 빛과 표적 물질을 동시에 효과적으로 흡수할 수 있는 기능성 나노구조를 구현했다.
이 나노 산호 구조는 표면증강 라만산란(SERS, Surface-Enhanced Raman Scattering) 센서*에 적용되어, 전자기장 시뮬레이션과 최적화 실험을 통해 기존 구조 대비 우수한 민감도와 안정성을 입증했다. 특히, 다공성과 바이메탈 설계에 기반한 높은 광학 증강 효과는 시뮬레이션 결과로도 확인되었다.
*표면증강 라만산란(SERS, Surface-Enhanced Raman Scattering) 센서: 금속 나노구조 표면에서 강한 전자기장을 이용해 분자의 라만 신호를 증폭시켜 극미량 물질을 정밀하게 분석할 수 있는 기술이다.
해당 기술은 독성 농약으로 알려진 티람의 초고감도 검출에 적용되었다. 티람은 농업 현장에서 작물 생산성을 높이기 위해 널리 사용되지만, 토양이나 수계에 축적될 경우 생태계뿐만 아니라 인체 건강에도 심각한 영향을 줄 수 있다. 특히 호흡기 질환과 신경계 손상 등 다양한 건강 문제를 유발할 수 있으나, 현실적으로 식수나 수돗물 내 극미량 티람을 정확히 검출할 수 있는 기술은 부족한 상황이다.
연구팀은 실험을 통해 1조 분의 1보다도 훨씬 낮은 농도(514.4 fM)의 티람을 감지할 수 있음을 확인했다. 이는 올림픽 수영장 하나 가득 찬 물에 소금 한두 알을 떨어뜨린 것과 비슷할 정도로 희박한 농도로, 기존 기술로는 감지하기 어려운 수준이다. 또한 실제 환경에서도 토양(347.8 fM), 하천수(475.3 fM), 수돗물(529.1 fM), 식수(549.3 fM) 등 다양한 시료에서 극미량의 티람을 안정적으로 검출하는 데 성공했다.
연구책임자인 박진성 교수는 “이번에 개발한 생태모방 기반의 나노 산호 구조는 단순한 농약 검출을 넘어, 다양한 환경 독성물질 및 바이오마커 감지 등으로 확장 가능한 원천 기술이라는 점에서 큰 의미가 있다”며, “향후 환경 모니터링 및 공공 보건 시스템에 적용될 수 있도록 후속 연구를 이어갈 계획”이라고 말했다.
또한 연구를 수행한 김우창 박사는 “기존 기술의 한계를 넘어, 극미량의 잔류농약을 정밀하게 측정할 수 있게 되었다는 점에서 큰 보람을 느낀다”며, “이번 연구가 환경뿐 아니라 다양한 독성물질 모니터링 기술 개발로 이어지길 기대한다”고 전했다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 바이오의료기술개발사업, 창의·도전연구기반지원사업, Post-Doc 성장형 공동연구사업, 세종과학펠로우십, SMC-SKKU 미래융합연구사업과 KBSMC-SKKU 미래융합연구사업의 지원을 받아 수행되었다.
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바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀의 조원준 원우가 2025년 상반기 (주)NSV연구장려금 수혜자로 선정되었고, 지난 2025년 5월 22일 제주 휘닉스 아일랜드에서 개최된 2025년도 춘계 소음진동 학술대회에서 수여식을 진행하였다.
(주)NSV연구장려금은 한국 소음진동공학회 특별회원사로 활동하고 있는 (주)NSV의 윤은중 대표(Fellow 회원)가 기증한 기금으로 제정되어 미래가 촉망되는 대학원생을 선정하여 연구 장려금을 지급하는 것을 목적으로 하고, 1년 2회 춘·추계 학술대회에 연구 장려금을 지급하며, 1인 250만원을 지원 받는다.
수혜자 선정은 최근 3년 이내에 한국소음진동공학회논문집 또는 춘·추계 학술대회에 1편 이상의 논문을 게재 또는 발표한 대학원 재학생 중에서 수혜 예정자를 선발하고, 심사워원회에 의해 추천된 수혜예정자는 이사회의 승인을 얻어 확정된다.
수혜를 받은 조원준 원우는 “연구 결과를 좋게 봐주셔서 감사하다”며“지원을 받은 만큼 의미있는 결과로 보답할 수 있도록 학업 및 연구에 정진하겠다”라고 소감을 밝혔다.
한편, 한국소음진동공학회는 쾌적한 생활환경에 대한 국민적 요구에 부응하고자 설립된 학술단체로, 소음·진동 관련 학문과 기술의 발전 및 보급을 통해 과학기술 진흥에 이바지하는 것을 목적으로 한다. 기계, 건축, 토목, 항공, 조선해양, 전기·전자 등 다양한 분야의 전문가들이 참여하고 있다.
아울러 산업체와 유대강화는 물론 기술향상을 위하여 기술지도, 기술검토, 학술대회, 특별강연회, 학회지(소음·진동) 등의 출판 사업을 수행하고 있다.
대한기계학회에서 2024년과 2025년에 개최한 ‘2024 대한기계계학회 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회’, ‘2024 대한기계계학회 본부 학술대회’‘2025 대한기계학회 CAE 및 응용역학 부문 춘계학술대회’, ‘2025 대한기계학회 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회’총 4건의 학술대회에서 본교 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 6관왕 (우수 학위 논문상 2, 우수 논문상 4)에 오르는 쾌거를 달성하였다.
지난 2024년 5월, 경주 화백컨벤션센터에서 개최된 2024년 대한기계학회 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회에서 박대일 석·박사통합과정생은 ‘코르티솔 검출을 위한 MIP 전기화학 센서’를 주제로 구두 발표를 진행하여 부문 우수논문상을 수상하였다.
또한, 같은 해 11월 제주국제컨벤션센터(ICC 제주)에서 열린 2024년 대한기계학회 본부 학술대회에서는 채경환 석·박사통합과정생과 박유진 석사과정생이 각각 ‘유한요소해석 기반 표면증강 라만산란 센서의 적용: 식품 내 수은 검출’과 ‘머신러닝 기반 표면증강 라만 분광을 활용한 뇌척수액 비루 진단’을 주제로 구두 발표를 진행하여 모두 본부 우수논문상을 수상하였다.
이후 2025년 4월, 제주에서 열린 2025년 대한기계학회 CAE 및 응용역학부문 춘계학술대회에서는 올해 박사학위를 취득한 본 연구팀의 박현준, 김치현 박사가 각각 ‘Advanced Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates for Detection of Environmental Hazardous Materials’와 ‘A Development of Protein-Based Electrochemical Sensors for Toxic Substances Detection’을 주제로 발표하였으며, 대한기계학회장상과 CAE 및 응용역학부문 회장상 우수학위논문상을 각각 수상하였다.
2025년 5월, 강릉에서 개최된 2025년 대한기계학회 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회에서는 조원준 석·박사통합과정생이 ‘뇌척수액 누출의 신속한 진단을 위한 전기화학 바이오센서’를 주제로 구두 발표를 진행하여 부문 우수논문상을 수상하였다.
각 논문을 지도한 박진성 교수는 “기계공학을 대표하는 학회에서 바이오, 전자, 기계, 컴퓨터공학 등 다양한 융합연구의 결과를 긍정적으로 평가해 주셔서 감사하다”며 “학생들의 열정이 결실을 맺은 것 같아 매우 기쁘고, 앞으로도 기계공학과 융합할 수 있는 연구를 지속해 나가겠다”고 소감을 밝혔다.
한편, 대한기계학회는 기계 관련 학문과 기술의 발전을 도모하고 공업 발전에 기여함을 목적으로 1968년 대한민국 미래창조과학부 소관의 사단법인으로 설립되었다. 매년 다양한 분야에서 우수한 연구 결과를 발표하고 회원들과 공유하며, 국내외 연구 활동에 크게 기여하고 있다.
바이오메카트로닉스학과 박주형 박사후연구원(지도교수: 박진성)이 사단법인 한국센서학회에서 주최한 ‘2025년 한국센서학회 춘계학술대회’에서 우수논문상을 수상하는 성과를 거두었다.
이번 학술대회는 지난 2025년 4월 2일부터 3일까지 서울 역삼동 ST Center(한국과학기술회관)에서 개최되었으며, 센서 기술의 최신 연구 동향과 융합적 응용 가능성을 논의하는 국내 센서 분야 최대 규모의 행사로, 산·학·연 연구자들이 한자리에 모였다.
박주형 박사후연구원은 ‘Electrochemical-based Nanoplastic Sensor’라는 제목의 논문을 통해 다양한 형태와 종류의 미세플라스틱을 포괄적으로 검출할 수 있는 전기화학 기반 고감도 센서 기술을 발표하였다.
해당 기술은 식품, 환경 등 실제 시료 내 존재하는 나노 수준의 미세플라스틱을 정량적으로 민감하게 검출할 수 있는 센서 플랫폼으로, 사회적 문제로 대두되고 있는 미세플라스틱 오염에 대한 효과적인 대응 방안을 제시한 점에서 높은 평가를 받았다.
박주형 박사는 “이번 수상을 통해 환경과 인류 건강을 지키기 위한 기술적 접근이 연구자로서 큰 의미를 가진다는 것을 다시금 느꼈다”며 “미세플라스틱 문제 해결을 위한 실용적인 센서 기술 개발에 더욱 매진하겠다”고 소감을 밝혔다.
연구를 지도한 박진성 교수는 “센서 분야 국내 최고 권위의 학술대회에서 제자의 연구가 우수논문상으로 선정된 것을 매우 자랑스럽게 생각한다”라며, “앞으로도 사회문제 해결에 기여할 수 있는 융합형 센서 연구에 박차를 가할 계획”이라고 밝혔다.
한편, 한국센서학회는 1994년 설립된 사단법인으로, 센서 기술의 학술 및 산업적 발전을 도모하기 위해 매년 춘계 및 추계 학술대회를 개최하고 있으며, 우수한 연구 성과를 발굴하고 국내외 연구자들과의 활발한 교류를 통해 센서 기술의 저변 확대에 기여하고 있다.
바이오메카트로닉스학과 박사후연구원 박현준·김치현 박사(지도교수: 박진성)가 2025년 겨울 박사 학위를 수여받음과 동시에, 대한민국의 대표적 연구 지원 사업인 세종과학펠로우십 과제에 선정되는 영예를 안았다.
세종과학펠로우십은 창의적이고 혁신적인 연구를 지원하기 위해 우수한 박사후연구원에게 주어지는 권위 있는 연구 과제다. 이번 선정으로 두 연구원은 각각 총 5년간 5.8억 원의 연구비를 지원받아 연구를 수행하게 된다.
박현준 박사는 ‘산부인과 질환 현장 정밀 진단을 위한 고성능 플렉시블 단일 사용 AI-SERS 광합 칩 기술 개발’을 주제로 연구를 진행한다. 이 연구는 인공지능(AI) 기반의 표면 증강 라만 산란(SERS) 플랫폼을 개발하여, 대표적인 산부인과 질환을 현장에서 빠르고 정밀하게 진단하는 것을 목표로 한다.
김치현 박사는 ‘간 질환 진행 단계 진단을 위한 AI-전기화학 복합 검출 플랫폼 개발’ 연구를 수행한다. 성인들의 만성 질환이자 다양한 합병증을 유발하는 간 질환의 진행 단계를 보다 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 전기화학 신호 기반의 AI 분석 플랫폼을 개발하는 것이 핵심이다.
박현준 박사는 “인류 보건에 기여할 수 있는 뜻깊은 연구를 수행할 기회를 얻게 되어 감사하다”며, “지도교수님께서 제시한 연구적 방향성을 본받아 의미 있는 성과를 내겠다”고 소감을 밝혔다. 김치현 박사 또한 “이번 연구 기회를 통해 학문적으로 성장할 수 있어 기쁘다”며, “특히 지도교수님의 아낌없는 지도와 격려에 감사드리며, 연구에 최선을 다하겠다”고 전했다.
지도교수인 박진성 교수는 “이번 과제 선정으로 ‘나노바이오환경센서 연구실’ 소속 박사 4명(세종펠로우십 및 성장형 Post-Doc 과제 수주)이 모두 과제 책임자가 된 점이 매우 뜻깊다”며, “이는 연구팀의 우수성과 역량이 대외적으로 인정받은 결과이며, 앞으로도 연구진이 세계적인 연구 성과를 창출할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 밝혔다.
이번 성과를 바탕으로 박진성 교수 연구팀은 박사급 연구 인력의 역량을 더욱 강화하고, 국내외 연구 환경에서 선도적인 역할을 수행할 것으로 기대된다. 앞으로도 지속적인 연구를 통해 학계에 기여하고, 바이오메카트로닉스 분야에서 혁신적인 연구 성과를 창출해 나갈 계획이다.
바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 세계 최초로 진동 장치를 탑재한 휴대용 전기화학 중금속 검출 시스템을 개발해 극소량의 납(Pb2+)과 카드뮴(Cd2+)을 높은 민감도로 검출하는 데 성공했다.
이번 연구는 환경 독성 물질을 신속하게 현장에서 검출할 수 있는 시스템을 제시한 것으로 논문은 센서 분야 최우수 저널 중 하나인 Sensors and Actuators B-Chemical에 지난 10월 24일 게재되었다.
박진성 교수 연구팀은 차별화된 기술로 기존 탄소 전극 위에 그라파이트-비스무스 나노 판을 배치하고 양성자 전도체 나피온(Nafion) 막을 코팅한 후 진동 장치를 추가해 중금속 이온의 검출 신호를 크게 향상시켰다. 진동을 통해 중금속 이온의 확산이 촉진되어 더욱 많은 이온이 전극 표면에 붙게 되며 그 결과 납 이온은 최대 540%, 카드뮴 이온은 511% 검출 효율이 향상하였다.
이번 연구에서 사용된 차등펄스 양극벗김전압법(DP-ASV)은 중금속이 붙고 떨어지는 과정에서 발생하는 전류와 전위 곡선을 분석하여 금속 종류와 농도를 구별한다. 이를 통해 실험실 환경에서는 납 이온 0.98nM, 카드뮴 이온 1.65nM, 식수에서는 납 4.49nM 및 카드뮴 14.89nM, 토양에서는 각각 0.94nM 및 7.10nM 농도까지 중금속 이온을 동시 검출하는 데 성공했다.
연구팀은 현장 테스트를 위해 금속 제련소를 기점으로 낙동강 상류와 하류에서 물을 채취하여 센서를 이용한 검출 실험을 진행했다. 실험 결과 카드뮴 이온은 검출되지 않았으며, 납 이온은 상류에서 1.66nM, 하류에서는 18.88nM가 검출되었다. 이는 현장에서 사용되는 중금속 분석 장비 ICP-MS가 보여주는 것과 유사한 결과로 본 시스템이 현장 감지 센서로 활용될 수 있는 가능성을 보여준다.
박진성 교수는 “기존 연구에서 개발한 센서는 실제 현장에서 여러 이물질로 인해 정확한 측정이 어려웠지만, 이번에 개발한 센서는 실제 환경에서도 중금속을 신속하고 민감하게 검출할 수 있어 새로운 시스템의 기초 기술이 될 가능성이 크다”며 “향후 환경 모니터링과 공공 보건 분야에 적용되기를 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 바이오의료기술개발사업, 창의·도전연구기반지원사업, Post-Doc. 성장형 공동연구사업과 SMC-SKKU 미래융합연구사업의 지원을 받아 수행되었다.
※ 논문명: Nafion/graphite-bismuth nanoplate with a vibration unit for portable heavy metal ion detection
※ 저널: Sensors and Actuators: B. Chemical(IF: 8.0)
※ 논문 링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400524015260
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제주도교육청은 오는 19일 제주대학교 세미나실 및 강의실에서 도내 고등학생들을 대상으로 '2024 고등학생 융합컨퍼런스 특별강연 및 소논문발표회'를 운영한다.
이번 행사는 학생 스스로 탐구활동을 계획‧수행‧발표의 전과정을 수행함으로써 문제해결력과 과학적 소양을 갖춘 미래인재 육성을 목적으로 실시되는 창의융합교육프로그램으로 오전 특별강연, 오후 소논문발표회로 나눠 진행된다.
특별강연에는 '동물이 만드는 지구절반의 세계'의 저자 장구 서울대학교 교수와 함께 기초과학, 응용과학, 공학분야의 국내 관련분야 저명 교수를 초청해 ‘바이유전자 편집과 미래동물’, ‘연구! 재밌는거 할까? 필요한거 할까?’, ‘수사는 과학이다’등 10개 주제로 운영된다. 이번 특별강연은 누구나 청강이 가능하다.
오후에 진행되는 소논문 발표회는 학생들이 1년 동안 직접 계획·수행한 탐구 결과를 공유하는 자리로 1차 접수된 13개교ㆍ99팀의 탐구보고서 중 서류심사를 통해 선정된 5분야ㆍ60개 팀이 참가한다.
이번 소논문 발표회에서 최우수팀으로 선발된 학생들에게는 추후 진행될 국외 대학 R&E 활동 참가 신청 자격이 주어진다.
도교육청 관계자는 "도내에서 국내 이공계 분야의 저명한 교수들을 동시에 초빙해 강연을 실시하는 보기 드문 행사"라며 "기초과학 및 공학 분야에 관심이 많은 학생들이 자신의 진로를 스스로 디자인하는 기회를 제공받는 등 이공계 관련 대학교에 진학하려는 고등학생들에게 큰 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.
사단법인 한국센서학회에서 주최한 ‘2024년 한국센서학회 추계학술대회’에서 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 최우수 발표 논문상 및 우수 발표 논문상을 수상하는 쾌거를 달성하였다.
2024년 한국센서학회 추계학술대회는 지난 2024년 9월 4일부터 9월 6일까지 3일간 여수 디오션리조트에서 개최되었다. 발표에 참여한 박현준 박사과정은 ‘Development of Raman Spectroscopic Detection Platform for Leakage Paths of Residual Pesticides (Thiram) Using Nanostructures Mimicking the Thuja fruit and Grass’의 주제로 ‘Young Scientist Forum’ 세션에서 구두 발표를 진행하였고, 발표 주제의 창의성과 우수성을 인정받아 우수 발표 논문상을 수상하였다.
또한, 채경환 석박통합과정은 ‘High Sensitivity Detection of Mercury Ions in Food: Optimizing DNA sequence and Coffee ring Effect’의 주제로 포스터 세션에서 3분 스피치 발표를 진행하였고, 연구 주제의 창의성과 혁신성을 인정받아 최우수 발표 논문상을 수상하였다.
우수 발표 논문상을 수상한 박현준 학생은 “연구 결과를 위해 지도해준 박진성 교수님께 감사합니다, 수많은 또래 연구자들의 창의적이고 괄목할만한 연구 발표를 들으며 동기부여가 생기는 시간이었다.”라는 소감을 밝혔으며 최우수 발표 논문상을 수상한 채경환 학생은 “현재 진행하고 있는 연구를 발판 삼아 추후 인류 보건 분야에 더 나은 미래를 위한 연구에 매진할 수 있도록 하겠다.”라는 역시 당찬 포부를 밝혔다.
이들의 연구를 지도한 박진성 교수는 “센서 분야 국내 최대 규모의 학술대회에서 의미 있는 성과를 거둬 제자들이 자랑스럽고, 앞으로도 센서 분야의 우수성을 인정받는 연구팀이 될 수 있도록 노력하겠다.”라고 기쁨의 소감을 밝혔다.
한편 한국센서학회는 센서에 관한 학술 및 기술 향상과 산업 진흥에 공헌하며 상호 간의 친목을 도모함을 목적으로 1994년 설립 허가 된 대한민국 미래창조과학부 소관의 사단 법인으로 매년 다양한 분야에서의 우수한 연구 결과를 발행하고 회원들과 공유하며 국내외 연구 활동에 크게 기여하고 있다.
바이오메카트로닉스학과 박사후연구원 3명(김우창, 박주형, 김민우 박사, 지도교수 박진성 교수)이 각각 '세종과학펠로우십' 과제와 '성장형 Post-doc' 과제를 수주하며, 우리 대학의 연구 역량을 다시 한번 입증하였다.
김우창 박사는 ‘뇌질환 동시 진단을 위한 광학-AI 센서 시스템 개발’이라는 주제로 ‘세종과학펠로우십’에 선정되었다. 세종과학펠로우십은 창의적이고 혁신적인 연구를 지원하기 위해 우수한 박사후연구원에게 주어지는 권위 있는 연구 과제로, 김우창 연구원은 총 5년간 5.8억 원의 연구비를 지원받게 되었다. 김우창 박사는 뇌연수막전이, 알츠하이머, 파킨슨, 지주막하 출혈 등 다양한 뇌질환을 동시 진단할 수 있는 혁신적인 센서 시스템을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
박주형 박사와 김민우 박사는 의과대학 김원진 박사와 함께 ‘AI-멀티센서 및 바이오프린팅 기반 지능형 실시간 Liver-on-a-Chip 평가 플랫폼’이라는 ‘성장형 Post-doc 과제’에 선정되는 영예를 안았다. 성장형 Post-doc 과제는 박사후연구원의 연구 활동을 촉진하고, 연구자의 성장 가능성을 극대화하기 위해 지원되는 프로그램이다. 본 과제는 총 3년간 9억 원의 연구비를 지원받아 독립적인 연구자로서 성장할 수 있는 중요한 기회를 얻게 되었다. 본 연구를 통하여 오가노이드 기반 간 약물 평가 시스템을 개발하여, 간의 약물 효과를 실시간으로 평가할 수 있는 첨단 플랫폼을 구축하는 데 중점을 두고 있다. 특히, 간 질환 연구와 약물 테스트 효율성을 크게 향상할 것으로 기대되며, 성균관대학교의 연구 환경과 지도 교수진의 체계적인 지원을 바탕으로 획기적인 연구 성과를 낼 것으로 기대된다.
지도교수인 박진성 교수는 "이번 과제 수주는 우리 연구진의 우수성을 대외적으로 인정받은 결과"라며, "김우창, 박주형, 김민우 박사 모두가 앞으로도 세계적인 연구 성과를 창출할 수 있도록 아낌없이 지원하겠다"고 밝혔다. 박 교수는 또한 "이들의 연구가 국내외 학문 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대한다"고 덧붙였다.
이번 성과를 바탕으로 박진성 교수 연구팀은 박사급 인재들의 연구 역량을 더욱 강화하여, 국내외 연구 환경에서 선도적인 역할을 계속해서 이어가기 위해 노력하고 앞으로도 꾸준한 성과를 통해 학계에 기여할 것으로 예상된다.
바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀은 고려대 나성수 교수, 금오공대 류준석 교수 연구팀과 공동으로 세계 최초 DNA 염기서열을 최적화하고 이중 커피링* 농축 기술을 이용하여 식품 속 독성 중금속(수은) 이온의 초고민감도 검출에 성공하였다. 연구팀은 이 같은 내용을 저명한 분석화학분야 국제학술지 바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)에 게재하였다.
* 커피링(coffee ring) 효과: 커피를 테이블에 흘리면 가장자리에 커피가루가 진하게 남는 현상. 커피 방울의 가장자리와 안쪽의 증발속도 차이로 인해 입자들이 가장자리로 농축되어 나타남.
수은은 아말감 합금 및 디스플레이 소재 등에서 광범위하게 사용되는 물질이나, 인체에 노출되면 중추신경계 마비와 폐 손상을 유발할 수 있는 위험한 독성 물질이다. 수은은 특히 화산 폭발과 같은 자연현상이나 발전소 등에서 배출된 증기가 비를 통해 이동하며 해양 생태계에 축적되고 있다. 이런 이유로 먹이사슬 상위에 있는 참치와 같은 어류에서 수은 농도가 높게 나타날 수 있고 이를 섭취한 인간에게도 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 식품 속 수은 함유량을 정확히 검출하는 기술이 매우 중요하다.
공동연구팀은 기존의 DNA 기반 수은 이온 검출 센서가 가지고 있던 한계를 극복하기 위해 새로운 접근법을 도입했다. 기존 센서들은 DNA 염기서열을 티민으로만 구성해 수은 이온과의 결합 효율을 높이려 했으나, 오히려 DNA 간의 반발력이 크게 작용해 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 수은 이온과 결합 효율이 우수한 DNA 염기서열을 최적화했다. 이 과정에서 연구팀은 PCR-melting curve를 사용하여 DNA와 수은 이온 간의 결합 효율을 극대화할 수 있는 서열을 선정하는 데 성공했다. 또한, 연구팀은 이중 커피링 효과를 적용해 센서의 민감도를 크게 향상했다. 커피링 효과를 응용해 수은 이온과 최적화된 DNA가 센서의 가장자리로 농축되도록 함으로써 결합 효율을 더욱 높였다.
연구팀은 특정 단일파장의 광원을 분석 시료에 조사하여 결합 상태에 따른 진동 에너지의 변화를 고유한 스펙트럼으로 확인하는 라만 분광 기술을 사용하였다. 특히 라만 신호를 극대화하기 위해 표면증강라만산란(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)을 적용하였고, 이는 분석 물질이 흡착된 기판의 나노 구조에 따라 성능이 결정된다. 이를 위해 연구팀은 바이메탈 나노 기둥 형태를 제작하여 SERS 기판으로 사용하였고 SERS 기판 위에 DNA를 고정해 수은 이온을 민감하게 검출하였다.
* 바이메탈 : 서로 다른 2가지 종류의 접합된 금속 소재 조합을 의미함. 바이메탈 나노소재는 SERS 효과가 증가하는 것으로 알려져 있음.
연구팀은 최적화된 SERS 센서를 이용해 증류수에서는 극저농도인 208.7fM (femto molar, 10-15 M) 농도까지 검출하였고, 실제 수돗물과 식수에서는 각각 553.2fM, 950.2fM까지 검출가능하였다. 또한 참치캔과 참치회 추출물에서는 각각 9.9nM(nano molar, 10-9 M), 79.1nM 농도의 수은을 성공적으로 검출하였다.
교신저자인 우리 대학 박진성 교수는 “이번 연구에서 제안한 센서 기술은 DNA 서열 최적화와 커피링 농축 기술을 결합해 고민감도 SERS 센서의 원천기술을 제시한 것”이라며, “이 기술은 앞으로 독성 물질 검출뿐만 아니라, DNA 기반 바이오센서와 헬스케어 분야에서도 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
본 연구는 한국연구재단(중견연구, 바이오의료기술개발사업, 창의·도전연구기반지원사업)과 고려대학교의 지원을 받아 진행되었다.
※ 논문명: Highly enhanced Hg2+ detection using optimized DNA and a double coffee ring effect-based SERS map
※ 저널: Biosensors and Bioelectronics(IF: 10.7)
※ 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116646
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대한기계학회에서 주최한 ‘2023년 대한기계학회 본부 추계학술대회’ 및 ‘2024년 마이크로나노 부문 춘계학술대회’에서 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 5관왕(우수 학위논문상 2, 우수 논문상 3)에 오르는 쾌거를 달성하였다.
지난 2023년 11월에 개최된 2023년 대한기계학회 본부 학술대회에서 김우창 박사는 ‘Design and Characterization of Bio-Inspired Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Substrates for Detection of Biological and Chemical Substances’를 주제로, 김민우 박사는 ‘Detection and Evaluation of Environmental Pollutants using Nanomaterial Based Electrochemical Sensor and Bioassay’를 주제로 각각 대한기계학회장, CAE 및 응용역학 부문 회장이 수여한 우수 학위논문상을 받았다. 채경환 석박사통합과정은 ‘CAE를 활용한 Hg2+의 초고감도 검출: 최적화된 DNA 및 double coffee ring 기반 SERS sensor‘를 주제로 학회 본부 주관 우수 논문상을 받았다.
또 2024년 대한기계학회 마이크로나노 부문 춘계학술대회는 2024년 5월에 개최되었으며 박유진 석사과정은 “표면증강 라만산란과 기계학습을 이용한 뇌척수액 비루 진단”을 주제로, 박대일 석박사통합과정은 “코르티솔 검출을 위한 MIP 전기화학 센서”를 주제로 각각 학회본부, 마이크로나노 공학 부문에서 우수 논문상을 받았다.
김우창 박사는 2024년 ’세종과학펠로우십‘ 연구과제를 수주하였으며, 김민우 박사는 2023년 SKKU 대학원생 논문대상에서 ’우수상‘과, 2024년 삼성휴먼테크논문대상에서 ’동상‘을 수상하였다.
김우창 박사는 “끝이 아닌 새로운 시작이라 생각하고 앞으로도 끊임없이 학문적 열정을 쏟아 새로운 길을 개척해 나가겠다.”는 포부를 밝혔으며 김민우 박사는 “더 나은 미래사회를 위한 연구에 매진하며 그 성과를 꼭 사회에 환원할 수 있도록 노력하는 연구자가 되겠다.”고 포부를 밝혔다.
논문을 지도한 박진성 교수는 “학위 기간의 성실함과 열정이 오늘의 성과를 만들었다고 생각한다”며 “연구실에서 우수 논문 수상자가 많이 나와서 제가 상 받은 것보다 더 기쁘다.”라고 축하와 기쁨의 소감을 밝혔다.
한편, 대한기계학회는 기계에 관한 학문 기술의 발전을 도모하고 공업발전에 기여함을 목적으로 1968년 설립 허가된 대한민국 미래창조과학부 소관의 사단 법인이다. 매년 다양한 분야에서의 우수한 연구 결과를 발행하고 회원들과 공유하며 국내외 연구 활동에 크게 기여하고 있다.
고려대학교 공과대학 기계공학부 나성수 교수, 성균관대 박진성 교수, 호서대 장규환 교수, 금오공대 류준석 교수로 구성된 센서공동연구팀은 COVID-19 감염 진단과 함께 바이러스 변이 발생 여부까지 동시에 진단이 가능한 기술을 개발했다. 또한 세계 최초로 고민감도 검출 과정에 필수적인 핵산 증폭 과정에서 발생하는 정보 오류 가능성을 차단할 수 있는 증폭법을 설계하여 위양성 없이 변이 바이러스의 검출 가능성을 확인했다.
이번 연구 결과는 분석 화학 (Chemistry, Analytical) 분야 상위 2.3% 국제학술지인 ‘Biosensors and Bioelectronics’(IF 12.6)에 2월 27일 자 온라인 게재됐다.
- 논문명 : Enhanced selective discrimination of point-mutated viral RNA through false amplification regulatory direct insertion in rolling circle amplification
코로나 팬데믹 바이러스와 같이 전염성이 굉장히 높은 바이러스에 대하여 적절히 대응하기 위해서는 빠르게 감염자를 식별하고 격리함으로써 바이러스의 확산을 차단하는 것이 중요하다. 이러한 진단 과정에서는 실제 음성 환자를 양성으로 진단하는 위양성 문제를 해결하는 것이 필수적이다. 또한, 바이러스에 변이가 발생하면 전염성이 증가하거나 기존 진단 및 면역 체계를 무시하는 등 치명적인 특성을 보일 수 있어 팬데믹 바이러스 발발 이후 바이러스 변이를 조기에 추적하는 것이 해결해야 할 숙제였다.
센서공동연구팀은 등온 핵산 증폭(RCA, Rolling Circle Amplification) 과정에서 발생할 수 있는 위양성 가능성을 차단할 수 있도록 설계한 새로운 증폭 기술(DI-RCA, Direct Insertion in RCA)을 개발하여 바이러스의 핵산 검출에 성공했다. 본 검출 기술은 표적 핵산 서열을 그대로 복제하고 측방유동면역기법(LFA, Lateral Flow Assay)을 통해 신호 확인이 가능하다. 기존 핵산 증폭법과 달리 표적의 핵산 서열에 따라 결과가 달라지게 설계했다.
센서공동연구팀은 코로나바이러스의 초기 변이 단계(알파, 베타, 감마 변이)가 약 29,000개의 코로나바이러스 염기 서열 중 23,063번째 염기가 Adenine에서 Thymine으로의 변이에 기인한다는 것을 파악하였고, 해당 SNP(Single nucleotide polymorphism, 단일 염기 변이) 존재 여부에 따라 다른 진단 결과를 나타냄으로써 동시 검출/진단 기술을 완성했다. 따라서, 바이러스 감염 여부와 더불어 변이 여부까지 동시에 진단할 수 있게 설계함으로써 검출 기술의 강점을 더했다.
이번 연구의 교신저자인 나성수 고려대 기계공학부 교수는 “본 연구에서 제안하는 기술은 빠르게 변화하는 팬데믹 바이러스를 추적할 뿐만 아니라 다양한 질병에도 응용할 수 있는 초석 연구로 활용될 가능성이 크다.”라고 말했다.
또한, 이번 연구를 주도한 류준석 금오공대 교수는 “이번 연구를 기반으로 COVID-19뿐 아니라 새롭게 생길 수 있는 다양한 팬데믹 바이러스를 위양성 없이 검출할 수 있는 멀티 센싱 플랫폼을 구축할 수 있도록 연구에 정진하고자 한다.”라고 포부를 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단(공학 분야 선도연구센터, 개인기초연구사업, 지자체-대학 협력 기반 지역혁신 사업)과 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업의 지원을 받아 수행했다.
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성균관대학교(총장 유지범)는 측백나무 열매와 잔디 구조를 모방한 나노 구조체를 이용해 잔류농약 성분으로 널리 알려진 티람(Thiram)을 기존 연구대비 1만배 가량 민감한 초고민감도 검출에 성공했다고 23일 밝혔다.
특히, ‘티람’ 누출 위험이 의심되는 경로(토양, 식수, 우유)에서 ‘티람’ 검출을 성공적으로 수행한 성균관대 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀은 이 같은 내용을 센서 장비(Instruments & Instrumentation) 분야 1위 국제학술지 Sensors and Actuators B – Chemical에 1월 26일자 온라인 출간했다.
‘티람’(Thiram)은 농작물의 다양한 곰팡이성 질병에 매우 효과적인 항진균성 살충제로, 작물을 보호하고 농업 생산성을 향상시키는데 큰 효능을 입증해 왔다. 하지만 ‘티람’을 작물에 사용할 때, 일부가 토양으로 침출되어 지하수에 침투하게 되고 잠재적으로 식수를 오염시킬 가능성이 있다. 또한 살충제가 사용된 지역에서 소들이 풀을 뜯거나 물을 마시면, 잔류 티람 성분이 우유에도 포함될 수 있다. 실제로 토양, 식수, 우유와 같은 다양한 환경에서 티람의 검출연구는 계속 보고되고 있고, 티람의 규제는 미국을 포함한 전 세계적으로 확산하는 추세이다. 연구에 따르면 티람이 체내에 축적될 경우 신경장애, 위장장애, 호흡기 문제, 피부 장애 등 다양한 질병 발생을 야기할 수 있어 다양한 환경 조건에서 잔류 티람을 고민감하게 검출하는 방법이 매우 중요하다.
이에 연구팀은 물질에 고유 스펙트럼을 분석할 수 있는 라만 장비를 사용하여 티람 검출을 시도했다. 특히, 라만 신호를 극대화하기 위해 표면 증강 라만 산란(SERS) 기법을 적용하였고, 이는 기판의 나노 구조 형상에 따라 그 성능이 결정된다. 이를 위해 본 연구팀은 측백나무 열매를 모방한 금 나노입자(TFNPs)와 잔디 형상을 모방한 나노 그래스 구조체(NG)를 제작하여 TFNPs@NG라 명명하는 기판을 제작하였고, TFNPs@NG 기판 위에서 티람의 라만 신호를 측정하여 초고민감도 검출에 성공하였다.
박진성 교수 연구팀은 ‘티람’ 검출 성능을 높이기 위해 최적화 실험을 진행하였다. ‘티람’과 TFNPs를 우선 반응 한 후 NG 기판에 도포하는 방식이 가장 민감한 신호를 발생하는 것을 확인하였다. 이러한 방식을 이용하여 티람을 극저농도인 120 fM (femto molar, 10-15M)농도까지 검출하는 데 성공하였다. 또한, 실제 환경에서 티람이 누출 가능한 토양, 수돗물, 우유에서는 각각 1.09ng/g, 762fM, 142fM농도까지 검출하였다. 이러한 농도는 기존 연구대비 약 1만배가량 민감도가 개선된 결과이다.
이번 연구의 교신저자인 박진성 교수는 “이번 연구에서 제안하는 나노 구조체 기술은 잔류농약 성분 뿐 아니라 다양한 환경 독성 물질을 검출하기 위한 초석 연구로 활용될 가능성이 크다.”며 “향후 실제 환경에서 독성 물질 정밀 모니터링을 위한 기술로 응용되기를 기대한다.”고 밝혔다.
이번 연구를 진행한 김우창 박사는 “이번 연구를 바탕으로 티람뿐 아니라 체내에 축적되어 다양한 질병을 유발하는 잔류농약 독성 물질들을 실제 환경에서 동시에 검출할 수 있는 멀티 센싱 플랫폼을 구축할 수 있도록 연구에 정진하고자 한다.”고 말했다.
(성대홈페이지 대학저널, 에듀동아, 교수신문, 이뉴스투데이, 베리타스알파, 뉴스티앤티, 팝콘뉴스, 유스라인)
바이오메카트로닉스학과 김민우 박사과정생(지도교수 박진성, 나노바이오환경센서연구실)이 2024년도 제30회 ‘삼성휴먼테크논문대상’에서 동상을 수상하는 쾌거를 달성하였다.
또 박진성 교수 연구팀의 김민우 박사과정(주저자), 김치현 박사과정(공저자), 박대일 석박통합과정(공저자), 메타바이오헬스학과 조원준 석박통합과정(공저자)생은 같은 논문대상에서 기계공학(Mechanical Engineering)분과 동상을 수상했다. 이들에게는 부상으로 500만원의 상금이 수여되었다.
김민우 원우는 지난 2023년 9월 진행된 ‘2023 SKKU 대학원생 논문대상’*에서 입상한 경험을 바탕으로 삼성휴먼테크논문대상에 지원하여 우수한 성과를 얻을 수 있었다.
* SKKU 대학원생 논문대상: 학문후속세대의 연구력 제고 활성화를 위해 창의적이고 도전적인 교내 연구자를 발굴하기 위해 진행하는 논문대상
김민우 원우는 ‘Portable Electrochemical Sensor with Vibration Model for Point-of-Use Detection of Heavy Metals’를 주제로 논문을 작성하여 본 대회에서 동상을 수상하였다. 이 논문은 수질 내 중금속을 검출하는 센서 연구로, 나노물질과 진동으로 물질교환을 촉진해 현장 사용의 어려움을 극복한 연구이다.
연구를 진행한 김민우 원우는 “수질오염이 심각한 시대에 이러한 센서 기술이 사람들의 삶에 실질적인 도움이 될 수 있도록 더욱 연구에 정진하겠다”며 앞으로의 포부를 밝혔다.
한편 삼성휴먼테크논문대상은 과학기술 저변 확대와 과학 인재 양성을 위해 국내외 재학 중인 고등학생 및 대학(원)생을 대상으로 하는 과학기술 분야 논문대회로 삼성전자가 1994년 제정한 논문상이다.
SBS 스페셜'에서 이그노벨상을 받을 만한 연구를 했던 박진성 교수, 김웅 박사과정의 연구를 소개한다.
12일 방송되는 'SBS 스페셜-빵 터지는 노벨상 2부'에서는 주우재, 궤도가 지금껏 한 번도 볼 수 없었던, 황당하고 엉뚱한 연구를 한 우리나라 이공계 박사들을 소개한다.
한국의 국가 연구개발(R&D) 성공률은 무려 98%에 이른다. 도전과 실패를 필연적으로 반복해야 하는 연구들이 어떻게 이토록 완벽한 성공률을 보이는 것일까. 어쩌면 한국의 박사들은 매번 ‘성공 길만 걷는 연구’를 하는 것은 아닐까.
지난 1부에서 소개했던 이그노벨상 수상자 안드레 가임이 10년 뒤 노벨 물리학상을 받은 것처럼, 지금 당장은 쓸모없어 보이는 아이디어가 훗날 인류를 구할 연구의 첫걸음일지도 모른다.
연구소를 찾은 네 번째 박사는 성균관대학교 바이오 메카트로닉스 학과 박진성 교수. 그가 가방에서 꺼낸 것은 고작 딱풀이다. 유년 시절 누구나 한 번쯤 해봤을 법한 손장난. 엄지와 검지에 끈적한 풀을 비벼서 생기는 실로 최첨단 ‘마이크로 와이어’를 만드는 것이 그의 연구 주제다.
박진성 교수가 풀실 연구를 제안한 사람은 박 교수의 애제자 김웅 박사. 연구를 시작할 당시 학부생이었던 그는 ‘풀실로 네이처, 사이언스 가보자’ 하는 교수님의 유혹에 넘어가 무려 5년 동안 딱풀을 놓을 수 없었다. 한번 사용한 풀실은 재탕이 불가능하기 때문에 매 실험마다 풀실을 손가락으로 일일이 뽑아내야 했다. 중요한 종이의 길은 멀고도 험난했지만, 풀실의 위력은 생각보다 놀라웠다.
웃음이 피식 터지는 연구에 시간과 노력을 갈아 넣는 과학자들. 그들의 하찮은 기술에는 어떤 쓸모 있는 반전이 숨어있을까? 소소해 보이지만 결코 사소하지 않은 박사들의 빵 터지는 연구는 12일 오후 11시 5분 방송된다.
1. 클립
(손장난 같은 풀실을 이용한 마이크로 와이어 , 환원그래핀옥사이드를 섞은 풀실로 센서 제작!)
2. 유튜브
3. 언론보도
(비즈엔터, CBC뉴스, 한국강사신문, 싱글리스트, 뉴스컬쳐)
제주특별자치도교육청 주최 2023 고등학생 융합컨퍼런스 특별강연 및 소논문발표회가 지난 28일 제주대학교 세미나실과 강의실에서 도내 6곳 과학 중점학교와 일반계 고등학교 학생들이 참가한 가운데 열렸다.
고등학생 융합컨퍼런스는 학생 스스로 탐구활동을 계획·수행·발표의 전 과정을 수행함으로써 문제해결력과 과학적 소양을 갖춘 미래인재 육성을 목적으로 실시되는 창의융합교육프로그램이다.
특별강연은 서준호 포항공과대학교 교수의 ‘양자물리-과학에서 기술로’를 시작으로 황지현 한국에너지공과대학교 교수의 ‘에너지 특강-수소에너지와 미래 창업형 대학’, 장구 서울대학교 교수의 ‘바이오 혁명-동물 유전자 편집’, 문전일 ㈜로보케어(전 DGIST교수) 대표의 ‘MZ세대가 주역이 될 로봇과 함께하는 세상’, 이병훈 포항공과대학교 교수의 ‘반도체 기술의 미래와 도전과제’, 이향숙 이화여자대학교 교수의 ‘4차 산업혁명의 시대를 선도하는 수학’, 황호성 서울대학교 교수의 ‘우주 속 주소 찾기를 통한 우주의 이해’, 박진성 성균관대학교 교수의 ‘나노 물질을 이용한 바이오 및 환경 센서’, 박현 고려대학교 교수의 ‘남극에서 살아남기’, 황순민 한양대학교 교수의 ‘일상생활 속 인공지능-자율주행과 데이터 엔진’ 등 10개 주제로 진행됐다.
고등학생 융합컨퍼런스 소논문발표회에서는 1차 접수된 13개 학교, 72개 팀의 탐구보고서 가운데 서류심사를 통과한 5개 분야 50개 팀이 발표했다.
도교육청 관계자는 “국내 이공계 분야의 저명한 교수들을 동시에 초빙해 강연을 듣는 뜻깊은 자리가 됐다”며 “기초과학과 공학 분야에 관심 있는 학생들이 자신의 진로를 스스로 디자인하는 기회가 될 것으로 기대된다”고 말했다.
(기사링크: 제주일보)
바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀(나노 바이오 환경 센서 연구실)의 채경환, 김가영 원우가 대한기계학회와 산업계(SEMES, LG)에서 연계하여 주최한 기업 연계 챌린지 공모전에서 입상(동상 1, 장려상 2)하였다.
대한기계학회와 SEMES 및 LG전자가 연계하여 주최하는 ‘KSME-SEMES 오픈 이노베이션 챌린지’와 ‘KSME-LG 홈 테크 챌린지’는 학계와 산업계가 융합하여 미래기술 사회의 혁신을 이끄는 주체로서 해야 할 역할을 제시하고 또한 기업에도 새로운 솔루션을 찾아갈 수 있는 기회를 제공할 목적으로 매년 개최되는 공모전이다.
김가영 원우는 표면증강라만산란(Surface Enhanced Raman Scattering, 이하 SERS) 센서 기반의 ‘방류수 속 황산, 질산, 암모니아 모니터링 시스템’과 ‘세탁기 내 잔류 세제 모니터링 시스템’이라는 주제로 ‘KSME-SEMES 이노베이션 챌린지’와 ‘KSME-LG 퓨처 홈테크 챌린지’에서 각각 ‘장려상’을 수상하였다.
채경환 원우는 국소표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, 이하 LSPR) 기반 ‘최적화된 plasmonic 나노입자를 이용한 차세대 NIR 살균 기술’이라는 주제로 ‘KSME-LG 퓨처 홈테크 챌린지’에서 ‘동상’을 수상하였다.
KSME-SEMES 오픈 이노베이션 챌린지 부상으로는 장려상 상금 50만원이 수여되며, KSME-LG 퓨처 홈테크 챌린지 부상으로는 동상은 상금 100만원과 LG 에어로퍼니쳐, 장려상은 상금 50만원과 LG 틔운 미니가 수여된다.
기사링크: (성대뉴스)
2023년도 ‘SKKU 대학원생 논문대상‘에서 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀(나노바이오환경센서연구실)에서 수상자가 2명이 나오는 쾌거를 달성하였다.
박진성 교수 연구팀의 김민우 박사과정은 공학 분야에서 우수상을 수상하였고, 김치현 박사과정은 나노/신소재 분야에서 장려상을 수상하였다. 또한 우수상은 400만원, 장려상은 300만원의 상금이 주어진다.
김민우 박사과정은 ’Integrating vibration models into point-of-use electrochemical sensors for enhanced detection of heavy metals via nanomaterial functionalized screen printed electrodes’의 주제로 지원하였으며, 김치현 박사과정은 ‘Ultrasensitive detection of nanoplastics in real water environment using epizoochory seed-liked amyloid oligomer(ESAO) based nanoplastic sensor’의 주제로 지원하여 수상하였다.
SKKU 대학원생 논문대상은 학문후속세대의 연구력 제고 활성화를 위해 창의적이고 도전적인 교내 연구자를 발굴하기 위해 진행되고 있다.
성균관대학교 일반대학원에서 주최한 2023 제1회 대학원 연구성과 경진대회(SKKU Research Matters)에서 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀(나노바이오환경센서연구실)에서 수상자가 2명이 나오는 쾌거를 달성하였다.
Research Matters는 “나의 연구가 중요한 이유”를 주제로 연구 성과 혹은 연구계획을 소개하는 스피치 대회이다. 해당 대회에서 박진성 교수 연구팀의 김민우 박사과정과 박현준 박사과정이 각각 대상과 우수상을 수상하였으며, 대상은 200만원, 우수상은 150만원의 상금이 주어진다.
김민우 박사과정은 ‘Development of an electrochemical sensor for environmental toxic substances’의 주제로 지원하여 수상하였고, 해당 주제의 연구 결과는 ACS Sustainable Chemistry & Engineering(IF: 9.224, Q1)저널에 2023년 게재되었다. 박현준 박사과정은 ‘p-Phenylenediamine의 자가조립 나노입자를 이용한 과불화화합물(PFOA)의 라만 분광학적 고민감 검출 플랫폼 제작 및 응용 연구’의 주제로 지원하여 수상하였고, 해당 주제의 연구 결과는 Journal of Hazardous Materials(IF: 14.224, Q1) 저널에 2023년 게재되었다.
대학원 연구성과 경진대회는 우수한 연구 성과를 발굴하고 공유하는 장을 마련하기위해 일반대학원 주최로 2023년 제1회를 기점으로 매년 개최될 예정이다.
국내 연구진이 세계 최초로 비스무스 나노플레이트(Bismuth nanoplate, 이하 BiNP)*와 나피온(Nafion)*을 이용하여 수돗물과 방류수 등 수질 환경에서 질병을 유발하는 중금속(납과 카드뮴)의 초고민감도 검출에 성공하였다. 성균관대 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀과 한국교통대학교 이원석 교수 연구팀이 공동으로 진행한 연구 결과는 Top 9% 국제학술지 ACS Sustainable Chemistry&Engineering(Impact Factor: 9.224)에 속표지 논문(supplementary cover)으로 4월 21일(금) 온라인 게재되었다.
* 비스무스(Bismuth): 화학 원소이며 기호는 Bi, 번호는 83, 원자량은 208.980이다. 비스무스는 대부분 금속이나 합금으로 쓰인다.
** 나피온(Nafion): 나피온은 술폰화 테트라플루오르에틸렌(sulfonated tetrafluoroethylene) 기반의 플루오르 폴리머 중합체(fluoropolymer-copolymer)의 상표명이다. 나피온은 양성자 전도체로 주목을 받으며, proton exchange membrane으로 사용된다.
연구팀은 분석하고자 하는 금속이 용해된 용액에 전압을 주어 붙이고 뗄 때 발생하는 금속 고유의 전류전위 곡선을 분석하는 방법인 양극벗김전압법(Anodic Stripping Voltammetry)을 이용하였다. 특히, 양극벗김전압법의 검출 신호를 극대화하기 위해서는 표면에 붙고 떨어지는 중금속의 양이 증가하여야 하고, 이는 전극의 구조와 재료에 따라 결정된다.
이를 위해, 중금속 친화도가 높은 BiNP를 유리탄소막대전극(Glassy Carbon Electrode, 이하 GCE) 위 기능화하여 표면적을 증가시킬 뿐 아니라, 나노플레이트의 모서리에서 전자가 증폭되는 현상(edge-effect)을 이용해 신호를 극대화하였다. 또한, 양이온만 선택적으로 통과시키는 나피온(Nafion)막을 BiNP/GCE 위 기능화하여 센서의 선택도를 증가시켰다.
나피온막과 BiNP의 시너지효과로 수질 내 실험실 환경에서 극저농도인 납을 178pM(pico molar, 10-12M), 카드뮴을 376pM 농도까지 동시 검출하는 데 성공하였으며 실제 수돗물에서는 납 0.22nM(nano molar, 10-9M), 카드뮴 4.08nM의 검출 능력을 보였다.
실제 서남물재생센터에서 하수처리 후 방류하는 물을 채취하여 납과 카드뮴을 첨가한 후 측정한 결과 납 5.72nM, 카드뮴 33.72nM 검출 가능하였다.
교신저자인 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수는 "본 연구에서 제안하는 기술은 납과 카드뮴뿐 아니라 다양한 질병 유발 중금속을 검출하기 위한 초석 연구로 활용될 가능성이 크다."고 하였고, 한국교통대 이원석 교수는 "향후 실제 환경 정밀 모니터링을 위한 기술로 응용되기를 기대한다."고 전했다.
연구에 참여한 김민우 박사과정은 "이번 연구를 기반으로 향후 현장에서 사용될 수 있는 휴대용 모니터링 시스템을 구축할 수 있도록 연구에 정진하고자 한다"고 앞으로의 포부를 밝혔다.
본 연구는 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업(2019002800009), 한국연구재단(NRF-2023R1A2C2004964, NRF-2022R1A2C4001990, NRF-2022R1I1A1A01066196), 교육부(2021RIS-001)와 SMC-SKKU 미래융합연구사업의 지원으로 진행되었다.
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우리 대학 연구진이 세계 최초로 자가 조립 파라페닐렌디아민* 나노입자(Self Assembled p-Phenylenediamine nanoparticle, SAp-PD)를 이용하여 테프론 코팅된 프라이팬 조리 시 발생하는 과불화옥탄산(Perfluorooctanoic acid, PFOA)의 초고민감도 검출에 성공하였다. 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀은 이 같은 내용을 환경 과학 분야 Top 3% 국제학술지 ‘Journal of Hazardous Materials’에 4월 6일자로 출간하였다.
* 파라페닐렌디아민(p-Phenylenediamine, p-PD) : 염색약 성분 중 하나로 아민기(-NH2)를 양 끝단에 가지는 유기 화합물. 상온에서는 흰색의 가루 형태로 존재하지만, 수용액 상에서 산화가 되면 적갈색을 띠는 것이 특징임.
PFOA는 계면활성제의 특성과 함께 내열성 및 오염 방지 특성이 있어 산업 전반에 걸쳐 널리 사용됐으며 특히, 프라이팬 등의 조리도구 코팅제로 사용됐다. 하지만, 세계보건기구(WHO) 산하의 국제 암 연구소(IARC)가 인간에게 발암 가능성이 있는 ‘그룹 2B’로 분류하며 사용이 제한됐고, 지난 2018년 대구 수돗물에 과불화화합물이 기준치 이상으로 검출되어 사회적 이슈가 된 이래로 PFOA의 고민감 검출에 대한 중요성이 대두되어왔다.
연구팀은 특정 파장의 레이저를 분석하고자 하는 물질에 조사할 때 발생하는 고유한 스펙트럼을 감지하고 분석 가능한 라만 기술을 검출에 이용하였다. 라만 기술은 마치 사람의 지문이 서로 다른 것처럼 물질마다 고유의 스펙트럼을 가지고 있다. 특히, 라만 신호를 극대화하기 위해 표면 증강 라만 분광(Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) 방법을 적용하였고, 이는 분석 물질이 붙는 기판의 나노 구조에 따라 성능이 결정된다. 이를 위해 본 연구팀은 잔디 형상의 은 나노잔디 구조체(Silver Nanograss)를 제작하여 SERS 기판으로 사용하였고, 은 나노잔디 구조체 기판 위에서 고유한 라만 스펙트럼을 가진 SAp-PD의 신호를 PFOA 처리 전/후로 측정하여 라만 강도의 차이를 분석하였다.
파라페닐렌디아민(p-PD)은 수용액 상에서 시간이 지남에 따라 산화되면 스스로 구형의 나노 입자가 되는 성질과 함께 특정 라만 스펙트럼을 가지고 있다. 이때, PFOA와 반응을 하면 p-PD 나노 입자 구조가 붕괴하는 현상과 함께 라만 스펙트럼의 강도가 감소한다. 본 연구팀은 이러한 메커니즘을 세계 최초로 응용하여 초고민감 PFOA 검출 센서 기술을 개발하였다.
연구팀은 증류수 상에서 PFOA를 SAp-PD를 이용해 극저농도인 1.28pM(pico molar, 10-12M) 농도까지 검출하였고, 실제 수돗물에서는 1.6nM(nano molar, 10-9M) 농도로 검출하였다. 또한, 실제 테프론이 코팅된 프라이팬을 철 수세미로 긁었을 때와 프라이팬에서 조리한 즉석 밥에서도 PFOA를 각각 1.69nM, 10.3μM(micro molar, 10-6M)의 농도까지 검출하는 데 성공하였다.
연구를 총괄한 박진성 교수는 "본 연구에서 제안하는 기술은 과불화화합물뿐 아니라 다양한 환경 독성 물질을 검출하기 위한 초석 연구로 활용될 가능성이 크다."며 "향후 실제 환경 정밀 모니터링을 위한 기술로 응용되기를 기대한다."고 밝혔다.
또한, 이번 실험을 진행한 박현준 박사과정은 "이번 연구를 기반으로 과불화옥탄산뿐만 아니라 실제 환경에 노출되어 인체에 유해함을 보이는 독성 물질들을 찾아 더욱 민감하게 검출 가능한 멀티 센싱 플랫폼을 구축하고 싶다."라고 포부를 밝혔다.
연구팀의 이번 연구 성과는 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업과 한국연구재단(기초과학연구, 중견연구)의 지원을 받아 진행되었다.
※ 논문명: Ultra-sensitive SERS detection of perfluorooctanoic acid based on self-assembled p-phenylenediamine nanoparticle complex
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(성대뉴스, 에너지경제, 베리타스알파, 스마트경제, 코리아데일리, 유스라인, 한국강사신문)
(한빛사 인터뷰)
나성수 고려대학교 기계공학과 교수, 박진성 성균관대학교 바이오메카트로닉스학과 교수 공동연구팀이 국내 최초 유전자 가위 기술을 핵산 증폭 기술에 결합해 변이 암 DNA를 검출하는 기술을 개발하는 데 성공했다.
이번 연구는 한국연구재단(선도연구사업) 지원으로 수행됐으며 연구 결과는 바이오센서 분야 상위 3% 학술지인 Biosensors and Bioelectronics (Impact factor: 12.545)에 2023년 1월 10일 온라인 게재됐다.
나성수 고려대 교수 공동 연구팀은 기존의 등온 핵산 증폭 기술인 하이퍼브렌치형 회전환 증폭 (HRCA: hyperbranched rolling circle amplification)기술에 CRISPR Cas12a 유전자 가위를 결합해 단일 염기 변이 DNA를 전기화학 센서로 검출하는 기술을 개발한 것이다.
연구팀은 암의 조기 진단과 암 치료 후 변이, 재발 모니터링을 위해 암 환자 혈액 속에 존재하는 순환 종양 DNA(circulating tumor DNA)를 고민감도, 고선택성으로 검출하는 센서 개발 연구를 진행했다.
기존의 암 검사법인 NGS(Next Generation sequencing) 기술은 분석 비용이 많이 들고 검사 시간이 오래 걸려 빠른 암 검사가 어렵다.
특히 변이가 발생한 암은 주로 단일염기변이(single point mutation or single nucleotide polymorphism)가 발생하는데 이런 단일 염기 변이는 일반 유전자 검사법인 PCR(polymerase chain reaction)으로는 구별하기 어려워 NGS와 같은 고성능 장비로만 분석할 수 있다.
공동연구팀은 기존의 DNA 증폭 후 유전자 가위를 이용하는 방식에서 벗어나 국내 최초 하이퍼브렌치형 회전환 증폭 (HRCA)기술과 유전자 가위를 결합해 단일 염기 변이를 구별하는 DNA 증폭 기법을 개발했다.
단일 염기 변이만 최종적으로 구별돼 증폭된 수많은 DNA 가닥은 전기화학센서 표면의 probe DNA와 결합해 저항이 증가한다. 공동연구팀은 암 변이 DNA를 10 aM(atto molar, 10-18) 농도로 검출하는 데 성공했으며 단일 염기 변이는 0.01%의 비율에서도 검출할 수 있음을 보여줬다.
나성수 고려대 기계공학과 교수는 “이 연구를 통해 DNA를 이용한 암 진단의 일반화를 앞당기고 앞으로 일반 병원이나 보건소에서도 활용되길 기대한다”라고 말했다.
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국립한국교통대학교(총장 박준훈)는 전기공학전공 이원석 교수가 타액 내 존재하는 비타민D 센서를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 성균관대학교 바이오 메카트로닉스학과 박진성 교수와 공동연구로 진행됐다.
기존 비타민D 검출은 주로 혈액샘플에서 분석하지만, 공동연구팀은 침 샘플에 존재하는 비타민D3를 고민감도, 고선택도 검출 할 수 있는 ‘비침습 기반 비타민 D 검출용 샌드위치 타입 압타 센서’를 개발한 성과를 낸 것이다.
이번 연구결과는 기구 및 기계장치 분야 최고 학술지인 Sensors and actuators B-chemical (Impact factor: 7.460. 분야 상위 3위 4.7%)에 2022년 3월 15일 온라인 게재됐다. (논문명: Ultrasensitive detection of 25-hydroxy vitamin D3 in real saliva using sandwich-type electrochemical aptasensor)
공동연구팀은 ▲25-하이드록시 비타민 D3(이하 비타민 D3)가 골다공증, 정신질환, 코로나19 예방 및 코로나19 환자의 중증도에 큰 영향이 있다는 학계 보고가 있다는 점 등에 주목하여 비타민 D3를 민감하고 선택도 높은 검출이 가능한 센서를 개발하는 연구를 진행했다. 공동연구팀은 타액 내 비타민D3 수치가 혈액 내 비타민D3 수치와 상관관계가 있다는 연구결과들에 영감을 받아, 비-침습 방식으로 비타민D3를 검출할 수 있는 전기화학 기반 센서를 개발하였다.
전기화학적 신호를 증폭하기 위해 그라핀-이산화몰리브덴 복합체 이용하였고, 타액 내 존재하는 방해물질들의 센서 성능 저하를 방지하기 위해 압타머와 차단단백질, 그리고 비타민 전용 전기화학 표지자인 MB-TAD를 합성하여 이를 극복하였다.
공동연구팀이 개발한 센서는 타액 내 존재하는 비타민D3를 0.6 ng/mL 농도까지 검출하는데 성공하였다. 또한, 유사한 구조를 가진 비타민D군 뿐만 아니라 기타 비타민들(A, C, E)과 비교하였을 때, 선택적으로 비타민D3만 검출할 수 있었다.
이원석, 박진성 교수는 “이 연구는 타액뿐만 눈물, 땀 등 비침습 분야의 원천 기술이며, 향후 바이오센서시장에 직접 적용 가능한 획기적인 센서기술이 될 것이다” 이라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단(전략과제, 바이오·의료기술개발사업)과 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 및 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 지원으로 수행되었다.
이 연구는 다양한 곳에 언론홍보 되었습니다!
(한국공보뉴스, 브레이크뉴스, 메디컬투데이, 국제뉴스, 굿모닝충청, 베리타스알파, 충북일보, 충북넷, 뉴스1)
국립한국교통대학교(총장 박준훈) 전기공학전공 이원석 교수와 전남대학교 AI 융합대학 방도연 교수, 성균관대 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 공동연구팀은 소나무꽃을 모사한 ‘은/금 계층 나노 구조체’를 개발하고 이를 이용해 독성물질 (카드뮴 이온, 아밀로이드 베타 올리고머)의 고민감도 표면증강 라만산란 센서를 개발했다고 밝혔다.
생체모사는 자연 속의 특징을 가져와 현대 기술의 한계를 극복하고자 하는 기술이다. 해당 연구에서는 소나무 꽃의 형태를 모사하여 풍매화 특성으로 인한 넓은 표면적을 모사하였다. 이는 표면증강 라만산란(Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS) 센서의 효율을 극대화하였다. 표면증강 라만산란 기법은 매우 높은 민감도와 분자 특정성으로 인해, 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 레이저 조사 시에 발생하는 검출 물질만의 고유한 스펙트럼을 분석하여 검출 물질에 대한 고 민감도 정량/정성 분석이 가능하다. 이러한 표면증강 라만산란 기법은 주로 검출 물질을 부착하는 기판의 나노구조에 따라 그 성능이 결정되며, 이를 위하여 다양한 나노 구조체(나노입자, 나노구조, 계층구조 등)를 개발하고 있다. 하지만 나노 구조체의 복잡한 생성방식과 산화에 의한 효율 감소 등 다양한 한계점이 있다. 본 연구팀은 이러한 한계점을 극복하고 높은 민감도와 안정성을 가지는 표면증강 라만산란 기판을 제작하고자 하였으며, 이를 위해 소나무 꽃의 구조를 모사한, 금과 은으로 구성된 2차 계층구조를 생성하였다.
한국교통대 전기공학전공 이원석 교수, 전남대학교 AI 융합대학 방도연 교수, 성균관대 바이오메카트로닉스 박진성 교수 공동연구팀은 고 민감도/고 안정성 표면증강 라만산란 기판을 개발하고자 소나무 꽃의 형태를 모사한 2차 계층 나노 구조체를 개발하였다. 연구팀은 개발과정에서 가장 높은 효율의 민감도와 안정성을 가질 수 있도록 다양한 최적화 실험과 유한요소해석 기반 전자기적 시뮬레이션을 진행하였으며, 라만 지시자에 대한 검출 효율 검증과 기판의 균일성, 시간에 따른 기판 안정성 등에 대한 실험을 진행하여 성능을 검증하였다.
이를 토대로 연구팀은 최종적으로 수계 내 대표적인 중금속 카드뮴 이온의 고민감도 검출을 실시하여 식수 내 10 pM 의 검출에 성공하였으며, 또한, 치매 유발 인자로 알려진 아밀로이드 베타 올리고머를 혈장 내 10 pM 까지를 성공적으로 검출하였다.
이번 연구 성과와 관련하여 실험을 주도한 한양대학교 기계공학과 김웅 교수는 “생체모사 표면증강 라만산란 기판을 이용해 본 연구에서 검출한 독성물질 이외에도 다양한 바이오마커 또는 독성물질들을 검출할 수 있으며, 신호처리 및 AI 연계 등을 앞으로 연구할 것”이라고 밝혔다.
한국교통대학교 전기공학전공 이원석 교수는 “이번 연구로 다양한 생체모사 기술이 센서 기술로 활용이 될 수 있으며, 표면증강라만산란 센서 분야에서 센서의 효율을 극대화 시킬수 있는 가능성을 확인하였다.”고 말했다.
전남대학교 방도연 교수는 “나노구조체를 사용하여 독성 물질 및 생체 분자를 고민감도 측정이 가능하여 보건환경 및 헬스케어 분야에 적용 가능할 것”이라고 밝혔다.
이어 성균관대학교 박진성 교수는 “이 연구는 중금속, 바이오마커뿐만 아니라, 다양한 독성물질에 응용이 가능한 원천 기술이며, 향후 헬스케어를 위한 스마트센서 등에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
해당 결과는 한국연구재단이 추진하는 전략과제, 바이오의료기술개발사업 등의 지원으로 수행되었으며, 이러한 성과는 국제학술지 ’ACS Sustainable Chemistry & Engineering’지에 “Biomimetic Nano-Pine-Pollen Structure-Based Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensing Platform for the Hypersensitive Detection of Toxicants: Cadmium and Amyloid” 제목으로 2022년 2월 25일 온라인 게재되었으며, 김웅, 이원석 교수가 제1저자로 참여하였으며, 방도연, 박진성 교수가 교신저자로 참여했다.
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고려대학교 세종캠퍼스 박진성 교수(전자·기계융합공학과), 한국교통대학교 이원석 교수(전기공학전공) 공동연구팀은 환원된 그래핀 옥사이드/키토산 복합체를 종이 위에 코팅하고 이를 손쉽게 부착할 수 있게 하여 이산화질소를 검출하는 센서를 국내 최초 개발하였다.
이번 연구 결과는 재료공학 분야 상위 학술지인 Journal of Materials science & Technology (Impact factor: 6.155. 분야별 상위 5%)에 6월 16일 게재가 확정되었다. (논문명: Flexible and disposable paper-based gas sensor using reduced graphene oxide/chitosan composite)
■ 환원된 그래핀 옥사이드(Reduced Graphene Oxide, rGO): 탄소 원자들이 육각 구조의 모양으로 서로 연결되어 2차원 평면 구조를 가지는 그래핀을 환원제를 이용해 환원시킨 응용 물질. 물리적으로 높은 강도와 전도를 가져 다양한 연구에 응용되고 있다. 특히 이산화질소와 특이적으로 반응을 하고, 이때 전기 전도도가 증가하는 특성이 있다.
공동연구팀은 최근 차량 이산화질소 배출가스로 의한 대기오염의 심각성이 학계에 꾸준히 보고되고 있다는 점과 종이 기반의 센서가 경제성과 범용성 측면에서 매우 우수하다는 점에 주목하여 차량 이산화질소를 민감하고 손쉽게 검출 가능한 종이 기반 센서 개발 연구를 진행하였다.
공동연구팀은 키토산이 특정 조건에서 겔화되는 특성을 이용해 환원된 그래핀 옥사이드 용액과 키토산 파우더를 혼합하여 환원된 그래핀 옥사이드/키토산 복합체를 합성하였다. 이후, 조건별로 겔화 정도를 최적화하여 종이 위에 코팅할 수 있는 종이 기반 센서를 제작하였다.
환원된 그래핀 옥사이드/키토산 복합체는 그 물리적인 특성으로 인해 사용자가 원하는 모양에 따라 제작될 수 있는 특징을 지니고 있다. 쉽게 구부러지는 특징 덕분에 모든 장소에 부착하여 이산화질소 검출이 가능하다는 점은 연구팀이 개발한 센서의 우수한 범용성을 의미한다.
개발된 센서는 다양한 가스들을 노출 시켜도 이산화질소만을 선택적으로 검출해낼 수 있었으며 1 ppM의 민감한 농도에서도 검출할 수 있었다. 또한, 실제 차량 배기구에 부착하여 배기가스 내 이산화질소 검출에도 성공하여 향후 차량을 비롯한 다양한 환경에서의 센서 응용 가능성을 확인하였다.
연구책임자 박진성 교수는 “이번 연구를 통해 이산화질소뿐만 아니라 종이를 활용한 대기오염 진단을 할 수 있는 원천기술을 발견해냈다.”라며 “향후 다양한 환경에서 검출 키트로 응용될 수 있는 중요한 연구 결과다.”라고 설명했다.
이번 연구 성과와 관련하여 실험을 진행한 박현준 박사과정 연구원은 “이번 연구를 기반으로 이산화질소뿐만 아니라 대기 및 수계 상에서 인체에 해가 되는 독성 물질들을 더욱 민감하게 검출할 수 있는 멀티 센싱 플랫폼을 구축할 수 있도록 연구에 정진할 계획이다.”라고 당찬 포부를 밝혔다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단(전략과제, 바이오·의료기술개발사업)과 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 및 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 지원으로 수행되었다.
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(고대 세종뉴스 한국강사신문 천지일보 쿠키뉴스 충청뉴스 충청일보 한국대학신문 베리타스알파 충남일보 정보통신신문 )
고려대학교 세종캠퍼스 전자·기계융합공학과 박진성 교수, 한국교통대학교 전자·전기공학부 이원석 교수 공동연구팀은 소장의 융털을 모사 기술을 응용한 항노화 비타민 D3 나노 광학 검출 센서를 개발하는 데 성공했다. 공동연구팀은 ‘은 나노 융털 구조체’를 제작하여 국내 최초로 ‘표면증강라만(이하 SERS) 기반 고민감도, 고선택도 항노화 비타민 D3 검출용 샌드위치 타입 압타 센서’를 개발한 성과를 낸 것이다.
■ 표면증강라만(SERS): 금속 나노구조에 존재하는 자유전자가 광원의 에너지에 의해 집단 진동하는 현상을 이용한 분석기술이다. 이러한 집단 진동을 플라즈몬이라고 하며 그 결과, 타겟 분자의 고유 진동수에서 신호가 증폭되고 단일 분자까지 민감한 검출이 가능하다.
이번 연구결과는 바이오센서 분야 최고 학술지인 Biosensors and Bioelectronics (Impact factor: 10.257. 분야 상위 1위)에 2021년 5월 14일 온라인 게재됐다. (논문명: Bio-inspired Ag nanovilli-based sandwich-type SERS aptasensor for ultrasensitive and selective detection of 25-hydroxy vitamin D3)
공동연구팀은 ▲25-하이드록시 비타민 D3(이하 비타민 D3) 가 탁월한 항노화 물질이라는 점 ▲코로나19 예방 및 코로나19 환자의 중증도에 큰 영향이 있다는 학계 보고가 있다는 점 등에 주목하여 비타민 D3를 민감하고 선택도 높은 검출이 가능한 센서를 개발하는 연구를 진행했다. 센서를 제작하는 과정에서 인체의 소장 융털 구조가 영양분 흡수에 탁월한 구조라는 점에서 영감을 받아 생체 모방 구조인 ‘은 나노 융털 구조체’를 제작해 센서의 표면적을 넓혀 SERS 신호를 증폭시켰고, 이를 초민감도 센서 개발에 활용했다. 또한, 센서 표면에 압타머를 기능화하여 센서의 민감도와 선택도를 더욱 향상시켰다. 센서에 적용된 기술인 SERS는 나노 구조로 증폭된 검출 물질의 라만 신호를 분석하는 방식이다. 비타민 D3의 경우 매우 약한 라만 신호를 가지고 있어 현재까지 개발된 SERS 기술로도 검출이 어려운 한계가 있었다. 이에 공동연구팀은 비타민 D3와 특이적으로 반응하는 라만 지시자인 PTAD-MB를 새롭게 합성하였다. 이는 PTAD-MB와 압타머 간의 샌드위치형 결합 기술로서 국내 최초로 비타민 D3를 SERS 기술로 고민감도, 고선택도 측정이 가능한 은 나노 융털 기발 샌드위치형 압타센서‘를 개발한 것이다.
개발된 센서는 결핍 농도(20 ng/mL)와 과잉 농도(>100 ng/mL)에 이르는 넓은 범위에서의 비타민 D3를 감지할 수 있었으며 1pg/mL 극미량의 비타민 D3 검출도 확인해냈다. 또한, 유사한 구조를 가진 비타민 D군 뿐만 아니라 기타 비타민들(A, C, E)과 비교하였을 때, 선택적으로 비타민 D3만 검출할 수 있었다.
박진성 교수는 “이 연구는 비타민 D3뿐만 아니라, 다양한 비타민 검출에 응용이 가능한 원천 기술이며, 향후 헬스케어를 위한 스마트센서 등에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구 성과와 관련하여 실험을 진행한 김우창 박사과정 연구원은 “비타민 이외에도 다양한 질병 관련 바이오마커 검출이 가능한 센서를 개발하고 싶다. 앞으로 이러한 기술의 상용화를 목표로 관련 연구에 정진하겠다.”라고 당찬 포부를 밝혔다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단(전략과제, 바이오·의료기술개발사업)과 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 및 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 지원으로 수행되었다.
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(아주경제신문, 한국강사신문, 내외일보 베리타스알파 한국공보뉴스 천지일보 충청뉴스 브레이크뉴스 충청일보 국제뉴스 충북넷 )
고려대학교 세종캠퍼스(부총장 김영) 박진성, 홍정화 교수 공동연구팀(전자·기계융합공학과)이 ‘코로나 19 예방을 위한 비타민D 고민감도 나노 광학 압타센서’를 개발하는 성과를 냈다. 본 연구는 전자·기계융합공학과 조성재 박사와 이원석 연구교수, 홍정화 교수, 박진성 교수가 참여했으며 공동연구팀의 연구 논문은 센서 분야 최고 학술지 중 하나인 ‘Biosensors and Bioelectronics(IF:10.257)’에 지난 3월 2일 온라인 게재됐다. (논문명: Wide-range direct detection of 25-hydroxyvitamin D3 using polyethylene-glycol-free gold nanorod based on LSPR aptasensor)
이번 연구는 한국연구재단의 기초연구사업 중견연구(전략과제, 보호·육성분야) 지원, 바이오·의료기술개발사업 및 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 지원으로 진행됐다. 공동연구팀은 비타민 D가 부족할 경우, 코로나-19 감염 위험이 증가한다는 것과 충분항 양의 비타민 D는 코로나-19 감염 예방에 효과가 있다는 학계 보고에 주목하여 코로나-19와 비타민 D의 상관관계를 바탕으로 연구를 진행했다. 체내의 비타민 농도는 일반적으로 비타민 D의 대사산물인 25-하이드록시 비타민 D3(이하 비타민 D3)를 측정하여 결정되는데, 현재까지 개발된 센서들은 비타민 D3 결핍 또는 과잉을 정확히 측정하기 어렵다는 한계가 있었다. 공동연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 비타민 D3의 결핍 및 과잉 상태를 더욱 정확히 측정할 수 있는 ‘폴리에틸렌글리콜(PEG) 무첨가 금나노로드 입자 기반 국소표면플라즈몬 압타센서’를 개발하는데 성공했다.
공동연구팀은 센서를 제작하는 과정에서 입자 표면의 개질 기술을 통하여 표면에 기능화된 폴리에틸렌글리콜을 구연산염으로 교환 및 최적화했고 입자 기반 센서로서의 높은 안정성과 국소표면플라즈몬 신호를 확보했다. 또한, 센서 표면에 압타머와 차단제를 기능화하여 센서와 간접 분자 사이의 비특이적 결합을 방지함으로써 센서의 감지 성능을 더욱 향상시켰다. 개발된 센서는 0.1 ng/mL에서 0.1 mg/mL 수준의 넓은 농도 범위에서 비타민 D3를 민감하게 검출하였으며 검출 한계는 0.1 ng/mL 로 고민감도 검출 결과가 나온 것을 확인할 수 있었다. 또한 비타민A, C를 비롯한 다양한 비타민에 사이에서도 선택적으로 비타민 D3만을 검출할 수 있음을 확인하였다. 공동연구팀에 의하면 이번에 개발한 센서는 기존 센서들의 주요 한계점이었던 좁은 농도 측정 영역을 극복할 수 있을 것으로 보고 있다. 특히 0.1 ng/mL에서 0.1 mg/mL 수준의 넓은 농도 범위에서 비타민 D3를 비롯한 매우 작은 크기의 생물학적 바이오마커를 검출할 수 있는 고민감도, 고선택성 센서로서 다양한 응용이 가능하다는 의견이다. 또한, 센서로 제작하고자하는 기판에 특별한 화학적 처리 없이 기판과 입자사이의 높은 결합력을 요구하는 나노입자 기반 바이오센서를 개발하는데 있어 핵심 원천 기술로도 활용이 가능할 전망이다. 이번 연구 성과와 관련하여 박진성 교수는 “이번 연구 성과는 팀원들의 꾸준한 노력이 있었기에 가능했다”라며 “이번 연구를 계기로 향후 나노입자 기반 국소표면플라즈몬 압타센서 소형화를 개발하는데 다양한 노력을 기울일 것이다.”라고 밝혔다. 덧붙여, 박진성 교수는 “비타민을 비롯한 다양한 바이오마커 검지를 가능하게 하고 스마트헬스케어 시스템을 구축하고자 한다”라고 앞으로의 계획을 밝혔다.
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생체모사 기술은 생체 또는 환경에서 일어나는 다양한 현상에서 착안하여 종래의 기술을 업그레이드하거나 새로운 기술을 개발하는 것으로, 대표적인 예로는 연잎을 모사한 발수 코팅제 등이 있다. 이러한 생체모사 기술의 일환으로 거미가 거미줄을 만들어내는 과정과 유년 시절 누구나 해봤을 법한 풀을 이용한 놀이에 착안하여 쉽고 간편하게 마이크로 와이어(풀 실, Micro glue thread; μGT)를 생성하는 방식에 대한 연구가 고려대학교(총장 정진택) 기계공학부 나성수 교수, 전자·기계융합공학과 박진성 교수 공동연구팀에 의해 보고돼 화제다.
기존의 마이크로 와이어를 생성하는 방식은 장비를 이용하여 빠르게 마이크로 와이어를 생성하는 방식이 주로 사용됐다. 그러나 이러한 방식은 마이크로 와이어의 직진성이 떨어지고, 다양한 소재나 특성을 가진 마이크로 와이어를 만들기 위해서는 복잡한 과정을 가져 단점이 일부 존재한다. 고려대 연구팀은 손가락 표면에 풀을 바르고, 손가락을 붙였다 뗐다 하는 단순한 동작을 통해 빠르고 쉽게 마이크로 와이어(μGT)를 생성하는 방법을 제시했다.
연구팀은 다양한 실험(인장력 테스트, 용해도, 성분 분석, 접착력 분석, 현미경 분석 등)들과 동역학 시뮬레이션을 통해 생성된 마이크로 와이어(μGT)의 전반적인 특성에 대해 분석하고 원인을 규명했다. 분석결과, 마이크로 와이어(μGT)는 강한 기계적 강성도(~50 GPa)를 가지면서도, 에탄올을 이용하여 마이크로 와이어(μGT)의 두께 조절이 가능함을 확인했다. 최종적으로는 마이크로 와이어에 환원 그래핀 옥사이드를 혼합하여, 전도성 마이크로 와이어의 생성에 성공했고, 이를 이용해 이산화질소 가스 검출 센서 플랫폼, 습도 센서로 활용될 가능성을 확인했다.
개발된 마이크로 와이어는 쉽고 빠르게 제작이 가능할 뿐 아니라 강한 기계적 강성도를 가지고 있으며, 다양한 나노입자와의 혼합을 통해 다양한 성질을 가질 수 있다. 이를 통해 개발된 마이크로 와이어를 이용한 다양한 응용실험들이 가능할 것으로 기대된다.
본 실험을 주도적으로 진행한 김웅 박사과정 연구원은 “누구나 알고는 있지만, 연구테마로 생각하지 못한 주제로 다양한 실험과 응용기법들을 연구했던 경험이 매우 유익했다.”며 연구 소감을 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단의 기초연구사업 중견연구(전략과제, 보호·육성분야), 바이오·의료기술개발사업 및 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 지원으로 수행됐으며, 연구성과를 인정받아 센서 분야 최고 권위지 중 하나인 ACS Sensors (Impact factor: 7.333. 분석화학 분야 상위 3위, 3.48%)에 2020년 6월 23일 게재됐다.
* 논문명: Bioinspired micro glue threads fabricated by liquid bridge-to-solidification as an effective sensing platform)
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우울증과 조증 그리고 조울증 등의 기분 증상과 밀접한 관련이 있으며, 하루에 일정한 주기를 가져 체내에서 높아지거나 낮아짐을 반복하는 스트레스 호르몬인 코티졸(cortisol)을 단 한 방울의 침으로 빠르게 검출할 수 있는 센서가 국내 연구진에 의해 최초로 개발되었다. 바로 고려대학교 세종캠퍼스 전자·기계융합공학과 박진성, 홍정화 교수 공동연구팀이 그 주인공이다.
일반적인 기분 증상 검사 방법은 정신상태 검사(mental status examination, MSE)를 실시하는 것이었다. 다만 MSE 방법은 환자 개인의 판단이나 질의응답 태도 등으로 부정확한 결과가 나올 수 있는 것이 단점이었다. 이같은 한계를 극복하고자 대표적 스트레스 호르몬 코티졸의 생체 일주기 리듬(circadian rhythm)의 밀림과 당김을 분석하는 기법이 고려대학교 의과대학 정신과 이헌정 교수 연구팀에 의하여 제시되었다.
박진성 교수, 홍정화 교수 공동연구팀은 이러한 분석 기법에 착안해 국소 표면 플라즈몬 공명* 기법과 압타머(aptamer)를 이용한 광학 압타센서(aptasensor)를 개발하였다. 압타센서는 기존 항체 기반 센서보다 수백 배 넓은 검출 범위 (0.1-1000 nM)와 높은 민감도를 가진다. 또한, 이 센서 기술은 10분 내로 분석이 가능하고 소형화 가능성도 크다.
연구팀은 금 나노입자 크기, 입자 간 거리, 입자 농도 등을 조정하여 광학 압타센서를 최적화하였고 실제 일반인의 침에서 코티졸을 측정하는 데 성공하였다. 이러한 결과는 기존 측정 방법인 효소면역측정법과 비교하여 높은 신뢰도를 보이는 것으로 나타났다.
이러한 원천 기술을 바탕으로 박진성 교수 연구팀은 한국연구재단의 바이오·의료기술 개발사업의 지원을 받아 ㈜디에프아이 회사와 협업하여 소형화 광학 압타센서 기술을 개발하고 있다. 실험을 진행한 조성재 박사과정 연구원은 “개발한 센서 기술을 활용하여 기분 증상으로 힘들어하시는 많은 분께 도움이 되고 싶다.”며 포부를 밝혔다.
본 연구는 한국연구재단의 기초연구사업 중견연구(전략과제, 보호·육성분야), 바이오·의료기술개발사업 및 한국환경산업기술원의 환경기술개발사업 지원으로 수행되었으며 연구 성과를 인정받아 센서 분야 최고 권위지 중 하나인 Sensors and Actuators B: Chemical (Impact factor : 6.393, 분야별 상위 3.3%)에 11월 17일자 온라인 게재되었다. (논문명 : Localized surface plasmon resonance aptasensor for the highly sensitive direct detection of cortisol in human saliva)
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전자·기계융합공학과 박진성 교수 연구팀이 적혈구막을 이용하여 혈장 내 섬유소원을 초민감도로 검출하는 전기화학센서를 개발했다.
전기화학적 임피던스 분광법을 이용한 이 센서는, 적혈구에서 추출한 적혈구 막을 빠르고 간편하게 전기화학센서 전극에 코팅하여 기존 센서의 검출 영역보다 수만 배 넓은 검출 범위(0.0001–5 mg/m)를 가지는 동시에 매우 높은 민감도(49 ng/mL)를 가진다.
고려대학교 박진성 교수 연구팀은 적혈구에 섬유소원의 수용기가 존재한다는 점과 적혈구막이 금속 표면에 얇게 코팅 된다는 점을 착안하여 섬유소원을 검출할 수 있었다.
기존 센서는 섬유소원 검출영역이 매우 한정적인 것에 반해, 이번에 개발된 센서는 혈장 내 섬유소원의 과잉과 결핍에 해당 되는 영역을 동시에 확인 할 수 있다.
또한, 적혈구막이 코팅된 상태로 2주 동안 안정화된 검출 능력을 보여주어 센서 상용화 측면에도 높은 가능성을 보여주었다.
실험을 진행한 박주형 박사과정 연구원은 “다양한 세포막을 코팅하여 실제 생활에 도움이 되는 간편하고 새로운 전기화학센서를 개발하고 싶다”는 당찬 포부를 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단의 기초연구사업(중견연구-전략과제), 바이오·의료기술개발사업, 중소벤처기업부의 지역산업육성사업의 지원으로 수행되었으며, 연구 성과를 인정받아 센서 분야 최고 권위지 중 하나인 Sensors and Actuators B: Chemical (Impact factor : 5.667, 분야별 상위 3.5%)에 5월 7일자로 온라인 게재되었다.
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대표적 광학센서 중 하나인 ‘국소 표면 플라즈몬 공명* 기법 센서’의 민감도를 세포막 담요 기법을 통해 극대화시켜 섬유소원*을 초고민감도로 넓은 영역에서 검출하는 센서가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
고려대학교 전자·기계융합공학과 박진성 교수, 바이오의공학부 윤대성 교수 공동연구팀이 그 주인공이다.
세포막은 세포와 세포 외부의 경계를 짓는 막으로 세포 내 물질을 외부로부터 보호함과 동시에 세포내에 영양분을 공급하고 노폐물을 배출하는 등 세포대사의 핵심적 역할을 담당한다. 연구팀은 이 세포막의 표면에 다양한 수용기가 있다는 점을 착안, 세포 중 적혈구를 선택하고 여기서 추출한 세포막을 금 나노입자* 기판 위에 담요처럼 얇게 덮어 기판을 제작했다.
금 나노입자 기판을 이용한 이 센서는 적혈구에서 추출한 적혈구 막을 마치 담요처럼 기판에 덮어 나노입자를 안정적으로 고정화시킴과 동시에 입자간 뭉침을 방지하여 국소 표면 플라즈몬 공명 효과를 극대화시켰다.
그 결과 기존 센서의 검출 가능 영역보다 수천 배 넓은 검출 범위(0.001–5 mg/mL)와 높은 민감도를 가질 수 있었다. 섬유소원의 정상 영역뿐만 아니라 과잉과 결핍이 되는 모든 영역을 민감하게 검출하고 혈장 내 측정 가능성 또한 확인했다. 세포막 담요 기법을 광학 센서에 이용한 새로운 검출 방식이 제시된 것이다.
이로써, 세포막 담요 기법을 통하여 섬유소원 외에도 세포막과 반응하는 다양한 바이오물질을 검출할 수 있는 새로운 지표를 열었다. 실험을 진행한 조성재 박사과정 연구원은 “세포막 담요 기법을 통하여 기존에 검출하지 못한 새로운 바이오마커를 검출하고 싶다”는 포부를 밝혔다.
이번 연구는 한국 연구재단의 기초연구사업(중견연구-전략과제), 바이오·의료기술개발사업, 자연모사혁신기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 연구 성과를 인정받아 바이오센서 분야의 최고 권위지 중 하나인 Biosensors and Bioelectronics (Impact factor : 8.173, 분야별 상위3%)에 4월 17일자 온라인에 게재됐다.
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이번 겨울에도 어김없이 NaBios 연구실은 소통워크샵에 참석하였습니다. 이번에는 대학원생 포스터 발표를 진행하였습니다.
발표제목
조성재 : 국소표면 플라즈몬 공명 기법을 이용한 스트레스 호르몬 검출
박주형 : 메탈이온과 아밀로이드 섬유의 상관관계분석
박현준 : 과일을 이용해 합성한 친환경 금 나노입자 생성 및 이를 이용한 알루미늄 이온의 검출 기법
자세한 사항은 Album을 참고해 주세요~ Album 링크 클릭!
겨울방학 기간동안 두 분의 박사님을 모시고 초청 세미나를 진행했습니다.
남기환 박사(한국의료기기공업협동조합) : '예방,건강관리 기반 의료기기 평가기술개발 사업'
홍유찬 박사(대구 기계연구원) : 'Nanoparticle-based Optical Nanobiosensors'
저희 연구팀과 오랫동안 알고 지내며 공동 연구해 온 두 박사님의 현재 연구 및 진행중인 프로젝트 등을 듣는 유익한 시간이었습니다.
감사합니다^^
2019년 겨울방학을 맞이하여 김치현 박사과정이 연구실로 컴백했습니다^^
기계연구원에서 많은 연구를 수행하고 3년 만에 돌아온 치현이 환영합니다! 앞으로 좋은 연구 기대합니다~
방학기간동안 논문 제출, 과제 결과 보고서 준비, 과제 계획서 제출 등 바쁜 일정을 보냈습니다.
이런 바쁜 일정을 그냥 힘들게 할수는 없죠!
여러 회식을 하며 힘을 냈습니다. (참지도 먹고, 한식도 먹고, 일식도 먹고... 솔직히 부족하지는 않은것 같다...)
2019년에도 NaBios 화이팅!
왼쪽부터 임상호 대학원장, 전자·기계융합공학과김웅 박사과정 (수상자), 전자기계융합공학과 박진성 교수
2019년 2월19일(화) 수당 삼양 Faculty House에서 2018 KU Graduate School Achievement Award 시상식이 개최되었다. 4회를 맞은 본 시상은 고려대학교 대학원생의 뛰어난 학문적∙사회적 업적을 발굴, 격려함으로써 성취 의욕을 고취하고 그 우수성을 대외적으로 홍보하기 위해 진행되고 있다.
총 183 명의 대학원생이 지원하여, 심사를 통해 33 명의 대학원생이 선정되었으며 세종캠퍼스에서는 약학과 신혜지 학생과(지도교수: 이기용) 과학기술대학 전자·기계융합공학과 (제어계측공학과) 김웅 박사과정 (지도교수: 박진성 교수) 학생이 선정되었다. 특히, 김웅 박사과정은 2017년 KU Graduate School Achievement Award에서도 수상한 바가 있어 올해 수상자 중 유일하게 2년 연속 수상의 영광을 차지하였다. 이로 인하여, 지도교수인 박진성 교수는 건배 사를 진행하였다.
김웅 대학원생은 Sensors and Actuator B: Chemical에 게재한 논문 (계측&계측기기 분야 2위)과 다양한 공동연구 외에도 우수한 특허 실적을 보유하였으며 특히, 2018년 제 3회 KSME-SEMES 오픈 이노베이션 챌린지에서 전문가 그룹 동상을 수상하는데 주도적으로 기여한 바 있다. 김웅 박사과정 학생은 "2년 연속 수상하게 되어 매우 기쁘고, 열심히 연구한 보람이 있다" 며 :훌륭히 지도해주신 교수님과, 연구실에서 항상 함께하는 연구실원 들의 많은 도움이 있어 상을 받게 되어 보답하고 싶다"고 말했다. 또한 "작년 수상 소감과 마찬가지로, 앞으로도 끊임없이 연구에 매진하여, 좋은 결과 낼 수 있는 연구자가 되고 싶다"는 소감을 밝혔다.
시상식에는 임상호 대학원장이 참석하여 대학원생들을 축하하고 격려하였으며 지도교수들이 참석하여 자리를 빛냈다. 수상자 이름은 대학원 건물에 현판으로 게시될 예정이다.
링크: 고대 세종 뉴스
2018년 한 해를 돌아보며 맛있는 고기집에서 종강모임을 진행했습니다. 학부연구생인 김윤아 학생과 공동연구를 진행중인 이규도 박사도 함께한 자리였습니다.
(교수님 후광 효과인가요? ㅎㅎ)
2019년에도 화이팅!
18년 12월 18일 고대 세종뉴스에서 인터뷰를 진행했습니다. NaBios 연구실에 대한 연구실원의 애정과 교수님을 향한 신뢰를 볼 수(?) 있었던 멋진 인터뷰였습니다. 축하합니다.
제7회 국제 퓨전 과학기술 학회가 태국 방콕에서 진행되었습니다.
연구실원들은 발표도 열심히 휴식도 열심히 하고 왔습니다. (자세한 사항은 Ablum에서!)
NaBios 화이팅!
2018년도 정선에서 개최된 대한기계학회 추계학술대회 (마이크로/나노 공학 & CAE 및 응용역학)에서 뜨거운 관심속에 논문 및 포스터를 발표했습니다 ^^
발표 논문 제목은 아래와 같습니다. (주 발표자)
코로나 방전 기술을 이용한 자연 친화적 접착성 나뭇잎 재료 개발 및 기계적 물성 평가 (이원석 연구교수)
Fibrinogen detection using Erythrocyte Membrane blanketed gold nanoparticles substrate based on Localized Surface Plasmon Resonance (조성재)
메탈이온과 아밀로이드섬유의 전기화학적 분석 (박주형)
브라인 쉬림프를 이용한 나노독성평가를 위한 영상처리 기법 (김민우)
친환경 금 나노입자를 이용한 Al3+ 이온의 비색법 검출 (박현준)
Spider silk formation inspired micro wire with strong and controllable properties (김웅)
또한 제3회 KSME-SEMES 수상식도 진행하였습니다. 동상을 수상하여 상금 백만원도 받았습니다!
축하합니다^^
대한기계학회와 국내 반도체 및 디스플레이 제조 장비업체인 SEMES가 주최하고 과학기술정보통신부와 산업통상자원부가 후원하는 ‘제 3회 KSME-SEMES 오픈 이노베이션 챌린지’에서 전자·기계융합공학과 박진성 교수 연구팀(팀명: 제어계측공학과 나비오스)이 동상을 수상하였습니다.
주제: 반도체 공정 후 발생 잔류가스 처리기(스크러버) 배출 가스의 질소산화물/온도/습도 모니터링 및 피드백 제어시스템 기술 개발
서류심사와 발표평가를 통과하고 입상하였습니다.^^ 2018년 추계 대한기계학회에서 시상 예정입니다~ 축하합니다.
관련링크: KSME-SEMES 사이트, 교내 홍보
연구실원들의 행복한 모습! 특히 치현이 기분이 좋음^^
2018년도 1학기 NaBios 연구실 종강모임을 진행했습니다. 특별히 고려대학교 의공학과에 연구교수로 재직중인 이규도 박사도 함께 참석해주었습니다.
이번엔 특별히 건대입구의 라구뜨라는 뷔페에서 진행했습니다^^
물론 근처 스터디카페에서 열띤 미팅도 진행했습니다.
점점 수준이 높아지는 NaBios 화이팅!!
2018년도 여수에서 개최된 대한기계학회 CAE 및 응용역학 부문에서 뜨거운 관심속에 논문 및 포스터 발표했습니다 ^^
발표 논문 제목은 아래와 같습니다.
친환경 금 나노입자를 이용한Al3+ 이온의 비색법 검출 (박현준, 김웅, 김민우, 박후졍, 조성재, 김우창, 김치현, 박진성)
생체모방 PVP 마이크로 와이어의 기계적 특성 분석 (김웅, 박주형, 조성재, 김민우, 박현준, 김치현, 김우창, 이규도, 박진성)
메탈이온과 오가닉 필름의 전기화학적 분석 (박주형, 김민우, 김웅, 조성재, 박현준, 김우창, 김치현, 박진성)
D-penicillamine으로 기능화된 금 나노막대를 이용한 국소 표면 플라즈몬 공명 기반의 구리이온 측정 (조성재, 김민우, 김웅, 박주형, 박현준, 박진성)
Nano-toxicity evaluation method using Artemia franciscana via multi-motion analysis (김민우, 박주형, 김웅, 조성재, 박현준, 김우창, 김치현, 박진성)
왼쪽부터 제어계측공학과 박진성지도교수, 김웅 학생(수상자), 임상호대학원장)
posted Mar 26, 2018, 9:47 AM by Jinsung Park
2월27일(화) 미디어관 크림슨라운지에서 2017 KU Graduate School Achievement Award 시상식이 개최되었다. 3회째 이어져 오고 있는 본 시상은 고려대학교 대학원생의 뛰어난 학문적ㆍ사회적 업적을 발굴, 격려함으로써 성취 의욕을 고취하고 학생들의 우수성을 대외적으로 알리고자 진행되고 있다.
세종캠퍼스 수상자는 과학기술대학 제어계측공학과 석박통합과정생 김웅(지도교수:박진성교수), 식품생명공학과 박사과정생 조형택(지도교수:김영준교수)이다. 김웅 대학원생은 Sensors and Actuator B:Chemical에 계측&계측기기 분야로 제출한 논문과 Analytical chemistry 분석화학 분야로 제출한 논문에서 우수한 평가를 받았고 특허도 꾸준히 낸 바 있다.
김웅 대학원생은 "저보다 훌륭하시고 많은 연구 성과 내신 선배님, 후배님들이 많으신 걸로 알고있지만 우연히 교수님께서 추천해주시고, 지원하여 상을 받게 되었다"며 "저를 항상 옆에서 도와주시는 교수님, 연구실원들 덕분에 명예로운 상을 받게 되어 기쁘다"고 말했다. 또한 "앞으로도 끊임없이 연구에 매진하여, 좋은 결과 낼 수 있는 연구자가 되고싶다"는 소감을 밝혔다.
시상식에는 임상호대학원장, 염재호총장 등이 참석하여 대학원생들을 축하하고 격려하였으며 지도교수들이 참석하여 자리를 빛냈다. 수상자 이름은 대학원 현판에 게시될 예정이다.
링크: Ku news
NaBios 연구실 석박사과정에 입학하는 박현준 학생의 학부졸업을 진심으로 축하합니다~
대학원 생활도 화이팅!
(함께 졸업을 축하해준 우창, 치현^^)
posted Dec 12, 2017, 11:25 PM by Jinsung Park
오늘 세종은 - 10도라는데..
한하기 동안 바쁘게 지냈는지 이제야 여름 MT를 올립니다^^;
이번 여름도 뜨겁게 보냈습니다!
자세한 내용은 Album에서!
posted Sep 19, 2017, 2:46 PM by Jinsung Park
본교 전자·기계융합공학과 박진성, 홍정화 교수가 이끄는 공동연구팀이 사람이 과량 섭취할 때 알츠하이머, 파킨슨병 등 심각한 뇌 질환을 유발할 수 있는 환경 나노 독성물질인 알루미늄 이온(Al3+)을 초고 민감도로 검출 가능한 센서를 개발했다.
금 나노입자와 표면전하현미경(KPFM)을 이용한 이 센서 시스템은 단 한 방울의 시료만으로 기존 광학 센서의 검출 한계(1 µ M)보다 백만 배 이상 높은 검출 한계(1 pM)를 보였다. 이로써 환경 나노 독성물질 검출 연구는 더욱 진일보하게 되었다. 쉽게 이온화되는 알루미늄은 수계에 녹아 먹이사슬을 통하여 인체에 고농도로 축적될 수 있으며, 이 경우 심각한 뇌 질환의 위험성이 높아지게 된다. 따라서 수계 상에서 알루미늄 이온의 고 민감도 검출은 매우 중요한 연구 분야이다.
본교 박진성 교수, 홍정화 교수, 이규도 박사 공동연구팀은 금 나노입자에 코팅된 시트르산에 알루미늄 이온이 잘 흡착되는 점을 착안, 금 나노입자 하나의 표면 전하를 분석하여 한 방울의 시료에서 초고 민감도 검출 가능성을 확인하였다. 또한, 실제 생활에서 가장 많이 사용하는 알루미늄 포일이 고농도의 소금물과 반응할 경우 생성되는 알루미늄 이온의 검출도 진행하였다. 실험을 진행한 김웅 박사과정 연구원은 ‘소금기 있는 음식은 알루미늄 포일 위에서 조리하지 않을 것’을 추천하였다.
한편, 본 연구는 한국연구재단의 후속 신진 연구지원사업과 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행되었으며, 계측 및 계측 장비 (Instruments & Instrumentation) 분야에 최고 권위지 중 하나인 SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL (IF = 5.401)에 9월 7일 자로 게재되었다.
이 연구는 다양한 곳에 언론홍보 되었습니다^^
(고대 세종 뉴스, 연합뉴스, ATN news, 일요신문, 충청신문, 헬스조선, 충북일보, 세종시민일보, 아시아뉴스통신)
posted Aug 12, 2017, 10:45 PM by Jinsung Park
이번 국제 생체 모사학회인 ISNIT는 필리핀 세부에서 진행되었습니다.
연구실원들은 학회도 열심히 듣고(?) 잠깐 마음의 휴식도 지내고 왔습니다 (자세한 사항은 Ablum에서!)
NaBios 화이팅!
posted May 24, 2017, 10:05 PM by Jinsung Park
드디어 NaBios 연구실의 이름대로 나노 바이오 연구를 제대로 시작할 사업에 선정되었습니다!
총 5년동안 진행될 사업은 고대 의대, 고대 약대, 센서기업 DFI 와 함께 진행될 예정입니다.
특별히 NaBios연구실에서는 센서 개발이라는 가장 중요한 핵심 연구를 진행할 예정이라 기대반 설렘반 걱정 조금... 이 있습니다~ 하지만 우리 NaBios 연구실의 화이팅으로! 잘 진행하도록 하겠습니다.
NaBios 연구실 화이팅!
posted May 24, 2017, 9:54 PM by Jinsung Park
연구실원들의 감동적인 스승의날 행사..ㅠㅠ
눈물없이 볼수 없었던 편지는 Album에 공개!
(박교수 얼굴이 너무 부어보이는데..)
posted Apr 21, 2017, 10:07 PM by Jinsung Park [ updated Apr 28, 2017, 3:36 PM ]
본교 전자기계융합공학과 박진성 교수가 세계 3대 인명사전 '마르퀴즈 후즈 후'(Marquis who's who in the world)가 수여하는 2017 알버트 넬슨 평생공로상(Albert Nelson Marquis Lifetime Achievement Award) 수상자로 선정됐다.
박진성 교수는 원자 현미경 기반 바이오 센서 및 환경 나노 독성 물질 검출에 대한 활발한 연구활동을 통하여 세계적인 권위지인 Nature Communications지 외에 ACS Nano, Chemical Communications, Analytical Chemistry, Biosensors and Bioelectronics지 등 국제적으로 저명한 학술지에 여러 차례 논문을 게재한 점을 인정받아 지난 2016년 마르퀴즈 후즈 후(33rd Edition)에 등재된데 이어, 이번에는 마르퀴즈 후즈 후가 수여하는 평생공로상 수상자로 선정됐다.
특히, 이번 수상을 통해 박교수는 마르퀴즈 후즈 후의 전문가 데이터 베이스 ‘MBO(Marquis Biographies Online)’의 독점 액세스 혜택도 받게 됐다.
한편, 마르퀴스 후즈 후는 미국인명정보기관(ABI)과 영국 케임브리지 국제인명센터(IBC)와 더불어 세계 3대 인명사전 발행기관으로 꼽혀 권위를 인정받고 있으며 특히 각 분야에 탁월한 업적을 이룬 사람에게는 평생 공로상을 수여하고 있다.
기사링크:(일요신문, 뉴스1, 서율뉴스통신, 백제뉴스, 중부뉴스, 충청투데이, 충남일보, 중도일보, 아주경제)
posted Mar 29, 2017, 11:57 AM by Jinsung Park
2017년 1학기가 시작되었습니다. NaBios 연구실에도 봄이 찾아오고 있기에 설레는 마음으로 닭갈비 집에서 개강모임을 진행하였습니다^^
특별히 그동안 미국 하버드에서 연구중이었던 이규도 박사도 함께 참석하여 자리를 빛내주었습니다~
2017년 NaBios 화이팅!!
posted Mar 1, 2017, 10:51 PM by Jinsung Park
NaBios 연구실 석박사과정과 석사과정에 입학하는 김민우, 김치현 학생의 졸업을 진심으로 축하합니다~
대학원 생활도 화이팅!
posted Dec 22, 2016, 9:18 PM by Jinsung Park [ updated Dec 22, 2016, 9:18 PM ]
올해 대한기계학회 추계학술대회는 강원도 정선에서 (강원랜드) 열렸습니다.
NaBios연구실에서는 총 4개의 발표를 진행하였습니다.
High-sensitive detection of Al3+ ions via visually improved Kelvin probe force microscopy using gold nano-particle (김웅)
Mechanical and Electrical properties of reduced graphene wrapped zinc oxide nanowire (박주형)
Seeded growth synthesis of cubic and spiky shape gold nanoparticles using citrate (조성재)
The review of ultra-sensitive nano toxic ions detection using various methods (김민우)
특별히 이번에는 KSME-SEMES 수상도 함께 진행되었습니다.
본 연구실에서는 전문가부문 동상을 수상하여 더 큰 기쁨을 누렸습니다. NaBios 화이팅!!
posted Dec 22, 2016, 9:00 PM by Jinsung Park [ updated Dec 22, 2016, 9:01 PM ]
일본 제어계측학회인 SICE 규슈 지부 학회에 참석하였습니다. 박진성 교수의 초청강연과 더불어 박주형 학생의 발표 및 김민우 학부연구생의 우수 캡스톤발표를 통한 포스터 발표를 같이 진행하였습니다.
The review of ultra-sensitive sliver ions detection using various methods (초청강연: 박진성)
Small molecules detection using nanoporous resonator (박주형)
Surface potential analysis of gold nanoparticle with aluminum ion using Kelvin probe microscope (Capstone 우수 발표: 김민우)
posted Dec 22, 2016, 8:55 PM by Jinsung Park
미국 마이애미에서 진행된 2016 Biosensor and Bioelectronic Materials symposium에 참석하였습니다.
총 2개의 포스터를 발표하였으며 다양한 경험을 할 수 있었던 좋은 기회였습니다.^^
자세한 이야기는 Album을 참고해주세요~
posted Dec 22, 2016, 8:43 PM by Jinsung Park [ updated Dec 22, 2016, 9:02 PM ]
대한기계학회와 국내 반도체 및 디스플레이 제조 장비업체인 SEMES 가 주최하고미래창조과학부와 산업통산지원부가 후원하는 ‘KSME-SEMES 오픈 이노베이션 챌린지 ’ 에서 전자·기계융합공학과 박진성 교수 연구팀 ( 팀명 : NaBios) 이 전문가 그룹부문 동상을 수상하였다 .
박진성 교수 연구팀은 ‘ 극자외선 리소그래피 (EUVL) 진공챔버 내부 극미량의 오염물질 검출 캔틸레버(Cantilever) 센서 ’ 라는 아이디어로 본 챌린지에 지원하였다 . 고가의 반도체 장비는 가스 오염을 통하여 고장 및 오류가 발생할 수 있는데 , 본 연구팀은 이러한 가스 오염을 민감하게 잡을 수 있는 고민감도 센서 플랫폼에 대한 아이디어를 제안 하였다 . 서류 평가와 발표 평가로 진행된 심사를 통해 최종적으로 동상을 수상하였다 . 특별히 본 연구팀의 학부연구생 김민우 , 김치현 학생 ( 전자 ·기계융합공학과 ) 이 주도하여 본 아이디어의 핵심 아이디어를 제안하였다 .
본 챌린지 입상팀 모두 SEMES 입사시 특전과 동상은 100 만원의 상금을 지원받는다.
posted Nov 21, 2016, 9:57 PM by Jinsung Park
연세대학교 의공학과 이상우 교수님 연구팀과 공동 연구한 내용이 Anal. Chem. 논문에 표지로 선정되었습니다!!
이에 대하여 교내외 적인 홍보가 진행되었습니다.
NaBios연구실에서는 김웅 박사과정 학생이 본 연구에 공동 저자로 참석하였고 박진성 교수는 공동 교신저자로 참여하였습니다. 축하합니다^^
posted Aug 11, 2016, 3:23 PM by Jinsung Park
2016년 WCCM학회에 NaBios 연구실원들이 참가하였습니다.
WCCM은 세계적으로 큰 컴퓨터 응용 역학 학회로써, 이번에는 대한민국 코엑스에서 진행되었습니다.
특별히 BK21에서 주관한 심포지엄도 동시에 진행되어 미국 Iowa대학의 교수님들과 같이 발표하는 뜻 깊은 시간이었습니다
이번 학회에서는 박진성 교수와 박주형 박사과정이 발표를 하였습니다
posted Aug 11, 2016, 3:10 PM by Jinsung Park
2016년 NaBios연구실에서 진행하고 있는 서울과학고 R&E 프로그램이 어느덧 중간을 지났습니다
열심히 공부한 서울 과학고등학교 학생들과 즐거운 식사를 했습니다.
2학기에도 화이팅!
(조교로 수고한 성재도 고생많았어요~)
posted Jul 18, 2016, 11:09 PM by Jinsung Park
뜨거운 여름이 다시 찾아왔습니다!
NaBios 연구실의 마음도 이렇게 뜨겁습니다! 연구도! 공부도! 놀때도!
신나는 MT 사진은 NaBios 앨범 클릭
posted Jun 27, 2016, 4:44 PM by Jinsung Park
학과에 많은 일이 있었던 2016년 1학기를 잘 마무리 하고
드디어 기다리던 여름 방학이 다가왔습니다~
특별히 이번 방학부터 김치현 학생이 학부연구생으로 참여하게 되었습니다
이번 방학도 NaBios~ 화이팅!
posted Apr 23, 2016, 11:24 PM by Jinsung Park
NaBios 연구실원들은 4월의 따스한 봄향기 가득한 제주도에서
다음과 같은 제목으로 구두 및 포스터 발표를 진행하였습니다.
구리의 킬레이팅제인 D-penicilamine과 국소 표면 플라즈몬 공명을 이용한 구리 이온의 검출 (조성재, 홍유찬, 박주형, 김웅, 양재문, 박진성)
금 나노 입자와 표면 전하 현미경을 이용한 고민감도 알루미늄 이온 검출 기법 (김웅, 박주형, 조성재, 김우창, 박진성)
그라핀이 감긴 산화아연 나노와이어의 물리적 특성 분석 (박주형, 김웅, 유준석, 조성재, 나성수, 박진성)
표면 전하 현미경, 금 나노 입자를 통한 알루미늄 이온의 무표지, 고민감도 검출 기법 (김웅, 박주형, 조성재, 김우창, 박진성)
캘빈 탐침력 현미경을 이용한 은이온 검출 (박진성, 박주형, 김웅, 조성재, 나성수)
posted Jan 27, 2016, 10:47 PM by Jinsung Park
NaBios 연구실에서 1년동안 열심히 연구한 박주형 군이 석박사통합과정에 당당히 합격하였습니다!
합격을 축하하며 앞으로의 많은 발전 기대합니다~ 화이팅!
(합격기념 치킨 파티^^)
posted Jan 27, 2016, 9:36 PM by Jinsung Park [ updated Feb 3, 2016, 8:44 PM ]
이번 겨울에도 어김없이 NaBios 연구실은 소통워크샵에 참석하였습니다.
이번에는 특별히 대학원생 발표 세션으로 구두 및 포스터 발표도 진행하였습니다.
우리 연구실에서는 조성재 석박사과정, 김웅 석박사과정이 각각 구두 및 포스터에서 상을 수상하였습니다.
좋은 세미나도 많이 듣고 스트레스도 풀고 유익한 워크샵 기간이었습니다^^
자세한 사항은 Album을 참고해 주세요~ Album 링크 클릭!
posted Jan 21, 2016, 6:04 PM by Jinsung Park [ updated Jan 27, 2016, 9:24 PM ]
2016년 BK21 사업의 지원을 받아서 NaBios 연구실이 드디어 미국까지 진출했습니다!!
Mechanical property for Graphene wrapped Zinc Oxide Nanowires (주 발표자: 박주형)
Silver Ions detection using surface potential measurement via Kelvin probe force microscope(KPFM) (주 발표자: 김웅)
Small molecules detecting using nanoporous resonator(주 발표자: 박진성)
미국의 심장 뉴욕에서 다양한 경험을 쌓고 돌아왔습니다. 이제 세계적 수준의 결과도 기대해 봅니다^^
posted Nov 25, 2015, 4:02 PM by Jinsung Park
NaBios 연구실에서는 2015년 추계 대한기계학회에 아래의 주제로 발표하였습니다.
나노 구조물 공진 센서를 이용한 멀티센싱 기법 (박진성, 박주형, 김웅, 나성수)
표면전하 현미경을 이용한 은이온 검출 (김웅, 박주형, 조성재, 나성수, 박진성)
그라핀이 감긴 산화아연 나노와이어 눌림 실험 (박주형, 김웅, 유준석, 조성재, 나성수, 박진성)
많은 질문과 관심을 받았습니다.^^ 자세한 사항은 아래 링크를 참고해 주세요~
posted Nov 25, 2015, 3:42 PM by Jinsung Park [ updated Nov 25, 2015, 3:44 PM ]
NaBios 연구실이 함께하고 있는 고려대학교 제어계측공학과 BK21+ 사업팀 <인간친화적 스마트 자동차 부품 핵심 기술 연구 및 고급 전문 인력 양성팀> 이 최근 발표한 1차 성과평가를 통과하였습니다! 8월~9월까지 준비했던 여러 학생들과 교수님들 고생하셨습니다 이번 1차 평가 통과로 인하여 NaBios연구실은 추후 3년간 BK21+지원을 받을 예정입니다. NaBios 화이팅!!
posted Oct 2, 2015, 5:09 PM by Jinsung Park [ updated Oct 7, 2015, 2:28 PM ]
연구실 로고 공모전에서
로고-김웅
ppt슬라이드-박주형
수상하여 아래와 같이 최종 로고가 선정되었습니다^^ NaBios 화이팅!!
posted Sep 14, 2015, 8:13 PM by Jinsung Park
2015년 9/7일자 고대신문에
박진성 교수의 인터뷰가 실렸습니다. 축하합니다
"제자들에게 롤모델 되고 싶어요" (쑥스럽네요 ^^;;)
기사 링크 (기사 보기 클릭)
posted Sep 14, 2015, 7:19 PM by Jinsung Park
드디어 공개되는 NaBios 연구실 여름 MT!!
자세한 내용은 Album 링크 (클릭)
posted Aug 18, 2015, 5:09 PM by Jinsung Park [ updated Aug 18, 2015, 5:31 PM ]
NaBios 연구실 국문 이름이 '나노 바이오 역학 연구실' 변경 되었습니다.
특성화 시대에 빠르게 발맞추어 나노 + 바이오 + 역학 시스템 주제를 다루려 합니다
앞으로도 많은 발전 있기를 바랍니다
화이팅!
posted Jul 30, 2015, 8:18 PM by Jinsung Park
더운 여름의 열기를 조금이나마 식히고자 연구실에서 여름회식이 있었습니다.
그리고 박교수 생일모임도 있었습니다. Nabios 친구들 고마워요~
(성재가 없어서 아쉽네..MT때 함께 하도록)
posted Jul 17, 2015, 3:07 PM by Jinsung Park [ updated Jul 20, 2015, 9:09 PM ]
고려대학교는 박진성 제어계측공학과 교수가 세계 3대 인명사전 중 하나인 '마르퀴즈 후즈후 인더월드(Marquis Who`s Who in the World)' 2016년판에 등재된다고 17일 밝혔다
고려대 기계공학과를 졸업한 박 교수는 동대학원에서 석·박사 과정을 통해 공학박사학위를 취득했고 지난해 모교에 부임했다.
박 교수는 원자현미경에 기반한 나노 바이오 센서 연구로 세계적 권위지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications)지 외에 'ACS 나노'(ACS Nano.) '케미컬 커뮤니케이션즈'(Chemical Communications) '바이오센서&바이오일렉트로닉스'(Biosensors and Bioelectronics)지 등 국제적으로 저명한 학술지에 여러 차례 논문을 게재했다.
'마르퀴스 후즈후'는 미국인명정보기관(ABI)과 영국 케임브리지 국제인명센터(IBC)와 더불어 세계 3대 인명사전 발행기관으로 꼽힌다.
기사링크 - 뉴스1 , 한국대학신문, 연합뉴스, 에너지경제, 아시아뉴스통신, 서울경제, 대학저널, 충청투데이
posted Jul 8, 2015, 4:40 PM by Jinsung Park [ updated Jul 8, 2015, 4:42 PM ]
2015년 1학기 동안 고생한 시간을 보답받고자
고기를 먹었습니다 ^^
우창이는 대전에서 열심히 연구를 하느라..(KIMM에서) 함께 하지 못했습니다 ㅠㅠ
방학에도 NaBios 화이팅!
posted Jun 3, 2015, 12:27 PM by Jinsung Park
오랜만에 축구를 했습니다.. 정말 체력이 바닥이었습니다
연구실원들이 함께하는 좋은 시간이었습니다. 성재는 사진에 같이 없어서 아쉽습니다 ㅜㅜ
posted May 19, 2015, 1:39 PM by Jinsung Park
2015년 서울과학고등학교 학생들과 R&E 프로그램을 진행하였습니다
저녁에는 같이 치킨을 먹으며 회식도 하였습니다 ^^
앞으로의 장래가 기대되는 학생들입니다~
posted May 19, 2015, 1:37 PM by Jinsung Park
NaBios 연구실이 생기고 처음으로 맞는 스승의날 이었습니다
모두 고맙습니다
posted Mar 9, 2015, 11:25 AM by Jinsung Park
고려대학교 기계공학과 나성수 교수님 연구팀과 공동으로 진행한 연구가 세종 뉴스에 보도되었습니다.
나비오스 연구실 화이팅!!
성재는 눈에 힘좀 줬구나 ^^
posted Feb 27, 2015, 5:25 PM by Jinsung Park [ updated Feb 27, 2015, 5:27 PM ]
NaBios 학부연구생을 무사히 마치고 석박사과정에 진입한 3인!
박주형, 김웅, 조성재 학생의 졸업을 진심으로 축하합니다
공중에 발이 떠보이는건..착시현상?
졸업의 기쁨을 포즈로 나누는 웅, 주형...
진심으로 학부 졸업을 축하합니다^^
posted Feb 13, 2015, 5:06 PM by Jinsung Park [ updated Feb 13, 2015, 5:07 PM ]
겨울 방학은 정말 빠르게 휙휙 지나가는것 같습니다.
짧은 2월에 설까지 있어서 지나가는 시간을 붙잡 듯 NaBios 연구실원들을 열심히 방학을 보냈고
오늘 마지막 세미나와 더불어 미스터피자에서 종강모임을 가졌습니다 ^^
(세미나 장소가 예약이 되어있어서 우리 장비가 있는 실험실에서 발표를 했습니다)
posted Feb 13, 2015, 5:01 PM by Jinsung Park [ updated Feb 13, 2015, 5:03 PM ]
겨울방학을 맞이하여
NaBios 연구실원들이 함께 MT를 갔습니다. 이번에는 다른 과기대 교수님들과 함께하는 소통워크샵에 겸해서 갔습니다
비발디파크에서 스키도 타고 보드도 타고 (박교수는 사우나만 하고 ㅜㅜ)
보드게임도 하며 즐거운 시간 이었습니다^^
posted Nov 26, 2014, 1:54 PM by Jinsung Park
과학기술대학 교수님들과 함께 2014년 등반대회에 참석하였습니다
계룡산은 정말 명산 이었습니다 ^^
posted Nov 19, 2014, 1:11 PM by Jinsung Park
고려대학교 나성수 교수님 연구실과 공동으로 진행한 연구가 관련분야에서 Top8을 차지 하였습니다. 박진성 교수는 공동 1저자로써 실험 내용에 대한 논의 및 아이디어 회의와 논문 완성에 참여하였습니다
축하합니다 ^^
Top 20 Articles, in the Domain of Article 23926595, Since 2013 (publication date of the domain article)
8. Highly sensitive detection of self-aggregated single-walled carbon nanotubes using a DNA-immobilized resonator.
Jang K, Park J, Bang D, Lee S, You J, Haam S, Na S.
Chem Commun (Camb); 2013 Oct 7;49(77):8635-7.
주형이의 당당한 발표!
posted Nov 6, 2014, 1:53 PM by Jinsung Park
기전세미나 시간에 NaBios연구실의 학부연구생들이 연구실 소개를 하였습니다
벌써 학부연구생을 한지 7개월이 넘어가네요~
NaBios 화이팅!
서해바다에서... 2014년 Nabios 학부연구생 일동
posted Sep 1, 2014, 2:40 PM by Jinsung Park
2014년 여름을 맞이하여
젊은 친구들과 젊은 교수님 함께 여름 MT를 다녀왔습니다
첫 연구실 MT였음에도 많은 친구들이 즐거워하였습니다^^
함께 좋은 추억을 만들어 간다는 것은 참으로 기쁜 일 같습니다
자세한 내용은 Album 으로..
posted Aug 12, 2014, 3:36 PM by Jinsung Park [ updated Sep 1, 2014, 2:35 PM ]
2014년 여름은 NaBios 연구실에게 있어 많은 의미가 있었습니다.
처음 시작하는 학부연구생 기간.
아직 대학원생도 , 연구실도, 장비도 없는 연구실에서
우리는 땀을 흘리며
노력하며
열정을 가지고 보냈습니다
그리고 한달을 조금 넘긴 시간에 종강 파티를 하였습니다
NaBios 화이팅! (왼쪽에서 부터 소영, 주형, 영학, 성재, 기범, 웅... 우창이는 아쉽게 참석을 못해서... )
자세한 내용은 Nabios Album 에서 (링크)
posted Jul 16, 2014, 11:35 AM by Jinsung Park [ updated Jul 16, 2014, 11:37 AM ]
자랑스런
고려대학교 제어계측공학과의 소식이 KU Sejong에 나왔습니다
물론 저희 연구팀도 있습니다 ^^
그리고 신임교원 인터뷰도 있습니다 (제가 쓸 글도 있습니다 ^^;)
posted Jun 24, 2014, 4:37 PM by Jinsung Park [ updated Jul 3, 2014, 1:30 PM ]
뜨거운 여름을 함께할 NaBios 학부 연구생들!
아직 파견나간 웅이는 없고... 3학년은 아직도 프로젝트 중이지만
일단 시작!
화이팅^^ (자세한 내용은 Album에서 확인^^)
박진성 교수가 신진연구자 세션에서 발표 중
posted May 5, 2014, 9:11 PM by Jinsung Park
제주도에서 계최된 2014년 CAE 및 응용역학 대한기계학회 춘계학술대회에서
본 연구실에서는 2편의 논문이 발표되었습니다.
나노다공성 공진기를 이용한 소분자 검출연구 (박진성, 장규환, 나성수, 방도연, 함승주)
표면전하 측정 현미경을 이용한 은이온 검출 (이상명, 박진성, 장규환, 유준석, 박찬호, 나성수)
본 연구실에서는 우수발표상도 받았습니다 ^^ 축하합니다
야외에서 준비된 만찬자리에서 우수발표상을 대표로 수상함
(사진이 원거리임...)
posted Apr 24, 2014, 8:57 PM by Jinsung Park
고려대 제어계측공학과의 열화와 같은 성원에 힘입어 연구실 첫 회식을 하였습니다.
후식은 베스킨에서 한통 사서 연구실에서 ㅎㅎ 새롭게 변화될 연구실이 기대가 됩니다
NaBios 화이팅!!
posted Apr 16, 2014, 7:45 PM by Jinsung Park
연구실의 최근 Nature Communications 저널에 발표한 논문내용이 고려대 세종캠퍼스 뉴스에 보도되었습니다.
앞으로도 이런 좋은 소식이 많이 들렸으면 합니다
NaBios 화이팅!!.
posted Apr 8, 2014, 8:39 PM by Jinsung Park [ updated Feb 24, 2015, 2:39 PM ]
연구실의 계속되는 겹경사입니다^^
최근 네이처 자매지에 보고된 논문으로 고대 뉴스에 홍보 되었습니다.
개인적으로 모교에서 보낸 시간이 12년차가 되는데, 고대 뉴스에 홍보된것은 처음있는 일이라 무척 감격스럽습니다 ㅜㅜ
posted Apr 5, 2014, 10:04 AM by Jinsung Park [ updated Apr 5, 2014, 10:06 AM ]
생명공학 및 바이오 부분의 우수한 논문을 소개하는 한국을 빛낸 사람들(한빛사)에
박진성 교수의 논문이 소개 되었습니다.
축하합니다 ^^
posted Mar 29, 2014, 7:28 PM by Jinsung Park [ updated Apr 5, 2014, 10:09 AM ]
최근 NaBios 연구실에서는 고려대 나성수 교수님, 연세대 함승주 교수님 및 방도연 박사님과 공동 연구한 내용인 "나노 다공성 멀티센서를 이용한 소분자 측정의 연구'를 2014년 3월 28일 자로 국제적으로 명성이 높은 Nature 자매지인 Nature Communications저널에 게재하였습니다.
NaBios연구실의 박진성 교수는 제1저자로 연구를 진행하여 논문작성 및 전체 실험을 주관하였습니다.
해외공동연구가 아닌 국내 독자적인 기술로 연구를 하였기에 더 의미있는 연구였습니다.
세계로 뻗어가는 NaBios! 화이팅!
posted Mar 4, 2014, 7:17 PM by Jinsung Park
본 연구실에서 한국소음진동 공학회 특집호에서 "마이크로 캔틸레버의 기계적 공진현상을 이용한 생체분자 검지 기술"이라는 주제로 본문을 기고하였습니다
posted Mar 3, 2014, 4:22 PM by Jinsung Park
박진성 교수의 office가 open하였습니다.
과학기술관 209호 입니다.
문의사항이 있으시면 언제든지 환영합니다 ^^
posted Feb 6, 2014, 10:45 PM by Jinsung Park [ updated Feb 7, 2014, 3:51 PM ]
홈페이지 open을 축하합니다^^