미세한 과학계에 우뚝 선 큰 거인, 인간 삶의 진보를 향한 발걸음
미세한 과학계에 우뚝 선 큰 거인, 인간 삶의 진보를 향한 발걸음
  • 윤근호 기자
  • 승인 2020.02.25 09:41
  • 댓글 0
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한양대학교 신소재공학부 최선진 교수

누구나 미디어를 통해 한 번쯤 ‘나노 기술’이라는 말을 들어 본 적이 있을 것이다. 하지만 과학 분야의 문외한이라면 ‘나노기술’이 무엇을 의미하는지 또 우리 삶에 어떠한 영향을 미치는지 정확하게 알지 못하는 경우가 보통일 것이다. ‘나노’라는 말은 그리스어로 난쟁이라는 뜻의 나노스(nanos)에서 유래했다고 한다. 즉 아주 작다는 것을 의미하는 말이다. 나노는 기초과학 분야에서는 흔히 등장하는 단어이지만 범인(凡人)의 입장에서는 미세한 세상에서 벌어지는 과학 현상들이 어렵게만 느껴진다. 이러한 미세한 미지의 영역을 심화 탐구하여 인류의 삶의 발전에 큰 기여를 하고 있는 한양대학교 신소재공학부 최선진 교수를 만났다. 해당 분야의 선두주자인 최 교수는 나노 소재를 활용한 화학센서 개발에 대한 내용을 발표하고, 다양한 나노기술의 개발 동향 및 응용 분야에 몰두해 왔다. 이 젊은 학자는 첨단 신소재 분야 학자로서 누구보다도 뚜렷한 연구 업적을 남겨 세상을 놀라게 하고 있다.

한양대학교 최선진 교수 Ⓒ윤근호 기자
한양대학교 최선진 교수 Ⓒ윤근호 기자

 

인류의 건강을 지키는 스마트한 보배, 나노 화학센서 개발


최선진 교수는 화학센서 분야 중에서도 특히 건강을 모니터링 하거나 질병을 진단할 수 있는 센서 플랫폼을 개발하고 있다. 예를들어 사람의 호흡에서 나타나는 미량의 화학가스 성분을 정확도 높게 감지함으로써 건강상태를 파악하고, 질병을 진단해 낸다. 최 교수의 센서 개발의 의의(意義)는 단순한 센서 기능을 위한 기기 개발이 목적이 아니라 사용자가 이 기술을 간편하게 활용하여 실제 신호를 모니터링 할 수 있는데에 큰 의미가 있다. 이와 더불어, 그는 유연한 기판을 활용한 플렉시블(flexible:유연한) 화학센서 및 웨어러블(wearable:착용할 수 있는) 화학센서를 개발하여 유해 환경가스 모니터링 분야에 적용하고 있다. 최근 연구 성과로 언론에 발표된 휴대형 음이온 센서는 용액 성분 속에 포함된 다양한 음이온 성분을 감지하여 건강을 모니터링하거나 박테리아 세포의 성장을 제어하는 바이오 센서 분야에 활용하기 위한 연구이다. 
“음이온 센서 기술의 핵심은 특정 음이온과 화학적으로 상호작용할 수 있는 ‘리셉터(receptor)’ 분자를 활용하여 전기적인 신호로 변환해 내는 것입니다. 여기서 리셉터 분자는 음이온 성분과 선택적으로 결합할 수 있는 화학 분자를 말합니다. 이러한 리셉터 분자를 전기 전도도가 우수한 탄소나노튜브 표면에 기능화시킴으로써 음이온과 리셉터간의 화학적인 상호작용을 전기적인 신호로 변환하는데 성공하였습니다. 우리가 눈으로는 볼 수 없는 음이온과 리셉터간의 화학적인 상호작용을 눈으로 볼 수 있는 전기 신호로 바꾸어주는 센서로 개발한 것이 기술의 핵심입니다.”
최 교수의 명쾌한 설명으로 그의 연구가 우리 삶에 얼마나 큰 도움을 주는 것인지 느낄 수 있었다. 최 교수팀은 그간의 연구 성과를 결집해, 합성 인슐린 생산의 효율을 높이고 질병 진단에 활용할 수 있는 ‘휴대형 음이온 센서’ 개발에 성공했다. 해당 기술이 상용화되면 체내의 다양한 음이온 농도를 체크해 건강상태를 스마트폰으로 실시간 확인할 수 있게 된다.

 

인류에 공헌하는 그의 선택, 굳건한 사명의 길


최선진 교수는 IoT 기반의 화학 센서는 앞으로도 중요성이 더욱 더해질 것으로 전망하고 있다. 우리가 지니고 다니는 스마트폰이 실제로는 많은 역할을 수행하고 있는데 이러한 센서 기술을 꾸준히 개발하여 사용자가 더 많은 기능을 활용할 수 있도록 연구에 매진할 생각이다. 
  “휴대형 음이온 센서의 개발을 시작으로 다양한 이온을 감지하는 휴대형 이온센서 플랫폼 개발도 꾸준히 이루어 나갈 계획입니다. 제가 개발한 음이온 센서의 핵심기술은 리셉터를 디자인하고 개발하는 것입니다. 리셉터의 구조에 따라서 감지할 수 있는 음이온의 종류도 달라집니다. 즉, 선택적으로 특정 음이온을 감지하는 기술을 말합니다. 따라서 다양한 음이온을 선택적으로 감지하기 위해서는 고유의 구조 및 특성을 가지는 리셉터를 개발하여야 합니다. 이와 더불어 양이온을 감지할 수 있는 센서 플랫폼도 개발하고자 합니다. 물속에 포함된 중금속 이온들이 양의 전하를 띄는 대표적인 양이온들입니다. 수질을 평가하여 마실 수 있는지 없는지를 판단하기 위해서는 양이온도 함께 감지가 이루어져야 합니다.”
  최 교수는 많은 사람들이 과학과 공학의 혜택을 받으며 살아가는 건강한 세상을 만드는데 기여하고자 한다. 그는 환경에 대한 이슈가 점차적으로 커지고, 질병을 치료하기에 앞서 조기에 진단하는 것이 더욱 중요해지고 있는 만큼 환경과 건강분야에 응용될 수 있는 센서 플랫폼을 개발하는 연구를 꾸준히 수행하고자 한다.   

 

교육자로서 세상을 이끌 인재양성, 연구자로서 우리나라 센서 기술의 세계화를 꿈꾸다


“저는 박사학위 지도교수님이신 한국과학기술원 신소재공학과의 김일두 교수님의 영향을 많이 받았으며, 교수의 길을 걷는데 가장 큰 동기부여를 주셨습니다. 삶의 올바른 가치관을 형성하고, 비전을 가지고 꿈을 향해 꾸준히 나아가고, 긍정적인 눈으로 세상을 바라보도록 교육자로서 후학들을 이끌어 주는 것이 제 목표입니다.” 그는 또한, “화학센서 소재 개발에 있어서는 원천기술이 매우 중요합니다. 그래서 앞으로 연구를 통해 개발한 기술의 지적 재산권 확보에도 심혈을 기울일 계획입니다. 이 분야의 선구 역할을 하는 일본 기업을 뛰어넘어 센서 소재 고유의 화학적 특성을 원론적으로 이해하고 원천 특허를 확보하여 우리나라 센서기술의 세계적인 경쟁력을 확보하는데 일조하고 싶은 마음입니다.”
결의에 찬 젊은 학자의 단호한 목표를 들으며 그의 학자적 풍모 외에 인간사랑과 나라사랑의 속 깊은 뜻도 느낄 수 있었다. 


윤근호 기자  ygh@monthlypeople.com
 


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