KOSEN 한인과학기술자네트워크

메타 물질

• 메타 물질을 이용한 클로킹 (메타 물질을 이용해서 카메라에 보이지 않게 하거나 시야각에 가려 볼 수 없는 부분을 보도록.)
• 3D 홀로그래피 (음수 굴절률을 이용해 3D 홀로그래피 (디스플레이) 를 만듦.)
• Quantum Stealth (cloak function) apply to Auto (자동차의 차체에 메타 물질을 이용하여 전, 후 옆 창 외에 보이지 않는 차량 외부를 확인할 수 있도록)

고온 초전도체

상온에서 저항이 0이 되는 초전도 현상 물질의 발견 및 개발
저항이 없는 초전도 케이블을 구성하여 전세계의 전력 에너지를 어디에나 공급할 수 있는 세상이 만들어지지 않을까? 상상해봅니다. 아프리카의 사하라 사막의 광대한 지역에서의 태양광 발전으로 얻은 일본에서 풍력발전으로 얻은, 우리나라에서 조력 발전으로 등등 얻어진 전력 에너지들을 고온 초전도 케이블 구축으로 세계 곳곳에서 에너지를 나누어 쓸 수 있도록 하는 상상~^^

양자 컴퓨터, 병렬 연산

- 전자와 광자같은 매우 작은 입자를 이용한 양자역학에 의한 컴퓨팅을 하는 양자 컴퓨터의 개발 및 상용화로 CPU의 발열을 줄이고 가역적 계산도 가능하며 병렬연산으로 현저히 빠른 계산 속도를 낼 수 있다.
- 현재 컴퓨터에 사용되는 트랜지스터는 하나의 비트에 정보를 저장하지만 양자 컴퓨터는 중첩원리로 두 정보 상태가 하나의 시스템 안에서 동시에 존재한다.

테라바이트 드라이버

- 초전도 효과를 이용한 무한대의 정보저장
기존의 정보저장기술에는 1 또는 0 (양자 컴퓨터에선 스핀 업 또는 다운)이 사용된다. 즉, 스핀 업과 다운 개수가 정보의 양을 결정한다. 많은 정보를 저장하기 위해선 많은 수의 스핀이 필요하지만 전자의 경우 한 상태에 한 스핀만 존재 할 수 있기 때문에 만들 수 있는 스핀의 개수가 한정되어 있다.
- 초전도 효과를 이용하면 스핀 업과 스핀 다운이 하나의 페어를 이루어 보존이 된다. 이 보존은 저온에서 BCS 통계를 따르기 때문에 한 상태에 들어갈 수 있는 보존의 개수는 무한대가 된다. 즉 작은 공간에 무한대의 스핀 페어를 저장할 수 있음.

Steps Hysteresis를 갖는 Bit-patterned media를 이용한 memory 기술

- nano size의 자성 pattern의 각 도메인이 가지는 스핀업, 다운을 1과 0으로 저장하는 저장 매체로1Tbit/in2의 저장이 가능함에 더하여 스텝이 있는 히스테리시스를 가지는 미디어를 이용해 1과 0의 저장을 각 스텝의 점프로 저장할 수 있는 기술이다. 잔류자화의 조절과 스텝의 크기 조절은 hard magnet과 soft magnet의 구성과 도메인 변화 속도의 차이로 조절될 수 있다.

IGA (IsoGeometric Analysis)

현재 CAD와 FEM으로 그리는 도면의 새로운 방식의 곡선 구현 프로그램으로 현재의 표현방식보다 더욱 곡선다운 표현을 할 수 있는 프로그램이다.

인공 ATP 세포를 이용한 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환

ATP(adenosine triphospahta)
- ATP는 세포의 미토콘드리아에서 세포호흡을 통해 만들어져서 생명활동에 이용이 된다. 생물체 내의 ATP는 에너지 저장 수단으로 생체 전기를 발생시키기도 하고 생체발광을 일으키며몸을 구성하는 고분자를 합성하기도한다. ATP를 이용해 물질 대사에 사용되는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술을 이용해 공해가 없는 가장 효율적인 Solar Cell로서 사용 될 수 있다.

비행기 외부의 태양전지 레이어

구름 위에서 이동하는 비행기는 구름 아래보다 더 많은 태양 에너지를 받을 수 있다. 이동하는 비행기 외벽에 플렉서블한 유기 태양전지 레이어를 깔아 태양을 받으며 이동하는 비행기는 자가 에너지 공급을 할 수 있지 않을까? 밤을 따라 날아가는 비행기에는 효율이 없을 수 있으나, 낮을 따라 비행하는 비행기엔 좋은 에너지 공급원이 될 수 있다.

진동에너지 전력변환

이 사진은 우리 나라 지하철 역중에 가장 복잡하다는 신도림역이다. 1호선과 2호선이 만나는 역으로서 인천 방면에 사는 사람들이 신촌과 강남으로 갈 때 갈아타는 역이다. 출퇴근 시간에는 정말 많은 사람들이 드나들어 많은 발걸음으로 어마어마한 양의 진동을 만든다. 이 역과 같이 사람이 많이 다니는 지역에 진동에너지를 전기에너지로 바꾸는 시스템을 역 바닥에 구축하게 되면 사람들은 늘 하던대로 출퇴근을 하면 사람들이 움직이는 역학적에너지가 전기에너지로 바꿀 수 있다는 아이디어이다.

Solar Cooling System

태양열 에너지를 이용하여 물을 수증기화 시키고, 그 수증기를 나노 다공성 물질이 있는 곳에 보내면, 수증기가 다공성 물질에 흡착되면서 액화가 일어난다. 그때 기체 -> 액체 상변화에 따라 열을 흡수하게 되어 주변은 차가워지게 된다. 그리고 흡착이 다되어 더 이상 쿨링이 일어나지 않으면 다시 태양열 쪽으로 보내어 열을 받아 액체를 기체로 만들어 원상복귀 시키는 기술이다. 에너지 소비를 줄이고 친환경 에너지로 사용될 수 있다.

우주에 설치하는 태양전지 및 무선 전력 송신

우주에 태양 전지를 설치하여 인공위성과 같이 지구 밖 우주에… 대기의 영향을 전혀 받지 않는 주위를 돌면서 태양에너지를 전기 에너지로 변환하여 지구로 전력을 송신하는 상상이다. 먼저 개발이 되어야 할 것은 무선 전력 송신 장치로서 전선을 이용해 직접 전력을 전달하는 것이 아니라 선없이 충전하는 핸드폰과 같이 무선으로 전력을 송수신할 수 있는 장치가 만들어져야 한다. 지구에서 태양 에너지를 받는 것보다 더 강하고 많은 양의 태양 에너지를 받아 에너지로 사용할 수 있다.

해양에 태양 전지를 이용한 전기 분해로 수소 채취

- 실험실에서 사용되는 수소 가스 (or 산소 가스)를 채취하기 위한 방법이다. 수소를 얻는 방법 중에 물을 전기분해해서 수소가스를 채취하게 되는데 전기 분해에 사용되는 전기 에너지를 해양에 태양 전지를 설치하여 얻어진 전력을 이용해 바로 전기분해를 일으켜 수소를 얻는 아이디어이다.

저온 실험을 위한 3He가 가득한 달에서 3He을 직접 포집해올 수 있지 않을까?

- 일반적으로 우리가 이야기하는 헬륨은 헬륨 4라고 함. 극저온의 온도가 필요할 때는 일반적으로 액체 헬륨 4를 사용하는데, 이 경우 4 K (-269 ⁰C) 까지 온도를 낮출 수 있음. 초극저온 (4 K 이하)으로 온도를 낮추기 위해서는 헬륨 3와 헬륨 4를 섞어줄 경우 mK 까지 낮출 수 있음. 하지만 여기서 필요로 하는 헬륨 3의 경우 지구상에 존재하지 않음. 오직 원자로의 핵반응에 의해 부산물로 생성되므로 양이 매우 적고 그 가격이 매우 비쌈. 문제는 일본 원전 사고 이후로 원전이 감소되는 경향이 뚜렷하므로, 덩달아 헬륨 3 의 생산량도 줄고 그 가격도 점점 치솟고 있음.
- 이 문제를 해결하기 위해 달에서 헬륨 3를 조달하는 방법을 제안함. 태양 광풍에 의해 달의 표면에는 헬륨 3가 매우 풍부함. 따라서 점점 오르는 헬륨 3의 가격과 10년 후 달 탐사선의 발전을 고려해 보면, 헬류 3가 풍부한 광석을 달에서 채취해 오는 방법이 매우 효과적일 수 있음.

트랜스포머 (분리, 합체) 자동차 (주차할 때, 뒷부분이 위로 접히거나, 탈부착 가능한 자동차)

- 10 년 후의 자동차는 차 앞 유리창에 내비게이션이 디스플레이 되어 운전 방향을 알려주기 더 쉽게 된다. 꺽어야 할 때 창 앞에 전방 몇 미터인지 표기도 바로 된다.
- 자동차는 출퇴근 할 때는 혼자 사용하니 자동차의 앞부분만 떼어 출근하고 가족과 함께 이용할 땐 뒷부분을 부착하여 에너지 소비를 줄일 수 있다. 주차시 차의 뒷부분이 접혀 앞부분의 위로 올라가는 차의 구조도 상상이 된다

High Field Pulsed Magnet 을 이용한 빠른 운송 (or 이동) 수단

- 펄스 고자기장 장치는 짧은 시간동안 큰 자기장을 만드는 기술이다. 물질의 자화를 정렬하는 방법에는 고자기장과 저온의 방법이 있다. 그중에 고자기장을 형성하기 위하여 펄스 마그넷을 이용한다. 펄스 고자기장을 이용하면 현재 100 T 이상의 자기장을 만들어 낼 수가 있다. 하지만 이는 아직 실험실 단계이고 자기장 발생시 코일의 폭발이 함께 일어난다. 하지만 약 10 년 후 신물질의 개발과 맞물려 코일의 폭발 없이 또한 낮은 전압을 이용하여 펄스 고자기장 장비를 만들 수 있지 않을까? 라는 생각으로 펄스 고자기장을 이용해 운송을 해야하는 것들을 쏘아주는 상상을 해본다.

스마트 그리드 구축 (Smart Grid Systems)

전기 자동차 (Electric Vehicles) 대중화(Smart Grid Systems) - 급속 충전 시스템

개인용 비행 자가용 (Sky / Road 겸용)

가정용 무선 전력 전송 (~50 m) - Smart display, Clouding Computer

Micro-Portable Computer

Wave (지진) 감쇠 장치

지진을 이겨낼 방법을 생각해 보았다. 기본 아이디어는 어떤 물리적인 파장을 흡수하여, 반파장 시프트 된 파장을 재 방출하는 물질 A가 있다면 우리가 사는 지면 바로 아래에 그 물질을 깔아 지진파의 발생시 그와 똑같은 크기와 반파장 시프트 된 파장이 나와 지진파를 상쇄또는 감쇠 시키는 기술로 피해를 줄일 수 있지않을까? 상상해본다.

시각 장애인에게 빛을 (레티나 임플란트- 망막이식)
2023년에는 시각 장애인이 장애인이 아닌 시대가 온다. 시각 장애인이 쓰고 있는 선글라스는 이미지를 받아들이는 창이 된다. 선글라스와 시각 장애인 눈 안쪽에 이식된 작은 칩이 통신을 한다. 이 칩은 사람들의 눈 안에 있는 시신경과 똑같은 신호를 내며 뇌의 보는 역할을 담당하는 부분과 연결이 되어있다. 그 신호는 시신경과 똑같은 역할을 하여 시력을 잃은 장애인들도 일반 사람과 똑같이 볼 수 있다. 선글라스로 국한된 것이 아닌 레티나 임플란트라는 망막이식 기술의 발달로 시력을 잃은 사람들이 시력을 되찾게 되는 기술이다. 레티나 임플란트는 현재까지 11명의 환자가 이식을 받았다. 하지만 미래에는 많은 시각 장애인들이 이 기술로 시력을 회복할 수 있을 거라 믿는다

휴대용 번역기
이미 설국열차에서 송강호가 사용하는 휴대용 번역기를 사용하는 모습이 영화로 그려졌다. 그런데 이러한 번역기가 영화 속만의 일이 아니라 생각든다. 한국의 떠나 타지에서 유학생활을 하면서 갖는 큰 어려움 중에 하나가 언어문제이다. 세계 공용어로 사용되는 영어라도 잘했으면 좋겠지만 이 또한 쉽지않다. 더군다나 영어가 공용어가 아닌 나라에서의 언어문제는 큰 스트레스로 다가온다. 10 년 후에는 정말 잘 번역이 되는 번역기가 나오지 않을까? 인터넷에서 사용되는 Translation 프로그램들의 번역을 보고 있으면 참 가관이다. 바로 직역을 하기도하고 다른 단어를 사용하여 말의 뉘앙스를 바꿔버리기도 한다. 타지에서의 삶이 언어때문에 막히는 일없이 살아갈 날이 곧 오리라는 기대와 상상을 해본다.

푸드 캡슐
사람은 먹는 것에 민감하게 되어있다. 사람들은 맛있는 음식을 먹고 싶어한다. 그리고 연구 활동을 하다보면 먹는데에 사용되는 시간이 아까울 때도 있다. 이를 위한 개발품 푸드 캡슐이다. 두 가지 의미의 캡슐이다. 그 하나는 내가 먹고 싶은 맛을 내는 캡슐이다. 어떤 음식이든지 이 캡슐로 내가 원하는 맛을 낼 수 있다는 것. 더 발전이 되면 캡슐이 아니라 요리하는 시간을 할애하지 않고 음식과 똑같은 질감과 맛, 포만감을 주는 것을 쉽게 얻을 수 있는 것이 개발될것이다. 또는 만화 드래곤볼에 나오는 선두와 같이 한 알만 먹어도 열흘은 배가 차는 캡슐을 상상해본다. 캡슐에 우리가 살아가는데 필요한 에너지가 모두 들어 있어서 꼭 음식을 찾아 먹지 않더라도 한 알의 캡슐로 우리가 살아갈 수 있는 것이다. 하지만 먹는 재미와 사람의 욕구 중에 하나인 식욕을 이렇게 대체하는 것이 마음에 들지만은 않지만 인간의 삶 중에 중요한 의식주 중에 식을 해결 할 수 있어서 굿 아이디어로 선정해 보았다.