4월 과학기술인상에 오준학 서울대 텐텐벳…키랄 광전자 소재 개발

[디지털투데이 이진호 기자] 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 4월 수상자로 오준학 서울대 화학생물공학부 교수를 선정했다고 2일 밝혔다.

과기정통부와 연구재단은 오준학 교수가 세계적으로 태동기에 있는 키랄 유기 광전자 소재 및 소자 개발을 통해 차세대 광학 센서와 광통신 기술 실용화 가능성을 앞당긴 공로를 높이 평가했다. 

키랄성은 오른손과 왼손처럼 같은 모양을 가지지만 서로 겹쳐지지 않는 비대칭성을 의미한다. 키랄성을 가진 물질 중 빛과 전자 성질을 조절할 수 있는 물질을 키랄성 광전자 소재라 한다. 

기존 원편광 제어 기술은 편광판과 위상지연판 같은 별도 장치가 필요해 소자 소형화 및 집적화가 어려웠지만 키랄 광전자 기술은 3D 디스플레이, 가상 현실, 초정밀 센서, 바이오 이미징, 양자 계산 등 다양한 첨단 분야에서 활용 가능성이 큰 상황이다. 단 현재까지 보고된 키랄성 소재는 원편광 감지력이 낮고 복잡한 제작공정으로 비용이 높은 단점이 있었다.

오준학 교수는 이러한 한계를 극복하기 위해 초분자 키랄성 개념을 최초로 유기 광전자 소자에 도입했다. 초분자는 두 개이상 분자들이 약한 힘으로 모여 더 큰 구조와 복잡한 성질을 가지는 물질을 말한다. 오 교수는 간단한 용액 공정으로 키랄성 물질을 고분자 반도체에 추가하고, 이를 이용해 나선형 구조 초분자체를 형성하는 방법을 개발했다. 

오 교수는 나선형 고분자 초분자체를 이용해 빛의 입사각과 관계없이 원편광뿐만 아니라 타원편광도 정밀하게 감지할 수 있는 세계 최고 수준 센서를 개발했다. 센서를 활용해 차세대 광통신 시스템 초기 모델과 실시간 원편광 감지 및 이미징 시스템도 구현했다. 

과기정통부와 연구재단 중견연구사업과 기초연구실 지원사업, 삼성전자 미래기술육성재단 등을 통해 추진된 연구 성과는 국제학술지 네이처지에 2023년 5월 게재됐다.

오 교수는 "이번 연구는 기초과학과 응용기술이 융합된 성격이 강해 학제 및 연구팀 간 협업이 핵심요소였다"며 "학문적 발전뿐만 아니라 산업적 응용을 통해 실제 기술로 연결될 때 연구 가치와 의미가 더욱 커진다는 것을 느꼈다"고 말했다.