-
"붙이기만 하면 끝" 통증 없이 엑소좀이 피부 깊숙이 스며드는 패치 개발
화학공학부 박재형 교수와 방창현 교수 공동연구팀(주저자: 송민우 학생, 하민지 학생, 신솔 박사)이 차세대 경피 약물전달 시스템의 핵심 기술을 개발했다. 연구팀은 문어 빨판 구조를 모사한 흡착컵과 짧은 마이크로니들을 결합해, 통증 없이 엑소좀과 같은 거대분자 치료물질을 피부 깊숙이 전달할 수 있는 '피부 고밀착형 이중증폭 경피 약물전달 패치'를 구현하는 데 성공했다. 이 성과는 주사 기반 치료의 한계를 극복하고, 미용·항노화 치료부터 스마트 헬스케어까지 다양한 임상 응용의 가능성을 열었다. - 기존 기술의 한계를 극복한 혁신적 설계 이번 연구는 기존 마이크로니들 패치가 갖는 통증과 피부 자극 문제를 해결하는 데 초점을 맞췄다. 피부의 가장 바깥층인 각질층은 외부 물질의 침투를 차단하는 촘촘한 구조로 외부 물질의 침투를 차단한다. 때문에 연고나 크림으로는 엑소좀이나 단백질 같은 생물학적 제제를 진피층까지 전달하기 어렵다. 기존 마이크로니들 패치는 이를 극복하기 위해 600 μm 이상의 긴 바늘을 사용했지만, 통증과 피부 자극이 발생하고, 굴곡지거나 땀 등으로 인해 습한 피부에서는 밀착력이 떨어지는 문제가 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 문어 빨판의 음압 형성 원리를 이용한 흡착컵 구조를 패치 표면에 설계하고, 300 μm 이하인 짧은 마이크로니들을 함께 결합한 새로운 형태의 이중촉진 구조를 구현했다. 이 패치는 외부 전원이나 별도의 장치 없이 피부에 부착만 하면 흡착컵 내부에 미세 음압이 형성되어 피부에 안정적으로 밀착된다. 동시에 음압으로 각질층이 일시적으로 미세하게 열리면서 마이크로니들의 침투 효율이 증폭되어, 엑소좀과 같은 거대분자 제제를 진피층까지 효과적으로 전달한다. - 뛰어난 효과와 안정성 입증 동물실험 결과, 새로 개발된 엑소좀 경피전달 패치는 기존 니들패치 방식 대비 약물 전달 깊이를 약 2.6배(최대 290 μm) 증가시켰으며, 피부 내 콜라겐 생성을 촉진하고 활성산소종(ROS)을 감소시켜 노화된 피부의 미세환경을 개선하는 효과를 보였다. 특히 굴곡지고 습한 피부 환경에서도 패치가 안정적으로 밀착되어, 장시간 사용 시에도 약물 전달 효율이 유지됨이 검증되었다. - 다양한 분야 응용 가능성 이 연구의 피부 부착형 이중촉진 약물전달 패치는 피부 자극 없이 거대분자 치료 물질을 피부 깊숙이 전달할 수 있도록 설계되었으며, 생체적합성이 우수하고 밀착력이 뛰어나 일상생활 중에도 안정적으로 사용할 수 있다. 엑소좀 뿐만 아니라 단백질, 핵산 등 다양한 생체유래 치료제를 효과적으로 전달할 수 있어, 향후 미용·항노화 치료뿐 아니라 스마트 헬스케어 패치 등으로 활용 범위를 확대할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 범부처 재생의료기술개발사업단의 재생의료 원천기술개발사업, 국가과학기술연구회의 융합연구단사업, 과학기술정보통신부·한국연구재단의 중견연구 및 글로벌선도연구센터(GSRC)사업, 산업통상자원부의 시장선도형 K-sensor 기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 본 연구성과는 국제학술지 Nano-Micro Letters (IF 36.3, JCR 상위 1%)에 2025년 7월 23일 온라인 게재되었으며, 저널 표지논문(Cover Paper)으로 선정되었다. *논문명: A Hierarchical Short Microneedle-Cupping Dual-Amplified Patch Enables Accelerated, Uniform, Pain-Free Transdermal Delivery of Extracellular Vesicles *학술지: Nano-Micro Letters *논문링크: https://doi.org/10.1007/s40820-025-01853-7 *연구포털: https://pure.skku.edu/en/persons/jae-hyung-park/ (박재형 교수), https://pure.skku.edu/en/persons/changhyun-pang/(방창현 교수)
- No. 364
- 2025-12-03
- 2703
-
버려지는 음식물 폐기물에서 미래 자원을 만든다
건설환경공학부 장암 교수 연구팀(제1저자 임홍래 박사)은 음식물 폐기물에 함유된 지방산을 에너지 및 화학소재의 핵심 전구체로 전환하기 위한 차세대 분리막 기반 자원화 플랫폼을 성공정으로 개발하였다. 기존 분리막 공정은 막오염과 막젖음 발생으로 인해 선택성 저하와 회수 효율 감소라는 구조적 한계를 지니고 있었으나, 연구팀은 이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위해 초소수성 표면개질 기술과 선택적 유기추출제 충진 기술을 결합한 액체지지층 접촉막(Supported liquid membrane contactor, SLMC) 공정을 도입하였다. 이를 통해 복합 조성 내 음식물 폐기물에서도 목표 지방산을 선택적이면서 고효율로 회수하는 고기능 분리막 시스템을 구현하는 데 성공하였다. 이번 연구의 핵심적 성과는 분리막 표면 및 내부에서 발생하는 막오염 및 젖음 전이를 광간섭단층영상(Optical coherence tomography, OCT)을 이용해 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술을 적용함으로써, 성능 저하를 유발하는 미세 구조 변화를 정량적으로 규명하고, 이를 토대로 공정 운전 조건을 능동적으로 제어할 수 있는 기반을 마련하였다. 연구팀은 OCT 기반 오염 및 젖음 신호 분석을 활용하여 분리막의 세정∙교체 시점을 최적화할 수 있는 “지능형 분리막 운전 전략”을 제안하였으며, 이를 통해 장기간 운전에서의 공정 안정성과 지방산 회수 효율을 동시에 크게 향상시켰다. 또한 연구팀은 초소수성의 분리막 표면개질과 선택적 유기추출제의 화학적 특성, 분리막 내 물질전달 메커니즘을 규명을 통해, “막오염∙막젖음 억제 → 선택적 물질전달 향상 → 저에너지∙고효율 지방산 회수”라는 세 가지 기술적 난제를 단일 플랫폼에서 해결하는 독창적 기술 전략을 제시하였다. 본 기술은 음식물 폐기물뿐 아니라 해수담수화 농축수, 폐배터리 용출액 등 다성분계 유∙무기 혼합 원수에서도 목표 자원을 선택적으로 회수할 수 있는 범용 자원순환 시스템으로 확장될 수 있는 높은 잠재력을 지닌다. 본 연구는 기존 폐기물 처리 패러다임을 넘어, 저가 폐기물을 고부가가치 화학소재로 전환하는 지속가능한 자원화 기술을 제시하였다는 점에서 학문적∙산업적 의미가 크며, 과학기술정보통신부∙한국연구재단의 개인기초연구(중견연구, 2022R1A2C3007052)의 지원 아래 수행되었으며, 연구의 우수성과 차별성을 인정받아 Water Research (IF: 12.4, JCR 상위 1% 내외) 및 Chemical Engineering Journal (IF:13.2, JCR 상위 3%) 등 환경∙에너지 분야 상위 국제 학술지에 게재되는 성과를 거두었다. 논문명: Efficiently enhanced short-chain fatty acids (SCFAs) recovery from food waste condensate: Real-time wettability monitoring with supported liquid membrane contactor 저자명: 임홍래(제1저자, 성균관대학교), Duc Anh Nguyen(성균관대학교), 전동건(성균관대학교), 장소정(성균관대학교), 장암(교신저자, 성균관대학교) 저널명: Water Research DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123093 논문명: Enhanced anti-wetting and anti-fouling performance of superhydrophobic supported liquid membrane contactors for selective short-chain fatty acid recovery from food waste leachate 저자명: 임홍래(제1저자, 성균관대학교), 이세미(성균관대학교), Duc Anh Nguyen(성균관대학교), Duc Viet Nguyen(Ghent University), Di Wu(Ghent University), 장암(교신저자, 성균관대학교) 저널명: Chemical Engineering Journal DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168433 그림 1. 음식물 폐기물로부터 단쇄지방산 회수 대표 그림 그림 2. 음식물 폐기물 기반 지방산 회수 메커니즘, 회수효율, 선택적 전달 거동 규명 그림 3. 분리막 표면 개질에 따른 화학적∙물리적 특성 그림 4. 실시간 모니터링 기술을 통한 분리막의 구조적 특성 변화
- No. 363
- 2025-11-28
- 3897
-
금속유기골격체 소재를 활용한 신개념 물-에너지 넥서스 기술 개발
화학공학부 박호석 교수 연구팀은 삼성전자 삼성리서치와의 공동연구를 통해, 반도체·이차전지·디스플레이 등 고부가가치 산업 공정에서 발생하는 염·폐수를 효율적으로 처리하면서 이를 에너지 저장이나 자원 회수로 전환할 수 있는 신개념 물-에너지 넥서스(Water-Energy Nexus)* 기술을 개발했다고 밝혔다. * 물-에너지 넥서스(Water-Energy Nexus): 물은 에너지 생산에 필수적이고, 에너지는 물 관리에 필요하다. 두 자원의 상호관계를 최적화하여 물 부족과 기후변화에 대응하고 지속 가능한 자원 관리를 실현하려는 개념이다. 기존 오염수 처리 기술은 물 속 이온을 전극에 물리적으로 붙였다 떼는 방식으로 처리해 에너지 소모가 크고 이온 선택성이 낮은 한계가 있었다. 이번 연구에서는 올해 노벨 화학상을 수상한 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF)*의 특이한 이온 저장 메커니즘을 활용하여, 별도의 이온교환막 없이도 양이온과 음이온을 동시에 선택적으로 제거하거나 저장할 수 있는 고효율 전기화학 소자 원천 기술을 확보했다. * 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF): 금속 이온 또는 금속 클러스터와 유기 리간드가 결합해 형성된 다공성 구조체로, 내부 공간이 넓고 구조적 안정성이 높아 가스 저장·촉매·센서 등 다양한 분야에 응용된다. 금속유기골격체(MOF)는 금속 이온과 유기 리간드가 결합해 만든 3차원 다공성 구조체로, 가스 저장·촉매·센서 등 다양한 분야에 응용 가능한 첨단 소재다. 박 교수팀은 이 구조적 특성을 활용해 Ca²⁺, Mg²⁺ 등의 2가 양이온과 Br⁻, I⁻, Cl⁻ 등의 음이온을 선택적으로 동시에 처리하면서, 약 76 Wh/kg의 낮은 에너지 소모로도 안정적으로 작동할 수 있는 전극 기술을 구현했다. 박호석 교수는 “이번 연구는 염·폐수를 단순히 정화하는 수준을 넘어, 재생에너지 전환과 자원화 가능성을 동시에 제시했다”며 “향후 이차전지, 담수화, 자원 회수 등 다양한 분야로 응용이 확대될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 리더연구사업 및 미래유망융합파이어니어사업 지원, 그리고 삼성전자 삼성리서치의 협력으로 수행되었다. 연구 성과는 에너지 분야 세계적 학술지 『줄(Joule)』(IF=35.4, 상위 1.4%)에 10월 28일자로 게재되었다. ※ 논문명: Divalent and Halide Dual Ion Storage of A Redox-Active Symmetric Cell for Efficient Wastewater-Energy Nexus ※ 학술지: Joule ※ 저자명: 교신저자 성균관대 박호석 교수, 제1저자 성균관대 장건 박사, 김상백 박사과정생 ※ 논문링크: https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(25)00357-5?rss=yes ※ 연구포털(Pure): https://pure.skku.edu/en/persons/hoseok-park/ ▲ 금속유기골격체 유래 전극 소재를 활용한 고에너지효율·고선택성 이온회수·저장 소자 개발을 통한 신개념 물-에너지 넥서스 기술 개념도 ▲(왼쪽부터)성균관대 박호석 교수, 장건 박사 및 김상백 박사과정생
- No. 362
- 2025-11-25
- 3009
-
새로운 폐암 바이오마커 및 저항성 극복 치료표적 발굴
폐암은 전 세계 암 사망률 1위를 차지하는 치명적 질환으로, 특히 비소세포폐암(NSCLC)은 초기 증상이 거의 없어 진단 시 이미 진행된 경우가 많다. EGFR-TKI와 같은 표적 치료제가 개발되었음에도 불구하고 치료 저항성(resistance)이 빠르게 발생해 생존율 개선에 여전히 큰 한계가 존재한다. 이 때문에 종양 진행과 치료 반응성을 결정하는 새로운 바이오마커(biomarker)와 저항성 극복을 위한 치료표적(therapeutic target) 발굴은 폐암 치료 패러다임을 변화시키는 핵심 전략으로 주목받고 있다. 암 정밀의학(Cancer Precision Medicine)은 환자의 유전체·전사체·단백체 등 분자 정보를 기반으로 개인별 특성에 최적화된 치료법을 제시하는 접근법이다. 본 연구는 이러한 정밀의학적 분석을 바탕으로 비소세포폐암의 진행을 촉진하는 새로운 신호 네트워크를 규명하고, 향후 치료전략 개발에 활용 가능한 핵심 표적을 발굴했다는 점에서 중요한 의미를 가진다. 1. PYCR1–EGFR–TLR 신호축 기반 폐암 진행 기전 규명 첫 번째 연구인 PYCR1 drives lung cancer progression through functional interactions with EGFR and TLR signaling pathways” (Experimental & Molecular Medicine, 2025, IF 12.9)에서는 proline 대사 효소인 PYCR1이 EGFR 및 TLR 신호와 기능적으로 연결되어 폐암의 성장과 전이를 촉진한다는 새로운 분자기전을 제시하였다. 본 연구는 기존 대사효소로만 인식되던 PYCR1이 폐암 신호 네트워크의 핵심 조절자로 기능함을 처음으로 규명하였으며, 향후 폐암 특이적 신약 개발을 위한 중요한 전략적 타깃이 될 수 있음을 보여주었다. (그림 1 참조). 2. USP21–EGFR–Lyn 축 기반 저항성 극복 치료표적 발굴 두 번째 연구인 USP21-EGFR-Lyn axis drives NSCLC progression and therapeutic potential of USP21 inhibition” (Biomarker Research, 2025, IF 11.5)에서는 탈유비퀴틴화 효소 USP21이 EGFR 및 Lyn kinase 신호를 동시에 활성화하여 폐암 진행을 촉진한다는 기전을 규명하였다. 본 연구는 USP21이 폐암 진행의 핵심 조절자임을 밝힘과 동시에, EGFR 표적 치료의 내성을 극복할 수 있는 새로운 바이오마커 및 병용 타깃임을 입증한 점에서 임상적 가치가 크다고 할 수 있다. (그림 2 참조). 위 연구들은 성균관대학교 학석연계과정에 지원한 이하정 연구원을 중심으로, 분자면역학 연구실(의과대학 이기영 교수)의 대학원생들인 김지영, 신지혜, 강예은 연구원이 함께 수행하였다. 이하정 연구원의 본 연구 성과는 “학부생도 세계적 수준의 연구를 수행할 수 있다” 는 것을 입증한 대표적 사례로, 우리 대학이 추구하는 연구 중심 교육의 모범적 성취라 할 수 있다. ※ 논문명: PYCR1 drives lung cancer progression through functional interactions with EGFR and TLR signaling pathways. ※ 학술지: Experimental & Molecular Medicine. ※ 논문링크: https://www.nature.com/articles/s12276-025-01577-z ※ 논문명: USP21-EGFR-Lyn axis drives NSCLC progression and therapeutic potential of USP21 inhibition. ※ 학술지: Biomarker research. ※ 논문링크: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12239452/
- No. 361
- 2025-11-21
- 4437
-
거꾸로 뒤집힌 브랜드 로고는 창의적 혁신인가? 소비자 선택의 역설
브랜드 로고는 기업의 정체성과 가치를 시각적으로 보여주는 중요한 상징이다. 소비자들은 로고를 통해 브랜드를 인식하고 신뢰를 형성한다. 최근 글로벌 기업들은 기존 디자인 방식에서 벗어나 로고를 거꾸로 뒤집는 실험적인 전략을 시도하고 있다. 이는 단순한 디자인 변화가 아니라, 브랜드의 크리에이티브와 차별화를 강조하는 새로운 커뮤니케이션 방식으로 주목받고 있다. 실제로 아디다스는 뒤집힌 로고를 활용한 광고 캠페인으로 큰 관심을 끌었고, 나이키·뉴에라·슈프림 등 여러 패션 브랜드도 한정판 제품에 이러한 디자인을 적용해 독특한 브랜드 경험을 제공하고 있다. 하지만 이러한 시도가 소비자에게 창의적인 혁신으로 받아들여질지, 아니면 브랜드 일관성을 해치는 변화로 보일지는 여전히 논쟁의 대상이다. 미디어커뮤니케이션학과 백태현 교수는 미국 매사추세츠대학교, 중국 베이징대학교, 영국 런던정경대학교 연구진과 함께 브랜드 로고의 방향성(logo orientation)이 소비자 행동에 어떤 영향을 미치는지를 네 개의 실험을 통해 실증적으로 규명했다. 실험 결과, 소비자들은 거꾸로 뒤집힌 로고보다 정방향 로고가 적용된 제품을 일관되게 더 선호했다. 꼼데가르송 브랜드 티셔츠를 활용한 실제 소비자 선택 실험에서는 약 74.7%가 정방향 로고 제품을 선택했으며(실험 1A), 야구 모자 제품을 활용한 후속 연구에서도 소비자의 80.8%가 정방향 로고를 선택했다(실험 1B). 또한, 개인의 인구통계학적 요인이나 개성 추구 성향(need for uniqueness)은 소비자 선택에 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 소셜미디어 광고 맥락에서 로고 방향성이 소비자의 지각된 기대 위반(perceived unexpectedness)을 유발하고, 이를 통해 브랜드의 반항적 이미지(perceived rebelliousness)가 강화되며 구매 의도가 감소하는 심리적 메커니즘을 규명했다(실험 2). 소비자는 뒤집힌 로고를 익숙하지 않은 표현 방식으로 인식하고, 해당 로고를 사용한 브랜드를 기대된 규범을 의도적으로 벗어난 것으로 해석해 부정적인 반응을 보였다. 마지막으로, 정치 성향이 중요한 조절 변수로 나타났다. 보수 성향의 소비자는 뒤집힌 로고에 대해 훨씬 더 부정적인 반응을 보였으나, 진보 성향의 소비자는 로고 방향성에 상대적으로 영향을 받지 않았다(실험 3). 이는 시각적 규범을 위반하는 브랜드 로고 커뮤니케이션 전략이 특정 소비자 집단에서만 강한 역효과를 일으킬 수 있음을 보여준다. 이번 연구는 최근 글로벌 브랜드들이 역방향 로고를 활용한 파격적인 전략을 시도하는 가운데, 이러한 비정형 로고 디자인 전략이 실제로 소비자 태도와 구매 의도에 어떤 영향을 미치는지를 체계적으로 규명했다. 연구 결과는 국제 저명 SSCI 저널인 Journal of Retailing and Consumer Services에 게재되었으며, 해당 저널은 2024년 기준 Impact Factor 13.1을 기록한 JCR Q1 저널로, Business 분야 전체 상위 1.7%에 해당한다. ※ 논문명: Disruptive but costly: How upside-down logos backfire in consumer responses to brands. ※ 학술지: Journal of Retailing and Consumer Services ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.jretconser.2025.104500 ※ 연구포털(Pure): https://pure.skku.edu/en/persons/tae-hyun-baek/
- No. 360
- 2025-11-18
- 3402
-
생성형 인공지능 시대의 사용자 경험 혁신
본 연구는 글로벌융합학부 김장현 교수가 운영하는 데이터사이언스 사회분석 연구실(DSSAL)의 전현직 구성원인 남동연(박사졸업, 현 마카오과기대 조교수), 선승종(박사과정), 장슈난(박사졸업, 현 중국 화교대 펠로우), 조향영(박사졸업)과 김장현 교수의 협업으로 일궈낸 성과물이다. 본 연구는 생성형 인공지능(Generative Artificial Intelligence)에 대한 사용자 행동을 심층적으로 이해하기 위해 수행되었다. 특히 대표적 생성형 인공지능 중 하나인 ChatGPT를 중심으로 사용자의 지속적 사용 의도와 추천 의도에 영향을 미치는 요인을 규명했다. 이론적으로는, 기대 확인 모델(Expectation Confirmation Model: ECM)을 기반으로, 정보시스템 성공이론(Information System Success Theory: ISST), 프라이버시 우려(Privacy Concerns), 지각된 혁신성(Perceived Innovativeness)을 통합한 새로운 모형을 제안하였다. 기존 연구들이 주로 생성형 인공지능의 초기 사용 의도에만 초점을 맞추어 왔던 한계를 극복하고, 실제 사용 이후의 행동적 지속성에 영향을 미치는 인지적·감정적 요인을 동시에 고려하였다는 점에서 학문적 의의가 크다. 본 연구는 한국의 ChatGPT 사용자 252명을 대상으로 온라인 설문을 실시하고, 구조방정식을 사용하였다. 분석 결과, 제안된 통합모형은 사용자의 지속 사용 의도와 추천 의도를 높은 수준으로 설명하는 것으로 나타났다. 정보 품질(Information Quality)과 시스템 품질(System Quality)은 사용자의 기대 확인(Confirmation), 지각된 유용성 (Perceived Usefulness), 만족(Satisfaction)을 통해 지속 사용 및 추천 의도를 모두 강화하는 핵심 변수로 확인되었다. 또한 지각된 혁신성은 사용자 만족에 긍정적 영향을 주어, ChatGPT를 창의적이고 독창적인 기술로 인식할 수록 사용자가 긍정적 경험을 형성함을 보여주었다. 반면 프라이버시 우려는 만족에 부정적 영향을 주었으나, 그 영향력은 상대적으로 약했으며, 이는 이용자들이 편의성과 효용을 위해 일정 부분 개인정보 위험을 감수함을 의미한다. 이러한 분석 결과를 바탕으로, 본 연구는 생성형 인공지능 서비스의 확산을 위한 실무적 시사점을 제시하였다. 서비스 제공자는 언어 모델의 정확성과 안정성을 높여 정보 편향을 줄이고, 사용자 친화적인 인터페이스를 설계하며, 인공지능의 창의성과 혁신성을 효과적으로 홍보함으로써 사용자 유입을 촉진할 수 있음을 시사한다. 김장현 교수는 “이번 연구는 생성형 인공지능의 지속 사용과 추천 의도를 통합적으로 분석함으로써, 사용자 경험 기반의 인공지능 수용 연구에 새로운 시사점을 제공했다”며 “향후 음성·이미지 기반 생성형 인공지능을 포함한 확장 연구를 통해 모델을 더욱 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 김 교수 연구팀은 인공지능과 사용자 경험(UX)의 융합을 주제로 다양한 연구를 지속하고 있으며, 관련 분야 다수의 SSCI/SCIE급 논문을 발표해왔다. ※ 논문명: Analyzing behavioral intentions toward Generative Artificial Intelligence: the case of ChatGPT ※ 학술지: Universal Access in the Information Society ※ 논문링크: https://doi.org/10.1007/s10209-024-01116-z ※ 연구포털(Pure): https://pure.skku.edu/en/persons/janghyun-kim/ 남동연(박사졸업, 현 마카오과기대 조교수), 장슈난(박사졸업, 현 중국 화교대 펠로우), 조향영(박사졸업)
- No. 359
- 2025-11-13
- 4875
-
정치적 편향, AI 기자도 피할 수 없다
글로벌융합학부 홍주화 교수는 다트머스 대학의 Herbert Chang 교수와 일리노이 대학교의 David Tewksbury 교수와 함께 진행한 AI가 작성한 정치 신문기사의 신뢰도에 대한 연구를 커뮤니케이션 분야에서 저명한 국제 저널인 Digital Journalism에 발표했다. 이 연구는 인공지능이 정치 뉴스를 작성할 때, 독자들이 기사와 기자를 어떻게 인식하고 평가하는지를 실험적으로 분석하였다. 연구팀은 ‘기계 휴리스틱’과 ‘적대적 매체 효과’를 이론적 틀로 삼아, 뉴스 작성자의 정체성(인간 혹은 인공지능)와 독자의 정치적 성향이 뉴스 신뢰도 및 기자 신뢰도에 미치는 영향을 검증했다. 실험은 미국 성인 442명을 대상으로 한 온라인 실험 설계를 기반으로 진행되었다. 참가자들은 이념 성향이 다른 세 개의 뉴스 매체와 AI 혹은 인간 기자 두 유형을 무작위로 배정받아 정치적으로 민감한 네 가지 주제(낙태법, 총기 규제, 최저임금, 건강보험 개혁)에 관한 기사를 읽고 평가했다. 이를 통해 연구팀은 뉴스 작성자의 정체성과 독자의 정치 성향, 언론사 이념 거리 간 상호작용을 정량적으로 분석했다. 연구 결과, 사람들은 AI 기자는 인간 기자보다 덜 편향적인 존재로 인식했으나 인간 기자가 작성한 기사를 더 신뢰하고 긍정적으로 평가했다. 즉, 독자들은 AI를 ‘감정 개입이 적고 중립적인 기자’로 인식하면서도, 정치적 입장이 다를 경우 AI 역시 '편향된 존재’로 평가하는 양가적 반응을 보였다. 그리고 AI 기자에 대한 평가는 개인이 AI의 생각의 객관성을 얼마나 수용하느냐에 따라 조절되는 것으로 나타났다. 또한, 독자와 언론사의 정치적 입장 차이가 클수록 뉴스의 신뢰도와 기자에 대한 호감이 낮아지는 상대적 적대적 매체 효과가 AI 기자에게도 동일하게 나타났다. 다시 말해, 사람들은 자신과 다른 정치적 입장을 가진 매체의 기사에 대해 부정적인 평가를 내릴 때, 그 기사가 인간이 썼든 AI가 썼든 상관없이 비슷한 반응을 보였다. 이번 연구는 인공지능이 단순히 인간 기자를 대체하는 기술적 수단이 아니라, 사회적 신뢰와 정치적 인식의 재구성에 참여하는 새로운 사회적 주체로 기능할 수 있음을 보여준다. 특히 인간과 AI가 생성한 콘텐츠를 소비하는 인지적 과정 속에서 수용자들이 AI의 능력과 역할을 인식하고 평가하는 방식이 어떻게 영향을 미치는지를 실증적으로 제시했다는 점에서 학문적 의의가 크다. 연구팀은 앞으로 뉴스 제작을 넘어 인공지능이 상담사, 교육 파트너, 창작 협업자, 혹은 대화 파트너와 같은 다양한 맥락에서 수행하는 사회적 역할에 대한 사람들의 반응과 인식 변화를 지속적으로 탐구할 계획이다. 이러한 연구는 인공지능이 인간 사회의 관계적 영역에 점차 깊숙이 들어서는 과정에서, AI의 사회적 정당성과 신뢰 형성 메커니즘을 이해하는 데 중요한 기초자료를 제공할 것으로 기대된다. ※ 논문명: Can AI Become Walter Cronkite? Testing the Machine Heuristic, the Hostile Media Effect, and Political News Written by Artificial Intelligence ※ 학술지: Digital Journalism ※ 논문링크: https://doi.org/10.1080/21670811.2024.2323000 ※ 연구포털(Pure): https://pure.skku.edu/en/persons/joo-wha-hong/
- No. 358
- 2025-11-03
- 4725
-
도파민 신경세포의 퇴행, 사멸을 반영하는 신규 파킨슨 병 모델 확립
의과대학 약리학교실 이연종 교수 연구팀(주저자: 김지훈 학생, 김효정 박사, 이연종 교수)은 파킨슨병의 병태기전을 규명하고 치료제 평가에 활용할 수 있는 도파민신경 특이적 ZNF746 (PARIS) 발현 조건부 Tet-off 형질전환 마우스 모델을 새롭게 개발하였다. PARIS는 파킨슨병 열성 유전자인 Parkin의 기질 단백질(substrate) 중 하나로, 파킨슨병 환자의 뇌에 축적되어 도파민 신경세포 사멸에 직접적인 병인적 역할을 하는 전사 억제 인자로 알려져 있다. 특히 PARIS는 미토콘드리아 생합성 조절 인자 PGC-1α와 세포사멸 조절자 p53의 상위 조절 인자인 MDM4를 억제함으로써 신경세포의 대사 기능 저하와 사멸을 유도하는 것으로 보고되어 있다. 본 연구는 한양대학교 약학대학 주재열 교수 연구팀(공동 주저자: 주재열 교수, 양수민 학생)이 단일세포 유전체 분석(single-nuclear transcriptome analysis) 을 공동 수행하여, 세포 유형별 병리적 변화를 체계적으로 규명하였다. 현재 파킨슨병 연구의 가장 큰 난제 중 하나는, 질환의 핵심 병리인 도파민 신경세포의 점진적 퇴행과 사멸을 충실히 반영하는 동물 모델이 부족하다는 점이다. 이연종 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 Tet-off 유전 스위치 시스템을 적용, 성체 마우스의 특정 도파민 신경세포에서만 PARIS를 선택적으로 발현시킬 수 있는 신규 파킨슨병 모델을 확립하였다. 그 결과, 약 2개월에 걸쳐 점진적으로 진행되는 운동 이상, 임상 수준의 도파민 신경세포 소실, 미토콘드리아 기능 저하 및 신경 염증 반응을 재현함으로써 기존 transgenic 모델의 한계를 성공적으로 극복하였다. 또한 본 모델을 활용한 전임상 약물 검증 연구를 통해, 도파민 대체 치료제인 L-DOPA가 운동 증상을 완화시키며, c-Abl 저해제 Nilotinib이 신경세포 손상과 염증 반응을 억제하여 질환 조절 효과를 나타냄을 입증하였다. 이러한 결과는 본 모델이 파킨슨병의 병리적 진행 과정을 재현할 뿐 아니라, 다양한 치료 후보물질의 효능과 안전성을 평가할 수 있는 강력한 전임상 플랫폼임을 보여준다. 한편, 본 연구에서는 파킨슨병의 핵심 병리를 점진적으로 발현하는 이 모델을 이용하여 중뇌 영역의 세포 유형별 전사체 및 단백질 수준 분석을 수행하였다. 그 결과, c-Abl–PARIS 신호 축의 비정상적 활성화가 PGC-1α 매개 미토콘드리아 생합성 억제, p53 의존적 세포사멸 경로 활성화, 그리고 **교세포 염증성 재형성(glial inflammatory remodeling)**을 유도하는 주요 병인 경로로 규명되었다. 이 연구는 PARIS 발현을 기반으로 한 새로운 파킨슨병 모델을 통해, 기존 transgenic 모델에서 한계로 지적되어온 임상적 병리 재현성 부족 문제를 극복하였으며, 향후 파킨슨병의 분자병리 규명과 신약 후보 물질의 전임상 평가를 위한 핵심 연구 플랫폼으로 활용될 수 있다는 점에서 중요한 의의를 갖는다. ※ 논문명: Preclinical studies and transcriptome analysis in a model of Parkinson’s disease with dopaminergic ZNF746 expression ※ 학술지: Molecular Neurodegeneration ※ 논문링크: https://doi.org/10.1186/s13024-025-00814-3 ※ 연구포털(Pure): https://pure.skku.edu/en/persons/yunjong-lee/
- No. 357
- 2025-10-24
- 5128
-
오리가미 기반 하이브리드 공압 관절의 설계 및 고토크 매니퓰레이터 구현
본 연구에서는 부드럽게 움직이는 공압식 오리가미 챔버와, 회전축이 고정된 단단한 프레임을 결합해 새로운 형태의 하이브리드 공압 관절을 개발했다. 이 하이브리드 관절은 기존의 팽창식 공압 관절이 지나치게 유연해 제어가 어렵던 문제를 개선해, 적절한 강성과 넓은 움직임 범위, 그리고 높은 토크와 제어 정확도를 동시에 확보할 수 있었다. 개발된 기술은 실제로 미터(m) 단위 크기의 로봇 매니퓰레이터로 확장되어, 무게가 있는 과일과 같은 물체를 안정적으로 들어 옮기는 작업도 성공적으로 수행했다. 이번 연구의 핵심은, 기존 공압 관절의 단점인 **과도한 컴플라이언스(쉽게 휘는 특성)**와 제어의 어려움을 해결한 것이다. 이를 위해 연구팀은 오리가미 구조의 공압 챔버를 사용했다. 오리가미 구조는 움직임을 예측하기 쉬우며, 챔버가 압력에 의해 쉽게 찌그러지지 않도록 **면 보강 구조(facet reinforcement)**를 넣었고, 내부에는 **과도한 팽창을 막는 장치(internal constraint)**도 함께 적용했다. 덕분에 이 챔버는 **양압(공기 주입)**과 음압(공기 흡입) 어느 쪽에서도 형태가 무너지지 않고 안정적으로 작동할 수 있다. 또한 오리가미 챔버는 단단한 프레임과 결합되기 때문에, 일반적으로 사용하는 **회전 센서(로터리 엔코더, 포텐시오미터 등)**도 함께 사용할 수 있는 장점이 있다. 챔버는 타포린이라는 기능성 직물로 만들어졌으며, 3D 프린터로 제작한 프레임과 결합해 하나의 하이브리드 관절을 완성했다. 이 관절은 하나의 챔버에 양압과 음압을 번갈아 가며 넣을 수 있어, 한 쪽 방향뿐 아니라 양방향으로도 움직일 수 있는 점이 특징이다. 더 나아가, 두 개의 오리가미 챔버를 서로 마주보게 설치하면, **서로 반대 방향으로 작용하는 힘(antagonistic driving)**을 만들어 낼 수 있다. 이 방식은 두 챔버에 서로 반대되는 압력을 주는 것으로, 같은 압력 조건에서도 기존보다 2배 더 큰 토크를 만들어낼 수 있다. 마지막으로, 이렇게 개발된 하이브리드 관절을 이용해 **3개의 자유도를 가진 하이브리드 매니퓰레이터(로봇 팔)**를 구성했다. 이 매니퓰레이터는 무게가 실린 상태에서도 넓게 움직일 수 있었고, 외부에서 충격이 가해져도 정상적으로 작동했다. 부드러우면서도 강한, 소프트 로봇과 하드 로봇의 장점이 잘 융합된 결과였다. 실제로도 1kg 이상의 과일을 사람에게서 받아 바구니에 놓는 작업을 반복적으로 수행할 수 있었으며, 이는 이 기술이 일상생활에도 충분히 활용될 수 있음을 보여주는 사례였다. ※ 논문명: Hybrid Hard-Soft Robotic Joint and Robotic Arm Based on Pneumatic Origami Chambers ※ 학술지: IEEE/ASME Transactions on Mechatronics ※ 논문링크: https://doi.org/10.1109/TMECH.2024.3411629 ※ 연구포털(Pure): https://pure.skku.edu/en/persons/hugo-rodrigue
- No. 356
- 2025-10-16
- 5449
-
2차원 h-BN 물질 점결함 큐비트의 양자 정보 손실 메커니즘 규명
양자정보공학과 서호성 교수 연구팀(제1저자 이재욱, 김현수, 박희진)은 최근 혁신적인 양자정보소자로 각광받고 있는 이차원 육방정계 질화붕소(h-BN)의 음전하 붕소 공극(VB-) 큐비트의 양자 결잃음(decoherence) 현상을 체계적으로 분석하고, 결잃음 시간(T2)을 연장하기 위한 구체적인 방법들을 제시하였다. 본 연구를 통해 서로 다른 외부 자기장 영역에서 결잃음 현상이 급격하게 변화할 수 있음을 보였고, 변화가 일어나는 전이 경계(transition boundary)의 위치를 정확하게 예측할 수 있는 정량적 기준과 수치 방법론을 개발하였다. 이를 통해 h-BN VB- 큐비트 소자의 실질적인 양자정보 응용 가능성을 크게 높일 수 있었다. h-BN의 VB- 큐비트는 상온에서 빛을 이용하여 양자 상태를 조작할 수 있는 장점을 가진 스핀 큐비트 소자로 최근 큰 주목을 받고 있다, 하지만, 짧은 T2 시간이 실용화를 가로막는 핵심 한계로 지적되어 왔다. 이를 극복하기 위해서는, 양자 결잃음 현상에 대한 미시적 이해와 이를 바탕으로 결잃음을 최대한 억제할 수 있는 다양한 공학적 접근이 개발되어야 한다. 이에 연구팀은 일반화된 클러스터 상관 전개법(Generalized cluster-correlation expansion)과 범밀도 함수론 (Density functional theory) 계산법을 결합한 새로운 양자 다체계 전산모사 방법을 사용해, VB-의 결잃음 현상이 외부 자기장의 변화에 따라 어떻게 변화하는지를 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 붕소와 질소의 동위원소 조성에 따라 T2 시간이 달라지고, 외부 자기장에 특정한 전이 경계가 존재해 경계 위에서는 T2 시간이 백배 이상 증가함을 보였다. 또한, 일부 자기장 구간에서는 특정 핵스핀으로 인해 결맞음 신호에 뚜렷한 변조가 발생함을 예측하였으며, 이러한 결맞음 변조 현상은 앞으로 본 연구 결과의 더욱 정확한 실험적 검증을 위해 활용될 것으로 기대된다. 본 연구는 h-BN의 밀집된 핵스핀 환경으로 인해 발생하는 독특한 큐비트 결잃음 현상을 설명하는 체계적인 이론을 정립했다는 점에서 의미가 크다. 본 연구에 밝힌 메커니즘을 바탕으로 양자정보 보호를 위한 최적의 동위원소 조성비 및 외부 자기장 조절 등의 구체적인 공학적 설계 원리를 제안하였으며, 향후 2차원 h-BN 기반의 양자 소자 설계와 양자 센싱 조건 최적화 등의 다양한 분야에서의 활용이 기대된다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 한국연구재단 양자정보과학 인적기반 조성사업, 한국연구재단이 지원하는 성균관대 양자정보연구지원센터 등의 지원을 받아 수행되었다. 연구 성과는 연구의 우수성을 인정받아 2025년 8월 24일 응용 물리 분야 국제 저명 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’ (IF: 19.0) 학술지에 출판 되었다. ※ 논문명: Magnetic-Field Dependent VB− Spin Decoherence in Hexagonal Boron Nitrides: A First-Principles Study ※ 학술지: Advanced Functional Materials ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/adfm.202511274 자기장에 따른 VB- 스핀 양자 결잃음 ‘전이 경계’ 규명
- No. 355
- 2025-10-10
- 5362
-
메타렌즈 기반 뇌 오가노이드 3차원 영상화 기술 개발
생명물리학과 김인기, 박별리, 박종찬 교수 연구팀은 파킨슨병 연구에 활용할 수 있는 메타렌즈 기반 3차원 대면적 광음향 현미경(photoacoustic microscopy) 기술을 개발했다. 광음향 이미징 기술은 빛과 초음파를 결합한 하이브리드 시스템으로, 펄스 레이저를 생체 조직에 조사해 빛을 흡수한 분자가 열팽창을 통해 생성하는 초음파 신호를 검출하는 영상 기법이다. 빛은 생체 조직 내에서 산란이 크기 때문에 깊은 부위의 이미징이 제한되지만, 초음파는 생체 조직에서 감쇠가 적어 더 깊은 부위까지 도달할 수 있다. 이러한 하이브리드 특성은 광음향 이미징이 광학적 해상도와 초음파의 깊이 투과 능력을 동시에 제공할 수 있도록 한다. 광음향 기술은 이러한 장점덕에 별도의 표지 없이 멜라닌, 혈액, 혈중 산소포화도와 같은 생체 분자 정보를 정밀히 시각화하며, 종양 구조 및 기능 분석, 대사 과정 평가 등 다양한 생의학적 응용 분야에서 활발히 연구되고 있다. 하지만 기존 광음향 현미경은 빛의 초점에서 벗어날수록 신호 강도와 해상도가 감소하는 한계를 지닌다. 이는 일반적인 광학 렌즈로는 초점심도(depth of focus)를 확장하면서 해상도를 유지하기 어렵기 때문이다. 이러한 이유로 광음향 현미경을 통해 스캐닝이 없이 고심도 3차원 영상을 구현하는 것은 매우 어려운 문제로 여겨졌다. 뿐만 아니라 최근 신약 개발 단계에서 필수적인 동물 실험을 대체할 수 있는 기술로 각광을 받고 있는 미니 인공 장기인 오가노이드와 같은 두꺼운 형태의 3차원 바이오 샘플을 광음향 현미경으로 영상화 하는 것 또한 극히 제한 되어왔다. 이를 해결하기 위해 본 연구팀은 빛의 위상 제어를 통해 자유롭게 조절 가능한 메타렌즈를 활용하여 새로운 형태의 광학 렌즈 설계 기술을 개발했다. 초점거리가 다른 렌즈들의 위상지도(phase map)를 단일 렌즈로 결합함으로써, 해상도를 일정하게 유지하면서도 초점심도를 크게 확장한, 마치 빛이 바늘 형태로 회절하지 않고 직진하는 니들빔(needle beam) 생성 메타렌즈를 설계하고, 이산화 티타늄(TiO2) 기반으로 이를 제작하였다(그림 1). 제작된 니들빔 메타렌즈는 회절한계(diffraction limit) 해상도를 유지하면서도 기존 광학 렌즈에 비해 초점심도가 13.5배 이상 길어지는 성능을 구현하였다. 이러한 특성은 기존의 단순 렌즈 설계로는 구현이 어려우며, 본 연구에서 제안한 메타렌즈의 혁신적인 설계 접근법이 이를 가능하게 하였다. 본 연구팀은 퇴행성 뇌질한 중 하나인 파킨슨병의 병리학적 기전 연구를 위해 설계된 메타렌즈를 광음향 현미경에 결합해 니들빔 메타렌즈 기반 광음향 현미경을 개발하였다. 뉴로멜라닌은 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환에서 손상되는 주요 분자로, 중요한 바이오마커(biomarker)로 활용된다. 그러나 기존 광학 이미징 기술은 뇌 오가노이드와 같은 광학적으로 불투명한 3차원 조직을 투과하여 내부에 분포하는 뉴로멜라닌의 정량적 분포를 분석하는 데 한계가 있었다. 본 연구팀은 니들빔 메타렌즈 기반 광음향 현미경을 이용해 살아있는 뇌 오가노이드에서 뉴로멜라닌의 3차원 분포를 높은 해상도로 시각화하는데 성공하였다(그림 2). 전뇌(forebrain) 및 중뇌(midbrain) 오가노이드에서 뉴로멜라닌의 분포 차이를 비롯해, 중뇌 오가노이드의 배양 일수에 따른 멜라닌 분포 변화도 실험적으로 확인되었다. 파킨슨병과 같은 퇴행성 뇌질환은 나이가 들수록 발병 확률이 증가하기 때문에, 이러한 결과는 본 연구팀의 기술이 파킨슨병의 병리학적 기전 연구뿐만 아니라 신약 개발 및 약물 반응성 평가에 활용될 가능성을 제시한다. 김인기 교수는 “메타렌즈 광음향 현미경 기술은 뇌 오가노이드에 국한되지 않고, 다양한 유형의 오가노이드를 실시간으로 관찰하는 데도 적용 가능하다”며 “이를 통해 본 기술은 다양한 질병 모델에서 병리학적 메커니즘 연구 및 약물 효능 형가 등 광범위한 생의학적 응용 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다. 본 연구 결과는 세계적인 국제학술지인 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재되었다. 본 연구는 한국연구재단 STEAM 글로벌융합연구, 뇌과학 선도융합기술개발사업, 세종과학펠로우십 및 신진연구자지원사업 등을 통하여 수행되었다. ※ 논문명: Axially multifocal metalens for 3D volumetric photoacoustic imaging of neuromelanin in live brain organoid ※ 학술지: Science Advances (IF: 12.5) ※ 논문 링크: https://doi.org/10.1126/sciadv.adr0654 ▲ 그림1. 초점심도가 확장된 니들빔 (Needle beam) 메타렌즈 및 이를 활용한 뇌 오가노이드 이미징 기술 ▲ 그림2. 니들빔 메타렌즈 기반 뇌 오가노이드 내 3차원 멜라닌 분포의 광음향 이미징 ▲ 그림3. 파킨슨병 연구를 위한 메타렌즈 기반 뉴로멜라닌 정량화
- No. 354
- 2025-09-26
- 6780
-
체내삽입 가능한 생체친화적 신축성 반도체 개발
화학공학과 방석호 교수, 경희대학교 화학공학과 오진영 교수 연구팀은 차세대 이식형 바이오전자소자의 핵심 기술을 개발했다. 연구팀은 생체조직과 유사한 기계적 물성을 가지면서도 장기 이식 시 안정적인 기능을 발휘할 수 있는 고탄성·고생체적합성 유기 트랜지스터를 구현하는 데 성공했다. 이 성과는 심장박동기, 신경자극기, 인슐린 펌프 등 다양한 임상용 이식형 전자기기의 성능을 한 단계 끌어올릴 수 있는 새로운 가능성을 보여준다. 이번 연구는 기존 실리콘 기반 반도체가 갖는 경직된 물성으로 인한 조직 손상과 염증 문제를 해결하는 데 초점을 맞췄다. 연구팀은 반도체 나노섬유(DPPT-TT)와 의료용 고분자(BIIR)를 혼합한 뒤 가교(vulcanization) 과정을 적용해, 피부 조직과 유사한 탄성을 지니면서도 안정적인 전기적 특성을 발휘하는 반도체 박막을 제작했다. 또한 은과 금을 이중으로 적용한 금속 전극을 통해 체액 환경에서도 장기간 부식 없이 안정적인 동작을 구현했다. 제작된 트랜지스터는 최대 50% 이상의 인장 변형에도 안정적인 성능을 유지했으며, 인버터와 NOR, NAND 게이트 등 기본 논리회로를 성공적으로 구동하는 데에도 활용되었다. 더불어 인간 피부 섬유아세포와 대식세포를 이용한 세포 실험에서 독성이나 염증 반응이 관찰되지 않았으며, BALB/c 마우스 피하 이식 실험을 통해 장기 생체적합성과 생체 이식형 전자기기의 기능을 낮추는 주원인인 섬유막 형성 또한 적게 형성됨이 검증되었다. 연구팀은 이번 성과가 차세대 이식형 전자소자의 핵심 기반 기술로 자리잡을 수 있을 것으로 전망하며, 실시간 생리신호 모니터링, 신경 인터페이싱, 맞춤형 치료 시스템 등 다양한 응용으로 확장될 수 있음을 강조했다. 이번 연구는 산업통상자원부 및 한국산업기술기획평가원(KEIT)의 소재부품기술개발 사업과 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 우수신진연구사업, 대학중점연구소지원사업, 선도연구센터사업(ERC) 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics, IF: 40.9, JCR < 0.1%)’에 9월 2일 게재되었다. 특히 이번 논문은 Nature Electronics의 Research Briefing에 선정되어 국제적으로 연구의 우수성과 파급력을 공식적으로 인정받았다. 논문명: A biocompatible elastomeric organic transistor for implantable electronics 주저자: 정규호(1저자), 현지유 박사(1저자), 방석호 교수(교신저자), 오진영 교수(교신저자) 외 게재지: Nature Electronics DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-025-01444-9
- No. 353
- 2025-09-23
- 5964
