약과학연구소

Research Institute of Pharmaceutical Sciences and Technology(RIPST)

아주대학교 약과학연구소의 새로운 소식입니다.

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아주대학교 연구진이 의료∙환경 분야에 활용되는 지능형 소재 ‘차세대 자극반응성 고분자’ 기술의 발전 방향을 제시했다. 지능형 소재로서 자극반응성 고분자는 정밀 의료나 친환경 포장 등에 활용될 수 있는 혁신적 기술이다. 우리 학교 김문석 교수 연구팀은 생체 내·외부 자극에 반응해 스스로 구조나 성질을 조절할 수 있는 고분자의 최신 연구 동향을 통합적으로 분석해 글로벌 저명 학술지 <머티리얼스 사이언스 앤드 엔지니어링 R (Materials Science & Engineering R)> 최근호에 ‘생의학 및 환경 응용을 위한 자극반응성 고분자의 최신 동향(Advances in Stimuli-Responsive Polymers for Biomedical and Environmental Applications)’이라는 제목의 논문을 게재했다고 밝혔다. 이번 연구에는 아주대 김문석 교수(응용화학과·분자과학기술학과)팀과 미국 퍼듀대학교 박기남(Kinam Park) 교수팀이 함께 참여했다. 아주대 분자과학기술연구센터 강태웅 박사(위 사진)가 제1저자로, 김문석 교수는 교신저자로 함께 했다. ‘자극반응성 고분자’는 환경 변화에 따라 가역적 또는 비가역적으로 구조를 변형하며 기능을 조절할 수 있는 지능형 소재다. 의료 분야에서는 ▲맞춤형 약물전달 ▲하이드로겔 기반 조직재생 ▲실시간 바이오센싱에 응용될 수 있고, 환경 분야에서는 ▲오염물질 제거 ▲자가복원 코팅 ▲생분해성 포장재 ▲친환경 센서 등으로 활용 가능하다. 연구팀은 이번 논문에서 자극반응성 고분자에 대한 최신 연구를 자극의 종류별 특성과 장단점과 응용 가능성 등을 종합적으로 비교·분석 및 정리 자극반응성 고분자의 설계와 응용을 위한 표준화된 참고 지침을 제시했다. 연구팀은 최근 10년간의 연구 성과를 심층적으로 분석해 pH, 산화환원, 효소 등 내부 자극과 온도, 빛, 자기장, 전기장 등 외부 자극에 따라 반응하는 고분자 시스템을 체계적으로 정리하고 ▲다중 자극 반응형 설계 ▲4D 프린팅 ▲인공지능(AI) 기반 폴리머 설계 등 최신 융합 기술의 발전 방향을 설명했다. 연구팀이 제안한 자극반응성 고분자 기술의 발전 및 응용 방안 더불어 공동 연구팀은 기존의 단일 자극형 소재를 넘어, 4D 프린팅과 AI 설계를 융합한 ‘다중 자극 반응형 시스템’의 가능성을 강조했다. 이러한 접근은 외부 자극에 따라 구조나 기능이 실시간으로 변화하는 우수한 기능의 스마트 소재 구현을 가능하게 해, 앞으로 ▲정밀의료 ▲스마트 제조 ▲환경 복원 등 다양한 산업 분야에서 혁신을 이끌 것으로 기대된다. 아주대 김문석 교수는 “이번 연구는 생의학과 환경을 하나의 통합적 관점에서 다룬 첫 종합 리뷰로, 자극반응성 고분자의 현재 연구 지형과 미래 응용 가능성을 동시에 제시했다는 점에서 의미가 있다”라며 “친환경 소재 산업과 스마트 바이오 소재 분야의 국제 연구를 선도할 중요한 이정표가 될 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(미래유망융합기술파이오니아 사업)와 중소벤처기업부(초격차 스타트업 육성사업, DIPS 1000+)의 지원을 받아 수행됐다.

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전자 이호원 교수, 차세대 통신 기술 연구 공로 '과기정통부 장관 표창'

아주대 전자공학과 이호원 교수가 과학기술정보통신부 <모바일 코리아 2025>에서 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 표창을 받았다. <모바일 코리아 2025>는 지난 10월27일부터 30일까지 서울시 강서구 LG사이언스파크에서 개최됐다. 이 행사에는 미국, 일본, 중국 등 16개국의 60개 기관 및 기업의 전문가 300여명이 참여해 6G, 위성통신 등 차세대 네트워크 분야의 기술·산업 동향을 공유했다. ▲MOU 체결식 ▲강연과 기조연설 ▲워크숍과 패널토론 등과 함께 차세대 네트워크 연구개발 및 구축 유공자에 대한 부총리 겸 과기정통부 장관 표창 시상식이 마련됐다. 우리 학교 이호원 교수(위 사진 오른쪽)는 차세대 통신 네트워크 기술 분야에서의 공로를 인정받아 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관 표창을 수상했다. 이 교수는 ▲AI 기반 통신시스템 ▲AI-RAN(Artificial Intelligence-Radio Access Network) ▲6G 이동통신 ▲위성·비지상통신 등을 연구하며, 차세대 네트워크 분야에서 인공지능과 무선통신을 융합한 미래 이동통신 핵심 기술 개발과 산업 생태계 발전에 기여 해왔다. 또한 ▲IEEE Internet of Things Journal 부편집장 ▲IEEE Consumer Communications and Networking (CCNC) 학술위원장(TPC Chair) 등 여러 국제학술대회의 조직위원으로 활동하며, 글로벌 연구 네트워크 확대와 학술 커뮤니티 발전에도 공헌하고 있다.

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기계공학과 연구진, 피부건강 정밀 측정 가능한 웨어러블 기기 개발

아주대 기계공학과 연구진이 피부 건강을 장기간 정밀하게 측정할 수 있는 웨어러블 기기를 개발했다. 아토피 피부염과 같은 만성 피부질환의 진단과 관리뿐 아니라 환경 오염 물질의 피부 건강에의 영향 규명 등을 위한 정밀 헬스케어 플랫폼으로 활용될 것으로 기대된다. 기계공학과 한승용·고제성 교수 공동 연구팀은 피부 장벽의 기능을 장기간 정밀하게 모니터닝할 수 있는 통기성 웨어러블 기기 ‘통기성 피부 분석기(Breathable Skin Analyzer, BSA)’를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 내용은 ‘피부 장벽 기능과 개인 환경 건강 영향을 안정적으로 장기 모니터링 할 수 있는 통기성 웨어러블 피부 분석기(Breathable, wearable skin analyzer for reliable long-term monitoring of skin barrier function and individual environmental health impacts)’라는 제목으로 글로벌 저명 학술지 <네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)> 9월호에 게재됐다. 이번 연구에는 아주대 대학원 기계공학과 졸업생 홍인식 박사(현 미국 매사추세츠종합병원 시스템생물학센터), 임다슬 박사과정생, 김동진 박사후연구원, 홍명래 석사 졸업생이 제1저자로 참여했다. 아주대 한승용·고제성 교수, 포항공대 강대식 교수와 서경대 서성철 교수는 공동 교신저자로 참여했다. ‘피부’는 외부 환경으로부터 인체를 보호하는 첫 번째 방어선이다. 피부 장벽의 건강은 ▲수분 함량(Skin Hydration, SH) ▲경피 수분 손실(Transepidermal Water Loss, TEWL)과 같은 지표로 평가하고 있다. 그러나 이러한 데이터를 오랜 시간 동안 모니터링하면서 측정할 수 있는 착용형 기기의 부재로, 그동안은 대규모 임상을 통해서만 피부 질병과 환경 유해 인자 간의 영향을 살펴볼 수 있었다. 또한 땀 축적이나 외부 환경 잡음으로 인해 웨어러블 기기를 활용한 장기 모니터링이 어려웠고, 피부 건강에 대한 환자의 주관적 평가에 의존하는 경우가 많아 정확성에도 한계가 있었다. 이에 공동 연구팀은 ‘호흡하는 피부 분석기(Breathable Skin Analyzer, BSA)’ 개발에 나섰다. 연구팀은 초소형 형상기억합금(SMA) 기반 이중안정(bistable) 구동기와 통기성 챔버 구조를 적용해, 측정 시에는 피부에 밀착해 정확한 데이터를 확보하고 측정 후에는 센서를 띄워 땀 증발을 유도하도록 했다. 이를 통해 장기간 착용에도 피부 자극이 적고, 신뢰도 높은 연속 측정이 가능해진 것. 연구팀은 임상시험을 통해 최대 28일 동안 피부 수분과 경피 수분 손실을 연속 측정, 미세먼지(PM) 농도 변화와 피부 장벽 손상 간의 상관관계를 규명해냈다. 특히 아토피 피부염 환자에게서 수분 감소와 경피 수분 손실 증가가 동시에 나타나는 점을 확인했다. 이는 통계적으로 유의미한 패턴으로, 마스크 착용·세안 등 생활 습관 개선이 피부 손상을 완화한다는 것도 연구팀은 확인했다. 더불어 데이터 분석에 군집 기반 이상치 제거 알고리즘(DBSCAN)을 적용, 샤워나 땀으로 인한 비정상적 데이터를 걸러내 정밀한 피부 건강 모니터링이 가능함을 보였다. 연구팀이 이번에 개발한 ‘통기성 피부 분석기(Breathable Skin Analyzer, BSA)’는 ▲개인 맞춤형 피부 건강 관리 ▲환경 오염의 인체 영향 평가 ▲장기 임상 연구 ▲스마트 헬스케어 산업 등 다양한 분야에서 활용될 전망이다. 특히 시계형 크기의 소형·경량 설계(13g)와 블루투스 기반 무선 통신 기능을 갖추고 있어 실제 일상에서 편리하게 사용할 수 있기에 상용화 가능성이 높은 기술이다. 우리 학교 기계공학과 한승용 교수는 “이번에 개발한 피부 분석기는 환자 맞춤형 진단뿐 아니라, 환경과 건강을 연결하는 정밀 헬스케어 플랫폼으로 발전할 수 있다”며 “앞으로 추가 연구를 통해 영유아 및 민감성 피부 환자에게 최적화된 기기를 개발할 것”이라고 말했다. 이번 연구는 환경산업기술원(KEITI)의 환경보건 디지털 조사 기반 구축 기술개발사업 지원을 받아 수행됐다. 연구팀이 개발한 통기성 웨어러블 피부 분석기의 기능과 구성을 보여주는 이미지 * 위 사진 - 공동 연구팀 소속 연구자들. 왼쪽부터 홍인식 박사, 임다슬 학생, 김동진 연구원, 고제성 교수, 한승용 교수