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[인터뷰] 이현주_화학산업의 게임체인저, 촉매ㅣ2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

과학자로서의 삶은 끊임없는 도전과 실패의 연속입니다. 스스로의 한계를 규정짓지 않는 마음가짐은 복잡한 공학적 난제를 해결하는 가장 강력한 원동력이 됩니다. 특히 주변의 뛰어난 인재들 사이에서 스스로를 의심하게 되는 순간에도, 실패를 두려워하지 않고 다시 일어서는 용기는 좋은 과학자가 갖춰야 할 필수적인 덕목입니다. 이러한 단단한 의지는 단순히 지식을 습득하는 단계를 넘어 새로운 과학적 지평을 열어가는 과정에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 불균일계 촉매 연구는 현대 화학 산업의 핵심적인 토대를 이룹니다. 촉매는 반응물과 생성물의 상태가 다른 환경에서 화학 반응을 촉진하는 역할을 하며, 특히 귀금속 사용량을 줄이면서도 활성과 선택성을 높이는 것이 연구의 주된 목표입니다. 우리의 생활 환경에서 흔히 볼 수 있는 자동차 배기가스 정화 장치 역시 이러한 촉매 기술의 결정체입니다. 유해한 황산화물이나 질소산화물을 무해한 물과 질소로 변환함으로써, 촉매는 보이지 않는 곳에서 인류의 건강과 환경을 보호하는 중추적인 기능을 수행하고 있습니다. 오랜 시간 안정적인 분야로 여겨졌던 화학 산업은 현재 거대한 전환점에 서 있습니다. 과거의 성장이 효율성에 집중했다면, 이제는 이산화탄소 배출과 미세플라스틱 문제 해결이라는 강력한 사회적 요구에 직면해 있습니다. 이러한 변화는 단순히 위기가 아니라 지속 가능한 사회로 나아가기 위한 필수적인 과정입니다. 석유 기반의 생산 방식에서 벗어나 새로운 원료를 활용해 필요한 물질을 만들어내는 과정에서 촉매는 성패를 가르는 열쇠가 됩니다. 화학 산업의 근본적인 혁신만이 깨끗하고 지속 가능한 내일을 보장할 수 있습니다. 공학 분야 내의 멘토링 프로그램은 단순한 지식 전달을 넘어 사회적 연대를 구축하는 장이 됩니다. 특히 여학생들이 겪는 경력 단절에 대한 고민이나 구직 과정에서의 보이지 않는 장벽은 개인의 노력만으로 해결하기 어려운 지점입니다. 이러한 문제를 공유하고 해결책을 모색하는 과정에는 남녀 학생 모두의 참여가 필요합니다. 서로의 상황을 이해하고 포용하는 태도는 갈등을 줄이고 모두가 행복하게 일할 수 있는 환경을 만드는 첫걸음입니다. 멘토링은 변화하는 시대에 발맞춰 건강한 조직 문화를 형성하는 중요한 역할을 수행합니다. 연구실의 기술이 실험실 담장을 넘어 실제 시장과 사회에 실질적인 영향을 미치는 것은 모든 공학자의 꿈입니다. 원자 수준에서 표면 구조를 정밀하게 제어한 촉매를 실험실 규모를 넘어 kg 단위로 대량 생산하는 기술은 화학 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 도전적인 과제입니다. 나노기술의 발전으로 과거에는 불가능해 보였던 원자 수준의 분석과 합성이 가능해지고 있는 만큼, 이러한 혁신적 기술이 제품화되어 사회적 가치를 창출하는 미래를 기대해 봅니다. 이는 공학이 추구해야 할 진정한 실용적 가치의 실현이라 할 수 있습니다.

이현주

카오스재단카오스강연

화학

[해SSUL이있는 과학뉴스] 탄소섬유와 모빌리티 - 2탄

탄소섬유는 과거 수작업에 의존하던 가내수공업 형태에서 벗어나, 이제는 대량 생산이 가능한 현대적 공업 기술로 진화했습니다. 대표적인 기술인 '레진 트랜스퍼 몰딩(RTM)'은 탄소섬유를 다층으로 쌓고 수지를 주입해 금속판처럼 단단한 형태로 찍어내는 방식입니다. 이때 에폭시와 같은 고분자 화합물을 섬유 사이사이에 스며들게 하는 함침 과정을 거치며, 이를 통해 단순한 섬유 뭉치가 아닌 고강도의 구조체로 거듭나게 됩니다. 이러한 공정의 자동화는 탄소섬유가 자동차를 비롯한 다양한 산업 분야로 확산되는 결정적인 계기가 되었습니다. 탄소섬유 강화 플라스틱은 무게 대비 강도가 매우 뛰어나지만, 금속과는 다른 독특한 물리적 특성을 지닙니다. 외부 충격을 받았을 때 찌그러지며 에너지를 흡수하는 금속과 달리, 탄소섬유는 일정 수준 이상의 충격이 가해지면 완전히 으깨지거나 박살 나는 성질이 있습니다. 이는 안전성 측면에서는 뛰어난 보호력을 제공할 수 있으나, 파손 시 부분 수리가 어렵고 부품 전체를 교체해야 한다는 경제적 부담이 따르기도 합니다. 소재 자체의 높은 가격과 맞물려 유지보수 비용이 상승하는 요인이 되지만, 그 압도적인 강인함은 포기할 수 없는 매력입니다. 전기차와 수소차의 등장은 자동차의 구조적 정의를 완전히 바꾸고 있습니다. 내연기관 엔진이 사라지면서 설계의 자유도가 높아졌고, 탄소섬유는 이러한 변화를 가속화하는 핵심 소재로 주목받습니다. 특히 자율주행 기술이 완성되면 핸들이나 복잡한 조작 장치가 필요 없어져 차량 내부를 거실처럼 꾸미는 것도 가능해집니다. 하부 플랫폼 위에 사용자가 원하는 모양의 탄소섬유 외장재를 씌우는 '스케이트보드' 방식의 생산 구조는, 미래 자동차 시장이 대량 생산을 넘어 개인의 개성을 존중하는 커스텀 시대로 나아갈 것임을 예고하고 있습니다. 탄소섬유가 대중적으로 이름을 알리게 된 결정적인 계기는 항공 산업입니다. 비행기는 기체가 가벼울수록 연료 효율이 높아지고 더 많은 화물과 승객을 실을 수 있기 때문에, 고가의 탄소섬유를 가장 적극적으로 도입해 왔습니다. 실제로 최신 항공기 기체의 절반 가까이가 탄소섬유로 제작될 만큼 그 비중이 높습니다. 이러한 흐름은 일상 영역으로도 확장되어 자전거 프레임, 야구방망이, 골프채 등 무게 경쟁력이 중요한 스포츠 용품이나 고성능 IT 기기의 외장재로 널리 쓰이며 우리 삶의 질을 높이는 데 기여하고 있습니다. 소재의 혁신은 단순히 재료가 바뀌는 것을 넘어 기존 산업 생태계를 재편하는 파괴적 힘을 가집니다. 과거 철강 중심의 시대에서 탄소섬유와 플라스틱 소재 중심으로 산업의 주도권이 이동하고 있는 만큼, 미래 경쟁력 확보를 위한 지속적인 연구와 투자가 절실한 시점입니다. 현재 세계 시장은 오랜 기술 노하우를 축적해 온 국가들이 주도하고 있지만, 한국 기업들도 독자적인 기술력을 바탕으로 격차를 좁히기 위해 매진하고 있습니다. 새로운 소재가 열어갈 미래 시장의 흐름을 정확히 읽고 대응하는 것이 국가 산업의 향방을 결정지을 것입니다.

국립과천과학관요즘과학👏

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산업혁신

[인터뷰] 이현주_화학산업의 게임체인저, 촉매ㅣ2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

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