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연세소식

[연구 프론티어] 김동호 교수, 한림원 FILA기초과학상 수상 국가연구개발 우수성과 ‘최우수’ 선정 Vol. 613

김동호 교수, 한림원 FILA기초과학상 수상 국가연구개발 우수성과 ‘최우수’ 선정

 

도전적이고 창의적 연구 수행

뫼비우스 방향성 등 과학계 오랜 난제 해결

 

 

화학과 김동호 교수가 한국과학기술한림원이 선정하는 제4회 FILA기초과학상을 받게 됐다. 한림원은 FILA코리아(주)의 후원으로 기초과학분야에서 연구개발 실적이 탁월하여 국내․외적으로 높은 평가를 받고 있는 훌륭한 과학기술자를 선발․포상함으로써 기초과학분야 과학기술인의 긍지를 드높이고, 사기를 진작하고자 FILA기초과학상 사업을 시행하고 있다.

 

화학분야에서는 처음으로 수상하게된 김 교수는 기초학문분야인 분자의 방향성 및 반방향성 연구에 새로운 돌파구를 제공하는 도전적이고 창의적인 연구를 진행했다. 그 결과 과학계에서 오랫동안 난제로 남아있던 뫼비우스 방향성과 들뜬상태 방향성 뒤집힘 현상을 규명하고 이를 응용하여 분자의 물성을 제어하는데 성공한 점을 인정받았다.

 

김동호 교수는 분자의 방향성 및 반방향성을 규명하고 물성과의 상관관계를 밝혀 분자의 새로운 응용가능성을 제시하는 연구를 진행하고 있다. 분자 내의 고리형 파이 공액구조에서 발현되어 특별한 에너지적 안정성을 설명할 수 있는 방향성 및 반방향성은 분자의 반응성 및 물리·화학적 성질을 결정짓는 핵심적인 요소로 분자 시스템의 방향성과 그로 인해 나타나는 물질의 특성을 밝히는 것은 기초과학 분야에서 중요한 연구주제다. 하지만 이러한 방향성에 대한 연구는 대부분 이론적인 측면에서 현상을 분석하는 방향으로 이루어지고 있었고 실질적으로 분자의 방향성 및 반방향성을 조절하여 물성을 제어하고 분자의 새로운 응용가능성을 제시하는 연구는 아주 미미한 실정이었다.

 

김동호 교수는 끊임없는 노력과 열정으로 기초학문분야인 분자의 방향성 및 반방향성 연구에 확장 포피린 분자를 이용해 새로운 돌파구를 제공하는 도전적이고 창의적인 연구를 진행함으로써 과학계에서 오랫동안 난제로 남아있던 뫼비우스 방향성과 들뜬상태 방향성 뒤집힘 현상을 규명했다. 나아가 이를 응용하여 분자의 물성을 제어하는 데 성공했다. 더욱이 그는 방향성 연구 결과를 기반으로 전이 상태 분자의 방향성 및 특성 규명을 통한 광유도 반응 조절과 안정한 바닥상태 삼중항 이가라디칼 구현 등의 후속 연구 및 응용에 대한 주춧돌을 다져놓았다.

 

우수성과 100선 가운데 순수기초·인프라 분야 최우수

 

한편, 김동호 교수 연구팀의 연구 가운데 나노물질에서의 엑시톤 거동 분석을 통한 광반응 현상을 규명 및 제어하는 연구가 ‘2017 국가연구개발 우수성과 100선’으로 선정됐다. 나아가 그 우수성을 인정받아 순수기초· 인프라 분야의 11개의 우수성과 중에서 최우수 연구로 뽑히는 쾌거를 이뤘다. 나노 구조체에서 기능성의 근간을 이루는 엑시톤의 생성 및 거동 현상에 대한 연구는 엑시톤 확산, 전하 분리, 자유 전하 생성 등 나노 구조체의 광 물리적 특성을 총체적으로 이해할 수 있게 해준다. 나아가 이러한 나노 구조체를 기반으로 고효율 기능성 소자를 개발하는 데 방향성을 제시해 줄 수 있다. 하지만 이러한 나노 구조체에 대한 광 분석 연구는 기술을 보유하기까지 너무 많은 시간과 노력을 필요로 하는 등 많은 어려움이 있다.

 

 

김동호 교수는 분광기술을 이용한 연구에 정진하여 나노물질에서의 광반응 현상을 분석하는 연구를 끊임없이 진행해 왔다. 이러한 과정에서 새로운 초고속 시간 분해 레이저 분석법들을 개발하고 나노 구조체에서의 엑시톤 생성, 성장, 소멸의 전 주기적 현상을 규명했다.

 

이러한 연구 결과들은 그 우수성을 인정받아 네이처 케미스트리, 미국화학회지, 앙케반테케미 등의 세계 유수의 화학지에 게재됐으며 ‘2017 국가연구개발 우수성과 100선’의 순수기초· 인프라 분야에서 최우수 연구로 선정될 수 있었다.

 

2017.12.05

vol. 613
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