[이슈메이커] 연구가 실력이자 곧 경쟁력이다
[이슈메이커] 연구가 실력이자 곧 경쟁력이다
  • 김남근 기자
  • 승인 2018.11.14 10:07
  • 댓글 0
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[이슈메이커=김남근 기자] 

연구가 실력이자 곧 경쟁력이다
 

국내 인재 양성이 대한민국 과학 발전의 밑거름

최근 다양한 산업 분야의 발전에 따라 새로운 특성을 지난 소재에 대한 수요가 증가하고 있다. 많은 소재들 중 특히 탄소소재는 우리나라의 17개 신성장동력 분야 중 하나로 각광받고 있는 고성능 소재의 대표적인 예로서, 특유의 뛰어난 성형성과 높은 강도를 지니고 있어 목적에 맞게 설계된다면 다른 소재에서 볼 수 없는 특별한 성능 및 특성을 실현할 수 있어 국가적으로 큰 발전을 도모할 수 있다. 하지만 아직까지 민간뿐만 아니라 국가 차원에서 핵심 탄소소재는 수입에 대한 의존도가 매우 높은 실정이다. 이에 최근 친환경 재료로 주목받으며 뛰어난 물성을 지니고 있는 탄소소재(탄소섬유, 활성탄소, 탄소나노튜브, 그래핀)를 중점적으로 연구하며 미래형 연구를 펼쳐나가고 있는 인하대학교 화학과 박수진 교수의 고분자-탄소나노재료연구실을 찾아 그들의 이야기를 들어보았다.


한지를 활용한 새로운 섬유형 슈퍼커패시터 개발
세계적으로 탄소소재 시장은 큰 폭으로 성장하고 있는 시장으로서 향후 미래 시장은 그 규모나 중요성으로 미루었을 때 결코 포기할 수 없는 매력적인 시장이다. 하지만 아직 이렇다 할 강자가 없는 시장이기도 하다. 때문에 세계 각국의 연구자들은 탄소 시장 선점을 위해 다양한 연구를 펼쳐오고 있다.


  이러한 가운데 최근 국내 연구팀이 세계 최고 수준의 섬유형태 기반 슈퍼커패시터를 개발해 학계로부터 큰 주목을 받고 있다. 한지와 탄소소재만으로 구성된 섬유형 슈퍼커패시터(전기에너지 저장장치) 개발에 성공한 인하대학교 화학과 박수진 교수의 고분자-탄소나노재료연구실이 그 주인공이다.


  박 교수 연구팀이 개발한 ‘한지를 활용한 새로운 섬유형 슈퍼커패시터’는 전통 한지와 그래핀, 탄소나노튜브를 보다 쉽게 코팅해 전도성 섬유(conductive yarn)로 제조한 것으로, 이는 기존 종이보다 우수한 특성을 가진 전통 한지의 우수성을 바탕으로 종이와 탄소소재만 사용하여 금속집전체를 사용하지 않는 유연소자로 구성되었다. 특히, 이번에 개발된 섬유형 슈퍼커패시터는 각종 직물 기반 웨어러블 센서의 전력원으로 활용이 가능하고 실제 대량생산이 가능하여 상업화도 가능하다.


  박수진 교수는 “인간 친화적 웨어러블 전자기기를 위해서는 기계적 내구성이 우수하고 빠른 충·방전이 가능한 고밀도 슈퍼커패시터의 개발이 필수적입니다”며 “이번 연구에서 개발된 연구결과는 세계 최고 수준의 섬유형태의 기반 슈퍼커패시터로써, 스마트 의류, 웨어러블(착용기술)의 상용화를 앞당길 혁신기술로 기대합니다”고 전했다.


  한편 이번 연구는 서울대학교 차세대융합기술연구원 신민균 박사 연구팀, 나노바이오연구실 박상윤, 베트남 연구팀과 함께 수행하였으며, 논문 ‘Large-scale conductive yarns based on twistable Korean Traditional Paper (Hanji) for supercapacitor applications: Towards high performance paper supercapacitors’는 에너지 저장 관련 분야 권위지인 어드밴스드 에너지 머터리얼 (Advanced Energy Materials) 온라인판 2018년 9월 25일 표지논문으로 게재되었다.

박수진 교수 연구팀은 세계 최고 수준의 섬유형태 기반 슈퍼커패시터를 개발해 어드밴스드 에너지 머터리얼 (Advanced Energy Materials) 온라인판에 2018년 9월 25일 표지논문으로 게재됐다.
박수진 교수 연구팀은 세계 최고 수준의 섬유형태 기반 슈퍼커패시터를 개발해 어드밴스드 에너지 머터리얼 (Advanced Energy Materials) 온라인판에 2018년 9월 25일 표지논문으로 게재됐다.

연구자들에게 인정받는 연구 펼쳐야
지난 2006년 인하대학교 화학과로 부임한 박수진 교수는 고분자-탄소나노재료연구실에서 탄소소재에 대한 심도 있는 연구를 펼쳐나가고 있다. 특히, 수소저장 및 이산화탄소 포집용 탄소기반 소재개발, 중금속 제거용 탄소재료 개발, 에너지 저장용 슈퍼커패시터 및 이차전지용 음극소재 개발, 연료전지 전극소재, 에폭시 경화시스템 및 탄소섬유 강화 고성능 복합재료 개발, 탄소나노튜브 및 그래핀 기반 전기전도성과 방열특성 연구, 하이브리드 Eco-Green Car 소재개발, 미세먼지 및 VOCs 흡착제거용 소재개발 등을 진행하며 탄소(나노)섬유, 탄소나노튜브 및 그래핀의 국내 선구자적 입지를 굳혀나가고 있다.


  선구자란 단어는 쉽게 쓰이기 어렵다. 하지만 그동안 박 교수가 걸어온 족적을 살펴보면 충분히 이해가 간다. 그는 한국과학기술 한림원 정회원으로서 지난 2016년 미국기관 MSE서플라이즈(Elsevier)에서 발표한 ‘2016 재료과학·공학분야 최다 피인용 연구자 300인’에 선정(국내 8인)된 바 있으며, 2017년에는 ‘공업화학대상’을 수상한 바 있다. 뿐만 아니라 2016년 고분자학회 주관 ‘롯데산학연협력상’을 수상했는데, 이는 수상자가 펼친 연구가 원천기술 개발과 학문적 성과에 머무르지 않고, 응용연구 연계 등과 같이 성과 활용을 목적·지향하고 있음을 말해준다.


  이처럼 수상 경력 외에 기자가 놀란 박 교수의 행보는 연구에 대한 정량적 수치다. 평생을 연구에 몸 바친 그는 2018년 10월 8일 기준 총 논문 수 약 1,050여 편, 등록특허 200여 건, h-index 73, 총 인용 수 25,000여 건에 이른다. 이 같은 놀라운 수치에 “단순히 논문을 많이 내는 것도 중요하겠지만, 그 논문이 다른 연구자에게 얼마나 인용이 되는지는 별개의 문제”라며 미소를 지어 보이는 그다.

 

연구자로서 많은 업적을 쌓아가고 있다. 쉬운 일은 아니었을 텐데.
  “연구자로서 연구 자체를 즐기고, 연구를 할 수 있다는 것에 감사하고 행복하게 생각하기에 큰 어려움은 없었다. 하지만 인재 수급에 대한 어려움은 언제나 뒤따른다. 사실 국내보다는 해외 유수의 대학에서 박사과정을 하고 싶어 하는 이들이 많다. 그러다보니 국내 유능한 인재들이 해외로 빠져나가는 현상이 지속해서 벌어지고 있다. 이는 올바른 현상이 아니라고 생각한다. 국내 연구의 질적 향상과 올바른 연구 풍토가 조성되려면 국내에서 인재가 양성돼야만 한다. 대학에서의 교육도 중요하지만, 석·박사 이상의 인원들에 대한 연구 중점의 활동. 이것이 병행돼야만 국내에서의 인재 양성이 실현될 것이라 생각한다”

 

발표한 논문의 수가 상당하다. 특별한 계기가 있었나?
  “30대 중반에 싱가포르에서 열린 제1회 세계 재료학회에 참가한 적이 있었다. 5일간 펼쳐진 학회에서 매일 대표적 연구자들이 기조연설을 했다. 월요일부터 금요일 중 수요일을 제외한 모든 요일에는 노벨상 수상자들이 기조연설을 펼쳤다. 하지만 수요일만 노벨상 수상자가 아니었다. 고개를 갸우뚱하던 중 사회자가 해당 연구자에 대해 소개를 했고, 그때 주변의 반응을 보고 저 역시 고개를 끄덕이게 됐다. 발표된 프로필에 ‘논문 1,000편’이 있었는데, 주변 연구자들은 고개를 떨구기도 했고 한숨을 내쉬기도 했다. 도저히 따라갈 수 없는 수치임을 인정하는 것이었다. 이때 결심을 했다. 노벨상을 받은 연구자는 아니더라도 그에 준하는 연구자의 길을 걷겠다고. 그리고 내 앞에 있는 이 연구자와 같은 경지에 오른 사람이 대한민국에도 존재한다는 것을 후학들에게 보여주겠다는 결심을 말이다”

인하대학교 화학과 고분자-탄소나노재료연구실은 탄소재료를 이용한 복합재료와 에너지저장이라는 미래형 연구를 수행하며 탄소(나노)섬유, 탄소나노튜브 및 그래핀의 국내 선구자적 역할을 담당하고 있다. (윗줄 좌측부터 허영정(박사과정), 김성황(석사과정),손영래(박사과정), 성동범(석사과정), 장익범(박사과정), 고건용(박사후과정), 장은행 (박사과정))(아랫줄 좌측부터 이종훈(석사과정), 샤히나(박사과정), 김은나래(연구원), 양귀균(박사과정), 박수진 교수, 이지원(석사과정), 우루즈(박사과정), 양지성(연구원), 아딜라(박사과정))
인하대학교 화학과 고분자-탄소나노재료연구실은 탄소재료를 이용한 복합재료와 에너지저장이라는 미래형 연구를 수행하며 탄소(나노)섬유, 탄소나노튜브 및 그래핀의 국내 선구자적 역할을 담당하고 있다. (윗줄 좌측부터 허영정(박사과정), 김성황(석사과정),손영래(박사과정), 성동범(석사과정), 장익범(박사과정), 고건용(박사후과정), 장은행 (박사과정))(아랫줄 좌측부터 이종훈(석사과정), 샤히나(박사과정), 김은나래(연구원), 양귀균(박사과정), 박수진 교수, 이지원(석사과정), 우루즈(박사과정), 양지성(연구원), 아딜라(박사과정))

실사구시(實事求是)에 입각한 소재 개발에 정진할 터
현재 박사 후 연구원 2명, 박사과정 10명, 석사과정 4명, 연구원 3명, 사무원 2명으로 총 21명으로 구성된 인하대학교 화학과 고분자-탄소나노재료연구실은 다양한 연구를 수행하며 여러 국가연구소와 대학 연구실들과 협력하여 진행하고 있는 국가연구 과제를 통솔하고 있다. 그동안 이 실험실을 거쳐 간 많은 졸업생은 대부분 국내 대기업, 정부출연 연구소, 대학교 등에서 활동하고 있다. 이처럼 연구를 통해 실험실을 확장하고, 실험실의 경쟁력을 높이고, 이렇게 높아진 경쟁력을 통해 학생들 미래의 청사진을 그려주고 있는 박수진 교수는 실험실에서의 연구가 곧 실험실의 실력이자 경쟁력이라는 소신을 내비친다. 그의 소신은 그가 연구를 처음 시작했을 때도 그랬고, 앞으로도 그러할 것이라 주장한다. 연구자로서 정도(正道)를 걸어가고 있는 그다.

 

연구자로서, 그리고 교육자로서의 신념이 궁금하다.
  “앞에서도 이야기했지만, 연구는 즐기는 것이 중요하다. 항상 자신의 상황에 감사하고 행복할 수 있다면 그에 대한 연구 결과는 자연스럽게 따라올 것이다. 그리고 논문은 다른 이들이 걸었던 길을 따라가는 것이 아닌, 자신의 이야기를 주장하고, 증명하는 것이라고 생각한다. 자신의 주장이 맞는다면 논문 인용도가 높아질 것이다. 연구의 우수성은 자신이 평가하는 게 아니라 다른 연구자들에 의해서 평가되는 것이 중요하기 때문이다.

  교육 역시 연구와 맥락을 함께 해야 한다고 생각한다. 교과서에 있는 내용을 그대로 학생들에게 전달하는 것이 아닌, 선배 연구자의 경험을 직·간접적으로 전달하는 것이 중요하다고 본다. 때문에 학업에 대한 기본적인 소양이 갖춰졌다면, 제가 진행했던 실험의 이야기를 들려준다. ‘왜?’라는 물음이 어떻게 시작됐는지부터 ‘결론’에 이르기까지의 내용을 전달해 그 속에서 창의성을 부여하는 동기를 마련해주고자 한다”

 

앞으로의 계획을 제시해달라.
  “연구자로서 품었던 1차 목표가 논문 1,000편이었다. 올해를 기점으로 1차 목표를 달성했기에 대학에서 남은 시간과 그 이후에도 연구 활동을 멈추지 않고 끊임없이 정진해 논문 2,000편을 목표로 나아갈 계획이다. 구체적으로는 ESS와 미세먼지 VOCs 등과 같은 환경오염물질제거, 그리고 흡착이용소재 등에 대한 연구를 통해 가까운 미래에 많은 사람들에게 직접적으로 도움이 되는 훌륭한 소재를 개발할 수 있는 논문을 제시하고자 한다”

 

끝으로 강조하고픈 사항은?
  “국내 인재 양성이다. 이 부분은 몇 번을 강조해도 부족함이 없는 사항이다. 노벨상과 같은 업적을 떠나 훌륭한 인재들이 국내에서 펼치는 연구로 인해 대한민국 국가 경쟁력이 향상되기에 앞으로 국내 석·박사 인재 양성에 많은 시니어 연구자들과 국가의 관심과 노력을 바라는 바이다”


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