국립과학재단(NSF)은 새로운 합성 생물 소재 개발을 촉진할 소재 혁신 플랫폼 신설 방안을 발표*(’20.7.)

  * New Materials Innovation Platforms will accelerate the discovery and development of new synthetic biomaterials

범학제적 협력 연구에서 소개의 중요성이 높아지고 있으며, 기초과학과 국가적 문제 해결을 위해 연구시설 내 자원이 공유되는 프레임워크의 필요성 증대

 - 소재 혁신 플랫폼(Material Innovation Platform) 프로그램은 고성능컴퓨터와 실험도구, 공유된 데이터, 머신러닝 역량을 통합하는 프레임워크를 제공

 - 내･외부 연구자, 실무자 커뮤니티 등이 참여하는 독립된 과학적 생태계로, 첨단 연산 및 실험도구, 데이터, 머신러닝 역량을 공유해 효과적이고 획기적 연구환경 제공

’15년부터 중규모 기반 시설 프로그램으로 소재혁신 플랫폼(MIP) 사업을 추진 중이며, 2기 사업의 결과로 새로운 2개 플랫폼을 신설할 예정

 - 그동안 진행된 1기 사업에서는 차세대 일렉트로닉스와 컴퓨터 발전을 촉진하는 2D 구조에 대한 연구를 지원

 - 2기 사업은 소재연구와 생명공학 간 융합으로 석유기반 제품 대체 및 식품과학 발전을 촉진할 신소재 개발에 초점을 맞춰, 2개 플랫폼을 추진할 계획

(1) 합리적으로 설계된 글리코소재의 합성 자동화(Automating the Synthesis of Rationally Designed Glycomaterials, GlycoMIP)

 - 글리코소재(glycomaterials)는 탄수화물에 기반한 폴리머 소재로, 바이오화학적 신호, 구조적 지원, 수분 흡수 등 다양한 기능을 수행할 수 있지만, 구조적 복잡성으로 인해 설계하고, 제조하고, 특성화하는 것이 어려움

 - 버지니아공과대학교(Virginia Tech)와 조지아대학교(University of Georgia) 등의 연구자가 참여하는 GlycoMIP는 독특한 국가적 사용자 시설과 첨단 인하우스 연구를 통해 글리코 소재의 발견 가속화･특성화

 - 향후 신약 개발에서 의료 및 식품 공학에까지 활용 기대

(2) 바이오폴리머, 자동화된 세포 구조, 흐름, 통합된 화학(BioPolymers, Automated Cellular Infrastructure, Flow, and Integrated Chemistry, BioPACIFIC MIP)

 - 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA)와 캘리포니아대학교 산타바바라캠퍼스(UCSB)의 연구자들이 참여하여 효모, 균류, 박테리아 등의 생물학적인 과정을 활용해 폴리머를 대규모로 고속 합성하는 기법을 개발

 - 로봇 자동화 기술은 이러한 폴리머 소재를 빠르게 준비하는데 활용되며 첨단 3D 프린터를 이용해 폴리머 소재를 더 높은 수준의 구조물로 통합

 - 미리 설계된 특성에 따라 합성된 바이오 폴리머는 우수한 성능과 친환경적인 특성을 바탕으로 플라스틱과 같은 기존 석유 기반 제품을 대체할 것으로 기대

국립과학재단(NSF)은 새로운 2개의 플랫폼 구축에 5,000만 달러(약 600억원)를 투입할 예정임

 - 소재 공학 부문의 혁신을 통해 전통적인 과학 부문에도 획기적인 발전의 계기를 제공할 것으로 기대

 - 국내의 소재 연구자, 생물학자, 화학자, 데이터 과학자들이 함께 공동의 문제를 해결할 창의적인 해결책의 마련을 위해 노력할 것임