[파이낸셜뉴스] 서울대 석좌교수인 현택환 한국공학한림원 회원이 최근 스웨덴 스톡홀롬에서 열린 스웨덴 왕립공학한림원 정기총회에서 외국 회원으로 선출됐다. 우리나라에서는 1990년 정근모 전 과학기술부 장관(1990년)과 2005년 이기준 전 서울대 총장, 2021년 김기남 공학한림원 회장 등 3명이 선정된 바 있다. 10일 한국공학한림원에 따르면, 현택환 회원은 지난 26년 간 균일한 나노입자와 관련 나노소재의 합성 및 응용에 관한 세계 최고의 선도적인 연구를 수행해 온 공로를 인정 받았다. 현택환 회원이 개발한 나노입자를 균일하게 대량으로 합성할 수 있는 표준 기술인 승온법은 전 세계 대학연구실과 산업현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 또 2020년에는 클래리베이트 애널리틱스가 노벨클래스로 알려진 세계 상위 0.01% 연구자(Citation Laureate)에 선정되면서 그가 해왔던 연구의 중요성과 폭넓은 영향력을 인정받았다. 한편, 스웨덴왕립공학한림원(IVA)는 1919년 왕실 산하에 설립된 세계 최고의 공학한림원이다. 노벨상을 수여하는 왕립과학원과 함께 스웨덴 핵심 연구 기관으로 꼽힌다. 현재 외국회원 265명(확인)을 포함해 1300여 명의 회원을 두고 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 녹색의 자연색상을 그대로 재현하는 퀀텀닷(양자점) 합성기술을 개발했다. 연구진은 카드뮴을 사용하지 않는 친환경 퀀텀닷 소재를 만들었음에도 색 재현율이 뛰어났다고 설명했다. 새로운 양자점 소재는 차세대 디스플레이를 포함한 가상·증강현실(VR·AR) 등 다양한 광전소자에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학과 이종수 교수팀이 높은 색재현율을 갖는 녹색발광 비카드뮴 퀀텀닷(양자점) 합성기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 퀀텀닷은 머리카락 굵기의 수만 분의 1에 불과한 초미세 나노 크기 반도체 나노입자다. 특히 자연색을 그대로 재현할 만큼 높은 색 재현력을 갖고 있어 초고화질 디스플레이에 적용되는 HDR 기술에 최적화된 소재다. 여기에 다른 발광체보다 색 순도와 광 안정성이 높아, 차세대 디스플레이를 포함한 다양한 광전소자 분야에서 꿈의 신소재로 각광받고 있다. 연구진은 균일한 나노입자를 대량생산하는데 쓰이는 승온법을 이용해 인듐포스파이드(InP)계 퀀텀닷을 만들는 공정을 최적화했다. 연구진은 염화아연과 옥타놀을 이용해 양자점 표면의 안정화 처리를 진행해 퀀텀닷 발광파장의 반치폭을 33㎚이하로 줄였다. 퀀텀닷의 발광파장 반치폭이 좁을수록 높은 색 재현력를 갖는다. 현재까지는 녹색발광 비카드뮴 퀀텀닷의 발광피크 반치폭은 35㎚가 한계였다. 이종수 교수는 "이번에 비카드뮴계 퀀텀닷의 한계로 알려진 30㎚ 이하의 발광피크 반치폭이 가능하다는 것을 증명했다"고 말했다. 또한 양자효율 80%이상 달성과 더불어 기존 양자점과 동일한 수준의 안정성 확보에도 성공하며 퀀텀닷을 정제하는 과정에서 발생하던 양자효율 손실 및 안정화 감소의 문제도 해결했다. 이종수 교수는 "향후 후속 연구를 통해 100%에 근접하는 양자효율을 갖는 친환경 퀀텀닷 개발을 진행해 차세대 디스플레이 및 관련 산업분야에 기여하고자 한다"고 말했다. 한편, 이번 결과는 재료화학분야의 최고 권위있는 학회지중의 하나인 '재료화학(Chemistry of Materials)'에 5월 28일 지면에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 세상에서 가장 작은 반도체를 만들었다. 연구진은 이 반도체를 촉매로 활용해 이산화탄소를 화장품이나 플라스틱의 원료물질을 만드는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS)은 현택환 나노입자 연구단장팀이 원자 26개로 구성된 반도체를 개발했다고 19일 밝혔다. 이와함께 이 반도체를 촉매로 활용해 이산화탄소를 '프로필렌 카보네이트'로 만드는데 세계 최초로 성공했다. 현택환 단장은 "반도체 클러스터의 조성을 조절해 전혀 새로운 성질을 가진 반도체 물질을 만들어 향후 미래 반도체 소재를 발굴하는 연구에 기여할 것"이라고 전망했다. 연구진은 망간이온이 바뀐 13개의 카드뮴셀레나이드 클러스터와 13개의 아연셀레나이드 클러스터를 합성해 반도체를 만들었다. 이때 온도를 서서히 올려가며 나노입자를 합성하는 승온법을 적용했다. 이렇게 합성된 클러스터 수십억개를 2차원 또는 3차원적으로 규칙성 있게 배열해 거대구조(suprastructure)를 만들었다. 연구진이 합성한 새로운 거대구조는 1년 이상 안정성을 유지했다. 연구진이 만든 거대구조는 발광효율이 1%에 불과했던 기존 반도체 클러스터 대비 발광효율이 72배가량 향상됐다. 기존 반도체 클러스터는 공기 중에서 30분이 지나면 그 구조에 변형이 일어나 지금까지 응용 사례가 없었다. 또 연구진은 이 반도체를 이용해 이산화탄소 전환 촉매를 만들었다. 이 촉매는 통상적으로 반응이 일어나는 온도와 압력에 비해 저온·저압 환경에서도 이산화탄소를 화장품 및 플라스틱의 원료물질인 '프로필렌 카보네이트'로 만들었다. 연구진이 촉매를 만들때 카드뮴과 아연이 원자 단위에서 반씩 섞인 클러스터 거대구조에서 두 금속 간의 시너지 효과가 유발돼 촉매 활성이 향상되는 것을 확인했다. 제1저자인 백운혁 연구원은 "온화한 조건에서 1시간에 1개의 클러스터가 3000개의 이산화탄소 분자를 프로필렌 카보네이트로 변환하는 높은 전환율을 보였다"고 말했다. 이번 연구결과는 재료분야 세계적 권위지인 '네이처 머터리얼스'에 19일(한국시간) 게재됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 2020년 노벨화학상은 유전자 가위를 개발한 두 여성 과학자에게 돌아갔다. 한국 최초 과학분야 노벨상 수상자는 아쉽게도 다음을 기약하게 됐다. 수상자 발표 직전까지 올해는 나노기술 개발에 공헌한 현택환 서울대 교수가 선정될 수도 있을 것이라고 예상했었다. 현택환 교수가 노벨상 수상 예상을 했던 이유는 나노기술의 파급력이었다. 현 교수가 2001년 균일한 나노입자를 합성하는 승온법, 2004년 나노입자 대량 합성 방법을 발표했다. 이 논문들은 이후 다양한 분야에서 크기가 균일한 나노입자를 대량으로 합성할 수 있는 계기를 만든 것이다. 나노입자는 보통 1~100나노미터(nm) 정도의 크기다. 1nm는 10억분의 1m인데 이해하기 쉽게 비유를 하자면 1m와 1nm의 차이를 서울~부산간 거리와 새끼손가락 길이의 차이라고 볼 수 있다. 그럼 나노기술은 어디에 쓰였을까. 나노기술은 다양한 연구분야에 쓰이고 있다. 신약을 개발하는데 쓰일 뿐만아니라 나노입자들을 이용한 일상 제품도 수없이 많다. 나노기술로 만들어진 메모리는 10~20나노급으로 만들어져 도서관 한 곳의 책을 다 담아낼 정도로 저장용량이 늘어났다. 저장용량이 늘어나면서 스마트폰이나 PC 등의 크기도 소형화가 가능해진 것이다. 디스플레이 분야에서도 나노기술을 적용해 엄청난 변화가 일어났다. 신호등, 공항, 텔레비전 등에 사용하는 발광다이오드(LED), 스스로 빛을 내는 양자점(퀀텀닷) 소자를 활용한 양자점발광다이오드(QLED) 등이 있다. 다양한 생활가전에도 폭 넓게 쓰이고 있다. 에어컨, 세탁기, 공기청정기 등을 살펴보면 은나노, 나노실버라는 것을 이용한 제품이 있다. 항균물질인 은은 비싸지만 은나노를 이용하면 적은 양으로도 충분한 효과를 낼 수 있어 제작 단가를 낮춰 대중적으로 사용이 가능해 졌다. 이 뿐만이 아니라 화장품에도 이미 많이 쓰이고 있다. 자외선을 막기 위한 선크림에도 나노기술을 적용한다. 선크림에는 산화티타늄이나 산화아연 등의 무기물을 넣어 만드는데, 이 물질들은 일정 이하의 파장을 갖는 빛은 모두 흡수해 하얀 막이 생기지 않는다. 즉 무기물을 100나노미터 이하로 만들면 빛의 산란이 적어 투명하게 보이는 것이다. 이밖에도 나노미터 크기의 이산화규소 결정을 분산시킨 나노복합소재를 사용한 테니스 라켓, 탄소나노튜브를 탄소섬유에 혼합해 가벼우면서도 강한 골프채, 야구방망이 등의 스포츠용품에도 나노기술이 사용되고 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]   오늘(7일) 김대중 전 대통령에 이어 한국인 두 번째 노벨상 수상자가 나올지 주목된다. 오늘 노벨 화학상 수상자가 발표되는데 현택환 서울대 석좌교수가 화학상 부문 유력 후보로 거론되고 있다. 현재까지 유일무이의 한국인 노벨상 수상자는 김 전 대통령이다. 그는 지난 2000년 12월 한국인 최초로 노벨평화상을 수상했다. 노벨 화학상 수상 후보자로 거론되는 현 교수는 20년 넘게 나노과학 분야를 연구해온 세계적 석학이다. 그는 국제 과학계에서 주목받고 있는 인물이다. 현 교수는 지난 2012년 기초과학연구원(IBS)에 합류해 국내 나노입자 연구단을 이끌고 있다. 올해는 네이처와 사이언스 등 주요 학술지에 우수한 연구성과들을 연달아 발표했다. 현 교수의 대표적인 성과는 나노결정(Nano Crystals) 합성 연구다. 그는 모운지 바웬디 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수를 비롯한 크리스토퍼 머리 펜실베이니아대 교수와 함께 물리학, 생물학, 의학 시스템 등 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있는 나노결정 합성 연구를 협업했다. 현 교수는 완전히 새로운 접근으로 원하는 크기의 균일한 나노입자를 만들어낼 방법을 만들어냈다. 기존 방식으로 나노물질을 합성하면 입자의 크기가 저마다 다르게 생산돼 필요한 크기의 입자만 골라 사용해야 했다. 하지만 현 교수는 다양한 시도로 실온에서 서서히 가열하는 승온법으로 균일한 나노입자 합성에 성공했다. 이 연구는 2001년 미국화학회지(JACS)에 게재됐다. 현재까지 1660회나 인용됐다. 아울러 현 교수는 승온법의 산업적 응용을 위한 원천기술도 개발했다. 균일한 나노입자의 대량 합성 방법을 개발하여 2004년 12월 ‘네이처 머터리얼스(Nature Materials·3000회 인용)’에 발표했다. 한편, 노벨위원회에 따르면 2020년 노벨상 수상자 발표는 지난 5일(한국시간)부터 시작됐고 오는 12일까지 스웨덴 스톡홀름과 솔나, 노르웨이 오슬로 등지에서 이어진다. ck7024@fnnews.com 홍창기 기자

[파이낸셜뉴스] 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 단장인 현택환 서울대 석좌교수가 올해 노벨상 수상 유력 후보에 올랐다. 크기가 균일한 나노입자를 대량 합성할 수 있는 '승온법' 개발로 나노입자의 응용성을 확대한 공로다. 2004년에 발표한 합성법은 현재 전 세계 실험실뿐만 아니라 화학 공장에서도 표준 나노입자 합성법으로 널리 쓰이고 있다. 글로벌 정보서비스 기업 '클래리베이트 애널리틱스'는 23일 물리, 화학, 생리의학, 경제학 분야에서 노벨상 수상이 유력한 전 세계 연구자 24명을 선정해 발표했다. 현택환 교수는 이날 "서울대 교수로 임용될 당시 미국 박사과정에서 연구해왔던 분야가 아닌 새로운 분야에 도전해보자는 결심을 했고, 그 당시에 떠오르던 나노과학 분야 연구에 뛰어들게 됐다"고 말했다. 연구 논문의 피인용 빈도가 상위 0.01% 이내이며 해당 분야에 혁신적 공헌을 해 온 연구자들이 매년 선정된다. 2002년부터 2019년까지 선정된 연구자 중 54명이 실제로 노벨상을 받았으며, 이중 29명은 2년 내 노벨상을 수상했다. 한국인이 명단에 이름을 올린 건 이번이 세 번째다. 현 교수는 20년 넘게 나노과학 분야를 연구해온 세계적 석학이다. 지금까지 발표한 400편 이상의 선도적인 논문들은 관련 연구자들에게 귀감이 되고 있다. 그중 7편의 논문은 1000회 이상 인용됐다. 화학 분야에서 1000회 이상 인용된 논문의 수는 전체 논문의 약 0.025%에 불과하다. 이번 선정에는 '나노입자를 균일하게 합성할 수 있는 표준 합성법 개발' 관련 성과가 중요한 근거가 됐다. 그는 완전히 새로운 접근으로 원하는 크기의 균일한 나노입자를 만들어낼 방법을 고안해냈다. 기존 방식으로 나노물질을 합성하면, 입자의 크기가 저마다 다르게 생산돼 필요한 크기의 입자만 골라 사용해야 했다. 현 교수는 다양한 시도 끝에 실온에서 서서히 가열하는 승온법으로 바로 균일한 나노입자 합성에 성공했다. 이 연구는 2001년 미국화학회지(JACS)에 게재됐으며, 현재까지 1660회 인용됐다. 이후 균일한 나노입자의 대량 합성 방법을 개발해 2004년 12월 '네이처 머터리얼스(3000회 인용)'에 발표했다. 현 교수는 2012년 기초과학연구원(IBS)에 합류해 나노입자 연구단을 이끌고 있다. 특히, 올해는 그의 연구 인생에 있어 '기적의 해'로 평가될 만큼 네이처와 사이언스 등 주요 학술지에 우수한 연구성과들을 연달아 발표하며 국제 과학계에서 다시금 주목받고 있다. 현 교수는 "묵묵히 함께 연구를 해 온 제자들과 공동연구를 수행했던 동료과학자들의 도움, 그리고 장기간 한 분야에서 꾸준히 연구할 수 있었던 상황 덕분에 이 같은 영예를 얻을 수 있었다"며 "연구자를 믿고 중장기적 관점에서 지원해준 과학기술정보통신부, 서울대, 기초과학연구원에 진심으로 감사한다"고 말했다. 한편, IBS 소속으로는 현택환 단장을 포함해 지금까지 세 명의 연구자가 노벨상 수상 유력 후보로 선정됐다. 2014년 유룡 IBS 나노물질 및 화학반응 연구단장(KAIST 교수)은 기능성 메조다공성물질 설계 관련 연구로, 2018년 로드니 루오프 IBS 다차원 탄소재료 연구단장(UNIST 교수)은 탄소 소재 기반 슈퍼커패시터 연구로 명단에 이름을 올렸다. monarch@fnnews.com 김만기 기자