최근 연구패러다임은 결과 중심에서 연구 과정 중 득한 모든 데이터 중심으로 변화되고 있다. 정보산업 구조 자체가 데이터 중심으로 개편되고 있다고 해도 과언이 아니다. 4차 산업혁명은 오픈사이언스(연구 성과를 개방, 공유) 즉, 오픈액세스와 오픈데이터 그리고 오픈 협업을 전제로 한다. 이는 학술 생태계의 어느 한 쪽의 노력만으로 이룰 수 없으며 연구기관과 학회, 연구자, 지원기관 그리고 정부가 함께 필요성을 인식하고 참여·공유·협력하는 문화가 정착되어야 가능하다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 수십년간 축적된 방대한 정보와 정보분석 역량, 산학연 협업네트워크, 슈퍼컴퓨터 보유 및 운영 기관으로서의 인프라와 노하우를 기반으로 우리나라의 오픈 사이언스와 거대과학의 발전을 견인할 수 있는 또 견인해야만 하는 핵심 기관으로 진화 해왔다.

현대 조명 및 디스플레이 산업 분야에 필수적인 요소인 형광체는 에너지가 높은 전자나 빛을 흡수한 후 에너지가 낮은 상태의 빛으로 방출하는 물질이다. 지금까지 형광체 연구는 형광체의 재료적·물질적인 측면에 치중해 왔으나 이러한 연구 패턴은 효율 개선에 있어 급격히 한계점에 이르고 있다. 연구 패러다임의 전환이 절실한 가운데 최근 서울대학교 물리천문학부 전헌수 교수 연구팀이 광자결정(photonic crystal) 구조를 형광체에 도입하는 접근 방법으로 색변환 효율을 획기적으로 개선, 효율적으로 백색광을 구현하는 데 성공하며 형광체 소재 기술의 새 지평을 열었다. 연구팀의 광자결정 형광체 플랫폼은 다양한 종류의 형광물질 및 소자에 적용할 수 있어 광자학 및 관련 광소자의 수준을 한 단계 높일 것으로 기대를 모은다.

AI, 알파고 등 세상을 떠들썩 하게 한 딥러닝 기술들이 세상에 알려진 지 몇 해가 지난 현재. 또 다시 딥러닝 기술을 활용해 기존의 한계점을 뛰어 넘는 기술이 개발됐다. 바로, 딥러닝 기술을 영상복원 기술에 접목해 기존의 영상 복원 기술을 뛰어넘는 가능성을 제시한 서울대학교 전기정보공학부 이경무 교수의 연구가 그 주인공이다.

신약 개발, 질병의 메커니즘을 규명하는 의학, 약학 연구 분야에서 검체의 확보는 연구의 시작과 끝을 맡고 있다고 해도 과언이 아니다. 또한 최근 세계적으로 고령화 사회에 진입하면서 조기 진단을 통한 질병예측, 정밀 맞춤형 진단과 치료방향을 결정하는데 진단 검사 분야의 중요성이 부각되고 있다. 1983년 대한민국 최초의 전문 검사기관으로 출범해 아시아 최대 자동화 시스템을 구축한 SCL(재단법인 서울의과학연구소)은 전문수탁검사기관이면서도 R&D목적의 부설연구소가 독립적으로 운영되고 있어 검사기관이기에 보유할 수 있는 방대한 검체 자원 및 풍부한 데이터들을 기초의학연구 자원으로 활용해 큰 시너지를 내고 있다. 새로운 검사방법 개발부터 기초의학연구와 학술활동, 타 연구기관과의 협력을 통한 인공지능(AI) 연구 등 활발한 활동을 펼치고 있는 SCL연구소(소장 김영진)를 찾았다.

싱싱한 재료가 있어야 좋은 재료가 나오듯이 보다 명확한 실험 소재는 체외 진단의 정확성과 민감도에 중요한 역할을 한다. 실험실에서도 좋은 재료로 보다 좋은 연구결과를 도출할 수 있는 방법이 마련됐다. 바로, 최상의 실험체를 만들 수 있는 미세유체소자 기술이 개발된 것이다. 최근 국내 연구진이 머리카락 두께의 미세 환경에서 유체를 혼합하고 분리하는 고효율 기술을 개발해 국내 연구 환경에 새로운 방향을 제시했다.

실시간 핵산 증폭(qPCR)은 극소량의 유전물질을 증폭시켜 질환과 관련된 유전자의 유무를 판단하는 방법으로 암, 알츠하이머와 같은 질환의 진단과 예후 모니터링에 사용되고 있다. 하지만 기존의 용액 기반 qPCR은 단일 샘플로부터 5~6개의 유전자만 동시에 검출할 수 있도록 제한되고, 프라이머(primer)를 대단히 정교하게 디자인하더라도 비특이적 증폭이 일어날 수 있다는 한계가 존재한다. 이에 최근 한국과학기술연구원(KIST) 최낙원 박사, 고려대학교 최정규 교수, 최웅선 연구원을 주축으로 한 공동 연구팀이 하이드로젤 안에서 qPCR 반응이 이뤄짐으로써 복잡한 프라이머 디자인 없이 여러 종류의 마이크로RNA(miRNA)를 특이적으로 검출하는 기술을 개발, 기존 방식의 한계를 뛰어넘었다. 즉, 하이드로젤을 이용해 여러 유전자를 동시에 정밀하게 검출할 수 있는 최적의 기술을 개발한 것으로, 알츠하이머 뿐 아니라 다양한 유전질환 진단에 적용될 것으로 기대를 모은다.

윤동기 교수(KAIST: 한국과학기술원) 연구팀이 연어에서 추출한 저렴한 DNA를 이용하여 센티미터 크기의 넓은 면적에서 적용 가능한 금 나노막대 배향 제어 기술을 개발했다. 금 나노막대와 같은 플라즈모닉 나노입자는 표면 플라즈몬 공명이라는 독특한 광학적·전기적 성질을 갖고 있어 LCD와 같은 광전자 소자 등 차세대 플랫폼의 핵심 소재로 주목 받아왔는데 이번 개발 기술은 기존보다 훨씬 넓은 면적에 성공해 선명하고 화려한 색상을 표현할 수 있는 상용화를 향해 크게 다가간 것으로 기대된다. 특히 기존 생물학 연구에서 사용되던 DNA에 비해 1000배 정도 저렴한 연어의 정액에서 추출한 DNA물질을 이용해, 마치 붓으로 그림을 그리듯 간단하게 전단력(shear force)을 가하는 방법으로 다양한 형태로 정렬된 입자의 박막을 제작한다는 점이 주목된다.

면역반응은 외부의 세균 등으로부터 인간의 몸을 보호하기 위해 필요하다. 그러나 이것이 과도하게 활성화 될 경우, 오히려 각종 자가면역 질환 및 염증성 질환이 발병하거나 악화되는 원인이 되기도 한다. 이것은 바로 면역반응에서 중요한 역할을 하는 Toll-like Receptor(TLR) 신호가 외부에서 침입하는 이물질 또는 내인성 인자에 과도하게 반응하기 때문인데 류마티스 관절염, 패혈증, 전신홍반성루푸스, 강직성척추염, 크론병, 궤양성대장염, 기타 자가면역 질환 및 염증성 질환이 이에 의해 발생한다.

최근 스마트 의류 개발이 속속 이뤄지면서 이제 패션은 단순히 의복으로서의 기능을 넘어 첨단기술까지 갖춘 스마트 패션으로 진화하고 있다. 이전에는 땀을 흡수하는 흡습제품, 첨단 소재를 활용한 발열제품, 비와 바람을 막는 특수 소재의 아웃도어 의류 등이 스마트 패션의 중심이었지만, 이제 그 범위가 웨어러블로 확장되었다. 즉, 패션에 기술을 접목하는 것이 아니라 첨단 정보기술 자체를 옷으로 입는 웨어러블 패션 시대가 열린 것이다. 우리나라 역시 웨어러블 패션을 상용화하기 위한 연구가 활기를 띠고 있는 가운데 최근 국민대학교 신소재공학부 이미정 교수 연구팀이 실로 짜는 전자옷감 메모리 개발에 성공하며 두각을 나타내고 있다. 실 형태의 전자재료를 직조하는 방식으로 전자옷감을 만들 수 있어 사용자가 이질감을 느끼지 않는, 진정한 의미의 스마트 패션을 구현할 것으로 기대를 모은다.

급성 골수성 백혈병은 조혈기관인 골수에서 생성되는 백혈구가 악성세포로 변해서 전신으로 퍼지고 림프선, 비장, 간 등을 침범하는 혈액암의 일종이다. 급성 골수성 백혈병의 경우 치료를 받지 않으면 1년 이내로 환자의 90%가 사망하는 치명적인 질환으로, 기존에 환자들은 화학요법과 방사선 요법과 같은 치료를 받으며 수명을 연장해 왔다. 화학요법과 방사선요법과 같은 치료를 받으면 5년 평균 생존율이 약 40% 수준이다. 현재 급성 골수성 백혈병은 전체 백혈병의 약 40%를 점유하고 있으며, 백혈병 중에서도 생존율이 가장 낮은 위험한 질병으로 국내 뿐 아니라 전 세계적으로 치료제 개발이 시급한 상황이다.