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[체인지메이커 한양대] 실용학풍의 한양대… 융·복합 연구 활발

한양대는 연구의 활성화를 위해 대학 차원에서 교수가 보다 자유롭고 활발하게 연구를 할 수 있는 환경을 조성했다. 먼저 교책연구센터를 운영해 서로 다른 학과 교수가 모여 프로젝트성 융·복합 연구가 자연스럽게 이뤄질 수 있는 분위기를 만들었다.
 
또 영 패컬티(Young Faculty) 포럼을 운영해 신진·중견 교수가 모여 자신이 연구 중인 분야를 설명하고 다른 교수의 참여를 적극적으로 유도하는 포럼을 개최한다. 이 외에도 R&D 우수 아이디어 공모전, 연구보상 제도, 홍보 책자 발간 등을 통해 교수의 연구를 독려하고 있다. 대학의 학풍인 실용학풍에 걸맞게 우리 사회에 도움을 줄 수 있는 실용적인 연구에 힘쓰겠다는 것이다.
 
현재 한양대에서 진행하고 있는 대표적 연구 분야와 담당 교수로는 ▶차세대 에너지 분야의 발전 위한 연구에서 김선정 교수팀과 홍진표 교수팀 ▶암 진단 및 치료를 위한 연구에서 홍종욱 교수팀과 공구 교수팀 ▶치매 조기 진단을 위한 연구에서 류호경 교수팀 ▶웨어러블 기기에 대한 연구에서 박원일 교수팀 ▶보다 똑똑한 AI 스피커에 대한 연구에서 장준혁 교수팀 등이다.
 
스스로 전기에너지 생산하는 '인공근육 실'
김선정 전기생체공학부 교수
전기·화학적인 배터리 없이 전기 에너지를 스스로 생산할 수 있는 인공근육 실을 세계 최초로 개발했다. 한양대 김선정 전기생체공학부 교수는 실(yarn)이 수축·이완·회전할 때 전기 에너지를 스스로 생산하는 트위스트론(twistron) 실을 개발했다. 트위스트론 실은 머리카락 두께보다 얇은 직경을 가진 탄소나노튜브로 구성된다.
 
김 교수는 탄소나노튜브를 꼬아 고강도·고경량의 실로 만들고, 이 실을 더 꼬아 고무밴드와 같은 코일형태로 만들어 탄성을 높였다. 이렇게 만들어진 실은 인공근육으로 쓰여 전해질 속에서 수축·이완·회전 운동 시 전기 에너지를 만들어낸다. 이 연구를 통해 인공근육이 자체적으로 움직일 수 있는 에너지를 생산·구동할 수 있게 돼 더 많은 분야에서 활용이 가능해졌다.
 
김 교수는 “트위스트론 실은 반영구적으로 전기를 계속 생산할 수 있어 사용시간에 제한이 있는 기존 배터리를 대체할 수 신재생 에너지”라며 “앞으로 배터리가 필요 없는 휴대폰이나 장기간 비행이 가능한 드론 개발 등 다양한 분야에서 사용할 수 있다”고 말했다.
 
연구결과(논문명: Harvesting Electrical Energy from Carbon Nanotube Yarn Twist)는 세계적인 학술지인「사이언스(Science)」에 게재됐다. 한양대와 미국 텍사스 주립대학을 주축으로 3개국 8개팀이 함께 진행해 거둔 성과였다.
 
암 진단 물질 ‘엑소좀’ 비파괴 분리장치 개발 
홍종욱 바이오나노학과 교수

홍종욱 한양대 바이오나노학과 교수는 김성훈 서울대 의약바이오컨버전스연구단 단장과 함께 엑소좀(exosome)을 비파괴적 방법으로 분리하는 마이크로시스템을 세계 최초로 개발했다.
 
엑소좀은 유전정보를 포함하는 생체 나노입자를 의미하며, 암세포에서 분비된 엑소좀은 암세포의 증식·전이 등에 관여하고 면역력을 저하시키거나 암세포 전이 이전의 전초기지를 생성한다. 엑소좀은 사람의 혈액뿐 아니라 소변·침 등에도 존재하며, 이를 손상 없이 분리하면 암 등 여러 질병을 조기 진단할 수 있다. 이 연구의 가치는 바이오칩 디자인과 유체 흐름을 제어하는 방식으로 엑소좀을 손상 없이 신속하게 분리할 수 있는 장치를 세계 최초로 개발했다는 데 있다.
 
홍 교수는 “이번에 개발한 엑소좀 분리 장치는 비파과적이며 빠른 분리 속도를 보장한다는 점에서 의미가 있다”며 “나노 입자부터 상대적으로 큰 세포에 이르기까지 다양한 크기의 입자 분리를 제어할 수 있어 암·알츠하이머 등 난치병 분야의 진단과 치료에 널리 사용될 것으로 기대된다”고 말했다.
 
연구 결과(논문명: Separation of extracellular nanoveislces and apoptotic bodies from cancer cell culture broth using tunable microfluidic systems)는 네이처(Nature) 자매지인 「Scientific Reports」에 게재됐다.
 
신체 움직임으로 자가 발전하는 소자 구현 
홍진표 물리학과 교수 
홍진표 한양대 물리학과 교수는 전도성 섬유(Conductive yarn·원사)를 이용해 일상생활 속 신체 움직임으로 에너지를 생산하는 ‘1차원 섬유 실 기반 에너지생산 소자’를 세계 최초로 개발했다. 이번 연구는 신체 운동으로 발생한 에너지를 각종 전자기기에 공급하는 것이 목적이다.
 
기존 웨어러블 에너지생산 소자연구는 다루기는 쉽지만, 생산 효율이 낮은 2차원 섬유 소자를 이용했다. 이에 홍 교수는 다양한 웨어러블 소자 응용 시 높은 효율을 낼 수 있는 1차원 섬유 실 기반 에너지 발생 소자를 연구했다.
 
이번 연구의 핵심은 기존 2차원 에너지 생산소자 한계점을 극복하고 궁극적으로 현재 사용 중인 유선 전원공급이나 충전 방식을 대체해 언제 어디서나 인체 움직임만으로 전기 생산이 가능한 차세대 에너지 생산 소자를 1차원 섬유 실로 만드는 것이다.
 
홍 교수는 “신체 움직임으로 자가 발전하는 웨어러블 에너지 소자를 구현했다”며 “해당 기술은 향후 헬스케어·아웃도어·방위산업 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
 
연구결과(논문명: Hierarchically Nanostructured One-dimensional Conductive Bundl Yarn-based Triboelectric Nanogenerators)는 세계 정상급 학술지인 「Advanced Materials」에 게재됐다.
 
유방암 치료제 내성 유발하는 새 유전자 발견 
공구 의과대학 교수 
공구 한양대 의과대학 교수팀이 ‘에스트로겐 수용체 유방암’ 표적 치료제에 대해 내성을 유발하는 새로운 유전자를 발견했다.
 
에스트로겐 수용체 유방암은 전체 유방암의 70%를 차지하는 암이다. 에스트로겐 수용체 유방암에 걸린 환자 중 20~30%는 항호르몬 치료제에 대한 내성이 생겨 치료에 차질을 빚고 있지만, 지금까지 정확한 원인과 치료법이 밝혀지지 않았다.
 
공 교수는 이번 연구를 통해 RBP2 유전자의 활성이 에스트로겐 수용체 양성 유방암 환자의 항호르몬 치료제에 내성을 유발한다는 사실을 확인했다. 또 RBP2 유전자 활성을 억제함으로써 항호르몬 치료제에 대한 내성을 차단할 수 있음을 밝혔다.
 
공 교수는 “향후 에스트로겐 수용체 양성 유방암 치료에 RBP2 유전자가 유용하게 사용될 예정”이라며 “현재 개발 중인 RBP2 활성 저해제가 에스트로겐 수용체 양성 유방암을 보다 효과적으로 치료할 것이다”라고 말했다. 공 교수는 현재 RBP2 유전자의 유방암 진단과 치료기술에 관한 특허출원을 한 상태다.
 
연구 결과(논문명: Role of RBP2-Induced ER and IGF1R-ErbB Signaling in Tamoxifen Resistance in Breast Cancer)는 미국 국립 암연구소 학술지(Journal of the National Cancer Institute) 온라인판에 게재됐다.
 
중앙일보디자인=송덕순 기자  
 
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