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[KOSEN PICK] 백신, 아토초, 양자점 연구자 노벨상 수상

2023-10-11 관리자



노벨상의 계절이 돌아왔습니다. 신종 바이러스에 맞서 인류를 구한 백신 개발자를 비롯해 가장 짧은 순간을 포착한 연구자, 디스플레이 핵심 기술인 양자점을 발견한 과학자들이 올해 노벨상의 주인공이 됐습니다. 


노벨위원회는 ‘코로나 19’에 효과적인 메신저 리보핵산(mRNA) 백신 개발자인 탈린 카리코 펜실베이니아대 교수와 드루 와이스먼 펜실베이니아대 교수를 ‘2023 노벨 생리의학상’에 선정했습니다. 또 아토초(100경분의 1초) 펄스광을 포착한 물리학자 피에르 아고스티니 오하이오주립대 교수, 페렌츠 크러우스 루드비히막시밀리안대 교수, 안 륄리에 룬드대 교수에게 ‘노벨 물리학상’을,  나노 입자인 양자점(퀀텀닷)을 발견하고 개발한 문지 바웬디 매사추세츠공대 교수, 루이스 브루스 컬럼비아대 교수, 알렉세이 예키모프 나노크리스탈 테크놀러지 박사에게 ‘노벨 화학상’을 수여했습니다. 


인류 평화와 발전에 일생을 바친 이들에게 주어지는 노벨상. 특히 올해는 노벨상 역사의 관행을 깨 과학계를 놀라게 했습니다. 한국연구재단이 분석한 노벨과학상 수상자 분석에 따르면 핵심 연구 시작에서 노벨상을 받기까지 걸린 기간은 평균 32년에 이릅니다. 그러나 올해 생리의학생을 받은 카탈린 카리코 교수와 드루 와이스먼 교수는 짧은 시간 연구에도 가치를 인정받았습니다. 신종 코로나바이러스 ‘코로나19’로 위기에 처한 인류를 구했기 때문입니다. 노벨위원회는 “현대 인류 건강에 큰 위협 중 하나가 닥친 시기에 획기적 발견을 통해 전례 없는 백신 개발 속도에 기여했다”고 평가했습니다. 


또 123년 노벨상 권위가 흔들리는 초유의 사태도 발생했습니다. 후보자 추천부터 수상자 통보까지 전 과정이 극비로 알려졌지만, 올해는 화학상 수상자 명단이 사전에 유출된 것입니다. 스웨덴 왕립과학원 측은 유출이 아님을 주장해 보려 했지만, 결국 수상자가 그대로 발표되면서 해명도 무색해졌습니다.


여성 수상자가 적은 것은 올해도 비판의 대상이 됐습니다. 올해는 물리학상, 생리의학상, 평화상 수상이 여성에게 돌아갔지만, 그동안 노벨 수상자 중 여성은 6%에 불과하기 때문입니다. 이로 인해 여성 과학자들이 남성보다 정당한 공로를 인정받지 못한다는 질타가 이어지고 있습니다. 


이와 함께 올해 노벨평화상은 '옥중 수상'을 하게 됐습니다. 노벨위원회는 이란의 인권운동가인 나르게스 모하마디를 이란 여성에 대한 압제에 저항하고 인권과 자유를 위한 투쟁에 앞장섰다며 노벨평화상 수상자로 선정했는데요. 모하마디는 징역 8년과 70대의 태형을 선고받고 수감 중입니다.


노벨상 수상자들은 그들의 선구적인 생각과 업적을 통해 인류 사회에 큰 영향을 미치고 있는데요. 코센 리포트에도 인류를 위한 연구들이 계속해서 생성되고 있습니다. 올해 노벨상 수상과 관련된 연구들을 살펴봅니다. 



미세유체장치 기반 의약품 개발 및 생산기술 현황
이병진 (스탠퍼드대학)
미세유체장치는 mRNA 백신을 생산하기 위한 대량생산 공정에 사용돼 코로나바이러스 범유행에서 인류를 구원한 기술 중 하나로 평가되고 있다. 보고서는 미세유체장치 기반의 의약품 개발과 생산기술 현황을 살펴보고 있다. 

보고서에 따르면 미세유체장치는 빠른 국부적 혼합, 연속공정, 대량생산 가능성 등의 장점을 갖고 있으며 이를 바탕으로 다양한 상업적 생산에 적용될 수 있다. 

또한 mRNA-LNPs와 같은 정밀하고 섬세한 공정이 필요한 환경에서도 높은 생산량과 안정성을 바탕으로 이용되고 있다. 향후 많은 산업에서 미세유체장치를 이용한 생산기술이 적용될 것으로 전망하고 하고 있다.


○ 보고서 원문 바로가기 : https://kosen.kr/info/kosen/REPORT_0000000002274




양자점 디스플레이 기술 및 산업 동향
성진욱 (가천대학)
1970년대 벨 연구소에서 처음으로 발견된 물질인 양자점. 나노 스케일의 반도체 결정으로 외부에 전기를 인가하면 발광하는 OLED와 유사한 구조를 갖는다. 형광과 발광 물질을 사용하고 양자점 크기가 작으면 파장이 짧아져 파란색을 나타내며 커지면 파장이 길어져 빨간색을 구현할 수 있으므로 디스플레이에 응용할 수 있다. 

보고서는 양자점을 활용한 디스플레이를 소개하고 공정 전반 및 산업 동향에 대해 살피고 있다. 현재 디스플레이 산업계는 모바일에서는 OLED가 압도적인 위치에 있다. TV의 경우 QLED, LCD, OLED로 나누어져 있다. 양자점 디스플레이는 TV로 먼저 제품화되어 시장이 커지고 있으며 PC와 모니터, 태블릿 쪽으로 확장할 수 있다.

양자점 디스플레이의 산업구조는 양자점 소재, 광학 필름, 디스플레이 패널로 구성돼 있다. 소재의 경우 카드뮴과 비카드뮴계 등 두 가지로 나누어지는데 비자드뮴 계열의 양자점 소재가 개발 중이다. 

보고서는 양자점 디스플레이는 수요 포화 상태인 디스플레이 업계에 새로운 수요 창출을 기대하고 있다. 기존 OLED, LCD의 시설 인프라를 활용하는 등 기술적 논쟁거리를 해결하면 디스플레이 시장에서 높은 성장세를 전망할 수 있다. 


○ 보고서 원문 바로가기 : https://kosen.kr/info/kosen/REPORT_0000000001864




아토초 광 펄스 물리
이기태 (한국원자력연구)
아토초는 백경 분의 1초를 나타내는 단위다. 빛이 겨우 원자 하나 정도를 지나가는 데 걸리는 시간에 해당한다. 이에 아토초의 광 펄스는 원자 내의 전자 운동을 관측하는 것이 가능하다. 

그간 물리학자들은 짧은 펄스폭을 만들기 위해 꾸준히 노력해 왔으며, 이런 노력으로 펄스폭이 상당히 줄어들었다. 하지만 더 짧은 펄스폭을 만드는 데 한계가 있으며 새로운 기술 개발이 시도되고 있다. 

보고서는 아토초 펄스 발생 이론부터 아토초 펄스 발생 및 측정 기술 등을 밝히고, 이에 관련한 시간 분해 오제 감쇠, HHG 전자 운동의 아토초 타이밍 등 응용 부분까지도 이야기한다. 

이어 보고서는 펨토초 레이저 펄스가 성공하면서 베일에 싸여있던 많은 초고속 현상에 대한 관측이 가능해지고 있다고 전망한다. 그 적용 분야는 물리, 화학, 의학 등 전반적인 과학 분야에 걸쳐 있으며, 이는 펨토 과학이라는 만들며 빠르게 발전하고 있다. 

이제 아토초 펄스는 다양한 연구가 이뤄지고 있으며 계측 기술도 발전, 이를 통해 초고속 전자의 운동을 관측할 수 있게 됐다. 아토초 펄스를 이용해 초고속 전자의 운동을 제어하고 관측하는 것이 가능해진 만큼 이를 이용한 말은 기술이 개발될 것으로 기대된다. 


○ 보고서 원문 바로가기 : https://kosen.kr/info/kosen/267820