과학기술정보통신부(장관 배경훈)와 한국연구재단(이사장 홍원화)은 3월 ‘대한민국 과학기술인상’ 수상자로 이화여자대학교 화학·나노과학과 김동하 교수를 선정했다고 발표했다.
‘대한민국 과학기술인상’은 최근 3년간 독창적인 연구 성과를 거둬 과학기술 발전에 크게 기여한 연구자를 매달 한 명씩 선정해 장관상과 상금을 수여하는 포상 제도이다. 과기정통부는 2026년부터 상의 명칭을 기존 ‘이달의 과학기술인상’에서 ‘대한민국 과학기술인상’으로 변경해 포상의 상징성과 영예성을 높였다.
과기정통부와 연구재단은 아인슈타인 탄생일(3월 14일)이 포함된 3월을 맞아, 차세대 초분자 키랄 광학소재 기술을 개발해 나노 단위에서 빛의 성질을 정밀하게 제어하는 원천기술을 제시한 김동하 교수를 수상자로 선정했다. 이번 연구는 광학 및 나노기술 분야에 새로운 방향을 제시했다는 평가를 받았다.
최근 편광을 제어하는 키랄 광학소재는 3D 디스플레이, 정보보안, 바이오이미징 등 첨단 기술의 핵심 소재로 부상하고 있다. 그러나 기존 고분자 기반 조립 방식은 구조적 변형이 쉬운 미셀 특성으로 인해 외부 환경 변화에 취약하고, 특히 가시광 중 적색 원편광 발현이 어렵다는 한계가 있었다.
김동하 교수 연구팀은 단분자 미셀을 형성하는 별모양 블록 공중합체를 적용해 외부 자극에도 안정적인 ‘초분자 키랄 공동조립 플랫폼’을 제안했다. 이를 통해 분자 수준의 키랄 정보가 거시적 구조로 정밀하게 증폭되도록 설계하고, 나노벨트와 마이크로섬유로 이어지는 계층적 구조를 구현했다. 이 시스템은 상온에서도 100일 이상 안정성을 유지하는 것으로 확인됐다.
또한 연구팀은 플랫폼에 비키랄 발광체를 결합해 적색을 포함한 가시광 전 영역에서 고효율의 풀컬러 원편광 발광을 구현했다. 이 조립체는 기존 기술보다 높은 발광 효율을 달성했으며, 반복적인 온도 변화에도 성능 저하 없이 안정성을 유지했다.
김 교수는 고분자공학과 나노소재과학을 융합한 연구로 잘 알려져 있으며, 정부 연구지원 사업을 바탕으로 키랄 나노소재 연구를 에너지 생산과 촉매, 암 치료 분야로 확장해왔다. 이번 성과는 국제학술지 사이언스(Science)에 2025년 8월 게재됐다.
김 교수는 “이번 연구는 분자의 키랄성이 거시적 구조로 확장되는 원리를 규명한 점에서 학문적 의미가 크다”며, “공동연구자들과의 협력 속에 다양한 분야에 응용 가능한 소재 설계 원리를 구축해 나가겠다”고 말했다.
과기정통부는 앞으로도 연구자가 창의적이고 도전적인 연구에 몰두할 수 있도록 지원 체계를 강화하고, 우수한 성과를 낸 과학기술인에 대한 보상과 예우를 확대할 계획이라고 밝혔다.
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