NANO TECHNOLOGY

작년 연말, 학술 논문 데이터 분석업체인 클래리베이트 애널리틱스 (Clarivate Analytics)가 현택환 교수를 노벨화학상 후보로 선정하면서 큰 주목을 받았습니다. 현택환 교수는 나노입자를 대량 합성할 수 있는 ‘승온법 (heat-up process)’을 개발하여 나노입자의 응용성을 확대한 공로로 노벨상 후보로 선정되었습니다. 현택환 교수는 기초과학연구원 (IBS) 나노입자연구단장을 맡고 있기도 하며 나노입자 분야의 석학으로 널리 알려져 있습니다.

( 탄소나노튜브 )

나노기술 (nano-technology)은 원자, 분자와 같은 작은 크기의 단위에서 물질을 합성하고 제어하는 기술입니다. 나노기술이 중요한 이유는 IT (Information Technology), BT (Bio Technology), ET (Environment Technology) 등 다양한 분야에서 응용되는 ‘도우미 기술’이기 때문입니다.

나노입자 기술에서는 나노입자를 균일하게 대량 합성하는 것이 중요합니다. 현택환 교수는 승온법으로 균일한 나노입자를 대량으로 합성하는 방법을 소개하여 학계에서 큰 주목을 받았습니다. 기존의 나노물질 합성 방식은 합성된 입자의 크기가 저마다 다르게 생산되어 필요한 크기의 입자만 골라 사용해야 하는 어려움이 존재하였습니다. 그러나 현택환 교수가 개발한 승온법은 실온에서 서서히 가열하는 방법으로 균일한 나노입자를 합성할 수 있습니다. 이 연구는 2001년 미국화학회지 (JACS)에서 발표되었으며, 현재까지 1,600회 이상 인용되었습니다. 또한 승온법의 산업적 응용을 위하여 균일한 나노입자를 대량으로 합성하는 방법을 개발하여 2004년 ‘네이처 머터리얼스 (Nature Materials‧3000회 인용)’에 발표했습니다. 승온법은 현재 전 세계에서 표준 나노입자 합성법으로 널리 쓰이고 있다고 합니다.

우리가 보는 QLED TV나 노트북 화면은 양자점을 균일하게 대량으로 합성해 만든 결과물으로 현택환 교수는 균일한 나노입자를 합성하는 방법을 산업현장에 활용하여 얻은 가장 큰 성과물로 삼성의 ‘OLED TV’를 꼽았다고 합니다.

(‘ 네이처 ’ 1 월 16 일자 표지 , http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/963354.html#csidx472604d4901243eb7a79a991328df0d)

현택환 교수는 작년 초 버클리캘리포니아대 (UC Berkely) 연구진과 함께 결정이 규칙적으로 배열되어 성능이 향상된 나노 다결정 소재를 합성한 성과를 국제 학술지 `네이처' 1월16일자 표지논문으로 발표하기도 했습니다. 다결정 소재란 수많은 작은 알갱이들이 엉겨 붙은 것으로, 저렴하고 쉽게 만들 수 있어 태양전지의 원료인 폴리실리콘, 배터리의 흑연 전극 등에 많이 사용됩니다.

나노연구는 산업현장뿐만 아니라 진단과 치료 부문에서도 응용기술로 빠르게 발전하고 있습니다. 연구개발 중인 산화철 나노입자를 이용한 고해상도 자기공명영상(MRI) 조영제는 가돌리늄으로 만들어진 기존의 조영제에 비하여 독성이 낮고 조영효과는 높은 것으로 나타나 이에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 또한 우리 몸의 효소와 비슷하게 행동하는 세리아 나노입자를 발견하여 연구가 진행되고 있으며, 세리아 나노입자는 뇌졸중, 파킨슨병, 패혈증 등의 치료에 큰 효과가 있을 것으로 기대되고 있습니다.

 

 

참고자료

Hyeon, T. et al. Synthesis of Highly Crystalline and Monodisperse Maghemite Nanocrystallites without a Size-Selection Process. J. Am. Chem. Soc. 12798-12801 (2001). DOI: 10.1021/ja016812s

Park, J., An, K., Hwang, Y. et al. Ultra-large-scale syntheses of monodisperse nanocrystals. Nature Mater 3, 891–895 (2004). https://doi.org/10.1038/nmat1251

IBS 뉴스센터, < 나노과학의 대가, 세계 최고를 꿈꾼다 - IBS 나노입자 연구단 현택환 연구단장 ->, https://www.ibs.re.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000737/selectBoardArticle.do?nttId=13143&pageIndex=1&mno=sitemap_02&searchCnd=&searchWrd=

곽노필 기자, <현택환 서울대 교수, 올해 ‘노벨화학상 유력 후보’에 올라>, http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/963354.html#csidx472604d4901243eb7a79a991328df0d

김은영 기자, <현택환 단장이 바라본 나노기술의 현재와 미래>, https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ed%95%9c-%eb%aa%85%ec%9d%98-%ec%b2%9c%ec%9e%ac%ea%b0%80-%eb%a7%8c%eb%93%9c%eb%8a%94-%ea%b3%bc%ed%95%99-%eb%aa%a8%eb%91%90%ec%9d%98-%ea%b3%bc%ed%95%99-%ed%95%84%ec%9a%94/

편집부 기자, <현택환 서울대 석좌교수, 2020 노벨상 수상 유력 후보 선정>, https://www.mdon.co.kr/mobile/article.html?no=29772