빛의 파동특성을 이용하여 특정한 방향으로 꼬여 있는 나선형 나노 구조체를 형성하는데 성공한 카이스트(KAIST) 화학과 김상율 학과장은 "오른손과 왼손처럼 모양은 같지만 서로 거울에 비친 형태를 가지는 물질을 말하는 키랄성 물질의 생성을 나선을 따라 진동하는 빛인 원편광을 이용하여 가능하게 하는데 성공하였다"고 소감을 전했다.

◇나선형 나노구조 생성 원리를 풀다

이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션의 온라인판에 게재될 만큼 국내ㆍ외 학계의 주목을 받아왔다. 키랄성의 요소가 생기는 근본 원인이 빛에 있다는 것은 이미 학계에서 잘 알려져 있는 상태. "키랄성의 성질은 좋은 방향으로도 작용하지만 때로는 독으로 작용할 때도 있다. 나선형의 구조체는 특정방향을 가지고 있을 때만 긍정적인 역할로써 작용할 수 있는 것"이라며 이번 연구를 진행한 김 교수는 특정 방향의 원편광을 비추면 나선의 방향이 뒤집히는 것을 증명했으며 광중합을 이용한 나선형 구조체를 굳히는 방법을 개발, 제작부터 방향까지 전 과정을 빛을 이용해 제어할 수 있음을 증명해 냈다. 한국연구재단 중견연구자 지원사업과 선도연구센터 육성사업 지원을 통해 진행된 이번 연구는 키랄성의 가설과 기원에 대해 흥미로운 가능성을 제시, 단순히 특정 방향으로 원편광을 비추는 것만으로 원하는 방향으로 나선형 구조체를 만드는 것을 확인함과 동시에 반대 방향으로 원편광을 비추면 나선 방향을 뒤집는 것 또한 가능하다는 것을 증명하여 앞으로 키랄성 센서를 만들거나 분자를 분리하는 일에 나선형 나노 구조체가 유용하게 사용할 수 있게 되었다.

◇후학들에게 실패를 두려워 말고, 열정으로 맞서길 주문

이번 연구는 서명은 카이스트 교수와 공동연구로 진행되었다고 밝힌 김상율 교수는 공동연구에 대해 "서로 전문가로서 도움과 정보에 대한 교환 그리고 다양한 생각과 원리를 도출할 수 있어 저 또한 공동연구를 장려하는 편이다. 지금까지 45년간 역사와 전통을 자랑하는 카이스트 화학과는 매우 자유롭고 경쟁을 두려워하지 않으며 창의적인 시도를 고취하는 문화를 갖고 있어 한국 자연과학 분야의 성장에 앞으로도 큰 역할을 해낼 것이라고 믿고 있다. 세계 수많은 대학 중에 우리 학과는 당당히 26위에 랭크되어(영국 QS 랭킹) 있을 만큼 뛰어난 연구 실적과 성과들을 내고 있다. 지난 2015년도에는 학생과 교수가 혼연일체 되어 학과를 한 단계 도약할 수 있는 계기를 마련해냈다고 생각한다. 현재 우리 학과는 29명의 교수진과 250여 명의 대학원생 240여 명의 학부생으로 구성되어 있으며 해마다 좋은 논문과 다양한 연구 성과를 통해 대한민국의 과학과 산업 발전에 이바지하고 있다"며 "연구 시 창의적인 생각과 열정으로 두려움 없이 새로운 것을 만들고 추구하는데 혼신을 다해온 김 교수는 학생들에게 기존의 것을 답습하지만 말고 실패를 두려워하지 말라"고 당부의 말을 전했다. 평소 수업 시 질문을 통한 학생들의 지적 향상을 유도함과 동시에 학생 스스로 문제를 해결할 수 있는 힘을 가질 수 있도록 올바른 길잡이 역할을 해주고 있는 김 학과장은 "550여 명의 봉사자로서 학생들에게서는 의견을 많이 듣고 수렴하는 한편, 교수진들에게는 보다 다양한 연구 성과를 낼 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다"는 각오를 밝혔다.

김 학과장의 주 연구 분야는 고분자 합성으로 그가 진행하는 연구는 앞으로 새롭게 기대되는 신소재 개발과 연관되어 있어 더욱 주목을 받고 있다. 특히 최근 삼성미래기술센터에 연구공모에 당선되는 쾌거를 이루며 "새롭게 연구를 진행하고 있는 그는 앞으로 휘어지며 유리와 같은 열평창계수를 가지고 있는 신물질을 개발하는 것이 꿈"이라고 밝혔다.