아주대학교 약과학연구소

Research Institute of Pharmaceutical Sciences and Technology(RIPST)

아주대학교 약과학연구소의 새로운 소식입니다.

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아주대학교 물리학과 임준원 교수 연구팀이 중앙대 김건우 교수, 한양대 김선우 교수, 영국 케임브리지대 바르토메우 몬세라트(Bartomeu Monserrat) 교수, 일본 도쿄대 오창근 박사와의 공동 연구를 통해 전자의 무게와 상관없이 빛에 동일하게 반응하는 새로운 형태의 ‘보편적 광전도도 법칙’을 이론적으로 규명했다. 고체물리학계의 오랜 통념을 깬 이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다. (논문명: Mass-Invariant Universal Optical Conductivity from Quantum Geometry) 기존 고체물리학에서는 물질에 빛을 비췄을 때 전류가 흐르는 세기(광전도도)가 전자의 ‘유효 질량(고체 내부에서 전자가 느끼는 겉보기 무게)’에 의해 결정된다고 보았다. 전자가 무거우면 반응이 둔하고, 가벼우면 빠르게 반응한다는 것이 상식이었다. 그러나 연구팀은 특정 2차원 반금속(포물선형 밴드 접촉 반금속) 시스템에서는 이러한 통념이 성립하지 않는다는 사실을 밝혀냈다. 이 시스템에서는 광전도도의 세기가 전자의 무게와 완전히 무관했으며, 오직 전자 파동함수들 사이의 거리인 ‘양자 기하학적 성질’에 의해서만 결정됐다. (그림설명) 전자가 가득 찬 밴드(파란색)에서 비어있는 밴드(주황색)로 빛을 흡수한 전자가 이동하면서 광전도 현상을 보인다. 연구팀은 광전도 특성이 전자의 질량이 아니라 전자 파동함수의 기하학적 성질인 양자거리(quantum distance)에 의해 결정된다는 사실을 밝혀내 전자가 무거울수록 전류가 잘 흐르지 못할 것이라는 통념이 성립하지 않음을 증명했다. 연구팀은 물질 고유의 복잡한 밴드 구조나 전자 질량 정보는 완전히 사라지고, 오직 양자 상태 사이의 최대 거리(d_max)라는 순수 기하학적 성질만 남는 단순한 형태의 보편 수학 공식을 증명해 냈다. 특정 대칭 조건 하에서는 이 값이 상수로 정확히 고정되는(양자화) 현상도 규명했다. 연구팀은 이론 유도에 그치지 않고 컴퓨터 시뮬레이션(제일원리 계산)을 통해 실제 물질에서의 검증도 마쳤다. 전자의 질량이 서로 크게 다른 ‘이중층 그래핀’, ‘Bi 단층’, ‘Mg2C 단층’ 등 다양한 물질에서 동일한 보편 광전도도가 나타남을 증명했다. 특히 꿈의 신소재로 불리는 이중층 그래핀에서 그동안 명확히 규명되지 않았던 독특한 광학 현상의 근본 원인이 사실은 양자기하학에 있었다는 새로운 해석도 내놓았다. 이번 연구는 차세대 양자 및 광전자 산업 전반에 큰 파급효과를 미칠 것으로 전망된다. 기존에는 물질의 양자기하학적 특성을 측정하기 위해 대단히 복잡하고 고차원적인 광학 실험이 필요했으나, 연구팀이 제시한 이론을 활용하면 비교적 단순한 빛 측정만으로도 물질 내부의 양자 정보 추출이 가능해진다. 이는 향후 초저전력 광전자 소자, 초정밀 양자 센서, 차세대 광통신 기술, 양자 정보 플랫폼 등에 필요한 신물질을 설계할 때 핵심 원리로 활용될 수 있다. 최근 학계에서 주목받는 무아레 물질(무아레 격자가 형성되는 2차원 물질)이나 카고메 금속 등 양자기하학 효과가 강한 물질군의 특성을 분석하는 새로운 실험적 도구가 될 것으로 보인다. 임준원 아주대 교수는 “이번 연구는 전자의 질량이라는 기존 물성의 핵심 개념을 넘어, 양자 상태의 기하학적 구조 자체가 물질의 보편적 성질을 결정할 수 있음을 보여준 결과”라며 “양자기하학이 실제 측정 가능한 보편 물리량으로 연결된다는 점에서 학문적으로 매우 중요한 의미를 가진다”고 설명했다. 공동 연구에 참여한 김선우 한양대 교수는 “서로 전혀 다른 물질들이 동일한 양자기하학적 법칙 아래 놓일 수 있음을 보여준다”며 “양자기하학이 개별 물질을 넘어 다양한 양자 현상을 관통하는 새로운 보편 언어가 될 가능성을 제시했다”고 덧붙였다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업과 대학기초연구소사업(G-램프) 등의 지원을 받아 수행됐다.

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26-1 파란학기 도전 마무리- 글로벌팀 첫 '훌륭한뱃사공상' 영예

2026학년도 1학기 파란학기제가 55개팀·195명의 학생들이 참여한 가운데 마무리됐다. 이번 학기 파란학기 여정을 마무리하는 성과발표회는 11일 율곡관 로비와 강당에서 진행됐다. 한 학기 동안 스스로의 도전과제를 설계하고 운용해온 학생들의 노력과 고민, 그리고 성과를 함께 나누는 시간으로 마련됐다. 파란학기 참가자들은 이날 하루 동안 팀별로 마련된 전시 부스에서 관람객들과 소통하는 시간을 가졌고, 이어 우수 팀에 대한 시상이 진행됐다. 시상식에는 이번 학기 파란학기 지도를 맡았던 박재일(산업공학)·최재영(소프트웨어)·박재연(문화콘텐츠) 교수와 손정훈 교무부총장, 신종호 교무혁신처 부처장을 비롯한 우리 학교 교수진도 함께 자리했다. 최정택 스마트도시기술팀장을 비롯한 수원시 관계자들도 참석했다. 21번째 도전을 맞이한 이번 ‘파란학기제-아주 도전학기 프로그램’에는 총 55개팀, 195명의 학생이 참여했다. 학생들은 ▲RC카 기반 자율주행 시스템 설계 및 구현 ▲학생 주도의 극단 창단과 외부 공연장 진출을 목표로 한 연극 제작 프로젝트 ▲CCTV 활용 중소제조 산재 분석 및 산재 예방 AI 모델 개발 ▲수어 읽기 학습 및 텍스트 기반 수어 표현 서비스 개발 ▲아동 참여형 다문화 메시지 굿즈 기반 사회적 기업 프로젝트 등의 도전과제를 수행했다. 최고상인 훌륭한뱃사공상의 영예는 MANFO(지도 최재영 교수)팀에게 돌아갔다. 이 팀은 미얀마 국적의 소프트웨어학과 학생 3인(SU SANDI KO, KAUNG HTET KO, SANDI JOHN)으로 구성되어, 재난 취약성이 높은 동남아시아 지역의 구조 대응 지연 문제를 해결하기 위한 ‘AI 기반 재난 제보 플랫폼(Scene2Seen)’ 개발에 나섰다. 이는 시민의 제보를 구조대와 지역사회에 빠르게 전달할 수 있는 재난 제보 플랫폼으로, 현재 실제 서비스화 단계까지 추진되어 앱스토어(App Store)에 출시되어 있다. 현장에 함께한 손정훈 교무부총장은 “아주대학교의 ‘파란학기제’는 알을 깬다는 뜻의 ‘파란(破卵)’의 의미도 담고 있다”라며 “이번 도전을 통해 알을 깨고 나온 여러분에게 아주 좋은 경험들이 축적되었을 것으로 생각하며, 앞으로도 지금처럼 쭉 잘해 나가리라 믿는다”고 말했다. ‘파란학기제-아주 도전학기 프로그램’은 스스로 제안한 도전과제를 수행하고 학점까지 받을 수 있는 제도로, 우리 학교가 지난 2016년 도입했다. 2016년 1학기부터 2026년 1학기까지 21학기째 이어져 왔고 그동안 총 717개팀, 2782명의 학생들이 파란학기 도전에 참여했다. ‘파란학기’는 학교의 상징색인 파란(아주블루)색에서 따온 이름으로 알(자신의 틀)을 깬다라는 ‘파란(破卵)’과 이런 시도를 통해 사회에 신선한 ‘파란(波瀾)’을 일으키자는 뜻을 담았다. 파란학기제는 학생이 스스로 제안하는 학생설계 프로그램이 중심이 되며 이를 성실히 잘 수행하는 경우 재학 중 18학점 이내에서 정규 학점을 받게 된다. 학생들은 인문, 문화·예술, 봉사, 국제화, 산학협력 등 모든 분야에서 제한 없이 도전과제를 설계할 수 있고 학교나 교수, 기업이 제안한 프로그램을 택하거나 이를 수정해 신청할 수도 있다. 세계적인 대학과 기업에서 제공하는 강의 중 학문적 가치가 높은 강좌를 수강할 수 있는 ▲파란학기 MOOC, 글로벌 교내 외국인 유학생들이 참여할 수 있는 ▲파란학기 글로벌과, 도전과제 영역을 지역 사회 문제 해결까지 확장한 ▲파란학기 블루 익스트림 유형도 선택해 참여할 수 있다. ▶2026-1 파란학기 수상팀 ▣ 훌륭한뱃사공상 : MANFO / SNS 정보를 기반으로 구조대의 재난대응 앱 ▣ 황금도전상 : Save the Heat / PCM축열난방 기반 겨울철 취약계층 주거 개선 기술 ▣ Zero to One상 : 이삿짐센터 / 사이버 위협 시뮬레이션 자동화 ▣ 내일의 주인공상 : 반그림자 / 그림자 기반 2D 잠입 액션·퍼즐 플랫포머 게임 개발 ▣ 터닝포인트상 : Be전공자 / 학생 주도의 극단 창단과 외부 공연장 진출을 목표로 한 연극 제작 프로젝트 ▣ 파일럿상 : PreStyle / CCTV 기반 산업현장 안전 모니터링 시스템 ▣ 이노베이터상 : S.O.S / 온디바이스 AI를 활용한 프라이버시 보호형 금융 사기 방지 엣지 컴퓨팅 솔루션 ▣ 시선집중상(특별상) AI'm Speed / RC카 기반 자율주행 시스템 설계 및 구현 월드다이어리 / 아동 참여형 다문화 메시지 굿즈 기반 사회적 기업 프로젝트 ▣ 입상 WATSON / AI 기반 비가시성 워터마크를 활용한 이미지〮문서 콘텐츠 인증 시스템 개발 게섰거라 / 거대언어모형을 이용한 교통안전 의사결정 지원 체계 개발 삼성자이언츠 / END TO END AI Agent 보안 가시화 기술 개발 취빠이브 / 아주대학교 학생증 체크카드 개선 프로젝트 핀앤피니 / 지도 기반 UX를 활용한 여행 기록형 커뮤니티 어플리케이션 개발 ▣ 수원시장 표창 : Save the Heat / PCM축열난방 기반 겨울철 취약계층 주거 개선 기술 최고상인 훌륭한뱃사공상의 MANFO(지도 최재영 교수)팀. 소프트웨어학과 재학 미얀마 학생들로 구성되어, 글로벌 부문으로 참여했다 파란학기 참여를 통해 나온 결과물을 선보이고 있는 학생들 파란학기 도전과제에 대해 설명하는 모습

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자연대, 학부생 대상 '프런티어 데이터 사이언스 워크숍' 열어

아주대 자연과학대학이 소속 학부생을 대상으로 '프런티어 데이터 사이언스(Frontier Data Science) 워크숍'을 개최했다. 이번 워크숍은 지난 9일 원천관 대강당에서 개최됐다. 자연과학대학 소속 교수진과 학생들이 참석한 가운데, 자연과학 분야에서의 인공지능(AI) 및 데이터 사이언스 활용과 학업 ·진로 탐색에 대한 생각과 의견을 공유하는 자리가 됐다. 안영환 자연과학대학 학장의 인사말에 이어, 교수 4인이 강연을 통해 각 전공 분야에서의 최신 연구 동향과 AI 기술 접목 방향성 등을 설명했다. 수학과 권순선 교수가 ▲AI는 답하고, 인간은 묻는다를 주제로 강연했고 ▲윤종희 교수(물리) : 자연과학 연구의 새로운 도구, Agentic AI의 이해와 활용 ▲유지웅 교수(화학) : AI 인형사와 원자 마리오네트 ▲박지환 교수(생명과학) : 바이오 빅데이터와 AI의 강연도 이어졌다. 이후 학생들과 함께 하는 질의응답 시간이 이어졌다. AI와 데이터 사이언스가 자연과학 연구와 산업 현장에 가져올 변화, 자연과학 전공 학생들이 갖출 수 있는 경쟁력과 진로 가능성 등을 소재로 심도 있는 대화가 이루어졌다. 한편 이날 워크숍에서 <FDA(Future Data-science & AI) in 자연과학>을 주제로 진행된 학부생 영상 공모전의 시상식도 진행됐다. 대상 수상팀에게는 상금 50만원이 부상으로 주어졌다. 강은서(생명과학)·임종령(화학) 학생이 <Predict Before it Begins>로 출품해 대상을 받았다.