나노결정의 아름다움과 쓰임새

화석연료 사용하지 않고 태양전지ㆍ커패시터 등 에너지 저장 물질 개발 인류 생존에 필수적 기술

인간의 삶은 환경의 영향을 받는 생물체이다. 화석연료의 무분별한 사용으로 인하여 온실기체인 이산화탄소의 대기 중 농도가 지속적으로 증가하고 있으며 지구온난화는 가속되고 있다. 슈퍼태풍, 가뭄과 같은 이상기후의 발생이 과거보다 훨씬 잦으며 북극 빙하가 높아짐으로 인하여 해수면이 높아지고 있어 머지않은 미래에 저지대가 모두 침수될 것이라는 부정적인 미래상이 그려지고 있는 실정이다. 또한 의료기술의 발달로 인해 인류의 기대수명은 더욱 길어지고 있다. 지금 태어나는 아이들의 경우 생을 마감하기 전에 암에 걸릴 확률이 50%에 육박하게 될 것이라는 전망이 나오고 있다. 비단 암 뿐만이 아니라 관절병, 치매와 같은 고령에 자연스레 따라오는 질병에 인류가 노출될 가능성은 점점 높아지고 있다. 더 이상 인류의 미래는 장밋빛이지 않다. 살기 힘든, 숨쉬기 힘든 환경에서 오래 동안 고통 받으며 살아가게 될 지도 모른다는 것이다.

그러므로 화석연료의 사용을 하지 않고도 에너지를 발생시킬 수 있는 태양 전지 기술, 태양광을 이용한 물 분해 기술, 이로 인해 얻어지는 수소를 이용한 수소 연료전지 기술, 배터리나 커패시터 같은 에너지 저장 물질의 개발은 인류의 생존을 위해서 필수적인 기술이다. 또한 질병에서 보다 자유롭게 삶을 살다 마감하게 해 주는 의료기술 또한 절실히 요구된다.

●강연내용

본 강연에서는 나노입자를 이용한 에너지 전환 기술과 암을 조기에 발견 치료할 수 있는 소위 ‘나노테라노시스’ 기술에 대해 소개를 하고자 한다. 나노미터의 크기가 얼마나 작은지에 대한 기초적인 소개를 필두로 원자들이 쌓여 만들어진 아주 작은 나노입자들이 가질 수 있는 대칭성과 아름다움에 대해 이야기 할 것이다. 과학은 기본적으로 자연의 아름다움과 질서를 찾는 학문이다. 대칭성과 아름다움을 지닌 나노입자의 연구는 이러한 과학본연의 모습에 부합하는 것이라 할 수 있다. 또한 이러한 나노입자들의 연료전지 촉매 및 나노테라노시스 물질로서의 쓰임새에 대하여 간단히 소개할 것이다.

●연구팀 및 연구 소개

고려대 화학과 이광렬 교수 연구팀은 ‘나노결정의 성장에 대한 근원적인 이해를 통한 새로운 나노물질 개발 및 이를 이용한 에너지 전환/진단ㆍ치료 응용’ 연구를 수행하고 있다. 이러한 연구의 결과로 현재 상용화에 임박한 금속 산화물 나노입자 대량 생산 기술과 세계 최고 수준의 연료 전지 전극용 나노합금 촉매 기술을 확보하였으며 의료용 나노소재의 임상적용연구를 상당한 수준까지 진척시켰다.

인류가 보다 나은 환경에서 고통 없는 삶을 누리기 위해서 높은 효율로 연료로부터 전기를 생산하는 연료전지 기술과 암을 조기에 진단하고 치료하는 기술을 확보하는 것이 꼭 필요하다.

이를 위해 이광렬 교수 연구팀은 원자의 위치가 제어된 아주 작고 예쁜 나노입자를 만들고 이들을 연료전지 촉매로 이용하든지 약물을 담고 암에 전달할 수 있는 작은 배로 이용하는 연구를 진행하고 있다. 현재 이와 같은 연구를 더욱 심화시켜 두 가지 이상의 원소가 섞인 합금 나노입자의 성장 제어 연구와 이들을 이용한 에너지 전환, 에너지 저장 연구에 가속도를 붙이고 있다.

*위 내용은 4월10일 금요일 오후 7시 광주 교육과학연구원 3층 303호(동구 운림동)에서 개최되는 ‘금요일에 과학터치’ 본 강연 내용이다. 다음 강연은 4월17일 고려대 김형중 교수가 ‘데이터 하이딩기술(정보은닉)’라는 주제로 진행한다.

전남일보

[출처] - https://jnilbo.com/2015/04/09/20150409000000466597629/