현대 사회의 급속한 변화에 따라 환경∙에너지∙바이오 각 분야는 기후 변화를 비롯해 새로운 문제에 당면했다. 새로운 소재의 개발을 통해 인류가 당면한 문제에 대응하고자 활발한 연구를 이어 나가고 있는 화학과 손성욱 교수의 응용유기금속 연구실을 취재했다.

◎ 연구실 소개 부탁드립니다.

우리 연구실은 화학과에 있는 응용유기금속 연구실입니다. 화학 물질은 유기물과 무기물로 나눌 수 있는데 본 연구실에서는 유기물과 무기물을 동시에 다루는 유기금속 화학을 연구하고 있습니다. 본 연구실은 새로운 소재를 합성 개발하는 전형적인 합성 연구실입니다. 인류가 환경∙에너지∙바이오 분야에 당면한 문제에 대한 해결책이 될 수 있는 소재를 개발합니다.  

◎ 대표적인 연구 활동을 소개해주세요.

연구실에서는 크게 3가지의 목표에 대한 응용연구를 진행하고 있습니다.

첫째, 인류가 당면하고 있는 기후 변화에 대응하고자 ‘탄소 중립기술’에 대해 연구하고 있습니다. 일상 생활에 사용하고 있는 옷과 물건들은 대부분 석유를 원료로 사용하여 만든 것들입니다. 사회가 현대화됨에 따라 석유의 사용량이 많아지게 되고 탄소의 불균형이 지구의 환경 변화를 만들고 있습니다. 현재는 기후 변화에 대응하기 위해 석유를 대체하여 옷과 물건들을 만들 수 있는 탄소원이 필요한 시대가 되었습니다. 이에 이산화탄소 혹은 이산화탄소의 자연 변환 물질인 바이오매스를 활용하여 플라스틱을 만드는 연구를 하고 있습니다. 이를 위해 친환경 화학전환에 핵심적인 신규 촉매 기술을 개발하고 있습니다.

둘째로 다가오는 전기자동차의 시대를 위해 ‘에너지 소재’에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 성능 좋은 배터리를 제작하기 위해서 전극 소재와 전극, 전해질과 멤브레인이 필요합니다. 본 연구실에서는 균일하고 아름다운 나노 구조 전극 소재를 합성하여 고용량 배터리를 개발하고 있습니다. 또한 유연성 배터리 구현을 위해서 유연성 전극을 개발하고 있습니다. 배터리의 상용화를 위해 가장 중요한 안정성을 확보하기 위해 신규 전해질 물질 및 멤브레인을 개발하고 있습니다.

셋째로 약의 효과적인 사용을 위한 ‘약물 전달체’에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 백신 기술에서 RNA의 불안정성을 개선하고 효과적인 생체 전달을 위해서 약물 전달 물질이 핵심입니다. 일반적인 약물의 경우에도 효과적인 사용을 위해서는 약물이 천천히 지속적으로 방출되는 것이 유리하며 생체 내 필요한 곳에서 원하는 시점에 방출되는 것 역시 중요합니다. 또한 다양한 치료 전략을 수행하며 감지 기능성을 가지는 약물 전달체가 필요합니다. 본 연구실에서는 이를 위해 나노 다공성 구조를 가지는 약물 전달체를 개발하고 있습니다.

▲ 탄소 중립 할로우 다공성 촉매

◎ 하나의 연구를 진행하는 과정은 어떻게 되나요?

본 연구실은 신규 기능성 소재에 대한 합성 연구실입니다. 환경∙에너지∙바이오 분야에 문제점을 파악하고 이를 해결할 신규 소재를 설계합니다. 설계된 신규 소재의 합성법을 고안하고 균일하고 아름다운 형상과 크기를 가지는 기능성 소재를 합성합니다. 신규 소재의 화학적 구조 및 물리적 특성을 규명하고 환경∙에너지∙바이오 분야에 문제점을 해결하는 응용 연구를 진행합니다.

◎ 연구실의 자랑거리가 있다면 무엇인가요? 연구실 자랑 부탁드립니다.

연구실의 자랑거리는 전문성과 연구 능력이라고 할 수 있겠습니다. 본 연구실을 졸업하게 되면 높은 수준의 유기-무기 소재에 대한 합성 능력을 가지게 되며 환경∙에너지∙바이오 분야의 목표에 대한 기능성 소재를 개발한 전문성을 가지게 됩니다. 둘째, 사회∙경제적으로 당면한 문제에 대한 응용연구를 지향함으로써 사회∙경제적으로 필요한 전문가가 되어 대학 및 기업과 연구소에서 활약하게 됩니다. 셋째, 상대적으로 연구결과를 쉽게 얻을 수 있으며 화목한 연구실 분위기를 가지고 있습니다. 넷째, 열심히 연구하는 만큼 운동, 문화생활 및 여행을 정기적으로 즐기고 있습니다.  

◎ 응용유기금속 연구실에 들어가기 위해 필요한 자격이나 능력이 있나요? 어떤 학생이 연구실에 오면 좋을까요?

새로운 소재 합성을 즐길 수 있는 마음이 있으면 좋겠습니다. 물론 영화나 여행을 즐기는 것과는 다른 의미이겠지만 프로로서 수행해야 하는 연구 활동을 어느 정도 즐기는 마음이 있으면 좋겠습니다.  사회적으로 환경∙에너지∙바이오 분야에 당면한 문제에 관심을 가지고 이를 해결하기 위해 전문가로 활동할 뜻이 있는 학생이면 좋습니다.

◎ 연구원을 꿈꾸는 학생들에게 한마디 부탁드립니다.

연구원은 수많은 직업 중 하나의 전문직입니다. 연구원의 특징은 아직 알려지지 않은 것을 최초로 개발 연구를 진행한다는 점이며 자연법칙을 상대하면서 살아가게 됩니다. 이 과정에서 지적 호기심 면에 많은 것을 깨닫게 되어 흥미로운 면이 있습니다. 유명세가 연구의 원동력인 경우도 과거∙현재 과학자들 중에 흔히 볼 수 있습니다. 절대적 관점에서 한 명의 과학자가 할 수 있는 일이 제한적임을 고려하면 유명세는 그리 큰 의미가 없을 수도 있겠습니다. 알려지지 않은 것을 최초로 발견∙개발하는 일은 분명 쉬운 일은 아니지만 충분히 흥미로운 좋은 직업이라고 생각합니다. 이런 마음으로 연구원이 되고자 하는 학생들을 환영하며 응원합니다.

연구실 홈페이지: https://swb.skku.edu/sson/Home/Home.do