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화학·나노과학전공 남원우 석좌교수 연구팀이 인공광합성의 핵심 난제인 물 산화 반응 메커니즘을 세계 최초로 규명했습니다. 이들은 자연 광합성을 모방하여 비헴성 철 효소 모델 화합물을 촉매로 사용, 물 산화 반응의 모든 중간체와 산소-산소 결합 형성 단계를 확인하는 데 성공했습니다. 특히 철(V)-옥소 및 철(III)-하이드로퍼옥소 중간체를 분광학 기법으로 검출하고, 철(V)-옥소종이 물과 반응하여 철(III)-하이드로퍼옥소종을 생성하는 과정을 입증했습니다. 이 연구는 친환경 대체에너지 생산과 효율적인 인공광합성 시스템 구축에 크게 기여할 것으로 기대되며, 미래 우주 공간에서의 산소 및 에너지 공급 가능성까지 제시합니다. 남원우 교수는 알렉산더 폰 훔볼트 재단 연구상과 아인슈타인 재단 펠로우로 선정되며 세계적 연구 수월성을 인정받았습니다.

이화여자대학교 환경공학과학부생과 대학원생들이 윤여민 석좌교수의 지도하에 물환경 미량오염물질 처리 기술에 대한 리뷰 논문을 SCI급 국제학술지에 게재하였습니다. 김유림 학생은 MXene 기반 분리막, 김시예 학생은 멤브레인, 안수진 학생은 초음파 산화, 한승연 학생은 산화그래핀 기반 분리막 기술을 활용한 신종 오염물질 제거 연구의 현황을 분석하고 향후 연구 과제를 제시했습니다. 이는 '탄소중립형 스마트 물환경관리 선도연구사업단'의 지원을 받아 학부생으로서 이례적인 연구 성과를 달성한 것으로, 학문 후속세대 양성 및 연구 수월성 강화에 기여하며 지속가능한 물환경 관리에 중요한 의미를 지닙니다.

이화프론티어 10-10 물리학과 사업단 조윌렴 교수팀이 차세대 페로브스카이트 태양전지 소재를 개발하였습니다. 연구팀은 암모늄 이온 첨가 공정을 세계 최초로 도입하여 2차원 페로브스카이트를 형성, 전하 분포를 균일하게 제어함으로써 높은 효율과 안정성을 확보했습니다. 개발된 태양전지는 최대 24.38%의 효율과 함께 2,000시간 이상 초기 성능의 92%를 유지하는 국내 최고 수준의 안정성을 달성하였습니다. 이는 기존 태양전지 성능 시험보다 두 배 이상 늘어난 국내 최장 시간 시험을 통과한 결과입니다. 본 연구는 차세대 태양전지의 상용화를 앞당기고 탄소중립 및 에너지 문제 해결에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

물리학과 주철민 교수 연구팀은 네덜란드 델프트공과대학교, 라이덴대학교 연구진과의 공동 연구를 통해 DNA 단일분자 측정 시간을 획기적으로 단축하는 'SPARXS' 기술 개발에 성공했습니다. 이 기술은 단일분자 형광 기술과 차세대 시퀀싱을 결합하여 수십 년이 걸리던 DNA 서열 스크리닝을 단 일주일 만에 가능하게 합니다. 특히 수만 가지 종류의 DNA를 수천 배 이상 빠르게 분석하며, 개인별 유전병 여부를 24시간 내에 파악할 수 있을 것으로 기대됩니다. 이 혁신적인 연구는 생물물리학은 물론 의생명과학 분야의 발전에 크게 기여하며, 유전병 진단, 치료 약물 설계 등 기초과학 및 응용 분야에 새로운 지평을 열 것으로 전망됩니다. 해당 연구 성과는 세계적 학술지 'Science'에 게재되었습니다.

이화여자대학교 약학대학 섬유화질환제어연구센터(MRC) 이윤실 교수 연구팀이 폐섬유증 치료를 위한 새로운 타겟인 GTSE1의 발병 기전을 성공적으로 규명하고 임상 적용 가능성을 밝혔습니다. 연구팀은 특발성 폐섬유증(IPF) 환자의 유전체 데이터 분석을 통해 GTSE1의 발현이 IPF 환자에서 증가함을 확인하고, GTSE1이 ZEB1 단백질의 분해를 억제하여 병리적인 상피-간엽 전이(EMT)를 유도함으로써 폐섬유화를 악화시키는 분자 메커니즘을 밝혀냈습니다. 특히 이 연구는 질병에 기여하는 EMT만을 선택적으로 제어할 수 있는 GTSE1을 치료 타겟으로 제시하여, 기존 EMT 타겟팅의 부작용 위험을 극복할 수 있는 학문적 의의를 가집니다. 이번 연구 결과는 난치성 폐섬유증 치료의 새로운 전략을 제시하며 향후 환자들에게 큰 희망이 될 것으로 기대됩니다.

화학·나노과학과 김동하 교수 연구팀은 효소처럼 작용하는 키랄 플라스모닉 나노입자(CPNs)를 이용한 광학 제어 촉매적 암 치료법을 개발하였습니다. 이 기술은 특정 파장의 원형 편광 빛으로 나노입자의 촉매 활성을 정밀하게 조절하여 암세포를 효과적으로 제거합니다. 생체 내 효소의 연쇄 반응을 모방하여 포도당산화효소 및 과산화효소 활성을 가지며, 키랄성을 도입하여 기존 촉매 기반 암 치료의 한계를 극복했다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 세포 및 동물 실험을 통해 기술의 우수성이 입증되었고, 연구 결과는 세계적 학술지 <네이처 커뮤니케이션즈>에 게재되었습니다. 향후 이 기술은 표적 약물 전달, 재생 의학 등 다양한 의료 분야에 적용되어 나노기술 기반 의학의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대됩니다. 김동하 교수는 임상 검증 및 생체 적합성 개선을 통해 실제 의료 현장에서 활용되기를 기대하고 있습니다.

화학·나노과학과 김동하 교수 연구팀이 정밀 암치료를 위한 생체직교반응 기반 플라즈모닉 촉매 융합 나노플랫폼 기술을 세계 최초로 개발하였습니다. 이 기술은 건강한 세포에 영향을 주지 않고 암세포에만 약물을 작동시키는 생체직교반응의 정밀성과 반응 효율을 동시에 높인 차세대 치료 전략으로 주목받고 있습니다. 연구팀은 금나노입자, 팔라듐(Pd) 나노촉매, 광감응성 약물 전구체를 결합한 나노플랫폼을 설계하여, 빛을 통해 약물 전구체의 분해 반응을 시공간적으로 정밀하게 조절합니다. 실험 결과, 약물 전구체의 활성화가 기존보다 9배 이상 향상되었으며, 세포와 동물실험에서 뛰어난 종양 억제 효과를 입증했습니다. 김동하 교수는 플라즈몬 전자 전달 기반 생물직교 분해 반응 시스템이 더욱 정확하고 효과적인 종양 치료에 기여할 것으로 기대하고 있습니다.

이화여자대학교 인공지능전공 최장환 교수와 독일 프라운호퍼 IBMT 헤이코 짐머만 소장은 '2025 한-독 2+2 산학연 공동연구사업'에 선정되어 3년간 총 18억 7천만원 규모의 연구비를 확보했습니다. 양 기관은 3D 심근 오가노이드와 인공지능(AI)을 결합한 차세대 약제 심독성 평가 플랫폼을 공동 개발할 예정입니다. 이 플랫폼은 프라운호퍼 IBMT의 비접촉 광학 계측 기술로 iPSC 기반 3D 심근 오가노이드의 수축 동역학을 실시간 추적하고, 이화여대 Medical AI & Computer Vision Lab의 비지도 학습 기반 AI 모델로 약물 용량-반응곡선을 자동 추정하여 심독성을 고속·고정밀로 예측합니다. 이를 통해 신약 후보 물질의 심독성 위험을 임상 이전 단계에서 조기에 파악할 수 있으며, 서울에 'Ewha–Fraunhofer RegMed AI Hub'를 설립하여 공동 연구 거점을 마련하고 글로벌 표준 플랫폼을 제시할 계획입니다.

화학·나노과학과 박소정 교수 연구팀은 자기장을 이용해 나노입자의 배열과 광학 특성을 실시간으로 조절할 수 있는 ‘자성플라즈모닉나노입자’를 개발하였습니다. 이 기술은 비등방성 금 나노입자를 중심으로 산화철로 감싼 하이브리드 구조를 통해 빛의 색상, 편광, 입체성까지 자유자재로 제어하는 것이 특징입니다. 특히 광학 비대칭도(g-factor) 0.21을 달성하여 빛의 3차원적 제어 가능성을 입증하였습니다. 이러한 성과는 차세대 디스플레이, 고성능 센서 및 대용량 정보 저장 장치 개발 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다. 이번 연구는 세계적 권위의 학술지 `Nature Communications`에 게재되었습니다.

이화여자대학교 김동하 교수 연구팀은 가시광 전 영역에서 고효율 원편광을 구현하는 별모양 블록공중합체 기반 키랄 초분자 광학 소재 기술을 개발했습니다. 이 기술은 기존 난제였던 적색 원편광까지 안정적으로 발현시키며, 100일 이상 구조 및 성능 안정성을 유지하는 것이 특징입니다. 비키랄 별모양 고분자와 키랄 저분자를 수소결합으로 결합하고 열처리하여 계층적 키랄 공동 조립을 유도하며, 풀컬러 원편광 구현 및 최고 수준의 발광 효율을 달성하였습니다. 또한, 농도 및 용매 증발 속도 조절을 통해 키랄 광학 특성의 방향성 전환에도 성공했습니다. 이번 성과는 세계 최고 권위 학술지인 *사이언스(Science)*지에 게재되어 이화여대의 국제적 연구 경쟁력을 입증하였으며, 3D 디스플레이, 양자광학, 위조방지, 스핀트로닉스, 정보 암호화, 바이오 이미징 등 차세대 광전자 및 다양한 응용 분야의 핵심 기술로 활용될 것으로 기대됩니다.