“벽지와 커튼에서 다양하고 밝은 빛이 나와요!”
[인터뷰] ‘이달의 과학기술자’ 포항공대 이태우 교수
하와이 대학의 미래전략센터 소장으로 정치학을 가르치는 짐 데이토(Jim Dator) 교수는 ‘미래학의 대부’로 불린다. 앨빈 토플러와 함께 미래학을 하나의 학문으로 완성하여 대학 커리큘럼으로 만든 장본인이기도 하다.
그는 이런 이야기를 항상 즐겨 한다. “과학기술의 수준은 마술(魔術)의 단계에 까지 이르렀다. 이제는 마술이 과학이고 과학이 마술인 경지가 되었다." 꿈과 상상하는 모든 것들이 현실이 되고 있다는 말이다.
‘이달의 과학기술자상’ 7월수상자 이태우 교수
그는 이런 이야기를 항상 즐겨 한다. “과학기술의 수준은 마술(魔術)의 단계에 까지 이르렀다. 이제는 마술이 과학이고 과학이 마술인 경지가 되었다." 꿈과 상상하는 모든 것들이 현실이 되고 있다는 말이다.
‘이달의 과학기술자상’ 7월수상자 이태우 교수
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| ▲ 이태우 포항공과대학 신소재공학과 교수 ⓒ이태우 교수 |
집안의 벽지와 커튼이 빛을 내 형광등처럼 밝게 해준다면 아마 상상이나 꿈 속에서나 가능한 일이라고 할지 모른다. 그것도 디자인에 따라 수만 가지 색을 조절할 수 있다면 더더욱 그럴 것이다. 그러나 가능하다. 포항공대 신소재공학과 이태우 교수 연구진이 그 꿈을 실현시켰다.
그는 세계 최초로 그래핀 전극을 활용한 OLED(유기발광 다이오드)를 개발하는 데 성공했다. 발광효율이 낮은 그래핀 전극의 한계를 극복하여 유연(flexible) OLED의 효율을 획기적으로 개선한 백색조명을 시연했다. 이러한 공로로 미래창조과학부와 한국연구재단이 선정하는 이달의 과학기술자상(7월)을 수상했다.
이 교수가 개발한 소위 플렉서블 OLED란 구체적으로 어떤 것일까? 어떤 동기에서 이러한 개발작업을 진행했을까? 또 어떻게 하면 벽지와 커튼에서 ‘꿈의 조명’이 나올 수 있을까? 김 교수와 인터뷰를 통해 여러 가지 궁금한 점을 알아봤다.
그래핀의 발광효율이 낮은 점에 착안
연구에 매달리게 된 배경에 대해 이 교수는 “꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 유연하고 전기전도도가 높아 전극소재로 주목 받고 있지만, 투명전극으로 널리 이용되는 기존 ITO(인듐 주석화합물) 전극에 비해 발광효율이 현저히 낮은 것에 착안했다”고 말했다.
“그래서 전도성 고분자 조성물을 이용해 전자와 만나 빛을 발생시키는 정공(positive hole)이 그래핀 전극 내로 효율적으로 주입되게 하였고, 이를 통해 발광효율을 기존 미국팀 한계의 100배까지 끌어 올려 ITO에 버금가는 초고효율을 달성해 내는 데 성공할 수 있었다”고 설명했다.
이러한 결과는 꿈으로만 생각되던 다양하고 밝은 빛을 내는 벽지와 커튼 개발에 대한 기대감을 높여 주었다. 또한 앞으로 유연 디스플레이, 박막 태양전지 및 조명개발 등 정부가 추진하는 창조경제에 기여할 것으로 전망된다.
이 교수팀은 또 그래핀을 이용, 최고 발광효율을 내는 플렉서블 OLED를 제조하는 데 성공했다. “그래핀을 이용한 벽지나 커틴으로 조명이 가능할 뿐만 아니라 색깔도 자유자재로 바꿀 수 있다”며, “OLED에서 사용되는 유기물은 분자 구조를 어떻게 디자인 하느냐에 따라서 몇 만가지 이상의 색을 낼 수도 있다”고 설명했다.
2016년 ITO 시장 9억2천500만 달러 추정
2011년 미국 리서치 회사인 나노마켓(Nanomarkets)에 따르면 ITO를 사용하는 가공조립산업(OLED조명, 박막태양전지, 스마트 창문 등)의 규모확장으로 ITO 대체투명전도막(Transparent Conductive Oxide)의 시장규모가 2016년 9억2천500만 달러에 달할 것으로 예상된다.
상용화 시점에 대한 질문에 이 교수는 “상용화는 회사가 해야 할 일이라 내가 언제 될 것 같다라고 얘기하는 것은 바람직하지 않은 것 같다”는 입장을 피력하면서 “일상생활에 이용하기까지는 최소 5년에서 10년 정도가 되지 않을까 생각한다”고 말했다.
이 교수의 연구성과는 비단 발광효율을 높이는 조명에만 그치지 않는다. 요즘 언론에 자주 보도되는 마음대로 접고 펴는 두루마리 휴대폰 개발과도 깊이 연결돼 있다. 이 교수는 “이 연구는 두루마리 휴대폰에 들어가는 디스플레이 창을 담당하게 될 기술”이라고 설명했다.
만 33세 나이에 ‘젊은 과학자상’ 수상해
이 교수의 능력은 일찍부터 인정받았다. 2008년 만 33세 나이에 대통령 상인 ‘젊은 과학자상’을 받았다. 당시 최연소이자 국내에서 박사학위를 받은 학자로서도 처음이다. 회사(삼성전자) 연구원 출신으로도 1호다. 3가지 타이틀을 얻은 것.
그는 세계 최초로 그래핀 전극을 활용한 OLED(유기발광 다이오드)를 개발하는 데 성공했다. 발광효율이 낮은 그래핀 전극의 한계를 극복하여 유연(flexible) OLED의 효율을 획기적으로 개선한 백색조명을 시연했다. 이러한 공로로 미래창조과학부와 한국연구재단이 선정하는 이달의 과학기술자상(7월)을 수상했다.
이 교수가 개발한 소위 플렉서블 OLED란 구체적으로 어떤 것일까? 어떤 동기에서 이러한 개발작업을 진행했을까? 또 어떻게 하면 벽지와 커튼에서 ‘꿈의 조명’이 나올 수 있을까? 김 교수와 인터뷰를 통해 여러 가지 궁금한 점을 알아봤다.
그래핀의 발광효율이 낮은 점에 착안
연구에 매달리게 된 배경에 대해 이 교수는 “꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 유연하고 전기전도도가 높아 전극소재로 주목 받고 있지만, 투명전극으로 널리 이용되는 기존 ITO(인듐 주석화합물) 전극에 비해 발광효율이 현저히 낮은 것에 착안했다”고 말했다.
“그래서 전도성 고분자 조성물을 이용해 전자와 만나 빛을 발생시키는 정공(positive hole)이 그래핀 전극 내로 효율적으로 주입되게 하였고, 이를 통해 발광효율을 기존 미국팀 한계의 100배까지 끌어 올려 ITO에 버금가는 초고효율을 달성해 내는 데 성공할 수 있었다”고 설명했다.
이러한 결과는 꿈으로만 생각되던 다양하고 밝은 빛을 내는 벽지와 커튼 개발에 대한 기대감을 높여 주었다. 또한 앞으로 유연 디스플레이, 박막 태양전지 및 조명개발 등 정부가 추진하는 창조경제에 기여할 것으로 전망된다.
이 교수팀은 또 그래핀을 이용, 최고 발광효율을 내는 플렉서블 OLED를 제조하는 데 성공했다. “그래핀을 이용한 벽지나 커틴으로 조명이 가능할 뿐만 아니라 색깔도 자유자재로 바꿀 수 있다”며, “OLED에서 사용되는 유기물은 분자 구조를 어떻게 디자인 하느냐에 따라서 몇 만가지 이상의 색을 낼 수도 있다”고 설명했다.
2016년 ITO 시장 9억2천500만 달러 추정
2011년 미국 리서치 회사인 나노마켓(Nanomarkets)에 따르면 ITO를 사용하는 가공조립산업(OLED조명, 박막태양전지, 스마트 창문 등)의 규모확장으로 ITO 대체투명전도막(Transparent Conductive Oxide)의 시장규모가 2016년 9억2천500만 달러에 달할 것으로 예상된다.
상용화 시점에 대한 질문에 이 교수는 “상용화는 회사가 해야 할 일이라 내가 언제 될 것 같다라고 얘기하는 것은 바람직하지 않은 것 같다”는 입장을 피력하면서 “일상생활에 이용하기까지는 최소 5년에서 10년 정도가 되지 않을까 생각한다”고 말했다.
이 교수의 연구성과는 비단 발광효율을 높이는 조명에만 그치지 않는다. 요즘 언론에 자주 보도되는 마음대로 접고 펴는 두루마리 휴대폰 개발과도 깊이 연결돼 있다. 이 교수는 “이 연구는 두루마리 휴대폰에 들어가는 디스플레이 창을 담당하게 될 기술”이라고 설명했다.
만 33세 나이에 ‘젊은 과학자상’ 수상해
이 교수의 능력은 일찍부터 인정받았다. 2008년 만 33세 나이에 대통령 상인 ‘젊은 과학자상’을 받았다. 당시 최연소이자 국내에서 박사학위를 받은 학자로서도 처음이다. 회사(삼성전자) 연구원 출신으로도 1호다. 3가지 타이틀을 얻은 것.
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| ▲ 이태우 교수가 개발한 플렉서블 OLED는 발광효율을 높일뿐만 아니라 휘는 휴대폰을 만드는데 필요한 유연 디스플레이를 공급할 수 있다. ⓒcultofmac.com |
이 교수는 “내가 능력이 뛰어나서가 아니다. 국내에서 박사학위를 했기 때문이다. 박사 후 과정까지 30세 이전에 마칠 수 있어서 독자적인 연구를 다른 분들보다 더 빨리 시작할 수 있었다”고 대답했다.
그는 이 상을 타기 앞서 삼성논문상(2005), 머크(Merck)상(2006), 고분자 학회 신진학술상(2007) 등을 탔다. 이러한 경력이 명예로운 ‘젊은 과학자상’으로 이어지게 되었다. 2008년도에 포항공대로 옮겨 학생들을 지도하고 있다.
플렉서블 OLED의 개발의 원인(遠因)은 젊은 과학자상과 무관하지 않다. 이 교수는 2008년 삼성전자(당시 삼성종합기술원) 전문연구원으로 재직할 당시 이미 휘어지는 디스플레이의 핵심 기술개발에 괄목할만한 업적을 인정받았다. 이러한 공로를 인정 받아 젊은 과학자상을 수상하기도 했다.
그는 이 상을 타기 앞서 삼성논문상(2005), 머크(Merck)상(2006), 고분자 학회 신진학술상(2007) 등을 탔다. 이러한 경력이 명예로운 ‘젊은 과학자상’으로 이어지게 되었다. 2008년도에 포항공대로 옮겨 학생들을 지도하고 있다.
플렉서블 OLED의 개발의 원인(遠因)은 젊은 과학자상과 무관하지 않다. 이 교수는 2008년 삼성전자(당시 삼성종합기술원) 전문연구원으로 재직할 당시 이미 휘어지는 디스플레이의 핵심 기술개발에 괄목할만한 업적을 인정받았다. 이러한 공로를 인정 받아 젊은 과학자상을 수상하기도 했다.
 저작권자 2013.07.05 ⓒ ScienceTimes |
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