흐름2014: '결정학 100년의 해', 그리고 그래핀은

겨레 과학웹진 사이언스온을 중심으로 이공계 대학생, 대학원생, 직장인들이 참여한 과학저널리즘 동아리 ‘과감(科感)’의 몇몇 회원들이 여러 자료를 추리고 일부는 전문가 도움말을 받아 올해 과학과 기술 뉴스의 열쇳말을 미리 살펴보았습니다. 물론 다양하고 수많은 영역에서 저마다 가치 있고 흥미로우며 획기적인 연구들이 샘물처럼 솟을 것으로 여겨지지만, 과감 회원들이 그 중에서 눈여겨 본 굵직한 흐름 몇 가지를 토론을 거쳐 선정하고 정리했습니다. 일곱 차례에 걸쳐 한 편씩 이곳에 올리며, 전체 내용을 줄이고 다듬어 1월15일치 <한겨레> 지면에 실을 예정입니다.

[기획·취재] 김성은 직장인, 김정현 건국대 학부생, 김준 포스텍 학부생, 김현중 건국대 박사과정, 오철우 한겨레 기자, 이은지 서울대 석사과정, 이혜림 직장인 (가나다 순)


crystal.jpg » 흑연(왼쪽)과 다이아몬드의 서로 다른 결정 구조를 보여주는 사진과 그림. 흑연과 다이아몬드는 모두 같은 탄소로 이뤄진 물질인데도 서로 다른 결정 구조를 지니고 있다. 다이아몬드가 반짝이는 것은 독특한 탄소 결합 구조 때문에 빛이 분산되기 때문이라고 한다. 출처/ 세계 결정학의 해 안내책자 중에서


‘결정학(crystallography)’이라는 학문 분야가 있습니다. 올해는 유네스코가 정한 ‘세계 결정학의 해(IYCr2014)’입니다. 흔히 자연의 물질은 원자·분자의 배열이 규칙적으로 반복되는 결정 구조를 지니는데, 20세기 초에 이런 성질을 이용해 엑스선을 쏘면 물질의 미시 구조를 들여다볼 수 있다는 사실이 발견됐습니다. 독일 물리학자 막스 폰 라우에가 엑스선이 물질의 결정에 부딛히면 저마다 다른 특정 각도로 회절하는(꺽이는) 현상을 발견한 공로로, 1914년 노벨 물리학상을 받았습니다. 올해는 결정학의 노벨상 수상 100년이 되는 해입니다.

결정학 100년은 물질의 분자 구조를 규명하는 데 크게 기여해 과학의 발전을 이끌어 왔습니다. 사실 값싼 흑연과 값비싼 다이아몬드가 똑같이 탄소로 이뤄진 물질인데도, 서로 다른 것은 결정 구조가 다르기 때문임도 결정학 덕분에 널리 알려져 있지요. 또한 다른 일례를 들면, 콜레스테롤, 인슐린 같은 생분자는 물론이고 디엔에이(DNA)가 이중나선의 구조를 지닌다는 발견도 엑스선 결정학이 없었으면 불가능했습니다.


지금도 신약 개발에서 결정학은 핵자기공명(NMR) 기술 등과 더불어 약물 후보인 분자 화합물을 찾는 데 쓰입니다. 결정학의 해 개막 행사가 오는 20~21일 프랑스 파리 유네스코본부에서 열린다.세계 결정학의 해 개막 행사는 오는 20~21일 프랑스 유네스코본부에서 열리며 올 한 해 갖가지 ‘결정학 축제’가 세계 각지에서 열린다고 합니다. 결정학 100년의 해에 과학계를 놀라게 할 만한 새로운 물질이 발견되길 기대해봅니다.


올해엔 탄소로 이뤄진 신소재인 그래핀이 2010년 노벨 물리학상 수상자를 낳은 데 이어 마침내 상용화를 이룰지도 큰 관심사입니다. 그래핀은 탄소 육각 구조가 평면으로 펼쳐진 나노 막 형태로 전자의 이동속도가 빠르고 물리적, 화학전 안정성이 높아 꿈의 신소재라는 평을 받는데, 2010년엔 그래핀 과학자들한테 노벨 물리학상의 영예를 안겨주었지요.


전문매체의 전망을 보면, 기존 인듐, 갈륨 같은 희귀 금속을 쓰는 전극 물질을 대체해 그래핀이 ‘휘는 디스플레이’의 터치패널에 쓰이는 날도 눈앞의 현실로 다가올 것이라고 합니다. 낱개 원자 수준의 두께를 지녀 빛의 투과성이 높고 쉽게 구부러지는 성질을 지닐 수 있는 그래핀과 스마트폰의 만남이 순조롭게 이뤄진다면 뒤이어 다른 여러 가지 응용과 활용 기술이 촉진될 것입니다.



[참고한 자료]



International Year of Crystallography 2014

[안내책자] http://unesdoc.unesco.org/ulis/cgi-bin/ulis.pl?catno=220914

[홈페이지] http://www.iycr2014.org/

[2014달력] http://www.iycr2014.org/__data/assets/pdf_file/0007/85678/CalendarIYCr2014_IISc.pdf


Fast Synthesis of High-Performance Graphene Films by Hydrogen-Free Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition

ACS Nano, DOI: 10.1021/nn405754d


[신약개발 심포지엄] 될성부른 선도물질 발굴이 성패 가른다

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2013/12/11/2013121102116.html


The world of physics in 2014

http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/dec/19/the-world-of-physics-in-2014


이혜림 직장인, '과감' 회원

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이혜림 직장인 (삼성SDI)
과학이 알고 보면 따뜻하다는 것을 알려주고 싶다. 지속가능한 에너지 분야를 공부했고, 환경에 좋은 영향을 주는 에너지과학에 관심이 있다. 성균관대학교 대학원 석사과정(나노과학기술협동학부)을 졸업했다.
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