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경력개발사례

롤모델

[She Did it] #88 KAIST 생명과학공학과 이현주 교수

조회수512 작성일2023.11.30

2023 쉬디드잇캠페인

 

KAIST 생명과학공학과 이현주 교수

 

촉매 연구로

탄소중립을 이끌다

◆ KAIST 생명화학공학과에서 불균일계 촉매를 연구하는 이현주 교수는 고교 시절 《Newton》이라는 과학잡지에서 환경 이슈를 접하게 된 것이 에너지 및 환경촉매 전문가로 성장하게 된 배경이자 원동력이었다고 말합니다.

​KAIST 생명화학공학과에서 불균일계 촉매를 연구하는 이현주 교수는 고교 시절 《Newton》이라는 과학잡지에서 환경 이슈를 접하게 된 것이 에너지 및 환경촉매 전문가로 성장하게 된 배경이자 원동력이었다고 말합니다.

​KAIST 생명화학공학과에서 불균일계 촉매를 연구하는 이현주 교수는 고교 시절 《Newton》이라는 과학잡지에서 환경 이슈를 접하게 된 것이 에너지 및 환경촉매 전문가로 성장하게 된 배경이자 원동력이었다고 말합니다.

​KAIST 생명화학공학과에서 불균일계 촉매를 연구하는 이현주 교수는 고교 시절 《Newton》이라는 과학잡지에서 환경 이슈를 접하게 된 것이 에너지 및 환경촉매 전문가로 성장하게 된 배경이자 원동력이었다고 말합니다.KAIST 생명화학공학과에서 불균일계 촉매를 연구하는 이현주 교수는 고교 시절 《Newton》이라는 과학잡지에서 환경 이슈를 접하게 된 것이 에너지 및 환경촉매 전문가로 성장하게 된 배경이자 원동력이었다고 말합니다.이화여대 의과대학 신경과학교실 이향운 교수는 수면장애와 뇌전증 등 만성 뇌질환의 치료를 담당하고 있는 신경과 전문의이자 환자별 뇌신호 분석과 최적화 맞춤형 치료를 위한 인공지능기반 의료기기개발 융합연구에 매진하고 있는 뇌신경과학자입니다.

◆ 이현주 교수는 LG화학 사외이사로 취임한 최초의 여성 공학자이기도 합니다. 화학산업의 패러다임이 변화하고 있는 상황에서 보다 객관적인 눈으로 기업이 잘 경영되고 있는지 살펴보는 것뿐만 아니라 학계와 산업계를 연결하는 가교역할까지 수행하고 있습니다.이현주 교수는 LG화학 사외이사로 취임한 최초의 여성 공학자이기도 합니다. 화학산업의 패러다임이 변화하고 있는 상황에서 보다 객관적인 눈으로 기업이 잘 경영되고 있는지 살펴보는 것뿐만 아니라 학계와 산업계를 연결하는 가교역할까지 수행하고 있습니다.이현주 교수는 LG화학 사외이사로 취임한 최초의 여성 공학자이기도 합니다. 화학산업의 패러다임이 변화하고 있는 상황에서 보다 객관적인 눈으로 기업이 잘 경영되고 있는지 살펴보는 것뿐만 아니라 학계와 산업계를 연결하는 가교역할까지 수행하고 있습니다.이현주 교수는 LG화학 사외이사로 취임한 최초의 여성 공학자이기도 합니다. 화학산업의 패러다임이 변화하고 있는 상황에서 보다 객관적인 눈으로 기업이 잘 경영되고 있는지 살펴보는 것뿐만 아니라 학계와 산업계를 연결하는 가교역할까지 수행하고 있습니다.

​이현주 교수는 LG화학 사외이사로 취임한 최초의 여성 공학자이기도 합니다. 화학산업의 패러다임이 변화하고 있는 상황에서 보다 객관적인 눈으로 기업이 잘 경영되고 있는지 살펴보는 것뿐만 아니라 학계와 산업계를 연결하는 가교역할까지 수행하고 있습니다.

​이향운 교수는 의료현장의 미해결 난제 극복을 위해서는 의학뿐 아니라 다양한 분야가 협력하는 다학제간 융합연구의 필요성을 깨닫고, 2018년부터 매년 ‘이화메디테크포럼’을 개최하여 의·학·연·병이 연계된 새로운 융합연구 풍토를 조성했습니다.

 

​◆ 수소경제와 탄소중립 사회 실현을 위해서는 친환경이나 에너지절감형 촉매 기술이 필수적입니다. 이를 위해 이현주 교수는 바이오매스나 이산화탄소 등에서 화학제품을 생산하는 연구에 주력하며 자신의 기술이 지속가능한 사회를 위해 쓰이길 바라고 있습니다.수소경제와 탄소중립 사회 실현을 위해서는 친환경이나 에너지절감형 촉매 기술이 필수적입니다. 이를 위해 이현주 교수는 바이오매스나 이산화탄소 등에서 화학제품을 생산하는 연구에 주력하며 자신의 기술이 지속가능한 사회를 위해 쓰이길 바라고 있습니다.수소경제와 탄소중립 사회 실현을 위해서는 친환경이나 에너지절감형 촉매 기술이 필수적입니다. 이를 위해 이현주 교수는 바이오매스나 이산화탄소 등에서 화학제품을 생산하는 연구에 주력하며 자신의 기술이 지속가능한 사회를 위해 쓰이길 바라고 있습니다.수소경제와 탄소중립 사회 실현을 위해서는 친환경이나 에너지절감형 촉매 기술이 필수적입니다. 이를 위해 이현주 교수는 바이오매스나 이산화탄소 등에서 화학제품을 생산하는 연구에 주력하며 자신의 기술이 지속가능한 사회를 위해 쓰이길 바라고 있습니다.수소경제와 탄소중립 사회 실현을 위해서는 친환경이나 에너지절감형 촉매 기술이 필수적입니다. 이를 위해 이현주 교수는 바이오매스나 이산화탄소 등에서 화학제품을 생산하는 연구에 주력하며 자신의 기술이 지속가능한 사회를 위해 쓰이길 바라고 있습니다.

 

 

탄소 중립 시대를 이끄는 생명화학공학

 

기존에는 석유에서 다양한 화학제품을 생산하는 것을 연구했다면 앞으로는 석유가 아닌 바이오매스(Biomass)나 이산화탄소 등에서 화학제품을 생산하는 것을 연구해야 합니다. 저희 생명화학공학과에서는 탄소를 배출하지 않고 화학제품을 만드는 다양한 연구를 활발하게 진행하고 있어요. 최근 이산화탄소에서 바이오플라스틱을 만드는 연구를 했었는데요. 촉매를 연구하는 저희 팀이 전기화학적 방법으로 이산화탄소에서 포름산을 만들면, 균을 연구하는 다른 연구실에서 균이 포름산을 먹고 바이오플라스틱을 만드는 연구를 수행하는 시스템융합을 꾀하기도 했어요. 

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수소경제와 탄소중립을 위한 촉매 기술

 

우리가 일상생활에서 사용하는 많은 소재와 약 등은 모두 일종의 화학제품입니다. 이전처럼 석유에서 이러한 화학제품을 만들게 되면 땅속에 있던 탄소가 땅 위로 올라와서 결국에는 이산화탄소가 되어 대기 중에 쌓이게 되죠. 이것이 기후변화 등을 일으키는 원인이 돼요. 원래 땅 위에 있던 바이오매스나 이산화탄소로 우리가 사용하는 화학제품을 만들게 되면 소위 말하는 ‘탄소중립’을 실현할 수 있게 되는데요. 이 과정에서 촉매가 핵심적인 역할을 하게 되죠. 반응물에서 생성물로 바뀌는 반응경로를 제어하는 것이 촉매가 하는 일입니다. 

 


 

 

 

불균일계 촉매는

보다 지속 가능한 사회로 전환하기 위한

핵심 기술이라 할 수 있어요.

불균일혼합물을 형성하는 불균일계 촉매개인별 뇌신호 분석을 통한 맞춤형 치료

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저는 촉매 중에서도 불균일계 촉매를 연구하고 있어요. 불균일계 촉매는 화학반응에서 반응물이나 생성물과 섞이지 않고 불균일혼합물을 형성하는 촉매를 말해요. 전 세계적으로 화학공정의 85%는 촉매를 사용하는 ‘촉매공정’인데, 그중 80%는 표면적이 넓은 지지체의 표면에 촉매 입자가 분산된 불균일계 촉매(Heterogeneous catalyst)를 사용해요. 이러한 촉매들은 다양한 화학제품을 만드는 데 사용할 수 있어요. 또한 환경오염 물질을 더 적은 에너지를 써서 효과적으로 제거한다든가, 아니면 전기를 만들고 저장하는 연료전지나 수전해의 핵심적인 소재로 사용할 수도 있죠. 보다 지속 가능한 사회로 전환하기 위한 핵심 기술이라 할 수 있어요.

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​IUPAC의 여성화학자상을 받다

 

연구 과정에서 현재의 의학이 남녀 차이나 개개인의 특성을 고려하지 않고 있다고 느꼈어요. 뇌질환 환자들뿐만 아니라 국내외 코호트 연구를 통해 일반인들의 뇌기능 노화 과정을 살펴보면 남녀의 차이가 분명하게 보이거든요. 이러한 차이는 호르몬의 생물학적인 요인뿐만 아니라 동반질환이 다르고, 또 사회적 환경의 차이에서 비롯되는 것 같아요. 여성은 폐경을 기점으로, 남성은 은퇴 시점을 기점으로 뇌의 노화가 급격히 변하는 것을 보면 매우 흥미롭죠.

 

그동안의 연구 중 가장 기억에 남는 것은 단일원자 촉매에 관한 것인데요. 기존에는 나노 입자의 모양이나 조성 등을 바꾸면서 촉매 반응이 어떻게 바뀌는지를 관찰했어요. 나노 입자를 더욱 작게 백금 같은 귀금속 원자 하나로 만들어 여기서 일어나는 화학반응을 보았는데요. 현재는 이러한 귀금속 촉매를 원자 단위로 두 개를 이어 붙인다든가, 두 종류를 서로 다르게 만든다든가 해서 그 위에서 일어나는 촉매반응이 어떻게 달라지는지 보고 있어요. 연구 외의 활동으로는 한국화학공학회 학술이사로 일하기도 했어요. 결국 이러한 공로를 인정받아 국제순수응용화학연합(IUPAC)에서 주는 여성화학자상도 받게 되었죠. 

 



 

 

 

 

학계에서는 학문적인 엄밀성을 추구하면서도

실제 산업에 적용할 수 있는 연구에도

관심을 기울여야 하고요,

산업게에서는 학계가 필요로 하는 기술을

보다 적극적으로 요청해 주면 좋을 것 같아요.

LG화학 최초 여성 사외이사로 취임

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아무래도 학계에서의 연구는 바로 적용하기 어려운 부분들이 있어요. 학교에서는 당장 눈에 보이는 제품을 만들기보다 그에 대한 엄격한 원리를 발견하고 평가하는 것에 더 중점을 두죠. 하지만 이 부분이 튼튼하지 않으면 우리만의 기술을 개발하지 못하고 다른 나라에서 하는 연구를 따라가게 돼요. 학계에서는 학문적인 엄밀성을 추구하면서도 실제 산업에 적용할 수 있는 연구에도 관심을 기울여야 하고요, 산업계에서는 학계가 필요로 하는 기술을 보다 적극적으로 요청해 주면 좋을 것 같아요.

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연구 성과를 높이고 이를 실생활에 적극 활용하기 위해서는 학계와 산업계의 상호 이해가 필요한데 아직은 부족하다는 생각이에요. 제가 LG화학 최초의 여성 사외이사로 취임하게 된 것도 이와 무관치 않아요. 탄소중립 등 화학산업의 패러다임이 변화하고 있는 상황에서 기업이 이에 잘 대응하고 있는지 경영진과 함께 고민하는 중이죠.

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독창적이고 임팩트가 큰 연구를 하라!

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독창적이면서도 임팩트가 큰 연구를 하는 게 더 좋겠죠. 남들이 하는 연구를 따라 하게 되면 당장의 결과는 쉽게 얻을지 몰라도 의미 있는 연구가 되기는 어려워요. 하지만 독창적이려면 남들이 뭘 하는지도 알고 있어야 해요. 독창적인 건 또한 자신만 관심있는 연구가 될 수도 있죠. 독창적이면서도 임팩트가 크려면 그만큼 많이 공부하고 고민해야 돼요. 저희 대학원생들에게도 늘 강조하지만, 실현하기는 참 어려운 것 같아요. 학계나 산업계는 빠르게 변하고 있어요. 자신이 의미있다고 생각하는 분야에 대해서는 열정과 관심을 갖고 계속 공부해야 해요. 

 

 

 

순간에 충실하자!

저는 지방 출신인데 서울로 대학을 가면서 ‘세상이 넓구나’라는 문화적 충격을 받았어요. 그러다 보니 해외로 가면 더 넓은 세상을 볼 수 있겠다는 생각에 미국 유학도 가게 됐고요. 유학생활 동안 좋은 친구들도 많이 만나면서 확실히 경험의 폭이 넓어졌던 것 같아요. 제 삶의 모토는 ‘순간에 충실하자’인데요, 삶의 모든 순간마다 결국 내가 할 수 있는 건 지금 최선을 다하는 것뿐인 것 같아요. 앞으로의 꿈도 불균일계 원자 촉매를 개발해서 이를 적용하는 연구를 지속하는 겁니다. 원자 단위에서 잘 제어된 촉매를 산업체에 응용할 수 있도록 많이 만드는 연구죠. 지속가능한 사회가 될 수 있도록 핵심적인 기술을 제공할 수 있으면 좋겠습니다. 

 


  

 

 

각종 환경 문제를 일으키는 온실가스인

이산호탄소나 잡초로 천대받고 버려지는 식물을

부가가치 높은 유용한 물질로 바꿀 수는 없을까?

석유화학 소재 대신 식물이나 페기물 등

재생 가능한 자원을 활용해 친환경 연료나 플라스틱

대체 제품을 생산하는 '탄소 중립'을 이끄는

화학공학 에너지 및 환경 촉매 전문가

이현주 교수에 의해 그 꿈이 영글어가고 있습니다.

[She Did it] #89 부산대 나노에너지공학과 서지연 교수