- 마이크로웨이브 가공법으로 미량의 Rk1과 Rg5를 증대시킨 홍삼 소재 개발 - 진세노사이드 Rk1과 Rg5, 폐암으로부터 전이되는 암을 효과적으로 차단 예로부터 한의학의 중요한 약재로 사용되어온 홍삼이 최근 들어서는 건강 기능성 소재로 주목받고 있다. 홍삼은 다양한 가공 방법에 따라 성분과 효능이 달라지는 특성이 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 국내 연구진이 홍삼이 폐암의 전이를 억제하는 효능이 있음을 규명해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 강릉분원 천연물연구소 천연물소재연구센터 함정엽 박사팀이 서울아산병원 고현석 박사와 공동연구를 통해 홍삼에 함유된 성분(진세노사이드 : 인삼에 있는 화학적으로 배당체(配糖體: glycoside)라 부르는 화합물의 일종을 일컫는 말, 인삼(Ginseng) 배당체(Glycoside)란 의미로 '진세노사이드(Ginsenoside)'라 부른다. 진세노사이드)인 Rk1과 Rg5가 폐암의 전이를 효과적으로 억제함을 확인했다고 밝혔다. KIST 함정엽 박사는 9증9포 가공법 : 9번 찌고 말리는 한약재 가공법으로, 유효성분의 흡수를 증가시키고 식물의 독성을 경감시킨다. 9증9포 가공법 등의 기존 홍삼 가공 방법과는 달리 전자레인지와 같은 원리의 마이크로웨이브 가공법을 개발하여 홍삼의 주요 활성 성분인 Rg3, Rk1, Rg5를 기존 대비 20배 이상 증대시켰다. 연구진은 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조된 홍삼인 KMxG에 대한 효능을 꾸준히 연구해온 결과 약물에 의해 손상된 신장의 보호 효과와 전립선암, 자궁경부암, 피부암 등에 효과가 있음을 밝혀낸 바 있다. 이 기술은 2020년 ㈜포닌바이오에 총액 기술료 8억 원으로 기술이전하여 현재 사업화를 준비하고 있다. 암세포는 원래의 조직에서 떨어져 나가면 일반적인 세포와는 달리 쉽게 죽지 않고 다른 조직으로 이동하여 다시 자리잡고 자라나게 된다. 신체 내에서 신호 물질로 사용되는 사이토카인 : 세포가 분비하는 저분자량의 단백질로 세포의 증식과 분화를 촉진하거나 억제하며, 그 외에 염증, 조혈, 암 성장 및 전이에도 관여함. 사이토카인 단백질의 일종인 ‘TGF-β1’은 위와 같은 현상과 암세포의 줄기세포화를 통해 폐암의 전이를 유도하는 것으로 알려졌다. KIST 연구진은 KMxG 홍삼에 풍부한 Rk1과 Rg5 성분을 각각 ‘TGF-β1’과 동시에 폐암 세포에 처리한 결과, 두 성분 모두 TGF-β1에 의한 다양한 폐암 세포의 이동, 침윤 및 미부착 세포의 사멸 현상(anoikis)에 대한 저항성 등 암 전이 과정들이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. KIST 함정엽 박사는 “홍삼의 성분이 암세포를 사멸시키는 것은 알려져 있지만, 이번 연구를 통해 암의 전이 또한 억제하여 폐암관련 항암 효과를 증대시킬 수 있음을 입증한 것으로, 추후 천연물 유래 항암제 개발로 이어질 수 있는 과학적인 근거를 제시한 것이다.”라며, “마이크로웨이브 제조 방법으로 개발한 KMxG는 가공조건에 따라서 홍삼 유효성분의 함량을 조절할 수 있어 다양한 질환의 맞춤형 기능성 소재를 개발할 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 산업통상자원부(장관 성윤모) 나노융합산업핵심기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 인삼 연구 분야 국제학술지인 「Journal of Ginseng Research」 (JCR 분야 상위 1.786%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Ginsenosides Rk1 and Rg5 inhibit transforming growth factor-β1-induced epithelial-mesenchymal transition and suppress migration, invasion, anoikis resistance, and development of stem-like features in lung cancer - (제 1저자) 아산병원 김현희 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최필주 박사후연구원 - (교신저자) 아산병원 고현석 박사(現,에이치엘비생명과학 주식회사) - (교신저자) 한국과학기술연구원 함정엽 책임연구원 <그림설명> <span style="font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 1] 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조한 KMxG 홍삼 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 2] 인삼의 마이크로웨이브 가공에 의한 KMxG 함유 진세노사이드 변화 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 3] 진세노사이드 Rk1과 Rg5에 의한 폐암 전이 억제 모식도

- 마이크로웨이브 가공법으로 미량의 Rk1과 Rg5를 증대시킨 홍삼 소재 개발 - 진세노사이드 Rk1과 Rg5, 폐암으로부터 전이되는 암을 효과적으로 차단 예로부터 한의학의 중요한 약재로 사용되어온 홍삼이 최근 들어서는 건강 기능성 소재로 주목받고 있다. 홍삼은 다양한 가공 방법에 따라 성분과 효능이 달라지는 특성이 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 국내 연구진이 홍삼이 폐암의 전이를 억제하는 효능이 있음을 규명해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 강릉분원 천연물연구소 천연물소재연구센터 함정엽 박사팀이 서울아산병원 고현석 박사와 공동연구를 통해 홍삼에 함유된 성분(진세노사이드 : 인삼에 있는 화학적으로 배당체(配糖體: glycoside)라 부르는 화합물의 일종을 일컫는 말, 인삼(Ginseng) 배당체(Glycoside)란 의미로 '진세노사이드(Ginsenoside)'라 부른다. 진세노사이드)인 Rk1과 Rg5가 폐암의 전이를 효과적으로 억제함을 확인했다고 밝혔다. KIST 함정엽 박사는 9증9포 가공법 : 9번 찌고 말리는 한약재 가공법으로, 유효성분의 흡수를 증가시키고 식물의 독성을 경감시킨다. 9증9포 가공법 등의 기존 홍삼 가공 방법과는 달리 전자레인지와 같은 원리의 마이크로웨이브 가공법을 개발하여 홍삼의 주요 활성 성분인 Rg3, Rk1, Rg5를 기존 대비 20배 이상 증대시켰다. 연구진은 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조된 홍삼인 KMxG에 대한 효능을 꾸준히 연구해온 결과 약물에 의해 손상된 신장의 보호 효과와 전립선암, 자궁경부암, 피부암 등에 효과가 있음을 밝혀낸 바 있다. 이 기술은 2020년 ㈜포닌바이오에 총액 기술료 8억 원으로 기술이전하여 현재 사업화를 준비하고 있다. 암세포는 원래의 조직에서 떨어져 나가면 일반적인 세포와는 달리 쉽게 죽지 않고 다른 조직으로 이동하여 다시 자리잡고 자라나게 된다. 신체 내에서 신호 물질로 사용되는 사이토카인 : 세포가 분비하는 저분자량의 단백질로 세포의 증식과 분화를 촉진하거나 억제하며, 그 외에 염증, 조혈, 암 성장 및 전이에도 관여함. 사이토카인 단백질의 일종인 ‘TGF-β1’은 위와 같은 현상과 암세포의 줄기세포화를 통해 폐암의 전이를 유도하는 것으로 알려졌다. KIST 연구진은 KMxG 홍삼에 풍부한 Rk1과 Rg5 성분을 각각 ‘TGF-β1’과 동시에 폐암 세포에 처리한 결과, 두 성분 모두 TGF-β1에 의한 다양한 폐암 세포의 이동, 침윤 및 미부착 세포의 사멸 현상(anoikis)에 대한 저항성 등 암 전이 과정들이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. KIST 함정엽 박사는 “홍삼의 성분이 암세포를 사멸시키는 것은 알려져 있지만, 이번 연구를 통해 암의 전이 또한 억제하여 폐암관련 항암 효과를 증대시킬 수 있음을 입증한 것으로, 추후 천연물 유래 항암제 개발로 이어질 수 있는 과학적인 근거를 제시한 것이다.”라며, “마이크로웨이브 제조 방법으로 개발한 KMxG는 가공조건에 따라서 홍삼 유효성분의 함량을 조절할 수 있어 다양한 질환의 맞춤형 기능성 소재를 개발할 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 산업통상자원부(장관 성윤모) 나노융합산업핵심기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 인삼 연구 분야 국제학술지인 「Journal of Ginseng Research」 (JCR 분야 상위 1.786%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Ginsenosides Rk1 and Rg5 inhibit transforming growth factor-β1-induced epithelial-mesenchymal transition and suppress migration, invasion, anoikis resistance, and development of stem-like features in lung cancer - (제 1저자) 아산병원 김현희 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최필주 박사후연구원 - (교신저자) 아산병원 고현석 박사(現,에이치엘비생명과학 주식회사) - (교신저자) 한국과학기술연구원 함정엽 책임연구원 <그림설명> <span style="font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 1] 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조한 KMxG 홍삼 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 2] 인삼의 마이크로웨이브 가공에 의한 KMxG 함유 진세노사이드 변화 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 3] 진세노사이드 Rk1과 Rg5에 의한 폐암 전이 억제 모식도

- 마이크로웨이브 가공법으로 미량의 Rk1과 Rg5를 증대시킨 홍삼 소재 개발 - 진세노사이드 Rk1과 Rg5, 폐암으로부터 전이되는 암을 효과적으로 차단 예로부터 한의학의 중요한 약재로 사용되어온 홍삼이 최근 들어서는 건강 기능성 소재로 주목받고 있다. 홍삼은 다양한 가공 방법에 따라 성분과 효능이 달라지는 특성이 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 국내 연구진이 홍삼이 폐암의 전이를 억제하는 효능이 있음을 규명해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 강릉분원 천연물연구소 천연물소재연구센터 함정엽 박사팀이 서울아산병원 고현석 박사와 공동연구를 통해 홍삼에 함유된 성분(진세노사이드 : 인삼에 있는 화학적으로 배당체(配糖體: glycoside)라 부르는 화합물의 일종을 일컫는 말, 인삼(Ginseng) 배당체(Glycoside)란 의미로 '진세노사이드(Ginsenoside)'라 부른다. 진세노사이드)인 Rk1과 Rg5가 폐암의 전이를 효과적으로 억제함을 확인했다고 밝혔다. KIST 함정엽 박사는 9증9포 가공법 : 9번 찌고 말리는 한약재 가공법으로, 유효성분의 흡수를 증가시키고 식물의 독성을 경감시킨다. 9증9포 가공법 등의 기존 홍삼 가공 방법과는 달리 전자레인지와 같은 원리의 마이크로웨이브 가공법을 개발하여 홍삼의 주요 활성 성분인 Rg3, Rk1, Rg5를 기존 대비 20배 이상 증대시켰다. 연구진은 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조된 홍삼인 KMxG에 대한 효능을 꾸준히 연구해온 결과 약물에 의해 손상된 신장의 보호 효과와 전립선암, 자궁경부암, 피부암 등에 효과가 있음을 밝혀낸 바 있다. 이 기술은 2020년 ㈜포닌바이오에 총액 기술료 8억 원으로 기술이전하여 현재 사업화를 준비하고 있다. 암세포는 원래의 조직에서 떨어져 나가면 일반적인 세포와는 달리 쉽게 죽지 않고 다른 조직으로 이동하여 다시 자리잡고 자라나게 된다. 신체 내에서 신호 물질로 사용되는 사이토카인 : 세포가 분비하는 저분자량의 단백질로 세포의 증식과 분화를 촉진하거나 억제하며, 그 외에 염증, 조혈, 암 성장 및 전이에도 관여함. 사이토카인 단백질의 일종인 ‘TGF-β1’은 위와 같은 현상과 암세포의 줄기세포화를 통해 폐암의 전이를 유도하는 것으로 알려졌다. KIST 연구진은 KMxG 홍삼에 풍부한 Rk1과 Rg5 성분을 각각 ‘TGF-β1’과 동시에 폐암 세포에 처리한 결과, 두 성분 모두 TGF-β1에 의한 다양한 폐암 세포의 이동, 침윤 및 미부착 세포의 사멸 현상(anoikis)에 대한 저항성 등 암 전이 과정들이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. KIST 함정엽 박사는 “홍삼의 성분이 암세포를 사멸시키는 것은 알려져 있지만, 이번 연구를 통해 암의 전이 또한 억제하여 폐암관련 항암 효과를 증대시킬 수 있음을 입증한 것으로, 추후 천연물 유래 항암제 개발로 이어질 수 있는 과학적인 근거를 제시한 것이다.”라며, “마이크로웨이브 제조 방법으로 개발한 KMxG는 가공조건에 따라서 홍삼 유효성분의 함량을 조절할 수 있어 다양한 질환의 맞춤형 기능성 소재를 개발할 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 산업통상자원부(장관 성윤모) 나노융합산업핵심기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 인삼 연구 분야 국제학술지인 「Journal of Ginseng Research」 (JCR 분야 상위 1.786%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Ginsenosides Rk1 and Rg5 inhibit transforming growth factor-β1-induced epithelial-mesenchymal transition and suppress migration, invasion, anoikis resistance, and development of stem-like features in lung cancer - (제 1저자) 아산병원 김현희 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최필주 박사후연구원 - (교신저자) 아산병원 고현석 박사(現,에이치엘비생명과학 주식회사) - (교신저자) 한국과학기술연구원 함정엽 책임연구원 <그림설명> <span style="font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 1] 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조한 KMxG 홍삼 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 2] 인삼의 마이크로웨이브 가공에 의한 KMxG 함유 진세노사이드 변화 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 3] 진세노사이드 Rk1과 Rg5에 의한 폐암 전이 억제 모식도

- 마이크로웨이브 가공법으로 미량의 Rk1과 Rg5를 증대시킨 홍삼 소재 개발 - 진세노사이드 Rk1과 Rg5, 폐암으로부터 전이되는 암을 효과적으로 차단 예로부터 한의학의 중요한 약재로 사용되어온 홍삼이 최근 들어서는 건강 기능성 소재로 주목받고 있다. 홍삼은 다양한 가공 방법에 따라 성분과 효능이 달라지는 특성이 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 국내 연구진이 홍삼이 폐암의 전이를 억제하는 효능이 있음을 규명해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 강릉분원 천연물연구소 천연물소재연구센터 함정엽 박사팀이 서울아산병원 고현석 박사와 공동연구를 통해 홍삼에 함유된 성분(진세노사이드 : 인삼에 있는 화학적으로 배당체(配糖體: glycoside)라 부르는 화합물의 일종을 일컫는 말, 인삼(Ginseng) 배당체(Glycoside)란 의미로 '진세노사이드(Ginsenoside)'라 부른다. 진세노사이드)인 Rk1과 Rg5가 폐암의 전이를 효과적으로 억제함을 확인했다고 밝혔다. KIST 함정엽 박사는 9증9포 가공법 : 9번 찌고 말리는 한약재 가공법으로, 유효성분의 흡수를 증가시키고 식물의 독성을 경감시킨다. 9증9포 가공법 등의 기존 홍삼 가공 방법과는 달리 전자레인지와 같은 원리의 마이크로웨이브 가공법을 개발하여 홍삼의 주요 활성 성분인 Rg3, Rk1, Rg5를 기존 대비 20배 이상 증대시켰다. 연구진은 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조된 홍삼인 KMxG에 대한 효능을 꾸준히 연구해온 결과 약물에 의해 손상된 신장의 보호 효과와 전립선암, 자궁경부암, 피부암 등에 효과가 있음을 밝혀낸 바 있다. 이 기술은 2020년 ㈜포닌바이오에 총액 기술료 8억 원으로 기술이전하여 현재 사업화를 준비하고 있다. 암세포는 원래의 조직에서 떨어져 나가면 일반적인 세포와는 달리 쉽게 죽지 않고 다른 조직으로 이동하여 다시 자리잡고 자라나게 된다. 신체 내에서 신호 물질로 사용되는 사이토카인 : 세포가 분비하는 저분자량의 단백질로 세포의 증식과 분화를 촉진하거나 억제하며, 그 외에 염증, 조혈, 암 성장 및 전이에도 관여함. 사이토카인 단백질의 일종인 ‘TGF-β1’은 위와 같은 현상과 암세포의 줄기세포화를 통해 폐암의 전이를 유도하는 것으로 알려졌다. KIST 연구진은 KMxG 홍삼에 풍부한 Rk1과 Rg5 성분을 각각 ‘TGF-β1’과 동시에 폐암 세포에 처리한 결과, 두 성분 모두 TGF-β1에 의한 다양한 폐암 세포의 이동, 침윤 및 미부착 세포의 사멸 현상(anoikis)에 대한 저항성 등 암 전이 과정들이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. KIST 함정엽 박사는 “홍삼의 성분이 암세포를 사멸시키는 것은 알려져 있지만, 이번 연구를 통해 암의 전이 또한 억제하여 폐암관련 항암 효과를 증대시킬 수 있음을 입증한 것으로, 추후 천연물 유래 항암제 개발로 이어질 수 있는 과학적인 근거를 제시한 것이다.”라며, “마이크로웨이브 제조 방법으로 개발한 KMxG는 가공조건에 따라서 홍삼 유효성분의 함량을 조절할 수 있어 다양한 질환의 맞춤형 기능성 소재를 개발할 수 있다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 산업통상자원부(장관 성윤모) 나노융합산업핵심기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 인삼 연구 분야 국제학술지인 「Journal of Ginseng Research」 (JCR 분야 상위 1.786%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Ginsenosides Rk1 and Rg5 inhibit transforming growth factor-β1-induced epithelial-mesenchymal transition and suppress migration, invasion, anoikis resistance, and development of stem-like features in lung cancer - (제 1저자) 아산병원 김현희 박사과정 - (제 1저자) 한국과학기술연구원 최필주 박사후연구원 - (교신저자) 아산병원 고현석 박사(現,에이치엘비생명과학 주식회사) - (교신저자) 한국과학기술연구원 함정엽 책임연구원 <그림설명> <span style="font-family: 나눔고딕코딩, NanumGothicCoding, sans-serif; font-size: 14pt;" 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 1] 마이크로웨이브 가공법을 통해 제조한 KMxG 홍삼 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 2] 인삼의 마이크로웨이브 가공에 의한 KMxG 함유 진세노사이드 변화 <span style="font-family: " 나눔고딕",nanumgothic,sans-serif;="" font-size:="" 10pt;"=""> [그림 3] 진세노사이드 Rk1과 Rg5에 의한 폐암 전이 억제 모식도

우리 원은 홍석우 중소기업청장을 초청하여 1월 20일 원내 회의실에서 중소기업 녹색 R&D 지원정책과 향후 비전에 대한 특강을 실시했다.

홍콩 경제무역부 한일 겸임대표 Jennie Chok대표가 3월 25일 우리원을 방문하였다. Chok대표는 한홍택 원장을 만나 양국의 과학기술 현황과 향후 협력방안에 관하여 의견을 교환하고, 역사관을 방문하여 우리원의 연구성과를 둘러보았다.

Michael Suen Ming-Yeung 홍콩 교육부 장관을 대표로 하는 홍콩교육대표단 일행이 7. 5(월) 우리원을 방문하였다. 장관은 한 홍택 원장과 면담을 통해 교육 및 과학기술 분야 협력에 관한 의견을 교환하고 향후 학생교류, 심포지움 등 우리원과 홍콩대학간의 협력을 활성화 하기로 하였다.

- 홍합에 존재하는 도파민의 뛰어난 표면 접착 특성을 모사한 기술 활용 - 극한 테스트 검증, 전해질막 개선으로 수명·성능 향상된 수소연료전지 구현 전 세계적으로 환경 규제가 엄격해지면서 미래 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 최근에는 ‘궁극의 친환경차’로 불리는 수소전기차가 주목받으면서 동력원인 수소연료전지의 성능 향상에 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다. 최근 국내 연구진이 홍합 모사기술을 통해 수소연료전지의 성능과 안정성을 높일 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 연료전지연구센터 김진영 박사팀은 바다생물인홍합에 존재하는 도파민(dopamine)의 뛰어난 표면 접착 특성을 활용하여 수소이온전도도와 전해질막의 기계적 내구성을 동시에 개선한 강화복합 전해질막 수소연료전지를 구현했다고 밝혔다. 수소전기차의 동력원인 수소연료전지는 대기 중 산소와 수소 기체를 연료로 활용해 전기를생산하고 부산물로 물만 남게 되는 친환경 에너지 동력원이다. 이러한 수소연료전지는 수소이온을 전달하고 양 전극을 분리하는 전해질막의 내구성이 연료전지의 수명을 결정하는 핵심적인 요소로 꼽힌다. KIST 연구팀은 홍합의 접착 원리에서 연료전지용 고분자 전해질막의 내구성을 개선할 아이디어를 찾았다. 이어 폴리도파민(polydopamine)* 중합반응을 통해 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 지지체에 코팅하고, 여기에 수소이온 전도성을 갖는 과불소계술폰산(PFSA) 고분자가 스며든 형태(함침(含浸), impregnation)의 강화복합 고분자 전해질막을 개발했다. *폴리도파민 : 홍합의 접착 단백질 성분인 도파민 단량체의 고분자 형태. 강화복합 전해질막은 얇은 막으로 인하여 수소이온 전도도와 기계적 내구성이 향상된 형태의 전해질막이다. 하지만 극소수성을 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 과불소계술폰산(PFSA) 중합체(이오노머*)를 조밀하게 스며들도록 하는 것이 어렵고, 막의 두께가얇아 전해질 고분자가 분해되어 기체가 막을 투과하는 현상이 쉽게 나타나는 문제가 있었다. *이오노머 : 체인 요소 간에는 공유 결합을, 체인 간에는 이온 결합을 가진 중합체. KIST 연구진은 강화복합 고분자 전해질막에 표면 처리한 폴리도파민에 극소수성의 PTFE 표면을 친수성으로 개질시켜 친수성 이오노머를 쉽게 스며들게 하고, 고분자의 경계면에서발생하던 균열이나 기공도 크게 줄였다. 또한 전해질 막의 화학적 열화를 막아주는 산화방지제인 세륨(Ce) 성분이 지지체 표면에 결착되어 연료전지의 내구성을 높여 안정적 구동이가능하게 했다. KIST 연구진은 개발한 강화복합 전해질막 기반 연료전지를 극한의 조건에서 가속 수명시험을 수행한 결과, 기존 전해질막을 사용한 연료전지에 비해 5,000회 이상의 습도 변화(상대습도 100%와 0%를 반복) 후에도 안정적인 성능을 유지하는 수명 특성을 확인했다. 또한 가속 수명시험 후 기존 전해질막은 두께가 70%가량 줄어들고 표면에 많은 손상이 발생했지만, 폴리도파민 전해질막은 두께가 97% 이상 유지되고 표면상태도 안정적이라는 사실을 입증했다. KIST 연료전지연구센터 김진영 박사는 “이번 연구결과는 자연계 물질에서 아이디어를 얻어 그 현상을 모사한 기술로 기존 산업기술의 문제점을 극복했다.”라고 말하며, “향후 수소연료전지의 성능 향상을 이끌고 강화복합 고분자 형태의 전해질막을 활용하는 다양한 응용분야 발전에 적용되길 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 지원으로 KIST 기관고유사업과 글로벌프런티어 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF:13.325, JCR 상위분야 3.767 %) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Mussel-Inspired Polydopamine-Treated Reinforced Composite Membranes with Self-Supported CeOx Radical Scavengers for Highly Stable PEM Fuel Cells - (제1저자) 한국과학기술연구원 윤기로 박사(Post Doc.) 한국과학기술연구원 이경아 연구원(석사과정) - (교신저자) 한국과학기술연구원 김진영 책임연구원 <그림설명> 그림 1. 본 연구팀에서 개발한 강화복합 전해질막 개발 모식도 그림 2. KIST 연구진이 개발한 강화복합 전해질막의 (a) 표면, (b) 단면 SEM 이미지, (c) 단면 TEM 및 Ce 원소 분포도 그림 3. (a) 연료전지 사진 및 (b) 가속 수명특성 평가 결과 그림 4. 가속 수명테스트 전·후 강화복합 전해질막 미세구조 변화 비교 그림 5. 순수막과 KIST 개발막의 연료전지 내 열화반응 메커니즘 비교 도식

- 홍합에 존재하는 도파민의 뛰어난 표면 접착 특성을 모사한 기술 활용 - 극한 테스트 검증, 전해질막 개선으로 수명·성능 향상된 수소연료전지 구현 전 세계적으로 환경 규제가 엄격해지면서 미래 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 최근에는 ‘궁극의 친환경차’로 불리는 수소전기차가 주목받으면서 동력원인 수소연료전지의 성능 향상에 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다. 최근 국내 연구진이 홍합 모사기술을 통해 수소연료전지의 성능과 안정성을 높일 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 연료전지연구센터 김진영 박사팀은 바다생물인홍합에 존재하는 도파민(dopamine)의 뛰어난 표면 접착 특성을 활용하여 수소이온전도도와 전해질막의 기계적 내구성을 동시에 개선한 강화복합 전해질막 수소연료전지를 구현했다고 밝혔다. 수소전기차의 동력원인 수소연료전지는 대기 중 산소와 수소 기체를 연료로 활용해 전기를생산하고 부산물로 물만 남게 되는 친환경 에너지 동력원이다. 이러한 수소연료전지는 수소이온을 전달하고 양 전극을 분리하는 전해질막의 내구성이 연료전지의 수명을 결정하는 핵심적인 요소로 꼽힌다. KIST 연구팀은 홍합의 접착 원리에서 연료전지용 고분자 전해질막의 내구성을 개선할 아이디어를 찾았다. 이어 폴리도파민(polydopamine)* 중합반응을 통해 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 지지체에 코팅하고, 여기에 수소이온 전도성을 갖는 과불소계술폰산(PFSA) 고분자가 스며든 형태(함침(含浸), impregnation)의 강화복합 고분자 전해질막을 개발했다. *폴리도파민 : 홍합의 접착 단백질 성분인 도파민 단량체의 고분자 형태. 강화복합 전해질막은 얇은 막으로 인하여 수소이온 전도도와 기계적 내구성이 향상된 형태의 전해질막이다. 하지만 극소수성을 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 과불소계술폰산(PFSA) 중합체(이오노머*)를 조밀하게 스며들도록 하는 것이 어렵고, 막의 두께가얇아 전해질 고분자가 분해되어 기체가 막을 투과하는 현상이 쉽게 나타나는 문제가 있었다. *이오노머 : 체인 요소 간에는 공유 결합을, 체인 간에는 이온 결합을 가진 중합체. KIST 연구진은 강화복합 고분자 전해질막에 표면 처리한 폴리도파민에 극소수성의 PTFE 표면을 친수성으로 개질시켜 친수성 이오노머를 쉽게 스며들게 하고, 고분자의 경계면에서발생하던 균열이나 기공도 크게 줄였다. 또한 전해질 막의 화학적 열화를 막아주는 산화방지제인 세륨(Ce) 성분이 지지체 표면에 결착되어 연료전지의 내구성을 높여 안정적 구동이가능하게 했다. KIST 연구진은 개발한 강화복합 전해질막 기반 연료전지를 극한의 조건에서 가속 수명시험을 수행한 결과, 기존 전해질막을 사용한 연료전지에 비해 5,000회 이상의 습도 변화(상대습도 100%와 0%를 반복) 후에도 안정적인 성능을 유지하는 수명 특성을 확인했다. 또한 가속 수명시험 후 기존 전해질막은 두께가 70%가량 줄어들고 표면에 많은 손상이 발생했지만, 폴리도파민 전해질막은 두께가 97% 이상 유지되고 표면상태도 안정적이라는 사실을 입증했다. KIST 연료전지연구센터 김진영 박사는 “이번 연구결과는 자연계 물질에서 아이디어를 얻어 그 현상을 모사한 기술로 기존 산업기술의 문제점을 극복했다.”라고 말하며, “향후 수소연료전지의 성능 향상을 이끌고 강화복합 고분자 형태의 전해질막을 활용하는 다양한 응용분야 발전에 적용되길 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 지원으로 KIST 기관고유사업과 글로벌프런티어 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF:13.325, JCR 상위분야 3.767 %) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Mussel-Inspired Polydopamine-Treated Reinforced Composite Membranes with Self-Supported CeOx Radical Scavengers for Highly Stable PEM Fuel Cells - (제1저자) 한국과학기술연구원 윤기로 박사(Post Doc.) 한국과학기술연구원 이경아 연구원(석사과정) - (교신저자) 한국과학기술연구원 김진영 책임연구원 <그림설명> 그림 1. 본 연구팀에서 개발한 강화복합 전해질막 개발 모식도 그림 2. KIST 연구진이 개발한 강화복합 전해질막의 (a) 표면, (b) 단면 SEM 이미지, (c) 단면 TEM 및 Ce 원소 분포도 그림 3. (a) 연료전지 사진 및 (b) 가속 수명특성 평가 결과 그림 4. 가속 수명테스트 전·후 강화복합 전해질막 미세구조 변화 비교 그림 5. 순수막과 KIST 개발막의 연료전지 내 열화반응 메커니즘 비교 도식

- 홍합에 존재하는 도파민의 뛰어난 표면 접착 특성을 모사한 기술 활용 - 극한 테스트 검증, 전해질막 개선으로 수명·성능 향상된 수소연료전지 구현 전 세계적으로 환경 규제가 엄격해지면서 미래 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 최근에는 ‘궁극의 친환경차’로 불리는 수소전기차가 주목받으면서 동력원인 수소연료전지의 성능 향상에 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다. 최근 국내 연구진이 홍합 모사기술을 통해 수소연료전지의 성능과 안정성을 높일 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 연료전지연구센터 김진영 박사팀은 바다생물인홍합에 존재하는 도파민(dopamine)의 뛰어난 표면 접착 특성을 활용하여 수소이온전도도와 전해질막의 기계적 내구성을 동시에 개선한 강화복합 전해질막 수소연료전지를 구현했다고 밝혔다. 수소전기차의 동력원인 수소연료전지는 대기 중 산소와 수소 기체를 연료로 활용해 전기를생산하고 부산물로 물만 남게 되는 친환경 에너지 동력원이다. 이러한 수소연료전지는 수소이온을 전달하고 양 전극을 분리하는 전해질막의 내구성이 연료전지의 수명을 결정하는 핵심적인 요소로 꼽힌다. KIST 연구팀은 홍합의 접착 원리에서 연료전지용 고분자 전해질막의 내구성을 개선할 아이디어를 찾았다. 이어 폴리도파민(polydopamine)* 중합반응을 통해 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 지지체에 코팅하고, 여기에 수소이온 전도성을 갖는 과불소계술폰산(PFSA) 고분자가 스며든 형태(함침(含浸), impregnation)의 강화복합 고분자 전해질막을 개발했다. *폴리도파민 : 홍합의 접착 단백질 성분인 도파민 단량체의 고분자 형태. 강화복합 전해질막은 얇은 막으로 인하여 수소이온 전도도와 기계적 내구성이 향상된 형태의 전해질막이다. 하지만 극소수성을 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 과불소계술폰산(PFSA) 중합체(이오노머*)를 조밀하게 스며들도록 하는 것이 어렵고, 막의 두께가얇아 전해질 고분자가 분해되어 기체가 막을 투과하는 현상이 쉽게 나타나는 문제가 있었다. *이오노머 : 체인 요소 간에는 공유 결합을, 체인 간에는 이온 결합을 가진 중합체. KIST 연구진은 강화복합 고분자 전해질막에 표면 처리한 폴리도파민에 극소수성의 PTFE 표면을 친수성으로 개질시켜 친수성 이오노머를 쉽게 스며들게 하고, 고분자의 경계면에서발생하던 균열이나 기공도 크게 줄였다. 또한 전해질 막의 화학적 열화를 막아주는 산화방지제인 세륨(Ce) 성분이 지지체 표면에 결착되어 연료전지의 내구성을 높여 안정적 구동이가능하게 했다. KIST 연구진은 개발한 강화복합 전해질막 기반 연료전지를 극한의 조건에서 가속 수명시험을 수행한 결과, 기존 전해질막을 사용한 연료전지에 비해 5,000회 이상의 습도 변화(상대습도 100%와 0%를 반복) 후에도 안정적인 성능을 유지하는 수명 특성을 확인했다. 또한 가속 수명시험 후 기존 전해질막은 두께가 70%가량 줄어들고 표면에 많은 손상이 발생했지만, 폴리도파민 전해질막은 두께가 97% 이상 유지되고 표면상태도 안정적이라는 사실을 입증했다. KIST 연료전지연구센터 김진영 박사는 “이번 연구결과는 자연계 물질에서 아이디어를 얻어 그 현상을 모사한 기술로 기존 산업기술의 문제점을 극복했다.”라고 말하며, “향후 수소연료전지의 성능 향상을 이끌고 강화복합 고분자 형태의 전해질막을 활용하는 다양한 응용분야 발전에 적용되길 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)의 지원으로 KIST 기관고유사업과 글로벌프런티어 사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF:13.325, JCR 상위분야 3.767 %) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Mussel-Inspired Polydopamine-Treated Reinforced Composite Membranes with Self-Supported CeOx Radical Scavengers for Highly Stable PEM Fuel Cells - (제1저자) 한국과학기술연구원 윤기로 박사(Post Doc.) 한국과학기술연구원 이경아 연구원(석사과정) - (교신저자) 한국과학기술연구원 김진영 책임연구원 <그림설명> 그림 1. 본 연구팀에서 개발한 강화복합 전해질막 개발 모식도 그림 2. KIST 연구진이 개발한 강화복합 전해질막의 (a) 표면, (b) 단면 SEM 이미지, (c) 단면 TEM 및 Ce 원소 분포도 그림 3. (a) 연료전지 사진 및 (b) 가속 수명특성 평가 결과 그림 4. 가속 수명테스트 전·후 강화복합 전해질막 미세구조 변화 비교 그림 5. 순수막과 KIST 개발막의 연료전지 내 열화반응 메커니즘 비교 도식