한빛사 인터뷰
- 등록2021-09-08
- 조회1,524
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
인체 내 깊숙하고 접근하기 어려운 작은 공간에서 작동할 수 있는 차세대 혈관 내 임플란트 (intravascular implants) 및 생체의학 마이크로 로봇 분야에 대한 많은 연구들이 실행되고 있습니다. 하지만, In-vivo applications을 위한 오늘날의 가장 작은 에너지 저장 장치는 3mm3 보다 크고, 마이크로 로봇 시스템의 복잡한 기능을 지속적으로 구동할 수 있는 능력이 부족합니다.
따라서, 저희는 작은 부피 (1/1000mm3)와 독성이 없는 소재로 구성되어, 혈액에 자연적으로 존재하는 산화환원 효소 (redox enzymes)와 살아있는 세포를 이용해 장치의 성능을 약 40% 향상시켰고, 소형 슈퍼커패시터 (supercapacitor)가 지속적으로 직면한 자가 방전 (self-discharge) 문제를 해결하였습니다. 또한, 관형 구조를 통해, 혈류 시스템에 방해받지 않고, 맥동하는 혈액 또는 혈관 내 근육 수축으로 인한 외부 힘으로부터 효율적인 자체 보호를 할수 있으며, 통합 센서 시스템을 구동하여 혈액의 pH 값을 측정할 수 있는 관형 바이오 슈퍼커패시터 (Tubular biosupercapacitor)를 개발하였습니다.
본 연구를 통해 Tubular biosupercapacitor가 생체의학 산업에 유용하게 쓰일 수 있는 발전 가능성을 보여주었고, 앞으로 실응용을 위한 많은 연구가 활발히 이루어질 것으로 전망됩니다.
그림. Tubular biosupercapacitor의 모식도.
(출처) Lee, Y. et al. Nano-biosupercapacitors enable autarkic sensor operation in blood. Nat Commun 12, 4967 (2021).
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 제가 소속되어 있는 독일 켐니츠 공과대학 (Technische Universität Chemnitz)과 Leibniz IFW Dresden 연구실에서 진행되었습니다. 저희 연구실은 지도 교수님이신 Prof. Oliver G. Schmidt과 다양한 국적의 약 4-50여명의 포닥, 석/박사학위 과정, 연구원으로 이루어져 있습니다. 연구주제는 microelectronics를 기반으로 microrobotics, energy storage at micro-/nanoscale, biomedical applications, flexible electronics 그리고 plasmonics 으로 5개의 큰 그룹으로 이루어져 활발하고 다양한 연구들이 진행되고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
친한 친구들, 가족들도 곁에 없는 타지에서 혼자 연구실 생활을 하다보니 체력적으로 또 심적으로 힘들었습니다. 하지만, 마음 독하게 먹고 연구에 몰두하다보니, 오랜 기다림 끝에 좋은 논문이 나오게 되었고, 그 순간에 느낀 보람이 큰 원동력이 되어 지금까지 포기하지 않고, 계속 연구활동을 이어나가고 있습니다. 배움에는 끝이 없다는 말처럼, 저도 아직 배울게 정말 많고, 모르는게 많습니다. 하지만, 이미 시작한 일이니 즐겁게 해보려고 합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
처음 제가 독일로 왔을 때의 설렘과 기대가 아직까지 잊혀지지가 않은데, 벌써 독일에 산지 4년 차에 접어들고 있습니다. 언어적으로 환경적으로 다르기 때문에, 공부를 하고 연구를 하는데 있어서 남들보다는 더뎠지만, 자신의 선택을 믿고 후회하지 않는 마음가짐이 제일 중요한 것 같습니다. 또, 연구실마다 분위기 그리고 진행하는 메인 프로젝트가 다 다르기 때문에, 가능하면 그 연구실에 소속되어있는 분께 개인적으로 연락을 드려서 자세한 정보를 얻어보는 것을 추천합니다. 그리고 후회없는 선택을 위해 지원하고자 하는 연구실에서 나온 논문들을 많이 찾아보고, 자신의 목표와 같은지 생각하고 신중히 결정하시기를 바랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
본 연구를 통해 마이크로 에너지 분야에 더 많은 관심을 가지게 되었고, 이를 바탕으로 더 효율적이고 상용화가 가능하도록 대량생산이 가능한 에너지 저장/생산 장치들을 개발해보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이렇게 제 논문을 소개할 기회를 주신 BRIC 한빛사에 감사드립니다. 그리고 멀리서 응원해주고 저의 선택을 항상 지지해주는 가족들과 친구들에게 정말 감사하다는 말을 전하고 싶습니다. 덕분에 지금의 제가 있을 수 있었습니다.
또 본 연구를 지도해주신 Prof. Oliver G. Schmidt과 Dr. Vineeth Kumar Bandari께도 감사의 인사를 전합니다. 그 밖에도 학사시절 많은 가르침과 따뜻한 조언을 아낌없이 주셨던 단국대학교의 김우병 교수님께도 감사를 전하고 싶습니다.
#microelectronics
#biomedical applications
#energy storage system
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