UNIST 백종범 교수, ‘이달의 과학기술인상’ 11월 수상자 선정

금속 자석 고정관념 깨고 세계 최초 플라스틱 자성체 규명

▲ 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 백종범 교수. (사진제공=과학기술정보통신부)

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 11월 수상자로 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 백종범 교수를 선정했다고 4일 밝혔다.

‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만 원을 수여한다.

자석은 우리 삶에 필수 불가결한 핵심 소재로, 기존에는 금속물질만 자성을 가지기 때문에 자석은 금속으로만 만들 수 있다는 것이 상식이었다. 백종범 교수는 이런 통념을 깨고 유기 플라스틱 자석의 존재를 이론적으로 규명하고 실증을 통해 산업적 발전 가능성을 제시했다. 가벼운 유기 플라스틱도 금속처럼 자유전자가 많아지면 자성을 띨 수 있음을 이론적으로 규명하고, 금속 오염을 철저히 배제한 상태에서 유기물이 자석에 이끌려 오는 실험을 진행해 유기물 자성체의 실체를 증명했다.

연구팀은 탄소 원자가 포함된 유기화합물인 ‘TCNQ’를 섭씨 155도 고온에서 반응시켜 자성을 띠는 플라스틱(p-TCNQ) 제작에 성공했다. 합성된 플라스틱은 전자 스핀들이 적당한 거리를 두고 떨어져 서로 자연스럽게 영향을 주고받으며 강자성을 보였다. 강자성은 물질 외부에서 자기장이 가해지지 않아도 스스로 자기화돼 자석이 될 수 있는 성질이다.

▲유기 강자성체 구조(왼쪽) 및 강자성체 발현 메커니즘(오른쪽). (사진제공=과학기술정보통신부)

p-TCNQ로 이름 붙여진 플라스틱 자석은 2018년 8월 학술지 켐(CHEM)에 발표됐다. 연구팀은 녹슬지 않고 영구적으로 사용 가능한 플라스틱 자석의 장점을 활용해 MRI 조영제, 전기차 모터 등 실생활에 응용 가능한 기술 개발을 목표로 후속연구를 진행하고 있다.

백 교수는 “이번 연구는 자유전자를 가진 유기물 구조체를 설계해 플라스틱 자석의 새로운 가능성을 제시한 데 의의가 있다”며 “강자성의 세기를 높이는 후속연구를 통해 자성체 연구 분야의 초석을 다지고 금속 자석의 단점을 보완해 산업 발전에 기여할 수 있기를 기대한다”고 수상소감을 밝혔다.