한빛사 인터뷰
- 등록2022-10-18
- 조회1,443
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
다양한 기술의 발전과 함께 인간이 누릴 수 있는 편리함이 많아졌지만, 그와 동시에 신체에 가해질 수 있는 위험의 정도도 증가하였습니다. 예를 들어 자동차, 오토바이, 전동킥보드 등은 근,장거리에 걸쳐서 우리를 편리하게 이동할 수 있게 도와주지만, 편리한 만큼 사용자에게 가해질 수 있는 물리적인 피해는 걷잡을 수 없이 큽니다. 각종 사고에 의한 신체 훼손에 대하여 대응하기 위해서, 수십년에 걸쳐서 세계의 연구자들은 훼손된 장기나 특정 부분을 보강해줄 수 있는 인공 재료와 그것을 만드는 합성법을 연구해왔습니다. 특히 우리 몸의 틀을 유지함으로써 중요한 역할을 해주는 인간의 뼈와 유사한 특성을 가진 인공뼈 재료를 만드는 합성법이 오랫동안 연구되어 왔습니다. 그러나 하루 가량의 긴 합성 시간을 필요로 함에도 불구하고 원하는 기능성을 자유롭게 구현해내기 힘들다는 한계가 분명히 있었습니다. 이러한 문제를 해결하고자, 저희는 레이저를 활용하여 다양한 기능성을 가진 인공뼈 분말인 아파타이트를 수십초 만에 합성해내는 합성 공정 기술을 개발했습니다.
기존의 인공뼈 분말 합성 기술들은 200 나노미터 크기의 분말을 얻기 위해 하루 가량의 합성 반응 시간이 필요하고, 실제 뼈와 동일한 성질을 구현하기 위해 수백도씨에 달하는 추가적인 열처리 공정이 필요했지만, 저희가 개발한 기술을 사용하면 작게는 30 나노미터부터 크게는 2000배에 달하는 6 마이크로미터 크기에 달하는 분말을 단 10분만에 합성할 수 있고, 별다른 추가 공정이 없어도 뼈와 동일한 성질을 구현해 낼 수 있었습니다. 또한 제 2의 뼈 성분으로 알려진 ‘휘트로카이트’를 합성할 수도 있었는데, 기존의 합성 기술과 비교하여 동일 시간의 합성을 진행했을 때, 무려 30배가 더 큰 휘트로카이트를 합성해낼 수 있음도 확인하였습니다. 레이저 수열 합성 기술로 만든 인공뼈 재료가 실제 세포에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위하여 세포 실험을 진행했을 때, 상용화 제품으로 판매되고 있는 인공뼈 분말과 비교했을 때 뛰어난 세포 부착 능력과 세포 증식 능력을 나타내는 것을 확인했습니다. 이것은 상용화 분말은 가질 수 없는 자연스럽게 녹을 수 있는 ‘생분해성’을 가지기 때문임을 증명하였습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 서울대학교 기계공학부 고승환 교수님과 한국과학기술연구원 (KIST) 생체재료연구센터의 김유찬 박사님과 전호정 박사님의 지도 아래 진행된 연구입니다.
서울 성북구 월곡동에 위치한 한국과학기술연구원의 생체재료연구센터는 제가 학생 연구원으로서 전호정 박사님께 지도를 받고 있는 연구기관입니다. 생체재료, 면역, 센서 등 다양한 분야를 전공하신 선, 책임 박사님들과 연구원 분들로 구성되어 있어서 언제든 연구 자문과 지도를 받을 수 있으며, 국내 최고의 연구기관이 가진 우수한 분석 장비들을 활용할 수 있는 연구실 입니다. https://sites.google.com/view/cbmkist/home
서울 관악구에 위치한 서울대학교 공과대학 기계공학부의 Applied Nano and Thermal Science Lab (ANTS Lab.) 은 제가 석박통합과정 대학원생으로 속해있는 연구실입니다. 고승환 교수님의 지도 하에 나노 기술, 재료 기술, 그리고 공정 기술을 기반으로 하여 fundamental 부터 실용적인 application (착용형/삽입형 소자, 에너지 소자, 센서, AI) 수준까지 깊은 연구를 진행하는 연구실입니다. https://ants.snu.ac.kr/
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 저의 연구 결과에 대해 활발하게 토의해주시는 분들과 이야기 할 때 보람을 느끼는 편입니다. 그 과정 자체가 정말 즐겁기도 하고, 토의를 통하여 많은 것을 배울 수 있기 때문인 것 같습니다. 연구를 계속 하다 보면 언젠가 제가 개발한 기술이나 재료들이 실생활에 사용되는 날이 올 것이라 믿어 의심치 않고, 그것을 가능케하기 위하여 학생으로써 매일 열심히 연구에 정진하고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
개인적으로 이번에 진행한 연구는 재료적인 측면에서의 새로움과 공정 측면에서 새로움이 공존하는 연구라고 생각합니다. 아직 연구를 제대로 시작한지 30개월 가량 된 학생일 뿐이지만 누군가에게 도움이 되었으면 해서 작게나마 의견을 내보자면… 재료적, 공정 측면 상관없이 특정 재료와 공정 기술을 필요로 하는 사람과 토의 혹은 대화를 많이 해보는 것이 좋을 것 같습니다. 가령, 이전에 없던 기능을 내는 생체재료를 개발했다고 하더라도, 실제로 그 재료로 수술을 해야하는 의사 입장에서는 수술 과정상의 부적합성을 포함하여 다양한 이유 때문에 개발된 재료를 사용하지 못할 수 있습니다. 이런 불상사를 미연에 방지하기 위해서는 그 기술을 정말 필요로 하는 분야의 사람들과 융합 연구를 하는 것에 대하여 두려워하지 않아야 한다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재는 신축성 소자를 만드는 공정과 신축 전자 재료에 대하여 연구를 진행 중입니다. 이 기술들을 기반으로 하여 정신적으로 병을 앓고 있는 사람들, 그리고 그 주변인들이 안전하고 평화롭게 살 수 있게 만들어주는 삽입형 전자소자를 만드는 것이 제 학위 과정중의 최종 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이 연구는 제가 대학원생으로써 처음 진행한 연구여서인지 자랑스럽기도 하고 아쉽기도 한 마음이 있습니다. 하지만 결론적으로는 유종의 미를 거둘 수 있었는데, 아무것도 모를 때 장비 사용부터 깊은 디스커션까지 도와주신 생체재료연구센터의 여러 선,책임 연구원님들과 선후배 학생분들, 거리는 떨어져 있어도 항상 저를 잘 챙겨주고 응원해주는 ANTS lab 선후배 학생분들께 감사드립니다. 특히 본 연구를 잘 할 수 있게 저를 가르치고 이끌어주신 엄승훈 박사님, 하루 빨리 좋은 소식이 들려 오길 응원하겠습니다. 멀리 떨어져 있어도 항상 챙겨주시는 고승환 교수님, 저에게 아낌 없는 다양한 조언 해주시고 저를 응원해주시는 김유찬 박사님, 그리고 물심양면으로 저를 지도해주시는 전호정 박사님, 정말 감사드립니다. 마지막으로 어려운 환경에서 어려운 길 택한 저를 믿어주고 응원해주는 우리 가족에게 사랑한다는 말을 인터뷰에 남겨보고 싶습니다.
#생체재료
#레이저 공정
#인공골재료
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