화학과

UNIST 화학과 김도현 박사가 24일 정부세종컨벤션센터에서 ‘2025 대한민국 인재상(부총리 겸 교육부장관상)’을 수상했다. 김 박사는 2014년 UNIST 학부 입학 이후 올해 8월 박사학위 취득까지 11년 동안 질병 치료와 노화 대응을 겨냥한 화학 연구에서 성과를 잇달아 냈다. 학부부터 박사과정까지 한 기관에서 연구를 지속하며, 기초 연구를 논문·특허·기술이전으로 연결한 점이 높은 평가를 받았다. 대한민국 인재상은 교육부가 주최하고 한국장학재단이 주관하는 상으로, 창의성과 실천력을 바탕으로 사회 발전에 기여할 가능성을 지닌 청년 인재를 선발한다. 김 박사가 연구자의 길을 택한 배경에는 개인적 경험이 있었다. 거동이 불편한 아버지를 도우면서 질병 문제 해결의 필요성을 절감했고, 과학을 통해 해답을 찾겠다는 목표로 UNIST 석·박사 통합과정을 선택했다. 연구 과정에서 김 박사는 유자형 교수와 함께 기존 틀을 넘는 접근법을 시도했다. 스스로 가설을 세우고 실험으로 이를 검증하는 연구 방식을 반복하며 결과를 도출했고, 이러한 연구 성과가 이번 수상의 근거가 됐다고 밝혔다. 세계적 학술지에서는 그의 연구 결과물을 주목했다. 김 박사는 암세포 사멸을 유도하는 화합물 개발 연구를 ‘미국화학회 골드지(JACS Au)’와 ‘나노 레터(Nano Letters)’ 에 게재했고, 노화세포 제거를 목표로 한 초분자 펩타이드 연구를 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’에 발표했다. 암세포 단백질 ‘PD-L1’을 분해하는 펩타이드 개발 논문은 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 실렸다. 김 박사는 2021년부터 5년간 SCI급 국제학술지에 1저자 논문 5편을 게재했으며, 공동저자 논문도 8편을 냈다. 특허는 8건을 출원해 1건을 등록했고, 연구 성과를 산업으로 연결하는 기술이전도 1건 성사시켰다. 학술대회에서도 성과를 쌓아왔다. 대한화학회 유기분과 우수 구두발표상을 2023년부터 3년 연속 수상했고, 2024년 대한화학회 우수 포스터상, 2023년 한국고분자학회 최우수 구두발표상을 받았다. 2025년에는 생체재료학회 우수학생연구자상, 대한화학회 우수 박사학위논문상과 KCS-ACS 대학원생·박사후연구원 학술상을 동시 수상했다. 김도현 박사가 ‘2025 대한민국 인재상’ 시상식에서 상을 받고 기념촬영을 하고 있다. 김 박사는 “많은 도움 속에서 연구를 이어올 수 있었던 만큼, 성과를 사회에 환원하는 연구자로 책임을 다하겠다”며 “대한민국 인재상의 의미를 마음에 새기고 연구 현장에서 답을 만들어가겠다”고 말했다. 한편, 김 박사는 학창 시절 MBC장학생과 삼성꿈장학생으로 선발됐다. 대학에서 UNIST 장학금과 경동장학금 지원을 받았고, 대학원 과정에서는 아산사회복지재단 도움으로 학업을 이어갔다.

* 본 연구 성과 보도자료는 KAIST 주관으로 작성되었습니다.(바로가기) 진단이 어렵고 치료가 까다로워 ‘암 중의 암’으로 불리는 췌장암은 5년 생존율이 10%대에 불과한 대표적 난치암이다. 이런 가운데 한국 연구진이 췌장을 감싸 빛으로 암세포를 제거하는 새로운 초소형 LED 장치를 개발해 췌장암 치료에 성공했다. KAIST는 신소재공학과 이건재 교수 연구팀이 UNIST 권태혁 교수 연구팀과 공동 연구를 통해, 췌장 전체를 둘러싸며 빛을 직접 전달하는 ‘3차원 마이크로 LED’ 장치 개발에 성공했다고 11일 밝혔다. 췌장암은 2기부터 종양 주변에 단단한 방어막(종양 미세환경)이 생겨 수술이 어렵고, 항암제·면역세포도 침투하기 힘들어 치료 성공률이 극히 낮다. 최근 이를 극복할 대안으로 광역동치료(Photodynamic Therapy)가 주목되고 있다. 암세포에만 붙는 약물(광감각제)에 빛을 쏘아 암 조직을 파괴하는 방식이다. 그러나 기존 레이저로는 췌장처럼 깊은 장기까지 빛을 전달하기 어려웠고, 강한 빛은 정상 조직을 손상시키는 문제가 있었다. [연구그림] 빛을 이용한 췌장암 치료 개요 연구팀은 이 한계를 해결하기 위해 문어 다리처럼 자유롭게 휘어지고 췌장 표면에 밀착되는 3차원 마이크로 LED 장치를 고안했다. 이 장치는 췌장 모양에 맞춰 스스로 감싸며 약한 빛을 오래·고르게 전달해 정상 조직은 보호하고 암세포만 정밀하게 제거한다. 실제 살아있는 쥐에 적용한 결과, 3일 만에 종양 섬유조직이 64% 감소했고, 손상됐던 췌장 조직이 정상 구조로 회복되는 효과가 확인됐다. UNIST 권태혁 교수는 “이번 연구는 기존 광치료의 ‘깊은 조직 전달’ 한계를 뛰어넘었다”며 “난치암을 대상으로 한 면역 기반 치료 전략 확장에 중요한 발판이 될 것”이라고 말했다. KAIST 이건재 교수는 “췌장암 치료의 가장 큰 장벽인 종양 미세환경을 직접 제거하는 새로운 광치료 패러다임을 제시했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “연구팀은 본 기술의 완성도는 확인하였고 AI 기반으로 췌장암 종양 상태를 실시간 분석해 맞춤형 치료가 가능한 플랫폼으로 발전시키고 임상 적용을 위한 파트너를 찾아 상용화하고 싶다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 메터리얼즈(Advanced Materials)’ 12월 10일 자 표지논문으로 게재되었다.

과학기술정보통신부가 2026 AI Co-Scientist Challenge Korea 참가팀을 모집한다. 과학기술 연구에 AI를 효율적으로 활용할 수 있는 방법을 모색하고 더 나아가 연구동료로서 AI의 가능성과 한계를 탐색하기 위한 시도다. 이번 대회는 국내‧외 기업, 연구자, 학생 누구나 참여할 수 있으며, 상용 AI를 활용한 연구결과를 겨루는 Track 1, 직접 연구 도우미 AI 에이전트를 개발하는 Track2로 나눠 진행된다. Track1 참가자들은 상용 LLM이나 AI 에이전트를 활용해 바이오, 반도체 등 7대 분야의 지정주제 또는 자유 주제로 연구를 진행하고, 논문 형태의 연구보고서를 제출하면 된다. 이 때 AI 활용보고서(URL, 로그, 체크리스트 등 포함)와 활용 데이터 목록도 함께 제출해야 한다. Track1 부분은 총 6점의 수상작을 선발할 계획이며, 대상인 과학기술정보통신부장관상 수상자에는 500만원의 상금이 주어진다. Track2 부분의 사전 심사를 통과한 10개 팀에게 AI 모델 개발에 필요한 GPU, API 이용 비용 등을 제공한다. 총 10점의 수상작을 선발할 계획이다. Track2 대상팀은 500만원의 상금 뿐만 아니라 향후 연간 5억 원 규모의 ‘딥사이언스 창업 활성화 지원’(최대 3+2년, 기업) 또는 ‘공공연구성과 실증 시범사업’(2년, 연구자) 등 대형 후속 사업화 과제와 연계되는 특전이 주어진다. Track1은 이달 10일부터 내년 1월 31일까지, Track2의 사전 제안서는 내년 1월 2일까지 대회 공식 누리집(https://aifactory.space/page/ask2026)을 통해 온라인으로 접수하면 된다. 문의는 대회공식 누리집을 통해서 가능한다.

화학과가 지난달 26일에 열린 2025년 에쓰-오일 과학문화재단 시상식에서 차세대과학자상과 우수학위논문상을 동시에 거머쥐었다. UNIST 기초과학 연구와 수소에너지 분야에서 쌓은 축적된 성과가 이번 수상으로 인정받은 것이다. <초고밀도 물리흡착·양자 기반 동위원소 분리 메커니즘 제시한 오현철 교수> 오 교수는 ‘제7회 에쓰-오일 차세대과학자상’ 화학 부문 수상자로 이름을 올렸다. 이 상은 한국과학기술한림원이 에쓰-오일과학문화재단의 후원을 받아 젊은 과학자를 발굴하는 권위 있는 상으로, 만 45세 이하 국내 연구자 가운데 최근 10년 연구 성과를 종합 평가해 선정한다. 기초과학·공학 6개 분야에서 한 명씩만 뽑히는 만큼 경쟁도 치열하다. 그는 나노다공성 고체 내부에 수소 분자를 극도로 높은 밀도로 채우는 물리흡착 기반 기술을 개발해 왔다. 특히 지난해 ‘네이처 케미스트리(Nature Chemistry)’에 발표한 연구에서는 소공(hydridic small-pore) 구조가 액체 수소의 약 두 배에 이르는 초고밀도 저장을 구현할 수 있음을 실험적으로 검증해 국제적 주목을 받았다. 이 성과는 장기적으로 수소 운반체 설계와 저장 효율 개선, 인프라 비용 절감까지 연결될 수 있는 ‘기초이면서도 실용적인’ 발견으로 평가된다. 동위원소 분리 연구에서는 새로운 양자 선택성 메커니즘을 실험적으로 확립했다. 그는 극저온 환경에서 중수소만 선택적으로 붙잡는 제3의 흡착지점을 세계 최초로 제시하며, 기존 이해를 뒤집는 새로운 물리적 흡착 매커니즘을 제안했다. 더 나아가, 구조가 유연한 MOF에서 무거운 동위원소가 더 빠르게 확산되는 반전(diffusion inversion) 현상을 실험으로 입증했다. 이는 고비용·고에너지 공정인 극저온 증류를 대체할 가능성을 보여준다는 점에서 산업적 파급력이 크다. 오현철 교수(가운데)가 ‘제7회 에쓰-오일 차세대과학자상’을 받고 기념촬영을 하고 있다. 그는 국제 활동도 활발하다. ‘IEA Hydrogen Technology Collaboration Programme(H₂TCP)’에서 한국 대표이자 집행위원으로 활동하며 수소기술 관련 국제 협력을 총괄했다. 한국수소및신에너지학회 이사, 대한화학회 무기화학분과 운영위원, Heliyon 부편집장 등으로 활약하며 학문과 산업을 잇는 가교 역할도 맡아 왔다. 오 교수는 “이번 수상은 연구실 학생들을 비롯해 공동연구를 한 동료 교수님들 덕분”이라며 “수소 연구가 탄소중립과 안전한 에너지 전환에 실제 기여하도록 더 치밀하게 탐구하겠다”고 말했다. <‘지능형 고체’ 개념 확장한 남주한 박사, Angewandte Chemie 3편 연속 게재> 화학과 남주한 박사는 ‘제15회 에쓰-오일 우수학위논문상(박사부문)’을 수상했다. 상장과 함께 천만 원의 상금도 받았다. 우수학위논문상은 기초과학·공학 분야에서 박사논문이 지닌 독창성·완성도·파급력을 평가해 매년 수여된다. 남 박사는 Zeolitic Imidazolate Framework(ZIF) 내부에서 일어나는 분자의 회전·접힘 등 미세한 운동(molecular motions)을 정교하게 분석해 ‘지능형 고체(smart solid)’라는 새로운 해석 틀을 제안했다. 고체가 단순히 정적인 구조물이 아니라, 미세한 내부 운동을 통해 기능을 스스로 조정하는 동적 시스템이라는 관점을 제시한 것이다. 그는 이 개념을 수소 동위원소 분리 실험으로 확장해 구조–기능 간의 정량적 연결고리를 제시했다. 연구의 일관성과 정밀성은 국제적으로도 인정받아, 2024년부터 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’에 제1저자 논문 3편을 연속 게재하는 성과로 이어졌다. 올해 노벨화학상이 금속–유기 골격체(MOF) 분야 연구에 돌아가며, 설계 가능한 다공성 고체의 가치가 다시 세계적 조명을 받는 시점이라는 점도 연구 의미를 더욱 키웠다. 국내외 연구자들은 “ZIF의 동적 거동을 정량적으로 읽어낸 사례 가운데 가장 체계적인 연구 중 하나”라는 평가를 내놓고 있다. 남 박사는 “오랜 시간 쌓아온 실험과 고민이 의미 있게 평가되어 감사하다”며 “구조의 언어로 기능을 이해하고, 기능의 언어로 새로운 물질을 설계하는 연구를 이어가겠다”고 전했다. 그는 최근 대한화학회 우수박사학위논문상(2025), 한국방사광이용자협회 신진학술상(2025) 등 주요 학술상을 잇따라 받으며 잠재력과 영향력을 보이고 있다. 현재 한국연구재단(NRF) Post-Doc 성장형 공동연구 지원사업, 미래수소원천기술개발사업, 그리고 UNIST 글로벌 포닥 단기활동 지원을 받아 독일 TU Dresden에서 국제공동연구를 수행하며 연구 영역을 넓히고 있다.

UNIST 교원 9명이 ‘2025 세계에서 가장 영향력 있는 1% 연구자(HCR)’ 명단에 이름을 올렸다. 세계 상위 1% 수준으로 평가받는 연구자로, 서울대에 이어 국내 두 번째 규모다. 지난해보다 2명 증가했다. 클래리베이트(Clarivate)는 현지 시각으로 지난 12일, ‘2025 세계에서 가장 영향력 있는 연구자(Highly Cited Researcher, HCR)’ 6,868명 명단을 공개했다. 2014년부터 2024년까지 ‘Web of Science Core Collection’에 등재된 SCI 논문 피인용 수를 기준으로 평가했다. 22개 분야별 영향력과 인용 성과를 종합했다. 올해 국내 HCR 연구자는 총 76명이다. UNIST는 9명을 배출하며 국내 대학 규모 2위로 순위가 상승했다. 젊은 연구자가 다수 포진한 지역 대학이라는 점에서 주목받았다. UNIST 선정자는 △로드니 루오프(Ruoff, Rodney S.) 특훈교수 △석상일 초빙특훈교수 △김광수 연구교수 △백종범 특훈교수 △이현욱 교수 △조승우 교수 △양창덕 교수 △정후영 교수 △신태주 교수 등 총 9명이다. 전년도 7명 중 7명이 포함됐고, 올해 백종범 교수 재진입, 신태주 교수 신규 선정이 뒤를 이었다. HCR 명단에 최장기간 이름을 올린 연구자는 로드니 루오프 특훈교수다. 2014년 첫 발표 이후 12년 연속 포함된 것이다. 재료과학·화학·물리학 경계를 넘나든 연구로 국제적 명성을 굳혔다. 올해는 크로스필드 부문에 새겨졌다. 석상일 초빙특훈교수와 김광수 연구교수도 8년 연속 선정 기록을 이어갔다. 석 교수가 페로브스카이트 태양전지 분야 세계적 석학이라면, 김 교수는 기계학습·양자이론 기반 신소재 설계 분야 석학이다. 지속적 성과를 증명하며 경쟁력을 보여줬다. 백종범 특훈교수는 그래핀과 2차원 소재 분야 글로벌 권위자다. 2018년 이후 6년 연속 HCR 반열에 올라 총 7회를 기록, 작년 한 해 제외 후 다시 진입했다. 이현욱 교수는 이차전지 실시간 투과전자현미경(TEM) 분석 전문가다. 크로스필드에서 6년 연속 선정 후, 올해 재료과학 분야에 합류하며 7년 연속 타이틀을 유지했다. 조승우·양창덕·정후영 교수도 크로스필드에서 각각 5년과 4년 연속 자리를 지켰다. 조승우 교수는 유전자 가위 기술 기반 생명공학 성과로 평가받고 있고, 양창덕 교수는 차세대 태양전지 개발에 집중하고 있다. 정후영 교수는 투과전자현미경(TEM) 분석 기술 고도화에 몰입해 연구 성과를 냈다. 올해 최초 선정된 신태주 교수는 방사광 가속기 기반 첨단 구조 분석 기술 전문가다. 방사광 분석기법을 활용해 다양한 신소재 구조를 규명했다. 박종래 총장은 “초격차 기술은 도전적 연구를 추진해 온 연구자들과, 그들의 연구 몰입을 뒷받침한 연구중심대학에서 비롯됐다”며 “UNIST는 이러한 개척자 정신을 바탕으로 연구자가 지속적인 성과를 창출할 수 있는 환경을 견고하게 구축해 나가겠다”고 말했다. 국내 대학 중 HCR 선정 결과는 서울대 16명, UNIST 9명, 성균관대 7명, 한양대 6명 순이다. 국가별 규모는 미국 2,670명, 중국 1,406명, 영국 570명, 독일 363명, 호주 312명이다. 기관별로는 중국 과학원 258명, 하버드대 170명, 스탠퍼드대 141명, 칭화대 91명 순으로 조사됐다. 2025 HCR 전체 명단과 분석·평가, 선정 방식은 클래리베이트 공식 웹사이트(https://clarivate.com/highly-cited-researchers)에서 확인할 수 있다.

자외선과 가시광선을 번갈아 가며 쬐어 세포를 죽이는 기술이 나왔다. 빛 파장에 따라 결합력이 달라지는 분자를 이용한 기술이다. 피부암과 같은 표재성 암 치료 원천 기술이나 생명 과학 연구를 위한 분자 도구로 활용될 수 있을 전망이다. UNIST 화학과 유자형 교수팀은 빛의 파장에 따라 조립과 분해를 반복할 수 있는 광 스위치 분자인 ‘Mito-AZB’ 분자를 개발했다고 30일 밝혔다. 이 분자는 세포의 미토콘드리아에 축적돼 미토콘드리아 막에 반복적인 압력 스트레스를 줌으로써 세포 자살(apoptosis)을 유도할 수 있다. 가시광선(450nm파장)을 받으면 분자끼리 조립돼 단단한 섬유구조를 만들었다가 자외선(350nm파장)을 받으면 이 섬유구조가 분해되는 분자 특성 덕분이다. 이 섬유구조 유무에 따라 미토콘드리아 막 표면은 마치 ‘쥐었다 폈다’를 반복하는 듯한 물리적 스트레스로 손상되는데, 손상된 막 사이로 미토콘드리아 안에 들어있던 세포자살 유도 물질들이 세포질내로 흘러나와 세포가 죽게 된다. 실제 실험 결과, 이 분자를 세포에 주입한 뒤 자외선과 가시광선을 번갈아 쬐자 세포 미토콘드리아 막 전위가 붕괴되고, 활성산소와 세포 사멸 신호 단백질과 같은 자살 유도 물질이 세포 내에서 급격히 증가해 있었다. 또 형광 현미경으로 봤을 때, 분자가 세포 미토콘드리아 주변에 축적된 것이 확인됐다. 연구팀은 세 가지 성분을 조합해 이러한 분자를 개발했다. 세포 안에서 미토콘드리아를 찾아가는 ‘길잡이’ 성분, 빛에 따라 구조가 변해 결합력을 바꾸는 아조벤젠 성분, 그리고 형광 염료다. 형광 염료는 형광 현미경으로 분자의 이동과 조립 과정을 관찰하기 위해 집어넣은 물질이다. 개발된 분자의 길잡이 성분을 다른 물질로 교체하면 또 다른 세포 내 소기관을목표로 삼을 수도 있다. 연구팀은 분자의 길잡이 성분을 리소좀을 겨냥하는 ‘모폴린’이나 소포체를 겨냥하는 ‘토실기’로 교체해 각각 리소좀과 소포체 막을 선택적으로 파괴하는 데 성공했다. 리소좀은 세포 내 노폐물을 처리 담당하는 소기관이고, 소포체는 단백질 합성과 이동이 이뤄지는 세포 소기관이다. 유자형 교수는 “빛이라는 외부 자극으로 세포 안에서 분자들의 조립 상태를 인위적으로 바꾸고, 그에 따른 세포의 반응까지 조절할 수 있음을 보여준 연구”라며 “빛을 직접 비출 수 있는 피부암 등 표재형 암 치료는 물론, 세포 소기관의 기능을 잠시 멈추거나 활성화하는 방식으로 세포 소기관의 기능을 규명하는 기초 연구의 분자 도구로 쓸 수 있을 것”이라고 설명했다. 연구 결과는 국제학술지 나노 레터스 (Nano letters)에 지난 10월 8일 출판됐다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 이루어졌다.

화학과 김봉수 교수가 지난달 31일, 서울 플라자호텔에서 열린 ‘2025년도 제17회 화학산업의 날 유공자 포상식’에서 산업통상자원부 장관 표창을 받았다. 탁월한 연구성과로 국가 화학산업 기술경쟁력 제고에 기여한 공로가 높이 평가됐다. ‘화학산업의 날 유공자 포상’은 대한민국 화학산업의 지속 성장·발전에 공헌한 인물의 노고를 기리기 위한 상이다. 행사는 한국화학산업협회가 주관하며, 기술 혁신 의욕을 북돋우기 위한 취지로 매년 개최된다. 김 교수는 융합적 교육과 연구를 통해 다양한 응용 분야에 적합한 신개념 화학소재를 개발해 왔다. 그의 연구는 산업계로 확산, 상용화 연구로 이어지며 실질적 기술 파급효과를 인정받아 이번 수상의 영예를 안았다. 2010년 미국 유학을 마치고 귀국한 그는 미래 전자소자 실용화를 목표로 유기화학소재 연구에 전념해왔다. 지금까지 논문 169편, 특허 56건의 성과를 냈다. 특히 양자점 디스플레이(Quantum Dot Display) 소자의 효율과 안정성을 동시에 높이는 비파괴적 가교제(nondestructive crosslinker)를 세계 최초로 개발했다. 이 기술은 ㈜삼성전자에 기술이전되며 산업적 가치를 입증했다. '제17회 화학산업의 날' 기념 산업통상자원부 장관표창을 받은 김봉수 교수(사진 왼쪽). 또 그는 유기열전소자, 전기화학 트랜지스터, 유기 포토다이오드, 유기 태양전지, 페로브스카이트 태양전지 등 다양한 분야에서도 세계 최고 수준의 소자 성능을 구현하고 있다. 신규 공액 고분자와 단분자 소재를 설계해 응용 가능성을 넓혔고, 상용화를 위한 대면적화·양산화 공정 연구도 병행 중이다. 소자 성능 향상 메커니즘 분석에도 힘을 쏟고 있다. 교육자로서의 활약도 두드러진다. 김 교수는 대학원생과 학부생을 대상으로 응용 목표에 맞는 맞춤형 화학소재 설계 교육을 이끌며 차세대 연구 인재 양성에 헌신하고 있다. 그는 대한화학회, 한국고분자학회, 태양광발전학회, 재료연구협회(Materials Research Society), 미국화학회(American Chemical Society) 등 국내외 주요 학회에서 활발히 활동 중이다. 여러 차례 우수 연구자상을 수상했고, 세계적인 연구진과의 공동 연구를 통해 후속 연구를 확장하며 UNIST 연구 역량과 위상을 국제적으로 알리고 있다. 김 교수는 “UNIST의 우수한 연구 환경과 협력적인 분위기 덕분에 많은 성과를 이룰 수 있었다”며 “앞으로도 신소재 개발 연구에 매진해 국민의 삶의 질 향상과 국가 산업 발전에 기여하겠다”고 수상 소감을 전했다.

투명전극에 전기가 더 잘 흐르도록 하는 기술이 나왔다. ‘나노 전선’ 역할을 하는 은(Ag) 나노와이어의 ‘피복’을 교체하는 기술이다. 피복이 교체된 은 나노와이어 전극은 전기가 2배 가까이 더 잘 흐를 뿐만 아니라 내구성도 좋아졌다. 은 나노와이어 투명전극을 이용한 접히거나 돌돌 말리는 플렉서블 디스플레이 기기 개발에 청신호가 켜졌다. UNIST 화학과 권태혁 교수팀은 한전 전력연구원 서지훈 박사, KAIST 조은애 교수, 수원대학교 박상원 교수팀과 함께 간단한 용액 스핀 코팅만으로 은 나노와이어의 ‘절연 피복’을 대체함으로써 성능과 내구성을 동시에 향상시키는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 은 나노와이어는 머리카락보다 수천 배 가는 금속 실로, 이를 얽히게 배열하면 전기가 흐르면서도 빛을 투과시키는 ‘투명 전극’이 된다. 유연성도 좋아 접히거나 구부러지는 전자기기에 적합하지만, 제조 과정에서 쓰이는 PVP가 문제였다. PVP는 나노와이어를 가늘고 긴 형태로 성장시키기 위해 와이어 표면을 감싸주는 물질인데, 마치 전선을 둘러싼 절연 피복 역할도 해 전기가 흐르지 못하게 한다. 결국 나노와이어끼리 맞닿는 부분에서 전류가 끊기고 전극 전체 저항이 커지는 원인이 된다. 연구팀은 에틸렌글리콜(EG) 용액을 이용해 이 PVP 절연막을 손쉽게 교체하는 기술을 개발했다. 은 나노와이어를 에틸렌글리콜 용액에 담아 빠르게 회전시키면, PVP가 걷혀 나가고 전기가 통하는 새 막이 형성된다. 이 막은 전류 흐름을 높이는 동시에 은 나노와이어를 수분으로부터 보호하고 투명도까지 개선하는 역할을 한다. 권태혁 UNIST 교수는 “대체 물질의 점도와 휘발성, 수소 결합 능력과 같은 물리화학적 특성을 모두 고려한 결과 이러한 기술을 개발할 수 있었다”고 설명했다. 절연막이 교체된 은 나노와이어 전극은 저항이 43% 감소해 전기가 두 배 가까이 잘 통하게 됐다. 이 전극은 고온(85℃)·다습(85%) 환경에서도 성능이 쉽게 떨어지지 않았으며, 빛 투과율도 소폭 상승해 더 밝고 투명한 전극을 만들 수 있었다. 또 이 전극으로 만든 투명 히터는 기존 대비 35% 이상 발열 성능이 향상됐다. 저항이 낮아져 전류가 더 잘 흐르기 때문에 히터를 켠 지 약 6분 만에 온도가 140~145℃까지 빠르게 상승했다. 기존 은나노와이어 히터는 102℃까지 오르는 데 그쳤다. 한전 전력연구원 서지훈 박사는 “우리 삶을 윤택하게 하는 필수 전력설비인 전선의 경우, 외부 피복이 내부 금속을 주변 환경부터 보호해 전기적 안정성을 높이지만, 은 나노와이어 경우에는 보호 피복이 오히려 전기 저항을 유발하는 문제가 있었다”라며 “이번에 개발된 기술은 복잡한 장비나 고온처리 없이 간단한 공정으로 이를 대체할 수 있어 플렉서블 디스플레이, 웨어러블 센서, 전자 종이, 투명 히터 등 차세대 전자기기 개발에 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 UNIST 화학과 권준혁 석·박통합과정생, 신현오 박사와 한전 전력연구원 소준영 책임연구원이 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 화학분야 권위 국제학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’에 9월 30일 온라인 게재됐으며, 연구 수행은 한국전력공사 전력연구원, 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF), 울산과학기술원(UNIST)의 지원으로 이뤄졌다.

화학과 조재흥 교수가 대한화학회로부터 ‘Sigma-Aldrich 화학자상’을 수상했다. 시상식은 지난달 23일, 창원에서 열린 대한화학회 정기학술대회에서 진행됐다. ‘Sigma-Aldrich 화학자상’은 대한화학회가 국내 화학 연구 발전에 탁월한 공헌을 한 연구자에게 수여하는 권위 있는 상으로, 학문적 창의성과 연구 성과의 우수성을 종합적으로 평가해 선정한다. 조재흥 교수는 기초 화학 연구를 기반으로 생체모방 친환경 촉매의 설계와 반응 메커니즘 규명, 그리고 일산화질소 전달을 통한 혈관 확장 치료제 개발 등에서 학문적·의학적으로 의미 있는 성과를 거둔 점이 높이 평가됐다. 최근에는 일산화질소의 시공간적 조절을 통한 전달 연구 분야에서 국내외적으로 주목받는 연구를 꾸준히 이어오고 있다. 조 교수는 “이번 수상은 저와 연구팀이 꾸준히 추구해온 화학의 근본 원리에 대한 탐구와 그 응용 가능성을 인정받은 결과”라며 “앞으로도 화학의 새로운 가능성을 열어가는 연구를 지속해 나가겠다”고 소감을 전했다. 아울러, 2025 대한화학회에서는 조재흥 교수의 Sigma-Aldrich 화학자상 수상뿐만 아니라, 화학과 김도현, 남주한, 김민혁 박사가 ‘우수박사학위논문상’을 수상하는 쾌거를 이뤘다. 이는 UNIST 화학과가 기초와 응용화학 연구에서 두드러진 경쟁력을 다시 한번 입증한 결과로 평가된다.

*본 연구 성과 보도자료는 과학기술정보통신부 기초과학연구원 주관으로 작성되었습니다.(바로가기) 인공지능(AI)과 로봇으로 수천 가지 화학 반응 조건을 동시에 실험해, 새로운 화학 합성물을 만들어 낼 수 있는 기술이 나왔다. 신약 개발과 신소재 발굴에 도움이 될 것으로 기대된다. UNIST 화학과 바르토슈 그쥐보프스키 교수팀(기초과학연구원 인공지능 및 로봇 기반 합성 연구단장)은 빠르고 정밀하게 화학 합성물을 실험･생성하는 AI･로봇 플랫폼을 개발했다고 25일 밝혔다. 이 플랫폼은 인공지능과 로봇을 결합하여 수천 가지 화학 반응 조건을 동시에 실험하는 한편, 그 결과를 정밀한 지도로 그려내고 원하는 물질을 선택적으로 생성할 수 있도록 구현됐다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처(Nature)에 9월 25일 오전 0시(KST) 온라인판으로 게재되었다. 화학 반응은 ‘A와 B가 반응해 C를 만든다’처럼 단순한 한줄 방정식으로 설명되는 경우가 많다. 하지만 실제 화학 반응은 같은 재료를 사용하더라도 그 양이나 온도를 조금만 바꾸면 전혀 다른 결과가 나올 수 있으며, 그 과정은 여러 경로의 복잡한 네트워크 형태로 이루어져 있다. 이에, 바르토슈 그쥐보프스키 교수팀은 약 1,000회의 화학 실험을 자동으로 할 수 있는 AI･로봇 플랫폼을 자체 제작･활용하여 실험 데이터를 축적･분석함으로써 복잡한 네트워크 형태의 화학 반응 과정을 정밀한 지도로 그려냈다. 화학 반응이 어떤 길을 따라 어떤 결과로 이어지는지 시각화하고 특정 조건에서 나타나는 숨은 화학 반응 경로까지 발견한 것이다. 나아가 동일한 물질을 사용하더라도 반응 조건을 달리하면 전혀 다른 생성물로 전환시킬 수 있음을 확인하고, 그간 알려지지 않았던 새로운 생성 물질까지 밝혀냈다. 대표적으로, 연구진은 150년 전에 처음 보고되고 항생제, 항암제 등 다양한 의약품 제조에 활용되는 ‘한츠슈 피리딘 합성 반응’을 이번 플랫폼으로 정밀하게 지도화하고 전체 반응 네트워크를 재구성했다. 이를 통해 이미 알려진 기존의 7종의 생성물 외에 그간 알려지지 않았던 9개의 새로운 중간체 및 생성물을 추가로 밝혀냈다. 이번 연구를 통해 오랜 기간 연구되어 온 고전적 화학 반응에서 조차 여전히 풀어야 할 미지의 경로를 품고 있음을 밝혀냄으로써, 그간 알지 못한 화학 반응에 대한 이해의 폭을 한층 넓히고, 화학 합성의 효율성과 정밀성을 높이는 새로운 연구 방향을 제시한 것이다. 또한 이번 연구는 AI 활용에 필수인 데이터 축적의 효율성을 획기적으로 높인 것에 의의가 크다. 지금까지 전통적 화학 실험만으로는 AI 학습에 필요한 데이터가 충분하지 않았다. 그러나 이제는 로봇을 통해 새로운 실험･반응 데이터를 빠르게 축적하고 AI로 바로 연계･활용함으로써 미지의 화학 영역 탐구와 새로운 물질 연구는 한층 가속화될 것으로 기대된다. 제1저자인 얀카이 지아(Yankai JIA)는 “로봇과 인공지능 활용을 고도화하여 새로운 화학 물질 발견 속도를 획기적으로 높여나갈 것”이라며 “새롭게 찾은 분자들을 신소재 연구에 실제로 활용할 계획이다” 라고 밝혔다. 그쥐보브스키 교수는 “화학 반응을 직선이 아닌 네트워크 형태로 바라보는 것은 앞으로의 화학 연구에 중요한 전환점이 될 것”이라며, “AI와 로봇 활용을 통해 화학 합성의 효율성과 다양성을 크게 높이고 미래 신약 개발과 소재 혁신에도 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. (끝)