1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

Graphene은 근래 다양한 분야의 연구에 대한 범용성이 입증되어 많은 관심을 받고 있는 물질입니다. Graphene은 그 자체로 전기전도성 및 열내성이 뛰어나며 물리적인 내구성 역시 보장된 물질입니다. 때문에 반도체공학, 광학-디스플레이 분야에 유망한 물질로 흔히 알려져 있습니다. 한편, 탄소를 기반으로 한 이 물질은 생체친화도가 높아 암 치료 연구 및 줄기세포 분화 연구 등 바이오 연구 분야에서도 각광받는 추세입니다. Graphene 산화물의 일종인 graphene oxide (GO)는 graphene이 보유한 특성을 상당 부분 보유함과 동시에 graphene에서는 찾아보기 힘든 작용기들을 포함하여 친수적 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특징은 graphene과는 대조적입니다. GO의 이러한 특성은 세포공학에 있어서 세포 미세환경을 조절하기 위한 매개로 적절하다는 평가를 받고 있으며, 관련 연구 또한 활발히 진행 중입니다.

하지만 GO는 형태와 크기가 일정하지 않은 다각형의 2차원 조각 형태로 존재하기 쉽기 때문에 이들을 일정한 두께와 형태로 코팅하거나 패터닝하기는 생각만큼 쉬운 일이 아닙니다. 이 연구는 plasma etching 방식을 기반으로, 두께를 일정하게 제어하기 어려운 GO 필름을 보다 균일하고 얇게 조절할 수 있는 새로운 형태의 제조 방식과 그 세포공학적 응용에 관한 내용을 다루고 있습니다. 본 연구결과는 GO의 새로운 코팅 기술의 소개를 넘어 여러 생체친화적 2차원 물질의 생물학적 응용 등에 광범위하게 기여할 수 있으리라 기대하고 있습니다.

사실 GO 필름의 평탄화에 plasma etching 방식을 시도하기란 쉬운 결정이 아니었습니다. Etching 공정은 말그대로 원하는 부분을 제거하기 위한 방식이며, 어중간한 선에서 공정을 종료한다면 오히려 필름의 두께 편차는 더욱 극단적으로 벌어질 수 있기 때문입니다. 하지만, 반신반의의 시도를 통해 미세한 가능성을 확인하였고 이를 최적화하기 위한 수많은 과정을 거쳐 이렇게 멋진 자리에서 성과를 소개하기에 이르렀습니다. ‘아마 안될 것이다’라는 의견보다 ‘해보기 전엔 모르는 일이다’라는 의지가 도움이 되었던 것이 아닐까 싶습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

중앙대학교 융합공학부 바이오메디컬공학 김태형 교수님 연구실은 생친화적 2차원 물질 및 고분자를 이용한 3차원 세포/조직 배양 기술과 전기화학적 세포 신호 분석 기술/플랫폼 개발 연구를 수행합니다. 원천기술 및 플랫폼 개발에 주력하는 만큼 다양한 분야의 타 연구시설 및 의료기관, 대학기관과의 합동연구가 활발하게 이뤄지고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

특정 목적을 가지고 이에 맞는 기술을 개발하거나 기존의 문제점을 해결하는 것이 제 연구활동입니다. 많은 연구자가 느끼는 바와 같이, 상당한 시간과 물적 자원을 투자하였음에도 결과가 성에 차지 않으면 그만큼 힘든 일도 없을 것입니다. 반대로, 만족할 만한 결과를 얻어냈을 때 느끼는 성취감은 말로 설명하기 힘들 정도입니다. 전 이러한 결과를 가지고, 이 성과가 어느 분야에 얼마나 도움이 될지를 상상하며 큰 자부심과 보람을 느낍니다. 이 기분은 제 연구활동이 지속되게 하는 원동력이 되기도 합니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

융합기술은 기존의 지식을 토대로 한 신선한 시각과 상상력을 통해 새로운 가치를 창출하는 방법입니다. 둘 이상의 기술이 모여 이뤄지는 만큼 굉장히 유기적이고 변화무쌍하지만, 역설적이게도 제법 유행을 타는 분야가 아닐까 싶습니다. 오랜 시간 수행하던 연구였지만 어느 순간 연구 초기에 비해 관심을 덜 받을 수 있고, 결과적으로 기대했던 성과를 이루지 못하는 경우가 생길 수 있습니다. 벽에 가로막혀 결과가 잘 나오지 않는 시기에, 설상가상 유사한 타연구가 먼저 보고되어 더 큰 슬럼프에 빠지는 경우도 더러 있습니다.

저는 본인이 수행하게 될 연구에 있어 유연한 사고를 가지는 것이 중요하다는 말씀을 드리고 싶습니다. 빠르게 변하는 트랜드에 일일이 맞추는 것은 매우 어려운 일입니다. 대신, 고수하던 방향을 틀 수 있는 과감함과 지식에 기반한 유연한 사고를 기르는 것은 어떨까요. 혹시 닥칠지도 모르는 슬럼프를 극복하는데 실질적인 도움이 될 것입니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

다양한 2차원 물질의 생물학적 응용에 대한 연구를 지속하고자 합니다. 향후 연구를 통해 보다 실용적이고 사회에 실질적인 도움으로 이어질 수 있는 기술을 소개하고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

우선 연구 수행에 지원과 조언을 아끼지 않으신 중앙대학교 김태형 교수님께 감사드립니다. 연구에 도움 주신 구경모, 조연우, 김희중, 구복남, 이광호, 박준하, 김창대, 이정현, 강민지 선생님께도 고맙다는 말을 전하고 싶습니다. 아직 많이 부족하지만 향후 정말 한국을 빛낼 수 있도록 더욱 노력하겠습니다.