College Of Engineering
서울공대 이야기

화학생물공학부 차국헌 교수님

2008.02.09 14:41

dahni 조회 수:11725

2007년 03월호 - 교수님, 우리 교수님
차국헌 서울대 화학생물공학부 교수
나노 세상의 마술사
| 글 | 김호성 서울대 화학생물공학부 05학번ㆍurusa202@snu.ac.kr |
2006년 7월 차국헌 서울대 화학생물공학부 교수가 한국인 최초로 독일 마인츠대가 수여하는 세계적 권위의‘구텐베르크 리서치 어워드’를 수상했다. 고분자 박막 분야에 대한 그의 연구성과를 전 세계가 인정한 것이다. 세계 과학계에서 대한민국의‘힘’을 당당히 보여주고 있는 그를 만났다.
지난해 여름 독일의 마인츠대 대강당에는 ‘기능성 고분자 박막’강연을 듣기 위해 몰려든 사람들로 북적거렸다. 독일 정부가 지원하는 ‘구텐베르크 리서치 어워드’를 수상한 차국헌 서울대 화학생물공학부 교수가 강연 발표자로 나섰다. 차 교수는 나노미터(1nm=10억분의 1m) 크기를 연구하는 과학자라고는 믿기지 않을 정도의 큰 체구에서 위풍당당함을 뽐내며 강연을 펼쳤다.


나노바이오에 빠져들다

크기가 작은 분자가 여러 개 모이면 사슬처럼 얽히면서 고분자를 만든다. 이들은 각 분자의 고유한 성질과 전혀 다른 특성을 갖는데, 이런 특성을 잘 조절하는 기술을 개발하는 과정이 매우 중요하다. 차 교수는 다소 어렵게 느껴지는 고분자 박막에 대해 다양한 예를 곁들이며 설명했다.

예를 들어 반도체 제조공정을 보면 도선 사이의 간격은 50nm 정도로 떨어져 있고, 그 사이에는 전기 흐름을 방해하는 절연체로 채워진다. 이런 도선이 놓인 얇은 박막이 아파트처럼 차곡차곡 쌓여야 한다. 고분자가 얇은 박막을 형성하면 그 움직임을 조절하기 힘든데, 이를 잘 조절할 수 있는 기술은 반도체 기기의 신뢰성과 직결된다.

차 교수는 이 점에 착안해 반도체의 배선공정에서 전력을 적게 소모하면서 층간 단전효과를 높여 성능이 우수한 반도체를 제조할 수 있는 저유전(低流電) 물질을 개발했다. 저유전 물질은 반도체 집적공정에서 층간절연물로 쓰이는 반도체 칩 제조용 핵심소재로 그동안 전량을 수입에 의존해왔다. 그는 이 기술을 반도체 제조공정에 이용해 연간 150억 원 이상의 수입대체 효과를 기대하고 있다.

오랜 기간 한 우물을 판 연구가 상당한 성과를 거두고 세계적 명성도 가져다줬지만 그에겐 또 다른 목표가 있다. 바로 박막 분석기술을 바이오 분야에 응용하는 연구에 도전하는 일이다.

시장조사기관인‘리서치앤마켓’의 보고서에 따르면 나노바이오 기술은 질병 진단, 바이오센서와 의약품 개발 같은 의약 분야에서 가장 먼저 혁명을 일으켜 2010년대에는 급속히 시장이 팽창할 것이라고 예측했다. “ 1990년대와 2000년대 대한민국이 IT 혁명에 힘입어 세계 강국에 한걸음 다가섰듯이 2010년대엔 나노바이오 분야가 또 하나의 디딤돌이 될 것”이라고 그는 힘주어 말했다.


화학공학의 르네상스

“화학공학이라고 하면 석유화학공장을 떠올리던 시대는 지나갔습니다.”차 교수는 화학공학을 1970~1980년대 중화학공업 시대에나 인기있었고, 지금은 한물간 학문이라고 알고 있는 사람들에게 일침을 가했다.

과학기술의 발전으로 마이크로(1㎛=100만분의 미터)시대가 가고 이제 나노시대가 왔다. 모든 화학물질은 나노 단위로 크기가 작아지면 본래 갖고 있던 특성을 잃어버리기 때문에 화학을 잘 다룰 줄 아는 능력이 갈수록 중요해지고 있다. 차 교수의 연구처럼 화학공학은 반도체나 디스플레이 분야에 폭넓게 적용될 수 있고, 바이오 분야는 물론 재료공학에 이르기까지 다양한 분야와 접목돼 그 빛을 발할 수 있다.

차 교수는 미래의 화학공학자가 도전해 볼 만한 분야로 연료전지를 꼽았다. 연료전지는 저장해 둔 수소를 대기의 산소와 반응시켜 전기를 얻는 장치다. 부산물이 물밖에 없어 공해물질을 배출하지 않는데다 열효율이 기존 엔진보다 좋아 각광받고 있다.

연료전지에서 전극을 디자인하는 데 촉매 기술이 중요하며, 전자나 이온의 움직임을 파악하는‘이동현상’에 관한 연구가 필요하다. 차교수의 유기박막 형성에 관한 연구 또한 연료전지에서 상당한 의미를 갖는다. 지구의 에너지난을 이겨낼 열쇠가 화학공학자의 손에 달려있다고 봐도 무방한 셈이다.

그는 서울대가 응용화학부에서 화학생물공학부로 이름을 바꾼 것처럼, 화학공학과 생명공학의 연계는 거스를 수 없는 시대적 흐름이라고 강조했다. 화학생물공학부도 바이오 분야에서 상당한 성과를 거둔 교수들을 초빙하며 정통 화학공학 분야에서 무게중심을 조금씩 옮기고 있다. 차 교수는 확신에 찬 어조로 “화학공학의 르네상스가 다시 오고 있다”고 말했다.


남보다 먼저 하는 창의적 사고

“남이 가는 길을 무작정 따라가는 사람은 절대 성공할 수 없습니다.”그는 자신이 가장 잘 할 수 있는 분야를 찾고 그 분야에서 새로운 가능성을 개척하는 일이 중요하다고 강조했다. 차 교수는 “연구가 어렵고 힘들 때가 많았지만, 노력 끝에 얻은 결과가 전 세계에서 인정받을 때마다 고무돼 오늘에 이른 것 같다”고 말했다.

차 교수는 과학을 공부하는 학생이 갖춰야 할 최우선 요소로 기존 틀을 과감히 벗어나는 능력을 꼽았다. 무작정 기존 틀을 거부하는 자세가 아니라 항상 새로운 것을 생각하고 지향하는 자세가 성공의 밑거름이 된다는 뜻이다.

둘째로는 정보의 선택적 취득 능력을 강조했다. 그는“인터넷의 발달로 무분별한 암기식 교육은 의미를 상실했다”면서“자기에게 필요한 정보를 적절히 얻고 활용하는 능력이 더 중요하다”고 지적했다.

또한 그는 자신의 생각을 다른 사람과 소통할 수 있는 능력이 미래사회에서 더욱 가치를 지닐 것으로 확신했다. 이런 능력은 단번에 향상되지 않으므로 어려서부터 자신의 생각을 말과 글로 표현하는 연습을 해보라고 제안했다. 그는 “이런 능력을 갖출 때 진정한 창의적 사고를 할 수 있다”고 강조했다.

늘 선구자적 마인드로 개척해 가는 그가 있기에 나노바이오 기술이 우리나라를 세계 속에 빛낼 그 날을 꿈꿔도 좋지 않을까.

P r o f i l e

1981년 서울대 화학공학과를 졸업한 뒤 화학공학으로 KAIST에서 석사학위를, 미국 스탠퍼드대에서 박사학위를 받았다. 미국 IBM 알마덴연구소와 LG화학 중앙연구소에서 연구원을 지냈으며, 1991년부터 서울대 공대 화학생물공학부 교수로 재직하고 있다. 미국 코넬대와 MIT, 스위스 EPFL, 프랑스 ESPCI의 초빙교수를 역임했다.


취·재·후·기

관심 있는 분야의 교수님을 찾아뵙고 인터뷰하는 과정에서 그 분의 열정과 에너지가 내게도 전해지는 희열을 느꼈다. 앞으로 다가올 나노세상의 최전선에서 태극기를 휘날릴 20년 뒤의 내 모습을 관악의 밤하늘에 조심스럽게 그려 봤다.
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