KOSEN 한인과학기술자네트워크

저희 그룹에서는 ‘지속가능한 발전을 위한 과학기술’에 대한 주제를 다음과 같이 접근하였습니다. 발전의 주체와 발전의 결과, 그리고 발전에 이용되는 자원과 환경들이 보존되어야 하고 지속적인 결과를 내어야 한다고 생각했습니다. 예를 들어 발전의 결과가 발전의 주체, 즉 사람들을 살 수 없게 하거나(예를 들면, 대량 살상 무기), 발전에 이용되는 자원이 고갈되어 버린다면 발전을 지속 할 수 없기 때문입니다. 반대로 발전의 결과가 발전의 주체를 지키고, 이용되는 자원을 절약하거나 재활용 할 수 있는 순환의 과정을 만든다면, 우리의 발전이 지속될 것 이라는 접근을 하였습니다. 따라서 저희는 큰 주제로서 사람과 환경에 대한 보존이라는 개념을 가지고 토론을 진행 하였습니다. 또한, 현재 우리들의 연구 분야가 위와 같은 지속 가능한 발전을 위한 기술에 어떻게 기여하고있는지 각자의 연구 주제와 과제에 대한 내용을 나누며 적용해 보았습니다.
 
1. 지속 가능한 발전을 위해서는  발전을 이뤄가는 주체인 인류의 존속과 건강을 지키는 일(Healthcare)에 대한 과학기술의 발전이 필요하다.
 
발전을 위해서는 훌륭한 기술도 중요하지만 정작 사람들이 건강을 잃고 일찍 죽음을 맞이하게 된다면, 그것 또한 지속가능한 발전을 위한 큰 손실이라고 생각합니다. 아무리 과학기술이 많이 발전했어도 발병의 원인이 명확하게 밝혀지지 않거나 쉽게 고치기 어려운 질병들이 많이 존재합니다. 대표적인 예로 암(cancer)를 들 수 있습니다. 암은 신체의 모든 부분에서 발생할 수 있는 질병이며, 특히 초기의 증상이 매우 미미하기 때문에 암에 걸렸다는 사실도 모른체 살아가다가 암이 우리 몸에 이미 많이 퍼져 고칠 수 없는 상태에 이르게 되어 죽게되는 경우가 대부분입니다. 암은 다양한 chemotherapy와 면역적 치료 방법을 통해 치사율을 낮추고 완치율이 증가시키는 성장을 이룩했습니다. 하지만 여전히 암으로 인해 죽는 사람들이 많기 때문에 끊임없는 연구가 필요합니다. 이에 관련하여 정재환 연구원(조지아텍 박사후 과정)의 연구 주제를 나누어 보았습니다. 정연구원은 안구에 약물을 전달하는 기술을 개발하고 있습니다. 녹내장이나 황반변성은 대표적인 후안안구질환 (posterior ocular diseases)으로 질병이 눈 매우 안쪽에서 발생하기 때문에 약물전달 방법이 매우 중요합니다. 초기에 증상이 잘 나타나지 않기 때문에 질병이 진단가능할 때는 이미 완치가 되기 어려운 상황이 대부분이며, 지속적인 치료가 이루어지지 않으면 실명에 이를 수 있습니다. 나이가 먹음에 따라 이런 질병의 발병률이 높아지지만 정확한 발병의 기전이 밝혀지지 않았고 이를 조기에 진단하는 방법도 어렵기 때문에, 마이크로 니들이라는 플랫폼을 이용하여 약물을 최대한 눈 뒤쪽 망막과 황반으로 전달하기 위해 노력하고 있습니다.
또한, 김영선(에모리 대학교 화학과 박사과정)학생은 알츠하이머의 원인이라고 여겨지는 단백질의 자가 조립 (self assembly)에 대한 연구를 진행 하고있습니다. 특정한 시퀀스를 가지는 짧은 단백질, 구제적으로는 amyloid bet를 가지고 자가 조립의 메커니즘에 대한 연구와 어떤 요소들이 자가 조립을 가속 시키는지 혹은 방지하는지에 대한 연구, 그리고 이 자가 조립에 특성을 가지고 에너지 분야에 대한 응용 에 대한 연구를 하고있습니다. 특히, 자가 조립에 의해 만들어 지는 나노튜브를 이용하여 태양전지나 수소생성 반응과 같은 에너지 생성에 대한 연구와 화학적인 촉매로서 화학적 물질 전환의 경제적이고 효율적인 방법을 연구할 계획입니다. 이러한 연구는 알츠하이머뿐만이 아닌 단백질 자가 조립에 의해 발생되는 인류를 위협하는 질병들에 대한 근본적인 원인과 관련되어 있기 때문에 ‘지속 가능한 발전’ 이라는 측면에서 발전의 주체를 위한 연구가 될 수 있겠으며 앞으로 계속 해서 재기될 인류가 사용하는 에너지에 대한 갈증을 해소하는 중요한 연구의 한 부분이 될 것 입니다.
 
2. 지속 가능한 발전을 위해서는 친환경적 기술의 발전과 한정된 자원의 효율적 관리가 필수적이다.
 
산업 혁명 이후 무분별한 화석 연료의 소비는 환경 오염을 낳았고, 이는 기후 변화를 초래하였습니다. 심각한 기후 변화는 결국 인간의 생존 문제와 직접적으로 연관되기 때문에 화학 공학 분야에서는 환경을 지속 가능한 상태로 되돌려 놓기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 본 토론 그룹의 민병현 (조지아텍 화학공학과 박사 과정)학생은 자원의 효율적 활용과 지속 가능한 발전을 위한 막 분리 기술을 연구하고 있다. 막 분리 공정은 기존의 석유화학산업에서 사용되는 증류를 통한 분리 공정에 비하여 에너지 소비가 적고, 설비의 간소화가 가능하다는 장점이 있습니다. 특히 적은 에너지 소비를 통해 기존의 공정을 대체할 수 있기 때문에 이를 통해 탄소 배출을 줄이고, 기존 자원을 효율적으로 활용하는 것이 가능해집니다. 하지만 막분리 공정의 상용화 수준은 굉장히 미비한 편인데 이는 분리막을 만드는 다공성 기초 소재 및 분리막 제조 공정이 상용화 단계에 이르지 못했기 때문입니다. 이에 민병현 학생을 비롯한 조지아텍 화공과의 많은 연구 그룹에서는 분리막 제조에 필수적인 다공성 기초 소재를 개발하고, 이 소재를 분리막으로 제조하는 공정 기술을 활발하게 연구하고 있습니다. 특히 이러한 연구가 학계에만 국한된 것이 아니라 미국 내 유수의 석유화학기업과 연계하여 상용화 단계까지 함께 연구되고 있다는 점에서 그 중요성을 직감할 수 있습니다. 미국의 석유화학 산업/학계에서도 이처럼 지속 가능한 화학 공정 기술의 발전을 위해 노력하고 있는 만큼 막 분리 공정의 상용화가 앞당겨 질 수 있을 것이며, 이를 통해 환경 오염을 낳은 기존의 석유화학 산업이 친환경 산업으로 재편 가능할 것으로 기대됩니다.
이와 더불어 김충순 (조지아텍 전기전자공학과 박사 과정) 학생의 연구 분야는 케미컬 가스 센서입니다. 반도체 공정 및 MEMS (Microelectromechanical system) 스트럭쳐를 이용하여 다양한 형식의 센서를 디자인하고 만들어냄으로서 인간과 환경을 위한 분야에 기여하기 위하여 부단한 노력을 기울이고 있습니다. 가스 센서는 특정 센싱 메카니즘과 필름에 의하여 일산화탄소, 이산화 탄소, 휘발성 유기 화합물 같은 여러가지 다양한 가스들의 디텍션이 가능합니다. 급속한 산업화와 심각한 대기오염으로 인한 환경피해는 막심하며 지구 온난화와 오존층의 파괴등 많은 문제를 일으키고 있고 또한 이러한 독성 가스들의 유입은 사람들의 건강에도 많은 영향을 미치고 있습니다. 가스 센서의 개발은 이렇게 눈에 보이지 않게 생태계를 파괴하는 가스들의 심각성을 직접적인 수치로 알게 해주기에 많은 발전이 필요한 분야입니다. 한 예로, 우리가 그냥 지나치기 쉬운 이산화탄소는 공기중에 함유되어 있지만 그 농도가 높아질수록 일의 능률을 떨어트리고 구토, 두통등의 현상을 일으킵니다. 더군다나 사람이 호흡을 할 때 마다 주위의 이산화탄소 농도는 급격하게 증가하므로 학교나 사무실 등 밀폐된 공간에 주로 생활하는 현대인들에게 이산화탄소의 농도를 파악하여 환기를 주기적으로 시켜주는 일은 항상 필요합니다. 이산화탄소 센서는 눈에 보이지 않는 이산화탄소의 농도를 측정하여 주기적으로 실내를 환기 시킴으로 실내환경에서 생활하는 사람들의 일의 능률과 건강을 보호합니다. 그리고 새집 증후군은 실내 공기 질과 관련되 있으며 이는 집 시공시 사용되는 많은 휘발성유기화합물에 의해 야기 됩니다. 이와 같이 우리 주변에는 많은 독성 가스들이 존재하지만 현재 그것을 정확히 발견하고 측정하는데에 쓰이는 장비들은 일반적으로 구하기가 어려운 상황입니다. 반도체 공정으로 만들어진 마이크로시스템 가스 센서의 개발은 대량생산으로 어디에서나 누구나 구할 수 있는 가스 센서의 개발을 목표로 환경과 인간을 보호하며 지속가능한 발전을 위한 과학기술의 한 분야로 이바지 하고자합니다.
 
다음은 강지우(조지아텍 석사과정)의 의견으로 '이러한 지속가능한 발전에 대한 교육도 중요하다'는 내용입니다.

In promoting sustainable development, technology plays an important role; however, on the fundamental basis, it is more important for us to understand and realize the importance of sustainability and the consequences of behaviors that refrain us from preserving and improving the environment. Technology had enabled us to achieve higher standards of living compared to those of the previous generations, and as much as we benefited from the comfort of having these higher standards of living, the environment has suffered, providing our “needs,” once treated as luxuries in past generations. The earth faces environmental crises such as environmental degradation from resource depletion, pollution, climate change, and global warming. Many recognize these environmental crises as real threats to our environment takes on initiatives to lessen the damage on the earth and to preserve what is left so that the future generations can sustain themselves; few others fail to view these crises as real, but one close look at the situation, one will easily realize that these challenges we face are real. Unless we, individuals who have abilities to either destroy or save the environment, act to alleviate the crises, there may not be any environment or resources for the future generations to live on. For this reason, we must educate the current and future generations on the effects of our behavior on the environment to ensure ongoing sustainable development and stability of the environment.