UNISTUNIST

ADMISSIONS

발전기금
모바일메뉴 열기
 

UNIST site map

전체 메뉴 닫기
STUDENT
 
Scroll Down

UNIST Today

we are all

pioneers!

UNIque & beST

Nexus

UNIST Today

we are all

pioneers!

UNIque & beST

Nexus

Information for UNISTar

WHY UNIST

star

Global
Campus for
Future
Innovators

Research AREA

중점연구분야

Research
AREA

에너지·AI·미래산업에 집중하다

UNIST는 에너지 전환, AI, 미래산업이라는
대한민국의 핵심 과제에 연구 역량을 집중합니다.

  • 에너지 전환
  • 이차전지 · 수소 · 탄소중립
  • Ai 기반 산업 혁신
  • 반도체 · 소재 · 양자
EDUCATION INNOVATION

교육혁신프로그램

EDUCATION
INNOVATION

이론을 배우는 것을 넘어 직접
연구하며 성장하다

UNIST의 학부생부터 대학원생까지 연구의
보조가 아닌 주체로 성장하는 경험을 제공합니다.

  • 학부생 연구참여
  • 국제학회·논문참여
  • 소수정예 밀착 연구지도
industry collaboration

산학협력

industry
collaboration

연구에서 산업까지, 현장과 가장
가까운 UNIST

대한민국 최대 산업도시 울산에 위치한
UNIST는 연구 성과가 기업과 산업 현장으로
가장 빠르게 연결되는 구조를 갖추고 있습니다.

  • 기술사업화·창업지원
  • 울산 산업단지
  • 대기업 · 공기업과의 공동연구
Research support

연구지원

Research
support

젊은 UNIST, 연구에 최적화된
유연한 캠퍼스

UNIST는 가장 늦게 출범한 과기원으로,
관행에 얽매이지 않는 유연한 연구·교육 시스템을
갖추고 있습니다.

  • 빠른 신흥 분야 대흥
  • 단일 캠퍼스 기반
  • 생활.연구 일체형 구조
  • 개방형 연구 공간

Research Impact

star

비만 대사질환 부르는 엔도트로핀, 천연약물로 생성 차단!

비만은 당뇨와 같은 대사질환을 악화시킬 수 있다. 엔도트로핀은 비만과 대사질환 간 연결고리 역할의 신호 물질로 알려져 있는데, 천연물로 이 엔도트로핀의 생성 자체를 차단할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 비만으로 촉발되는 대사질환을 근본적으로 해결할 수 있는 치료 전략으로 주목받고 있다. UNIST 생명과학과 박지영 교수팀은 천연물 유래 약물인 니제리신이 비만 지방조직에서 배출되는 엔도트로핀의 생성을 억제해 섬유염증과 인슐린 저항성을 동시에 개선한다는 사실을 확인했다고 24일 밝혔다. 비만한 지방조직은 저산소 상태에 놓이면서 섬유화와 만성 염증이 유발되고, 이 과정에서 엔도트로핀이 과도하게 생성된다. 엔도트로핀은 지방세포를 둘러싼 콜라겐 단백질이 잘려나온 조각으로, 지방조직 기능을 저하시켜 당뇨와 같은 대사질환을 악화시키는 신호 물질로 알려져 있다. 연구팀이 밝혀낸 바에 따르면, 니제리신은 콜라겐(COL6A3)의 특정 부위에 결합해, 절단 효소의 접근을 차단하는 방식으로 엔도트로핀 생성을 막아낸다. 콜라겐이 잘려지기 위해서는 가위 역할의 단백질 분해 효소가 달라붙어야 하는데, 니제리신이 그 자리를 먼저 차지해 버리는 것이다. 연구팀은 “이러한 작용 방식은 기존의 대사질환 치료제가 간접적으로 염증을 줄이거나 유전자 발현을 조절하는 방식과 달리, 병리적 신호의 ‘출발점’을 직접 차단하는 전략이라는 점에서 큰 의미가 있다”라고 설명했다. 실제 고지방식을 먹여 비만해진 쥐에 니제리신을 투여한 결과, 간이나 신장 기능 지표 이상 없이 지방조직의 섬유화와 염증 반응이 줄어들었다. 또 공복 혈당이 약 30% 감소하고 인슐린 감수성이 뚜렷하게 개선됐다. 한편, 연구팀은 1,000여 종의 천연 화합물을 단계적으로 스크리닝해 지방조직의 저산소 환경에서 엔도트로핀 생성을 안정적으로 억제하면서도 단백질 분해 효소에는 직접 작용하지 않는 물질인 니게리신을 최종 후보로 낙점했다. 니제리신은 미생물인 방선균이 만드는 천연 물질이다. 박지영 교수는 “엔도트로핀 생성을 직접 억제하는 새로운 분자 기전이 밝혀진 만큼 비만과 당뇨뿐 아니라 지방조직 섬유화가 동반되는 다양한 대사질환 치료로 확장될 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌으며, 그 결과는 관련분야 최상위 저널인 ‘실험과 분자의학(Experimental & Molecular Medicine)’에 3월 5일 온라인 게재됐다.

2026.04.06

  • 니제리신
  • 단백질분해효소
  • 방선균
  • 비만
  • 생명과학과
  • 엔도트로핀
  • 저산소환경
  • 제6형콜라겐

태양광 전기와 그린수소 생산 동시 겨냥한 계면 기술 개발

페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높일 수 있는 새로운 계면 제어 기술이 개발됐다. 태양전지뿐 아니라 태양에너지를 이용해 수소를 생산하는 광전극 장치에도 적용할 수 있는 차세대 태양에너지 활용 기술이다. UNIST 탄소중립대학원 김진영·김동석 교수와 에너지화학공학과 신승재 교수 연구팀은 자가조립 분자층(Self-Assembled Monolayer, SAM)의 화학 상태를 제어해 페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지의 성능과 수명을 향상시키는 기술을 개발했다고 밝혔다. 페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지는 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 두 종류의 태양전지를 위아래로 쌓아 태양광을 보다 효율적으로 전기로 변환하는 차세대 태양전지다. 하지만 탠덤 구조에서 투명전극과 페로브스카이트 층 사이의 계면이 불안정하면 전하 이동이 방해되고 장기 안정성이 떨어지는 문제가 있었다. 연구팀은 이 계면에 형성되는 자가조립 물질인 2PACz의 화학 상태를 조절하는 방법을 제시했다. 탄산칼륨(K2CO3)을 이용해 2PACz 분자의 인산기에서 수소 이온이 부분적으로 떨어져 나가도록 유도(탈양성자화)하면, 분자가 음전하를 띠면서 ITO 투명전극과 더 강하게 결합한다. 이 과정에서 형성된 탈양성자화된 2PACz(2PACz-K)는 전극 표면에 더욱 안정적으로 부착되어 태양전지 제작 과정에서 용매에 의해 씻겨 나가지 않고 균일한 계면을 형성한다. 이 기술을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 더 높은 전압과 향상된 전하 전달 특성을 보였다. 이를 기반으로 제작된 페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지는 최대 25.1%의 전력 변환 효율과 2.23V의 높은 개방전압을 기록했다. 또한 최대출력점 추적(MPPT) 조건에서 220시간 연속 구동 후에도 초기 성능의 80% 이상을 유지하는 안정성을 보였다. 연구팀은 이 계면 기술을 태양광을 이용해 물을 분해해 수소를 생산하는 광전극 장치에도 적용했다. 개발된 기술을 적용한 탠덤 광전극은 외부 전압 없이도 물 분해 반응을 유도할 수 있는 높은 광전압을 나타냈으며, 태양에너지를 수소로 전환하는 효율은 최대 7.7%에 달했다. 김진영 교수는 “분자 수준에서 계면의 화학 상태를 제어하는 전략을 통해 태양전지의 성능과 안정성을 획기적으로 개선했다”며, “태양광 발전과 그린수소 생산을 통합한 차세대 에너지 시스템 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 손중건 박사, 구하은 석·박사 통합과정 연구원, 이우진 박사가 제 1저자로 참여했다. 연구 결과는 에너지화학분야 권위지인 에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)에 2월 5일 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단 (NRF)의 지원을 받아 이루어졌다.

2026.04.06

  • 계면제어
  • 광전극
  • 에너지화학공학과
  • 탈양성자화
  • 탠덤태양전지
  • 페로브스카이트 유기태양전지

전기로 켜고 끄는 고순도 단일양자광원 개발.. “양자 원천 기술”

전압을 가해 켜고 끌 수 있는 단일양자광원이 새롭게 개발됐다. 광원을 켜고 끄기 위해 전압을 가하면 광자의 에너지가 변하는 부작용이 해결돼, 단일양자광원을 이용한 칩 기반 양자컴퓨팅과 양자암호통신 기술 개발을 기대할 수 있게 됐다. UNIST 물리학과 남궁선·김제형 교수팀은 스타크 효과(Stark Effect)를 억제한 2차원 반도체 물질 기반 고순도 단일양자광원을 개발했다고 23일 밝혔다. 일반적인 형광등에서 1초에 약 10¹⁸개 이상의 빛 입자(광자)가 쏟아져 나오는 것과 달리, 단일양자광원은 아주 짧은 순간(나노초)에 단 하나의 광자만을 방출하는 광원이다. 이 단일 광자를 비트(bit)와 같은 정보의 최소 단위로 활용해 양자컴퓨팅이나 양자암호통신에 쓸 수 있다. [연구그림] 2차원 반도체 물질 기반 단일양자광원을 전압으로 스위칭하는 모식도 스타크 효과는 광원을 켜고 끄기 위해 전압을 가했을 때 방출되는 광자의 에너지가 변하는 현상이다. 양자컴퓨팅이나 양자암호통신에서는 여러 광자가 서로 간섭하면서 정보를 처리하는데, 광자 에너지가 달라지면 서로 다른 광자로 구별돼 간섭과 같은 양자현상이 제대로 일어나지 않는다. 특히 여러 광원이 집적돼 전압이 불안정한 칩 환경에서는 스타크 효과가 더 문제가 된다. 연구팀은 단일양자광원 내부에 미세한 공기층을 만드는 방식으로 스타크 효과를 억제한 단일양자광원을 개발했다. 개발된 광원은 뾰족한 실리콘 나노 피라미드 위에 2차원 반도체 물질인 텅스텐 디셀레나이드(WSe₂)가 올려진 구조로, 실리콘과 반도체 사이에 공기층이 형성되어있다. 이 공기층이 2차원 반도체에 전달되는 전기장을 주변부의 약 20분의 1 수준으로 줄여줘 광자의 에너지 변화를 막는다. 또 순도도 개선됐다. 단일양자광원을 실제로 만들면 한 번에 하나의 광자가 아니라 여러 광자가 동시에 방출될 가능성이 있는데, 이번 연구에서는 이 확률값이0.06 수준으로 나타났다. 확률값이 0.5 이하이면 단일양자광원으로 간주되며 값이 0에 가까울수록 하나의 광자만 방출되는 순도가 높은 상태를 의미한다. 연구팀은 실리콘 나노 피라미드와 2차원 반도체 사이에 삽입한 고품질 절연층이 주변 결함에서 발생하는 배경 발광을 줄인 덕분이라고 설명했다. 이번 연구에는 사티아브라트 베헤라(Satyabrat Behera) 연구원과 문종성 연구원이 제1저자로 참여했다. 공동 연구팀은 “전기 신호로 단일광자를 제어하면서도 광자의 에너지를 안정적으로 유지하고, 순도까지 함께 개선한 구조를 제시한 것에 의미가 있다”며 “실리콘 반도체 공정과 호환돼 향후 칩 기반 양자 통신, 광자 양자 컴퓨팅, 양자 광학 센서 개발에 직접 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 연구결과는 나노 레터스(Nano Letters)에 3월 11일 온라인 게재됐다. 연구수행은 정보통신기획평가원(IITP) ITRC 사업, 한국연구재단, UNIST 미래선도형 특성화사업 등의 지원을 통해 이뤄졌다. (끝).

2026.04.02

  • 단일양자광원
  • 물리학과
  • 스타크효과
  • 양자암호통신
  • 양자컴퓨팅
  • 이차원반도체물질
  • 전압

“화학자의 직관, AI 신경망과 만났다”… 금속-리간드 배위구조 예측 모델 개발

피를 붉게 만드는 헤모글로빈, 스마트폰의 OLED 발광 소재, 플라스틱이나 신약을 만드는 산업용 촉매에는 공통점이 있다. 모두 중앙의 금속 이온을 '리간드(ligand)'라 불리는 유기 분자들이 둘러싼 금속-리간드 배위 화합물(metal–ligand coordination complexes) 구조 물질이라는 점이다. 이러한 금속-리간드 배위 화합물 소재 설계의 시행착오를 획기적으로 줄일 수 있는 하이브리드 인공지능 기술이 개발되었다. 화학과 바르토슈 그쥐보프스키 특훈교수팀(IBS 인공지능 및 로봇 기반 합성 연구단 단장)은 복잡한 유기 리간드와 금속 간의 배위 결합 구조를 예측하는 하이브리드 AI 기술을 개발했다. 금속-리간드 배위 화합물에서 금속 이온이 유기 분자와 어떻게 "손을 잡는지"(배위)를 예측하는 일은 숙련된 과학자들에게도 매우 까다로운 과제다. 복잡한 유기 리간드 내에는 금속과 결합 가능한 지점이 여러 곳 존재할 뿐만 아니라, 금속의 종류와 산화 상태에 따라 실제 결합 수와 방식이 크게 달라지기 때문이다. 이로 인해 발생할 수 있는 구조적 조합은 수십에서 수백 가지에 이른다. 연구팀은 컴퓨팅 파워를 높이는 대신, '화학자의 직관'을 AI에 주입함으로써 이 문제를 해결하고자 했다. 단순한 패턴 인식을 넘어, 고전적인 화학 원리가 신경망에 직접 인코딩된 하이브리드 AI 기술이다. 연구팀은 "Cambridge Structural Database (CSD)의 10만 개 이상의 결정 구조를 처리하여, 기존의 유사 방식들과는 달리 각 금속의 특성과 산화 상태를 '이해'하는 머신러닝 모델을 훈련시켰다"고 설명했다. 그쥐보프스키 교수는 "이 기술은 대규모 계산 파이프라인의 핵심 구성 요소가 될 것"이라며, "의약품부터 기능성 소재 제조에 이르기까지 널리 쓰이는 전이 금속 촉매를 설계하는 데 매우 유용하게 활용될 것으로 기대한다"고 밝혔다. 연구팀은 고난도 화학 연구의 문턱을 낮추기 위해 Python 기반의 오픈소스 패키지인 'RDMetallics'와 전용 웹 포털(coordinate.rdmetallics.net)을 함께 공개했다. 이제 전 세계 어디서든 소규모 연구실의 연구자라도 별도의 코딩 경험이나 고가의 연구 장비 없이 브라우저에서 직접 복잡한 배위 모드를 예측할 수 있게 되었다고 설명했다. 이번 연구는 기초과학연구원(IBS)의 지원을 받아 이뤄졌으며, 화학 분야 국제 학술지 '앙게반테 케미 인터내셔널 에디션(Angewandte Chemie International Edition)'에 2월 21일 온라인 공개됐다.

2026.04.01

  • 금속-리간드
  • 배위결함
  • 배위화합물
  • 신소재
  • 신약
  • 유기금속착화물
  • 인공지능
  • 촉매
  • 캠브리지구조데이터베이스
  • 화학과

원자 배열 흩트렸더니 배터리 초기 에너지 손실 0.6%로 뚝

차세대 배터리 양극인 ‘리튬 과잉 층상 산화물’ 소재의 구조 붕괴를 해결할 수 있는 기술이 나왔다. 배터리의 에너지 효율을 낮추고 수명을 줄이는 요인을 제거해 리튬 과잉 층상 산화물 양극재를 이용한 고에너지 밀도 배터리 개발이 빨라질 전망이다. UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수와 포항가속기연구소 정영화 박사, KAIST 서동화 교수팀은 원자 배열을 일부러 무질서하게 설계해 구조 붕괴를 억제함으로써 에너지 효율 저하를 잡은 리튬 과잉 층상 산화물 양극 소재를 개발했다고 12일 밝혔다. 리튬 과잉 층상 산화물은 금속만 반응에 참여하는 일반 배터리와 달리 산소까지 반응에 참여해 배터리 용량을 크게 높일 수 있는 차세대 소재지만, 이 과정에서 발생하는 연쇄적인 구조 붕괴가 고질적인 문제다. 구조 변형 때문에 첫 충·방전 시 전압 차이와 에너지 손실이 커지고, 충·방전이 반복될수록 전압이 점차 떨어져 배터리 수명을 다하게 된다. [연구그림] 무질서한 원자 배열을 통한 층간 슬라이딩 억제와 구조 안정성 향상 연구팀은 금속 원자 배열을 불규칙하게 섞는 방식으로 이러한 구조 붕괴를 억제한 리튬 과잉 층상 산화물을 개발했다. 불규칙한 배열이 오히려 첫 충전 시 층 전체가 한 번에 미끄러지는 현상을 막고 물리적 스트레스를 고르게 분산시켜, 구조의 뼈대가 되는 전이 금속과 산소 간의 결합을 유지 시켜준 덕분이다. 이러한 원리는 밀도범함수(DFT) 이론계산과 포항가속기연구소의 첨단 방사광 가속기 분석을 통해 교차 검증됐다. 이 전극의 성능 평가 결과, 첫 번째 충전과 방전 전압 간 차이가 기존 소재의 절반 수준인 0.31V로 감소했으며, 초기 에너지 손실이 0.6%에 그쳤다. 반면 원자 배열이 규칙적인 기존 소재는 첫 충전 전압과 방전 전압의 차이가 2배로 벌어졌으며, 25.8%의 에너지가 손실됐다. 충전 전압과 방전 전압 차이가 클수록 에너지 손실이 크다. 또 이후 충·방전을 반복할 때 나타나는 전압 감소 속도도 사이클당 10분의 1수준으로 낮아져 160회 충·방전 이후에도 초기 에너지의 98%를 유지했다. 제1저자인 최명준 연구원은 “결함으로 치부되던 원자 배열의 무질서함을 역으로 이용해 구조적 안정성을 확보한 접근”이라며 “특정 조성에 국한되지 않고 다양한 리튬 과잉 층상 산화물 양극 소재에 적용될 수 있는 보편적 접근법”이라고 설명했다. 이현욱 교수는 “리튬 과잉 층상 산화물은 이론적으로 매우 높은 에너지 밀도를 낼 수 있는 유망한 양극 소재지만 구조 붕괴와 전압 감소 문제로 상용화에 어려움이 있었다”라며 “이번 기술은 더 작고 가벼우며 더 많은 전기에너지를 저장할 수 있는 차세대 고에너지 밀도 배터리 상용화에 도움이 될 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 나노·미래소재원천기술개발사업과 원천기술 국제협력개발사업의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지인 에이씨에스 에너지 레터스(ACS Energy Letters)에 2월 3일 온라인 게재됐다. (끝)

2026.03.30

  • KAIST
  • 리튬과잉층상산화물
  • 무질서도
  • 에너지화학공학과
  • 이차전지
  • 전극
  • 층상소재
  • 포항가속기연구소

“유리창 너머 멋진 풍경만 찰칵” .. 반사상 분리하는 AI모델 개발

창문 너머 풍경을 촬영하다 보면 유리창에 비친 내 모습이나 실내 조명이 함께 찍혀 아쉬울 때가 많은데, 이러한 반사상을 말끔하게 지워줄 수 있는 새로운 인공지능 기술이 개발됐다. 인공지능대학원 심재영 교수팀은 다양한 반사 조건에서도 안정적으로 작동하는 범용 단일 이미지 반사 분리 AI 모델을 개발했다. 일상에서 찍는 사진은 사진 한 장에 강도와 모양이 저마다 다른 반사광이 섞여 있다. AI 기술을 이용하면 반사상을 분리해 낼 수 있지만 기존 기술들은 이런 사진 전체를 하나의 동일한 방식으로만 처리하려다 보니, 복잡한 반사 패턴을 지워내는 데 어려움이 있었다. 연구팀은 이미지를 구역별로 나눠 맞춤 처리한 뒤, 사진 속에 겹쳐 있는 배경(투과 영상)과 유리에 비친 반사 영상의 정보를 상호 보완적으로 활용하는 방식을 통해 분리 성능을 높였다. ‘상보적 전문가 혼합(CoME, Complementary Mixture-of-Experts)’과 ‘상보적 교차 어텐션(CoCA, Complementary Cross-Attention)’ 기법을 적용한 것이다. ‘상보적 전문가 혼합’ 기법은 입력 이미지를 여러 개의 구역으로 나눈 뒤, 각 영역의 반사 특성에 가장 적합한 전문가(Expert) 네트워크를 동적으로 할당해 특징을 추출하는 방식이다. 이 과정에서 투과 및 반사 영상을 처리하는 두 개의 정보 흐름(Stream)이 자신의 영상 복원에 필요한 핵심 정보뿐만 아니라 상대방에게 유용한 보조 정보까지 함께 추출한 다음, 서로 특징을 교환하고 융합하게 했다. 상보적 교차 어텐션 기법은 추출된 정보를 이용해 이를 다시 복원하는 과정에서 활용됐다. 기존의 어텐션 기법은 상관관계가 높은 영역에만 집중하는 경향이 있었으나, 상보적 교차 어텐션 기법은 상관관계가 높은 영역과 낮은 영역을 동시에 고려한다. 상관관계가 낮은 영역에도 반사상 분리를 위한 유의미한 정보가 존재한다는 점에 주목한 기술이다. 실제 환경에서 수집된 다양한 데이터셋을 활용한 실험 결과, 제안 기법은 기존 반사 분리 방법들을 정량·정성적 평가 모두에서 크게 상회하는 성능을 기록했다. 특히 기존 모델들이 제거하지 못하던 복잡한 반사 왜곡 상황에서도 안정적인 분리 성능을 입증했다. 심재영 교수는 “현실 세계의 반사 현상은 공간적으로 불규칙하고 강도도 일정하지 않아 기존의 정적인 네트워크 구조로는 한계가 뚜렷했는데, 맞춤형 전문가를 동적으로 할당하고 상보적 교차 어텐션으로 정보를 융합하는 방식으로 이를 해결했다”며 “영상, 사진편집, 자율 주행과 같은 기술에 적용될 수 있을 것"이라고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원 및 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 영상 처리 분야 최고 권위 국제학술지인 ‘IEEE Transactions on Image Processing (IEEE TIP)’에 게재됐다.

2026.03.25

더보기

Research Impact

star

UNIST Unveils AI-Driven Framework for Real-Time Multi-Pollutant Air Quality Monitoring

Abstract Simultaneous prediction of multiple air pollutants is essential for quantifying human co-exposure and evaluating the health impacts of pollutant mixtures. However, spatial and temporal gaps in geostationary satellite observations, chemical transport models, and ground-based monitoring networks hinder accurate hourly assessments of multi-pollutant dynamics. Here, we present Deep Learning for Multiple Air Pollutant analysis (DeepMAP), a deep learning framework that simultaneously predicts six major air pollutants─PM10, PM2.5, O3, NO2, CO, and SO2─at hourly resolution. DeepMAP demonstrated robust performance across multiple pollutants and generalized well to unseen regions. The framework accurately captured dynamic high-concentration co-pollution episodes during March 2021, with normalized RMSE values below 0.36 for all pollutants. DeepMAP revealed that PM10-PM2.5 co-exceedance was the most frequent across East Asia (91 days/year), followed by PM10-PM2.5-NO2 (42), PM2.5-O3 (18), and PM10-PM2.5-O3 (12). Hotspots for PM10-PM2.5-NO2–O3 co-exceedance were identified over the North China Plain, East China, and South Korea, where the regional annual totals reached 24, 19, and 15 days, respectively. A novel co-exposure index further identified three distinct hotspot regions where the contribution of NO2 was approximately twice that observed elsewhere. Our findings provide a high-resolution, data-driven framework for characterizing multi-pollutant co-exposure and identifying regional priorities for air quality management and public health protection. A research team, led by Professor Jungho Im from the Department of Civil, Urban, Earth, and Environmental Engineering at UNIST, has introduced DeepMAP, a cutting-edge artificial intelligence model that accurately estimates hourly levels of six key air pollutants across East Asia. The technology, developed from 2021 to 2023, provides new insights into the widespread and simultaneous exceedance of air quality standards, with significant implications for health policies and environmental management. DeepMAP integrates diverse data sources—including geostationary satellite imagery, atmospheric chemical transport models, meteorological data, and ground observations—to produce real-time, high-resolution maps of PM10, PM2.5, O₃, NO₂, SO₂, and CO. Operating at a 10 km spatial resolution and providing hourly predictions, the model captures dynamic pollution patterns and hotspots, revealing that Korea experiences about 15 days per year with four pollutants exceeding WHO safety thresholds simultaneously. Unlike traditional methods that estimate pollutants individually, DeepMAP’s multi-task learning approach models interactions among pollutants, significantly enhancing estimation accuracy. “By accurately capturing the complex interplay of multiple pollutants in real time, our model offers a powerful tool for assessing exposure risks and guiding effective policy decisions,” said Professor Jungho Im, lead researcher. “This represents a major step toward more realistic and comprehensive air quality management.” The study underscores the health risks posed by combined pollutant exposure, which can worsen respiratory and cardiovascular diseases. Traditional monitoring methods often fall short in providing detailed, regional, and real-time data. DeepMAP’s capabilities open new avenues for environmental monitoring, public health research, and proactive policymaking, especially during pollution episodes driven by seasonal phenomena like dust storms and high-pressure systems. The findings of this research have been published in Environmental Science & Technology on March 20, 2026. The study has been supported by the National Institute of Environmental Research (NIER) under the Ministry of Environment (ME), and by the National Research Foundation of Korea (NRF), funded by the Ministry of Science and ICT (MSIT). Journal Reference Eunjin Kang, Sihun Jung, Jungho Im, et al., "Quantifying Multi-pollutant Co-exposure via Deep Learning-Based Simultaneous Prediction Using Geostationary Satellite Data," Environ. Sci. Technol., (2026).

2026.04.10

  • Air Pollution
  • Atmospheric Chemistry
  • CUEEn
  • Deep Learning
  • DeepMAP
  • Department of Civil Urban Earth and Environmental Engineering
  • Environmental Modeling
  • Environmental Pollution
  • Environmental Science & Technology
  • Geostationary Satellite
  • Group 16 Compounds
  • Jungho Im
  • Multi-Task Learning
  • Oxides

Sea Surface Temperature Shifts in the Pacific Improve Year-Ahead Winter Climate Predictions

Abstract The winter North Atlantic Oscillation (NAO) is a dominant mode of climate variability affecting temperature and precipitation across the Northern Hemisphere, yet its prediction at seasonal-to-decadal (S2D) lead times remains challenging. Here, using multi-year hindcasts from a multi-model ensemble initialized on 1 November for 1962–2019, we show that NAO skill one year ahead improves significantly when the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) undergoes a phase transition next year. This improvement is linked to the northward propagation of anomalous atmospheric angular momentum, which dynamically organizes the NAO and is captured in reanalysis and models. During ENSO transition years, prediction skill increases with ensemble size, and when more than 10 members are used, the forecasts display the signal-to-noise paradox. These findings highlight the potential for enhanced one-year NAO predictability when ENSO transitions are present and large ensemble sizes are used in S2D prediction systems, given the skillful prediction of ENSO phase transitions at one-year lead times by multi-model ensembles. A research team, affiliated with UNIST, in collaboration with the UK Met Office Hadley Centre, has identified that major changes in the equatorial Pacific’s sea surface temperatures—such as transitions between El Niño and La Niña—significantly boost the accuracy of winter weather forecasts in the Northern Hemisphere. Led by Professor Myong-In Lee in the Department of Civil, Urban, Earth, and Environmental Engineering, their findings mark a breakthrough in understanding how tropical Pacific variability influences mid-latitude climate prediction. The study reveals that during ENSO transition years, the correlation coefficient for NAO prediction improves markedly—up to 0.60—compared to near-zero correlations in stable ENSO years. This phenomenon occurs because the oceanic temperature changes trigger atmospheric angular momentum shifts that gradually propagate northward, affecting the NAO pattern approximately one year later. The process involves the interaction of delayed effects—initiated by sea surface temperature anomalies—and the rapid transfer of atmospheric signals via Rossby waves, large-scale planetary waves influenced by Earth's rotation. “During ENSO transition years, the tropical ocean changes significantly influence the atmospheric circulation, strengthening the signals used for long-term forecasting,” explained Professor Myong-In Lee. “This understanding can help improve climate prediction models and support strategic planning in sectors like agriculture and energy.” These insights provide a crucial step toward enhancing Korea’s climate prediction capabilities and developing more accurate regional models. By understanding the dynamical mechanisms linking tropical Pacific variability to Northern Hemisphere winter patterns, researchers can improve forecasts for long-term climate variability, aiding disaster preparedness and resource management. This research was supported by the Korea Meteorological Administration and the National Institute of Meteorological Sciences, through projects focused on operational climate prediction systems and climate crisis response strategies. The findings of this research have been published in Nature Communications on March 25, 2026. The study has been supported by the Korea Meteorological Administration (KMA) and the National Institute of Meteorological Sciences (NIMS), through projects focused on operational climate prediction systems and climate crisis response strategies. Journal Reference Satyabrat Behera, Jong Sung Moon, Kirlie Iulius Figuera Michal, et al., "Electrical Control of Single Photon Emitters in WSe2 on a Si Nanopyramid Array with a Negligible Stark Effect," Nano Lett., (2026).

2026.04.10

  • CUEEn
  • Department of Civil Urban Earth and Environmental Engineering
  • Myong-In Lee
  • UEE

New Study Unveils Mussel-Inspired Coating for Rapid Radioactive Surface Decontamination

Abstract Efficient and rapid decontamination of radioactive elements is important to prevent radioactive exposure. Herein, we develop a strippable catechol-terminated polyurethane (CPU) coating for effective surface decontamination. Our polyurethane coating can be directly applied to contaminated surfaces via simple spraying or solution casting, followed by rapid drying at room temperature. The resulting coating is easily stripped off with sufficient toughness and adhesion strength, showing superior 137Cs removal efficiency on stainless steel (∼94.9%) and rough cement (∼59.1%), in a much shorter time (<3 h) compared to commercial decontamination coatings (∼93.8% on stainless steel and ∼8.4% on cement after 24 h). This performance can be attributed to the strong adhesion and cohesion mediated by catechol moieties. Furthermore, after use, the coating waste is readily dissolvable in acetone, suggesting potential for reducing radioactive waste with the aid of an appropriate separation process, thereby preventing secondary contamination. These results establish CPU as a promising radioactive decontamination strategy. Professor Dong Woog Lee from the School of Energy and Chemical Engineering at UNIST, in collaboration with the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) have unveiled a novel, mussel-inspired polyurethane coating capable of removing over 95% of radioactive cesium from surfaces in just three hours—far faster than existing methods. This breakthrough promises to enhance safety and efficiency in nuclear decontamination efforts. The innovative coating utilizes catechol groups—derived from mussel adhesion proteins—attached to polyurethane polymer chains, creating a highly adhesive surface. Applied onto contaminated surfaces, the coating dries within hours and can be peeled off like tape, effectively removing radioactive particles. Laboratory tests demonstrated a cesium removal efficiency of 94.9% on stainless steel and 13.1% on porous cement surfaces after two applications, outperforming commercial products that typically require 24 hours. Additionally, the coating can be dissolved in acetone post-use, enabling waste separation and reducing secondary contamination. Dr. Heeman Yang, lead researcher from KAERI, stated, “This technology offers a faster, more effective, and environmentally conscious approach to decontamination. Its ability to rapidly remove radioactive materials while facilitating waste management marks a significant advancement in nuclear safety.” This development addresses critical needs in nuclear facility decontamination, emergency response, and waste reduction. By combining speed, efficiency, and eco-friendliness, the coating holds promise for broad application in nuclear safety and environmental management, contributing to safer decommissioning and accident mitigation in the future. The findings of this research have been published online in the March 2026 issue of Materials Horizons. The study has been supported by the Institute of Civil Military Technology cooperation, funded by the Defense Acquisition Program Administration and the Ministry of Trade, Industry and Energy (MOTIE). Journal Reference Jae Seung Lee, Ye-won Jeong, Donghyun Kim, et al., "A strippable catechol-terminated polyurethane coating for large-area radioactive cesium decontamination," Mater. Horiz., (2026).

2026.04.09

  • Adhesion Chemistry
  • CPU Coating
  • Dong Woog Lee
  • ECE
  • ECHE
  • KAERI
  • Materials Horizons
  • Mussel-Inspired
  • Nuclear Safety
  • Radioactive Decontamination
  • School of Energy and Chemical Engineering
  • Strippable Coatings

New Study Unveils High-Purity, Electrically Controlled Single-Photon Source for Quantum Technologies

Abstract Single-photon emitters (SPEs) based on two-dimensional (2D) materials have attracted a lot of attention due to their unique benefits such as mechanical flexibility, high quantum yield, and easy integration on a chip. However, the electrical modulation of such emitters at a single-photon level still remains a challenge. Herein, we provide a new route to engineer electrically controllable purified SPEs in a monolayer (1L) WSe2 using a Si nanopyramid structure. The Si nanopyramid structures allow not only the generation of high strain to localize the SPEs but also the application of voltage for electrical modulation. Of particular interest, while our structure modulates the single-photon emission with an applied gate voltage, it does not exhibit unwanted spectral shift for the applied voltage, i.e., a negligible Stark effect, due to the existence of an air gap between the 1L-WSe2 and the nanopyramid. The single photon purity is improved by electrical modulation down to g(2)(0) = 0.06 ± 0.03. Researchers at UNIST have developed a novel single-photon emitter (SPE) that can be electrically switched on and off with high purity and stability. This breakthrough addresses key challenges in quantum device engineering, paving the way for scalable quantum computing and secure quantum communication. Based on a 2D semiconductor integrated with a silicon nanopyramid structure, the device generates single photons with minimal spectral shift during electrical modulation. By engineering a nanoscale air gap, the team effectively suppresses the Stark effect—preventing energy shifts in emitted photons—while maintaining a high level of single-photon purity (g(2)(0) ≈ 0.06). This design also reduces background emissions from defects, enhancing overall performance. “This work represents a significant step toward integrated quantum photonics,” said the research team. “Controlling single photons electrically without spectral degradation opens new possibilities for scalable quantum devices.” This study has been participated by Satyabrat Behera and Jong Sung Moon, as first authors of the study. Published in the March 2026 issue of Nano Letters, the research was supported by the IITP (Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation)-ITRC (Information Technology Research Center) program by the Ministry of Science and ICT (MSIT), the National Research Foundation of Korea (NRF), and UNIST. Journal Reference Satyabrat Behera, Jong Sung Moon, Kirlie Iulius Figuera Michal, et al., "Electrical Control of Single Photon Emitters in WSe2 on a Si Nanopyramid Array with a Negligible Stark Effect," Nano Lett., (2026).

2026.04.08

  • Deep Tech
  • Je-Hyung Kim
  • Nano Letters
  • Photonics
  • Quantum Computing
  • Quantum Science
  • Seon Namgung
  • Stark Effect

When Chemical Intuition Meets Neural Networks: Hybrid AI Algorithm Predicts Metal–Ligand Coordination Structures

Hemoglobin, which gives blood its red color, the light-emitting materials in smartphone OLED displays, and catalysts used in manufacturing plastics and pharmaceuticals—all share a common feature that is they all involve metal–ligand coordination complexes. In these structures, a central metal ion is surrounded by organic molecules, known as ligands. Now, a novel artificial intelligence (AI) algorithm offers the promise of designing these complex materials more swiftly and accurately, significantly reducing trial-and-error efforts. Predicting how a metal ion will 'shake hands' with an organic molecule is an inherently complex task, often challenging even for seasoned scientists. This difficulty arises because organic ligands contain multiple potential binding sites, and the number and mode of coordination can vary widely depending on the specific metal and its oxidation state. As a result, dozens or even hundreds of potential structural configurations can exist. Led by Distinguished Professor Bartosz A. Grzybowski of the Department of Chemistry and Director of the Center for Algorithmic and Robotized Synthesis (CARS) within the Institute for Basic Science (IBS) at UNIST, the research team has addressed this challenge not through increased computational power, but by integrating 'chemical intuition' directly into AI. Published in Angewandte Chemie, their hybrid AI approach moves beyond simple pattern recognition by encoding fundamental chemical principles into neural networks. Figure 1. An AI-powered hybrid model predicts metal–ligand coordination modes by integrating chemical rules from crystal structures with machine learning, enabling accurate design of complex organometallic structures. "We have developed a 'hybrid' strategy that combines classical chemical knowledge with machine learning to accurately predict how metals and organic ligands bind," explains Professor Grzybowski. "By analyzing over 100,000 crystal structures from the Cambridge Structural Database, we trained a model that 'understands' the specific behavior of different metals and their oxidation states—something previous models could not achieve." This innovative technology is poised to become a key component in large-scale computational pipelines. Professor Grzybowski notes, “We expect it to be highly valuable in designing transition metal catalysts used across industries—from pharmaceuticals to advanced functional materials.” To make this cutting-edge tool accessible worldwide, the team has released RDMetallics, an open-source, Python-based software package, along with a dedicated web portal (coordinate.rdmetallics.net). Researchers anywhere in the world can now predict complex metal–ligand coordination modes directly through their web browsers—no coding skills or expensive hardware required. Supported by the Institute for Basic Science (IBS), this research was published online on Angewandte Chemie International Edition on February 21, 2026. Bartosz A. Grzybowski Distinguished Professor, Department of Chemistry, UNIST Director, IBS Center for Robotized and Algorithmic Synthesis (CARS) E: grzybor72@unist.ac.kr William I. Suh IBS Public Relations Team E: willisuh@ibs.re.kr Story Source Materials provided by the Institute of Basic Science. Journal Reference Galymzhan Moldagulov, Kisung Lee, Sanzhar Nurgaliyev, et al., "Hybrid Computational Strategy for Predicting Complex Ligand–Metal Architectures," Angew. Chem. Int. Ed. (2026). https://doi.org/10.1002/anie.202524655

2026.04.03

  • AI
  • Bartosz A. Grzybowski
  • CARS
  • Center for Robotized and Algorithmic Synthesis
  • Chemistry
  • Department of Chemistry
  • IBS
  • Neural Networks
  • RDMetallics
  • UNIST

Targeting COL6A3-C5 with Nigericin to Reduce Endotrophin and Enhance Metabolic Health in Obesity

Abstract Endotrophin, a cleavage product of collagen VIα3 (COL6A3), contributes to fibroinflammation in adipose tissue and exacerbates systemic insulin resistance in obesity. Previously, we demonstrated that various hypoxia-induced matrix metalloproteinases (MMPs) are directly involved in the cleavage of COL6A3 to generate endotrophin in obese adipose tissue; thus, inhibition of endotrophin generation by blocking MMP access could be beneficial for treating obesity-related metabolic disease. Here we identified nigericin as an inhibitor of endotrophin generation, which improves fibroinflammation and insulin sensitivity in both hypoxic adipocytes in vitro and diet-induced obese mice in vivo. Mechanistically, nigericin directly binds to the COL6A3-C5 domain, competing with MMPs and thereby disrupting the interactions between the COL6A3-C5 domain and MMPs. This interference prevents the cleavage of endotrophin from the COL6A3 by MMPs, ultimately inhibiting its generation. Taken together, these results strongly suggest that pharmacological blockade of endotrophin cleavage, by using nigericin, effectively decreases endotrophin levels and improves endotrophin-mediated fibroinflammation and insulin resistance in obesity. Furthermore, this new therapeutic strategy could be applied to various metabolic diseases and solid tumors where endotrophin levels are pathologically elevated. Obesity is known to be a major risk factor that exacerbates metabolic disorders, such as type 2 diabetes. A key molecule involved in this process is endotrophin, a signaling protein that links excess fat accumulation to metabolic decline. Recent research from UNIST has identified a natural compound, capable of directly inhibiting endotrophin production, paving the way for innovative therapeutic interventions. Led by Professor Jiyoung Park of the Department of Biological Sciences, the research team demonstrated that nigericin, a natural substance derived from microorganisms, effectively suppresses endotrophin synthesis in obese adipose tissue. Their findings reveal that nigericin reduces fibrosis and inflammation within fat tissue while significantly improving insulin sensitivity. Obese adipose tissue often undergoes hypoxia, which triggers chronic inflammation and pathological extracellular matrix remodeling. This process leads to increased production of endotrophin, a fragment of collagen VIα3 (COL6A3), known to impair adipose function and worsen metabolic health. The team uncovered that nigericin binds specifically to a region of COL6A3, preventing matrix metalloproteinases (MMPs)—enzymes responsible for collagen cleavage—from accessing their substrate. By occupying this site, nigericin blocks endotrophin formation at the molecular level. "This strategy is particularly noteworthy because it directly targets the initial step in endotrophin production, unlike traditional therapies that indirectly suppress inflammation or alter gene expression," explained the research team. "It offers a new paradigm for disrupting the pathological signaling pathways underlying metabolic diseases." In preclinical models, administration of nigericin to high-fat diet-fed mice resulted in marked reductions in adipose tissue fibrosis and inflammation. These effects occurred without adverse effects on liver or kidney function. Notably, fasting blood glucose levels decreased by approximately 30%, and insulin sensitivity was significantly improved. The researchers screened over 1,000 natural compounds and identified nigericin—produced by actinomycetes—as a promising candidate, owing to its ability to stably inhibit endotrophin synthesis without directly affecting proteolytic enzymes. Professor Park concluded, "This discovery reveals a novel molecular mechanism for controlling endotrophin levels and highlights the potential for developing targeted therapies for obesity, diabetes, and other conditions characterized by fibroinflammation, including certain cancers." Supported by the Ministry of Science and ICT (MSIT) and the National Research Foundation of Korea (NRF), the study was published online in Experimental & Molecular Medicine, on March 5, 2026. Journal Reference Chu-Sook Kim, Woobeen Jo, Jungsun Yoo, et al., "Targeting COL6A3-C5 with nigericin suppresses endotrophin formation and enhances insulin sensitivity in obesity," Exp. Mol. Med., (2026).

2026.04.01

  • Bio
  • COL6A3
  • Department of Biological Sciences
  • Endotrophin
  • Experimental & Molecular Medicine
  • Jiyoung Park
  • Nigericin

더보기

UNIST Insight

star

UNISTAR Voices 
Shaping Futures, 
Inspiring the 
World

더보기

Life at UNIST

star