[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과학기술원(KAIST) 학부생의 논문이 국제 학술지의 표지논문에 선정되는 쾌거를 이뤘다.
12일 KAIST에 따르면 김수빈 학생은 KAIST 학부생 연구지원 프로그램인 URP를 통한 연구로 국제 학술지 게재를 넘어 표지논문에 선정되는 성과를 이뤘다.
김수빈 학생의 논문은 영국왕립화학회가 발간하는 국제 학술지 ‘소프트 매터’ 2월 7호 표지논문에 게재됐다.
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| 김수빈(오른쪽)학생과 김규한 연구교수[제공=KAIST] |
특히 김수빈 학생은 이번 표지 이미지를 자신의 상상과 관찰을 바탕으로 직접 디자인해 그 가치를 더 높였다.
그가 수행한 이번 연구는 이중 에멀젼(Double Emulsion)의 안정성 향상 관련 연구로, 이중 에멀젼이란 에멀젼 방울 안에 또 다른 액체로 구성된 방울이 서로 섞이지 않고 캡슐화된 상태로 구성된 형태를 뜻한다.
이중 에멀젼은 캡슐화를 통한 보유 능력이 탁월해 식품, 화장품, 약물 전달 등 다양하게 사용 가능하다.
그러나 이중 에멀젼을 대량 생산할 수 있는 기존 기술은 내부의 액체 방울을 만든 뒤 이를 캡슐화하는 두 단계의 공정에서 액체 방울이 쉽게 파괴되고 개발 이후 이중 에멀젼의 안정성이 보장되지 않는 한계가 있다. 또한 이 과정에서 이중 에멀젼의 크기와 내부 액체 방울의 비율을 조절하는 데 어려움을 겪고 있다.
김수빈 학생은 분자들의 화학 반응처럼 물방울들이 충돌해 일어나는 상 반전의 과정에서 단서를 얻었다. 상 반전이 일어나는 과정에서 이중 에멀젼이 일시적으로 형성됨을 발견했고 이를 바탕으로 이중 에멀젼의 안정성을 높일 수 있는 기준을 제시했다.
이후 지속된 연구에서 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA)와 소수성 실리카 입자가 이 조건을 만족하는 것을 찾아내 한 번의 공정으로 안정적인 이중 에멀젼을 만들 수 있음을 증명했다. 추가적으로 PMMA와 나노입자의 양을 조절해 이중 에멀젼 내부 물방울의 개수와 부피를 조절하는데 성공했다.
2014년 KAIST의 총장장학생이자 대통령과학장학생으로 입학한 그는 화학과 생명화학공학을 배우고 연구하며 직접 관찰하기 어려운 현상을 머릿속으로 상상하며 이를 바탕으로 가설을 세우고 연구해왔다.
그가 일찍부터 연구에 몰두할 수 있었던 것은 URP 프로그램에 두 차례 참여한 경험 덕분이다. 학부 2학년 때는 물리적 힘을 이용해 식품, 화장품에 널리 쓰이는 고내부상 에멀젼을 만드는 방법을 연구했고, 1년 후엔 콜로이드 입자를 이용해 기저귀의 원료가 되는 다공성 고 흡수성 수지를 만드는 연구를 수행했다.
김수빈 학생은 “평소에 복수전공을 통해 생명화학공학과에서 에멀젼의 기초가 되는 유체역학, 계면 물리학 등을 배우고 화학과에서 분자 구조를 배워왔던 것을 융합함으로서 좋은 결과가 나온 것 같다”며 “이번 연구 결과로 이중 에멀젼의 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
nbgkoo@heraldcorp.com
