Journal of the American Chemical Society

Manuscript ID: ja-2018-13543u.R1

Manuscript Title: Versatile Strategy for Tuning ORR Activity of a Single Fe-N₄ Site by Controlling Electron Withdrawing/Donating Properties of Carbon Plane

Author(s): Mun, Yeongdong; Lee, Seonggyu; Kim, Kyeounghak; Kim, Seongbeen; Lee, Seunghyun; Han, Jeong Woo; Lee, Jinwoo

포스텍 연구팀, 임신·에이즈·암 등 진단 활용 기대 (포항=연합뉴스) 임상현 기자 = 임신 테스트기와 같은 간단한 키트와 스마트폰 카메라로 빠르고 손쉽게 질병여부를 판단할 수 있는 기술이 포스텍 연구팀에 의해 개발됐다. 포스텍(포항공과대)은 시스템생명공학부 도준상 교수, 화학공학과 이진우 교수팀이 신속하고 간편하며 검출감도도 수십배 향상한 새로운 진단기기 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 일반 가정에서 흔히 쓰이는 기기를 이용해 고감도 검출을 가능하게 했을 뿐 아니라, 스마트폰 카메라로 촬영해 바로 확인할 수 있는 것이 특징이다. 연구결과는 바이오소재 분야 권위지 '어드밴스드 헬스케어 머터리얼스(Advanced Healthcare Materials)'지에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에 임신 테스트기라고 하는 임신 진단키트를 이용했다. 통상 임신 여부를 선으로 나타내기 위해 금 나노입자를 사용하던 것을 안정성이 뛰어난 백금 나노입자로 진단 키트를 만들었다. 이 키트는 기존 20분의 1 이상 낮은 농도에도 반응해 임신 여부를 진단해냈다. 또 발색 정도를 스마트폰 카메라으로 촬영하면 사진을 영상으로 분석해 검체 양을 정량화할 수 있다는 것도 밝혀냈다. 연구팀은 이 기술은 임신진단 뿐 아니라 에이즈, 독감, 심근경색, 암, 노로바이러스 등 질병과 생화학 전용 병원균 진단에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 도준상 교수는 "백금나노입자는 외부 환경에 의한 변화가 적고 스마트폰 분석도 간단하게 할 수 있어 휴대용 체외 진단기기 상용화에 크게 도움이 될 것이다"고 말했다. shlim@yna.co.kr <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2015/07/20 15:43 송고 

(서울=연합뉴스) 김인철 기자 = 국내 연구진이 차세대 에너지저장장치로 주목받는 '하이브리드 슈퍼커패시터'(Hybrid Supercapacitor)의 용량과 충전속도를 높이고 수명을 향상시킬 수 있는 물질을 찾아냈다. 미래창조과학부는 포항공대 이진우(화학공학과) 교수와 임은호 연구원, 강기석 서울대 교수, 윤성훈 중앙대 교수 연구진이 이런 연구성과를 냈다고 18일 밝혔다. 하이브리드 슈퍼커패시터는 배터리처럼 산화·환원 반응을 통해 에너지를 저장하는 음극물질과 축전지와 같이 전기이중층에 전하를 모으는 양극물질을 사용한 에너지 저장장치다. 이 장치의 음극물질로는 빠른 출력 특성이 장점인 티타늄 기반의 산화물이 주로 쓰이는데, 티타늄 기반 산화물은 이론용량과 전기전도성이 낮아 새로운 음극물질을 개발하려는 연구가 활발하다. 연구팀은 티타늄보다 전기화학적 성능이 우수한 나노기공이 있는 니오비윰계 산화물(Nb2O5)에 탄소를 코팅한 복합체를 음극물질로 활용한 하이브리드 슈퍼커패시터를 만들었다. 이 장치는 약 1분 만에 최대 용량의 60%를 충전할 수 있는 고속 충전성능을 보였고, 티타늄을 음극소재로 활용한 경우에 비해 에너지용량이 약 1.5배에 달하는 것으로 나타났다. 또 1천회 충·방전을 했을 때 초기 용량의 90% 이상을 유지, 기존 티타늄 기반 배터리보다 긴 수명 특성을 보였다. 이진우 교수는 "최근 개발된 하이브리드 슈퍼커패시터 중에서도 우수한 에너지 및 출력밀도를 갖는 사례"라며 "추가 연구를 통해 하이브리드 전기자동차 또는 전기자동차의 차세대 에너지저장장치로 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 이번 연구 결과는 나노재료분야 국제학술지인 'ACS NANO' 이달 19일자 온라인판에 게재됐다. 하이브리드 슈퍼커패시터 모식도 및 합성법 aupfe@yna.co.kr <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2014/09/18 06:00 송고 

포항공대 이진우 교수팀…"5년후 상용기술 확보 기대" (서울=연합뉴스) 전성훈 기자 = 국내 연구진이 충전 속도를 기존 대비 7배나 향상시킨 리튬이온전지 소재를 개발했다. 미래창조과학부는 포항공대 화학공학과 이진우 교수, 황종국 박사과정 연구원이 이러한 연구성과를 냈다고 18일 밝혔다. 서로 다른 크기의 기공을 가진 소재는 빠른 전달 속도, 반응이 일어나는 표면적 확대 등의 장점이 있다. 경제 본문배너 하지만 크기가 제각각인 주형(물체를 만들 때 틀로 쓰이는 모형)을 단순 혼합하는 방식이기 때문에 기공 구조가 불규칙하고 합성공정이 매우 복잡하다는 한계도 지닌다. 연구팀은 원료 물질을 혼합하고 열처리하는 비교적 간단한 공정을 통해 2∼50나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ)의 메조 기공 구조체에 50나노미터 이상의 매크로 기공이 동시에 분포하는 무기질 산화물을 만들어냈다. 이 다공성 산화물을 음극재로 적용한 리튬이온전지는 기존 대비 충·방전 속도가 7배 이상 우수한 것으로 확인됐다. 이는 개미집처럼 연결된 매크로 기공을 통해 전해질과 이온의 전달 속도가 월등히 빨라졌기 때문이라고 연구팀은 전했다. 연구팀은 "차세대 성장동력으로 주목받는 에너지저장장치 등의 성능을 크게 개선할 수 있는 기폭제가 될 것"이라며 "추가 연구가 제대로 이뤄지면 약 5년 뒤에는 상용화 기술 확보가 가능할 것"이라고 밝혔다. 이 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견·일반연구자지원사업 등의 지원 아래 수행됐으며, 연구 결과는 화학 분야 국제학술지인 '저널 오브 디 아메리칸 케미컬 소사이어티'(Journal of the American Chemical Society) 온라인판 10월 22일자에 실렸다. 계층적 다공구조를 가진 실리카의 전자현미경 관찰 사진 lucho@yna.co.kr <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2014/11/18 06:00 송고