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김유수 교수, 양자 연구의 새 시대를 열다

일반 리포트 2024년 11월 07일
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목차

  1. 요약
  2. 김유수 교수의 배경
  3. 양자 변환 연구단의 목표와 연구 방향
  4. 한일 공동 연구 계획
  5. 김유수 교수의 연구 업적
  6. 기초과학 연구의 비전
  7. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 김유수 교수의 GIST 부임과 IBS 내 양자 변환 연구단 설립에 대한 내용을 다루고 있습니다. 김 교수는 서울대와 도쿄대에서 수학한 후, 일본 RIKEN에서 수석과학자로 재직하며 쌓아온 연구 경험을 바탕으로, 양자 상태 간의 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적 방법론을 개발할 계획입니다. 이러한 연구는 전 세계 화학계의 발전을 위해 한일 간의 공동 연구를 통해 더욱 강화될 예정입니다. 또한 김 교수는 주사터널링현미경(STM)을 이용하여 단일 분자 수준의 광전류를 측정하는 등, 나노 분광법 개발 및 OLED 효율성 향상 등의 중요한 연구 성과를 이루어냈습니다. 이러한 성과를 기반으로, 김 교수의 리더십 하에 GIST의 연구단은 행보를 이어가게 될 것입니다.

2. 김유수 교수의 배경

  • 2-1. 서울대 화학과 졸업 및 도쿄대 박사학위

  • 김유수 교수는 서울대학교 화학과를 졸업한 후 도쿄대학교 응용화학과에서 박사학위를 취득하였습니다.

  • 2-2. RIKEN 수석과학자 임명

  • 김 교수는 일본 이화학연구소(RIKEN)에서 2015년에 수석과학자(chief scientist)로 임명되어 표면 및 계면과학 연구실을 이끌었습니다. 그는 한국인 과학자 중 최초로 이 직책에 선임되었습니다.

  • 2-3. 세계적 연구자로의 위치

  • 김유수 교수는 표면 및 계면화학 분야의 세계적 연구자로 인정받고 있으며, '물질은 신이 창조했지만, 표면은 악마가 만들었다'는 볼프강 파울리의 명언은 이 분야의 연구가 얼마나 까다로운지를 나타냅니다. 그는 주사터널링현미경(STM)을 사용하여 원자나 분자 수준의 화학반응을 관찰하며, 단일 분자 내에서 생성된 광전류를 측정하는 연구, 나노물질의 전자구조 및 광학 물성을 측정하는 정밀한 나노 분광법 개발 등 여러 가지 주요 성과를 보유하고 있습니다. 그의 업적은 일본 문부과학부 과학기술표창(2018), 일본 분자과학회 국제학술상(2018), 일본 화학회 학술상(2019) 등의 과학상을 수상하는 데 기여하였습니다.

3. 양자 변환 연구단의 목표와 연구 방향

  • 3-1. 양자 상태 간 상호작용 계측 및 제어

  • 김유수 교수는 IBS 양자 변환 연구단을 이끌며 양자 상태 간의 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적인 방법론을 개발하는 목표를 가지고 있습니다. 양자 상태의 상호작용 연구는 양자 변환 현상에 의해 발현되는 혁신적인 기능과 물성을 창출하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

  • 3-2. 혁신적 방법론 개발

  • 김 교수는 주사터널링현미경(STM)을 이용하여 물질의 표면에서 발생하는 화학반응을 원자 및 분자 수준에서 관찰하고 연구해왔습니다. 이러한 연구로는 단일 분자 내에서 생성되는 광전류를 원자 수준에서 측정하는 연구와 같은 획기적인 성과가 있습니다. 앞으로 연구단은 이러한 기술을 바탕으로 양자 변환 연구를 더욱 심화시킬 계획입니다.

  • 3-3. 기초과학 연구의 중요성

  • 김유수 교수는 촉매, 배터리, OLED와 같은 인류에게 편의성을 제공하는 기술의 기저에 고체 표면에서 일어나는 화학반응 연구가 있음을 강조하였습니다. 기초과학 연구의 중요성을 통해 해당 분야에서의 기여를 다짐하고 있으며, 이러한 연구는 국내 기초과학의 발전에도 큰 영향을 미칠 것입니다.

4. 한일 공동 연구 계획

  • 4-1. 김유수 교수의 일본 인프라 활용

  • 김유수 교수는 일본 이화학연구소(RIKEN)에서 수석과학자로 재직하며 축적한 연구 인프라를 활용하여, 한일 간 적극적인 공동 연구를 계획하고 있습니다. 그는 2015년 RIKEN에서 연구자로서 가장 높은 직책인 수석과학자로 선정된 후, 표면 및 계면과학 연구실을 이끌어 왔습니다. 이러한 경험은 그가 GIST에서 양자 변환 연구단을 통해 설정한 연구 목표인 양자 상태 간 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적 방법론을 개발하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

  • 4-2. 한일 과학자 간 협력

  • 김유수 교수는 GIST의 양자 변환 연구단을 이끌며, RIKEN과의 협력을 통해 한일 과학자 간의 공동 연구를 적극적으로 추진하고 있습니다. 그는 일본에서의 많은 연구 경력을 바탕으로 한국의 기초과학 발전에 기여할 계획을 세우고 있으며, 이 과정에서 일본의 연구자와 협력하여 글로벌 화학계에 기여하고자 합니다.

  • 4-3. 기술 혁신을 통한 발전

  • 양자 변환 연구단은 양자 상태 간 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적 방법론을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 김유수 교수는 촉매, 배터리, OLED와 같은 기술들이 고체 표면에서 일어나는 반응에 기초하고 있음을 강조하며, 기초과학자들의 연구가 이 기술들이 발전하는 데 필수적이라고 밝혔습니다. 이러한 연구는 인류에게 편익을 가져다 줄 수 있는 기술의 기초 연구로 이어질 것으로 기대됩니다.

5. 김유수 교수의 연구 업적

  • 5-1. 단일 분자 광전류 측정 연구

  • 김유수 교수는 2022년 Nature 저널에 발표한 연구에서 단일 분자 내에서 생성되는 광전류를 원자 수준에서 측정하는 성과를 이루었습니다. 이 연구는 표면과 계면에서 일어나는 화학반응을 깊이 있게 이해할 수 있는 기반을 제공합니다.

  • 5-2. 정밀한 나노 분광법 개발

  • 2021년 Science 저널에 발표된 연구에서는 나노 물질의 전자구조와 광학 물성을 직접 측정할 수 있는 정밀한 나노 분광법을 개발하였습니다. 이 메커니즘은 나노 기술의 발전에 기여하고, 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.

  • 5-3. OLED 발광 메커니즘 제시

  • 김 교수는 2019년 Nature 저널에서 유기발광다이오드(OLED) 구동에 필요한 에너지를 크게 줄일 수 있는 새로운 발광 메커니즘을 제시하였습니다. 이 연구는 OLED 기술의 에너지 효율성을 높이는 데 중대한 기여를 하였습니다.

6. 기초과학 연구의 비전

  • 6-1. 인류 기술 발전에 기여

  • 김유수 교수는 인류에게 편의를 가져다줄 기술의 기초 연구를 통해 기초과학의 비전을 실현하고자 하고 있습니다. 교수는 촉매, 배터리, OLED 등 여러 분야에서 고체 표면에서 일어나는 반응을 연구해온 기초과학자들의 연구가 중요하다고 강조하였습니다.

  • 6-2. 기초과학의 지속적 중요성

  • 김 교수는 기초과학 연구를 통해 양자 상태 간의 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 혁신적 방법론을 개발할 계획입니다. 이는 현재 및 미래의 기술 혁신에 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.

  • 6-3. 연구와 산업 간의 상호작용

  • 김유수 교수는 한일 공동 연구를 통해 글로벌 화학계 발전에 기여할 것을 목표로 하고 있으며, 이는 연구와 산업 간의 상호작용 증진에도 기여할 것으로 보입니다. 그의 경험은 연구단의 국제 협력이 강화되는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

결론

  • 김유수 교수의 GIST 부임과 IBS 양자 변환 연구단의 설립은 대한민국의 기초과학 발전에 깊은 영향을 미칠 것입니다. 세계적 연구자로서의 김 교수의 경험과 성취는 양자 상태 간의 상호작용을 정량적으로 계측하고 제어하는 연구의 미래를 열어가는데 큰 역할을 할 것입니다. 특히, 양자 변환 연구는 촉매, 배터리 및 OLED와 같은 기술 개혁에도 혁신적인 기여를 할 것으로 기대되며, 이는 인류에게 보다 큰 편익을 가져다줄 것입니다. 그러나, 연구의 복잡성과 국제 협력의 필요성은 여전히 큰 도전 과제로 남아있습니다. 향후 지속적인 공동 연구와 방법론의 개발을 통해 이러한 한계를 극복하고, 글로벌 과학계에서의 입지를 강화할 것으로 기대됩니다. 이러한 노력이 이어질 때, GIST와 IBS는 향후 과학 혁신의 중심에 서게 될 것입니다.

용어집

  • 김유수 [인물]: 김유수 교수는 서울대학교 화학과를 졸업하고 도쿄대학교 응용화학과에서 박사학위를 받았으며, 일본 이화학연구소(RIKEN)에서 수석과학자로 재직한 세계적 석학이다. GIST에서 양자 변환 연구단을 이끌며 과학계의 발전에 기여할 계획이다.
  • IBS [기관]: 기초과학연구원(IBS)은 과학 연구의 발전을 위해 설립된 연구 기관으로, 다양한 융합 연구를 통해 글로벌 과학계에서의 역할을 확대하고 있다.
  • GIST [기관]: 광주과학기술원(GIST)은 기초과학 연구와 고급 과학 기술 교육을 위한 기관으로, 김유수 교수가 교수로 부임한 곳이다.

출처 문서