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기체를 결정처럼 줄 세웠다…KAIST, AI로 다공성 소재 역설계
[경제일보] KAIST 연구진이 다공성 물질 안에서 기체 분자를 결정처럼 규칙적으로 배열하고, 원하는 배열을 만들어내는 소재를 인공지능(AI)으로 거꾸로 설계하는 기술을 내놨다. 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀의 성과로, KAIST는 11일 이같이 밝혔다. 연구에 쓰인 금속-유기 골격체(MOF)는 금속과 유기물이 결합해 만들어진 결정성 물질로, 나노미터 크기의 구멍이 무수히 뚫려 있다. 스펀지가 물을 머금듯 미세 기공에 기체를 담는다. 그동안 이 분야 연구는 얼마나 많은 기체를 붙잡아 두느냐에 집중돼 있었고, 기공 안에 들어간 기체 분자는 무질서하게 흩어져 붙는다고 여겨졌다. 연구팀은 기공 구조를 정교하게 설계하면 기체가 자리 잡는 위치까지 조절할 수 있다고 봤다. 단일 원소 기체인 제논(Xe)으로 확인 작업을 했다. 방대한 MOF 구조를 탐색한 끝에 코발트 기반 물질 Co-CAU-36에서 제논이 규칙적인 격자를 이루는 현상을 찾아냈다. 컴퓨터 시뮬레이션(GCMC) 결과 제논 원자들은 기공 안에 흩어지는 대신 체심 입방 격자(BCC) 형태로 정렬됐다. 기공이 일종의 틀 역할을 해 원자가 앉을 자리를 유도한 것이다. 기체에 극저온이나 고압 같은 극한 조건을 걸어 결정화하는 방식과는 접근이 다르다. 제논과 크립톤(Kr)을 함께 넣었을 때는 두 기체가 공간적으로 갈라졌다. 제논이 먼저 껍질 형태의 격자를 만들고 크립톤이 그 중심부에 자리 잡았다. 기존 분리 기술이 소재에 더 잘 달라붙는 기체를 골라내는 방식이었다면, 배열 차이로 기체가 나뉘는 경로를 확인한 셈이다. 제논과 크립톤은 대기 중 함유량이 각각 0.1ppm 안팎에 그쳐 지금은 공기를 극저온에서 증류해 뽑아낸다. 에너지 비용이 크고 공급도 불안정하다. 반도체 식각 공정과 위성 추진, 의료용 마취에 쓰이는 산업 가스여서 분리 방식이 바뀌면 파급이 작지 않다. 연구팀은 여기서 방향을 뒤집었다. 좋은 소재를 먼저 찾고 그 안에서 기체 거동을 확인하는 대신, 원하는 기체 배열을 먼저 정하고 그에 맞는 다공성 구조를 찾아가는 역설계를 시도했다. 기계학습과 유전 알고리즘을 결합한 방식으로 체심 입방(BCC)과 면심 입방(FCC) 형태의 배열을 만들어내는 새로운 구조를 설계했다. 김 교수 연구팀은 챗GPT 계열 언어모델을 활용해 MOF를 다루는 '챗MOF'와 트랜스포머 기반 다공성 소재 물성 예측 모델을 내놓는 등 AI를 소재 설계에 붙이는 연구를 이어왔다. 이번 성과는 그 흐름 위에서 예측을 넘어 구조 생성으로 넘어간 사례다. 다만 확인은 계산과 시뮬레이션 단계에서 이뤄졌다. 향후 이산화탄소와 수소로 적용 범위가 넓어지면 탄소 포집·분리와 수소 저장 소재 설계에 쓰일 수 있다. 분자의 위치와 배열에 따라 반응이 달라지는 촉매 분야로도 확장 가능성이 있다. 이번 연구에는 김영훈·김도훈 박사과정이 공동 제1저자로, 김승우 석사과정과 임윤성 박사가 제2저자로 참여했다. 논문은 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 6월 23일 온라인 게재됐다. 과학기술정보통신부 한국연구재단의 이종소재지원사업과 탑-티어 연구기관 간 협력 플랫폼 구축·공동연구 지원사업의 지원을 받았다. 김지한 교수는 "이번 연구는 기체를 다공성 물질 안에서 결정처럼 줄 세운 첫 사례"라며 "기체를 얼마나 많이 담을지만 고민하던 데서 나아가, 원하는 배열까지 설계할 수 있는 새로운 가능성을 열었다"고 말했다.
2026-08-11 10:06:15
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카카오, 플랫폼 사회적 가치 검증 확대…비즈니스 생태계 연구 지원
[경제일보] 카카오가 디지털 플랫폼이 창작자와 소상공인, 기업 등 다양한 비즈니스 파트너의 성장에 미치는 영향을 학술적으로 검증하는 연구 지원에 나선다. 플랫폼의 사회적 책임과 상생 가치에 대한 관심이 높아지는 가운데 이용자 중심을 넘어 플랫폼 생태계 전반의 경제적 효과를 분석하며 지속 가능한 성장 방안을 모색하겠다는 전략으로 풀이된다. 1일 카카오는 '2026 디지털 플랫폼의 일상혁신 연구지원' 공모를 시작한다고 밝혔다. '디지털 플랫폼의 일상혁신 연구지원'은 카카오그룹의 플랫폼 서비스가 이용자와 파트너, 사회 전반에 미치는 영향을 학문적으로 연구할 수 있도록 지원하는 사업으로 지난해 처음 시작됐다. 올해는 연구 범위를 비즈니스 파트너로 확대했다. 지난해에는 카카오그룹의 서비스와 기술이 이용자의 일상을 어떻게 변화시키고 있는지에 초점을 맞췄다면, 올해는 디지털 플랫폼이 창작자와 소상공인, 기업 등 다양한 파트너의 생태계와 경제적 성장에 미치는 영향을 집중적으로 살펴본다. 연구 대상은 카카오를 비롯해 카카오페이, 카카오모빌리티, 카카오엔터테인먼트 등 카카오그룹의 주요 플랫폼 서비스다. 경영·경제·사회·심리·교육·디자인·공학 등 연구 분야에 제한 없이 제안을 받을 예정이며, 선정된 과제에는 각각 2000만원의 연구비를 지원한다. 지원 대상은 국내외 학술지에 주저자 또는 교신저자로 논문을 게재한 실적이 있는 연구자다. 국내 학술지는 한국연구재단 등재·우수등재지(KCI), 해외는 SCI·SSCI·SCIE·A&HCI·SCOPUS 등재 학술지 게재 실적을 기준으로 한다. 접수는 내달 1일부터 31일까지 이메일을 통해 진행된다. 심사는 카카오와 외부 학계 전문가로 구성된 심사위원단이 연구 주제의 독창성과 연구 문제의 타당성, 연구 방법의 적절성, 연구 결과의 기대 기여도 등을 종합적으로 평가해 선정할 계획이다. 선정된 연구진은 오는 10월부터 내년 1월까지 연구를 수행하며, 결과는 내년 상반기 카카오가 개최하는 행사에서 발표될 예정이다. 앞서 카카오는 지난해에도 카카오와 카카오페이, 카카오모빌리티 등을 대상으로 한 연구 과제 9건을 선정해 과제당 2000만원의 연구비를 지원했다. 연구 결과는 지난 3월 열린 '2026 카카오 일상혁신 컨퍼런스'를 통해 공개된 바 있다. 카카오는 이번 연구 지원을 통해 플랫폼이 이용자 편의성을 높이는 역할을 넘어 창작자와 소상공인 등 다양한 경제 주체에게 새로운 성장 기회를 제공하는 과정을 객관적으로 분석하고, 플랫폼 생태계의 지속 가능한 발전 방향을 함께 모색한다는 방침이다. 권대열 카카오 CA협의체 ESG 총괄리더는 "지난해 이용자의 일상 혁신에 주목한 데 이어, 올해는 우리 사회의 전문가들과 함께 디지털 플랫폼이 비즈니스 파트너의 경제적 성장에 어떻게 기여하고 있는지를 살펴보고자 한다"며 "플랫폼이 다양한 파트너에게 만들어내는 성장의 기회를 확인하고, 플랫폼 비즈니스 생태계의 지속 가능한 발전 방향을 함께 고민하는 기회가 될 것"이라고 말했다.
2026-07-01 10:18:34
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