母韻地 바웬디, 루이스 브루스, 알렉세이 아키모프(왼쪽부터). 노벨財團 提供
2023年 노벨 化學賞은 物體의 色깔을 實際와 가장 가깝게 具現해 '디스플레이의 新世界'를 연 者發光 '兩者點(퀀텀닷, quantum dot)' 硏究者 3人에게 돌아갔다.
스웨덴 王立科學院 노벨위원회는 母韻地 바웬디 美國 매사추세츠工大(MIT) 敎授(62), 루이스 브루스(80) 美國 컬럼비아대 名譽敎授, 알렉세이 아키모프(78) 前 나노크리스탈테크놀로지(NCT) 先任硏究員 等 化學者 3名을 올해 노벨 化學賞 受賞者로 選定했다고 4日(現地時間) 發表했다.
노벨위원회는 "크기가 매우 작아 스스로 特性을 決定하는 나노 粒子인 兩者點 發見과 發展을 이끌었다"고 受賞者의 功勞를 說明했다. 이어 "TV, LED 照明, 外科에서의 腫瘍 組織 除去 手術 等에 活用할 수 있으며 크기에 따라 다른 色을 가지며 興味롭고 特異한 特性을 많이 가지고 있어 다양한 實用化 可能性을 열 수 있을 것”이라고 選定 理由를 밝혔다.
성봉준 서강대 化學科 敎授는 "바웬디, 브루스, 아키모프 敎授는 처음으로 '兩者點'이라는 이름을 만들고 兩者店의 特性을 밝혔다"고 說明한다. 粒子 크기에 따라 서로 다른 色을 吸收하거나 放出해 다양한 色을 내는 兩者點 技術은 中世 敎會에서 흔히 볼 수 있는 스테인드글라스와도 비슷하다. 다만 다양한 크기의 琉璃조각으로 다양한 色깔을 낼 수 있는 理由를 理論的으로 說明할 순 없었다.
1980年代 初 러시아 바빌로프 國立狂學硏究所에서 勤務 中이던 알렉세이 에키모프 硏究員은 스테인드글라스처럼 色깔 있는 琉璃를 製作하는 方法으로 粒子의 크기가 有利 色깔을 左右한다는 事實을 처음으로 證明했다.
兩者點은 나노미터(nm, 10億分의 1m) 크기의 半導體 決定이다. 크기에 따라 서로 다른 色을 吸收하거나 放出하며, 빛이나 電流를 받을 境遇 크기에 따라 다양한 色을 낸다. 예컨대 約 5-6nm 크기의 養子點이 빨간色을 放出할 수 있다면 이보다 조금 더 작은 크기의 兩者點은 草綠色, 그보다 더 작은 兩者點은 파란色 빛을 放出하는 式이다.
以後 루이스 브루스는 美國 벨 硏究所에서 流體(물)을 利用해 자유롭게 떠다니는 粒子에서의 量子 效果를 立證했다. 브루스 敎授의 弟子로 브루스 敎授와 같은 硏究室에서 兩者點을 硏究한 바웬디 敎授는 끓는 기름에서 兩者點을 만드는 方法을 考案해 缺陷없는 兩者點을 만드는 데 成功했다.
노벨위원회는 아웬디 敎授의 硏究 成果를 두고 "兩者店의 化學的 生成에 일으킨 革命"이라고 評價했다. 以前 段階까지는 均等한 크기의 兩者點을 만드는 게 不可能했다면 바웬디 敎授의 技術 開發로 願하는 크기의 粒子를 만들 수 있게 됐다. 이는 色 順道와 狂 安定性이 높은 QLED 디스플레이를 開發하는 바탕이 됐다.
兩者點 技術은 디스플레이 分野 뿐만 아니라 醫療 領域에서도 活潑하게 使用된다. 바웬디 敎授의 弟子였던 김성지 포스텍 化學科 敎授는 "診斷 및 醫療 映像에 쓰일 것으로 期待된다"며 "色깔의 變化로 症狀을 感知하는 妊娠 테스터機, 코로나19 테스트氣를 兩者點으로 代替한다면 더 銳敏하게 感知하는 센서로 活用 可能할 것"이라고 말했다.
韓國에서도 현택환 基礎科學硏究院(IBS) 나노粒子硏究團 團長이 이끄는 硏究團이 醫療 分野에서 兩者點을 活用하는 硏究를 進行 中이다. 현택환 敎授는 글로벌 學術情報分析 서비스 企業 클래리베이트가 2020年 選定한 有力한 노벨賞 候補로 이번에 노벨 化學賞을 받은 某運地 바웬디함께 꼽히기도 했다.
한便 이番 2023年 노벨化學賞에선 受賞者 發表 4時間 前 이메일로 受賞者 名單이 流出되는 事故가 發生했다. 이에 對해 스웨덴 王立科學院은 "受賞者는 決定되지 않았다"고 卽刻 反駁했으나 實際 受賞 結果는 事前에 流出된 情報와 一致했다. 受賞者 發表 以後 노벨위원회는 流出 事故에 對해 따로 言及하지는 않았다.
