경희대학교

연구/산학

신소재공학과 이재진 학술연구교수, 세종과학펠로우십 선정

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 세종과학펠로우십은 젊은 연구자가 스스로 연구를 설계하고 주도적으로 수행할 수 있도록 돕는 사업이다. 경희에서 학부와 석사, 박사과정을 거쳐 유기연성재료물성연구실 학술연구교수(이하 연구교수)로 연구를 이어가고 있는 이재진 연구교수가 2026년도 세종과학펠로우십에 선정됐다. 선정 과제는 ‘고감도 양자 스핀 헬리시티 판독을 위한 굽은형 액정 기반 카이랄 비선형 광학 메타플랫폼 연구’다. 세종과학펠로우십은 비전임 박사후연구원을 대상으로 연간 1억 2천만 원 이상의 연구비를 최대 5년간 지원한다. 독립 연구 기반 마련, 학부부터 연구 주제 발전시켜 이 연구교수는 이번 세종과학펠로우십 선정을 자신만의 연구를 본격적으로 이끌어갈 수 있는 계기로 받아들였다. 그는 “연구 제안서가 좋은 평가를 받아 스스로 연구를 주도할 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다. 이어 “학부부터 박사과정까지 경희에서 연구를 이어오며 지금의 연구 주제를 발전시킬 수 있었다”라며 지도해 준 신소재공학과 최석원 교수에게도 감사의 뜻을 전했다. 또한 경희의 개방적인 연구 분위기와 연구의 연속성을 뒷받침하는 지원 제도도 큰 도움이 됐다고 말했다. 이 연구교수는 대학원 재학 중 ‘학문후속세대 우수 BK21 장학생(KHYSS)’ 지원사업에 선정돼 안정적으로 연구를 이어갈 수 있었다. 이재진 연구교수가 카이랄 비선형 광학 기반 연구를 설명하고 있다. 미세한 신호를 읽는 정밀 판독 연구 양자기술에서는 전자와 같은 미세 입자의 상태 변화를 읽어 정보를 얻는다. 다만 신호가 매우 미세해 이를 정밀하게 판독하는 기술이 필요하다. 특히 양자 센싱과 정밀 계측 분야에서는 작은 차이를 얼마나 민감하게 읽어내느냐가 연구의 성패를 가르는 핵심 요소로 여겨진다. 이 연구교수는 아주 작은 양자의 스핀 상태를 더 정밀하게 읽어낼 새로운 광학 플랫폼을 개발하고 있다. 우리의 양손처럼 대칭되는 ‘카이랄 구조’와 ‘비선형 광학’을 접목해 기존 방식으로 포착하기 어려웠던 미세한 신호를 더 정밀하게 읽어내는 측정 방법을 구현하고, 양자 센싱과 정밀 계측 분야의 새로운 지평을 여는 것에 초점을 맞췄다. 그간의 연구를 양자 스핀 판독이라는 주제로 확장했다. 새로운 측정 원리의 가능성 이 연구교수는 카이랄 광학과 비선형 광학, 양자 스핀 판독을 하나의 흐름으로 연결했다. 매우 작은 신호를 정확하게 읽는 기술은 고감도 센서, 차세대 포토닉스, 양자정보 기술과 같은 다양한 첨단 분야의 핵심 기술로 여겨진다. 아직은 기초연구 단계인데, 향후에는 정밀 계측과 미래 산업의 기반 기술로 발전할 가능성도 있다. 이 연구교수는 향후 5년간 연구 기반을 안정적으로 구축하고, 실제 스핀 활성 시스템과 결합하는 단계까지 발전시키려 한다. 초기에는 측정 환경을 구축하고 구조 구현에 집중한 뒤, 해석 체계를 정교화해 최종적으로 고감도 양자 스핀 판독 프로토콜을 구현할 계획이다. 지속적인 지원 속에서 연구의 완성도를 높이고, 자신만의 연구 영역을 구체화해 나가려는 구상이다. 경희에서 쌓아온 연구의 시간 이 연구교수는 “박사 후 연구원 시기를 거치며 주어진 실험을 수행하는 단계를 넘어, 스스로 연구 질문을 만들고 방향을 책임지는 연구자로 성장해 왔다”라고 설명했다. 연구를 이어오며 쌓은 경험과 문제의식은 지금의 연구를 구체화하는 밑바탕이 됐다. 앞으로는 카이랄 광학 분야에서 쌓아온 전문성을 바탕으로 비선형 광학과 양자 센싱, 양자 스핀 판독 연구를 더욱 발전시키고, 장기적으로는 빛과 스핀의 상호작용을 다루는 차세대 기술인 ‘옵토스핀트로닉스(Opto-spintronics)’ 분야까지 연구를 확장해 나갈 계획이다. 그는 연구자로서 “내가 보고 싶은 것만 보지 말자”는 태도를 되새긴다. 자신의 가설에 맞는 결과만 좇기보다 데이터를 있는 그대로 바라보며 다양한 가능성을 열어두는 자세가 중요하다는 것이다. 후배 연구자들에게도 메시지를 전했다. 이 연구교수는 연구가 오랜 고민과 시행착오, 끊임없는 질문과 탐구를 통해 새로운 이해를 넓혀가는 과정이라고 말했다. 이어 “각자의 자리에서 묵묵히 연구를 이어가는 모든 연구자의 시간과 노력은 그 자체로 충분히 뜻깊다”라고 덧붙였다.

2026.04.15

연구/산학

고체물리학의 새로운 원리, 초전도 자기에너지 증폭 현상 발견

음의 스핀분극을 갖는 초전도 상태 개념도. 붉은색 원자들 내부에서 파란색으로 표시된 음의 방향으로 정렬된 스핀들이 짝을 이뤄 초전자를 형성해 빠르게 내부에서 진행하고 있다. 응용물리학과 이종수 교수 연구팀, 자기 에너지 증폭하는 거대 음의 스핀분극 초전도 발견 양자컴퓨터의 새로운 응용 가능성 제시 응용물리학과 이종수 교수 연구팀(주저자 라마툴 히다야티 박사, 김진희 연구교수)이 자기에너지를 증폭시키는 거대 음의 스핀분극 초전도 현상을 세계 최초로 발견했다. 이번 발견은 음의 스핀 트리플렛 초전도 현상을 의미하는 것으로, 양자컴퓨터의 새로운 응용 가능성을 포착했다. 연구 결과는 고체물리학 교과서를 다시 써야 하는 새로운 현상으로 평가 받으며 소재 분야 국제 학술지『Advanced Functional Materials(IF=19)』에 내부 표지논문으로 게재됐다. 기존 고체물리학 교과서로는 설명할 수 없는 현상 발견 응용물리학과 이종수 교수 연구팀이 자기에너지를 증폭시키는 거대 음의 스핀분극 초전도 현상을 세계 최초로 발견했다. 초전도체는 전기 저항이 ‘0’이 되는 물질로, 한 번 흐른 전류가 손실 없이 유지되고, 외부에서 가해준 자기장을 모조리 바깥으로 밀어내는 마이스너(Meissner) 효과를 갖는다. 이 때문에 초전도는 자석 위에서 공중 부양을 하게 된다. 자석 위에서 일어나는 공중 부양은 초전도의 100% 음의 자화라는 특성 때문에 발생하는데 이종수 교수 연구팀은 초전도의 음의 자화가 120% 이상 될 수 있음을 발견했다. 기존 고체물리학 교과서에 따르면 외부 자기장의 에너지보다 더 큰 에너지로 자기에너지를 축적할 수 없다. 이에 대해 이종수 교수는 “특정한 원리에서는 기존 교과서의 한계를 넘어설 수 있음을 보였다”고 설명했다. 이종수 교수 연구팀은 철계 고엔트로피 합금 초전도에서 초거대 음의 자화 현상을 발견하고, 원인을 파악하기 위해 포항공대 심지훈, 김지훈 교수와 공동연구를 진행했다. 다양한 실험·이론적 방법으로 초전도 내부의 스핀들이 외부에서 가해준 자기장의 방향과 반대 방향으로 정렬하는 특이한 현상 때문임을 규명했다. 이러한 특성으로 초전도성이 외부 자기장을 100% 밀어냄과 동시에 자기장과 반대 방향으로 정렬하는 스핀의 자기화 성질이 더해져 120% 이상의 자기에너지가 축적된다는 사실을 확인했다. 자기 에너지가 증폭된 초전도의 개념도. 외부에서 가해준 자기장 B는 초전도에 의해 100 % 외부로 방출되고, 내부에서 형성된 음의 스핀분극이 더해져서 120 % 이상의 초전도 자기 에너지가 초전도체 주변에서 축적된다. 자기 에너지가 증폭된 초전도의 개념도. 외부에서 가해준 자기장 B는 초전도에 의해 100 % 외부로 방출되고, 내부에서 형성된 음의 스핀분극이 더해져서 120 % 이상의 초전도 자기 에너지가 초전도체 주변에서 축적된다. 초전도는 거시 세계에서 나타나는 양자 현상으로 초전도의 거시 양자 상태를 이용해 양자컴퓨터 개발에 응용되고 있다. 초전도에서 일어나는 스핀분극 현상을 물리학에서 스핀 트리플렛 상태라고 말하는데 이 상태에서는 물리학의 꿈이라 불리는 마요라나 페르미온이라는 매우 특별한 입자가 생성된다. 음의 값을 갖는 스핀 트리플렛 상태는 이번에 처음 발견됐다. 이종수 교수는 “초전도 현상의 새롭고 놀라운 발견”이라고 강조하며 “향후 양자컴퓨터의 응용에도 연결될 것”이라고 말했다. 이번 연구는 산업통상자원부 알키미스트 과제의 지원을 받아 수행됐다.

2026.04.13

연구/산학

기계공학과 이영훈 교수, 이온트로닉스 연구로 미래 소프트 기술 선도

기계공학과 이영훈 교수 연구팀이 차세대 소프트 전자기술 분야에서 잇따른 연구 성과를 도출했다. 이영훈 교수 연구팀은 최근 이온트로닉스(iontronics)를 주제로 한 리뷰 논문과 자연모사형 자가발전 장치에 관한 연구 논문을 세계적 학술지 『Advanced Materials(IF=26.8)』에 연이어 발표했다. 이와 함께 한국연구재단의 ‘신진연구(유형 B)’, ‘신진연구자 인프라 지원사업’에 선정되며 총 9억 원 규모의 연구비를 확보했다. 이온트로닉스 기반 생체부착형·삽입형 자가구동 소자 연구 동향과 후속 연구 방향 제시 이온트로닉스는 전자 대신 전하를 띠는 입자인 이온의 움직임을 이용해 신호를 전달하거나 전기를 만들어내는 차세대 이온성 소재 기반의 전자기술이다. 부드럽고 유연한 소재를 활용할 수 있어 피부, 눈, 체내 조직처럼 민감한 환경에도 잘 적용되며, 웨어러블 기기와 차세대 의료기기 분야의 핵심 기술로 주목받고 있다. 이영훈 교수 연구팀의 첫 번째 연구는 이온성 소재의 디바이스화를 위해 해결해야 할 핵심 과제와 향후 연구 방향을 제시하고, 생체부착형·생체삽입형 소자 분야의 연구 동향을 체계적으로 정리했다. 특히 인체와 직접 맞닿거나 체내 환경에서 작동해야 하는 바이오 전자 소자에 요구되는 생체친화성, 유연성, 신축성, 자가구동성의 중요성을 조명하고, 차세대 의료기기 개발을 위한 연구 방향을 제시했다. 연구팀은 특히 대부분 물과 이온으로 이루어진 이온성 소재의 특성과 구조, 작동 원리를 체계적으로 정리하고, 의료 응용 사례를 폭넓게 다뤘다. 이영훈 교수는 “이온성 소재가 지닌 신축성, 생체친화성, 이온전도성의 특성을 바탕으로 향후 웨어러블 의료기기 분야의 후속 융합연구를 위한 학술적 기반을 마련했다”며 의의를 설명했다. 알로에 본떠 만든 자가발전 장치 개발, 전하 출력 236% 높아져 두 번째 연구로 이영훈 교수 연구팀은 알로에의 생존 전략에서 착안한 물방울 기반 에너지 수확 기술을 개발했다. 알로에는 강수량이 적은 건조 환경에서 생존하기 위해, 드물게 내리는 빗물을 효율적으로 모아 뿌리 쪽으로 전달하는 잎 구조를 지닌다. 길고 둥글게 휘어진 잎의 중앙에는 길게 패인 홈 형태의 유로가 형성된다. 표면의 발수 특성에 더해 적은 양의 물도 손실을 최소화하며 뿌리 쪽으로 유도한다. 이영훈 교수 연구팀은 이러한 자연 현상에 주목해 알로에 잎을 모사한 친환경 물방울 발전기(Droplet Electricity Generator, DEG)를 개발했다. 연구팀은 알로에 잎의 구조적 특징을 반영해 미끄럼틀과 같은 곡면 구조와 물을 쉽게 밀어내는 친환경 소수성 표면을 발전기에 구현했다. 이 구조는 물방울이 전극 방향으로 자연스럽게 미끄러지며 넓게 퍼지도록 유도했고, 에너지를 수확할 수 있는 영역을 크게 넓혔다. 그 결과 기존 물방울 발전기 대비 전하 출력이 약 236% 향상되는 성과를 거뒀고, 이러한 차별성을 바탕으로 학술적 성과도 인정받았다. 이영훈 교수는 “두 연구 결과는 이온트로닉스 기반 바이오 전자기술의 학문적 방향을 제시하는 동시에, 자연모사 설계를 통해 실제 자가발전 소자의 성능 향상을 입증했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 리뷰 논문 작성에 참여한 최경태 학생은 “지도교수님의 많은 가르침 덕분에 연구 문헌 조사부터 본문 작성까지 마무리할 수 있었다. 특히 이번 연구 결과에서 미래 융합연구 방향을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다. 학부연구생을 계기로 연구를 시작한 이기범 학생은 “반복되는 실험에서 원하는 결과를 얻기까지 많은 시간과 노력이 필요했지만, 연구실 구성원의 지도와 조언이 큰 힘이 됐다”고 말했다. 이영훈 교수는 이온트로닉스 기술을 토대로 활발한 연구를 진행하고 있다. 최근에는 한국연구재단에서 신진연구자를 대상으로 하는 과제도 여럿 수주했다. “연구 주제와 독창성 인정받아, 공동연구 플랫폼으로 역할할 것” 연구력을 인정받은 이영훈 교수는 한국연구재단에서 진행하는 과제도 수주했다. ‘스마트 콘택트렌즈 조작을 위한 안구–공간 모션 기반 초저전력 멀티모달 센싱 이온성 인터페이스 개발’을 통해 신진연구(유형 B) 과제를 수주했다. 눈깜빡임과 시선 이동 같은 안구 움직임을 전기 신호로 바꿔, 스마트 콘택트렌즈를 손으로 만지지 않고도 조작할 수 있는 자가발전 센서를 개발하는 연구다. 기존 스마트 콘택트렌즈 연구가 주로 화면 구현 기능에 집중돼 있었다면, 이번 과제는 실제 사용 편의성을 높일 수 있는 입력 기술에 주목한다. 정전마찰과 정전유도 원리를 활용해 별도의 전력 소모를 최소화하면서도 눈의 미세한 움직임을 감지할 수 있는 센서 구현이 목표다. 이영훈 교수는 “눈에 직접 닿는 장치의 특성을 고려해, 센서는 얇고 투명하며 안전하고 발열이 거의 없는 형태로 개발할 예정”이라며 연구 방향을 공유했다. 그림 설명. 차세대 스마트 디바이스 폼팩터의 발전 및 스마트 콘택트렌즈 ‘분리 제작·조립 한계를 극복하는 모놀리식 일체형 이오닉 소프트 디바이스 구현을 위한 다물질 고해상도 4D 프린팅 인프라 구축’을 주제로는 신진 연구자 인프라 지원사업을 수주했다. 차세대 이오닉 소프트 디바이스 구현을 위한 핵심 제작 기반을 마련하기 위해 다물질 고해상도 4D 프린터를 도입할 계획이다. 이 장비는 환경 반응성을 지닌 서로 다른 물성의 소재를 하나의 구조 내에 정밀하게 통합할 수 있어, 체내에서 작동하는 초소형 이오닉 소프트 디바이스 개발에 필수적이다. 연구팀은 음식물이 식도를 따라 내려갈 때 발생하는 마찰과 압박 에너지를 전기로 바꾸고, 이를 소화기관의 연동운동을 돕는 데 활용하는 자가발전형 체내 디바이스를 구상하고 있다. 다물질 고해상도 4D 프린터는 초소형·고정밀·유연 구조를 동시에 구현할 수 있는 첨단 제작 기반으로, 향후 생체삽입형 디바이스와 이오닉 소프트 시스템 연구의 핵심 기반이 될 전망이다. 이영훈 교수는 “연구 주제의 독창성뿐만 아니라 연구 수행 역량을 높게 평가받아 기쁜 마음이다. 특히 다물질 고해상도 4D 프린터는 국내에 구축되지 않은 첨단 제작 인프라로 향후 교내외 공동연구를 확산하는 플랫폼이 될 것”이라고 강조했다. 그림 설명. 체내 삽입형 초저전력 이온성 디바이스

2026.04.10

연구/산학

수소 저장 가능한 고성능 초전도체 개발

응용물리학과 이종수 교수 연구팀이 수소 저장 기능과 초전도 특성을 동시에 구현한 초고강도 금속 초전도체를 개발했다. 높은 기계적 강도와 내구성 담보 수소 기반 에너지 시스템과 초전도 기술 융합 응용물리학과 이종수 교수 연구팀(주저자 라마툴 히다야티 박사, 김진희 연구교수)이 수소 저장 기능과 초전도 특성을 동시에 구현한 초고강도 금속 초전도체를 개발했다. 수소경제 시대에 적합한 차세대 초전도 소재 기술을 제시한 성과로, 소재 분야 국제 학술지 『Advanced Functional Materials(IF=19)』에 게재됐다. 초전도체는 전기 저항이 ‘0’이 되는 물질로, 한 번 전류가 흐르면 영원히 전류가 흐르고, 전기 에너지를 자기장 형태로 저장할 수 있는 꿈의 소재다. 이러한 특성으로 초전도체는 손실 없는 전력 전송을 비롯해 초전도 자석, 초전도 에너지 저장장치(SMES), 자기부상열차, MRI·핵융합 장치 등 미래 에너지·의료·교통 산업 전반에서 핵심 소재로 활용되고 있다. 다만 기존의 금속 기반 초전도체는 극저온 환경 유지와 소재 내구성 문제로 인해 응용 범위 확대에 한계가 있다. 이종수 교수 연구팀은 기존 한계를 극복하기 위해 고엔트로피 합금 개념을 적용한 새로운 금속 초전도체를 개발했다. 고엔트로피 합금은 여러 금속 원소를 균일하게 혼합한 구조로, 단순하면서도 높은 기계적 강도를 갖는다. 이번에 개발한 소재는 일반 스테인리스강 대비 약 6배 높은 강도를 보였으며, 수소 환경에서도 쉽게 부식되거나 파손되지 않았다. 그림 설명. 고엔트로피 합금의 결정구조 및 수소저장 고엔트로피 합금 초전도 개념도. 이번 연구의 가장 큰 특징은 초전도 기능에 수소 저장이라는 새로운 역할을 결합했다는 점이다. 새로 개발한 초전도체는 질량 대비 약 3.8 wt% 수준의 수소를 저장할 수 있는데 이는 수소화물을 제외한 금속 수소 저장 소재로는 세계 최고 수준의 값이다. 일반적인 금속은 수소를 흡수하면 구조가 약해지는 문제가 발생하지만, 이번에 개발된 소재는 내취수성(수소 분위기에서 부식되지 않는 성질)과 기계적 강도를 유지하면서도 수소 저장이 가능해 기술적 완성도가 높다. 초전도 특성도 향상됐다. 초전도가 흘릴 수 있는 최대 전류인 초전도 임계전류는 300kA/㎠ 정도로 매우 높은 값을 지닌다. 다기능성 초전도체가 갖는 고강도, 수소 내취수성, 높은 초전도 임계전류 특성을 기반으로 차세대 초전도 에너지 저장장치, 초전도 자석, 수소 기반 에너지 시스템 등에 직접적 영향을 미칠 전망이다. 이종수 교수는 "초전도체가 가진 에너지 전달 기술에 수소 저장과 냉매 기능을 결합함으로써, 수소경제 시대에 적합한 새로운 초전도 소재의 가능성을 제시했다”며 “향후 수소 기반 에너지 시스템과 초전도 기술이 융합된 다양한 응용 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구는 산업통상자원부 알키미스트 과제의 지원을 받아 수행됐다. 연구팀은 개발한 초전도체를 수소 기반 에너지 시스템과 융합할 수 있도록 노력할 계획이다.

2026.04.08

연구/산학

우주의학 권위자 NASA 수석 과학자 Fathi 박사 초빙

미래우주탐사연구원이 미국 우주항공국의 파티 카루이아 박사를 학술연구교수로 초빙했다. 우주 생물학 포트폴리오 수석 과학자로 국제우주정거장 연구 및 실험 총괄 미래우주탐사연구원에서 한국의 우주의학 및 우주생명과학 한 단계 끌어올릴 것 미래우주탐사연구원이 미국 우주항공국(이하 NASA)의 파티 카루이아(Fathi Karouia) 박사를 학술연구교수로 초빙했다. 파티 박사는 우주의학 및 우주생명과학 분야의 권위자로 NASA에서 25년 이상 근무하며 △우주의학 △우주생명과학 △천체생물학 △행성보호 △우주비행사의 건강 및 국제우주정거장 내 생명과학 연구 분야에서 독보적인 실무 경험과 기술을 쌓아왔다. 파티 박사는 NASA와 미래우주탐사연구원을 겸하며 우주의학 및 우주생명과학 연구를 진행할 계획이다. 인류의 우주 탐사 과정에서 마주하는 주요 과제에 도전 파티 박사는 NASA의 우주 생물학 포트폴리오 수석 과학자(Portfolio Lead Scientist for Space Biology)로 국제우주정거장에서 진행되는 연구 및 실험을 총괄했다. 또한 국제우주연맹(IAF)에서 천체생물학 및 우주 탐사 발전 위원회, 우주 제조 및 생산 응용 위원회의 공동위원장을 맡아 우주 탐사 및 신흥 우주 바이오 경제와 관련된 우선순위 설정에 기여하고 있다. 경희는 지난 2025년 ‘대학기초연구소 지원 사업(G-LAMP)’에 선정되며 중점테마연구소인 미래우주탐사연구원을 신설했다. 미래우주탐사연구원은 △우주과학탐사 핵심 기술 △우주 인공지능 △우주 기초의학이라는 세 가지 총괄 과제를 대상으로 선도적 연구를 수행한다. 이번 파티 박사의 합류로 미래우주탐사연구원은 인류의 우주 탐사 과정에서 마주하는 주요 과제에 도전한다. 한국인 최초로 ‘NASA GeneLab 워킹그룹’에 참여하고 있는 의예과 김만석 교수와의 공동연구도 기대된다. 파티 박사는 김만석 교수와 수년 동안 공동연구를 수행하며 우주의학 발전에 힘쓰고 있다. Fathi 박사는 “경희의 우수 과학자, 우주항공청을 비롯한 한국의 우주 생태계와 강력한 협력 관계를 구축하고, 더 나아가 우주의학 및 우주생명과학 분야의 차세대 혁신가를 양성하는 데 보탬이 되겠다”고 다짐했다. 김만석 교수는 “인류의 우주 탐사 과정에서 마주하는 주요 과제를 해결하는 동시에, 지구상의 인류에게 혜택을 주는 생의학적 혁신 창출이 목표”라고 설명했다.

2026.04.03

연구/산학

자율적 연구 환경에서 성장한 젊은 연구자들

“연구 방향을 돌아보고 새로운 책임을 다짐하는 계기로”김유섭 학생(기계공학 박사 과정) 장학생 선발로 그간의 노력이 헛되지 않았음을 확인했다는 김유섭 학생은 석사 과정을 마치고 박사 과정에 진학했다. 현재 진행 중인 연구를 한층 깊이 있게 발전시킬 계획이다. 기계공학 기초 이론을 바탕으로 설계 역량을 쌓아온 김유섭 학생은 움직임이나 진동 등 주변 에너지를 전기로 바꾸는 에너지 하베스팅 연구에 관심을 갖게 됐다. 석사과정생으로 발전 소자를 직접 제작·검증하는 과정에서 센서에 이 기술을 적용하면 외부 전원 없이 작동하는 ‘자가 발전 센서’로의 확장 가능성을 발견했다. 최근에는 미세한 움직임에도 전력을 얻어 스스로 작동하는 센서 개발에 집중하고 있다. 생체 감각 구조에서 해답을 찾다 김유섭 학생은 생물의 감각기관에서 영감을 받아, 외부 전원 없이 스스로 전기를 만들어 작동하는 고감도 마찰대전 센서를 개발하고 있다. 마찰대전 센서는 두 물질이 접촉·분리될 때 발생하는 전하로 신호를 생성하기 때문에 눌러놓고 가만히 있는 정적 압력을 감지하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 압력을 내부 회전 운동으로 변환하는 오리가미 크레슬링(Kresling) 구조를 도입했다. 정적인 힘이 가해져도 내부에서는 미세한 운동이 발생해 마찰대전 센서가 지속적인 신호를 출력하도록 구현했다. 현재 프로토타입을 제작했으며, 구조와 재료 변수에 따른 성능 최적화 과정을 진행하고 있다. 또한 물고기 측선과 인간 전정기관의 커풀라(Cupula) 구조를 모사해 압력, 전단력, 접촉 위치를 동시에 감지하는 멀티모달 센서도 개발 중이다. 유연한 돔형 구조와 에어 갭(air-gap) 설계로 자극의 방향과 위치에 따라 서로 다른 신호 패턴을 생성함으로써, 전자 피부나 로봇 촉각 시스템에 적용할 수 있는 복합 감지 기술을 구현하고 있다. 아울러 이러한 센서를 정밀하게 제작하기 위해 아직 공정 분야에서 확립되지 않은 중간 영역(Meso-scale)인 ‘백색지대’에서 고분자 재료를 정밀하게 가공할 수 있는 공정을 개발하고 있다. 이 영역을 정밀하게 제어해 제조 효율을 확보하는 것이 목표다. 연구자의 길을 확신하고 도전을 이어가다 김유섭 학생은 이번 학기에 박사 과정에 진학했다. 그는 “1년 전 연구실 선배가 대학생과학장학금에 선정된 것을 보고 그를 따라 지원하게 됐다”고 말한다. 이어 연구에 뜻이 있는 대학원생들을 지원하는 장학 제도가 많다며, 박사 과정이 짧지 않은 만큼 이러한 제도적 지원을 적극적으로 활용하면 연구에 도전할 용기를 얻을 수 있다고 후배들에게 조언했다. 스스로에 대한 결심도 밝혔는데, “이번 선정을 계기로 앞으로의 학위 과정을 더욱 책임감 있게 이어가겠다고 다짐했다”고 밝혔다. 향후 발전 장치와 센서를 통합한 에너지 자립형 플랫폼을 구축하고, 대량 생산이 가능한 공정 기술을 확보해 연구 성과를 상용화 단계까지 발전시키는 것을 목표로 한다. “자율적 연구 환경에서 이루어낸 대통령과학장학생 선정의 성과”이동한 학생(기계공학 박사 과정) 자율적 연구를 존중하는 연구실 분위가를 성장 동력으로 연급한 이동한 학생은 "연구 아이디어를 공유하는 시간이 사고를 넓힐 계기가 됐다"고 덧붙였다. 이동한 학생은 물체의 운동과 힘의 상호작용에 대한 흥미로 기계공학을 전공했다. 전통적인 역학 분야를 공부하던 그는 정전하가 외부 전원 없이도 물리적·생체적 시스템에 영향을 줄 수 있다는 점에 주목했다. 단순한 역학적 설계를 넘어 정전기 기술이 다른 분야와 융합될 때 실질적인 가치를 만들어낼 수 있다는 가능성을 발견한 것이다. 이후 그의 연구는 ‘정전하의 생성·저장·응용’을 아우르는 착전체 기술 개발과 바이오 분야와의 융합으로 확장됐다. 정전하의 생성과 저장, 융합 연구로의 확장 연구는 크게 ‘정전하의 저장과 응용’, 그리고 ‘정전하의 생성과 활용’이라는 두 축으로 나뉜다. 먼저 외부 전원 없이 반영구적으로 정전기장을 유지할 수 있는 착전체(electret) 개발에 집중하고 있다. 착전체는 마이크로폰, 먼지 필터, 에너지 수확 장치 등 다양한 분야에 활용할 수 있지만, 전하 안정성의 한계로 연구가 초기 단계에 머무르는 경우가 많았다. 이에 전하 삽입, 재료 가공, 패키징 기술을 종합해 대량의 전하를 안정적으로 유지할 수 있는 고품질 착전체 제작 공정을 구축했다. 또한 3차원 전위 측정 시스템과 열자극전류 측정 시스템으로 착전체의 전기적 특성을 정량적으로 분석하며, 소재의 전하 분포와 안정성을 정밀하게 평가하고 있다. 그의 연구는 바이오 분야로도 확장된다. 기존에는 kV 단위의 고전압 장비가 필요해 세포에 지속적인 정전기장을 적용하는 데 한계가 있었지만, 착전체로 세포 배양, 흉터 억제, 세포 증식·분화 조절 등 융합 연구를 진행하고 있다. 현재까지 6건의 공동 연구로 정전기장이 세포 수준에서 미치는 영향을 규명하고 있다. 한편 접촉대전 나노발전기(TENG)를 활용한 정전하 생성 연구도 수행한다. 입력 에너지의 특성을 분석해 불규칙한 환경에서도 효율적으로 에너지를 수확할 수 있는 설계를 모색하며, 시행착오 끝에 의미 있는 성과를 도출했다. 정전하 기술의 사회적 활용을 향하여 이동한 학생은 “5년이라는 긴 시간 수행해 온 연구의 가치를 확인할 수 있었고, 그간의 노력을 인정받은 것 같다”며 이번 선정의 소회를 밝혔다. 올해 여름 박사 과정 졸업을 앞둔 그는 교내의 다양한 장학금 지원을 받으며 연구를 이어왔다. 논문 게재 장학금과 조교 장학금, 연구실 인건비 등 학교에서 제공하는 지원에 대통령과학장학금까지 더해지면서 연구에 더욱 집중할 수 있었다. 이러한 경험을 바탕으로 그는 정전하 응용 기술을 실질적인 사회적 가치로 연결하는 융합 연구자로 성장하고자 한다. 또한 착전체 기술의 잠재력에 주목하며 이를 실용화 단계로 확장할 계획이다. 향후 전하 안정성과 생체 적합성을 갖춘 소재 개발을 통해 기술 성숙도를 높이고, 전기·전자, 바이오, 환경공학 등 다양한 분야와의 공동 연구를 확대할 예정이다. 나아가 기술 이전이나 창업을 통해 사회에 직접 기여하는 방안도 모색하고 있다. 자율적인 연구 환경은 학생들이 주도적으로 연구를 수행하고 창의적인 아이디어를 발전시키도록 이끌며, 의미 있는 연구 성과를 낳는 기반이 되고 있다. 최동휘 교수의 연구실에서 2년째 3명의 대통령과학장학생이 배출됐다.

2026.03.27

연구/산학

예술의 본고장 로마에서 열린 해외전공연수

미술대학이 2025학년도 동계 해외전공연수를 통해 학생들에게 유럽 예술 현장을 직접 경험할 기회를 제공했다. 전공별 실기 우수자를 중심으로 선발된 미술대학 학생 33명은 2026년 2월 5일부터 11일까지 5박 7일 일정으로 이탈리아 로마에 위치한 국립로마아카데미(Accademia di Belle Arti di Roma)에서 해외전공연수 프로그램에 참여했다. 연수는 경희대 미술대학 석좌교수이자 세계적인 조각가로 활동 중인 박은선 석좌교수의 국제 네트워크를 기반으로 추진됐다. 양 기관은 학술·예술 교류 협력을 위해 MOU를 체결하고 지속적인 협력 관계를 이어오고 있다. 프로그램은 국립로마아카데미 학생들과의 공동 전시와 강의, 미술관 방문 등을 통해 유럽 미술 전통과 현대미술을 폭넓게 경험하고 국제적 예술 감각을 기르는 데 초점을 맞췄다. 미술대학 학생들은 국립로마아카데미 교원 및 학생들과 함께 작품을 전시하고, 국제 예술 현장 전문가들로부터 피드백을 받으며 창작 의욕을 높였다. 사진 제공 미술대학 연수 참가자들 로마에서 열린 국제 교류전 이번 연수의 핵심 프로그램 중 하나는 로마 현지 갤러리에서 열린 국제 교류전이었다. 학생들은 로마 국립미술아카데미 학생들과 함께 CrossinGallery에서 작품을 전시하고 의견을 나누며 현지 예술가들과 교류했다. 단순한 참관이 아닌 실제 전시 참여를 중심으로 진행됐다는 점에서 의미가 컸다. 국립로마아카데미 방문 프로그램을 기획한 정환욱 교수는 “학생들은 해외 미술 현장을 체험하는 데 그치지 않고 현지 미술대학 학생들과 같은 공간에서 작품을 발표하고 소통했다”며 “국제 무대에서 자신의 작업을 점검하고 예술적 시야를 확장하는 밀도 높은 교육 과정이었다”고 말했다. 실제 전시에 참여한 학생들은 작품 설치부터 감상, 교류에 이르는 전 과정을 직접 경험하며 전시에 대한 이해를 넓혔다. 교류전에 참여한 회화과 정은비 학생은 “작업 공간이 아닌 ‘전시를 위한 공간’에 내 자리를 정하고 못을 박아 작품을 설치한 경험이 처음이라 더욱 특별했다”며 “설치가 끝난 뒤 전시장을 둘러보니 같은 꿈을 가진 동기들과 함께 전시를 완성했다는 점에서 더욱 뿌듯했다”고 소감을 전했다. 이번 연수에서는 현지 학생들의 작업 방식과 조형 감각을 가까이에서 살펴볼 기회도 마련됐다. 조소과 소중한 학생은 같은 조소를 전공하더라도 로마 학생들과 경희 학생들의 작업에는 뚜렷한 차이가 있었다고 밝혔다. 한국에서는 다양한 매체를 활용한 비교적 가벼운 물성의 작업이 많은 반면에 로마 학생들은 석조와 소조 등 고전적인 재료를 활용한 인체 작업이 두드러졌다고 설명했다. 이 밖에도 프로그램 참가 학생들은 이탈리아 현대미술사 강의, 드로잉 워크숍, 스튜디오 오픈 프로그램 등에 참여했으며, 바티칸 미술관, 보르게세 미술관, 카피톨리니 박물관 등 주요 미술관을 방문해 로마의 예술 지형을 직접 경험했다. 이탈리아 로마 판테온 앞에서 기념 촬영을 하고 있는 미술대학 해외전공연수 참가 학생들. 전액 장학 지원으로 운영된 로마 연수 이번 해외전공연수는 학생 부담을 최소화하기 위해 전액 장학 지원 형태로 운영됐다. 1~3학년을 대상으로 전공별 실기 우수자를 중심으로 선발했다. 전임 교원과 외부 심사위원으로 구성된 전공별 심사위원단이 1·2학년은 과제전, 3학년은 PT 발표 심사를 통해 작품 완성도와 작업 의도, 발표 역량 등을 종합적으로 평가해 최종 33명에게 연수 기회를 제공했다. 교류전 현장에서는 박은선 석좌교수가 조성한 ‘박은선 작가 장학금’ 수여식도 진행됐다. 해당 장학금은 국제 무대에 도전하는 학생들을 격려하고 실질적인 지원을 제공하기 위해 마련됐다. 선배 예술가가 후배 세대의 성장 가능성을 응원한다는 의미도 담겼다. 국제 예술 현장에서 넓힌 창작의 시야 이번 연수는 학생들에게 국제적인 예술 환경을 직접 접할 기회를 제공했다. 학생들은 이를 통해 다양한 작업과 현장을 경험하며 자신의 작업 방향을 돌아보는 시간을 가졌다. 한국화 이승욱 학생은 “이번 연수를 통해 익숙한 일상과 작업 환경 너머에 훨씬 넓은 예술의 무대가 있다는 점을 실감했다”며 “앞으로 한국화와 수묵화의 매력을 동시대 미술계에 알리고 싶다”고 말했다. 올해 졸업을 앞둔 조소과 소중한 학생은 작업에 대한 열의가 가득한 학생들과 함께하며 창작활동에 더욱 집중할 용기를 얻었다고 밝혔다. 현재 동대학원 진학을 고민 중이며 앞으로도 미술계에 남아 의미 있는 작업을 이어가고 싶다는 포부를 전했다.

2026.03.26

연구/산학 , 의과학

한의대 고성규 학장 연구팀, 네이처 계열 최상위 저널 게재

비소세포폐암에서 GPR54–DDC 신호축이 암세포의 성장과 생존, 에너지 대사 재편에 관여하는 과정을 보여주는 모식도. 이번 논문 제목은 ‘GPR54 regulates non-small cell lung cancer development via dopa decarboxylase’로 공동 제1저자는 한의학과 황현하, 이서연 박사다. 교신 저자 고 학장은 “최상위 저널에 오리지널 페이퍼를 발표한 것은 경희대 한의과대학에서 처음 있는 일이고, 한의학계에서도 드문 일이라 더욱 뜻깊다”며 소감을 밝혔다. 특히 이번 논문은 한약물 재해석 암 연구센터의 대표 성과라는 점에서 의미가 남다르다. 황현하 박사 역시 “게재가 확정됐을 때 오히려 실감이 나지 않았다”며 “주위에서 축하가 이어질수록 기쁨과 함께 책임감을 크게 느꼈다”고 말했다. 폐암세포 성장의 ‘새 스위치’ 발견 비소세포폐암은 전체 폐암의 약 85%를 차지하는 가장 흔한 유형이다. 치료 성적을 높이려면 암세포 성장 원인과 생존에 관한 핵심 작동 원리를 이해하는 것이 중요하다. 연구팀은 이번 연구에서 GPR54라는 수용체 단백질에 주목했다. 연구 결과 GPR54와 DDC가 비소세포폐암의 성장과 대사 재편을 함께 이끄는 신호축으로 작동하는 것을 새롭게 확인했다. 연구팀은 Kras 변이 유도 마우스 비소세포폐암 모델에서 GPR54 유전자를 제거했을 때 종양 수와 병변 크기가 감소하고, 세포 사멸은 증가하며 생존 기간이 연장됐다. GPR54가 실제로 비소세포폐암 성장에 중요한 역할을 한다는 뜻이다. 이 결과는 향후 임상적으로도 의미 있는 가능성을 보여준다. 공개 데이터 기반 분석에서는 GPR54가 종양 조직에서 더 높게 관찰됐고, GPR54 mRNA 발현이 높은 군에서 생존 지표가 불리한 경향이 포착됐다. DDC 역시 종양에서 높게 나타났고 생존 지표와의 연관성이 보고됐다. 연구팀은 이를 바탕으로 GPR54와 DDC가 비소세포폐암의 상태를 보여주는 바이오마커이자 새로운 치료 표적이 될 가능성이 있다고 봤다. 고 학장은 “폐암 환자들은 치료를 시작할 때 표적치료제를 사용할 수 있는지에 가장 먼저 관심을 갖는다”며 “이번 연구는 표적치료제 반응 여부와 관계없이 주목할 수 있는 새로운 기전을 제시했다는 점에서 의미가 있다”라고 말했다. “꾸준한 몰입과 끈기로 연구 성과를 이끈 핵심 연구자”황현하 학생(한의학과 박사 과정) 논문 게재를 위해 밤낮없이 연구에 매달린 황현하 박사. 이번 연구가 마무리될 수 있도록 도와주신 교수님과 연구실 멤버들에게 깊은 감사를 전했다. 새로운 표적 발견부터 최상위권 저널 게재까지 이번 연구는 하루아침에 나온 성과가 아니다. 고 학장에 따르면 “SH003(황기, 당귀, 과루근으로 구성된 복합 한약 제제)을 비롯한 한약물 기반 항암 연구는 10년 이상 이어온 연구 파이프라인”이다. 그동안 유방암과 폐암을 중심으로 연구를 축적해 왔고 현재는 비소세포폐암에 집중하고 있다. 연구팀이 이번 주제를 선정한 배경에는 ‘우리 약물이 실제로 작동하는 새로운 표적과 바이오마커를 직접 찾아보자’는 문제의식이 있었다. 기존에 알려진 기전을 따라가는 데 그치지 않고, 한약물 기반 연구가 실제로 맞닿아 있는 새로운 경로를 발견해 보고자 한 것이다. 그 결과 연구팀은 GPR54라는 새로운 표적을 찾았고, 이것은 SH003 항암 물질 연구 파이프라인과도 밀접하게 연결됐다. 고 학장은 “이번 논문은 우리가 연구해 온 약물의 작동 원리를 밝히는 과정에서 세계 최초의 경로를 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 논문 게재 과정도 쉽지 않았다. 연구의 완성도에 자신감을 갖고 저명 저널 게재에 도전했다. 첫 심사에서 ‘메이저 리비전(Major Revision)’이 나오자, 연구팀은 가능성이 있다고 판단해 보완 작업에 전력을 기울였다. 이 과정에서 중심 역할을 맡은 인물이 황현하 박사였다. 리비전을 준비한 4개월은 말 그대로 버티기의 시간이었다. 황 박사는 평균 수면 시간이 2시간에 그칠 만큼 밤을 새우며 데이터 보완에 몰두했다. 고 학장은 “황 박사는 주말이고 새벽이고 가리지 않고 연구에 몰두하는 뚝심이 있는 연구자”라며 “막대한 예산과 대규모 연구진 없이도 좋은 주제를 선택한 선구안과 연구자들의 끈기가 더해져 이런 성과를 낼 수 있었다”라고 연구자들을 격려했다. “융합 연구를 통한 한약물의 과학적 근거 확보, 국민적 신뢰 형성”고성규 학장(한약물 재해석 암 연구센터 센터장) 고 학장은 “이번 논문 게재로 한의대에서도 생물학과 바이오, 화학을 기반으로 한 오리지널 페이퍼를 충분히 낼 역량을 증명했다”고 밝혔다. 한의학과 바이오의 접점을 넓혀갈 것 한약물 재해석 암 연구센터는 한약물의 효과를 현대 의생명과학 언어로 검증하고, 그 기전과 근거를 체계적으로 확보하는 데 초점을 맞추고 있다. 고 학장은 “암 환자들이 수술, 항암, 방사선 치료 전후에 한방 치료를 병행하는 경우가 많다”고 했다. 그럼에도 한약물의 근거와 작동 기전을 충분히 설명할 자료는 아직 부족한 편이라고 덧붙였다. 이어 “센터의 목표는 한약물에 대한 신뢰도 높은 근거를 만들고, 양방과의 협력 가능성을 넓혀 국민이 믿고 한방 치료를 선택할 수 있도록 돕는 것”이라고 설명했다. 연구팀은 비소세포폐암을 중심으로 후속 연구를 이어갈 계획이다. GPR54–DDC 축이 실제 치료 표적으로 발전할 수 있는지, 기존 항암제나 면역항암제와 어떤 병용 가능성을 보이는지, 또 한약물이 암 환자의 전신 상태를 악화시키는 악액질 완화와 연결될 수 있는지 등을 폭넓게 살펴볼 예정이다. 마지막으로 고 학장은 후배 연구자와 학생들에게 이렇게 당부했다. “오지에 길 하나를 낸다는 마음으로 여기까지 왔다. 내가 길 하나를 냈다면, 후배들은 그 길을 넓혀 언젠가 고속도로를 만들 수 있을 것이다. 이번 성과가 그들에게 ‘나도 할 수 있다’는 도전 의식으로 이어지길 바란다.”고 당부했다. 한약물이 암 환자의 삶의 질을 돕는 동시에 표적치료제·면역항암제와 시너지를 낼 수 있도록 근거와 기전을 밝히는 것이 연구팀의 목표다.

2026.03.23

연구/산학

시뮬레이션으로 뉴로모픽 디바이스 신뢰성 개선

전자공학과 이승환 교수 연구팀 소속 최문규 학생(반도체공학과 석사3기)이 ‘삼성휴먼테크논문대상’에서 동상을 수상했다. 전자공학과 이승환 교수 연구실, 삼성휴먼테크 논문대상 동상 차세대 인공지능 반도체 성능 개선에 기여 전자공학과 이승환 교수 연구팀 소속 최문규 학생(반도체공학과 석사3기)이 ‘삼성휴먼테크논문대상’에서 동상을 수상했다. 삼성휴먼테크논문대상은 국내외 대학(원)생이 참여하는 대표적인 과학 분야 전반의 학술대회로, 21세기 과학기술을 이끌어갈 우수 인재 발굴을 목표로 한다. 대회에서 동상 이상 수상한 학생에게는 삼성 그룹 입사에 특전이 제공된다. 소자 간 성능 편차 문제 개선에 초점 최문규 학생은 뉴로모픽 디바이스의 성능과 신뢰성을 개선하기 위한 연구를 진행했다. 뉴로모픽 디바이스는 인간의 뇌 신경망 구조를 모방해 정보를 처리하는 차세대 인공지능 반도체 기술로, 차세대 AI 하드웨어 구현을 위한 핵심 기술로 주목받고 있다. 최문규 학생은 “지도교수님의 추천으로 대회에 참가하게 됐다. 수상 보다는 연구를 잘 마무리하고 싶다는 생각이었는데 좋은 결과를 이뤄 기쁜 마음이다. 대학원생이라면 누구나 도전할 수 있는 만큼 많은 학생이 도전해 보길 바란다”는 소감을 남겼다. 이승환 교수는 “어려운 연구임에도 책임감을 가지고 연구를 마무리해 대견하다”며 칭찬했다. 이번 연구는 뉴로모픽 디바이스에서 나타나는 소자 간 성능 편차 문제를 개선하는 데 초점을 뒀다. 실제 디바이스가 응용될 때 각 소자의 특성이 일정하지 않으면 시스템 전체의 성능과 신뢰성이 저하될 수 있다. 최문규 학생은 시뮬레이션 기반 분석을 통해 디바이스 내부 상태 변화를 분석하고, 산포를 최소화할 설계 방향을 탐색했다. 연구 과정은 쉽지 않았다. 특히 연구 초기 명확한 방향성을 잡기 어려웠다. 방향성이 잡히지 않은 만큼 시뮬레이션 결과도 예상대로 나오지 않았다. 최문규 학생은 “연구 방향을 잡는 데 어려움을 겪었지만, 지도교수님께 일주일에 두세 번씩 찾아가 피드백을 받으며 연구를 발전시켜 나갔다. 선행 연구를 지속적으로 분석하고 시뮬레이션에 시간을 충분히 투자하면서 원하는 결과를 얻을 수 있었다”고 설명했다. 스승과 제자가 함께 토의하며 성장했던 시간 지도교수인 이승환 교수는 연구 지도 방향에 대해 “세부적인 방향을 일일이 제시하기보다는 학생이 스스로 고민하고 답을 찾을 수 있도록 주제를 던져주는 편이다. 학생이 연구 방향을 스스로 탐색하도록 시간을 할애했다. 학생이 생각한 방향을 두고 많은 토의를 진행했고, 그 과정을 거치며 학생과 더불어 성장한 교학상장을 이룰 수 있었다”고 평가했다. 이번 연구 성과는 향후 AI 반도체와 뉴로모픽 시스템의 실용화 가능성을 높이는 데 기여할 전망이다. 뉴로모픽 디바이스는 에너지 효율이 높고 병렬 연산에 강점을 지녀 차세대 인공지능 하드웨어로 주목받고 있지만, 산업 현장에서 활용되기 위해서는 신뢰성 문제와 성능 안정성 확보가 중요한 과제로 남아 있다. 최문규 학생은 “뉴로모픽 디바이스는 아직 발전 가능성이 매우 큰 연구 분야다. 산포 문제와 디바이스 수명 등 다양한 지표 연구가 이뤄진다면 향후 산업 현장에서도 충분히 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 이승환 교수 연구팀은 앞으로 개별 소자 연구를 넘어 어레이(array)와 회로 시스템으로 확장해 실제 AI 반도체 칩으로 구현하는 연구를 이어갈 계획이다. 이 교수는 “향후 뉴로모픽 소자를 대규모 어레이로 확장하고 회로 시스템과 결합해 하나의 AI 칩을 구현하는 것을 목표로 하고 있다”며 “이를 통해 엣지(Edge) 환경에서 동작하는 인공지능 디바이스 개발로 이어질 것”이라며 포부를 밝혔다. 이승환 교수 연구팀은 앞으로 개별 소자 연구를 넘어 어레이(array)와 회로 시스템으로 확장해 실제 AI 반도체 칩으로 구현하는 연구를 이어갈 계획이다.

2026.03.20

연구/산학

센서부터 보안까지 반도체 칩에 담았다

전자공학과 이승현 교수 연구팀이 데이터 감지, 저장, 암호화 기능을 하나의 칩에 통합한 다기능 모놀리식 3D 반도체 칩을 개발했다. 전자공학과 이승현 교수, 차세대 하드웨어 플랫폼 개발 보안과 연산 동시 수행, 면적 효율도 개선 전자공학과 이승현 교수 연구팀이 데이터 감지, 저장, 암호화 기능을 하나의 칩에 통합한 다기능 모놀리식 3D 반도체 칩을 개발했다. 연구 결과는 재료 공학 분야의 세계적인 학술지 「Advanced Materials(IF=26.8)」에 2월 게재됐다. 인공지능과 사물인터넷 기술의 확산으로 데이터 처리량이 급격히 증가하며 기존 컴퓨팅 구조의 한계가 뚜렷해지고 있다. 기존 방식은 센서에서 수집된 방대한 데이터를 중앙 처리 장치로 전송하는 과정에서 병목 현상과 높은 전력 소모가 발생했다. 또한 데이터 이동 과정에서 정보가 노출되는 보안 위험도 컸다. 기존 문제의 해결 방법으로 인간의 뇌와 시각 신경계를 모사해 감지, 저장, 연산 기능을 효율적으로 결합한 뉴로모픽(Neuromorphic) 아키텍처가 대안으로 부상하고 있다. 사물인터넷 환경에서 보안 위협이 증가함에 따라 데이터를 안전하게 보호하면서도 에너지 효율을 높이는 차세대 하드웨어 기술이 주목받고 있다. 양자점과 3D 적층 기술로 성능과 보안성 동시 확보 이승현 교수 연구팀은 수직 저항 변화 메모리(VRRAM) 위에 산화물 반도체(IGZO) 기반 광트랜지스터를 적층하는 모놀리식 3D 통합 기술을 적용해 새로운 반도체 칩을 개발했다. 연구팀은 반도체 채널에 양자점(Quantum Dot)을 도입해 센서가 감지할 수 있는 빛의 영역을 자외선부터 가시광선, 근적외선 영역까지 크게 늘렸다. 이승현 교수는 “양자점과 메모리 소자가 작동하는 과정에서 발생하는 미세한 불규칙성을 보안 기술에 활용했다. 불규칙한 신호로 복제 불가능한 물리적 복제 방지 보안키를 생성해 강력한 하드웨어 보안 시스템을 구축했다”고 강조했다. 개발된 칩은 상단의 센서가 이미지를 감지하면, 하단 메모리 층에서 즉시 데이터를 처리한다. 이 과정에서 원본 데이터는 외부로 노출되지 않고, 핵심 정보만 담은 해시 코드 형태로 변환된다. 이번 연구는 이승현 교수를 비롯해 Batyrbek Alimkhanuly, 이민우, 배준성, 최진수 연구원이 공동 저자로 참여했다. “3D 통합 반도체 기술 경쟁력 입증해” 연구팀은 3차원 구조의 삼진 내용 주소화 메모리(TCAM)를 활용해 암호화된 해시 코드를 해독 과정 없이 바로 검색하고 매칭할 수 있도록 만들었다. 이를 통해 기존 평면형 소자 대비 면적 효율은 9배, 에너지 효율은 6배 이상 향상됐다. 특히 암호화된 상태에서도 94% 이상의 높은 정확도로 데이터 유사성을 판별해, 보안성과 실용성을 동시에 입증했다. 이승현 교수는 “연산 자원이 제한적인 엣지(Edge) 환경에서도 개인 정보를 보호하면서 인공지능 기술을 활용할 가능성을 제시한다”고 설명했다. 국가 반도체 3D 통합 로드맵 위원으로 활동하고 있는 이승현 교수는 “AI·IoT 시대에는 에너지 효율과 보안을 동시에 만족시키는 하드웨어 기술이 핵심 경쟁력”이라며 “이번 연구를 통해 3D 통합 반도체와 보안 하드웨어 분야에서 한국의 기술력을 국제적으로 입증했다”고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 산업통상자원부의 지원을 받아 수행됐다.

2026.03.06

Research