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- 김해 LNG·극저온 기계 기술 시험인증센터 내 성능평가시스템 구축 완료- 국내 중소‧중견기업 국산화 및 산업 경쟁력 확보 기여   과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 국내에서 처음으로 종합 LNG·극저온 기자재 국산화 연구기반을 구축했다. LNG·극저온 관련 기자재의 국산화에 청신호가 켜졌다.기계연 LNG·극저온 기계 기술 시험인증센터(이하 LNG·극저온센터) 이근태 책임연구원은 3월 종합 LNG·극저온 기자재의 성능 평가 시스템 구축을 완료했다. 펌프부터 밸브, 열교환기, 압축기, 냉동기까지 극저온 냉동기 전체의 성능평가시스템을 갖춘 것은 국내에서 처음이다.   한국기계연구원 LNG·극저온 기계 기술 시험인증센터 국내 최초로 LNG‧극저온 밸브의 국제공인시험기관 인정을 획득한 김해 소재 한국기계연구원 LNG·극저온 기계 기술 시험인증센터 전경   LNG·극저온 기자재 성능평가시스템은 LNG·극저온과 관련된 다양한 기자재의 성능과 신뢰성을 평가할 수 있는 실험 시설이다. 연구팀은 효율적이고 체계적인 시험 절차를 확립하고 실험 결과의 건전성과 신뢰성을 확보했으며, 2016년 한국인정기구(KOLAS)로부터 LNG·극저온 펌프 시험기관 인정획득을 시작으로 국제공인시험기관 인정을 확대해가고 있다. 이와 함께 올해까지 한국선급 인정 기관 등록도 추진할 계획이다.   한국기계연구원 KOLAS 인정획득 현황 ▲ LNG·극저온 펌프 시험기관 인정획득(2016) ▲ LNG·극저온 밸브 시험기관(유량계수, 기밀, 내압 측정) 인정획득(2017) ▲ LNG·극저온 열교환기 시험기관 인정획득(2019) ▲ LNG·극저온 압축기/냉동기 시험기관 인정 추진 예정   LNG·극저온 기자재 성능평가실험 시설은 -153℃ 이하의 극저온·가연성 유체를 취급해야 하는 시설로, 위험성이 뒤따를 수 있어 엄격한 안전 규제 준수와 안정적인 실험 시설 운영이 필수적이다. 이에 따라 연구진은 국내 고압가스안전관리법(KGS) 및 산업안전보건법(PSM) 등 엄격한 안전 규제를 준수하고 성능평가실험을 진행하고 있다.   한국기계연구원 LNG·극저온 기자재 성능평가시스템   이번에 구축된 연구시설을 활용하면 국내 산학연이 개발한 다양한 LNG·극저온 기자재에 대한 성능 및 신뢰성 실험이 가능하다. 이를 통해 빠른 최적 및 상용화 기술 확보가 가능할 것으로 기대된다. 이런 LNG·극저온 기자재는 조선‧해양, 육상 플랜트, 에너지 및 전력 수송, 군사 및 우주 등 다양한 분야에 활용되고 있다.그뿐만 아니라 도움이 필요한 국내 중소·중견기업을 대상으로 LNG·극저온 기자재 및 시스템 분야의 기술도 지원한다. 국내 기업은 전문 연구진의 기술 지원을 받으며 LNG·극저온 연구시설을 활용해 국제공인인증(KOLAS)까지 받을 수 있다.지금까지 구축된 LNG·극저온 펌프, 밸브, 열교환기 등의 시험설비를 활용해 지난 2018년부터 2020년까지 국내 기업들이 40여 건의 시험검사를 지원받았다.연구진은 이번 연구기반 구축으로 전문 연구인력 부족과 실험 시설 확보에 어려움을 겪어온 국내 LNG·극저온 관련 중소·중견 기업의 기술 국산화와 산업 경쟁력 확보에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.이와 함께 국내 기업들이 연구 개발한 제품을 해외 전문 기관에 인증받기 위해 발생하는 기술 유출을 방지하고 해외 기관 인증을 거치며 소요되는 시간과 예산도 절감할 수 있을 것으로 예상된다.이근태 책임연구원은 “이번 성과는 우리나라 극저온 기술 성장을 위한 초석이 될 수 있다는 점에서 의미가 있다”며, “향후 지속적으로 관련 산학연과 협력하여 국내 극저온 기술 자립에 이바지하고 나아가 국가 산업 발전 및 신성장 동력 발굴에 기여하겠다”고 말했다.한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 ‘LNG·극저온 기계 기술 시험인증설비 보완 구축’ 과제의 지원을 받았다.   문의: 한국기계연구원 LNG극저온기계기술 시험인증센터 이근태 책임연구원055-326-9036 / 010-5590-5260 / ktlee@kimm.re.kr
편집부 2022-03-25
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- 화학흡착 나노 전사 기반 공정으로 나노 광소자 대량 생산 성공- 기계연‧NTU 공동연구, 연구성과 저명 학술지 ‘ACS NANO’ 발표   과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 세계 최초로 접착제가 필요 없는 화학흡착 나노 전사 기반 나노 광소자 대량 제조기술을 개발했다. 나노 광검출기부터 나노 LED, 나노 태양전지까지 다양한 분야에 활용되는 고가의 나노 광소자 생산공정을 획기적으로 개선해 경제성을 높일 것으로 기대된다.   나노 광소자 대량 제조기술 연구 현장< 한국기계연구원 황순형 박사(오른쪽), 싱가포르 난양공대(NTU) 신상호 박사(왼쪽) >   < 한국기계연구원 정준호 전략조정본부장 >< 싱가포르 난양공대(NTU) 김문호 교수 >   기계연 전략조정본부 정준호 본부장은 접착제가 필요 없는 화학흡착 나노 전사 기술을 개발하고, 연구성과를 나노분야의 저명 학술지 ‘ACS NANO’ 16호에 발표했다. 이번 연구는 싱가포르 난양공대(NTU) 전기전자공학과 김문호 교수 연구팀과 함께 이뤄졌다.* 논문 제목:Direct Chemisorption-Assisted Nanotransfer Printing with Wafer-Scale Uniformity and Controllability (웨이퍼 레벨 균일성과 제어성을 갖는 직접 화학흡착 지원 나노 전사 프린팅)   이번 연구는 고세장비(High aspect ratio) 나노 구조체 기반 나노 광소자를 저가로 대량 제조할 수 있는 화학흡착 나노 전사 기술 개발에 성공했다. 기존 고가의 노광장비와 건식 식각 장비 대신 저가의 나노 전사 장비와 습식 식각 장비만으로 고성능 나노 광소자의 대량 제조에 성공한 것이다.   접착제가 필요 없는 화학흡착 나노 전사 기반 나노 광소자 대량 제조기술 실험 결과 < 화학흡착 나노 전사 공정 개념도, ACS Nano 2022, 16, 378−385 >한국기계연구원 정준호 전략조정본부장이 개발한 ‘화학흡착 나노 전사 공정’은 나노구조체가 패터닝된 유연 나노 스탬프에 20㎚ 두께의 금을 증착하고, 특정의 압력(5bar)과 온도 조건(160~200℃)으로 기판에 가압하면 화학흡착(Chemisorption) 현상이 발현되고, 이 현상이 금 박막과 기판 사이의 접착력을 발생시켜 나노 스탬프 상의 금 박막이 기판으로 전사되는 원리를 응용한 공정이다.   이번에 개발한 화학흡착 나노 전사 공정은 나노구조체가 패터닝된 유연 나노 스탬프에 20㎚ 두께의 금을 증착하고 특정 압력(5bar)과 온도 조건(160~200℃)으로 기판에 가압하면 발생하는 화학흡착(Chemisorption) 현상을 이용했다. 화학흡착이 발생할 때 금 박막과 기판 사이에 접착력이 생겨 나노 스탬프의 금 박막이 기판으로 전사된다.   < 화학흡착 나노 전사 공정에 의해 형성된 나노구조체 이미지, ACS Nano 2022, 16, 378−385 >화학흡착 나노 전사 공정에 의해 두께 20㎚, 선폭 200㎚의 금 나노구조체가 대면적으로 전사된 석영(quartz), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 기판의 이미지를 보여주고 있다.   지금까지는 구조체와 기판 사이 접착제 때문에 반드시 고가의 건식 식각공정이 필요했지만, 개발된 기술을 활용하면 경제적인 습식 식각공정인 금속 화학 식각(MAC etch, Metal-Assisted Chemical etch)이 가능하다. MAC etch 공정은 금과 같은 금속 촉매를 이용한 습식 화학 식각공정으로 식각 용액에 담긴 기판과 금속 촉매 간 산화환원 반응으로 기판이 식각된다.   < 화학흡착 나노 전사 공정에 의해 6인치 기판에 제조된 나노 광검출기, ACS Nano 2022, 16, 378−385 >화학흡착 나노 전사 공정에 의해 6인치 기판에 제작된 나노 광검출기의 이미지와 측정 결과를 보내주고 있다. 6인치 기판 전면에 제작된 나노 광검출기의 특성을 측정한 결과, 응답 특성 오차범위는 ~3%, 평균 광전류 표준편차는 2% 이내로 매우 균일한 소자 특성을 보여, 개발한 화학흡착 나노 전사 공정의 우수성을 입증했다.   싱가포르 난양공대(NTU) 김문호 교수는 “대면적의 균일한 미세 반도체 구조물을 저비용으로 웨이퍼의 전면에 제작했다”며, “불량을 최소화하면서 대량의 소자를 균일하게 제작할 수 있는 원천기술을 확보하는 데 성공했다”고 말했다.정준호 전략조정본부장은 “이번 연구성과는 기계연의 나노 전사 기술과 난양공대(NTU)의 습식 식각 기술 등 두 기관의 강점 기술을 바탕으로 국제 공동연구를 통해 시너지를 이루어낸 성과”라며, “향후 후속 연구를 통해 나노 LED, 나노 태양전지, 차세대 배터리의 대량 제조기술을 개발할 계획”이라고 말했다.한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 파동에너지극한제어연구단 ‘극한물성시스템 제조플랫폼 기술’ 과제의 지원을 받았다.   문의: 한국기계연구원 전략조정연구본부 정준호 본부장042-868-7360/010-8361-4918/jhjeong@kimm.re.kr
편집부 2022-03-23
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- 10배 이상 개선된 물산화 전극 개발   최근 지구온난화에 따른 이상기후 현상이 인류의 생존권까지 위협하면서 ‘탄소중립’에 대한 중요성이 어느 때보다 커지고 있다. 우리나라는 ‘2050 탄소중립’을 선언하고 온실가스 감축을 위해 노력하고 있다. 탄소중립의 실현을 위해서는 이산화탄소의 발생량을 줄이는 그린수소 생산과 더불어 이미 발생한 이산화탄소를 활용하는 CCU1) 기술이 필수적이다. 두 기술이 실제 온실가스 감축에 실효성을 가지기 위해서는 전기화학적 반응을 유도하는 물산화 전극의 활성을 높여 사용되는 에너지를 줄여야 한다. 이를 위해 반응 중 촉매 표면의 전자구조를 이해하고자 하는 시도가 계속되었으나 초고진공(Ultra High Vacuum, UHV) 조건에서 실험을 진행해야 하는 어려움으로 계산과학을 통해 간접적으로 예측할 뿐이었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 청정에너지연구센터 오형석, 이웅희 박사팀과 특성분석센터 채근화 박사팀은 국내 최초로 방사광 가속기(10D XAS KIST 빔라인) 기반 실시간 연 X-선 흡수분석법2)을 개발해 ‘그린수소 생산 및 이산화탄소 전환’에 적용되는 물산화 전극의 반응 중 표면 전자구조를 관찰하고 이를 분석해 새로운 전극 제조 방법을 개발했다고 밝혔다.   방사광 가속기 기반 실시간 연 X-선 흡수분석법 측정 장비   방사광 가속기 기반 실시간 연 X-선 흡수분석법 측정 장비 모식도   연구진은 초고진공 조건에서 가속기 기반 연 X-선 흡수분석법으로 반응 중 전극 표면의 전자구조와 스핀 상태를 측정해 반응 중 코발트 물질 구조가 재구성된다는 사실을 밝혀냈다. 전극 물질의 변화를 알아낸 연구진은 이를 통해 물산화 전극의 성능을 향상시키는 방법을 제시했다. 일반적으로 코발트는 산화조건에서 열역학적으로 4가의 산화상태가 되기 쉬우며 물산화 활성이 매우 낮다. 높은 물산화 활성을 유지하기 위해서는 3가의 산화상태를 유지해야 하는데, 연구진이 개발한 공정을 통해 3.2가의 산화상태와 높은 활성을 얻을 수 있었다. 개발된 전극은 상용 코발트 전극과 비교해 1,000배 이상의 넓은 전기화학적 표면적을 보였으며, 실제 수전해 시스템에 적용하여 10배 이상의 수소생산 성능 개선을 보였다. 산화탄소 활용기술 (CCU, Carbon Capture & Utilization) 전자의 가속전압 0.12∼12 keV 대에서 발생하는 0.1nm 이상 파장인 연(軟)X선을 물질에 입사하면 광자가 흡수되어 사라지고 원자의 내각에 정공이 생기는데 이를 측정해 물질의 화학 결합 상태나 방향 등을 측정하는 방법   방사선 가속기 기반 실시간 연 X-선 흡수분석법 측정을 이용한 코발트 촉매의 전자구조 변화 결과   재구성 방식으로 만든 촉매의 TEM과 SEM 이미지   KIST 오형석 박사는 “방사광 가속기 기반 실시간 연 X-선 흡수분석법을 개발함으로써 촉매 물질 특성에 대한 이해와 성능 향상에 한 걸음 더 나아갔다. 이는 인공광합성기술 개발에 필수적인 기술로 향후 그린수소 생산 및 전기화학적 전환 시스템에 중요 기술인 물산화 전극 성능 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대된다”라고 밝혔다.본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)의 지원을 받아 ‘KIST 주요사업’, ‘Carbon to X 사업’ 및 국가과학기술연구회(이사장 김복철)의 ‘창의형 융합연구사업’으로 수행되었으며, 연구 결과는 과학 분야 국제저널인 ‘Nature Communications’ (IF: 14.919, JCR 분야 상위 4.861%) 최신 호에 게재되었다.* 논문명: Electrode reconstruction strategy for alkaline oxygen evolution reaction: maintaining Fe-CoOOH phase with intermediate-spin state during electrolysis - (제1저자) 한국과학기술연구원 이웅희 선임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 채근화 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 오형석 책임연구원이웅희 박사(제1저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 청정신기술연구본부 청정에너지연구센터 선임연구원○ 전화: 010-2872-7273○ e-mail: abcabac@kist.re.kr오형석 박사(교신저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 청정신기술연구본부 청정에너지연구센터 책임연구원○ 전화: 010-5816-0419○ e-mail: hyung-suk.oh@kist.re.kr채근화 박사(교신저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 연구자원·데이터지원본부 특성분석센터 책임연구원○ 전화: 02-958-5091○ e-mail: khchae@kist.re.kr      
편집부 2022-03-23
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- 유기물이 스스로 정렬하는 자기조립 현상 이용, 그래핀 나노 구멍 문제 해결- 그래핀의 투명성과 유연성을 유지하면서 가스 차단 성능을 크게 향상시켜 폴더블·스트레처블 등 차세대 디스플레이에 적용 기대   디스플레이에 쓰이는 발광 소재들은 공기 중의 산소 및 수분에 취약해 이를 차단하기 위한 가스 차단막이 필요하다. 기존에는 무기물 소재를 가스 차단막으로 이용했으나, 여러 번 접는 폴더블 디스플레이 및 스트레처블 디스플레이에는 휘어지고 늘어지는 물성을 가진 새로운 가스 차단막 소재 개발이 필요하다. 그래핀은 이러한 물성을 가지면서도 거의 모든 가스를 차단할 수 있는 이상적인 구조를 가진 탄소 소재이나, 디스플레이 수준으로 크게 만드는 과정에서 생기는 수많은 나노 구멍들에 의해 가스 차단성이 현저히 떨어지는 단점을 가지고 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다.한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 기능성복합소재연구센터 안석훈 박사 연구팀이 가천대학교 화학과 김명종 부교수, 한양대학교 화학과 강영종 교수와 공동으로 자기조립 현상1)을 이용하여 그래핀의 고유특성을 유지하면서도 그래핀 박막의 나노 구멍을 메우는 기술을 개발했다고 밝혔다.1)그래핀 표면 위에서 유기물이 스스로 정렬하는 현상   그래핀 위에서 스스로 정렬된 유기 분자막으로 그래핀의 나노 구멍을 막아줌으로써 물 분자의 이동통로를 차단하는 것을 보여주는 모식도   연구팀은 그래핀을 대면적으로 합성하는 과정에서 발생하는 나노 구멍으로 가스 차단 효과가 떨어지는 문제를 해결하기 위해 긴 체인 구조를 가지는 유기 물질들이 그래핀 표면 위에서 스스로 정렬하여 유기 박막을 형성하는 자기조립 현상을 이용하였다. 유기 박막이 가스 분자가 유입되는 이동통로인 그래핀의 나노 구멍을 막아줌으로써 수분 투과율을 기존 그래핀 가스 차단막의 1/700 수준으로 낮추었다. 또한 유기 박막의 두께를 나노미터 수준으로 제어함으로써 차세대 디스플레이 가스 차단막에 필요한 물성인 투명성과 유연성을 그래핀에서 유지할 수 있었다.   그래핀 3장이 적층된 가스 차단막 대비 그래핀 사이에 정렬된 유기물이 들어간 가스 차단막의 경우 수분 투과율이 1/700로 낮아져 기판 대비 99.9%의 수분 차단성을 보임(좌), 가스 차단성을 크게 향상시켰음에도 불구하고 그래핀의 고유 물성인 투명성과 유연성을 그대로 가지고 있는 그래핀/유기물 적층형 가스 차단막 사진(우)   KIST 안석훈 박사는 “본 연구를 통하여 개발된 유기물의 자기조립 현상을 적용하여 그래핀의 나노 구멍을 메우는 기술은 그래핀의 투명하면서도 잘 휘어지는 고유특성을 유지하면서도 가스 차단성을 크게 높일 수 있다”며, “차세대 가스 차단막으로 그래핀의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 기대했다.본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) KIST 기본사업(책임자: KIST 김진상 전북분원장) 및 한국연구재단의 중견연구자지원사업(책임자: 가천대학교 화학과 김명종 부교수, 한양대학교 화학과 강영종 교수)의 지원을 통해 수행되었으며, 연구 결과는 나노소재 분야의 국제학술지인 ‘Nano Letters’ (IF : 11.189, JCR 분야 상위 9.062%) 최신 호에 게재되었다.* 논문명: Two-dimensional stacked composites of self-assembled alkane layers and graphene for transparent gas barrier films with low permeability - (제1저자) 한국과학기술연구원 김윤정 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 안석훈 책임연구원 - (교신저자) 가천대학교 김명종 부교수 - (교신저자) 한양대학교 강영종 교수   < 연구진 소개 >김윤정 학생연구원(제1저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 학생연구원○ 전화: 063-219-8157○ e-mail: yoon92@kist.re.kr안석훈 박사(교신저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 책임연구원○ 전화: 063-219-8157, 010-4416-8291○ e-mail: ahn75@kist.re.kr김명종 교수(교신저자)○ 소속: 가천대학교 화학과○ 전화: 010-5483-1325○ e-mail: myungjongkim@gachon.ac.kr강영종 교수(교신저자) ○ 소속: 한양대학교 화학과○ 전화: 02-2220-4556, 010-8896-7723○ e-mail: youngjkang@hanyang.ac.kr    
편집부 2022-03-14
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- 안면인증 솔루션 중 최초로 안드로이드 생체인증 보안 시험 및 FIDO 생체인증 부품 시험인증 통과, 하드웨어는 OLED 언더디스플레이에 내장- 안드로이드 스마트폰 탑재 공식 승인 및 강력한 보안이 요구되는 애플리케이션에도 적용 가능   글로벌 화학기업 바스프의 자회사이자 3D 이미징(3D imaging) 및 근적외선 센서 기술의 선두주자인 트라이나믹스(trinamiX)가 OLED(유기발광다이오드) 디스플레이 아래에 보이지 않게 내장되는 하드웨어를 통해 세계 최초로 높은 수준의 생체인증 보안 요구사항을 충족하는 안면인증 솔루션을 선보인다.   안면인증 솔루션 최초 보안 인증 획득한 트라이나믹스   트라이나믹스 안면인증 솔루션은 최근 공인시험 기관들의 철저한 테스트를 거친 결과, 구글 안드로이드TM와 FIDO® 얼라이언스가 설정한 최고 수준의 기준을 충족하며 OLED 언더디스플레이에 구현된 위조 방지(spoof-proof) 기술이 인증되었다. 이로써 트라이나믹스는 스마트폰에 적용될 생체인증 기반 차세대 본인인증 기술 구현에 한 걸음 더 가까워졌다.생체인증 기반 본인인증은 비밀번호나 PIN 입력과는 비교할 수 없을 정도의 편리함으로 널리 사용되고 있다. 하지만 현재 기술은 타인의 안면이나 손가락을 복제한 3차원 모형만으로 시스템을 속일 수 있어, 높은 보안 요구사항을 충족하기에는 아직 부족한 경우가 대부분이다. 트라이나믹스의 고유한 안면인증 솔루션은 높은 보안 수준이 검증되었으며 진보된 기술력을 보여준다.   피부 인식을 기반으로 하는 고유의 생체반응감지(liveness detection)트라이나믹스는 안면인증에 피부 인식이라는 새로운 차원을 더했다. 이용자의 신원을 확인하는 동시에, 카메라 앞의 대상이 실제 사람임을 판별하기 위해 다른 물질이 아닌 피부인지 아닌지를 감지할 수 있는 높은 신뢰도의 기술을 적용했다. 이는 이용자의 별도의 행위 없이도 생체반응(liveness)을 감지할 수 있는 새로운 방식이다. 이 혁신적 기술의 가치를 인지한 트라이나믹스는 이미 기반 기술인 빔 프로파일 분석(Beam Profile Analysis)에 대한 특허를 획득했다. 트라이나믹스 3D 이미징 총괄 스테판 메츠(Stefan Metz)는 “우리의 목표는 신뢰할 수 있고 편리한 본인인증 단계를 통해 민감한 이용자 정보가 보호되는 미래를 만들어 나가는 것”이라며, “이것이 우리가 생각하는 안면 생체인증의 엄청난 잠재력이다. 트라이나믹스는 기존의 스마트폰 제조사들의 기술이 가지던 보안 공백을 메꿀 수 있도록 차세대 기술을 구현할 방법을 발견했다”고 전했다.트라이나믹스는 자사 안면인증 기술의 높은 보안 수준을 증명하기 위해 공인시험 기관들을 통해 검사를 진행했다. 안면과 정확히 일치하는 3D 형태의 실리콘 마스크를 사용하는 등 수천 가지의 위조 시험을 여러 달에 걸쳐 수행한 결과, 구글 안드로이드 생체인증 보안 3등급(강함)인 위조허용률 0%의 위조 방지 기술 인증을 받았으며, FIDO 얼라이언스에서 곧 가장 높은 등급이 될 예정인 C레벨의 높은 요구사항도 모두 충족했다. 이러한 시험 결과를 기반으로 트라이나믹스 안면인증 솔루션은 안드로이드 스마트폰 내 탑재 및 모바일결제 등 민감한 애플리케이션에서의 사용이 공식 승인되었다. 이로써 OLED 언더디스플레이 내장형 하드웨어를 활용한 트라이나믹스의 기술은 안면인증 솔루션 중 세계 최초로 모든 생체인증 보안 시험을 통과하게 되었다.   최고 수준의 보안과 최상의 이용자 경험 동시 구현트라이나믹스는 안면인증 솔루션을 OLED 언더디스플레이에 내장함으로써 스마트폰의 자유로운 디자인을 가능케 했다. 이제 스마트폰 제조사가 최상의 이용자 경험을 제공하는 제품을 만드는 동시에 이용자의 개인정보를 높은 신뢰도로 보호할 수 있게 된 것이다. 스테판 메츠 총괄은 “우리의 목표는 스마트폰 제조사들이 보다 자유롭게 설계하고, 디스플레이를 최대화한 매끈한 디자인을 구현하도록 지원하는 것”이라며, “우리의 인증 솔루션은 OLED 언더디스플레이에 내장되는 방식으로서 드디어 스마트폰에 노치가 필요 없게 되었다”고 설명했다. 현재 스마트폰 업계에서 진행 중인 추세인 풀스크린 디스플레이는 일반적인 안면인증 기능에 방해가 되나, 트라이나믹스는 새로운 솔루션을 통해 이러한 문제를 해결했다. 그리고 새로이 획득한 일련의 인증을 통해 최상의 이용자 경험과 최고 수준의 보안을 동시에 구현할 수 있음을 증명했다.인증 관련 추가 세부사항트라이나믹스 안면인증 솔루션은 FIDO 얼라이언스 생체인증 부품 시험인증 프로그램과 안드로이드 생체인증 보안 시험을 통해 검증되었다. 두 시험 모두 최고 등급으로 통과했으며 하드웨어(카메라, 레이저 닷 프로젝터, 일루미네이터)는 OLED 언더디스플레이에 내장된다.안드로이드와의 호환성을 인정받기 위해서는 기기 구현이 구체적 보안 요구사항을 충족해야 한다. 안드로이드 생체인증 보안 인증은 생체인증 구현의 강도를 3등급(강함), 2등급(약함), 1등급(편의성)의 세 등급으로 구분하고 있다. 트라이나믹스 안면인증은 위조허용률 0% 기준 3등급(강함)으로 평가되었다.FIDO 얼라이언스 생체인증 부품 시험인증은 생체인증 기반 인증 방식 관련 세계적 표준이다. 생체인증의 보안 수준을 측정 및 비교 가능하도록 하기 위한 표준으로서, 특히 국제 금융 생태계 표준들이 제시하는 결제 관련 요구사항을 반영한다. 트라이나믹스 안면인증은 곧 FIDO의 가장 높은 등급이 될 C레벨의 요구사항을 충족해 검증되었다.안드로이드는 구글LLC의 상표이며, FIDO®는 FIDO 얼라이언스 Inc.의 상표(여러 국가에 등록)다.  
편집부 2022-03-12
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- 차세대 이차전지 기대주 ‘아연공기 전지’ 한계 극복의 지렛대 역할 전망 - 태양전지·반도체 계면 특성 응용한 p-n 접합구조 광활성 복합촉매 개발   대기 중 산소와 아연의 화학 반응을 통해 전기를 생산하는 아연공기 전지는 향후 리튬이온배터리를 대신해 폭발적인 전기차 수요를 감당할 차세대 후보군으로 평가받고 있다. 이론상 높은 에너지 밀도, 낮은 폭발 위험성, 오염물질을 배출하지 않는 친환경성, 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 아연과 공기를 사용하는 저렴한 소재 비용 등 차세대 이차전지에 요구되는 특성들을 두루 갖추고 있기 때문이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 에너지저장연구센터 이중기 박사 연구팀이 이차전지 분야의 새로운 연구개발 영역으로 부상 중인 태양에너지를 활용해 아연공기 전지의 전기화학적 성능을 향상시키는 기술을 개발했다고 밝혔다.   KIST 연구진이 개발한 태양광의 빛 흡수율을 높인 반도체 구조의 광활성 복합촉매   연구진이 개발한 전지는 에너지준위가 서로 엇갈리는 반도체 구조의 광활성 복합촉매를 활용하여 전력이 발생하는 산소 환원과 생성 반응의 속도를 크게 향상시킨 것이다. 광활성 복합촉매는 빛에너지를 흡수해 화학 반응을 촉진시키는 화합물로 기존 아연공기 전지 촉매보다 빛 흡수율을 높인 것이다.   KIST 연구진이 태양광 시스템을 비춰 개발한 광활성 복합촉매의 효율을 테스트하고 있다.   금속과 공기를 전지의 음극과 양극으로 사용하는 아연공기 전지에서 양극활물질인 산소의 전기 에너지 변환을 위해서는 촉매반응의 일종인 산소 생성 반응과 산소 환원반응이 교대로 이뤄져야 한다. 따라서 탄소 물질로 구성된 양극 집전체의 촉매 활성도가 아연공기 전지의 에너지 밀도와 전체 전지 효율을 결정 짓는 중요한 요소가 된다.   광활성 양극활물질 CZ(g-C3N4/CuZIF-67 복합촉매)의 수열 합성 과정 및 투과전자현미경을 통한 형상과 원소 분포 이미지.   이에 따라 KIST 연구진은 아연공기 전지의 느린 촉매반응 개선책으로 태양전지와 반도체의 기본 구성단위인 p-n 접합에 주목했다. 전자의 이동이 발생하는 반도체 계면 특성을 이용해 산소 생성-환원 과정을 가속화시키고자 한 것이다. 이를 위해 n형 반도체(흑연질의 질화 탄소, g-C3N4)와 p형 반도체[구리가 도핑된 ZIF-67(Zeolitic Imidazolate Framework-67), CuZIF-67]의 이종접합 밴드갭 구조를 가진 양극 소재를 합성했다.   광활성 복합촉매(CZ) 기반의 아연공기 전지의 2mAcm-2 전류밀도 조건에서의 1000 사이클 장시간 충·방전 전압 곡선. (삽화: 2개의 CZ 기반의 아연공기 전지가 직렬 연결된 LED 스크린)   또한 에너지 준위가 엇갈리는 p-n 반도체 접합구조 광활성 복합촉매의 상용화 가능성을 확인하기 위해 빛이 없는 실제 환경과 같은 조건에서 진행한 프로토타입 배터리 실험에서 기존 아연공기 전지의 최고성능과 유사한 731.9mAhgZn-1의 에너지 밀도를 보였다. 태양광이 있을 때는 약 7%가량 증가된 781.7mAhgZn-1의 에너지 밀도와 우수한 사이클 성능(334시간, 1,000 사이클)으로 기존에 알려진 촉매들 가운데 가장 우수한 성능을 보였다.   (좌)렌렌 박사(제1저자)와 (우)에너지저장연구센터 이중기 박사(교신저자)가 아연공기 전지의 성능을 높인 광활성 복합촉매의 효율을 테스트하고 있다.   KIST 이중기 박사는 “태양에너지의 활용은 이차전지의 전기화학적 성능향상은 물론 지속 가능한 사회 실현에서도 중요한 부분”이라며, “이번 광활성 복합촉매 제조기술이 리튬이온배터리의 대안으로 부상하고 있는 금속공기 전지의 난제 해결뿐만 아니라 반도체 물리와 전기화학의 새로운 융합 기술 발전을 자극하는 촉매가 되기를 바란다”고 밝혔다.본 연구는 KIST 주요 사업과 한국연구재단 브레인풀(Bain pool)사업 등을 통해 수행되었으며, 연구 결과는 국제 저널인 ‘Applied Catalysis B-Environmental’ (IF : 19.503, JCR 분야 0.926%) 최신 호에 게재되었다.* 논문명: Photoactive g-C3N4/CuZIF-67 bifunctional electrocatalyst with staggered p-n heterojunction for rechargeable Zn-air batteries - (제1저자) 한국과학기술연구원 렌렌 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 이중기 책임연구원   < 연구자 이력 >  Ren Ren 박사(제1저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 청정신기술연구소 에너지저장연구센터 박사후연구원 ○ 전화: 02-958-5257 / 010-7612-8896 ○ e-mail: ren@kist.re.kr이중기 박사(교신저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 청정신기술연구소 에너지저장연구센터 책임연구원 ○ 전화: 02-958-5252 / 010-8717-0978 ○ e-mail: leejk@kist.re.kr    
편집부 2022-03-12
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- 저온에서 폐 PET를 완전분해할 수 있는 해중합 기술 및 고부가 유도품 제조 플랫폼 기술개발   최근 전 세계가 탄소 배출량 감축을 위한 환경규제 강화와 플라스틱 순환 경제 체제 전환을 추진하고 있는 가운데, 국내 연구진이 상온에서 폐플라스틱을 화학적으로 분해하여 플라스틱 합성 이전 원료로 완벽하게 되돌릴 수 있는 핵심 원천기술을 개발하여 기술이전을 한다.한국화학연구원(원장 이미혜)은 ㈜리뉴시스템(대표 이종용)과 지난 2월 23일, 화학연에서 저온에서 폐 PET를 완전분해할 수 있는 해중합 기술이전 협약식을 개최하였다. 이날 행사에는 화학연 이미혜 원장, ㈜리뉴시스템 이종용 대표 등 관계자들이 참석했다.   ‘폐 PET의 메탄올리시스를 통한 재생 단량체 및 테레프탈레이트 유도체 제조’ 기술이전 협약식에 참석한 각 기관 참석자들   화학연 조정모 박사 연구팀은 폐플라스틱 재활용 분야에서 해중합 기술 상용화에 최대 걸림돌이었던 에너지 사용량과 경제성 문제를 극복할 수 있는 ▲ 저온 해중합 기술*과 ▲이를 연계하여 적은 양의 에너지만으로 다양한 고수율·고순도·고부가 단량체를 제조 가능한 플랫폼 생산 기술 개발에 성공했다.* 해중합 기술: 수백 개 이상의 단위체가 서로 결합하여 이루어진 고분자를 화학적으로 분해하여 소재 합성 이전의 원료로 되돌릴 수 있는 기술   ㈜리뉴시스템은 이번 계약에 따라 석유화학 기반 플라스틱의 원료를 대체할 수 있는 재생 단량체 제조에 응용할 계획이며, 다양한 특수 플라스틱 합성을 위한 고부가 첨가제 원료 제조기술로 활용할 예정이다.현재, 폐 PET 재활용 산업에서는 기존 플라스틱의 화학 구조를 유지한 채 오염된 플라스틱을 분류·파쇄·세척하는 과정을 거쳐 물리적으로 재가공하는 ‘비 순환형 재활용 기술’이 주로 활용되고 있었다. 하지만 이런 ‘기계적 재활용’ 기술은 기존 플라스틱 제품보다 품질이 떨어지고 재활용할 수 있는 횟수도 제한적인 단점이 있다.이 때문에 기존 플라스틱 제품과 동등한 품질을 가지면서도, 소재 합성 이전의 원재료로 완전히 되돌려 무한 반복 재활용이 가능한 ‘화학적 재활용’ 기술이 대안으로 주목받고 있다. 다만, 고온·고압 반응조건에서 수행되는 해중합 반응 특성과 오염물질 제거를 위해 많은 에너지가 요구되는 공정의 특성상 채산성이 낮아 상용화가 더디게 이루어지고 있다.이에 연구팀은 폐플라스틱 중 일상생활에서 흔히 접할 수 있는 폐P ET병이나 폐폴리에스터 섬유를 상온에서 매우 적은 양의 에너지만으로도 완전히 분해하여 재원료화함으로써, 기존 석유 유래 제품을 완벽하게 대체할 수 있는 자원 재순환형 기술(메탄올리시스 반응기술*)을 개발하였다.* 메탄올리시스 반응기술: 반응물로 메탄올을 사용하여 고분자 구조를 이루고 있는 결합을 분해하는 반응기술   상온·상압 PET 해중합 기술화학연 연구팀은 매우 적은 양의 에너지만을 사용하여 상온·상압에서 PET를 완전하게 분해할 수 있는 저온 메탄올리시스 반응기술을 개발하였다. 고분자인 PET를 분해하는 데 있어서, 고분자 사슬 말단의 연쇄적 분해를 유도할 수 있는 공용매와 특이한 반응성을 나타내는 저가 불균일계 촉매를 적용하여 상온(10–35℃의 범위)에서도 완전히 단량체로 분해될 수 있는 새로운 해중합 반응 메커니즘을 학계에 제시하였다.   연구팀은 기존 해중합 기술이 고온·고압 조건에서 수행되기 때문에 에너지 소비가 심하고, 오염물질에 의한 단량체 제품의 수율이 낮아지는 문제 극복을 위해 상온에서 높은 반응성을 나타내는 저가 촉매를 반응에 적용하고 부반응을 제어할 수 있는 공정기술을 도입해 고부가 단량체인 디메틸테레프탈레이트(dimethyl terephthalate, ‘DMT’)를 고수율·고순도로 제조할 수 있는 기술을 개발하였다.   폐 PET 원료 및 해중합을 통해 제조된 고부가 재생 단량체(왼쪽부터) 메탄올 기반 해중합 기술의 반응원료인 폐 PET, 제조된 재생 단량체(DMT) 및 이를 중간체로 제조된 테레프탈레이트 유도체 화합물의 예(BHET, BHPT, BHBT, DOTP)   또한, 제조된 DMT를 반응중간체로 사용하여 100℃ 이하의 저온에서 다양한 고부가 재생 단량체를 제조할 수 있는 플랫폼 기술을 개발하였다. 이는 최소한의 공정변수 조절과 투입원료의 변경만으로 동일한 공정에서 다양한 제품을 생산할 수 있는 운전 특성으로, 재생원료의 가격이나 시장수요의 변동에 유연하게 대처할 수 있는 다목적 친환경 소재 제조공법이다.연구팀은 그 외에도 유색·저급 PET 및 폐폴리에스터 섬유 등을 재활용할 수 있는 다양한 기술을 개발하여, 폐플라스틱 화학적 재활용 기술의 국산화뿐만 아니라 해외 기술시장 진출까지 노릴 수 있는 상용 해중합 공정기술 개발에 박차를 가하고 있다.한국화학연구원 이미혜 원장은 “이번 성과는 전 세계적으로 대두되고 있는 폐플라스틱의 환경오염 문제를 완화하고, 전량 수입에 의존하던 기존 석유화학제품 원료를 폐자원으로부터 얻을 수 있다는 점에서 큰 의미가 있는 만큼, 국내 플라스틱 화학산업의 지속 가능성 확보와 세계시장 진출 또한 가능한 해중합 기술이 될 것으로 전망한다”라고 말했다.화학연은 이번 연구성과를 ㈜리뉴시스템에 기술 이전하여, 파일롯 규모의 연속 실증설비(PET 처리 기준, 연간 10,000톤 규모) 구축을 진행하고 있다. ㈜리뉴시스템은 연내 공정 최적화를 마무리할 예정이며, 축적된 시제품 생산 경험을 바탕으로 2023년에는 안정적인 생산설비의 개념 완성과 함께 본격적인 사업화를 준비할 계획이다.이번 연구는 한국화학연구원 주요 사업의 지원을 받아 수행됐다.   영국왕립화학회(RSC)의 저널 ‘Green Chemistry’ 2021년 1월호에 출간< 에너지를 거의 사용하지 않는 폐 PET의 해중합 기술>- 논문명(영): Low-energy catalytic methanolysis of poly(ethyleneterephthalate)- 논문명(국): PET의 저에너지 메탄올리시스 촉매 반응   < 연구자 이력 소개 >조정모 책임연구원○ 소속: 화학공정연구본부 그린탄소연구센터○ 전화: 042-860-7699○ 이메일: jmcho@krict.re.kr  
편집부 2022-03-12
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자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근1) 런너레스 금형(Runnerless Mold)의 관리일반적으로 런너레스 금형을 현장에서는 ‘핫런너’라고 불리고 있기에 저도 ‘핫런너’라고 하도록 하겠습니다. 핫런너 금형의 장점은 전에 설명을 많이 드렸지만, 다시 한번 생각해보겠습니다. 이것을 통상적이라고 할 수는 없겠지만 참조하시기 바랍니다.- 제품 모델: Support Main- 적용: Hot Runner - Hot Runner 투자 비용: 3천만 원 - 기타 절감 효과생산성 향상 50%, Cycle Time 단축에 따른 금형 투자 비용 절감 Cold Runner 이용 시 발생하는 후공정 투자 비용 및 인건비 절감, 폐 Scrap 처리에 따른 환경오염 감소 및 비용 감소 등으로 긍정적인 것이 많으나, 시스템 관리 차원을 배제할 수 없는 상황이기도 합니다.핫런너 시스템은 여러 가지 복합적인 설비가 함께 동작이 되어야 하기에 설비 보전이 중요할 것으로 생각됩니다.2) 핫런너(Hot Runner) 시스템의 구성▶ Heater & Temp Couple일반적으로 오픈 게이트는 막대형의 카트리지 히터를 많이 사용하고 있으며, 밸브 게이트인 경우에는 코일 히터를 사용하고 있습니다.메이커에 따라 고주파 유도 가열 방식을 채택하여 사용하기도 합니다.▶ 코일 히터(Coil Heater)의 장점발열량이 많고, 균일한 온도를 지속적으로 공급하고 높은 온도에서도 산화와 침식이 적어 수명이 길며 높은 열전도와 높은 절연, 강도 유지 ▶ 열전대(Temp Couples)열전대의 구조는 열전대 소선, 보호관, 단자 박스, 절연관 및 취부에 필요한 부분으로 되어 있으며, 동작 원리는 서로 다른 금속 선의 한끝을 용접하여 만들며 기전력 또는 저항을 측정하여 측온 접점의 온도를 알 수가 있으며, 이때의 금속 선을 열전대라고 합니다.▶ 열전대의 특징   - 답이 신속하고 시간 지연에도 오차가 비교적 적다.   - 합한 연전대를 선택하면 0~2500℃ 범위의 온도를 측정할 수 있다.   - 상온에서 기계적 강도가 높고 내식성이 강하며, 안전성이 높다.   - 정한 위치나 좁은 장소에서도 온도 측정이 가능하다.▶ 열전대의 종류(TYPE)핫런너 시스템에는 크게 2가지 타입의 열전대를 사용하고 있으며, 일반적인 열전대의 종류는 다음과 같습니다.▶ 국가별 보상도선에 따른 열전대 색상▶ 핫런너 시스템 연결하기(Square Connector)(Heater)핫런너 시스템의 연결은 금형과 컨트롤러 간의 통신선을 연결하는 것부터 시작이 됩니다.미리 컨트롤러가 설치되어 있는 설비라면 관계없겠지만 처음부터 컨트롤러를 이동 설치해야 한다면 여러 가지 준비물이 필요할 수도 있습니다. 먼저 금형의 핫런너 시스템의 명판을 확인하여 출력의 수를 체크하여 컨트롤러를 배치합니다.▶ 컨트롤러 배치히터 존의 수에 맞게 컨트롤러 설치▶ 중계선 설치와 열전대 TYPE 확인중계선은 금형에 부착되어있는 명판을 확인하여 K(CA), J(IC) 따라 설치한다.위와 같이 중계선이 전용으로 되어 있기에 열전대 타입을 반드시 확인하여 설치해야 합니다.그러나 일반적인 경우 중계선이 바뀌어도 ±2℃ 정도의 오차가 발생하기에 혼용하여 사용하는 경우도 있습니다. 다만 열전대 타입이 금형과 컨트롤러 간에 맞지 않을시 설정 온도와 측정 온도가 상이할 수 있기에 반드시 확인이 필요합니다.▶ 핫런너 금형의 커넥터 번호에 대하여 ▶ 핫런너 시스템의 알람 메시지핫런너 시스템의 에러 메시지는 업체마다 조금은 다를 수 있지만, 일반적인 내용을 공유합니다. 핫런너 시스템은 금형의 분해 조립이 빈번하게 이루어지게 되면 히터 또는 열전대의 연결이 좋지 않을 수 있기에 커넥터의 체결 상태가 잘 되어 있어야 합니다.
취재부 2022-03-07