글 : 오민영 / 사진 : 박창수

물은 모든 생명의 원천이다. 그러나 오늘날 환경오염으로 인해 깨끗한 수질을 얻기 위해선 상응하는 노력 즉, 에너지가 필요해졌다. 최근과 같은 고유가 시대엔 전력 사용이 곧 부담이니 한마디로 진퇴양난이다. 공주대학교 김현진 연구팀은 이러한 이슈에서 착안해 두 가지 요소를 동시에 재활용할 수 있는 통합 시스템을 완성하고자 했다. 더불어 한국여성과학기술인육성재단(WISET) 여대학원생 공학연구팀제를 기반 삼아 계획을 구현하면서 과학기술정보통신부장관상(대상)의 영예를 안았다. 우리 사회에 이바지하고 싶은 차세대 여성 공학자 여섯 명이 밝힌 포부에 귀 기울여보자.

Q1. 마치 가족처럼 서로 다정하게 반겨주는 공주대학교 김현진 연구팀이 한자리에 모였습니다.

김현진 연구책임자 – 반갑습니다. 공주대학교 환경공학과를 중심으로 결성한 우리 팀은 김춘수 교수님 지도하에 올해 여대학원생 공학연구팀제 지원사업에서 풍부한 경험을 쌓았습니다. 대학원 석사 재학 중인 저는 연구책임자를 담당했고요. 학부 연구생인 나은지 ‧ 문서정 팀원이 과제 수행에 원동력을 더했습니다. 또, 폭넓은 참여를 통해 추진하는 일반과정 연구 특성상 북일여자고등학교 2학년 이나연 ‧ 추예령, 그리고 연무고등학교 1학년 김슬아 팀원이 프로젝트를 원활히 뒷받침하며 함께했습니다.

Q2. 해마다 WISET 여대학원생 공학연구팀제 지원사업에 적극적으로 동참해왔다고요.

김춘수 교수 – 이공계에서 대학원을 비롯한 학부와 고등학교 소속의 예비 과학기술인이 모여 원하는 연구를 직접 시행해보는 프로그램은 상당히 드물어요. 특히 공학 대학엔 여학생이 많지 않아서 상대적으로 이처럼 좋은 기회를 접하기가 쉽지 않죠. 따라서 해마다 다방면으로 아이디어를 모아 여대학원생 공학연구팀제 지원사업에 신청하며 꾸준히 참여했습니다.

사실 열심히 연구에 몰두하는 김현진 연구책임자와 나은지 ‧ 문서정 팀원이 자기 성취에 힘입어 자신감을 얻고 덩달아 장학금 수여의 영예를 누리면 좋겠다는 마음에서 시작했는데요. 나중에 들어보니 고등학생인 이나연 ‧ 추예령 ‧ 김슬아 팀원이 이번 과제를 마치고 환경공학 분야에 더욱 관심이 생겼다고 해서 진심으로 뿌듯합니다. 게다가 감사하게도 우수 지도 교수상까지 주어져서 두 어깨에 놓인 책임감이 훨씬 막중해질 듯해요.(웃음)

김현진 연구책임자 – 프로젝트를 통해 노력한 성과를 인정받는다면 더할 나위 없이 좋겠지만, 먼저 모든 구성원이 연구를 매개로 행복해야 한다고 생각했습니다. 따라서 쾌활하고 신나는 분위기를 조성하며 실험 전개와 더불어 대화 또한 자주 나눴더니 자연스레 좋은 결실로 이어지더라고요.

추예령 팀원 – 고등학생 팀원 세 명은 학교에서 공고를 확인하고 신청 절차를 거쳐 합류했습니다. 저는 같은 학년 친구인 이나연 팀원이 같이 도전해보자고 추천했고, 마침 염두에 둔 진로가 이공계 계열이다 보니 미리 연구 환경을 체험해보면 좋을 듯해 동참했습니다.

Q3. 모든 구성원의 밝은 기운이 모여 ‘전기화학적 에너지 저장 원리를 이용한 물 ‧ 에너지 재이용 시스템 개발’이란 주제를 완성 궤도에 올려놓았습니다.

김현진 연구책임자 – 연구 주제에 우리가 생각한 핵심이 전부 들어 있는데요.(웃음) 우선 전기화학적 원리로 물속 이온을 분리 ‧ 농축해 수질을 개선하고자 했습니다. 동시에, 이 과정에서 사용한 일정 에너지를 회수하겠다는 목표를 세웠어요. 즉 물과 에너지를 지속해서 재이용할 수 있도록 작용하는 통합 시스템 개발에 중점을 뒀습니다.

해당 과제는 배터리 충전-방전을 통해서 전력 사용과 생산을 반복하는 순환에서 착안해 시도한 융합 연구입니다. 아울러 기존 시스템과 달리 유기 전해질을 활용해 이온 처리와 에너지 회수, 두 가지 효율을 극대화하며 방식을 차별화했습니다.

참고로 유기 전해질은 일반적으로 자주 활용하는 수계전해질, 다시 말해 수용액과는 차이가 있었어요. 비교적 다루기가 쉽지 않고 이용 기구와 장비 또한 달라서 여러모로 신경 써야 할 점이 많았지만, 어려운 만큼 보람이 있었습니다.

Q4. 하나의 목표를 두고 각자 최선을 다한 역할이 있을 듯합니다.

김현진 연구책임자 – 전체 연구 설계와 수행 총괄을 전담하면서 원활한 팀워크에 초점을 맞췄습니다. 프로젝트가 진전하는 동안 모든 팀원이 빠짐없이 제 몫을 다할 수 있게끔 지원하면서 목표에 다가가려고 했죠. 또, 평소 환경 에너지 융합 수처리에 몰두해왔기에 연구팀에 필요한 지식정보가 있으면 앞장서서 조사하고 알려주었습니다.

나은지 팀원 – 통합 시스템 가운데 에너지 재이용 모듈에 집중해 연구를 진행했습니다. 더불어 유기전해질에 대한 논문을 찾아보면서 우리 팀이 상기해야 할 사항을 정리했고요. 세 명의 고등학생 팀원이 연구실에 적응할 수 있게 도우면서 멘토링을 담당했습니다.

문서정 팀원 – 저는 물 재이용 모듈, 특히 우수한 탈염 방안을 모색했습니다. 아직 학부 2학년이라서 중점적으로 이바지했다기보다는 배우는 입장이었다고 할 수 있어요.(웃음) 코로나19 사태의 여파로 실험 수업을 자주 들어가지 못했기에 이용 방법부터 차근히 숙지했고요. 나은지 팀원과 마찬가지로 고등학생 팀원 멘토링을 맡았는데 환경공학과 외에 관심 있거나 유망한 전공에 대해 파악하고, 유용한 정보를 전달해주고자 했습니다. 더욱 명확한 가이드를 위해 다른 학과 친구와 지인을 자주 찾아가기도 했어요.(웃음)

이나연 팀원 – 저를 포함한 고등학생 팀원은 실험을 보조하며, 전체 과정이 이뤄지는 동안 발생한 이슈를 확인해 해결책을 찾으려 노력했습니다. 예를 들어 지시약 이용 시 중간 단계 결과를 색깔 변화로 파악할 수 있어서 이상이 있으면 바로 알 수 있거든요. 고민하다가 찬찬히 살펴보면서 시스템 연결 등과 같은 문제를 개선해 나갔죠.

추예령 팀원 – 이나연 ‧ 김슬아 팀원과 연구 주제에 관한 이론 수업을 듣고, 실험 내용을 먼저 습득했습니다. 또, 지시약 제조 등을 도우며 다각도로 돕고자 했습니다.

김슬아 팀원 – 연구팀에서 가장 막내다 보니 주로 연구에 관해 이해하고 서포트하는 데 집중했습니다.(웃음)

Q5. 연구에 있어서 어려운 점은 없었나요. 힘들 때 희망을 찾은 비결이 있는지요.

김현진 연구책임자 – 지도교수님이 평소 강조한 말씀을 빌리자면, 우리 연구팀은 ‘정답이 정해져 있지 않은 주제’를 연구해야 했어요. 도전적인 만큼 감내해야 할 고난 또한 만만치 않다는 의미죠.(웃음)

따라서 종종 계획과 다른 실험 결과가 나오고, 실망하던 시기가 있었는데 서로 머리 맞대고 상의해 가며 솔루션을 찾으니 확실히 혼자보다 수월하더라고요. 정말 길이 보이지 않을 때는 교수님의 올바른 방향 지시 덕분에 희망을 얻었습니다.

나은지 팀원 – 연구가 중반에 들어설 무렵, 우리 팀이 예상한 결과가 나오지 않다 보니 김현진 연구책임자님이 거의 실험실에 붙박이처럼 상주하더라고요. 가보면 항상 있어요.(웃음) 지금은 웃으며 밝힐 수 있지만, 당시는 정말 어려워서 모든 팀원이 문헌을 조사하고, 원인을 찾아 헤맸죠. 알고 보니 유기 전해질은 보통 쓰이는 수용액과 달리 물에 민감해서 수분이 닿으면 산화하기에 원하는 효율에 못 미쳤던 거예요. 이처럼 같이 온갖 고충을 이겨내면서 공감대를 형성하고 더욱 돈독한 사이로 거듭난 듯합니다.

Q6. 고등학생 팀원 여러분은 학업과 프로젝트를 병행하기가 쉽지 않았을 텐데요.

이나연 팀원 – 고등학생 팀원 세 명은 매달 1회, 즉 7개월간 일곱 차례 모여서 밀도 있게 프로젝트에 몰입했기에 학업에 지장을 느끼지 않았습니다. 오히려 학교에서 마주하기 어려운 실험 기구를 써볼 수 있어서 좋았어요. 지시약 농도를 맞추면서 앞서 익힌 지식을 응용하기도 했고요. 더불어 멘토링을 통해 학과 진로와 전망을 기반으로 앞날에 대해 진지하게 생각하는 시간을 가졌습니다.

김슬아 팀원 – 저 또한 같습니다.(웃음) 연구실에서 먼저 화학 관련 개념을 배우고 학교 수업에 들어가면 그때 설명했던 내용이 겹치면서 왠지 반갑고 재미있더라고요. 또, 환경공학과에 진학하고 싶다는 마음이 있다 보니 멘토링에서 양질의 정보를 얻을 수 있었습니다.

Q7. 굳건한 단합과 공감대 형성을 바탕으로 거둔 성과가 더없이 자랑스럽겠네요.

김현진 연구책임자 – 현재 연구 주제 연관 특허 1건을 출원 중이며, 연구 논문 작성을 마무리해 곧 해외 저널에 투고할 예정입니다. 나아가, 시스템을 적용할 가능성을 찾아서 사업화로 연계하고자 합니다.

Q8. 여대학원 공학연구팀제를 계기로 더욱 발전한 측면이 있다면요.

김현진 연구책임자 – 대학원생일 땐 그저 연구 목표만 바라보고 달렸다면 연구책임자는 계획과 예산 집행 등 전체적인 제반 사항까지 관여해야 하니 관점이 더 넓어진 듯합니다. 역량 또한 성장했고요. 여대학원생 공학연구팀제에 관심 있는 학교나 연구팀은 꼭 신청해보길 추천합니다.

나은지 팀원 – 기존에 수질 분야를 중심으로 연구하면서 막연히 제가 가야 할 길이라고 생각했을 뿐, 왜 해야 하는지는 깊이 생각하지 않았거든요. 그런데 우리 연구팀에 속해 있는 동안 더 자세한 맥락을 들여다보고 앞으로 배워야 할 영역을 파악할 수 있었습니다. 나름대로 진로를 확실하게 굳히는 시간이었죠.

문서정 팀원 – 비단 이공계만이 아니라, 학부 과정 대다수가 2학년을 마칠 무렵 고민이 많아지는 경향이 있어요. 과연 전공이 자신과 잘 맞는지 뒤늦게 갈등하는 거죠. 실제 학과를 벗어나는 사례 또한 발생하고요. 마침 제가 그런 시기였는데 연구팀과 같이하는 내내 외려 환경공학과에 확신을 가지면서 더 잘해보자고 다짐했답니다.(웃음)

이나연 팀원 – 멘토이자 배우고 싶은 대상인 연구책임자님과 학부생 팀원 두 분을 보면서 앞으로 학업에 집중해 능력 있는 연구자로 성장해야겠다고 생각했어요.

추예령 팀원 – 이전엔 연구에 있어서 성과가 중요하다고 생각했는데요. 예상치 못한 결과에 크게 실망하기보다는 용기를 북돋우며 결국 원하는 목표를 이루는 연구팀 덕분에 끈기와 긍정적인 사고를 배웠습니다.

김슬아 팀원 – 여대학원생 공학연구팀제에 팀원 신청할 때 실은 절실히 원하면서도 불안했거든요. 아직 스스로 많이 부족하다고 생각해서 실수할지 몰라 걱정스러웠기 때문이에요. 그런데 연구팀 소속으로 7개월을 보내면서 우려에 불과했다는 사실을 깨달았습니다. 도전 의식이 있다면 방법은 어떻게든 찾기 마련이더라고요. 덧붙여 진로에 대한 용기를 얻을 수 있었습니다.

김춘수 교수 – 시작은 대학원생과 학부 연구생을 위해서였지만, 결과적으로 고등학생 팀원 여러분이 환경공학과에 많은 열의를 갖고 진로를 찾았으니 여대학원생 공학연구팀제 하길 잘했다는 생각이 듭니다. 앞으로는 매년 계속해서 지원하려고요.(웃음)

Q9. 지난 7개월 동안 돈독한 사이로 거듭난 만큼, 앞날을 응원하는 메시지 한 말씀 부탁드립니다.

김현진 연구책임자 – 연구팀으로 함께해서 정말 행복했고 영광이었습니다. 앞으로 다양한 과학 ‧ 공학 분야에서 자주 만날 수 있었으면 좋겠습니다.

나은지 팀원 – 같이하는 시간 동안, 정말 신나고 즐거웠습니다. 훗날 이공계에 한 획을 그을 수 있는 인재로 발전해 나가자고요.

문서정 팀원 – 기회가 닿는다면 자주 보고 안부를 물을 수 있었으면 좋겠습니다. 원하는 꿈을 꼭 이루길 바라요.

이나연 팀원 – 다른 곳에선 접할 수 없는 소중한 경험을 우리 연구팀과 함께했습니다. 훗날 다른 연구로 또 만날 수 있길 희망합니다.

추예령 팀원 – 언뜻 7개월이 꽤 길다고 여겼는데 이제 와 보니 아쉽습니다. 각자 생각하는 목표를 이루고 성공해서 만났으면 좋겠어요.

김슬아 팀원 – 지난 시간이 제겐 동기를 부여하고 진로 선택하는 원동력으로 작용했습니다. 이처럼 좋은 기회를 선사한 연구팀에게 좋은 일만 가득하길 기원합니다.